JP6503155B2 - Output fluctuation suppression system for distributed power supply - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、分散電源の出力変動を抑制し、電力系統への電圧変動及び周波数変動を減少させることを可能とした分散電源の出力変動抑制システムに関する。 The embodiment of the present invention relates to a distributed power supply output fluctuation suppression system capable of suppressing the output fluctuation of the distributed power supply and reducing the voltage fluctuation and the frequency fluctuation to the electric power system.
近年、環境とエネルギーに対する関心が高まり、太陽光発電、風力発電等の分散電源の導入が進められている。その一方で、分散電源は従来広く採用されている火力、原子力などの発電所などの大規模集中型電源に比較すると、出力変動が大きく、特に自然エネルギーを利用した分散電源は、自然条件の変化によって発電電力が変動するため、分散電源の導入量が増加すると、それに連系する電力系統に周波数変動や電圧変動等の悪影響を及ぼす可能性がある。 In recent years, interest in the environment and energy has increased, and the introduction of distributed power sources such as solar power generation and wind power generation has been promoted. On the other hand, compared with large-scale centralized power sources such as thermal power plants and nuclear power plants where distributed power sources are widely used in the past, the output fluctuation is large, especially distributed power sources using natural energy, changes in natural conditions Because the generated power fluctuates due to this, when the introduction amount of the distributed power source increases, there is a possibility that adverse effects such as frequency fluctuation and voltage fluctuation may be exerted on the power system connected to it.
その対策の一つとして、特許文献1や特許文献2に記載されるように、分散電源にリチウムイオン電池などの充放電可能な蓄電装置を併設し、その電力系統に対する出力電圧の変動を抑制する技術が提案されている。これらの技術は、蓄電装置にその充放電を制御する制御部を設け、分散電源の発電電力αとその移動平均βの差分α−βに基づいて、この制御部から蓄電装置に対して充放電指令を出力することにより、分散電源の出力変動を蓄電装置により吸収し、分散電源から連系系統に対する出力変動を抑制するものである。
As one of the measures, as described in
すなわち、蓄電装置に設けられた制御部は、分散電源の出力を計測して単位時間内における分散電源の出力の移動平均βを求め、分散電源の発電電力αが移動平均βを上回ったときには、その余剰分を蓄電装置に充電し、分散電源の発電電力が移動平均βを下回ったときには、その不足分を蓄電装置から放電して、分散電源による電力変動を平滑化している。 That is, the control unit provided in the storage device measures the output of the distributed power supply to obtain the moving average β of the distributed power supply output in unit time, and when the generated power α of the distributed power supply exceeds the moving average β, The surplus is charged in the storage device, and when the generated power of the distributed power supply falls below the moving average β, the shortage is discharged from the storage device to smooth the power fluctuation due to the distributed power supply.
分散電源として広く採用されている太陽光発電における出力電力の変動は、気象条件によるが、太陽と太陽電池の間に雲などの太陽光遮蔽物が横切る場合、短時間で定格電力の50%以上の変動が発生する。変動時間は、風速や太陽電池パネルの縦横比と風向などの遮蔽物の動きに大きく依存するため、それに見合う制御応答性が要求される。しかし、従来技術では、分散電源の出力変動を吸収する蓄電装置の充放電動作は、発電電力αやその移動平均βに基づいて演算された充放電制御装置からの指令によって制御されていたため、応答速度に限界が有り、瞬時に変化する風向きなどの気象条件に追従することが難しい。その結果、従来技術においては、発電電力の変動に対する充放電指令に遅れが生じ、系統電力の変動が生じるという欠点がある。 Fluctuations in output power in photovoltaic power generation widely adopted as distributed power sources depend on weather conditions, but when solar light shielding objects such as clouds cross between the sun and solar cells, 50% or more of the rated power in a short time Fluctuations occur. Since the fluctuation time largely depends on the movement of the shield such as the wind speed, the aspect ratio of the solar cell panel, and the wind direction, a control response commensurate with that is required. However, in the prior art, the charge / discharge operation of the power storage device that absorbs the output fluctuation of the distributed power supply is controlled by the command from the charge / discharge control device calculated based on the generated power α and its moving average β. There is a limit to the speed, and it is difficult to follow weather conditions such as the wind direction which changes instantaneously. As a result, in the prior art, there is a disadvantage that the charge / discharge command for the fluctuation of the generated power is delayed and the fluctuation of the grid power occurs.
