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JP6535549B2 - Control device and control method - Google Patents
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Description

本発明は、制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a control device and control method.

温室効果ガスの削減等を目的として、太陽光又は風力等の再生可能エネルギーを利用した発電機の導入が進んでいる。再生可能エネルギーで発電を行う発電機の発電出力は、天候等の環境により大きく変動するため、電力系統に電圧変動等の影響を及ぼす可能性がある。そこで、再生可能エネルギーで発電を行う発電機とともに蓄電池を併設し、再生可能エネルギーで発電を行う発電機の発電出力と蓄電池の放電電力とを合成して出力することにより、電力系統へ送電する出力を平滑化する分散型電源が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Introduction of generators using renewable energy such as solar light or wind power has been promoted for the purpose of reducing greenhouse gases. Since the power generation output of a generator that generates electric power using renewable energy fluctuates significantly depending on the environment such as the weather, there is a possibility that the power system may be affected by voltage fluctuation and the like. Therefore, an output that transmits power to the electric power system by combining the storage battery with a generator that generates power using renewable energy and combining the generated output of the generator that generates power using renewable energy and the discharge power of the storage battery Patent Document 1 discloses a distributed power source that smooths

特許文献1に記載された分散型電源は、再生可能エネルギー電源の発電出力を平滑化することにより、再生可能エネルギー電源の発電出力と蓄電池の放電出力との合成出力の目標値を生成する。この分散型電源は、再生可能エネルギー電源の発電出力が合成出力目標を上回った場合には蓄電池に蓄電を行い、再生可能エネルギー電源の発電出力の値が合成出力目標値を下回った場合には蓄電池から放電を行っている。   The distributed power source described in Patent Document 1 generates a target value of a combined output of the generated output of the renewable energy power source and the discharged output of the storage battery by smoothing the generated power output of the renewable energy power source. The distributed power source stores electricity in the storage battery when the power generation output of the renewable energy power source exceeds the combined output target, and the storage battery when the value of the power generation output of the renewable energy power source is less than the combined power target value Discharge from the

特許第5391598号公報Patent No. 5391598 gazette

合成出力を十分に平滑化し安定的な電力供給を行うためには、蓄電池の出力容量は大きければ大きいほどよく、放電可能な電力量は多ければ多いほどよい。しかしながら、出力容量が大きくなればなるほど、放電可能な電力量が多くなればなるほど蓄電池は高価になる。実際に平滑化に用いる蓄電池の出力容量、放電可能な電力量には限界がある。   In order to sufficiently smooth the combined output and provide stable power supply, the larger the output capacity of the storage battery, the better, and the larger the amount of power that can be discharged, the better. However, the larger the output capacity, the more the amount of power that can be discharged, the more expensive the storage battery. There is a limit to the output capacity of the storage battery actually used for smoothing and the amount of power that can be discharged.

また、上述のように再生可能エネルギー電源の発電出力は、天候等によって大きく変動する。蓄電池の出力容量が発電機出力容量に比べて小さい場合、発電出力の大きな変動が長時間続くと、蓄電池への充電電力および蓄電池からの放電電力に不足が生じ、合成出力が合成出力目標値に対して変動し、平滑化が十分にできなくなる場合がある。   In addition, as described above, the power generation output of the renewable energy power source largely fluctuates depending on the weather and the like. When the output capacity of the storage battery is small compared to the generator output capacity, if a large fluctuation of the power generation output continues for a long time, the charge power to the storage battery and the discharge power from the storage battery will be short, and the combined output becomes the combined output target value. However, there is a case where it is not possible to perform smoothing sufficiently.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、発電出力の変動幅を抑制し、発電出力容量に比べてより小さい蓄電池の充放電出力容量で、合成出力の変動を抑制することができる制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and can suppress the fluctuation range of the power generation output, and can suppress the fluctuation of the combined output with the charge and discharge output capacity of the storage battery smaller than the power generation output capacity. An object of the present invention is to provide a control device and a control method.

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る制御装置は、
再生可能エネルギーで発電を行う発電機と、前記発電機の発電出力を貯蔵し放電する電力貯蔵装置とを備え、前記発電機の発電出力を前記電力貯蔵装置の放電電力と合成することにより電力系統へ送電する出力を平滑化する電源装置を制御する制御装置であって、
前記発電機の発電出力の変動に従って変動し、かつ、上昇時の変化率が制限された値を出力する上昇変化率制限部と、
前記上昇変化率制限部で上昇時の変化率が制限された前記発電機の発電出力の値を平滑化することにより、前記発電機及び前記電力貯蔵装置の合成出力目標を生成して出力する合成出力目標生成部と、
前記発電機の発電出力が前記合成出力目標を上回る場合には、前記電力貯蔵装置に対して前記発電機の発電出力を充電し、前記発電機の発電出力が前記合成出力目標以下である場合には、放電を行うように、前記電力貯蔵装置を制御する充放電制御部と、
前記合成出力目標に、前記電力貯蔵装置の充電量に応じた値を加算した値を、前記発電機の発電出力の上限値として出力する加算部と、
前記発電機の発電出力が、前記発電出力の上限値を上回らないように、前記発電機を制御する発電機制御部と、
を備える。
In order to achieve the above object, a control device according to a first aspect of the present invention is:
A power system comprising: a generator that generates electric power using renewable energy; and an electric power storage device that stores and discharges the electric power output of the electric generator, and combining the electric power output of the electric generator with the electric discharge power of the electric power storage device A control device that controls a power supply device that smoothes an output to be transmitted to the
A rising change rate limiting unit that outputs a value that fluctuates according to the fluctuation of the power generation output of the generator and that has a limited change rate at the time of rising;
A composite output that generates and outputs a composite output target of the generator and the power storage device by smoothing the value of the power generation output of the generator whose rate of change at rise is limited by the rise change rate limiting unit. An output target generation unit,
When the power generation output of the generator exceeds the combined output target, the power storage device is charged with the power generation output of the generator, and the power output of the generator is less than or equal to the combined output target. A charge / discharge control unit that controls the power storage device to perform discharge;
An addition unit that outputs a value obtained by adding a value corresponding to the charge amount of the power storage device to the combined output target as the upper limit value of the power generation output of the generator;
A generator control unit configured to control the generator such that a power generation output of the generator does not exceed an upper limit value of the power generation output;
Equipped with

この場合、前記発電機の発電出力の値を平滑化する平滑化部と、
前記平滑化部で平滑化された値に基づいて、前記電力貯蔵装置の充電状態の目標値を設定する充電状態目標設定部と、
前記電力貯蔵装置の充電状態を計測する充電状態計測部と、
前記充電状態目標設定部で設定された前記電力貯蔵装置の充電状態の目標値に対する、前記充電状態計測部で計測された前記電力貯蔵装置の充電状態の偏差を算出する減算部と、
を備え、
前記合成出力目標生成部は、
前記上昇変化率制限部から出力された値に、前記電力貯蔵装置の充電状態の目標値との偏差に応じた補正値が加算された加算値を平滑化することにより、前記合成出力目標を生成する、
こととしてもよい。
In this case, a smoothing unit that smoothes the value of the power generation output of the generator;
A charge state target setting unit that sets a target value of the charge state of the power storage device based on the value smoothed by the smoothing unit;
A charge state measurement unit that measures the charge state of the power storage device;
A subtraction unit that calculates a deviation of the charge state of the power storage device measured by the charge state measurement unit with respect to the target value of the charge state of the power storage device set by the charge state target setting unit;
Equipped with
The combined output target generation unit
The synthetic output target is generated by smoothing an added value obtained by adding a correction value according to the deviation from the target value of the state of charge of the power storage device to the value output from the rising change rate limiting unit. Do,
You may do it.

この場合、前記充電状態計測部で計測された前記電力貯蔵装置の充電状態が、前記充電状態目標設定部で設定された目標値を上回っている場合にその偏差に応じた値だけ前記合成出力目標を引き上げる合成出力目標補正部を備える、
こととしてもよい。
In this case, when the state of charge of the power storage device measured by the state of charge measurement unit exceeds the target value set by the state of charge target setting unit, the combined output target is a value corresponding to the deviation. A synthetic output target correction unit that pulls up the
You may do it.

また、前記充電状態計測部で計測された前記電力貯蔵装置の充電状態が上限値を超えた場合に、
前記合成出力目標生成部は、
前記上昇変化率制限部で上昇時の変化率が制限された前記発電機の発電出力の値に代えて、前記平滑化部で平滑化された値をさらに平滑化した値を、前記発電機及び前記電力貯蔵装置の合成出力目標として生成して出力し、
前記加算部は、
前記合成出力目標に前記電力貯蔵装置の充電量に応じた値を加算し、その加算値を前記発電機の発電出力の上限値として出力する、
こととしてもよい。
Also, when the state of charge of the power storage device measured by the state of charge measurement unit exceeds the upper limit value,
The combined output target generation unit
Instead of the value of the power generation output of the generator in which the rate of change at the time of rise is limited by the rise change rate limiting unit, the generator further smoothes the value smoothed by the smoothing unit, Generating and outputting as a combined output target of the power storage device,
The adding unit is
A value corresponding to the charge amount of the power storage device is added to the combined output target, and the added value is output as the upper limit value of the power generation output of the generator.
You may do it.

また、前記発電機の発電出力の値の高周波成分を除去するローパスフィルタを備え、
前記上昇変化率制限部は、
前記ローパスフィルタを介して得られる前記発電機の発電出力の上昇時の変化率を制限する、
こととしてもよい。
And a low pass filter for removing high frequency components of the value of the power generation output of the generator.
The rising change rate limiting unit
Limiting the rate of change of the generator output of the generator at the time of rising, which is obtained via the low pass filter,
You may do it.

本発明の第2の観点に係る制御方法は、
再生可能エネルギーで発電を行う発電機と、前記発電機の発電出力を貯蔵し放電する電力貯蔵装置とを備え、前記発電機の発電出力を前記電力貯蔵装置の放電電力と合成することにより電力系統へ送電する出力を平滑化する電源装置を制御する制御方法であって、
前記発電機の発電出力の変動に従って変動し、かつ、上昇時の変化率が制限された値を出力する上昇変化率制限ステップと、
前記上昇変化率制限ステップで上昇時の変化率が制限された前記発電機の発電出力の値を平滑化することにより、前記発電機及び前記電力貯蔵装置の合成出力目標を生成して出力する合成出力目標生成ステップと、
前記発電機の発電出力が前記合成出力目標を上回る場合には、前記電力貯蔵装置に対して前記発電機の発電出力を充電し、前記発電機の発電出力が前記合成出力目標以下である場合には、放電を行うように、前記電力貯蔵装置を制御する充放電制御ステップと、
前記合成出力目標に、前記電力貯蔵装置の充電量に応じた値を加算した値を、前記発電機の発電出力の上限値として出力する加算ステップと、
前記発電機の発電出力が、前記発電出力の上限値を上回らないように、前記発電機を制御する発電機制御ステップと、
を含み、
前記各ステップを繰り返す。
The control method according to the second aspect of the present invention is
A power system comprising: a generator that generates electric power using renewable energy; and an electric power storage device that stores and discharges the electric power output of the electric generator, and combining the electric power output of the electric generator with the electric discharge power of the electric power storage device A control method for controlling a power supply device that smoothes an output to be transmitted to
A rising change rate limiting step that outputs a value that fluctuates according to the fluctuation of the power generation output of the generator and the rate of change at rising is limited;
A composite output target that generates and outputs a combined output target of the generator and the power storage device by smoothing the value of the power generation output of the generator whose rate of change at rise is limited in the rising change rate limiting step. An output target generation step,
When the power generation output of the generator exceeds the combined output target, the power storage device is charged with the power generation output of the generator, and the power output of the generator is less than or equal to the combined output target. A charge / discharge control step of controlling the power storage device to perform discharge;
An addition step of outputting a value obtained by adding a value according to the charge amount of the power storage device to the combined output target as an upper limit value of the power generation output of the generator;
A generator control step of controlling the generator such that a power generation output of the generator does not exceed an upper limit value of the power generation output;
Including
Repeat each step.

