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JP6917768B2 - Power storage system - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、蓄電システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a power storage system .

従来、電力変換装置を制御して無効電力を生成させ、電力系統の電圧制御を行う技術が知られている。これに関連して、回転形周波数変換装置と静止型周波数変換装置の組み合わせにおいて静止型周波数変換装置の有効電力指令と無効電力指令を任意に配分する技術、複数の有効電力制御量あるいは無効電力制御量からシステムが出力すべき電力制御量を選択あるいは統合する技術、複数の電力変換器に対して充放電電力を配分する技術などが提案されている。しかしながら、従来の技術では、高効率運転および長寿命化を図ることができない場合があった。 Conventionally, there is known a technique of controlling a power conversion device to generate invalid power to control the voltage of a power system. In connection with this, a technique for arbitrarily allocating the active power command and the ineffective power command of the static frequency converter in the combination of the rotary frequency converter and the static frequency converter, a plurality of active power control amounts or ineffective power control. A technique for selecting or integrating the power control amount to be output by the system from the amount, and a technique for allocating charge / discharge power to a plurality of power converters have been proposed. However, with the conventional technology, there are cases where high-efficiency operation and long life cannot be achieved.

特開平1−186166号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-1866 特開2015−149880号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-149880 特開2014−171335号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-171335

本発明が解決しようとする課題は、電力系統の出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる蓄電システムを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a power storage system capable of suppressing output fluctuations of an electric power system, and achieving high-efficiency operation and long life.

実施形態の蓄電システムは、複数の蓄電部と、電力変換部と、制御部とを持つ。複数の蓄電部は、電力を蓄電する。電力変換部は、複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する。制御部は、電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定し、複数の電力変換部の中で、前記電力系統に前記有効電力を出力させる対象である電力変換部を優先的に、無効電力を出力させる電力変換部に決定する。 The power storage system of the embodiment includes a plurality of power storage units, a power conversion unit, and a control unit. The plurality of power storage units store electric power. The power conversion unit is provided corresponding to each of the plurality of power storage units, converts the DC power from the power storage unit into AC power, and outputs the DC power to the power system. The control unit determines the respective amounts of active power and inactive power in the AC power output by the power conversion unit, and among the plurality of power conversion units , the power that is the target of causing the power system to output the active power. The conversion unit is preferentially determined as the power conversion unit that outputs the invalid power.

第1の実施形態における蓄電システム100を含む電力システム1の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the electric power system 1 including the power storage system 100 in 1st Embodiment. 第1の実施形態における蓄電システム100の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the power storage system 100 in 1st Embodiment. 蓄電コントローラ110の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the power storage controller 110. 第1の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a series of processing by the control unit 112 in 1st Embodiment. 第1の実施形態の変形例における蓄電システム100の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the power storage system 100 in the modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a series of processing by the control unit 112 in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a series of processes by the control unit 112 in the third embodiment. 蓄電部120の一例である二次電池の劣化特性とSOCとの相関関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the correlation between the deterioration characteristic of a secondary battery which is an example of a power storage part 120, and SOC. 図8の二次電池の劣化特性から導出した充電ニーズ特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the charge need characteristic derived from the deterioration characteristic of the secondary battery of FIG. 第4の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a series of processing by the control unit 112 in 4th Embodiment. 電力変換部PCSの電力変換効率の一例を示す図。The figure which shows an example of the power conversion efficiency of a power conversion unit PCS. 蓄電部120の充放電効率の一例を示す図。The figure which shows an example of the charge / discharge efficiency of a power storage part 120. 電力変換部PCSの電力変換効率と蓄電部120の充放電効率とを合わせたユニットの効率の特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the efficiency of a unit which combined the power conversion efficiency of a power conversion unit PCS and the charge / discharge efficiency of a power storage unit 120. 第5の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a series of processes by the control unit 112 in the fifth embodiment.

以下、実施形態の蓄電システムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the power storage system of the embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における蓄電システム100を含む電力システム1の構成の一例を示す図である。本実施形態の電力システム1は、例えば、交流電力の電力系統EPSと、蓄電システム100と、発電システム200と、需要家の受電設備300と、蓄電システム100と電力系統EPSとの間で電圧を変換する変圧器TF1と、発電システム200と電力系統EPSとの間で電圧を変換する変圧器TF2と、受電設備300と電力系統EPSとの間で電圧を変換する変圧器TF3とを備える。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the electric power system 1 including the power storage system 100 in the first embodiment. The power system 1 of the present embodiment, for example, transmits a voltage between the AC power power system EPS, the power storage system 100, the power generation system 200, the customer's power receiving equipment 300, and the power storage system 100 and the power system EPS. The transformer TF1 for conversion, the transformer TF2 for converting the voltage between the power generation system 200 and the power system EPS, and the transformer TF3 for converting the voltage between the power receiving facility 300 and the power system EPS are provided.

蓄電システム100は、例えば、電力系統EPSへの電力の供給能力が不安定な発電システム200と共に設けられ、電力系統EPSへの電力供給の変動を緩和する。すなわち、蓄電システム100は、電力系統EPSの出力変動補償を行う。例えば、蓄電システム100は、電力系統における需要電力に対して過多となる余剰電力を充電するための複数の蓄電部を備える。 The power storage system 100 is provided together with the power generation system 200, which has an unstable power supply capacity to the power system EPS, for example, to alleviate fluctuations in the power supply to the power system EPS. That is, the power storage system 100 compensates for output fluctuations in the power system EPS. For example, the power storage system 100 includes a plurality of power storage units for charging surplus power that is excessive with respect to the power demand in the power system.

発電システム200は、再生可能エネルギーを利用した発電システムである。発電システム200は、例えば、太陽光発電システムであってもよいし、風力発電システムであってもよい。また、発電システム200は、地熱発電システムや潮力発電システムであってもよいし、これらの複数の発電システムを組み合わせたシステムであってもよい。 The power generation system 200 is a power generation system that uses renewable energy. The power generation system 200 may be, for example, a solar power generation system or a wind power generation system. Further, the power generation system 200 may be a geothermal power generation system or a tidal power generation system, or may be a system in which a plurality of these power generation systems are combined.

需要家の受電設備300は、例えば、電力系統EPSから電力を受電し、各種機器へと電力を供給する。 The power receiving facility 300 of the consumer receives power from the power system EPS, for example, and supplies power to various devices.

変圧器TF1からTF3は、電力系統EPSから供給される交流電力を降圧したり、接続先のシステムまたは設備から供給される交流電力を昇圧したりする。 The transformers TF1 to TF3 step down the AC power supplied from the power system EPS and boost the AC power supplied from the connected system or equipment.

図2は、第1の実施形態における蓄電システム100の構成の一例を示す図である。例えば、蓄電システム100は、蓄電コントローラ110と、複数の蓄電部120−1から120−N(Nは任意の自然数)と、複数の電力変換部PCSからPCSと、複数の検出部130−1から130−Nとを備える。以下、複数の蓄電部120−1から120−Nのそれぞれを区別しない場合、単に「蓄電部120」と称して説明する。また、複数の電力変換部PCSからPCSのそれぞれを区別しない場合、単に「電力変換部PCS」と称して説明する。また、複数の検出部130−1から130−Nのそれぞれを区別しない場合、単に「検出部130」と称して説明する。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the power storage system 100 according to the first embodiment. For example, the power storage system 100 includes a power storage controller 110, a plurality of power storage units 120-1 to 120-N (N is an arbitrary natural number), a plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N, and a plurality of detection units 130-. 1 to 130-N are provided. Hereinafter, when each of the plurality of power storage units 120-1 to 120-N is not distinguished, the description will be simply referred to as "power storage unit 120". Further, when each of the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N is not distinguished, the description will be simply referred to as “power conversion unit PCS”. Further, when each of the plurality of detection units 130-1 to 130-N is not distinguished, the description will be simply referred to as "detection unit 130".

蓄電コントローラ110は、電力変換部PCSを制御することにより、充放電させる蓄電部120を切り替えたり、充放電量を調整したりする。 By controlling the power conversion unit PCS, the power storage controller 110 switches the power storage unit 120 to be charged / discharged and adjusts the charge / discharge amount.

蓄電部120は、電力エネルギーを蓄電可能な媒体である。蓄電部120は、例えば、リチウムイオン電池や、鉛蓄電池、ナトリウム硫黄電池、レドックスフロー電池、ニッケル水素電池等の二次電池と、電気二重層コンデンサの少なくともいずれか一方を含む。 The power storage unit 120 is a medium capable of storing electric power energy. The power storage unit 120 includes, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a lead storage battery, a sodium-sulfur battery, a redox flow battery, or a nickel hydrogen battery, and at least one of an electric double layer capacitor.

電力変換部PCSは、例えば、複数の電力変換部PCSからPCSのそれぞれに対応して設けられる。電力変換部PCSは、例えば、トランジスタやサイリスタなどの半導体素子(不図示)を有する。電力変換部PCSは、この半導体素子を用いて回路を導通状態(ゲートオン状態)と遮断状態(ゲートオフ状態)とのいずれかにスイッチングすることにより、交流電力を直流電力へと変換したり、直流電力を交流電力へと変換したりする。例えば、電力変換部PCSは、蓄電コントローラ110による制御を受けると、電力系統EPSから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を蓄電部120に充電させる。 The power conversion unit PCS is provided, for example, corresponding to each of the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N. The power conversion unit PCS has, for example, a semiconductor element (not shown) such as a transistor or a thyristor. The power conversion unit PCS converts AC power into DC power or DC power by switching the circuit between a conductive state (gate-on state) and a cut-off state (gate-off state) using this semiconductor element. To AC power. For example, when the power conversion unit PCS is controlled by the power storage controller 110, the power conversion unit PCS converts the AC power supplied from the power system EPS into DC power, and charges the power storage unit 120 with the converted DC power.

