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JP7611097B2 - Power control system, power control device, and power control method - Google Patents
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JP7611097B2 - Power control system, power control device, and power control method - Google Patents

Power control system, power control device, and power control method Download PDF

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Description

本開示は、電力制御システム、電力制御装置及び電力制御方法に関する。 This disclosure relates to a power control system, a power control device, and a power control method.

例えば太陽光発電などの分散電源に関して、停電などによってパワーコンディショナが運転中に系統からの電力供給が無くなった場合に、パワーコンディショナが電力を供給可能な状態で継続されることを単独運転状態という。単独運転になると、作業員などの安全性の観点から、パワーコンディショナ(インバータ)からの電力供給を停止する必要がある。例えば特許文献1には、電力系統に接続されたインバータの単独運転を検知する技術が提案されている。 For example, in the case of distributed power sources such as solar power generation, if the power supply from the grid is cut off due to a power outage or other reason while the power conditioner is operating, the power conditioner continues to be able to supply power, which is called an isolated operation state. When the power conditioner is in isolated operation, it is necessary to stop the power supply from the power conditioner (inverter) from the perspective of the safety of workers and others. For example, Patent Document 1 proposes a technology for detecting the isolated operation of an inverter connected to a power grid.

特開2007-318928号公報JP 2007-318928 A

単独運転を防止する対策が施された分散電源を採用しつつ、分散電源が自立運転時に発電する電力の活用度を高めることができれば、極めて有利である。 It would be extremely advantageous to adopt distributed power sources that have measures in place to prevent islanding, while also increasing the utilization of the electricity they generate when operating independently.

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、分散電源が自立運転時に発電する電力の活用度を高める電力制御システム、電力制御装置及び電力制御方法を提供することにある。 In light of these circumstances, the purpose of this disclosure is to provide a power control system, a power control device, and a power control method that increase the utilization of the power generated by distributed power sources during independent operation.

本開示の一実施形態に係る電力制御システムは、
系統から解列された自立運転時に第1分散電源及び第2分散電源が出力する電力を負荷に供給可能な電力制御システムであって、
前記第1分散電源が出力する電力を制御する第1電力制御装置と、
前記第2分散電源が出力する電力を制御する第2電力制御装置と、を備え、
前記第1電力制御装置は、自立運転出力の機能を有し、
前記第2電力制御装置は、前記第2分散電源の単独運転を防止する単独運転防止機能を有し、
前記第1電力制御装置は、自立運転時に、
前記単独運転防止機能が動作しないように前記第2電力制御装置に対して上限の出力電力を設定し、かつ、
前記第1分散電源に、負荷で消費される電力から前記第2分散電源が出力する電力を差し引いた電力以上の電力を出力させる、又は、前記第1分散電源に、前記第2分散電源が出力する電力から前記負荷で消費される電力を差し引いた電力を消費させる。
A power control system according to an embodiment of the present disclosure includes:
A power control system capable of supplying power output from a first distributed power source and a second distributed power source to a load during an isolated operation in which the first distributed power source and the second distributed power source are disconnected from a grid,
a first power control device that controls the power output by the first distributed power source;
a second power control device that controls the power output by the second distributed power source,
The first power control device has a function of independent operation output,
the second power control device has an islanding prevention function that prevents the second distributed power source from operating alone,
The first power control device, during an independent operation,
An upper limit of output power is set for the second power control device so that the isolated operation prevention function is not activated, and
The first distributed power source is caused to output power equal to or greater than the power consumed by the load minus the power output by the second distributed power source, or the first distributed power source is caused to consume power equal to the power output by the second distributed power source minus the power consumed by the load.