前記の様に、太陽光パネルなどの自然エネルギーを源とした分散電源は、気象条件などの要因で出力が大きく変動する。同一地域に送配電系統の許容値を超える分散電源が接続されると系統の電圧や周波数が変動することから分散電源の出力変動を抑制する必要が生じている。しかしながら、分散電源の出力を抑制すると自然エネルギーの利用率を低下させることになるため、最大電力点追従制御(MPPT: Maximum Power Point Tracking)を行うことにより、分散電源は常に最大効率での発電を維持し、系統への出力変動は抑制する必要がある。 As described above, the distributed power source using natural energy such as a solar panel has a large output fluctuation due to factors such as weather conditions. When a distributed power supply exceeding the allowable value of the transmission and distribution system is connected to the same area, the voltage and frequency of the system fluctuate, and it is necessary to suppress the output fluctuation of the distributed power supply. However, suppressing the output of the distributed power supply will lower the utilization factor of natural energy, so by performing Maximum Power Point Tracking (MPPT), the distributed power supply will always generate power at the maximum efficiency. It is necessary to maintain and control the output fluctuation to the grid.
そのため、例えば特許文献1の従来技術では、蓄電装置の出力側に設けた系統連系インバータを利用して最大電力点追従制御が可能としている。しかし、系統連系インバータで最大電力点追従制御を行うと、移動平均βとは無関係な最大電力点追従制御に由来する電力変動により系統出力が変動することとなるため、制御装置からの指令で蓄電装置の充放電を制御しても出力変動を効果的に抑制することが不可能である。
Therefore, for example, in the related art of
本発明の実施形態は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本発明の実施形態の目的は、蓄電装置の充放電の応答性に優れ、急激な太陽発電電力の変動が発生した場合でも、系統電力の変動が生じない分散電源の出力変動抑制システムを提供するものである。 Embodiments of the present invention are proposed to solve the problems of the prior art as described above. An object of an embodiment of the present invention is to provide an output fluctuation suppressing system of a distributed power supply which is excellent in charge / discharge response of a power storage device and does not generate fluctuation of grid power even when sudden fluctuation of solar generated power occurs. It is a thing.
本発明の実施形態の他の目的は、最大電力点追従制御を行った場合でも、系統電力の変動が効果的に抑制される分散電源の出力変動抑制システムを提供するものである。 Another object of the embodiment of the present invention is to provide a distributed power supply output fluctuation suppression system in which fluctuation of grid power is effectively suppressed even when maximum power point tracking control is performed.
本発明の実施形態に係る分散電源の出力変動抑制システムは、次の構成を有することを特徴とする。
(1) 直流電力を出力する太陽光発電装置である分散電源。
(2) 前記太陽光発電装置の最大電力点追従制御を行うDC−DCコンバータであり、前記分散電源から直流主回路に直流電力を出力する第1の電力変換装置。
(3) 前記直流主回路から交流電力を電源系統に出力する第2の電力変換装置。
(4) 前記第2の電力変換装置から電力系統に対する交流電力の出力を制御する系統出力制御装置。
(5) 前記分散電源の発電電力に基づいて、前記系統出力制御装置に対する出力指令を演算する変動抑制演算装置。
(6) 前記直流主回路に接続され、充電状態に応じた解放端電圧を発生させる特性を有する蓄電素子。
さらに、蓄電素子は、以下の構成を有する。
(7) 前記直流主回路の電圧と、前記蓄電素子の電池電圧に基づいて充放電を行うことで、前記第1の電力変換装置からの発電電力と前記第2の電力変換装置から出力される交流電力の差に基づく、前記直流主回路上の電力変動を吸収するように構成される。
(8) 前記変動抑制演算装置に変化率制限値の入力部が設けられ、前記変動抑制演算装置は、入力された変化率制限値に基づいて、前記発電電力に対する前記第2の電力変換装置からの出力電圧の変化率の制限を行う。
An output fluctuation suppression system for a distributed power supply according to an embodiment of the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) Distributed power supply which is a solar power generation device that outputs DC power.