また、電力変換部PCSは、蓄電コントローラ110による制御を受けると、蓄電部120が蓄電している電力(直流電力)を放電させる。電力変換部PCSは、蓄電部120から放電された直流電力を交流電力に変換する。例えば、電力変換部PCSは、蓄電部120から放電された直流電力を、交流電力として、互いに位相成分の異なる有効電力(単位は[W])および無効電力(単位は[Var])に変換する。 Further, when the power conversion unit PCS is controlled by the power storage controller 110, the power storage unit 120 discharges the power (DC power) stored in the power storage unit 120. The power conversion unit PCS converts the DC power discharged from the power storage unit 120 into AC power. For example, the power conversion unit PCS converts the DC power discharged from the power storage unit 120 into active power (unit: [W]) and ineffective power (unit: [Var]) having different phase components from each other as AC power. ..

検出部130は、蓄電部120の蓄電状態を検出し、検出結果を示す検出信号を蓄電コントローラ110に出力する。例えば、検出部130は、蓄電部120が二次電池を含む場合、蓄電状態として、二次電池の充電容量を示すSOC(State Of Charge)を検出する。また、検出部130は、蓄電部120が電気二重層コンデンサを含む場合、蓄電状態として、電気二重層コンデンサの電荷容量を検出する。 The detection unit 130 detects the power storage state of the power storage unit 120 and outputs a detection signal indicating the detection result to the power storage controller 110. For example, when the power storage unit 120 includes a secondary battery, the detection unit 130 detects SOC (State Of Charge) indicating the charge capacity of the secondary battery as the power storage state. Further, when the power storage unit 120 includes an electric double layer capacitor, the detection unit 130 detects the charge capacity of the electric double layer capacitor as a power storage state.

図3は、蓄電コントローラ110の構成の一例を示す図である。蓄電コントローラ110は、例えば、通信部111と、制御部112と、記憶部113とを備える。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the power storage controller 110. The power storage controller 110 includes, for example, a communication unit 111, a control unit 112, and a storage unit 113.

通信部111は、例えば、WAN(Wide Area Network)等を含むネットワークを介してEMS(Energy Management System)等の外部サーバと通信することにより、この外部サーバから充電電力指令値および放電電力指令値を受信する。充電電力指令値とは、電力系統EPSから供給される所定の電力を蓄電部120に充電させるための指令値である。放電電力指令値とは、蓄電部120から所定の電力を電力系統EPSに放電させるための指令値である。例えば、放電電力指令値は、蓄電システム100に出力させる有効電力量と無効電力量とが定められた情報である。以下、放電電力指令値により出力することが決められた有効電力量を「有効電力指令値Pref」と称し、放電電力指令値により出力することが決められた無効電力量を「無効電力指令値Qref」と称して説明する。 The communication unit 111 transmits a charge power command value and a discharge power command value from the external server by communicating with an external server such as an EMS (Energy Management System) via a network including a WAN (Wide Area Network) or the like. Receive. The charging power command value is a command value for charging the power storage unit 120 with a predetermined power supplied from the power system EPS. The discharge power command value is a command value for discharging a predetermined power from the power storage unit 120 to the power system EPS. For example, the discharge power command value is information in which the amount of active power and the amount of ineffective power to be output to the power storage system 100 are defined. Hereinafter, the amount of active power determined to be output by the discharge power command value is referred to as "active power command value Pre ", and the amount of invalid power determined to be output by the discharge power command value is referred to as "invalid power command value". It will be described as " Q ref".

また、通信部111は、例えば、PCI(Peripheral Component Interconnect)などの通信線を介して電力変換部PCSや検出部130と通信する。なお、通信部111は、ネットワークを介して外部装置と通信を行うものと、通信線を介して蓄電システム100内部の機器と通信を行うものと、それぞれ別体であってもよい。 Further, the communication unit 111 communicates with the power conversion unit PCS and the detection unit 130 via a communication line such as PCI (Peripheral Component Interconnect). The communication unit 111 may be a separate body for communicating with an external device via a network and for communicating with a device inside the power storage system 100 via a communication line.

制御部112は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが記憶部113に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてよい。また、制御部112は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。 The control unit 112 may be realized by, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in the storage unit 113. Further, the control unit 112 may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), or by cooperation between software and hardware. It may be realized.

記憶部113は、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、SDカード、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)、RAM(Random Access Memory)、レジスタ等によって実現されてよい。記憶部113は、制御部112のプロセッサが実行するプログラムなどを格納する。 The storage unit 113 may be realized by, for example, a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), an SD card, an MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), a RAM (Random Access Memory), a register, or the like. The storage unit 113 stores a program or the like executed by the processor of the control unit 112.

制御部112は、通信部111により、充電電力指令値および放電電力指令値のうちいずれかの電力指令値が受信されると、この電力指令値に基づいて電力変換部PCSを制御する。 When the communication unit 111 receives any of the charge power command value and the discharge power command value, the control unit 112 controls the power conversion unit PCS based on the power command value.

例えば、通信部111により充電電力指令値が受信されると、制御部112は、充電電力指令値を満たす電力が充電されるように、検出部130により出力された検出信号に基づいて、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、充電対象の電力変換部PCSを決定する。例えば、制御部112は、SOCや電荷容量が基準値よりも小さい蓄電部120に対となって設けられた電力変換部PCSを優先して、充電対象の電力変換部PCSに決定する。 For example, when the communication unit 111 receives the charge power command value, the control unit 112 has a plurality of detection signals output by the detection unit 130 so that the power satisfying the charge power command value is charged. The power conversion unit PCS to be charged is determined from the power conversion units PCS 1 to PCS N. For example, the control unit 112 prioritizes the power conversion unit PCS provided as a pair with the power storage unit 120 whose SOC and charge capacity are smaller than the reference value, and determines the power conversion unit PCS to be charged.

また、例えば、通信部111により放電電力指令値が受信されると、制御部112は、交流電力において位相成分の異なる有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する。例えば、制御部112は、放電電力指令値に含まれる有効電力指令値Prefを満たす有効電力が出力されるように、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、有効電力を出力させる対象の電力変換部PCSを決定する。このとき、制御部112は、個々の電力変換部PCSに対して、出力させる有効電力量を算出し、算出した有効電力量を示す有効電力指令値Pref(i|iは引数1〜Nのいずれか)を、通信部111を用いて、各電力変換部PCSに通知する(各電力変換部PCSに割り当てる)ことによって、各電力変換部PCSを制御する。 Further, for example, when the discharge power command value is received by the communication unit 111, the control unit 112 determines the respective amounts of active power and inactive power having different phase components in the AC power. For example, the control unit 112 causes the plurality of power conversion units PCS 1 to output the active power from the PCS N so that the active power satisfying the active power command value Pre included in the discharge power command value is output. The target power conversion unit PCS is determined. At this time, the control unit 112, for each of the power converter PCS, calculates the active power to be output, calculated active power command value P ref (i showing the active energy that | i is the argument 1~N (Any) is notified to each power conversion unit PCS using the communication unit 111 (assigned to each power conversion unit PCS) to control each power conversion unit PCS.

例えば、制御部112は、有効電力の出力対象として決定した電力変換部PCSが最大限出力可能な有効電力量を、有効電力指令値Pref(i)として割り当てる(通知する)。各電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(i)の総和は、例えば、およそ有効電力指令値Pref程度となる。 For example, the control unit 112 allocates (notifies) the amount of active power that can be output to the maximum by the power conversion unit PCS determined as the output target of the active power as the active power command value Ref (i). The sum of the active power command value Pref (i) assigned to each power conversion unit PCS is, for example, about the active power command value Pref .

一方、制御部112は、放電電力指令値に含まれる無効電力指令値Qrefを満たす無効電力が出力されるように、有効電力の出力対象として決定した電力変換部PCS(有効電力指令値Pref(i)を割り当てた電力変換部PCS)を、無効電力の出力対象の電力変換部PCSに決定する。このとき、制御部112は、個々の電力変換部PCSに対して、出力させる無効電力量を算出し、算出した無効電力量を示す無効電力指令値Qref(i)を、通信部111を用いて、各電力変換部PCSに通知する(各電力変換部PCSに割り当てる)ことによって、各電力変換部PCSを制御する。 On the other hand, the control unit 112, the discharge power so reactive power is output to meet the reactive power command value Q ref included in the command value, the power converter is determined as the output target of the active power PCS (active power command value P ref The power conversion unit PCS to which (i) is assigned is determined as the power conversion unit PCS to which the invalid power is output. At this time, the control unit 112 calculates the amount of invalid power to be output to each power conversion unit PCS, and uses the communication unit 111 to set the invalid power command value Qref (i) indicating the calculated amount of invalid power. Then, each power conversion unit PCS is notified (assigned to each power conversion unit PCS) to control each power conversion unit PCS.

例えば、制御部112は、無効電力の出力対象として決定した電力変換部PCSが最大限出力可能な無効電力量を、無効電力指令値Qref(i)として割り当てる(通知する)。各電力変換部PCSに割り当てた無効電力指令値Qref(i)の総和は、例えば、無効電力指令値Qref程度となる。 For example, the control unit 112 allocates (notifies) as the invalid power command value QRef (i) the amount of invalid power that can be output to the maximum by the power conversion unit PCS determined as the output target of the invalid power. The sum of the invalid power command value Qref (i) assigned to each power conversion unit PCS is, for example, about the invalid power command value Qref.

このように、有効電力および無効電力の出力対象の電力変換部PCSは、自身に割り当てられた有効電力指令値Pref(i)と無効電力指令値Qref(i)とに基づいて、蓄電部120に放電させた直流電力を、有効電力指令値Pref(i)により指示された電力量分の有効電力と、無効電力指令値Qref(i)により指示された電力量分の無効電力とに変換する。 In this way, the power conversion unit PCS i, which is the output target of the active power and the ineffective power, stores electricity based on the active power command value Pref (i) and the ineffective power command value Qref (i) assigned to itself. The DC power discharged to the unit 120 is divided into the active power for the amount of power specified by the active power command value Pref (i) and the invalid power for the amount of power specified by the invalid power command value Qref (i). Convert to and.

図4は、第1の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部111により放電電力指令値が受信され、制御部112が複数の電力変換部PCSからPCSの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定した後(電力変換部PCSに有効電力指令値Pref(i)を割り当てた後)に行われる。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of a series of processes by the control unit 112 in the first embodiment. In this flowchart, for example, the discharge power command value is received by the communication unit 111, and the control unit 112 determines the power conversion unit PCS to be output of the active power from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N. It is performed later (after the active power command value Pref (i) is assigned to the power conversion unit PCS).