本開示の一実施形態に係る電力制御装置は、
系統から解列された自立運転時に第1分散電源及び第2分散電源が出力する電力を負荷に供給可能な電力制御システムにおいて、前記第1分散電源が出力する電力を制御する電力制御装置であって、
前記電力制御装置は、自立運転出力の機能を有し、
前記電力制御装置は、自立運転時に、
前記第2分散電源が出力する電力を制御する第2電力制御装置が有する、前記第2分散電源の単独運転を防止する単独運転防止機能が動作しないように、前記第2分散電源が出力する電力に上限の出力電力を設定し、かつ、
前記第1分散電源に、負荷で消費される電力から前記第2分散電源が出力する電力を差し引いた電力以上の電力を出力させる、又は、前記第1分散電源に、前記第2分散電源が出力する電力から前記負荷で消費される電力を差し引いた電力を消費させる。
A power control device according to an embodiment of the present disclosure includes:
A power control system capable of supplying power output from a first distributed power source and a second distributed power source to a load during isolated operation in which the first distributed power source and the second distributed power source are disconnected from a grid, the power control system comprising: a power control device for controlling the power output from the first distributed power source,
The power control device has a function of independent operation output,
The power control device, during an independent operation,
a second power control device that controls the power output by the second distributed power source has a function of preventing an islanding operation of the second distributed power source, and sets an upper limit of output power for the power output by the second distributed power source so that the islanding operation prevention function is not activated; and
The first distributed power source is caused to output power equal to or greater than the power consumed by the load minus the power output by the second distributed power source, or the first distributed power source is caused to consume power equal to the power output by the second distributed power source minus the power consumed by the load.

本開示の一実施形態に係る電力制御方法は、
系統から解列された自立運転時に第1分散電源及び第2分散電源が出力する電力を負荷に供給可能な電力制御システムにおいて、前記第1分散電源が出力する電力を制御する電力制御方法であって、
自立運転時に、
前記第2分散電源が出力する電力を制御する第2電力制御装置が有する、前記第2分散電源の単独運転を防止する単独運転防止機能が動作しないように、前記第2分散電源が出力する電力に上限の出力電力を設定し、かつ、
前記第1分散電源に、負荷で消費される電力から前記第2分散電源が出力する電力を差し引いた電力以上の電力を出力させる、又は、前記第1分散電源に、前記第2分散電源が出力する電力から前記負荷で消費される電力を差し引いた電力を消費させる。
A power control method according to an embodiment of the present disclosure includes:
1. A power control method for controlling power output by a first distributed power source in a power control system capable of supplying power output by a first distributed power source and a second distributed power source to a load during isolated operation in which the first distributed power source and the second distributed power source are disconnected from a grid, comprising:
During autonomous operation,
a second power control device that controls the power output by the second distributed power source has a function of preventing an islanding operation of the second distributed power source, and sets an upper limit of output power for the power output by the second distributed power source so that the islanding operation prevention function is not activated; and
The first distributed power source is caused to output power equal to or greater than the power consumed by the load minus the power output by the second distributed power source, or the first distributed power source is caused to consume power equal to the power output by the second distributed power source minus the power consumed by the load.

本開示によれば、分散電源が自立運転時に発電する電力の活用度を高める電力制御システム、電力制御装置及び電力制御方法を提供することができる。 The present disclosure provides a power control system, a power control device, and a power control method that increase the utilization of power generated by a distributed power source during independent operation.

図1は、公知の電力制御システムの概略構成及び動作の例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration and operation of a known power control system. 図2は、公知の電力制御システムの概略構成及び動作の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration and operation of a known power control system. 図3は、公知の電力制御システムの概略構成及び動作の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a schematic configuration and operation of a known power control system. 図4は、一実施形態に係る電力制御システムの概略構成及び動作の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration and operation of a power control system according to an embodiment. 図5は、電力制御装置の概略構成の例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a power control device. 図6は、一実施形態に係る電力制御装置の動作の例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the power control device according to an embodiment. 図7は、別の実施形態に係る電力制御システムの概略構成及び動作の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a schematic configuration and operation of a power control system according to another embodiment.

以下、図面を参照して本開示の一実施形態に係る電力制御システム、電力制御装置及び電力制御方法が説明される。本実施形態に係る電力制御システムを説明するために、まず、公知の電力制御システムの動作が説明される。 Below, a power control system, a power control device, and a power control method according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. To explain the power control system according to this embodiment, the operation of a known power control system will first be described.

図1及び図2は、公知の電力制御システムの概略構成例を示すブロック図である。図1は、公知の電力制御システムの連系運転時の動作の例を示す。また、図2は、図1と同じ公知の電力制御システムの自立運転時の動作の例を示す。 Figures 1 and 2 are block diagrams showing an example of the schematic configuration of a known power control system. Figure 1 shows an example of the operation of a known power control system during grid-connected operation. Also, Figure 2 shows an example of the operation of the same known power control system as Figure 1 during independent operation.