本発明によれば、発電機の発電出力の値の上昇時の変化率を制限し、上昇時の変化率が制限された発電出力で合成出力目標値が生成される。これにより、発電機の発電出力の変動が大きくなればなるほど、また、その変動が長時間に渡れば渡るほど、合成出力目標は発電機の発電出力の平均値よりも低くなるので、その分だけ、より多くの電力を蓄電池に蓄電することができるようになる。また、合成出力目標に、蓄電池の充電量に応じた値を加算した値に、発電機の発電出力が制限されるため、発電機の発電出力の変動幅が抑制される。この結果、発電出力の大きな変動が長時間続く状態においても、発電機の出力容量に比べてより小さい蓄電池の充放電出力容量で、合成出力の変動を抑制することができる。   According to the present invention, the rate of change when the value of the power generation output of the generator rises is limited, and the combined output target value is generated with the power generation output whose rate of change when rising is limited. As a result, as the fluctuation of the power generation output of the generator increases, and as the fluctuation passes over a longer period of time, the combined output target becomes lower than the average value of the power generation output of the generator. Therefore, more power can be stored in the storage battery. In addition, since the power generation output of the generator is limited to a value obtained by adding a value corresponding to the charge amount of the storage battery to the combined output target, the fluctuation range of the power generation output of the generator is suppressed. As a result, even in a state in which a large fluctuation of the power generation output continues for a long time, the fluctuation of the combined output can be suppressed with the charge / discharge output capacity of the storage battery smaller than the output capacity of the generator.

本発明の実施の形態1に係る分散電源の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the distributed power supply which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の分散電源における再生可能エネルギー電源の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the renewable energy power supply in the distributed power supply of FIG. 図1の分散電源における蓄電池システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the storage battery system in the distributed power supply of FIG. 図1の分散電源における制御部の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the control part in the distributed power supply of FIG. 図4の上昇変化率制限部の動作を示すテーブルである。It is a table which shows operation | movement of a rising change rate limitation part of FIG. 図4の上昇変化率制限部の動作を示すグラフである。It is a graph which shows operation | movement of the rising change rate limitation part of FIG. 図4の平滑化部(その1)の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the smoothing part (the 1) of FIG. 図4のSOC維持設定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the SOC maintenance setting part of FIG. 図4の平滑化部(その2)の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the smoothing part (the 2) of FIG. 図4のSOC処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the SOC process part of FIG. 図4の出力上昇リミッタ信号作成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output raise limiter signal creation part of FIG. 図4の制御部を中心とする分散電源の動作の流れのフローチャートである。It is a flowchart of the flow of operation | movement of the distributed power supply centering on the control part of FIG. 図4の制御部の動作を示すグラフである。It is a graph which shows operation | movement of the control part of FIG. 図14(A)は、従来の分散電源の発電出力等の変動を示すグラフである。図14(B)は、図1の分散電源の発電出力等の変動を示すグラフである。FIG. 14 (A) is a graph showing the fluctuation of the power generation output etc. of the conventional distributed power supply. FIG. 14 (B) is a graph showing fluctuations of the power generation output etc. of the distributed power supply of FIG. 図15(A)は、従来の分散電源における風車推定出力変動率と発電出力変動率との相関関係を示すグラフである。図15(B)は、図1の分散電源における風車推定出力変動率と発電出力変動率との相関関係を示すグラフである。FIG. 15A is a graph showing a correlation between a wind turbine estimated output fluctuation rate and a power generation output fluctuation rate in the conventional distributed power supply. FIG. 15 (B) is a graph showing the correlation between the estimated wind power output fluctuation rate and the generated power output fluctuation rate in the distributed power supply of FIG. 1. 図16(A)は、従来の分散電源における発電出力変動率と合成出力変動率との相関関係を示すグラフである。図16(B)は、図1の分散電源における発電出力変動率と合成出力変動率との相関関係を示すグラフである。FIG. 16A is a graph showing the correlation between the generated output fluctuation rate and the combined output fluctuation rate in the conventional distributed power supply. FIG. 16 (B) is a graph showing the correlation between the power generation output fluctuation rate and the combined output fluctuation rate in the distributed power supply of FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same components in each figure.

図1に示すように、分散電源100は、再生可能エネルギー電源1と、蓄電池システム2と、制御部3と、変圧器4、5と、電流センサ6、7とを備える。分散電源100は、再生可能エネルギー電源1で発電された電力と、蓄電池システム2から放電された電力とを合成し、電力系統10へ送電する。   As shown in FIG. 1, the distributed power supply 100 includes a renewable energy power supply 1, a storage battery system 2, a control unit 3, transformers 4 and 5, and current sensors 6 and 7. Distributed power supply 100 combines the power generated by renewable energy power supply 1 and the power discharged from storage battery system 2, and transmits the combined power to power system 10.

再生可能エネルギー電源1は、風力又は太陽光等の再生可能エネルギーを利用して発電した発電出力を電力系統10に送電する。蓄電池システム2は、再生可能エネルギー電源1から電力系統10を介して送電される発電出力を充電するか、電力系統10に充電した電力を放電する。   The renewable energy power source 1 transmits a power generation output generated using renewable energy such as wind power or sunlight to the power grid 10. The storage battery system 2 charges the generated output transmitted from the renewable energy power source 1 via the power grid 10 or discharges the power stored in the power grid 10.

制御部3は、変圧器4、5を介して電力系統10における電圧情報を入力するとともに、電流センサ6を介して電力系統10と再生可能エネルギー電源1とを接続する支線に流れる電流情報を入力し、電流センサ7を介して電力系統10と蓄電池システム2とを接続する支線に流れる電流情報を入力する。   The control unit 3 inputs voltage information in the power system 10 through the transformers 4 and 5 and also inputs current information flowing in a branch connecting the power system 10 and the renewable energy power supply 1 through the current sensor 6 Then, the current information flowing in the branch connecting the power system 10 and the storage battery system 2 is inputted through the current sensor 7.

制御部3は、変圧器4を介して入力された電圧情報と、電流センサ6を介して入力された電流情報に基づいて、発電出力の上昇を制限する出力上昇リミッタ信号を再生可能エネルギー電源1に出力する。これにより、制御部3は、再生可能エネルギー電源1を制御する。   The control unit 3 can regenerate an output increase limiter signal for limiting an increase in generated output based on voltage information input via the transformer 4 and current information input via the current sensor 6. Output to Thereby, the control unit 3 controls the renewable energy power source 1.

さらに、制御部3は、蓄電池システム2からその充電状態(SOC;State Of Charge)に関する情報(SOC信号)を入力する。SOCとは、一般的に、蓄電地の相対的な充電レベルであり、蓄電地の充電容量に対する充電残量の比率として定義される。制御部3は、変圧器5を介して入力された電圧情報と、電流センサ7を介して入力された電流情報と、蓄電池システム2の充電状態(SOC)を示すSOC信号とに基づいて、蓄電池システム2の充放電を制御する充放電制御信号を出力する。これにより、制御部3は、蓄電地システム2における充放電を制御する。   Further, control unit 3 receives, from storage battery system 2, information (SOC signal) related to the state of charge (SOC; State Of Charge). The SOC is generally a relative charge level of the storage location, and is defined as a ratio of the remaining charge to the charge capacity of the storage location. Control unit 3 determines a storage battery based on voltage information input via transformer 5, current information input via current sensor 7, and an SOC signal indicating a state of charge (SOC) of storage battery system 2. A charge / discharge control signal for controlling charge / discharge of the system 2 is output. Thereby, control unit 3 controls charge / discharge in storage area system 2.

以下、再生可能エネルギー電源1、蓄電池システム2及び制御部3についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the renewable energy power source 1, the storage battery system 2, and the control unit 3 will be described in more detail.

図2に示すように、再生可能エネルギー電源1は、発電機1Aと、出力制御部1Bと、を備える。発電機1Aは、風力又は太陽光等の再生可能エネルギーを利用して発電を行う。発電機1Aで発電された電力は、電力系統10へ送電される。出力制御部1Bは、制御部3から出力上昇リミッタ信号を入力する。出力上昇リミッタ信号は、発電機1Aの発電出力の上昇を制限するための信号であり、制御部3より出力される。出力制御部1Bは、出力上昇リミッタ信号に基づいて、発電機1Aの発電出力が上昇するのを制限する。   As shown in FIG. 2, the renewable energy power source 1 includes a generator 1A and an output control unit 1B. The generator 1A generates electric power using renewable energy such as wind power or sunlight. The power generated by the generator 1A is transmitted to the power system 10. The output control unit 1 B receives an output increase limiter signal from the control unit 3. The output increase limiter signal is a signal for limiting the increase in the power generation output of the generator 1A, and is output from the control unit 3. The output control unit 1B restricts the increase in the power generation output of the generator 1A based on the output increase limiter signal.

図3に示すように、蓄電池システム2は、蓄電池2Aと、双方向電力変換器2Bと、変換器制御器2Cと、蓄電池コントローラ2Dと、を備える。蓄電池2Aは、充放電可能な電池であり、例えばNaS(ナトリウム−硫黄)電池であるが、リチウムイオン電池等の他のタイプの電池であってもよい。   As shown in FIG. 3, the storage battery system 2 includes a storage battery 2A, a bidirectional power converter 2B, a converter controller 2C, and a storage battery controller 2D. The storage battery 2A is a chargeable / dischargeable battery, for example, a NaS (sodium-sulfur) battery, but may be another type of battery such as a lithium ion battery.

双方向電力変換器2Bは、蓄電池2Aを放電させて電力系統10へ出力する機能と、電力系統10からの電力を蓄電池2Aに充電する機能とを有し、外部から入力されるスイッチング信号により、両機能を切り替え可能である。   The bidirectional power converter 2B has a function of discharging the storage battery 2A and outputting it to the power system 10, and a function of charging the power from the power system 10 to the storage battery 2A. Both functions can be switched.