まず、制御部112は、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、処理対象とする一つの電力変換部PCSを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため(ゼロクリアするため)に、蓄電システム100全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Qref_temp(0)をゼロに設定する(ステップS100)。 First, the control unit 112 selects one power conversion unit PCS i to be processed from the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N , and erases the previous processing result (to clear to zero). In addition, the value Qref_temp (0) tentatively calculated as the total amount of invalid power output from the entire power storage system 100 is set to zero (step S100).

次に、制御部112は、処理対象として選択した電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(i)がゼロであるか否かを判定する(ステップS102)。すなわち、制御部112は、処理対象として選択した電力変換部PCSを、有効電力の出力対象として選択しているのか否かを判定する。 Next, the control unit 112 determines whether or not the active power command value Pref (i) assigned to the power conversion unit PCS i selected as the processing target is zero (step S102). That is, the control unit 112 determines whether or not the power conversion unit PCS i selected as the processing target is selected as the output target of the active power.

電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(i)がゼロである場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部PCSを有効電力の出力対象として選択していない場合、制御部112は、この電力変換部PCSに割り当てる無効電力指令値Qref(i)をゼロにする(ステップS104)。 When the active power command value Pref (i) assigned to the power conversion unit PCS i is zero, that is, when the power conversion unit PCS i selected as the processing target is not selected as the active power output target, the control unit 112 sets the invalid power command value Qref (i) assigned to the power conversion unit PCS i to zero (step S104).

一方、電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(i)がゼロでない場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部PCSを有効電力の出力対象として選択している場合、制御部112は、下記の数式(1)を参照して、電力変換部PCSの定格出力である皮相電力Sref(i)(単位は[VA])と、有効電力指令値Pref(i)とに基づいて、電力変換部PCSが最大限出力可能な無効電力量を、無効電力指令値Qref(i)として算出する(ステップS106)。 On the other hand, when the active power command value Pref (i) assigned to the power conversion unit PCS i is not zero, that is, when the power conversion unit PCS i selected as the processing target is selected as the active power output target, control is performed. With reference to the following formula (1), the unit 112 includes the apparent power S ref (i) (unit: [VA]), which is the rated output of the power conversion unit PCS i , and the active power command value Pref (i). Based on the above, the amount of invalid power that can be output to the maximum by the power conversion unit PCS i is calculated as the invalid power command value QRef (i) (step S106).

Figure 0006917768
Figure 0006917768

次に、制御部112は、ループ処理回数がi回目の時点で蓄電システム100から出力されることが想定される暫定的な無効電力値Qref_temp(i)を、過去の(i−1)回目の処理時点で算出した無効電力指令値Qref(i−1)と、現在のi回目の処理時点で算出した無効電力指令値Qref(i)とを加算した値に変更する(ステップS108)。なお、初回の処理の場合(i=1)、暫定的な無効電力値Qref_temp(1)を無効電力指令値Qref(1)とする(Qref_temp(1)=Qref(1))。 Next, the control unit 112 sets the provisional invalid power value Qref_temp (i), which is assumed to be output from the power storage system 100 at the i-th loop processing count, to the past (i-1) times. The value is changed to the sum of the invalid power command value Q ref (i-1) calculated at the time of the current processing and the invalid power command value Q ref (i) calculated at the current i-th processing time (step S108). .. In the case of initial processing (i = 1), provisional reactive power value Q ref_temp (1) a reactive power command value Q ref (1) to (Q ref_temp (1) = Q ref (1)).

次に、制御部112は、暫定的な無効電力値Qref_temp(i)が、蓄電システム100に要求される無効電力指令値Qref以上であるか否かを判定する(ステップS110)。 Next, the control unit 112, provisional reactive power value Q ref_temp (i) it is determined whether a reactive power command value Q ref than is required for the power storage system 100 (step S110).

暫定的な無効電力値Qref_temp(i)が無効電力指令値Qref以上である場合、制御部112は、電力変換部PCSに割り当てる無効電力指令値Qref(i)を、要求される無効電力指令値Qrefから、(i−1)回目の処理時点で算出した無効電力指令値Qref(i−1)を減算した値に設定する(ステップS112)。すなわち、制御部112は、他の電力変換部PCSに対して割り当てた無効電力指令値Qref(i)の総和に、今回割り当てる予定の無効電力指令値Qref(i)を足した試算値(=Qref_temp(i))と、要求される無効電力指令値Qrefとを比較して、要求される無効電力指令値Qrefよりも試算値の方が大きければ、今回の処理で割り当てる無効電力指令値Qref(i)を、最大限出力可能な無効電力値とせずに、要求される無効電力指令値Qrefと他の電力変換部PCSに対して割り当てた無効電力指令値Qref(i)の総和との差分とする。 If provisional reactive power value Q ref_temp (i) is the reactive power command value Q ref above, the control unit 112, a reactive power command value Q ref (i) to be assigned to the power conversion unit PCS i, requests disabled to be from the power command value Q ref, it is set to a value obtained by subtracting the (i-1) -th reactive power command calculated by the processing time value Q ref (i-1) (step S112). That is, the control unit 112 is a trial calculation value obtained by adding the invalid power command value Q ref (i) to be assigned this time to the sum of the invalid power command value Q ref (i) assigned to the other power conversion unit PCS i. a (= Q ref_temp (i)) , by comparing the reactive power command value Q ref required, the larger the better estimates values than the reactive power command value Q ref required, disabled allocated in this process The power command value Q ref (i) is not set as the invalid power value that can be output to the maximum, but the required power command value Q ref and the invalid power command value Q ref assigned to the other power conversion unit PCS i. It is the difference from the total of (i).

一方、暫定的な無効電力値Qref_temp(i)が無効電力指令値Qref未満である場合、制御部112は、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、処理対象として選択した電力変換部PCSと異なる一つの電力変換部PCSi+1を選択する(ステップS114)。そして、制御部112は、上述したS102に処理を移すことにより、各電力変換部PCSに割り当てる無効電力指令値Qref(i)の総和が、要求される無効電力指令値Qrefを満たすまで、S102からS108の処理を繰り返す。これによって、本フローチャートの処理が終了する。 On the other hand, if the provisional reactive power value Q ref_temp (i) is less than the reactive power command value Q ref, the power control unit 112, which among PCS N from a plurality of power converting unit PCS 1, and selected for processing conversion unit PCS i and selects a different one of the power converter PCS i + 1 (step S114). Then, the control unit 112 shifts the processing to the above-mentioned S102 until the sum of the invalid power command values Qref (i) assigned to each power conversion unit PCS i satisfies the required invalid power command value Qref. , S102 to S108 are repeated. This completes the processing of this flowchart.

以上説明した第1の実施形態によれば、電力を蓄電する複数の蓄電部120−1から120−Nと、複数の蓄電部120−1から120−Nのそれぞれに対応して設けられ、各蓄電部120からの直流電力を交流電力に変換して電力系統EPSに出力する電力変換部PCSと、電力変換部PCSにより出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する制御部112と、を備え、制御部112は、複数の電力変換部PCSからPCSの中で所定条件を満たす電力変換部PCSを優先的に、無効電力を出力させる電力変換部PCSに決定することにより、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部PCSに、併せて無効電力も出力させため、稼働させる電力変換部PCSの数を少なくすることができる。これにより、例えば、稼働していない電力変換部PCSの半導体素子をゲートオフ状態にすることができるため、直流電源である蓄電部120側の電力の漏れを最小限にすることができる。この結果、電力系統EPSの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。 According to the first embodiment described above, the plurality of power storage units 120-1 to 120-N for storing electric power and the plurality of power storage units 120-1 to 120-N are provided corresponding to each of the plurality of power storage units 120-1 to 120-N. Control that determines the amount of active power and invalid power in the AC power output by the power conversion unit PCS that converts the DC power from the power storage unit 120 into AC power and outputs it to the power system EPS, and the AC power output by the power conversion unit PCS. and parts 112 includes a control unit 112, preferentially a predetermined condition is satisfied power conversion unit PCS from a plurality of the power converter PCS 1 in PCS N, determines the power conversion unit PCS to output reactive power As a result, the power conversion unit PCS determined as the target for outputting the active power also outputs the invalid power, so that the number of the power conversion unit PCS to be operated can be reduced. As a result, for example, the semiconductor element of the power conversion unit PCS that is not in operation can be gated off, so that power leakage on the power storage unit 120 side, which is a DC power source, can be minimized. As a result, it is possible to suppress output fluctuations of the power system EPS, achieve high-efficiency operation, and extend the service life.