(2) A first power conversion device that is a DC-DC converter that performs maximum power point tracking control of the solar power generation device, and outputs DC power from the distributed power supply to a DC main circuit.
(3) The second power conversion device that outputs AC power from the DC main circuit to a power supply system.
(4) the second channel output controller for controlling the output of the AC power to the power system from the power conversion device.
(5) A fluctuation suppression calculation device that calculates an output command to the grid output control device based on the generated power of the distributed power supply.
(6) A storage element connected to the DC main circuit and having a characteristic of generating an open end voltage according to a charge state.
Furthermore, the storage element has the following configuration.
(7) and the voltage of the DC main circuit, by performing the charging and discharging based on the battery voltage of the electric storage device, is output from the generated power and the second power converter from the first power converter It is configured to absorb power fluctuations on the DC main circuit based on the AC power difference.
(8) The fluctuation suppression arithmetic device is provided with an input unit for a change rate limit value, and the fluctuation suppression arithmetic device is configured to input the generated change rate restriction value to the second power converter for the generated power. Limit the rate of change of the output voltage of
[1.第1実施形態]
(1)実施形態の構成
[1. First embodiment]
(1) Configuration of the embodiment
本実施形態の分散電源システムは、図1に示すとおり、太陽光発電装置などの分散電源1と、この分散電源1の出力側に接続された第1の電力変換装置2と、この第1の電力変換装置2の出力側に接続されて、分散電源1から電力の供給を受ける直流主回路3を備える。第1の電力変換装置2としては、分散電源1の出力を第2の電力変換装置8の制御電圧範囲に変換すると共に、分散電力1が太陽光発電装置である場合において、分散電源1に対して最大電力点追従制御を行うことのできるDC−DCコンバータを使用する。
As shown in FIG. 1, the distributed power supply system according to the present embodiment includes a
直流主回路3には、分散電源1から直流主回路3に供給される発電電力αを計測する電力計4が設けられ、この電力計4の出力部は変動抑制演算装置5(以下、演算装置5という)の入力部に接続されている。演算装置5の出力部は系統出力制御装置6(以下、制御装置6という)に接続され、制御装置6の出力部が第2の電力変換装置8に接続されている。第2の電力変換装置8は、一般に系統連系インバータと呼ばれるもので、その入力部は直流主回路3に、出力部は電力系統11に接続されている。電力系統11には、系統電力γを測定する電力センサ7が接続されている。
The DC main circuit 3 is provided with a power meter 4 for measuring the generated power α supplied from the
演算装置5は、電力計4で計測した第1の電力変換装置2の発電電力αを受信し、この発電電力αに基づいて電力変動を抑制する演算を行い、その結果を系統出力指令θとして制御装置6に出力する。この場合、演算装置5では、例えば、次のようなパラメータのいずれかまたは複数の組み合わせにより、変化率の抑制演算を行うことができる。
(1)変化率制限:変化率制限値(%/時間)
(2)移動平均:平均サンプリング数
(3)1次遅れフィルタ:時定数
The
(1) Change rate limit: Change rate limit value (% / hour)
(2) Moving average: average sampling number (3) first-order lag filter: time constant
これらのパラメータは、演算装置5に対して外部から指定する場合も、演算装置5に予め設定する演算式に組み込む場合もある。このパラメータは、これら(1)から(3)に限定されるものではなく、電力系統11側が必要とする条件に従って適宜設定することが可能である。