変換器制御器2Cは、スイッチング信号を双方向電力変換器2Bに出力して、双方向電力変換器2Bを、その入出力方向を切り替えることにより、蓄電池2Aの充放電を制御する。   Converter controller 2C outputs a switching signal to bidirectional power converter 2B, and controls charging / discharging of storage battery 2A by switching the input / output direction of bidirectional power converter 2B.

蓄電池コントローラ2Dは、保護回路2Eと、SOC計測回路2Fとを備える。保護回路2Eは、蓄電池2Aの過充電および過放電による蓄電池2Aの損傷劣化から蓄電池2Aを保護するために設けられている。充放電制御信号は、保護回路2Eを介して変換器制御器2Cに入力されている。SOC計測回路2Fは、蓄電池2Aの出力に基づいて、蓄電池2Aの充電状態(SOC)を計測する。   The storage battery controller 2D includes a protection circuit 2E and an SOC measurement circuit 2F. The protection circuit 2E is provided to protect the storage battery 2A from damage and deterioration of the storage battery 2A due to overcharging and overdischarging of the storage battery 2A. The charge / discharge control signal is input to the converter controller 2C via the protection circuit 2E. The SOC measurement circuit 2F measures the state of charge (SOC) of the storage battery 2A based on the output of the storage battery 2A.

制御部3は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ及び入出力装置を備えるPLC(Programmable Logic Controller)である。制御部3では、メモリに格納されたプログラムを実行して、入出力装置から入力される各種信号を用いた制御演算が行われる。これにより、図4に示すような制御系が制御部3に構築されている。   The control unit 3 is a programmable logic controller (PLC) including a central processing unit (CPU), a memory, and an input / output device. The control unit 3 executes the program stored in the memory, and performs control calculation using various signals input from the input / output device. Thus, a control system as shown in FIG. 4 is constructed in the control unit 3.

図4に示すように、制御部3の制御系は、電力換算部3Aと、ローパスフィルタ(LPF)3Bと、上昇変化率制限部3Cと、スイッチング部3Dと、加算部3Eと、平滑化部3Fと、SOC維持設定部3Gと、減算部3Hと、出力制御部3Iと、電力換算部3Jと、平滑化部3Kと、SOC処理部3Lと、出力上昇リミッタ信号作成部3Mと、を備える。   As shown in FIG. 4, the control system of the control unit 3 includes a power conversion unit 3A, a low pass filter (LPF) 3B, a rising change rate restriction unit 3C, a switching unit 3D, an addition unit 3E, and a smoothing unit. 3F, SOC maintenance setting unit 3G, subtraction unit 3H, output control unit 3I, power conversion unit 3J, smoothing unit 3K, SOC processing unit 3L, and output increase limiter signal creation unit 3M .

電力換算部3Aは、再生可能エネルギー電源1の電圧情報(変圧器4から)及び電流情報(電流センサ6から)に基づいて、再生可能エネルギー電源1の発電出力の値を算出して、その値を示す信号を出力する。   Power conversion unit 3A calculates the value of the power generation output of renewable energy power supply 1 based on the voltage information (from transformer 4) and current information (from current sensor 6) of renewable energy power supply 1, and the value thereof Output a signal indicating.

ローパスフィルタ3Bは、電力換算部3Aで換算された発電出力の値を示す信号の高周波成分を除去して出力する。   The low pass filter 3B removes and outputs the high frequency component of the signal indicating the value of the power generation output converted by the power conversion unit 3A.

上昇変化率制限部3Cは、発電機1Aの発電出力の値の上昇時の変化率を上限値に制限する。上昇変化率制限部3Cは、入力(発電出力)の上昇時の変化率が変化率の上限値を上回る場合には、上昇変化率制限部3Cの出力を、変化率の上限値で変化させる。すなわち、上昇変化率制限部3Cは、発電機1Aの発電出力の変動に従って変動し、かつ、上昇時の変化率が制限された値を示す信号を出力する。   The rising change rate limiting unit 3C limits the rate of change when the value of the power generation output of the generator 1A rises to the upper limit value. The rising change rate limiting unit 3C changes the output of the rising change rate limiting unit 3C with the upper limit value of the change rate, when the change rate at the rising of the input (power generation output) exceeds the upper limit value of the change rate. That is, the rising change rate limiting unit 3C outputs a signal indicating a value that fluctuates according to the fluctuation of the power generation output of the generator 1A, and the change rate at the rising is limited.

図5には、上昇変化率制限部3Cの入力と出力の関係が示されている。ここで、上昇変化率制限部3Cの入力をINとし、出力をOUTとする。上昇変化率制限値をV1(kW/s)とし、サンプリング周期をΔTとする。図5に示すように、入力INと出力OUTとの差が、サンプリング周期ΔTあたりの上昇変化率制限値(V1×ΔT)以上となる場合には、上昇変化率制限部3Cの出力OUTは、前回の出力OUTにV1×ΔTを加えた値とする。一方、入力INと出力OUTとの差が、サンプリング周期ΔTあたりの上限変化率制限値(V1×ΔT)を下回る場合には、出力OUTを入力INと同じとする。   FIG. 5 shows the relationship between the input and output of the rising change rate limiting unit 3C. Here, the input of the rising change rate limiting unit 3C is IN, and the output is OUT. The rising change rate limit value is V1 (kW / s), and the sampling period is ΔT. As shown in FIG. 5, when the difference between the input IN and the output OUT is equal to or greater than the rising change rate limit value (V1 × ΔT) per sampling period ΔT, the output OUT of the rising change rate limiting unit 3C is The value is obtained by adding V1 × ΔT to the previous output OUT. On the other hand, when the difference between the input IN and the output OUT falls below the upper limit change rate limit value (V1 × ΔT) per sampling period ΔT, the output OUT is made the same as the input IN.

例えば、図6に示すように、発電機1Aの発電出力が変化した場合について考える。期間T1、T3、T5では、発電出力が増加しており、期間T2、T4、T6では、発電出力が減少しているものとする。また、期間T1、T3、T5における発電出力の上昇率は、変化率の上限値V1以上となっている。この場合、図6に示すように、発電出力に比べ、上昇変化率制限部3Cの出力は上昇変化率制限値で制限される。また、期間T2、T4、T6において、上昇変化率制限部3Cの出力は、発電出力の値と等しくなるまで、上昇変化率制限値(V1×ΔT)で上昇を続け、発電出力の値と等しくなると、発電出力に追従する。   For example, as shown in FIG. 6, consider the case where the power generation output of the generator 1A changes. It is assumed that the power generation output increases in the periods T1, T3 and T5, and decreases in the periods T2, T4 and T6. Further, the rate of increase of the power generation output in the periods T1, T3 and T5 is equal to or higher than the upper limit value V1 of the rate of change. In this case, as shown in FIG. 6, the output of the rising change rate limiting unit 3C is limited by the rising change rate limit value as compared to the power generation output. Further, in the periods T2, T4 and T6, the output of the rising change rate limiting unit 3C continues to rise at the rising change rate limit value (V1 × ΔT) until it becomes equal to the value of the power generation output, and is equal to the value of the power generation output Then, follow the power generation output.

図4に戻り、スイッチング部3Dは、スイッチ30Dと、SOCレベル検出部31Dと、を備える。スイッチ30Dは、通常は、b接点とc接点とを接続しており、上昇変化率制限部3Cの出力が加算部3Eに入力される。SOCレベル検出部31Dは、SOC処理部3Lから蓄電池2AのSOCを入力し、SOCが上限を上回ったことを検出すると、スイッチ30Dのc接点をb接点から切り離し、c接点をa接点と接続する。この状態では、平滑化部3Kの出力が、加算部3Eに入力される。   Returning to FIG. 4, the switching unit 3D includes a switch 30D and an SOC level detection unit 31D. The switch 30D normally connects the b-contact and the c-contact, and the output of the rising change rate limiter 3C is input to the adder 3E. When the SOC level detection unit 31D receives the SOC of the storage battery 2A from the SOC processing unit 3L and detects that the SOC exceeds the upper limit, the c contact of the switch 30D is disconnected from the b contact and the c contact is connected to the a contact . In this state, the output of the smoothing unit 3K is input to the addition unit 3E.

加算部3Eは、スイッチング部3Dのc接点からの出力(通常は、上昇変化率制限部3Cの出力)と、SOC処理部3Lから出力されたSOC補正信号を加算する。SOC補正信号は、蓄電池2AにおけるSOCに応じて発電出力を補正するための信号である。後述するSOCの測定値が目標値より高い場合には、SOC補正信号は正となるので、その信号が加算された合成出力目標はその値が高くなる。一方、SOCの測定値が目標値より低い場合には、SOC補正信号は負となり、その信号が加算された合成出力目標はその値が低くなる。   The adding unit 3E adds the output from the c-contact of the switching unit 3D (usually, the output of the rising change rate limiting unit 3C) and the SOC correction signal output from the SOC processing unit 3L. The SOC correction signal is a signal for correcting the power generation output according to the SOC in the storage battery 2A. When the measured value of SOC, which will be described later, is higher than the target value, the SOC correction signal is positive, so the combined output target to which the signal is added becomes higher. On the other hand, when the measured value of SOC is lower than the target value, the SOC correction signal becomes negative, and the combined output target to which the signal is added becomes lower in value.

平滑化部3Fは、加算部3Eで加算された信号を平滑化し、平滑化された信号を合成出力目標として出力する。図7に示すように、平滑化部3Fは、変動幅制限部30Fと、変化率制限部31Fと、変動幅上下限設定部32Fと、を備える。   The smoothing unit 3F smoothes the signals added by the adding unit 3E, and outputs the smoothed signal as a combined output target. As shown in FIG. 7, the smoothing unit 3F includes a fluctuation range restriction unit 30F, a change rate restriction unit 31F, and a fluctuation range upper and lower limit setting unit 32F.

変動幅制限部30Fは、入力した信号の振幅レベルを、設定された上下幅に制限する。ここでは、一定時間内における信号の最大値と最小値が、設定された上下幅に収まるように制限される。変化率制限部31Fは、変動幅制限部30Fで制限された信号の変化率が、上限値と下限値との間に収まるように出力信号の変化率を制限する。変動幅上下限設定部32Fは、変化率制限部31Fで変化率が制限された信号の変動幅に基づいて、変動幅の上下限を、変動幅制限部30Fに設定する。   The fluctuation range limiting unit 30F limits the amplitude level of the input signal to the set upper and lower width. Here, the maximum value and the minimum value of the signal within a fixed time are limited so as to fall within the set upper and lower width. The change rate limiting unit 31F limits the change rate of the output signal such that the change rate of the signal limited by the variation range limiting unit 30F falls within the upper limit value and the lower limit value. The fluctuation range upper and lower limit setting unit 32F sets the upper and lower limits of the fluctuation range in the fluctuation range limiting unit 30F based on the fluctuation range of the signal whose change rate is limited by the change rate limiting unit 31F.