(第1の実施形態の変形例)
以下、第1の実施形態の変形例について説明する。図5は、第1の実施形態の変形例における蓄電システム100の構成の一例を示す図である。例えば、蓄電コントローラ110は、EMSなどの外部サーバから受信した放電電力指令値に含まれる無効電力指令値Qrefに基づいて、各電力変換部PCSが担う無効電力量を算出し、算出した無効電力量を示す無効電力指令値Qref(i)を各電力変換部PCSに配分する(割り当てる)のに代えて、外部コントローラ140から、各電力変換部PCSに配分する無効電力指令値Qref(i)を受信してよい。外部コントローラ140は、例えば、蓄電システム100が備える電力変換部PCSの数と、各電力変換部PCSが出力可能な電力量とを含む情報を保持しておき、外部サーバから放電電力指令値を受信して、蓄電システム100内の各電力変換部PCSに配分する無効電力指令値Qref(i)を生成する。そして、外部コントローラ140は、各電力変換部PCSに配分する無効電力指令値Qref(i)を蓄電コントローラ110に送信する。これによって、上述した実施形態と同様に、電力系統EPSの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
(Modified example of the first embodiment)
Hereinafter, a modified example of the first embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the power storage system 100 in the modified example of the first embodiment. For example, the power storage controller 110 calculates the amount of invalid power carried by each power conversion unit PCS based on the invalid power command value QRef included in the discharge power command value received from an external server such as EMS, and the calculated invalid power. reactive power command value Q ref indicating an amount (i) is allocated to each power conversion unit PCS i (allocated) in place of, the external controller 140, the reactive power command value Q ref is allocated to each power conversion unit PCS i (I) may be received. The external controller 140 holds information including, for example, the number of power conversion unit PCS included in the power storage system 100 and the amount of power that can be output by each power conversion unit PCS, and receives the discharge power command value from the external server. Then, the invalid power command value Qref (i) to be distributed to each power conversion unit PCS i in the power storage system 100 is generated. Then, the external controller 140 transmits the invalid power command value QRef (i) to be distributed to each power conversion unit PCS i to the power storage controller 110. Thereby, as in the above-described embodiment, it is possible to suppress the output fluctuation of the power system EPS, and to achieve high-efficiency operation and long life.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態における蓄電システム100Aについて説明する。上述した第1の実施形態における蓄電システム100では、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部PCSに、更に無効電力も出力させるものとしたが、有効電力を出力させる電力変換部PCSのみに無効電力を出力させる場合、放電電力指令値に含まれる無効電力指令値Qrefを満たすだけの無効電力が出力できない場合がある。これに対して、第2の実施形態における蓄電システム100Aでは、無効電力指令値Qrefを満たすだけの無効電力が出力できない場合、有効電力を出力させる対象として決定しなかった電力変換部PCSにも無効電力を出力させる点で、第1の実施形態と相違する。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明し、第1の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第2の実施形態の説明において、第1の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
(Second embodiment)
Hereinafter, the power storage system 100A according to the second embodiment will be described. In the power storage system 100 according to the first embodiment described above, it is assumed that the power conversion unit PCS determined as the target for outputting the active power also outputs the invalid power, but only the power conversion unit PCS that outputs the active power. When outputting the invalid power, it may not be possible to output the invalid power sufficient to satisfy the invalid power command value QRef included in the discharge power command value. On the other hand, in the power storage system 100A of the second embodiment, when the invalid power sufficient to satisfy the invalid power command value QRef cannot be output, the power conversion unit PCS which is not determined as the target to output the active power is also used. It differs from the first embodiment in that it outputs ineffective power. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the points common to the first embodiment will be omitted. In the description of the second embodiment, the same parts as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals.

第2の実施形態における制御部112は、各電力変換部PCSに割り当てた無効電力指令値Qref(i)の総和が無効電力指令値Qref未満である場合、すなわち、有効電力を出力する電力変換部PCSが担う無効電力量が、無効電力指令値Qrefが示す無効電力量に満たない場合、有効電力の出力対象として決定しなかった電力変換部PCSについても無効電力の出力対象に決定する。 The control unit 112 in the second embodiment is the power that outputs the active power when the sum of the invalid power command value Qref (i) assigned to each power conversion unit PCS is less than the invalid power command value Qref. When the amount of invalid power carried by the conversion unit PCS is less than the amount of invalid power indicated by the invalid power command value QRef, the power conversion unit PCS that was not determined as the output target of the active power is also determined as the output target of the invalid power. ..

図6は、第2の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部111により放電電力指令値が受信され、制御部112が複数の電力変換部PCSからPCSの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定した後(電力変換部PCSに有効電力指令値Pref(i)を割り当てた後)に行われる。 FIG. 6 is a flowchart showing a flow of a series of processes by the control unit 112 in the second embodiment. In this flowchart, for example, the discharge power command value is received by the communication unit 111, and the control unit 112 determines the power conversion unit PCS to be output of the active power from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N. It is performed later (after the active power command value Pref (i) is assigned to the power conversion unit PCS).

まず、制御部112は、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、処理対象とする一つの電力変換部PCSを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため(ゼロクリアするため)に、蓄電システム100全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Qref_temp(0)をゼロに設定する(ステップS200)。 First, the control unit 112 selects one power conversion unit PCS i to be processed from the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N , and erases the previous processing result (to clear to zero). In addition, the value Qref_temp (0) tentatively calculated as the total amount of invalid power output from the entire power storage system 100 is set to zero (step S200).

次に、制御部112は、処理対象として選択した電力変換部PCSの数i(=ループ処理回数i)が、蓄電システム100Aが備える電力変換部PCSの総数Nを超えたか否かを判定する(ステップS202)。 Next, the control unit 112 determines whether or not the number i (= loop processing number i) of the power conversion unit PCS selected as the processing target exceeds the total number N of the power conversion unit PCS included in the power storage system 100A ( Step S202).

処理対象として選択した電力変換部PCSの数iが電力変換部PCSの総数N以下である場合、制御部112は、処理対象として選択した電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(i)がゼロであるか否かを判定する(ステップS204)。以下のS206からS216の処理は、上述した図4のフローチャートのS104からS114の処理と同様であるため、説明を省略する。 When the number i of the power conversion unit PCS selected as the processing target is equal to or less than the total number N of the power conversion unit PCS, the control unit 112 assigns the active power command value Pre (assigned to the power conversion unit PCS i selected as the processing target). It is determined whether or not i) is zero (step S204). Since the following processes S206 to S216 are the same as the processes S104 to S114 in the flowchart of FIG. 4 described above, the description thereof will be omitted.

一方、処理対象として選択した電力変換部PCSの数iが電力変換部PCSの総数Nを超えた場合、制御部112は、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、処理対象とする一つの電力変換部PCSを選択すると共に、無効電力の試算値Qref_temp(0)を、N回目の処理時点における試算値Qref_temp(N)に更新する(ステップS218)。 On the other hand, when the number i of the power conversion unit PCS selected as the processing target exceeds the total number N of the power conversion unit PCS, the control unit 112 sets the processing target from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N. One power conversion unit PCS k is selected, and the estimated value Q ref_temp (0) of the invalid power is updated to the estimated value Q ref_temp (N) at the time of the Nth processing (step S218).

次に、制御部112は、処理対象として選択した電力変換部PCSの数k(=後述するループ処理の回数k)が、蓄電システム100Aが備える電力変換部PCSの総数Nを超えたか否かを判定する(ステップS220)。 Next, the control unit 112 determines whether or not the number k of the power conversion unit PCS selected as the processing target (= the number of times of loop processing described later k) exceeds the total number N of the power conversion unit PCS included in the power storage system 100A. Determine (step S220).

処理対象として選択した電力変換部PCSの数kが電力変換部PCSの総数N未満である場合、制御部112は、処理対象として選択した電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(k)がゼロであるか否かを判定する(ステップS222)。すなわち、制御部112は、処理対象として選択した電力変換部PCSを、有効電力の出力対象として選択しているのか否かを判定する。 When the number k of the power conversion unit PCS selected as the processing target is less than the total number N of the power conversion unit PCS, the control unit 112 assigns the active power command value Pref (assigned to the power conversion unit PCS k selected as the processing target). It is determined whether or not k) is zero (step S222). That is, the control unit 112 determines the power converter PCS k were selected for processing, whether or not is selected as the output target of the active power.

処理対象として選択した電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(k)がゼロでない場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部PCSを、有効電力の出力対象として選択している場合、制御部112は、上述したS202からS216の処理の過程において、この電力変換部PCSについて無効電力指令値Qref(k)を割り当てていることから、S224からS228の処理を省略し、S230に処理を移す。 If the effective allocated to the power converter PCS k were selected for processing power command value P ref (k) is not zero, i.e., the power conversion unit PCS k were selected for processing, select as the output target of the active power If so, the control unit 112 assigns the invalid power command value Qref (k) to the power conversion unit PCS k in the process of the above-mentioned processes from S202 to S216, so that the processes from S224 to S228 are omitted. , S230.

一方、処理対象として選択した電力変換部PCSに割り当てた有効電力指令値Pref(k)がゼロである場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部PCSを、有効電力の出力対象として選択していない場合、制御部112は、この電力変換部PCSに割り当てる無効電力指令値Qref(k)を、電力変換部PCSが最大限出力可能な無効電力値Qref_limitにする(ステップS224)。例えば、無効電力値Qref_limitは、上述した数式(1)において、有効電力指令値Pref(k)=0としたときの無効電力指令値Qref(k)であってよい。 On the other hand, when the active power command value Pref (k) assigned to the power conversion unit PCS k selected as the processing target is zero, that is, the power conversion unit PCS k selected as the processing target is set as the active power output target. If not selected, the control unit 112, a reactive power command value Q ref (k) assigned to this power conversion unit PCS k, the power converter PCS k is the maximum possible output reactive power value Q ref_limit (step S224). For example, the reactive power value Q Ref_limit, in Equation (1) described above, may be a reactive power command value Q ref (k) when the effective power command value P ref (k) = 0.

次に、制御部112は、ループ処理回数がk回目の時点で蓄電システム100Aから出力されることが想定される暫定的な無効電力値Qref_temp(k)を、過去の(k−1)回目の処理時点で算出した無効電力指令値Qref(i−1)と、現在のk回目の処理時点で算出した無効電力指令値Qref(k)とを加算した値に変更する(ステップS226)。 Next, the control unit 112 sets the provisional invalid power value Qref_temp (k), which is assumed to be output from the power storage system 100A at the kth loop processing count, to the past (k-1) times. The value is changed to the sum of the invalid power command value Q ref (i-1) calculated at the time of processing of the above and the invalid power command value Q ref (k) calculated at the current kth processing time (step S226). ..

次に、制御部112は、暫定的な無効電力値Qref_temp(k)が、蓄電システム100Aに要求される無効電力指令値Qref以上であるか否かを判定する(ステップS228)。 Next, the control unit 112, provisional reactive power value Q ref_temp (k) is equal to or a reactive power command value Q ref than is required for the power storage system 100A (step S228).

暫定的な無効電力値Qref_temp(k)が無効電力指令値Qref未満である場合、制御部112は、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、処理対象として選択した電力変換部PCSと異なる一つの電力変換部PCSk+1を選択する(ステップS230)。そして、制御部112は、上述したS220に処理を移すことにより、各電力変換部PCSに割り当てる無効電力指令値Qref(k)の総和と、前段の処理(S202からS216の処理)で求めた暫定的な無効電力値Qref_temp(N)との加算値が、要求される無効電力指令値Qrefを満たすまで、S222からS226の処理を繰り返す。 If provisional reactive power value Q ref_temp (k) is less than the reactive power command value Q ref, the control unit 112, from the PCS N from a plurality of power converting unit PCS 1, a power conversion unit which is selected for processing One power conversion unit PCS k + 1 different from PCS k is selected (step S230). Then, the control unit 112 obtains the sum of the invalid power command value QRef (k) assigned to each power conversion unit PCS k by transferring the processing to the above-mentioned S220, and the processing in the previous stage (processing from S202 to S216). the sum of the provisional reactive power value Q ref_temp (N) was found to meet the reactive power command value Q ref required, the process is repeated S226 from S222.