These parameters may be specified from outside the
制御装置6は、この演算装置5からの系統出力指令θと、電力センサ7によって得られた系統電力γに基づいて、第2の電力変換装置8の出力電力が系統出力指令θと同等になるような駆動信号を生成して、第2の電力変換装置8の出力を制御する。すなわち、系統出力指令θは第2の電力変換装置8の出力目標値であり、制御装置6からの駆動量は系統電力γと出力目標値である系統出力指令θの差分補正量であって、制御装置6は、PID演算などのフィードバック制御により系統電力γと出力目標値である系統出力指令θの差分をなくすように作用する。
The control device 6 makes the output power of the second
直流主回路3には、直流主回路コンデンサ9と並列に蓄電素子10が接続されている。直流主回路3に、コンデンサ9を設けることなく、蓄電素子10のみを設けても良い。蓄電素子10としては、充電状態に応じた解放端電圧(OCV)を発生させる特性の2次電池、例えば、リチウムイオン電池、鉛電池、ニッケル水素電池などを用いる。このような特性を有する蓄電素子10は、その充放電を制御する制御装置を設けることなく、直流主回路3の電圧変動と自身の電池電圧に基づいて充放電を行うことができる。 A storage element 10 is connected to the DC main circuit 3 in parallel with the DC main circuit capacitor 9. Only the storage element 10 may be provided in the DC main circuit 3 without providing the capacitor 9. As the storage element 10, a secondary battery having a characteristic of generating an open end voltage (OCV) according to a charge state, for example, a lithium ion battery, a lead battery, a nickel hydrogen battery or the like is used. The storage element 10 having such characteristics can perform charging and discharging based on the voltage fluctuation of the DC main circuit 3 and its own battery voltage without providing a control device for controlling the charging and discharging.
(2)実施形態の作用
前記のような構成を有する本実施形態において、発電電力αと系統出力指令θに差が生じると、直流主回路3の電圧が変動しようとするが、蓄電素子10は、自身の電圧よりも直流主回路3の電圧が高い場合は充電し、自身の電圧よりも直流主回路3の電圧が低い場合は放電する特性を利用して、直流主回路3を一定の範囲に保つ。つまり発電電力αと系統出力指令θに差が生じた場合、蓄電素子10が直流主回路3の電圧変動を受けて、その差を吸収する。
(2) Operation of the Embodiment In the present embodiment having the configuration as described above, the voltage of the DC main circuit 3 tends to fluctuate if a difference occurs between the generated power α and the grid output command θ. If the voltage of the DC main circuit 3 is higher than its own voltage, it is charged, and if the voltage of the DC main circuit 3 is lower than its own voltage, the DC main circuit 3 can be in a certain range using the discharge characteristics. Keep it That is, when a difference occurs between the generated power α and the system output command θ, the storage element 10 receives the voltage fluctuation of the DC main circuit 3 and absorbs the difference.
本実施形態によれば、直流主回路3に従来技術のような蓄電素子10の充放電制御装置を設けることなく、蓄電素子10自体が有する充電率‐電圧特性を利用することで、直流主回路3の電圧変動を抑制することができる。その結果、蓄電素子10の種類や容量の選定次第で、分散電源1の急激な変動が生じた場合もその差分を吸収し、系統出力を変動させることがない。
According to the present embodiment, the DC main circuit is realized by utilizing the charge rate-voltage characteristic of the storage element 10 itself without providing the charge / discharge control device of the storage element 10 as in the prior art in the DC main circuit 3. The voltage fluctuation of 3 can be suppressed. As a result, depending on the type and capacity of the storage element 10, even if the rapid fluctuation of the distributed