図4に戻り、SOC維持設定部3Gは、蓄電池2AのSOCが上限を下回った場合には、合成出力目標を示す信号を出力し、蓄電池2AのSOCが上限を上回った場合には、発電出力を示す信号を出力する。   Returning to FIG. 4, the SOC maintenance setting unit 3G outputs a signal indicating the combined output target when the SOC of the storage battery 2A falls below the upper limit, and the power generation output when the SOC of the storage battery 2A exceeds the upper limit. Output a signal indicating.

図8に示すように、SOC維持設定部3Gは、減算部30Gと、変動幅制限部31Gと、一次遅れ要素32Gと、加算部33Gと、上下限設定部35Gと、零レベル設定部36Gと、スイッチ37Gと、高低維持点検出部38Gとを備える。   As shown in FIG. 8, SOC maintenance setting unit 3G includes subtraction unit 30G, fluctuation range restriction unit 31G, primary delay element 32G, addition unit 33G, upper / lower limit setting unit 35G, and zero level setting unit 36G. , A switch 37G, and a high and low maintenance point detection unit 38G.

減算部30Gは、電力換算部3Aから出力された発電出力を示す信号から、平滑化部3Fから出力された合成出力目標を示す信号を減算する。変動幅制限部31Gは、減算部30Gの減算結果を示す信号が、上限値と下限値の間に入るように制限する。上限値と下限値に制限された信号は一次遅れ要素32Gを経て加算部33Gに入力される。   The subtracting unit 30G subtracts the signal indicating the combined output target output from the smoothing unit 3F from the signal indicating the generated output output from the power conversion unit 3A. The fluctuation range limiting unit 31G limits the signal indicating the subtraction result of the subtracting unit 30G to be between the upper limit value and the lower limit value. The signal limited to the upper limit value and the lower limit value is input to the addition unit 33G through the first-order delay element 32G.

加算部33Gは、平滑化部3Fの出力(合成出力目標)に一次遅れ要素32Gの出力信号を加算する。加算部33Gの加算結果を示す信号が、SOC維持設定部3Gの出力信号として、出力される。   The addition unit 33G adds the output signal of the first-order lag element 32G to the output of the smoothing unit 3F (combined output target). A signal indicating the addition result of the addition unit 33G is output as an output signal of the SOC maintenance setting unit 3G.

上下限設定部35Gは、変動幅制限部31Gで制限される上限値と下限値とを設定する。零レベル設定部36Gは、0を出力している。スイッチ37Gは、変動幅制限部31Gに接続する設定部を、上下限設定部35Gか、零レベル設定部36Gかのいずれかに切り替える。ただし、スイッチ37Gは、上限設定用と下限設定用の2回路が存在し、高低維持点検出部38Gの高維持点検出出力および低維持点検出出力によりそれぞれ個別に切り替える。上下限設定部35Gに接続されている場合には、変動幅制限部31Gには、零でない上限値と下限値とが設定される。一方、零レベル設定部36Gに接続されている場合には、変動幅制限部31Gの上限値及び下限値は零となる。   The upper and lower limit setting unit 35G sets an upper limit value and a lower limit value limited by the fluctuation range limiting unit 31G. The zero level setting unit 36G outputs 0. The switch 37G switches the setting unit connected to the fluctuation range limiting unit 31G to either the upper / lower limit setting unit 35G or the zero level setting unit 36G. However, there are two circuits for upper limit setting and lower limit setting of the switch 37G, and the switches 37G are individually switched according to the high keeping point detection output and the low keeping point detection output of the high and low keeping point detection unit 38G. When connected to the upper and lower limit setting unit 35G, the non-zero upper limit value and the lower limit value are set in the fluctuation range limiting unit 31G. On the other hand, when connected to the zero level setting unit 36G, the upper limit value and the lower limit value of the fluctuation range limiting unit 31G are zero.

高低維持点検出部38Gは、SOC処理部3Lから蓄電池2AのSOCの信号を入力し、SOCが上限または下限を超えたか否かを示す信号を出力し、スイッチ37Gを切り替える。スイッチ37Gは通常、b接点とc接点とを接続して、零レベル設定部36Gを変動幅制限部31Gに接続している。   The height maintenance point detection unit 38G receives the signal of the SOC of the storage battery 2A from the SOC processing unit 3L, outputs a signal indicating whether the SOC exceeds the upper limit or the lower limit, and switches the switch 37G. The switch 37G normally connects the b-contact and the c-contact to connect the zero level setting unit 36G to the fluctuation range limiting unit 31G.

SOCが通常の範囲のとき、高低維持点検出部38Gの出力はオフとなっており、スイッチ37Gはb接点とc接点とを接続している。この場合、変動幅制限部31Gの上限値及び下限値は零に設定され、変動幅制限部31Gの出力は零となり、一次遅れ要素32Gの出力も零となる。この場合、加算部33Gの出力(SOC維持設定部3Gの出力)は、合成出力目標を示す信号となる。この場合、減算部3Hは、合成出力目標から発電出力を差し引いた信号を出力制御部3Iに入力する。   When the SOC is in the normal range, the output of the high and low maintenance point detection unit 38G is off, and the switch 37G connects the b contact and the c contact. In this case, the upper limit value and the lower limit value of the fluctuation range limiting unit 31G are set to zero, the output of the fluctuation range limiting unit 31G is zero, and the output of the first-order delay element 32G is also zero. In this case, the output of the adding unit 33G (the output of the SOC maintenance setting unit 3G) is a signal indicating a combined output target. In this case, the subtracting unit 3H inputs a signal obtained by subtracting the power generation output from the combined output target to the output control unit 3I.

一方、SOCが高の維持点以上となったとき、高低維持点検出部38Gの上限設定用出力がオンとなり、スイッチ37G(上限設定用)は、a接点とc接点とを接続する。この場合、上下限設定部35Gの上限設定値が、変動幅制限部31Gの上限側設定値として設定される。この結果、発電出力が合成出力目標より高い場合のみ、変動幅制限部31Gの出力が発電出力と合成出力目標との差となって、加算部33Gの出力(SOC維持設定部3Gの出力)は、発電出力と等しくなる。この場合、減算部3Hでは、発電出力同士が減算されて、出力制御部3Iには零が入力される。   On the other hand, when the SOC becomes equal to or higher than the high maintenance point, the output for setting the upper limit of the high and low maintenance point detection unit 38G is turned on, and the switch 37G (for setting the upper limit) connects the a contact and the c contact. In this case, the upper limit setting value of the upper and lower limit setting unit 35G is set as the upper limit side setting value of the fluctuation range limiting unit 31G. As a result, only when the generated output is higher than the combined output target, the output of the fluctuation range limiting unit 31G becomes a difference between the generated output and the combined output target, and the output of the adding unit 33G (the output of the SOC maintenance setting unit 3G) is , Equal to the power output. In this case, in the subtraction unit 3H, the power generation outputs are subtracted from each other, and zero is input to the output control unit 3I.

このように、SOCが上限値を超えており、発電出力が合成出力目標を上回っている場合には、SOC維持設定部3Gは、発電出力を示す信号を出力する。この場合、減算部3Hでは、発電出力を示す信号同士が減算されて、その出力は0となる。一方、SOCが上限値を上回っており、発電出力が合成出力目標を上回っていない場合には、SOC維持設定部3Gは、合成出力目標を出力する。この場合、減算部3Hでは、合成出力目標から発電出力が減算されて、その減算値が出力制御部3Iに入力される。すなわち、SOCが上限値を超えたとき、後述のように、充電は行わず放電のみ行われるようにして、SOCを下げて通常の範囲に戻すように制御系全体が動作するようになる。   As described above, when the SOC exceeds the upper limit value and the power generation output exceeds the combined output target, the SOC maintenance setting unit 3G outputs a signal indicating the power generation output. In this case, in the subtraction unit 3H, the signals indicating the power generation output are subtracted, and the output becomes zero. On the other hand, when the SOC exceeds the upper limit value and the generated output does not exceed the combined output target, the SOC maintenance setting unit 3G outputs the combined output target. In this case, the power generation output is subtracted from the combined output target in the subtraction unit 3H, and the subtraction value is input to the output control unit 3I. That is, when the SOC exceeds the upper limit value, as described later, the entire control system operates to lower the SOC and return it to the normal range by performing only the discharge without performing the charge.

さらに、SOCが下限値を下回ったとき,高低維持点検出部38Gの下限設定用出力がオンとなり、スイッチ37G(下限設定用)は、a接点とc接点とを接続し、上下限設定部35Gの下限設定値が、変動幅制限部31Gの下限側設定値として設定される。この結果、発電出力が合成出力目標より低い場合のみ、変動幅制限部31Gの出力は、発電出力と合成出力目標との差となって、加算部33Gの出力(SOC維持設定部3Gの出力)は、発電出力と等しくなる。この場合、減算部3Hでは、発電出力同士が減算されて、出力制御部3Iには零が入力される。   Furthermore, when the SOC falls below the lower limit value, the lower limit setting output of the high and low keeping point detection unit 38G turns on, and the switch 37G (for lower limit setting) connects the a contact and the c contact, and the upper and lower limit setting unit 35G The lower limit setting value of is set as the lower limit side setting value of the fluctuation range limiting unit 31G. As a result, only when the generated output is lower than the combined output target, the output of the fluctuation range limiting unit 31G becomes the difference between the generated output and the combined output target, and the output of the adding unit 33G (the output of the SOC maintenance setting unit 3G) Is equal to the power output. In this case, in the subtraction unit 3H, the power generation outputs are subtracted from each other, and zero is input to the output control unit 3I.

このように、SOCが下限値を下回っており、発電出力が合成出力目標を下回っている場合には、SOC維持設定部3Gは、発電出力を出力する。この場合、減算部3Hでは、発電出力同士が減算されて、その出力は0となる。一方、SOCが下限値を下回っており、発電出力が合成出力目標を下回っていない場合には、SOC維持設定部3Gは、合成出力目標を示す信号を出力する。この場合、減算部3Hでは、合成出力目標から発電電力が減算されて、その減算値が出力制御部3Iに入力される。すなわち、SOCが下限値を下回ったとき、後述のように、放電は行わず充電のみ行われるようにして、SOCを上げて通常の範囲に戻すように制御系全体が動作するようになる。   As described above, when the SOC is lower than the lower limit value and the generated output is lower than the combined output target, the SOC maintenance setting unit 3G outputs the generated output. In this case, in the subtraction unit 3H, the power generation outputs are subtracted from each other, and the output becomes zero. On the other hand, when the SOC is below the lower limit value and the generated output is not below the combined output target, the SOC maintenance setting unit 3G outputs a signal indicating the combined output target. In this case, the subtraction unit 3H subtracts the generated power from the combined output target, and the subtraction value is input to the output control unit 3I. That is, when the SOC falls below the lower limit value, the entire control system operates to raise the SOC and return it to the normal range by discharging only and charging only as described later.