一方、S220の処理において、処理対象として選択した電力変換部PCSの数kが電力変換部PCSの総数N以上である場合、または、S228の処理において、暫定的な無効電力値Qref_temp(k)が無効電力指令値Qref以上である場合、制御部112は、電力変換部PCSに割り当てる無効電力指令値Qref(k)を、要求される無効電力指令値Qrefから、(k−1)回目の処理時点で算出した無効電力指令値Qref(k−1)を減算した値に設定する(ステップS232)。すなわち、制御部112は、今回の処理で割り当てる無効電力指令値Qref(k)を、最大限出力可能な無効電力値Qref_limitとせずに、要求される無効電力指令値Qrefと、これまでの処理において割り当てた無効電力指令値Qref(k)の総和との差分とする。これによって、本フローチャートの処理が終了する。 On the other hand, in the processing of S220, when the number k of the power conversion unit PCS selected as the processing target is equal to or greater than the total number N of the power conversion unit PCS, or in the processing of S228, the provisional invalid power value Qref_temp (k) When is equal to or greater than the invalid power command value Q ref , the control unit 112 sets the invalid power command value Q ref (k) assigned to the power conversion unit PCS k from the requested invalid power command value Q ref to (k-1). ) Set the value obtained by subtracting the invalid power command value QRef (k-1) calculated at the time of the third processing (step S232). That is, the control unit 112 does not set the invalid power command value Q ref (k) assigned in this process to the invalid power value Q ref_limit that can be output to the maximum, but instead sets the required invalid power command value Q ref and the so far. It is the difference from the sum of the invalid power command value Qref (k) assigned in the process of. This completes the processing of this flowchart.

以上説明した第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部PCSに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部PCSの数を少なくすることができる。この結果、電力系統EPSの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。 According to the second embodiment described above, similarly to the first embodiment, the power conversion unit PCS determined as the target for outputting the active power also outputs the invalid power to operate the power conversion. The number of parts PCS can be reduced. As a result, it is possible to suppress output fluctuations of the power system EPS, achieve high-efficiency operation, and extend the service life.

また、第2の実施形態によれば、有効電力を出力させる電力変換部PCSに無効電力を出力させる際に、蓄電システム100Aに要求される無効電力指令値Qrefを満たすだけの無効電力が出力できない場合、有効電力の出力対象でない電力変換部PCSにも無効電力を出力させる。これにより、電力変換部PCSが稼働することにより生じる損失を低減しながら、電力系統EPSの出力変動をさらに抑制することができる。 Further, according to the second embodiment, when the power conversion unit PCS that outputs the active power outputs the invalid power, the invalid power sufficient to satisfy the invalid power command value QRef required for the power storage system 100A is output. If this is not possible, the power conversion unit PCS, which is not the target of active power output, is also made to output invalid power. As a result, the output fluctuation of the power system EPS can be further suppressed while reducing the loss caused by the operation of the power conversion unit PCS.

また、第2の実施形態によれば、有効電力の出力対象でない電力変換部PCSに無効電力を出力させる際に、この電力変換部PCSが最大限出力可能な無効電力を出力させることにより、稼働する電力変換部PCSが増加するのを最小限に抑えながら、電力系統EPSの出力変動を抑制することができる。 Further, according to the second embodiment, when the power conversion unit PCS, which is not the output target of the active power, is to output the invalid power, the power conversion unit PCS is operated by outputting the invalid power that can be output to the maximum. It is possible to suppress the output fluctuation of the power system EPS while minimizing the increase in the power conversion unit PCS.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態における蓄電システム100Bについて説明する。第3の実施形態における蓄電システム100Bでは、各電力変換部PCSに接続される蓄電部120の蓄電状態に基づいて、無効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定する点で、第1および第2の実施形態と相違する。以下、第1および第2の実施形態との相違点を中心に説明し、第1および第2の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第3の実施形態の説明において、第1および第2の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
(Third Embodiment)
Hereinafter, the power storage system 100B according to the third embodiment will be described. In the power storage system 100B according to the third embodiment, the power conversion unit PCS to be output of the invalid power is determined based on the power storage state of the power storage unit 120 connected to each power conversion unit PCS. It differs from the second embodiment. Hereinafter, the differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the points common to the first and second embodiments will be omitted. In the description of the third embodiment, the same parts as those of the first and second embodiments will be described with the same reference numerals.

図7は、第3の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部111により放電電力指令値が受信され、制御部112が複数の電力変換部PCSからPCSの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定した後(電力変換部PCSに有効電力指令値Pref(i)を割り当てた後)に行われる。 FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a series of processes by the control unit 112 in the third embodiment. In this flowchart, for example, the discharge power command value is received by the communication unit 111, and the control unit 112 determines the power conversion unit PCS to be output of the active power from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N. It is performed later (after the active power command value Pref (i) is assigned to the power conversion unit PCS).

まず、第3の実施形態における制御部112は、検出部130により検出された蓄電部120の蓄電状態(二次電池のSOCや電気二重層コンデンサの電荷容量)と、蓄電部120の劣化特性とに基づいて、充電ニーズを導出する(ステップS300)。充電ニーズとは、蓄電部120の劣化を抑制するために、どの程度充電すべきなのかを表した指標値である。例えば、制御部112は、蓄電部120の蓄電状態に応じた劣化特性に基づき、充電ニーズを導出する。 First, the control unit 112 in the third embodiment describes the storage state of the power storage unit 120 detected by the detection unit 130 (the charge capacity of the SOC of the secondary battery and the electric double layer capacitor) and the deterioration characteristics of the power storage unit 120. Based on the above, the charging needs are derived (step S300). The charging need is an index value indicating how much charging should be performed in order to suppress deterioration of the power storage unit 120. For example, the control unit 112 derives charging needs based on the deterioration characteristics according to the storage state of the power storage unit 120.

図8は、蓄電部120の一例である二次電池の劣化特性とSOCとの相関関係の一例を示す図である。図中横軸は、SOC(単位は[%])を表し、縦軸は、劣化速度(単位は[Ah/day])を表している。図示のように、例えば、二次電池は、SOCが低いときに比べて高いときほど劣化速度が著しく速い。例えば、制御部112は、図8に例示するような二次電池の劣化特性において、SOCに対する劣化速度を微分すると共に、正負の符号を反転させて、最大値をとる劣化速度の微分値を用いて規格化(正規化)した特性(以下、充電ニーズ特性と称する)を導出する。図8に例示するような二次電池の劣化特性とSOCとの相関関係を示す情報は、予め記憶部113に格納されてよい。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the correlation between the deterioration characteristics of the secondary battery, which is an example of the power storage unit 120, and the SOC. In the figure, the horizontal axis represents SOC (unit: [%]), and the vertical axis represents deterioration rate (unit: [Ah / day]). As shown in the figure, for example, the deterioration rate of a secondary battery is significantly faster when the SOC is higher than when the SOC is low. For example, the control unit 112 uses the differential value of the deterioration rate that takes the maximum value by differentiating the deterioration rate with respect to the SOC and inverting the positive and negative signs in the deterioration characteristics of the secondary battery as illustrated in FIG. The standardized (normalized) characteristics (hereinafter referred to as charging needs characteristics) are derived. Information indicating the correlation between the deterioration characteristics of the secondary battery and the SOC as illustrated in FIG. 8 may be stored in the storage unit 113 in advance.

図9は、図8の二次電池の劣化特性から導出した充電ニーズ特性の一例を示す図である。図中横軸は、SOC(単位は[%])を表し、縦軸は、SOCに対する劣化速度の微分値を規格化して絶対値をとった値である充電ニーズ(単位は[無次元])を表している。図8において、例えば、SOCに対する劣化速度の微分値が正の値の場合、SOCが増加するほど劣化速度が速くなるため、図9のように、充電ニーズは小さくなる。そのため、SOCが増加し、且つ劣化速度の微分値が正の値をとる場合、二次電池を放電させてSOCを低下させる方が好ましい。 FIG. 9 is a diagram showing an example of charging needs characteristics derived from the deterioration characteristics of the secondary battery of FIG. In the figure, the horizontal axis represents SOC (unit is [%]), and the vertical axis is the value obtained by standardizing the differential value of the deterioration rate with respect to SOC and taking the absolute value (unit is [dimensionless]). Represents. In FIG. 8, for example, when the differential value of the deterioration rate with respect to the SOC is a positive value, the deterioration rate becomes faster as the SOC increases, so that the charging need becomes smaller as shown in FIG. Therefore, when the SOC increases and the differential value of the deterioration rate takes a positive value, it is preferable to discharge the secondary battery to lower the SOC.

制御部112は、導出した充電ニーズ特性に応じて、検出部130により検出された現時点での蓄電部120の蓄電状態に対応する充電ニーズを導出する。図9に例示するような充電ニーズ特性は、制御部112が導出する代わりに、予め導出されたものが記憶部113に格納されていてもよい。 The control unit 112 derives the charging needs corresponding to the current storage state of the storage unit 120 detected by the detection unit 130 according to the derived charging needs characteristics. As for the charging needs characteristics as illustrated in FIG. 9, instead of being derived by the control unit 112, those derived in advance may be stored in the storage unit 113.

次に、制御部112は、蓄電部120ごとに導出した充電ニーズに基づいて、複数の電力変換部PCSからPCSのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する(ステップS302)。 Next, the control unit 112 determines the priority order for determining each of the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N as an output target of the invalid power based on the charging needs derived for each power storage unit 120. (Step S302).

例えば、充電ニーズが低い蓄電部120ほど早急な放電が望まれることから、制御部112は、このような蓄電部120に対となって設けられた電力変換部PCSに対して、無効電力の出力対象として選択する際の優先順位を高く設定する。 For example, since a power storage unit 120 having a low charging need is desired to be discharged as soon as possible, the control unit 112 has a power conversion unit PCS i provided as a pair with the power storage unit 120. Set a high priority when selecting as an output target.