特に、本実施形態では、第1の電力変換装置2に最大電力点追従制御のできるDC−DCコンバータを使用しているが、その最大電力点追従制御による出力変動が生じた場合も、第2の電力変換装置8の出力を変更する必要がなく、電力の差分は蓄電素子10が吸収することができる。
In particular, in the present embodiment, a DC-DC converter capable of maximum power point tracking control is used for the first
(3)実施形態の効果
太陽電池などの自然エネルギーの活用は、CO2削減などの観点から普及が急速に進んでいるが、発電出力は、電力需給とは無関係に気象条件などに左右されて変動する。特に、同一地域に多数あるいは大規模な分散電源が集中すると既存の電力送配電系統の電圧や周波数維持能力を超える可能性がある。これに対して、本実施形態によれば、分散電源1の出力変動を電力系統11の許容値以内に抑えることができるため、電力系統11の電圧および周波数を乱すことが少ない分散電源システムを得ることのできる効果がある。
(3) Effects of the embodiment The utilization of natural energy such as solar cells is rapidly spreading from the viewpoint of CO 2 reduction etc., but the power generation output is influenced by weather conditions etc. regardless of the power supply and demand. fluctuate. In particular, if many or large-scale distributed power supplies are concentrated in the same area, the voltage and frequency maintenance capability of the existing power transmission and distribution system may be exceeded. On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to suppress the output fluctuation of the distributed
特に、蓄電素子10の充放電を制御する装置を不要としたので、システム全体の構成の簡略化が可能になると共に、蓄電素子10の受動的な電圧一定動作により、分散電源1の急激な変動が生じた場合も迅速に電圧変動を抑制できる。
In particular, since a device for controlling charging and discharging of the storage element 10 is not necessary, simplification of the configuration of the entire system can be achieved, and the passive constant operation of the storage element 10 causes rapid fluctuation of the distributed
また、地域のスマートグリッドにおいて、季節や気象条件により太陽電池などの分散電源の発電電力を予測しているが、雲などの外乱による短時間変動は予測できない。しかし、本実施形態において、演算装置5による変動抑制演算として移動平均を用いた場合には、変化率抑制演算に移動平均を用いると外乱による急変を緩和した発電電力を電力系統11に出力することができる。
In addition, although local smart grids predict the power generated by distributed power sources such as solar cells according to seasons and weather conditions, they can not predict short-term fluctuations due to disturbances such as clouds. However, in the present embodiment, when the moving average is used as the fluctuation suppressing operation by the
第1の電力変換装置2として、分散電源1に対して最大電力点追従制御を行うDC−DCコンバータを使用した場合には、最大電力点追従制御に伴う直流主回路3の電圧変動も、蓄電素子10によって吸収することが可能になり、分散電源1の出力電力の変動が電力系統11に及ぼす影響を効果的に抑制できる。
When a DC-DC converter that performs maximum power point tracking control with respect to distributed
[2.第2実施形態]
本実施形態の第2実施形態を、図2に従って説明する。本実施形態は、第1実施形態の構成に加え、蓄電素子10の電圧を測定する電圧計12と、測定した蓄電素子10の電圧に基づいて補正出力を演算する補正演算装置13と、電力計4で得られた発電電力αを補正演算装置13の出力結果に応じて補正する加算器14を設けたものである。すなわち、補正演算装置13は、直流主回路3の電圧を一定範囲または一定値に保つように、発電電力αに対する補正値を出力するもので、この補正値は加算器14で発電電力αに加算され、演算装置5に入力される。
[2. Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described according to FIG. In this embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a voltmeter 12 for measuring the voltage of the storage element 10, a