SOCが通常の範囲(上限値と下限値との間)に復帰すればSOCの高低維持点検出部38Gの出力はオフになり、SOC維持設定部3Gは、合成出力目標を出力し、減算部3Hは、合成出力目標から発電出力を減算した信号を出力制御部3Iに入力する。   When the SOC returns to the normal range (between the upper limit value and the lower limit value), the output of the SOC high and low maintenance point detection unit 38G is turned off, and the SOC maintenance setting unit 3G outputs a combined output target, and the subtraction unit 3H inputs a signal obtained by subtracting the power generation output from the combined output target to the output control unit 3I.

図4に戻り、出力制御部3Iは、減算部3Hから出力された信号に基づいて、蓄電池システム2の充放電を制御する。例えば、出力制御部3Iは、発電出力が合成出力目標よりも大きい場合には、充電を行うように、蓄電池システム2を制御する。また、出力制御部3Iは、発電出力が合成出力目標を下回っている場合には、放電を行うように、蓄電池システム2を制御する。   Returning to FIG. 4, the output control unit 3I controls charging and discharging of the storage battery system 2 based on the signal output from the subtracting unit 3H. For example, when the generated output is larger than the combined output target, the output control unit 3I controls the storage battery system 2 to perform charging. Further, the output control unit 3I controls the storage battery system 2 to perform discharge when the generated output is lower than the combined output target.

一方、電力換算部3Jは、蓄電池システム2からの電圧情報及び電流情報に基づいて蓄電池システム2の充放電電力の値を算出して、その信号を出力制御部3Iに入力している。出力制御部3Iでは、発電出力と合成出力目標との差分を先行信号とし、これと蓄電池システム2の充放電電力との偏差を比例微積分(PID)して加算し、制御を行って蓄電池システム2の充放電を制御する。このように、出力制御部3Iは、蓄電池システム2の充放電電力をフィードバック信号として微分動作を加えることにより、蓄電池システム2の応答特性の改善を行っている。   On the other hand, power conversion unit 3J calculates the value of charge / discharge power of storage battery system 2 based on the voltage information and current information from storage battery system 2, and inputs the signal to output control unit 3I. In output control unit 3I, the difference between the power generation output and the combined output target is used as a preceding signal, and the deviation between this and the charge / discharge power of storage battery system 2 is added by proportional-plus-integral (PID) and added to perform control. Control the charge and discharge of As described above, the output control unit 3I improves the response characteristic of the storage battery system 2 by adding the differential operation using the charge / discharge power of the storage battery system 2 as a feedback signal.

平滑化部3Kは、電力換算部3Aから出力された発電出力の値を示す情報を平滑化する。図9に示すように、平滑化部3Kは、ローパスフィルタ30Kと、変動幅制限部31Kと、変化率制限部32Kと、変動幅上下限設定部33Kと、を備える。ローパスフィルタ30Kは、入力された信号の高周波成分を除去する。変動幅制限部31Kは、ローパスフィルタ30Kの出力を設定された上限と下限との間に収める。変化率制限部32Kは、上限と下限との範囲内に収められた出力信号の変化率を、上限値と下限値との間に収める。このようにして変動幅が制限された信号の最大値及び最小値は、新たな変動幅の上限値及び下限値として変動幅上下限設定部33Kに設定される。   The smoothing unit 3K smoothes the information indicating the value of the generated output output from the power conversion unit 3A. As shown in FIG. 9, the smoothing unit 3K includes a low pass filter 30K, a variation range limiting unit 31K, a change rate limitation unit 32K, and a variation range upper and lower limit setting unit 33K. The low pass filter 30K removes high frequency components of the input signal. The fluctuation range limiting unit 31K puts the output of the low pass filter 30K between the set upper limit and lower limit. The change rate limiting unit 32K puts the change rate of the output signal stored in the range between the upper limit and the lower limit between the upper limit and the lower limit. The maximum value and the minimum value of the signal whose fluctuation range is thus limited are set in the fluctuation range upper and lower limit setting unit 33K as the new upper and lower limits of the fluctuation range.

図4に戻り、SOC処理部3Lは、主として、蓄電池システム2における蓄電池2Aの充電状態(SOC)に基づいて、合成出力目標を補正する。SOC処理部3Lは、図10に示すように、SOC目標設定部30Lと、SOC出力換算部31Lと、減算部32Lと、SOC制御部33Lと、変動幅制限部34Lと、SOC関数部35Lと、下限制限部36Lと、減算部37Lと、を備える。   Returning to FIG. 4, the SOC processing unit 3L corrects the combined output target mainly based on the state of charge (SOC) of the storage battery 2A in the storage battery system 2. As shown in FIG. 10, SOC processing unit 3L includes SOC target setting unit 30L, SOC output conversion unit 31L, subtraction unit 32L, SOC control unit 33L, fluctuation range restriction unit 34L, and SOC function unit 35L. , A lower limit limiting unit 36L, and a subtracting unit 37L.

SOC目標設定部30Lは、平滑化部3Kから出力された平滑化された発電出力に基づいて、SOC目標値を決定する。SOC出力換算部31Lは、蓄電池システム2から出力されるSOC信号を入力し、SOC信号に基づいて、蓄電池2Aの出力換算充電状態(SOC)を算出し、出力する。   The SOC target setting unit 30L determines an SOC target value based on the smoothed power generation output output from the smoothing unit 3K. The SOC output conversion unit 31L receives the SOC signal output from the storage battery system 2, calculates an output conversion charge state (SOC) of the storage battery 2A based on the SOC signal, and outputs the SOC.

減算部32Lは、SOC出力換算部31Lから出力されたSOCから、SOC目標値を減算してその偏差を出力する。SOC制御部33Lは、偏差に応じたSOC補正信号(PまたはPI制御信号)を出力する。変動幅制限部34Lは、設定された変動幅に制限されたSOC補正信号を加算部3Eに出力する。   Subtraction unit 32L subtracts the SOC target value from the SOC output from SOC output conversion unit 31L, and outputs the deviation. The SOC control unit 33L outputs an SOC correction signal (P or PI control signal) according to the deviation. The fluctuation range limiting unit 34L outputs the SOC correction signal limited to the set fluctuation range to the adding unit 3E.

SOC出力換算部31Lで算出されたSOCは、SOC関数部35Lにも出力されている。SOC関数部35Lは、SOC関数を用いて、変動幅制限部34Lにおける変動幅を決定している。   The SOC calculated by the SOC output conversion unit 31L is also output to the SOC function unit 35L. The SOC function unit 35L determines the fluctuation range in the fluctuation range limiting unit 34L using the SOC function.

一般的に、蓄電池2Aの出力(蓄電池出力)とSOC補正信号(SOC補正値)との間には、以下の関係がある。
(平滑化用蓄電池出力)=(蓄電池出力)−(SOC補正値)
したがって、SOC補正値が大きくなると、平滑化用蓄電池出力が不足(出力上限が定格値で制限されるため)する頻度が増加し、平滑化の質が低下する。変動幅制限部34Lは平滑化の質の低下を防ぐためSOC補正値を最小限に制限する。変動幅制限部34Lの正側の制限値はSOC測定値の関数で与えられる。変動幅制限部34Lは、SOCが通常の変動範囲より高くなるにしたがって、正側の制限値を大きくし、SOC補正値の増加を許容してSOCの上昇を抑える。
In general, the following relationship exists between the output (storage battery output) of the storage battery 2A and the SOC correction signal (SOC correction value).
(Smoothing battery output) = (Battery output)-(SOC correction value)
Therefore, when the SOC correction value becomes large, the frequency at which the smoothing storage battery output runs short (because the output upper limit is limited by the rated value) increases, and the quality of the smoothing decreases. The fluctuation range limiting unit 34L limits the SOC correction value to the minimum in order to prevent deterioration in the quality of smoothing. The positive limit value of the fluctuation range limiter 34L is given as a function of the SOC measurement value. As the SOC becomes higher than the normal fluctuation range, the fluctuation range limiting unit 34L increases the positive limit value, allows an increase in the SOC correction value, and suppresses the SOC increase.

下限制限部36Lは、SOC補正信号の正の補正値のみを出力する、減算部37Lは、合成出力目標から正のSOC補正信号を減算して、SOCを考慮した合成出力目標(SOC)として、出力上昇リミッタ信号作成部3Mに出力する。この仕組みは、SOCが目標値より高いとき、発電機1Aへの出力上限リミッタ信号がSOCの正側補正分上昇し、発電出力が上昇することにより、SOCが益々上昇することを防止するために設けられている。   The lower limit limiting unit 36L outputs only the positive correction value of the SOC correction signal. The subtracting unit 37L subtracts the positive SOC correction signal from the combined output target to obtain a combined output target (SOC) in consideration of the SOC, Output to the output rise limiter signal creation unit 3M. This mechanism is to prevent the SOC from further rising when the output upper limit limiter signal to the generator 1A is increased by the positive side correction of the SOC when the SOC is higher than the target value and the power generation output is increased. It is provided.

なお、SOC出力換算部31Lで生成されたSOCは、スイッチング部3D、SOC維持設定部3G及び出力上昇リミッタ信号作成部3Mに出力されている。   The SOC generated by the SOC output conversion unit 31L is output to the switching unit 3D, the SOC maintenance setting unit 3G, and the output increase limiter signal generation unit 3M.

図4に戻り、出力上昇リミッタ信号作成部3Mは、電力換算部3Aから発電出力の信号を入力し、SOC処理部3LからSOC及び合成出力目標(SOC)を入力し、出力上昇リミッタ信号を再生可能エネルギー電源1に出力している。   Returning to FIG. 4, the output increase limiter signal creation unit 3M receives the signal of the generated output from the power conversion unit 3A, receives the SOC and the combined output target (SOC) from the SOC processing unit 3L, and regenerates the output increase limiter signal. Possible energy supply 1 is output.

図11に示すように、出力上昇リミッタ信号作成部3Mは、バイアス出力部30Mと、加算部31Mと、上昇下降変化率制限部32Mと、上限制限部33Mと、充電電力上限設定部34Mと、充電電力下限設定部35Mと、スイッチ36Mと、SOCレベル検出部37Mと、加算部38Mと、を備える。   As shown in FIG. 11, the output rise limiter signal creation unit 3M includes a bias output unit 30M, an addition unit 31M, a rise / fall change rate limitation unit 32M, an upper limit limitation unit 33M, and a charge power upper limit setting unit 34M. A charge power lower limit setting unit 35M, a switch 36M, an SOC level detection unit 37M, and an addition unit 38M are provided.

バイアス出力部30Mは、正のバイアス信号を出力する。加算部31Mは、発電出力に正のバイアス信号を加算して出力する。上昇下降変化率制限部32Mは、加算部31Mの出力の上昇変化率及び下降変化率を制限する。上限制限部33Mは、上昇下降変化率制限部32Mから出力された信号の上限を制限する。上限制限部33Mで上限が制限された信号は、出力上昇リミッタ信号として、再生可能エネルギー電源1に出力される。再生可能エネルギー電源1は、出力上昇リミッタ信号で制限された上限値に発電出力を制限する。   The bias output unit 30M outputs a positive bias signal. The addition unit 31M adds a positive bias signal to the power generation output and outputs it. The rising and falling change rate limiting unit 32M limits the rising change rate and the falling change rate of the output of the adding unit 31M. The upper limit limiting unit 33M limits the upper limit of the signal output from the rising and falling change rate limiting unit 32M. The signal whose upper limit is limited by the upper limit limiter 33M is output to the renewable energy power source 1 as an output increase limiter signal. The renewable energy power source 1 limits the power generation output to the upper limit value limited by the output increase limiter signal.