一方、充電ニーズが高い蓄電部120ほど充電が望まれることから、制御部112は、このような蓄電部120に対となって設けられた電力変換部PCSに対して、無効電力の出力対象として選択する際の優先順位を低く設定する。 On the other hand, since the power storage unit 120 having a higher charging need is desired to be charged, the control unit 112 outputs the invalid power to the power conversion unit PCS i provided as a pair with the power storage unit 120. Set a low priority when selecting as.

これによって、例えば、SOCが高い二次電池については、無効電力として内部に充電された直流電力を優先的に放電させることができ、SOCが低い二次電池については、更なる劣化を抑制するために、放電を控えさせることができる。この結果、二次電池などの劣化を抑制することができる。 As a result, for example, for a secondary battery having a high SOC, the DC power charged inside can be preferentially discharged as invalid power, and for a secondary battery having a low SOC, further deterioration is suppressed. In addition, it is possible to refrain from discharging. As a result, deterioration of the secondary battery and the like can be suppressed.

次に、制御部112は、電力変換部PCSのそれぞれの優先順位に基づいて、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、処理対象とする一つの電力変換部PCSを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため(ゼロクリアするため)に、蓄電システム100全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Qref_temp(0)をゼロにする(ステップS304)。これによって、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、例えば、SOCがより高い蓄電部120に接続された電力変換部PCSが優先的に選択される。 Next, the control unit 112 selects one power conversion unit PCS i to be processed from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N based on the respective priorities of the power conversion unit PCS. In order to erase the previous processing result (to clear to zero), the value Qref_temp (0) tentatively calculated as the total amount of invalid power output from the entire power storage system 100 is set to zero (step S304). As a result, for example, the power conversion unit PCS connected to the power storage unit 120 having a higher SOC is preferentially selected from the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N.

以下のS306からS336の処理は、上述した図6のフローチャートのS202からS232の処理と同様であるため、説明を省略する。 Since the following processes S306 to S336 are the same as the processes S202 to S232 in the flowchart of FIG. 6 described above, the description thereof will be omitted.

以上説明した第3の実施形態によれば、第1および第2の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部PCSに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部PCSの数を少なくすることができる。この結果、電力系統EPSの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。 According to the third embodiment described above, as in the first and second embodiments, the power conversion unit PCS determined as the target for outputting the active power is also operated by outputting the invalid power. The number of power conversion units PCS to be generated can be reduced. As a result, it is possible to suppress output fluctuations of the power system EPS, achieve high-efficiency operation, and extend the service life.

また、上述した第3の実施形態によれば、検出部130により検出された蓄電部120の蓄電状態と蓄電部120の劣化特性とに基づいて充電ニーズを導出し、導出した充電ニーズに基づいて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を電力変換部PCSごとに決定することにより、劣化が少なくなるような充電量を維持しながら、無効電力を出力することができる。 Further, according to the third embodiment described above, charging needs are derived based on the power storage state of the power storage unit 120 detected by the detection unit 130 and the deterioration characteristics of the power storage unit 120, and based on the derived charging needs. By determining the priority when determining the output target of the ineffective power for each power conversion unit PCS, the ineffective power can be output while maintaining the charge amount so as to reduce the deterioration.

一般的に、無効電力のみを出力する無効電力出力運転は、直流電源側への充放電を伴う有効電力出力運転と異なり、原理的には蓄電部120のエネルギーの増減(損失)はないものの、例えば、蓄電部120から蓄電コントローラ110を駆動させるための制御電源などに対して電力供給を行う場合や、回路の電力損失などから、位相を遅れさせて無効電力を出力する運転、または位相を進めさせて無効電力を出力する運転のいずれにしても直流側の電力を消費することになる。従って、充電ニーズの小さい蓄電部120に対となって設けられた電力変換部PCSを優先的に使用することで、SOCが高い蓄電部120を優先的に放電させることができる。これにより、SOCが高い状態で生じる劣化を抑制することができる。 In general, the invalid power output operation that outputs only the invalid power is different from the active power output operation that involves charging / discharging to the DC power supply side, although in principle there is no increase / decrease (loss) in the energy of the power storage unit 120. For example, when power is supplied from the power storage unit 120 to a control power source for driving the power storage controller 110, or due to a power loss of a circuit or the like, the phase is delayed to output invalid power, or the phase is advanced. In any case of the operation of outputting the ineffective power, the power on the DC side is consumed. Therefore, by preferentially using the power conversion unit PCS provided as a pair with the power storage unit 120 having a small charging need, the power storage unit 120 having a high SOC can be discharged preferentially. As a result, deterioration that occurs when the SOC is high can be suppressed.

(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態における蓄電システム100Cについて説明する。第4の実施形態における蓄電システム100Cでは、電力変換部PCSと蓄電部120を一つのユニットとしたときのユニット単位でのエネルギー効率に基づいて、無効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定する点で、第1から第3の実施形態と相違する。以下、第1から第3の実施形態との相違点を中心に説明し、第1から第3の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第4の実施形態の説明において、第1から第3の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, the power storage system 100C according to the fourth embodiment will be described. In the power storage system 100C according to the fourth embodiment, the power conversion unit PCS to be output of the invalid power is determined based on the energy efficiency of each unit when the power conversion unit PCS and the power storage unit 120 are combined into one unit. This is different from the first to third embodiments. Hereinafter, the differences from the first to third embodiments will be mainly described, and the points common to the first to third embodiments will be omitted. In the description of the fourth embodiment, the same parts as those of the first to third embodiments will be described with the same reference numerals.

図10は、第4の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部111により放電電力指令値が受信され、制御部112が複数の電力変換部PCSからPCSの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定した後(電力変換部PCSに有効電力指令値Pref(i)を割り当てた後)に行われる。 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of a series of processes by the control unit 112 in the fourth embodiment. In this flowchart, for example, the discharge power command value is received by the communication unit 111, and the control unit 112 determines the power conversion unit PCS to be output of the active power from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N. It is performed later (after the active power command value Pref (i) is assigned to the power conversion unit PCS).

まず、第4の実施形態における制御部112は、電力変換部PCSの電力変換の効率特性と、蓄電部120の充放電の効率特性とに基づくユニットの効率特性に基づいて、複数の電力変換部PCSからPCSのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する(ステップS400)。ユニットの効率特性は、「第3効率特性」の一例である。 First, the control unit 112 in the fourth embodiment has a plurality of power conversion units based on the efficiency characteristics of the unit based on the power conversion efficiency characteristics of the power conversion unit PCS and the charge / discharge efficiency characteristics of the power storage unit 120. For each of PCS 1 to PCS N , the priority order for determining the output target of the invalid power is determined (step S400). The efficiency characteristic of the unit is an example of the "third efficiency characteristic".

図11は、電力変換部PCSの電力変換の効率特性の一例を示す図である。図中横軸は、電力変換部PCSの入出力値を定格入出力値などで規格化した値(単位は[%])を表し、縦軸は、出力電力を入力電力で除算した効率(単位は[%])を表している。入力電力が交流側電力、出力電力が直流側電力の場合、また入力電力が直流側電力、出力電力が交流側電力の場合がある。入出力値は、例えば、有効電力を表す。図11に示すように、電力変換部PCSでは、入出力である有効電力が小さいほど、内部の回路において生じる損失などの影響により効率が低くなり、有効電力が大きいほど効率が高くなる傾向を有する。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the efficiency characteristics of power conversion of the power conversion unit PCS. The horizontal axis in the figure represents the standardized value (unit: [%]) of the input / output value of the power conversion unit PCS based on the rated input / output value, etc., and the vertical axis represents the efficiency (unit) obtained by dividing the output power by the input power. Represents [%]). The input power may be the AC side power and the output power may be the DC side power, or the input power may be the DC side power and the output power may be the AC side power. The input / output values represent, for example, active power. As shown in FIG. 11, in the power conversion unit PCS, the smaller the active power that is input / output, the lower the efficiency due to the influence of loss generated in the internal circuit, and the larger the active power, the higher the efficiency tends to be. ..

図12は、蓄電部120の充放電の効率特性の一例を示す図である。図中横軸は、蓄電部120の入出力値を定格入出力値などで規格化した値(単位は[%])を表し、縦軸は、蓄電部120を充放電させたときの効率(単位は[%])を表している。例えば、蓄電部120の内部で生じる損失(例えば発熱により生じる損失)は、概ね内部抵抗Rと電流Iの二乗(R×I2)として導出することができる。そのため、入出力としての電力(充放電電力)が増加するのに応じて損失も指数関数的に増加する。従って、蓄電部120の充放電効率は、図12に示すように、入出力としての電力が増加するのに応じて指数関数的に減少する。 FIG. 12 is a diagram showing an example of charge / discharge efficiency characteristics of the power storage unit 120. In the figure, the horizontal axis represents the value obtained by standardizing the input / output value of the power storage unit 120 by the rated input / output value or the like (unit: [%]), and the vertical axis represents the efficiency when the power storage unit 120 is charged / discharged (the unit is [%]). The unit is [%]). For example, the loss generated inside the power storage unit 120 (for example, the loss caused by heat generation) can be derived as the square of the internal resistance R and the current I (R × I 2). Therefore, as the power as input / output (charge / discharge power) increases, the loss also increases exponentially. Therefore, as shown in FIG. 12, the charge / discharge efficiency of the power storage unit 120 decreases exponentially as the power as input / output increases.