以下、補正演算装置13の作用を、図3及び図4に基づいて説明する。図3に、一般的な2次電池の充電率と電圧特性の一例を示す。2次電池である蓄電素子10は充電率が上がると電圧が上昇し、逆に受電率が低下すると電圧が低下する特性がある。充電率が100%を超えると過充電となり、充電率が0%未満となると過放電となる。蓄電素子10が、発電電力αと系統出力指令θの差を吸収する過程で充電率が変動すると、過充電や過放電の状態に至ることがある。過充電や過放電に至ると蓄電素子10の発熱や性能劣化をきたすため、電池保護のために充電率を正常な使用範囲に保つ必要がある。一般的に充電率は計測が困難であるため、本実施形態では、電池電圧を一定範囲に保つことで過充電、過放電を防いでいる。
Hereinafter, the operation of the correction
また、直流主回路3の電圧が、第2の電力変換装置8の適正な動作が可能な入力電圧の範囲を逸脱すると、電力系統11に対する出力波形に歪を生じたり、変換効率の低下を招くため、直流主回路3の電圧を一定範囲に保つ必要がある。そのため、本実施形態では、第1実施形態の構成に、電圧計12と補正演算装置13を加えている。
In addition, if the voltage of DC main circuit 3 deviates from the range of the input voltage at which second
電圧計12は蓄電素子10の電圧を計測するものであって、蓄電素子10の電圧は直流主回路3の電圧と等価でもある。図4に、発電電力αに対する補正演算の一例を示す。図4のグラフにおいて、横軸は電圧計12で計測した電圧、縦軸は補正量を示す。このグラフには、補正特性(計測電圧と補正量との関係)を任意に設定できるものとする。この例では、補正特性を電圧区間A、B、Cの3つの直線とし、補正量=0の電圧が直流主回路3の定格電圧である。電圧区間Bでは電圧計12で測定した電圧が定格電圧を超えると補正量が増加し、第2の電力変換装置8の系統出力指令θを増加させる。このため蓄電素子10は、この増加分を補うため放電し、電圧を定格電圧に近づけるように作用する。
The voltmeter 12 measures the voltage of the storage element 10, and the voltage of the storage element 10 is also equivalent to the voltage of the DC main circuit 3. FIG. 4 shows an example of the correction operation for the generated power α. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis indicates the voltage measured by the voltmeter 12, and the vertical axis indicates the correction amount. In this graph, the correction characteristic (the relationship between the measured voltage and the correction amount) can be arbitrarily set. In this example, the correction characteristics are three straight lines of voltage sections A, B, and C, and the voltage of correction amount = 0 is the rated voltage of the DC main circuit 3. In the voltage section B, when the voltage measured by the voltmeter 12 exceeds the rated voltage, the correction amount increases, and the system output command θ of the second
すなわち、電圧計12で測定した電圧が定格電圧を下回ると、蓄電素子10はこの減少分を吸収するため充電し、電圧を定格電圧に近づけるように作用する。電圧区間Bは、第2の電力変換装置8の適正な動作が可能な入力電圧の範囲であり、この電圧の範囲内では緩やかな補正量としている。電圧区間Aは、過放電の防止を目的としたもので、電圧区間Bより大きな補正量としている。電圧区間Cは、過充電防止を目的としたもので、電圧区間Bより大きな補正量としている。
That is, when the voltage measured by the voltmeter 12 falls below the rated voltage, the storage element 10 is charged to absorb the decrease, and the voltage acts to approach the rated voltage. The voltage section B is a range of the input voltage in which the second
このような構成を有する本実施形態では、蓄電素子10の充電率を正常な使用範囲に保つことが可能となり、その過充電や過放電を効果的に防止することができ、蓄電素子10の発熱や性能劣化を招くおそれがない。 In the present embodiment having such a configuration, it is possible to keep the charging rate of the storage element 10 in the normal use range, and it is possible to effectively prevent the overcharge and the overdischarge. And there is no risk of performance deterioration.