一方、充電電力上限設定部34Mには、充電電力の上限値が設定される。この上限値には、通常、蓄電池2Aの定格出力が設定される。   On the other hand, an upper limit value of charging power is set in charging power upper limit setting unit 34M. The rated output of the storage battery 2A is usually set to this upper limit value.

充電電力下限設定部35Mには、充電電力の下限値(例えば0〜100kW程度)が設定される。この下限値は、発電機1Aの定格出力や出力制御の精度により変化する。   The lower limit value (for example, about 0 to 100 kW) of the charging power is set in the charging power lower limit setting unit 35M. The lower limit value changes depending on the rated output of the generator 1A and the accuracy of the output control.

スイッチ36Mは、c接点をa接点かb接点かのいずれかに接続する。a接点は充電電力下限設定部35Mに接続され、b接点は充電電力上限設定部34Mに接続されている。スイッチ36Mは、通常b接点とc接点とを接続している。これにより、充電電力上限設定部34Mの上限値が、加算部38Mに出力される。この場合、合成出力目標に上限値を加算した値が、出力上昇リミッタ信号で設定される発電出力の上限値となる。   The switch 36M connects the c-contact to either the a-contact or the b-contact. The a-contact is connected to the charging power lower limit setting unit 35M, and the b-contact is connected to the charging power upper limit setting unit 34M. The switch 36M normally connects the b contact and the c contact. Thus, the upper limit value of charging power upper limit setting unit 34M is output to addition unit 38M. In this case, a value obtained by adding the upper limit value to the combined output target is the upper limit value of the power generation output set by the output increase limiter signal.

SOCレベル検出部37Mは、SOCが上限値に達した場合に、切替信号をスイッチ36Mに出力する。SOCレベル検出部37Mから切替信号を入力すると、スイッチ36Mは、c接点とa接点に接続する。これにより、充電電力下限設定部34Mの下限値が加算部38Mに出力される。この場合、合成出力目標に下限値を加算した値が、出力上昇リミッタ信号で設定される発電出力の上限値となる。このように、SOCが上限値を超えた場合には。上限制限部33Mへ出力される信号を合成出力目標とほぼ同じとして、放電のみ行うように全体が制御される。   When the SOC reaches the upper limit value, the SOC level detection unit 37M outputs a switching signal to the switch 36M. When the switching signal is input from the SOC level detection unit 37M, the switch 36M is connected to the c-contact and the a-contact. As a result, the lower limit value of charging power lower limit setting unit 34M is output to addition unit 38M. In this case, a value obtained by adding the lower limit value to the combined output target is the upper limit value of the power generation output set by the output increase limiter signal. Thus, when the SOC exceeds the upper limit value. The overall control is performed such that only the discharge is performed, with the signal output to the upper limit limiting unit 33M substantially the same as the combined output target.

なお、充電電力下限値を0kWに設定すると、発電機出力が漸減する場合が多い。このため、充電電力下限値を、発電機の定格出力の2〜5%程度に設定し、発電機1Aの出力を維持又は発電機1Aへの入力が連続的に増加する場合は漸増を許容するようにするのが望ましい。   When the charge power lower limit value is set to 0 kW, the generator output often decreases gradually. Therefore, the charge power lower limit value is set to about 2 to 5% of the rated output of the generator, and the output of the generator 1A is maintained or gradual increase is permitted when the input to the generator 1A is continuously increased. It is desirable to do so.

次に、本実施の形態に係る制御部3を中心とする分散電源100の動作について説明する。   Next, the operation of the distributed power supply 100 centering on the control unit 3 according to the present embodiment will be described.

図12には、制御部3の動作の流れのフローチャートが示されている。このフローチャートは、制御部3等の特徴的な動作を時系列でまとめたものであり、個々の詳細な動作については適宜省略している。   A flowchart of the flow of the operation of the control unit 3 is shown in FIG. This flowchart is a series of characteristic operations of the control unit 3 and the like in time series, and individual detailed operations are omitted as appropriate.

まず、制御部3(上昇変化率制限部3C)は、電力換算部3A、LPF3Bを通過した発電機1Aの発電出力を入力し、その発電出力の変動に従って変動し、かつ、上昇時の変化率が制限された値を出力する(ステップS1)。   First, the control unit 3 (the rising change rate limiting unit 3C) receives the power generation output of the generator 1A that has passed through the power conversion unit 3A and the LPF 3B, and fluctuates according to the fluctuation of the power generation output. Outputs a restricted value (step S1).

続いて、制御部3(平滑化部3F)は、ステップS1で上昇時の変化率が制限され、スイッチング部3Dを経た発電機1Aの発電出力の値を平滑化することにより、発電機1A及び蓄電地2Aの合成出力目標を生成して出力する(ステップS2)。   Subsequently, the control unit 3 (smoothing unit 3F) limits the rate of change at the time of rising in step S1, and smoothes the value of the generated output of the generator 1A that has passed through the switching unit 3D. A combined output target of the storage area 2A is generated and output (step S2).

続いて、制御部3(SOC維持設定部3G及び出力制御部3I)は、発電機1Aの発電出力が合成出力目標を上回る場合には、蓄電地2Aに対して発電機1Aの発電出力を充電し、発電機1Aの発電出力が合成出力目標以下である場合には、放電を行うように、蓄電地2Aを制御する(ステップS3)。   Subsequently, control unit 3 (SOC maintenance setting unit 3G and output control unit 3I) charges the power generation output of generator 1A to storage area 2A when the power generation output of generator 1A exceeds the combined output target. If the power generation output of the generator 1A is less than or equal to the combined output target, the storage area 2A is controlled to perform discharge (step S3).

さらに、制御部3(出力上昇リミッタ信号作成部3M)は、SOC処理部3Lを経た合成出力目標に、蓄電地2Aの充電量に応じた値を加算した値を、発電機1Aの発電出力の上限値(出力上昇リミッタ信号)として出力する(ステップS4)。   Further, control unit 3 (output increase limiter signal creation unit 3M) adds a value obtained by adding the value corresponding to the charge amount of power storage location 2A to the combined output target that has passed through SOC processing unit 3L. An upper limit value (output increase limiter signal) is output (step S4).

さらに、再生可能エネルギー電源1の出力制御部1Bは、入力した出力上昇リミッタ信号に基づいて、発電機1Aの発電出力が、発電出力の上限値を上回らないように、発電機1Aを制御する(ステップS5)。   Furthermore, the output control unit 1B of the renewable energy power supply 1 controls the generator 1A based on the input output increase limiter signal so that the generated output of the generator 1A does not exceed the upper limit of the generated output ( Step S5).

以降、ステップS1〜S5が高速で繰り返され、発電出力の平滑化制御が実行される。なお、ステップS3とステップS4、S5とは、同時並行的に実行される。   Thereafter, steps S1 to S5 are repeated at high speed, and smoothing control of the power generation output is executed. Note that step S3 and steps S4 and S5 are executed simultaneously and in parallel.

図13には、本実施の形態に係る制御部3により制御される発電出力、上昇変化率制限部3Cの出力及び合成出力目標の変化の一例が示されている。図13に示すように、発電機1Aの発電出力は時間によって変動し、上昇変化率制限部3Cの出力も発電機1Aの発電出力の変動に追従して変動する。ただし、発電機1Aの発電出力の上昇変化率が上限値を上回る場合には、上昇変化率制限部3Cの出力は、上限値で増加するようになり、発電機1Aの発電出力を下回るようになる。合成出力目標は、この上昇変化率制限部3Cの出力に基づいて生成されるため、発電出力から生成された場合の合成出力目標よりも、低めにシフトする。   FIG. 13 shows an example of changes in the power generation output controlled by the control unit 3 according to the present embodiment, the output of the rising change rate limiting unit 3C, and the combined output target. As shown in FIG. 13, the power generation output of the generator 1A fluctuates with time, and the output of the rising change rate limiter 3C also fluctuates following the fluctuation of the power generation output of the generator 1A. However, if the rate of rise change of the power generation output of the generator 1A exceeds the upper limit value, the output of the rise change rate limiting unit 3C will increase at the upper limit value so as to fall below the power generation output of the generator 1A. Become. Since the combined output target is generated based on the output of the rising change rate limiting unit 3C, it shifts lower than the combined output target when generated from the generated output.

なお、発電機1Aの発電出力は、制限がなければ点線のように上限なしで変化するが、本実施の形態では、発電機1Aの発電出力は、出力上昇リミッタ信号により、合成出力目標に蓄電池2Aの充電量に応じた値を加算した値に、その上限が制限される。   Although the power generation output of generator 1A changes without an upper limit as shown by the dotted line if there is no limit, in the present embodiment, the power generation output of generator 1A is a battery output target with the output increase limiter signal. The upper limit is limited to a value obtained by adding a value corresponding to the charge amount of 2A.

図14(A)には、本実施の形態に係る上昇変化率制限部3Cにより上昇変化率に制限を加えなかった場合における再生可能エネルギー電源1の発電出力と、合成出力目標との関係が示されている。図14(A)に示すように、発電出力が合成出力目標を上回ると、蓄電池システム2への充電が行われ、下回ると蓄電池システム2より放電が行われる。発電出力の変動が大きくなると、再生可能エネルギー電源1の発電出力は合成出力目標に充電量に応じた値を加算した値に制限される。このため、発電出力から合成出力目標を減算した値は蓄電池システム2の充電能力の範囲内となり、合成出力は変動しない。この状況で、発電出力が合成出力目標を下回ると、蓄電池から放電が行われるが、発電電力と合成出力目標値の差が蓄電池の放電能力を超えて発電電力が低下する場合、放電出力不足となり、これにより合成出力が合成出力目標より低下する。   FIG. 14A shows the relationship between the generated output of the renewable energy power supply 1 and the combined output target when the rising change rate limiting unit 3C according to the present embodiment does not limit the rising change rate. It is done. As shown in FIG. 14A, when the power generation output exceeds the combined output target, the storage battery system 2 is charged, and when the generated output falls below the storage power target, the storage battery system 2 is discharged. When the fluctuation of the power generation output becomes large, the power generation output of the renewable energy power source 1 is limited to a value obtained by adding a value corresponding to the charge amount to the combined output target. Therefore, a value obtained by subtracting the combined output target from the generated output is within the range of the charging capacity of the storage battery system 2, and the combined output does not fluctuate. In this situation, if the generated output falls below the combined output target, the storage battery is discharged, but if the difference between the generated power and the combined output target value exceeds the discharge capacity of the storage battery and the generated power decreases, the discharged output will be insufficient. This causes the combined output to fall below the combined output target.