図1に示す電力制御システムは、第1分散電源100と、第2分散電源20と、分電盤40とを含んで構成される。第1分散電源100は、第1電源11と、第1電力制御装置120とを備える。また、第2分散電源20は、第2電源21と、第2電力制御装置22とを備える。 The power control system shown in FIG. 1 includes a first distributed power source 100, a second distributed power source 20, and a distribution board 40. The first distributed power source 100 includes a first power source 11 and a first power control device 120. The second distributed power source 20 includes a second power source 21 and a second power control device 22.

第1分散電源100は、非再生可能エネルギー電源とすることができ、例えば電源として蓄電池(図1においてBTと記す)を用いるものとしてよい。以下、第1分散電源100は、例えば第1電源11のような蓄電池を電源とする蓄電装置であるとして説明する。また、第2分散電源20は、再生可能エネルギー電源とすることができ、例えば電源として太陽電池(図1においてPVと記す)を用いるものとしてよい。以下、第2分散電源20は、例えば第2電源21のような太陽電池を電源とする太陽光発電装置であるとして説明する。 The first distributed power source 100 may be a non-renewable energy power source, and may use, for example, a storage battery (referred to as BT in FIG. 1) as the power source. Hereinafter, the first distributed power source 100 will be described as a power storage device that uses, for example, a storage battery such as the first power source 11 as its power source. The second distributed power source 20 may be a renewable energy power source, and may use, for example, a solar cell (referred to as PV in FIG. 1) as its power source. Hereinafter, the second distributed power source 20 will be described as a photovoltaic power generation device that uses, for example, a solar cell such as the second power source 21 as its power source.

図1に示すように、第1電源11からの電力は、第1電力制御装置120に出力される。第1電力制御装置120は、公知のパワーコンディショナで構成することができる。第1電力制御装置120は、第1電源11である蓄電池から出力(放電)された直流電力の電圧を昇圧又は降圧して、交流電力に変換する。第1電力制御装置120において交流に変換された電力は、連系リレー32又は自立運転リレー34を経て、分電盤40に出力される。分電盤40は、系統50及び負荷60に接続されている。 As shown in FIG. 1, power from the first power source 11 is output to the first power control device 120. The first power control device 120 can be configured with a known power conditioner. The first power control device 120 converts the voltage of DC power output (discharged) from the storage battery, which is the first power source 11, into AC power by stepping up or stepping down the voltage. The power converted to AC by the first power control device 120 is output to the distribution board 40 via the grid interconnection relay 32 or the independent operation relay 34. The distribution board 40 is connected to the grid 50 and the load 60.

連系リレー32及び自立運転リレー34は、任意のスイッチなどで構成することができる。連系リレー32及び自立運転リレー34は、基本的に一方を開にして他方を閉にするように制御される。すなわち、系統連系時に、連系リレー32が閉にされ、自立運転リレー34が開にされる(図1参照)。また、自立運転時に、連系リレー32が開にされ、自立運転リレー34が閉にされる(図2参照)。このような制御は、第1電力制御装置120が行ってよいし、他の制御部又は制御装置などが行ってよい。 The grid-connection relay 32 and the independent operation relay 34 can be configured with any switch or the like. The grid-connection relay 32 and the independent operation relay 34 are basically controlled so that one is open and the other is closed. That is, during grid-connection, the grid-connection relay 32 is closed and the independent operation relay 34 is open (see FIG. 1). During independent operation, the grid-connection relay 32 is opened and the independent operation relay 34 is closed (see FIG. 2). Such control may be performed by the first power control device 120 or by another control unit or control device, etc.

分電盤40は、負荷60、第1分散電源100及び第2分散電源20から系統50を切り離す主ブレーカー31を備える。第1分散電源100の自立運転は、主ブレーカー31によって系統50が解列されているときに行われる。本例において、分電盤40は、さらに第1分散電源100からの指示(制御信号)に従って連系運転と自立運転とを切り替える切替リレー42を備えている。これにより、分電盤40は、第1分散電源100の自立運転の出力を負荷60に供給できる。本例において、主ブレーカー31及び切替リレー42の制御は、第1電力制御装置120によって行われるものとする。 The distribution board 40 includes a main breaker 31 that separates the grid 50 from the load 60, the first distributed power source 100, and the second distributed power source 20. The first distributed power source 100 operates in an independent manner when the grid 50 is disconnected by the main breaker 31. In this example, the distribution board 40 further includes a switching relay 42 that switches between grid-connected operation and independent operation according to an instruction (control signal) from the first distributed power source 100. This allows the distribution board 40 to supply the output of the independent operation of the first distributed power source 100 to the load 60. In this example, the main breaker 31 and the switching relay 42 are controlled by the first power control device 120.