実施形態において、補正演算装置13からの補正値は、発電電力αに対して加算器14で加算され、発電電力αを補正する構成になっているが、加算器14を設けることなく、補正演算装置13からの補正量を演算装置5に直接入力して、系統出力指令βを補正することも可能である。ただし、本実施形態のように、演算装置5よりも前で補正量を加算することで、補正演算装置13からの補正量も変動抑制の対象にすることができる。その場合、本実施形態の目的が、電力系統11への出力の変動を抑制することにあるので、蓄電素子10の充放電特性に関する補正量も変動要素として、演算装置5により変動抑制を行うことが可能になるため、好都合である。
In the embodiment, the correction value from the correction
[3.第3実施形態]
本実施形態の第3実施形態を、図5及び図6に従って説明する。本実施形態は、第2実施形態の構成に加え、演算装置5における変動抑制演算として、発電電力αの変動に対する系統出力指令θの変動を、一定時間Δtで一定の変化幅以内に抑制する変化率制限演算を用いることを特徴とする。そのため、演算装置5には、変化率制限値の入力部15が設けられている。なお、前記の様に、変化率制限値の入力部15を設ける代わりに、演算装置5に設定する演算式に変化率制限値を予め組み込んでも良い。
[3. Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In this embodiment, in addition to the configuration of the second embodiment, a variation suppressing operation of the system output command θ with respect to a variation of the generated power α as a variation suppressing operation in the
このような構成を有す本実施形態では、図6に示すように、演算装置5に入力された発電電力αが図中点線のように大きく変化した場合、系統出力指令βは一定時間△tごとに段階的に変化するような変化率の制限演算が行われる。この変化率の制限演算は、一定時間Δtで演算されるもので、入力された発電電力αがステップ的に変化した場合の一回の演算による出力変動幅は、前記入力部15によって設定された変化率制限値を上限とした変化幅に制限される。この演算処理は一定時間Δtごとに繰り返し実行され、入力と出力が一致するまで第2の電力変換装置8からの出力電力は緩やかに変化を続ける。
In the present embodiment having such a configuration, as shown in FIG. 6, when the generated power α input to the
本実施形態においては、太陽光などの自然エネルギーによる発電量が急激に変化した場合でも、制御装置6への指令値は一定時間Δtで一定の変化幅以内に抑制される。その結果、例えば、太陽電池などの分散電源1の普及により分散電源1が同一地域内に多数設置された場合に、同一地域内の発電力が同時に変動すると電力系統の電圧や周波数が大きく変動したとしても、本実施形態においては、演算装置5により変化率の制限が行われるため、第2の電力変換装置8からの出力を電力系統の許容変動範囲に抑えることができる。
In the present embodiment, even when the amount of power generation by natural energy such as sunlight changes rapidly, the command value to the control device 6 is suppressed within a fixed change width at a fixed time Δt. As a result, for example, in the case where a large number of distributed
[4.第4実施形態]
本実施形態の第4実施形態を、図7に従って説明する。本実施形態は、前記第3実施形態における演算装置5の演算処理に、システムの外部から入力された系統出力の出力指令値を加算することに特徴を有している。そのため、本実施形態では、加算器14部分に外部からの出力指令値の入力部16を設けている。この出力指令値の入力部16は、演算装置5に対して直接設けることも可能である。
[4. Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that an output command value of a system output input from the outside of the system is added to the arithmetic processing of the
このような構成を有する本実施形態は、次のような作用効果を有する。すなわち、広い地域に複数の分散電源1が配置されている場合において、電力需給のバランスに基づき各々の分散電源1の出力を集中制御センターなどから遠隔制御する場合、個々の分散電源1の発電電力とセンターからの指令値との間で差が生じる。特に、分散電源1が太陽光発電装置である場合、個々の分散電源1の発電電力は、日陰などの影響で大きく異なることがあるため、センターからの指令値を各分散電源1に対して画一的に適用することは好ましくない。
The present embodiment having such a configuration has the following effects. That is, when a plurality of distributed
本実施形態では、分散電源1の発電電力とセンターからの指令値との差を蓄電素子10が吸収するため、センター側で発電量を制限もしくは制御する必要がなく、蓄電素子10の容量の範囲内であればセンターから系統出力の出力指令値を自由に設定することができる。
In this embodiment, since the storage element 10 absorbs the difference between the generated power of the distributed
[他の実施形態]
以上、本実施形態のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[Other embodiments]
Although some embodiments of the present embodiment have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.