図14(B)には、本実施の形態に係る上昇変化率制限部3Cにより上昇変化率に制限を加えた場合における再生可能エネルギー電源1の発電出力と、合成出力目標との関係が示されている。図14(B)に示すように発電出力が合成出力目標を上回ると、蓄電池システム2への充電が行われ、下回ると蓄電池システム2より放電が行われる。発電出力の変動が大きくなり、発電出力の上昇率が、上昇変化率制限部3Cの上限値を上回ると、上昇変化率制限部3Cの出力は、発電出力を下回るため、その出力に基づいて生成される合成出力目標は下側にシフトする。この状態で発電出力が上昇すると、図14(A)と同様に、再生可能エネルギー電源1の発電出力に制限が加えられ、発電出力から合成出力目標を減算した値は蓄電池システム2の充電能力の範囲内となり、合成出力は変動しない。この状態で発電出力が低下すると、合成出力目標から発電出力を減じた値は、図14(A)に比べ合成出力目標のシフト分だけ減少する。したがって、蓄電池2Aの出力要求値は放電能力の範囲内となり、合成出力の低下は起きない。また、合成出力目標が下側にシフトすれば、その分だけ蓄電池2Aで充電される電力を多く充電することができる。このため、蓄電池2Aの放電不足を解消することができる。   FIG. 14B shows the relationship between the generated output of the renewable energy power supply 1 and the combined output target when the rising change rate limiting unit 3C according to the present embodiment limits the rising change rate. ing. As shown in FIG. 14 (B), when the power generation output exceeds the combined output target, the storage battery system 2 is charged, and when the generated output falls below it, the storage battery system 2 is discharged. Since the output of the rising change rate limiting unit 3C falls below the generated output when the fluctuation of the generated output increases and the rising rate of the generated output exceeds the upper limit of the rising change rate limiting unit 3C, the output is generated The combined output target is shifted downward. When the power generation output rises in this state, the power generation output of the renewable energy power source 1 is limited similarly to FIG. 14A, and the value obtained by subtracting the combined output target from the power generation output is The combined output does not change. When the power generation output decreases in this state, the value obtained by subtracting the power generation output from the combined output target decreases by the shift amount of the combined output target as compared to FIG. 14 (A). Therefore, the required output value of storage battery 2A falls within the range of the discharge capacity, and a decrease in combined output does not occur. In addition, if the combined output target shifts downward, it is possible to charge more the power charged in the storage battery 2A by that amount. Therefore, the discharge shortage of the storage battery 2A can be eliminated.

図15(A)には、合成出力シフト制御を行わない場合の再生可能エネルギー電源1(ここでは風車とする)の推定出力の変動率(風車推定出力変動率)と、発電出力変動率との20分間の変動率の相関が示されている。図15(A)に示すように、この場合、風車推定出力と発電出力の変動率はほぼ同じ値を示しており、風車の出力抑制はほとんど起きていない。   In FIG. 15A, the fluctuation rate of the estimated output of the renewable energy power supply 1 (here, a wind turbine) when combined output shift control is not performed (the wind turbine estimated output fluctuation rate) and the power generation output fluctuation rate The correlation of the change rate for 20 minutes is shown. As shown in FIG. 15 (A), in this case, the wind turbine estimated output and the fluctuation rate of the power generation output show substantially the same value, and the wind turbine output suppression hardly occurs.

図15(B)には、合成出力目標のシフト制御を行った場合の風車推定出力の変動率(風車推定出力変動率)と、発電出力変動率との20分間の変動率の相関が示されている。図15(B)に示すように、この場合、風車推定出力変動率が40%を超えるあたりから発電出力変動が抑制され、発電出力変動率は、おおよそ50%以下に抑制されているのがわかる。このときの発電出力の上昇変化率制限部3Cの設定は0.15%/秒で、上昇変化率制限部3Cの出力信号は、周期10分以下の変動に対し、その変動幅を45%(0.15×600秒/2)以下に制限され、合成出力目標は、その変動の中間値になる。また、出力上昇リミッタ信号作成部3Mの出力は、合成出力目標に蓄電池の充電出力の上限である25%を加算した値である。これにより、風車の出力は、合成出力目標に25%を加えた値以下に抑制され、その変動幅は、47.5%(45%/2+25%)以下に抑制される。この結果、図15(A)に比べ風車推定出力の変動率は大きいにもかかわらず発電出力の変動はおおよそ50%以下に抑制されている。   Fig. 15 (B) shows the correlation of the fluctuation rate of the wind turbine estimated output (wind turbine estimated output fluctuation rate) in the case where shift control of the combined output target is performed and the generation output fluctuation rate over a 20-minute period. ing. As shown in FIG. 15 (B), in this case, it can be seen that the power generation output fluctuation is suppressed and the power generation output fluctuation is suppressed to about 50% or less when the estimated wind power output fluctuation rate exceeds 40%. . The setting of rise change rate limiter 3C of the power generation output at this time is 0.15% / sec, and the output signal of rise change rate limiter 3C has a fluctuation range of 45% against fluctuation of 10 minutes or less in period It is limited to 0.15 × 600 seconds / 2) or less, and the combined output target is an intermediate value of its fluctuation. Further, the output of the output increase limiter signal creation unit 3M is a value obtained by adding 25%, which is the upper limit of the charge output of the storage battery, to the combined output target. As a result, the output of the wind turbine is suppressed to a value obtained by adding 25% to the combined output target, and the fluctuation range is suppressed to 47.5% (45% / 2 + 25%) or less. As a result, although the fluctuation rate of the estimated wind turbine output is larger than that of FIG. 15 (A), the fluctuation of the power generation output is suppressed to about 50% or less.

図16(A)には、合成出力目標のシフト制御を行わない場合の発電出力変動率と合成出力変動率との20分間の変動率の相関関係が示されている。図16(A)に示すように、発電出力の変動が50%を超えるに従って合成出力の変動が増加しているのがわかる。これは蓄電池の出力範囲が±25%であるため、発電出力の変動が50%を超えると平滑化できない部分が生ずるためである。   FIG. 16 (A) shows the correlation between the 20-minute fluctuation rate of the generated output fluctuation rate and the synthesized output fluctuation rate when shift control of the synthesized output target is not performed. As shown in FIG. 16A, it can be seen that the fluctuation of the combined output increases as the fluctuation of the generated power exceeds 50%. This is because, since the output range of the storage battery is ± 25%, when the fluctuation of the power generation output exceeds 50%, there are parts that can not be smoothed.

図16(B)には、合成出力目標のシフト制御を行った場合の発電出力変動率と合成出力変動率との20分間の変動率の相関関係が示されている。図16(B)で示すように、発電出力変動が50%以下に抑制された結果、蓄電池の出力範囲25%で平滑化が十分達成できたことを示している。   FIG. 16 (B) shows the correlation between the rate of change of the generated output fluctuation rate and the rate of fluctuation of the combined output in 20 minutes when shift control of the combined output target is performed. As shown in FIG. 16 (B), as a result of suppressing the power generation output fluctuation to 50% or less, it is shown that the smoothing can be sufficiently achieved in the output range of 25% of the storage battery.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、発電機1Aの発電出力の値の上昇時の変化率を制限し、上昇時の変化率が制限された発電出力で合成出力目標値が生成される。これにより、発電機1Aの発電出力の変動が大きくなればなるほど、また、その変動が長時間に渡れば渡るほど、合成出力目標は発電機1Aの発電出力の平均値よりも低くなるので、その分だけ、より多くの電力を蓄電地2Aに蓄電することができるようになり、放電不足を抑制することができる。さらに、合成出力目標に蓄電池2Aの充電量に応じた値を加算した値に、発電機1Aの発電出力が制限されることにより、発電機出力の変動幅が蓄電池2Aの充放電能力の範囲内に抑制される。この結果、発電電力の大きな変動が長時間続く条件においても、発電出力変動が抑制され、合成出力の変動を抑制することができる。このような制御を合成出力目標のシフト制御ともいう。   As described above in detail, according to the present embodiment, the rate of change when the value of the power generation output of the generator 1A is rising is limited, and the power generation output with the rate of change when rising is limited the combined output target value Is generated. Thereby, as the fluctuation of the power generation output of the generator 1A increases, and as the fluctuation passes over a long time, the combined output target becomes lower than the average value of the power generation output of the generator 1A. More electric power can be stored in the storage area 2A by an amount, and the discharge shortage can be suppressed. Furthermore, the power generation output of generator 1A is limited to the value obtained by adding the value corresponding to the charge amount of storage battery 2A to the combined output target, so that the fluctuation range of the generator output is within the range of charge / discharge capacity of storage battery 2A. Suppressed. As a result, even under conditions where large fluctuations in generated power continue for a long time, fluctuations in generated output can be suppressed, and fluctuations in combined output can be suppressed. Such control is also called shift control of a combined output target.

また、本実施の形態では、上述の合成出力目標のシフト制御により、SOCが大きくなり過ぎるのを防止するため、合成出力目標をSOCに応じて補正している。さらには、蓄電池2AのSOCが許容値を超えた場合には、合成出力目標のシフト制御を一時停止し、蓄電池2Aの放電を優先する。また、蓄電池2Aの充放電の繰り返しにより、蓄電池2Aの充電量が次第に低下していくのを防止する仕組みも設けられている。このような仕組みを設けることにより、蓄電池2Aの充電量を過不足のない状態に保ち、合成出力の平滑化を滞りなく継続することができるようになる。   Further, in the present embodiment, the combined output target is corrected in accordance with the SOC in order to prevent the SOC from becoming too large by the shift control of the combined output target described above. Furthermore, when the SOC of the storage battery 2A exceeds the allowable value, the shift control of the combined output target is temporarily stopped, and the discharge of the storage battery 2A is prioritized. Moreover, the mechanism which prevents that the charge amount of 2 A of storage batteries falls by repetition of charging / discharging of 2 A of storage batteries is also provided. By providing such a mechanism, the amount of charge of the storage battery 2A can be maintained in a state without excess or deficiency, and smoothing of the combined output can be continued without delay.

上記実施の形態に係る制御部3に構築される制御系等のブロック構成はあくまで一例であり、適宜変更が可能である。   The block configuration of the control system or the like constructed in the control unit 3 according to the above-described embodiment is merely an example, and can be changed as appropriate.

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。   The present invention is capable of various embodiments and modifications without departing from the broad spirit and scope of the present invention. In addition, the embodiment described above is for explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is indicated not by the embodiments but by the claims. And, various modifications applied within the scope of the claims and the meaning of the invention are considered to be within the scope of the present invention.

本発明は、太陽光又は風力等の再生可能エネルギーを利用した発電機に適用することができる。   The present invention can be applied to a generator using renewable energy such as sunlight or wind power.