図1に示すように、連系リレー32と切替リレー42とを接続するラインは、送電ラインPL1と称される。送電ラインPL1は、さらに系統50に接続される。また、自立運転リレー34と切替リレー42とを接続するラインは、送電ラインPL2と称される。さらに、切替リレー42と負荷60とを接続するラインは、送電ラインPL3と称される。切替リレー42は、連系運転時に、送電ラインPL1と送電ラインPL3とを接続する(図1参照)。また、切替リレー42は、系統50から解列された自立運転時に、送電ラインPL2と送電ラインPL3とを接続する(図2参照)。ここで、切替リレー42の制御は、第1電力制御装置120によって行われてよいし、他の制御部又は制御装置などによって行われてよい。 As shown in FIG. 1, the line connecting the grid-connection relay 32 and the switching relay 42 is called the power transmission line PL1. The power transmission line PL1 is further connected to the grid 50. The line connecting the independent operation relay 34 and the switching relay 42 is called the power transmission line PL2. The line connecting the switching relay 42 and the load 60 is called the power transmission line PL3. The switching relay 42 connects the power transmission line PL1 and the power transmission line PL3 during grid-connection operation (see FIG. 1). The switching relay 42 connects the power transmission line PL2 and the power transmission line PL3 during independent operation in which the grid is disconnected from the grid 50 (see FIG. 2). Here, the control of the switching relay 42 may be performed by the first power control device 120, or may be performed by another control unit or control device, etc.

系統50は、一般的な商用電力系統(グリッド)とすることができる。 System 50 can be a typical commercial power system (grid).

負荷60は、電力制御システムから電力が供給される、ユーザが使用する家電製品などの各種の機器とすることができる。図1においては、負荷60は1つの構成として示してあるが、1つの構成には限定されず、任意の個数の各種機器とすることができる。また、負荷60は、屋内配線のコンセントを経由して接続された各種機器としてよい。 The load 60 can be various devices such as home appliances used by a user that are supplied with power from the power control system. In FIG. 1, the load 60 is shown as one configuration, but is not limited to one configuration and can be any number of various devices. The load 60 can also be various devices connected via an outlet in the indoor wiring.

また、第1電力制御装置120は、双方向インバータとしてよい。この場合、第1電力制御装置120は、例えば系統50からの交流電力を直流に変換して、直流電力の電圧を昇圧又は降圧して、第1電源11である蓄電池に供給(充電)することもできる。 The first power control device 120 may also be a bidirectional inverter. In this case, the first power control device 120 can convert AC power from the grid 50 to DC, for example, and boost or lower the voltage of the DC power to supply (charge) the storage battery, which is the first power source 11.

第2電源21からの電力は、第2電力制御装置22に出力される。第2電力制御装置22も、公知のパワーコンディショナで構成することができる。第2電力制御装置22は、第2電源21から出力された直流電力の電圧を昇圧又は降圧して、交流電力に変換する。第2電力制御装置22において交流に変換された電力は、連系リレー33を経て、分電盤40に出力される。第2電力制御装置22からの交流電力が送電ラインPL1を経て分電盤40に出力されるように、第2分散電源20は送電ラインPL1と接続される。ここで、連系リレー33の制御は、第1電力制御装置120によって行われてよいし、他の制御部又は制御装置などによって行われてよい。 The power from the second power source 21 is output to the second power control device 22. The second power control device 22 can also be configured with a known power conditioner. The second power control device 22 converts the voltage of the DC power output from the second power source 21 into AC power by stepping up or stepping down. The power converted to AC by the second power control device 22 is output to the distribution board 40 via the interconnection relay 33. The second distributed power source 20 is connected to the transmission line PL1 so that the AC power from the second power control device 22 is output to the distribution board 40 via the transmission line PL1. Here, the control of the interconnection relay 33 may be performed by the first power control device 120 or by another control unit or control device.