図13は、電力変換部PCSの電力変換の効率特性と蓄電部120の充放電の効率特性とを合わせたユニットの効率特性を示す図である。図中横軸は、蓄電システム100Cの入出力を示す有効電力(単位は[%])を表し、縦軸は、出力電力を入力電力で除算した効率(単位は[%])を表している。電力変換部PCSの電力変換効率と蓄電部120の充放電効率はトレードオフの関係にあることから、トレードオフの関係にあるこれらの2つの指標値をユニットの効率として捉えた場合、図13に示すような効率特性において、ある入出力値MPP(Max Power Point)に効率が最大EMPPとなる。なお、最大効率EMPPをとる入出力値MPPは1点に限られず、複数存在してもよい。また、ある範囲の入出力値(例えば30〜70%のような数値範囲)において、最大効率EMPPが一定となっていてもよい。図13に例示するようなユニットの効率の特性を示す情報は、予め記憶部113に記憶されてよい。 FIG. 13 is a diagram showing the efficiency characteristics of the unit in which the power conversion efficiency characteristics of the power conversion unit PCS and the charge / discharge efficiency characteristics of the power storage unit 120 are combined. In the figure, the horizontal axis represents the active power (unit: [%]) indicating the input / output of the power storage system 100C, and the vertical axis represents the efficiency (unit: [%]) obtained by dividing the output power by the input power. .. Since the power conversion efficiency of the power conversion unit PCS and the charge / discharge efficiency of the power storage unit 120 have a trade-off relationship, when these two index values having a trade-off relationship are regarded as the unit efficiency, FIG. 13 shows. In the efficiency characteristics as shown, the efficiency becomes the maximum E MPP at a certain input / output value MPP (Max Power Point). The input / output value MPP that takes the maximum efficiency E MPP is not limited to one point, and may exist in a plurality of points. Further, the maximum efficiency EMPP may be constant in a certain range of input / output values (for example, a numerical range such as 30 to 70%). Information indicating the efficiency characteristics of the unit as illustrated in FIG. 13 may be stored in advance in the storage unit 113.

制御部112は、例えば、ユニットの効率が最大効率EMPPとなる入出力値MPPと、電力変換部PCSを稼働した時に想定される入出力値とがどの程度乖離するのかに応じて、各電力変換部PCSの優先順位を決定する。例えば、制御部112は、これらの入出力値の乖離の程度を、以下の数式(2)に示す偏差Def_MPPとして導出する。 In the control unit 112, for example, each electric power depends on how much the input / output value MPP at which the efficiency of the unit is the maximum efficiency EMPP and the input / output value assumed when the power conversion unit PCS is operated deviate from each other. Determines the priority of the conversion unit PCS. For example, the control unit 112 derives the degree of deviation between these input / output values as the deviation Def_MPP shown in the following mathematical formula (2).

Figure 0006917768
Figure 0006917768

式中Qref(i)は、無効電力を出力させたときに想定される各電力変換部PCSの消費電力を表す。この消費電力Qref(i)は、予め蓄電システム100Cの回路を設計する際に理論的に導出されてもよいし、試験運転時に実測されてもよい。また、理論的には、無効電力を出力させたときにはエネルギーの損失が生じないことから、消費電力Qref(i)は、無効電力の出力量などに依存しない回路固有の消費電力であってよい。 In the formula, Q ref (i) represents the power consumption of each power conversion unit PCS i assumed when the invalid power is output. This power consumption Qref (i) may be theoretically derived when designing the circuit of the power storage system 100C in advance, or may be actually measured during a test operation. Further, theoretically, since no energy loss occurs when the invalid power is output, the power consumption QRef (i) may be the power consumption peculiar to the circuit that does not depend on the output amount of the negative power or the like. ..

数式(2)に示すように、制御部112は、入出力値(有効電力値)MPPから、電力変換部PCSに出力させる有効電力Pref(i)および消費電力Qref(i)との和を減算した値の絶対値を、偏差Def_MPPとして導出する。このとき、有効電力Pref(i)の符号は、蓄電部120への充電の場合では正とし、放電の場合では負とする。 As shown in Equation (2), the control unit 112, the output value (active power value) MPP, active power P ref (i) and power Q ref (i) and of which the output to the power conversion unit PCS i The absolute value of the value obtained by subtracting the sum is derived as the deviation Def_MPP. At this time, the code of the active power Pref (i) is positive in the case of charging the power storage unit 120 and negative in the case of discharging.

制御部112は、導出した偏差Def_MPPの値に応じて、各電力変換部PCSの優先順位を決定する。例えば、偏差Def_MPPの値がより小さい電力変換部PCSほど、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を高く設定し、偏差Def_MPPの値がより大きい電力変換部PCSほど、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を低く設定する。これによって、例えば、無効電力を出力させると、ユニットの効率が最大効率EMPPから一定値(例えば10%)以上低下するような場合には、この電力変換部PCSは無効電力の出力対象としない、といった運用を行うことができる。 The control unit 112 determines the priority order of each power conversion unit PCS according to the value of the derived deviation Def_MPP. For example, the power conversion unit PCS having a smaller deviation Def_MPP value is set to have a higher priority when deciding as an output target of invalid power, and the power conversion unit PCS having a larger deviation Def_MPP value is an output target of invalid power. Set a low priority when deciding as. As a result, for example, when the efficiency of the unit drops by a certain value (for example, 10%) or more from the maximum efficiency EMPP when the invalid power is output, the power conversion unit PCS is not targeted for the output of the invalid power. , Etc. can be performed.

次に、制御部112は、ユニットの効率に基づいて決定した各電力変換部PCSの優先順位に基づいて、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、処理対象とする一つの電力変換部PCSを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため(ゼロクリアするため)に、蓄電システム100全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Qref_temp(0)をゼロにする(ステップS402)。これによって、複数の電力変換部PCSからPCSの中から、例えば、無効電力を出力したとしてもユニットの効率をより高い状態で維持することが可能な電力変換部PCSが優先的に選択される。 Next, the control unit 112 performs one power conversion to be processed from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N based on the priority of each power conversion unit PCS determined based on the efficiency of the unit. In order to select the part PCS i and erase the previous processing result (to clear zero), the value Qref_temp (0) tentatively calculated as the total amount of invalid power output from the entire power storage system 100 is set to zero. (Step S402). As a result, from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N , for example, the power conversion unit PCS capable of maintaining the efficiency of the unit in a higher state even if the invalid power is output is preferentially selected. NS.

以下のS404からS434の処理は、上述した図6のフローチャートのS202からS232の処理と同様であるため、説明を省略する。 Since the following processes S404 to S434 are the same as the processes S202 to S232 in the flowchart of FIG. 6 described above, the description thereof will be omitted.

以上説明した第4の実施形態によれば、第1から第3の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部PCSに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部PCSの数を少なくすることができる。この結果、電力系統EPSの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。 According to the fourth embodiment described above, as in the first to third embodiments, the power conversion unit PCS determined as the target for outputting the active power is also operated by outputting the invalid power. The number of power conversion units PCS to be generated can be reduced. As a result, it is possible to suppress output fluctuations of the power system EPS, achieve high-efficiency operation, and extend the service life.

また、上述した第4の実施形態によれば、電力変換部PCSと蓄電部120を含むユニットの効率を基にした優先順位に基づいて、無効電力の出力対象の電力変換部PCSを決定するため、さらに高効率運転を図ることができる。 Further, according to the fourth embodiment described above, in order to determine the power conversion unit PCS to be output of the invalid power based on the priority order based on the efficiency of the unit including the power conversion unit PCS and the power storage unit 120. , Further high efficiency operation can be achieved.

(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態における蓄電システム100Dについて説明する。第5の実施形態における蓄電システム100Dでは、充電ニーズと、電力変換部PCSと蓄電部120を含むユニットの効率との双方に基づいて、無効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定する点で、第1から第4の実施形態と相違する。以下、第1から第4の実施形態との相違点を中心に説明し、第1から第4の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第5の実施形態の説明において、第1から第4の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
(Fifth Embodiment)
Hereinafter, the power storage system 100D according to the fifth embodiment will be described. In the power storage system 100D according to the fifth embodiment, the power conversion unit PCS to be output of the invalid power is determined based on both the charging needs and the efficiency of the unit including the power conversion unit PCS and the power storage unit 120. Therefore, it is different from the first to fourth embodiments. Hereinafter, the differences from the first to fourth embodiments will be mainly described, and the points common to the first to fourth embodiments will be omitted. In the description of the fifth embodiment, the same parts as those of the first to fourth embodiments will be described with the same reference numerals.

図14は、第5の実施形態における制御部112による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部111により放電電力指令値が受信され、制御部112が複数の電力変換部PCSからPCSの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部PCSを決定した後(電力変換部PCSに有効電力指令値Pref(i)を割り当てた後)に行われる。 FIG. 14 is a flowchart showing a flow of a series of processes by the control unit 112 in the fifth embodiment. In this flowchart, for example, the discharge power command value is received by the communication unit 111, and the control unit 112 determines the power conversion unit PCS to be output of the active power from among the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N. It is performed later (after the active power command value Pref (i) is assigned to the power conversion unit PCS).

まず、第5の実施形態における制御部112は、検出部130により検出された蓄電部120の蓄電状態と、蓄電部120の劣化特性とに基づいて、蓄電部120ごとに充電ニーズを導出する(ステップS500)。 First, the control unit 112 in the fifth embodiment derives charging needs for each power storage unit 120 based on the power storage state of the power storage unit 120 detected by the detection unit 130 and the deterioration characteristics of the power storage unit 120. Step S500).

次に、制御部112は、蓄電部120ごとに導出した充電ニーズに基づいて、複数の電力変換部PCSからPCSのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する(ステップS502)。 Next, the control unit 112 determines the priority order for determining each of the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N as an output target of the invalid power based on the charging needs derived for each power storage unit 120. (Step S502).

次に、制御部112は、電力変換部PCSの電力変換効率と、蓄電部120の充放電効率とに基づくユニットの効率に基づいて、複数の電力変換部PCSからPCSのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する(ステップS504)。 Next, the control unit 112 invalidates each of the plurality of power conversion units PCS 1 to PCS N based on the efficiency of the unit based on the power conversion efficiency of the power conversion unit PCS and the charge / discharge efficiency of the power storage unit 120. The priority order for determining the power output target is determined (step S504).

次に、制御部112は、S502の処理において決定した優先順位(以下、第1優先順位αと称する)と、S504の処理において決定した優先順位(以下、第2優先順位βと称する)とに基づいて、処理対象とする一つの電力変換部PCSを選択する(ステップS506)。例えば、制御部112は、電力変換部PCSの第1優先順位αと、第2優先順位βとをそれぞれ重みとして扱い、これらの重みの加算値(α+β)が大きい電力変換部PCSから優先的に選択してよい。 Next, the control unit 112 sets the priority determined in the process of S502 (hereinafter referred to as the first priority α) and the priority determined in the process of S504 (hereinafter referred to as the second priority β). Based on this, one power conversion unit PCS i to be processed is selected (step S506). For example, the control unit 112 treats the first priority α i and the second priority β i of the power conversion unit PCS i as weights, respectively, and power conversion having a large addition value (α i + β i) of these weights. It may be preferentially selected from the part PCS i.