1 再生可能エネルギー電源、1A 発電機、1B 出力制御部、2 蓄電池システム、2A 蓄電池、2B 双方向電力変換器、2C 変換器制御器、2D 蓄電地コントローラ、2E 保護回路、2F SOC計測回路、3 制御部、3A 電力換算部、3B ローパスフィルタ(LPF)、3C 上昇変化率制限部、3D スイッチング部、3E 加算部、3F 平滑化部、3G SOC維持設定部、3H 減算部、3I 出力制御部、3J 電力換算部、3K 平滑化部、3L SOC処理部、3M 出力上昇リミッタ信号作成部、4、5 変圧器、6、7 電流センサ、10 電力系統、30D スイッチ、31D SOCレベル検出部、30F 変動幅制限部、31F 変化率制限部、32F 変動幅上下限設定部、30G 減算部、31G 変動幅制限部、32G 一次遅れ要素(LAG)、33G 加算部、35G 上下限設定部、36G 零レベル設定部、37G スイッチ、38G 高低維持点検出部、30K ローパスフィルタ(LPF)、31K 変動幅制限部、32K 変化率制限部、33K 変動幅上下限設定部、30L SOC目標設定部、31L SOC出力換算部、32L 減算部、33L SOC制御部、34L 変動幅制限部、35L SOC関数部、36L 下限制限部、37L 減算部、30M バイアス出力部、31M 加算部、32M 上昇下降変化率制限部、33M 上限制限部、34M 充電電力上限設定部、35M 充電電力下限設定部、36M スイッチ、37M SOCレベル検出部、38M 加算部、100 分散電源。   1 Renewable energy power supply, 1A generator, 1B output control unit, 2 storage battery system, 2A storage battery, 2B bidirectional power converter, 2C converter controller, 2D storage area controller, 2E protection circuit, 2F SOC measurement circuit, 3 Control unit, 3A power conversion unit, 3B low pass filter (LPF), 3C rising change rate limiting unit, 3D switching unit, 3E addition unit, 3F smoothing unit, 3G SOC maintenance setting unit, 3H subtraction unit, 3I output control unit, 3J power conversion unit, 3K smoothing unit, 3L SOC processing unit, 3M output increase limiter signal creation unit, 4, 5 transformer, 6, 7 current sensor, 10 power system, 30D switch, 31D SOC level detection unit, 30F fluctuation Width limiter, 31F change rate limiter, 32F fluctuation range upper and lower limit setting unit, 30G subtraction unit, 31G fluctuation range control Part, 32G first-order delay element (LAG), 33G addition part, 35G upper / lower limit setting part, 36G zero level setting part, 37G switch, 38G high / low keeping point detection part, 30K low pass filter (LPF), 31K fluctuation width restriction part, 32K Change rate limiter, 33K fluctuation range upper and lower limit setting unit, 30L SOC target setting unit, 31L SOC output conversion unit, 32L subtraction unit, 33L SOC control unit, 34L fluctuation range limiter, 35L SOC function unit, 36L lower limit limiter, 37L subtraction unit, 30M bias output unit, 31M addition unit, 32M rise / fall change rate restriction unit, 33M upper limit restriction unit, 34M charge power upper limit setting unit, 35M charge power lower limit setting unit, 36M switch, 37M SOC level detection unit, 38M Adder, 100 distributed power supplies.

Claims (6)

再生可能エネルギーで発電を行う発電機と、前記発電機の発電出力を貯蔵し放電する電力貯蔵装置とを備え、前記発電機の発電出力を前記電力貯蔵装置の放電電力と合成することにより電力系統へ送電する出力を平滑化する電源装置を制御する制御装置であって、
前記発電機の発電出力の変動に従って変動し、かつ、上昇時の変化率が制限された値を出力する上昇変化率制限部と、
前記上昇変化率制限部で上昇時の変化率が制限された前記発電機の発電出力の値を平滑化することにより、前記発電機及び前記電力貯蔵装置の合成出力目標を生成して出力する合成出力目標生成部と、
前記発電機の発電出力が前記合成出力目標を上回る場合には、前記電力貯蔵装置に対して前記発電機の発電出力を充電し、前記発電機の発電出力が前記合成出力目標以下である場合には、放電を行うように、前記電力貯蔵装置を制御する充放電制御部と、
前記合成出力目標に、前記電力貯蔵装置の充電量に応じた値を加算した値を、前記発電機の発電出力の上限値として出力する加算部と、
前記発電機の発電出力が、前記発電出力の上限値を上回らないように、前記発電機を制御する発電機制御部と、
を備える制御装置。
A power system comprising: a generator that generates electric power using renewable energy; and an electric power storage device that stores and discharges the electric power output of the electric generator, and combining the electric power output of the electric generator with the electric discharge power of the electric power storage device A control device that controls a power supply device that smoothes an output to be transmitted to the
A rising change rate limiting unit that outputs a value that fluctuates according to the fluctuation of the power generation output of the generator and that has a limited change rate at the time of rising;
A composite output that generates and outputs a composite output target of the generator and the power storage device by smoothing the value of the power generation output of the generator whose rate of change at rise is limited by the rise change rate limiting unit. An output target generation unit,
When the power generation output of the generator exceeds the combined output target, the power storage device is charged with the power generation output of the generator, and the power output of the generator is less than or equal to the combined output target. A charge / discharge control unit that controls the power storage device to perform discharge;
An addition unit that outputs a value obtained by adding a value corresponding to the charge amount of the power storage device to the combined output target as the upper limit value of the power generation output of the generator;
A generator control unit configured to control the generator such that a power generation output of the generator does not exceed an upper limit value of the power generation output;
Control device comprising:
前記発電機の発電出力の値を平滑化する平滑化部と、
前記平滑化部で平滑化された値に基づいて、前記電力貯蔵装置の充電状態の目標値を設定する充電状態目標設定部と、
前記電力貯蔵装置の充電状態を計測する充電状態計測部と、
前記充電状態目標設定部で設定された前記電力貯蔵装置の充電状態の目標値に対する、前記充電状態計測部で計測された前記電力貯蔵装置の充電状態の偏差を算出する減算部と、
を備え、
前記合成出力目標生成部は、
前記上昇変化率制限部から出力された値に、前記電力貯蔵装置の充電状態の目標値との偏差に応じた補正値が加算された加算値を平滑化することにより、前記合成出力目標を生成する、
請求項1に記載の制御装置。
A smoothing unit that smoothes the value of the power generation output of the generator;
A charge state target setting unit that sets a target value of the charge state of the power storage device based on the value smoothed by the smoothing unit;
A charge state measurement unit that measures the charge state of the power storage device;
A subtraction unit that calculates a deviation of the charge state of the power storage device measured by the charge state measurement unit with respect to the target value of the charge state of the power storage device set by the charge state target setting unit;
Equipped with
The combined output target generation unit
The synthetic output target is generated by smoothing an added value obtained by adding a correction value according to the deviation from the target value of the state of charge of the power storage device to the value output from the rising change rate limiting unit. Do,
The control device according to claim 1.
前記充電状態計測部で計測された前記電力貯蔵装置の充電状態が、前記充電状態目標設定部で設定された目標値を上回っている場合にその偏差に応じた値だけ前記合成出力目標を引き上げる合成出力目標補正部を備える、
請求項2に記載の制御装置。
When the state of charge of the power storage device measured by the state of charge measurement unit exceeds the target value set by the state of charge target setting unit, the composite output target is increased by a value according to the deviation. Including an output target correction unit,
The control device according to claim 2.
前記充電状態計測部で計測された前記電力貯蔵装置の充電状態が上限値を超えた場合に、
前記合成出力目標生成部は、
前記上昇変化率制限部で上昇時の変化率が制限された前記発電機の発電出力の値に代えて、前記平滑化部で平滑化された値をさらに平滑化した値を、前記発電機及び前記電力貯蔵装置の合成出力目標として生成して出力し、
前記加算部は、
前記合成出力目標に前記電力貯蔵装置の充電量に応じた値を加算し、その加算値を前記発電機の発電出力の上限値として出力する、
請求項2に記載の制御装置。
When the charge state of the power storage device measured by the charge state measurement unit exceeds the upper limit value,
The combined output target generation unit
Instead of the value of the power generation output of the generator in which the rate of change at the time of rise is limited by the rise change rate limiting unit, the generator further smoothes the value smoothed by the smoothing unit, Generating and outputting as a combined output target of the power storage device,
The adding unit is
A value corresponding to the charge amount of the power storage device is added to the combined output target, and the added value is output as the upper limit value of the power generation output of the generator.
The control device according to claim 2.
前記発電機の発電出力の値の高周波成分を除去するローパスフィルタを備え、
前記上昇変化率制限部は、
前記ローパスフィルタを介して得られる前記発電機の発電出力の上昇時の変化率を制限する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の制御装置。
A low pass filter for removing high frequency components of the value of the power generation output of the generator;
The rising change rate limiting unit
Limiting the rate of change of the generator output of the generator at the time of rising, which is obtained via the low pass filter,
The control device according to any one of claims 1 to 4.
再生可能エネルギーで発電を行う発電機と、前記発電機の発電出力を貯蔵し放電する電力貯蔵装置とを備え、前記発電機の発電出力を前記電力貯蔵装置の放電電力と合成することにより電力系統へ送電する出力を平滑化する電源装置を制御する制御方法であって、
前記発電機の発電出力の変動に従って変動し、かつ、上昇時の変化率が制限された値を出力する上昇変化率制限ステップと、
前記上昇変化率制限ステップで上昇時の変化率が制限された前記発電機の発電出力の値を平滑化することにより、前記発電機及び前記電力貯蔵装置の合成出力目標を生成して出力する合成出力目標生成ステップと、
前記発電機の発電出力が前記合成出力目標を上回る場合には、前記電力貯蔵装置に対して前記発電機の発電出力を充電し、前記発電機の発電出力が前記合成出力目標以下である場合には、放電を行うように、前記電力貯蔵装置を制御する充放電制御ステップと、
前記合成出力目標に、前記電力貯蔵装置の充電量に応じた値を加算した値を、前記発電機の発電出力の上限値として出力する加算ステップと、
前記発電機の発電出力が、前記発電出力の上限値を上回らないように、前記発電機を制御する発電機制御ステップと、
を含み、
前記各ステップを繰り返す制御方法。
A power system comprising: a generator that generates electric power using renewable energy; and an electric power storage device that stores and discharges the electric power output of the electric generator, and combining the electric power output of the electric generator with the electric discharge power of the electric power storage device A control method for controlling a power supply device that smoothes an output to be transmitted to
A rising change rate limiting step that outputs a value that fluctuates according to the fluctuation of the power generation output of the generator and the rate of change at rising is limited;
A composite output target that generates and outputs a combined output target of the generator and the power storage device by smoothing the value of the power generation output of the generator whose rate of change at rise is limited in the rising change rate limiting step. An output target generation step,
When the power generation output of the generator exceeds the combined output target, the power storage device is charged with the power generation output of the generator, and the power output of the generator is less than or equal to the combined output target. A charge / discharge control step of controlling the power storage device to perform discharge;
An addition step of outputting a value obtained by adding a value according to the charge amount of the power storage device to the combined output target as an upper limit value of the power generation output of the generator;
A generator control step of controlling the generator such that a power generation output of the generator does not exceed an upper limit value of the power generation output;
Including
The control method which repeats said each step.
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