1:分散電源
2:第1の電力変換装置
3:直流主回路
4:電力計
5:変動抑制演算装置
6:系統出力制御装置
7:電力センサ
8:第2の電力変換装置
9:直流主回路コンデンサ
10:蓄電素子
11:電力系統
12:電圧計
13:補正演算装置
14:加算器
15:変化率制限値入力部
16:出力指令値入力部
1: Distributed power supply 2: First power converter 3: DC main circuit 4: Power meter 5: Fluctuation suppression arithmetic unit 6: System output control unit 7: Power sensor 8: Second power converter 9: DC main circuit Capacitor 10: storage element 11: electric power system 12: voltmeter 13: correction arithmetic device 14: adder 15: change rate limit value input unit 16: output command value input unit
Claims (4)
前記太陽光発電装置の最大電力点追従制御を行うDC−DCコンバータであり、前記分散電源から直流主回路に直流電力を出力する第1の電力変換装置と、
前記直流主回路から交流電力を電源系統に出力する第2の電力変換装置と、
前記第2の電力変換装置から電力系統に対する交流電力の出力を制御する系統出力制御装置と、
前記分散電源の発電電力に基づいて、前記系統出力制御装置に対する出力指令を演算する変動抑制演算装置と、
前記直流主回路に接続され、充電状態に応じた解放端電圧を発生させる特性を有する蓄電素子と、を備え、
前記蓄電素子は、前記直流主回路の電圧と、前記蓄電素子の電池電圧に基づいて充放電を行うことで、前記第1の電力変換装置からの発電電力と前記第2の電力変換装置から出力される交流電力の差に基づく、前記直流主回路上の電力変動を吸収するように構成され、
前記変動抑制演算装置に変化率制限値の入力部が設けられ、前記変動抑制演算装置は、入力された変化率制限値に基づいて、前記発電電力に対する前記第2の電力変換装置からの出力電圧の変化率の制限を行うことを特徴とする分散電源の出力変動抑制システム。 Distributed power supply, which is a solar power generation device that outputs DC power,
A first power conversion device that performs maximum power point tracking control of the solar power generation device, and outputs DC power from the distributed power supply to a DC main circuit;
A second power converter for outputting AC power from the DC main circuit to a power supply system;
And the system output control device which controls the output of the AC power to the power system from the second power converter,
A fluctuation suppression calculation device that calculates an output command to the grid output control device based on the generated power of the distributed power supply;
A storage element connected to the DC main circuit and having a characteristic of generating a release end voltage according to a charge state;
The storage element performs charge and discharge based on the voltage of the DC main circuit and the battery voltage of the storage element, thereby generating power generated from the first power conversion device and outputting from the second power conversion device Configured to absorb power fluctuations on the DC main circuit based on the difference in AC power ,
The fluctuation suppression arithmetic device is provided with an input unit for a change rate limit value, and the fluctuation suppression arithmetic device outputs an output voltage from the second power conversion device to the generated power based on the inputted change rate restriction value. What is claimed is: 1. A distributed power supply output fluctuation suppression system characterized in that the rate of change is limited .
前記直流主回路の電圧を検出する電圧計と、
前記分散電源の発電電力に対して、前記電圧計が検出した直流主回路の電圧に応じた補正を加える補正演算装置を備えることを特徴とする分散電源の出力変動抑制システム。 It is a fluctuation control system of distributed power supply according to claim 1,
A voltmeter for detecting the voltage of the DC main circuit;
An output fluctuation suppression system for a distributed power supply, comprising: a correction operation device that adds a correction according to a voltage of a DC main circuit detected by the voltmeter to generated power of the distributed power supply.
前記変動抑制演算装置が、入力された発電電力の移動平均に基づいて、前記第2の電力変換装置からの出力電圧を制御する系統出力指令を演算することを特徴とする分散電源の出力変動抑制システム。 The fluctuation suppression system of distributed power supply according to claim 1 or claim 2 , wherein
Said fluctuation suppressing arithmetic unit, based on the moving average of the input electric power generated, the output fluctuation suppression of distributed power, characterized by calculating the line output command for controlling the output voltage from the second power converter system.
システム外部から系統出力の出力指令値を入力する出力指令値入力部を備え、入力された出力指令値と前記分散電源からの発電電力に基づいて、前記変動抑制演算装置が変動抑制演算を行うことを特徴とする分散電源の出力変動抑制システム。 The distributed power supply output fluctuation suppression system according to any one of claims 1 to 3 ,
An output command value input unit for inputting an output command value of a system output from the outside of the system, and the fluctuation suppression arithmetic device performs the fluctuation suppression calculation based on the input output command value and the generated power from the distributed power supply. An output fluctuation suppression system for distributed power supply characterized by
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