また、制御部112は、フローチャートにおける処理の順序に応じて、重みαと重みβとのそれぞれの寄与度を変更してもよい。例えば、制御部112は、フローチャートにおいて、より後に実行されるS504の処理で決定された重みβの寄与度を、ある所定値Xとし、S504の処理よりも前に実行されるS502の処理で決定されたαの寄与度を(X−1)としてよい。すなわち、制御部112は、各電力変換部PCSの重みを((X−1)α+Xβ)とすることで、各処理における優先順位に偏りを生じさせてよい。 Further, the control unit 112 may change the degree of contribution of the weight α i and the weight β i according to the order of processing in the flowchart. For example, in the flowchart, the control unit 112 sets the contribution of the weight β i determined in the process of S504 executed later to a predetermined value X, and sets the contribution of the weight β i to a predetermined value X, and in the process of S502 executed before the process of S504. The determined contribution of α i may be (X-1). That is, the control unit 112 may cause a bias in the priority order in each process by setting the weight of each power conversion unit PCS i to ((X-1) α i + Xβ i).

また、制御部112は、S506の処理において、前回の処理結果を消去するため(ゼロクリアするため)に、蓄電システム100全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Qref_temp(0)をゼロにする。 Further, in the processing of S506, the control unit 112 tentatively calculates a value Qref_temp (0) as the total amount of invalid power output from the entire power storage system 100 in order to erase the previous processing result (to clear to zero). ) To zero.

以下のS508からS538の処理は、上述した図6のフローチャートのS202からS232の処理と同様であるため、説明を省略する。 Since the following processes S508 to S538 are the same as the processes S202 to S232 in the flowchart of FIG. 6 described above, the description thereof will be omitted.

なお、上述したフローチャートにおいて、S500およびS502の処理と、S504の処理との順序は逆であってもよい。この場合、例えば、制御部112は、各電力変換部PCSの重みを((X)α+(X−1)β)としてよい。 In the above-mentioned flowchart, the order of the processing of S500 and S502 and the processing of S504 may be reversed. In this case, for example, the control unit 112 may set the weight of each power conversion unit PCS i to ((X) α i + (X-1) β i ).

以上説明した第5の実施形態によれば、第1から第4の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部PCSに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部PCSの数を少なくすることができる。この結果、高効率運転および長寿命化を図ることができる。 According to the fifth embodiment described above, as in the first to fourth embodiments, the power conversion unit PCS determined as the target for outputting the active power is also operated by outputting the invalid power. The number of power conversion units PCS to be generated can be reduced. As a result, high-efficiency operation and long life can be achieved.

また、上述した第5の実施形態によれば、充電ニーズに基づく第1優先順位αと、ユニットの効率に基づく第2優先順位βとの双方に基づいて、無効電力の出力対象の電力変換部PCSを決定するため、さらに高効率運転を図ることができる。 Further, according to the fifth embodiment described above, the power conversion unit to which the invalid power is output is based on both the first priority α based on the charging needs and the second priority β based on the efficiency of the unit. Since the PCS is determined, more efficient operation can be achieved.

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、電力を蓄電する複数の蓄電部120−1から120−Nと、複数の蓄電部120−1から120−Nのそれぞれに対応して設けられ、各蓄電部120からの直流電力を交流電力に変換して電力系統EPSに出力する電力変換部PCSと、電力変換部PCSにより出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する制御部112と、を備え、制御部112は、複数の電力変換部PCSからPCSの中で所定条件を満たす電力変換部PCSを優先的に、無効電力を出力させる電力変換部PCSに決定することにより、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部PCSに、併せて無効電力も出力させため、稼働させる電力変換部PCSの数を少なくすることができる。これにより、例えば、稼働していない電力変換部PCSの半導体素子をゲートオフ状態にすることができるため、直流電源である蓄電部120側の電力の漏れを最小限にすることができる。この結果、電力系統EPSの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。 According to at least one embodiment described above, the plurality of power storage units 120-1 to 120-N for storing electric power and the plurality of power storage units 120-1 to 120-N are provided corresponding to each of the plurality of power storage units 120-1 to 120-N. Control that determines the amount of active power and invalid power in the AC power output by the power conversion unit PCS that converts the DC power from the power storage unit 120 into AC power and outputs it to the power system EPS, and the AC power output by the power conversion unit PCS. and parts 112 includes a control unit 112, preferentially a predetermined condition is satisfied power conversion unit PCS from a plurality of the power converter PCS 1 in PCS N, determines the power conversion unit PCS to output reactive power As a result, the power conversion unit PCS determined as the target for outputting the active power also outputs the invalid power, so that the number of the power conversion unit PCS to be operated can be reduced. As a result, for example, the semiconductor element of the power conversion unit PCS that is not in operation can be gated off, so that power leakage on the power storage unit 120 side, which is a DC power source, can be minimized. As a result, it is possible to suppress output fluctuations of the power system EPS, achieve high-efficiency operation, and extend the service life.

本発明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。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1…電力システム、100…蓄電システム、110…蓄電コントローラ、111…通信部、112…制御部、113…記憶部、120…蓄電部、130…検出部、PCS…電力変換部、200…発電システム、300…受電設備、400…外部コントローラ、EPS…電力系統、TF…変圧器 1 ... Power system, 100 ... Power storage system, 110 ... Power storage controller, 111 ... Communication unit, 112 ... Control unit, 113 ... Storage unit, 120 ... Power storage unit, 130 ... Detection unit, PCS ... Power conversion unit, 200 ... Power generation system , 300 ... Power receiving equipment, 400 ... External controller, EPS ... Power system, TF ... Transformer

Claims (3)

電力を蓄電する複数の蓄電部と、
前記複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換部と、
前記電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、複数の前記電力変換部の中で、前記電力系統に前記有効電力を出力させる対象である電力変換部を優先的に、前記無効電力を出力させる電力変換部に決定する、
蓄電システム。
Multiple power storage units that store power,
A power conversion unit provided corresponding to each of the plurality of power storage units, which converts DC power from the power storage unit into AC power and outputs the power to the power system.
A control unit for determining the respective amounts of active power and ineffective power in the AC power output by the power conversion unit is provided.
Among the plurality of power conversion units, the control unit preferentially determines the power conversion unit that is the target for outputting the active power to the power system as the power conversion unit that outputs the ineffective power.
Power storage system.
電力を蓄電する複数の蓄電部と、 Multiple power storage units that store power,
前記複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換部と、 A power conversion unit provided corresponding to each of the plurality of power storage units, which converts DC power from the power storage unit into AC power and outputs the power to the power system.
前記電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する制御部と、を備え、 A control unit for determining the respective amounts of active power and ineffective power in the AC power output by the power conversion unit is provided.
前記制御部は、 The control unit
複数の前記電力変換部の中で、前記電力系統に前記有効電力を出力させる対象である第1電力変換部を優先的に、前記無効電力を出力させる電力変換部に決定し、 Among the plurality of power conversion units, the first power conversion unit, which is the target for outputting the active power to the power system, is preferentially determined as the power conversion unit for outputting the ineffective power.
前記決定した無効電力量が前記第1電力変換部によって出力可能な無効電力量を超過する場合、更に、複数の前記電力変換部の中で、前記電力系統に前記有効電力を出力させる対象でない第2電力変換部を、前記無効電力を出力させる電力変換部に決定し、 When the determined negative power amount exceeds the amount of invalid power that can be output by the first power conversion unit, the power system is not a target for outputting the active power among the plurality of power conversion units. 2 The power conversion unit is determined to be the power conversion unit that outputs the invalid power.
前記無効電力を出力させる電力変換部に決定した前記第1電力変換部及び前記第2電力変換部に、最大限出力可能な前記無効電力を出力させる、 The first power conversion unit and the second power conversion unit determined by the power conversion unit that outputs the ineffective power are made to output the ineffective power that can be output to the maximum.
蓄電システム。 Power storage system.
前記複数の蓄電部のそれぞれの蓄電状態を検出する検出部を更に備え、
前記制御部は、
前記検出部により前記蓄電部ごとに検出された蓄電状態と、前記蓄電部の劣化特性とに基づいて、各蓄電部の充電の必要性に基づく指標値を導出し、
複数の前記電力変換部の中で、前記導出した指標値が他の蓄電部に比してより小さい蓄電部に接続される電力変換部を、優先的に前記無効電力を出力させる電力変換部に決定する、又は
前記電力変換部に出力させる有効電力と、前記電力変換部により前記無効電力が出力されるときの消費電力との和を導出し、
前記電力変換部の電力変換の効率特性と前記蓄電部の充放電の効率特性とを合わせた第3効率特性において最大効率のときに前記電力変換部により出力される電力から、前記導出した有効電力と消費電力との和を減算した偏差に基づいて、複数の前記電力変換部の中から、優先的に前記無効電力を出力させる電力変換部を決定する、
請求項1又は2に記載の蓄電システム。
Further, a detection unit for detecting the storage state of each of the plurality of power storage units is provided.
The control unit
Based on the power storage state detected by the detection unit for each power storage unit and the deterioration characteristics of the power storage unit, an index value based on the necessity of charging of each power storage unit is derived.
Among the plurality of power conversion units, the power conversion unit connected to the power storage unit whose derived index value is smaller than that of the other power storage units is preferentially output to the power conversion unit. Decide or
The sum of the active power to be output to the power conversion unit and the power consumption when the ineffective power is output by the power conversion unit is derived.
The active power derived from the power output by the power conversion unit at the maximum efficiency in the third efficiency characteristic that combines the power conversion efficiency characteristics of the power conversion unit and the charge / discharge efficiency characteristics of the power storage unit. Based on the deviation obtained by subtracting the sum of the power consumption and the power consumption, the power conversion unit that preferentially outputs the ineffective power is determined from the plurality of power conversion units.
The power storage system according to claim 1 or 2.
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