上記のように、図1に示す電力制御システムは連系運転時の状態を示している。主ブレーカー31、連系リレー32及び連系リレー33が閉にされ、自立運転リレー34が開にされ、切替リレー42が送電ラインPL1と送電ラインPL3とを接続する。このような動作状態において、第1分散電源100の出力及び第2分散電源20の出力の少なくとも一方は、負荷60に供給され得る。また、負荷60は、系統50から電力を供給され得る。さらに、第1分散電源100は、系統50及び第2分散電源20の少なくとも一方から供給される電力を充電することもできる。また、第2分散電源20が発電した電力は、系統50に売電することもできる。このように、図1に示す電力制御システムによれば、複数の分散電源の電力を制御することができる。 As described above, the power control system shown in FIG. 1 shows a state during grid-connected operation. The main breaker 31, grid-connected relay 32, and grid-connected relay 33 are closed, the independent operation relay 34 is open, and the switching relay 42 connects the power transmission line PL1 and the power transmission line PL3. In this operating state, at least one of the output of the first distributed power source 100 and the output of the second distributed power source 20 can be supplied to the load 60. The load 60 can also be supplied with power from the grid 50. Furthermore, the first distributed power source 100 can also be charged with power supplied from at least one of the grid 50 and the second distributed power source 20. The power generated by the second distributed power source 20 can also be sold to the grid 50. In this way, the power control system shown in FIG. 1 can control the power of multiple distributed power sources.

図1に示した電力制御システムは、例えば停電などが検知されると、図2に示すような動作状態になる。上記のように、図2に示す電力制御システムは自立運転時の状態を示している。主ブレーカー31、連系リレー32及び連系リレー33が開にされ、自立運転リレー34が閉にされ、切替リレー42が送電ラインPL2と送電ラインPL3とを接続する。 When, for example, a power outage is detected, the power control system shown in FIG. 1 goes into an operating state as shown in FIG. 2. As described above, the power control system shown in FIG. 2 shows a state during independent operation. The main breaker 31, the grid-connection relay 32, and the grid-connection relay 33 are opened, the independent operation relay 34 is closed, and the switching relay 42 connects the power transmission line PL2 and the power transmission line PL3.

より詳細には、図1に示す電力制御システムにおいて停電などが検知されると、第1電力制御装置120は、主ブレーカー31、連系リレー32及び連系リレー33を開にする。そして、切替リレー42によって送電ラインPL2と送電ラインPL3とが接続され、自立運転リレー34が閉にされる(図2参照)と、第1分散電源100は、自立運転の出力を開始して、負荷60に電力を供給する。図1に示す電力制御システムにおいて、停電が検知されてから、切替リレー42が作動するまでの動作は、10秒程度とすることができる。このような動作状態において、停電時であっても、第1分散電源100の蓄電池に充電された電力を、自立運転出力によって負荷60に供給することができる。 More specifically, when a power outage or the like is detected in the power control system shown in FIG. 1, the first power control device 120 opens the main breaker 31, the grid-connection relay 32, and the grid-connection relay 33. Then, when the power transmission line PL2 and the power transmission line PL3 are connected by the switching relay 42 and the independent operation relay 34 is closed (see FIG. 2), the first distributed power source 100 starts outputting independent operation and supplies power to the load 60. In the power control system shown in FIG. 1, the operation from when a power outage is detected until the switching relay 42 is activated can be about 10 seconds. In this operating state, even during a power outage, the power charged in the storage battery of the first distributed power source 100 can be supplied to the load 60 by the independent operation output.

また、図2に示すように、連系リレー33及び主ブレーカー31が開であるため、停電時に第2分散電源20が発電した電力が、系統50に逆潮流することはない。さらに、第2電力制御装置22は、単独運転を防止する単独運転防止機能を有し、独自に系統50の停電を検知することができる。そのため、仮に主ブレーカー31によって系統50が解列されなくても、第2分散電源20の単独運転が回避されて、停電時に第2分散電源20によって発電された電力が、系統50に逆潮流することはない。 Also, as shown in FIG. 2, because the interconnection relay 33 and the main breaker 31 are open, the power generated by the second distributed power source 20 during a power outage does not flow back to the grid 50. Furthermore, the second power control device 22 has an islanding prevention function that prevents islanding, and can independently detect a power outage in the grid 50. Therefore, even if the grid 50 is not disconnected by the main breaker 31, the islanding operation of the second distributed power source 20 is avoided, and the power generated by the second distributed power source 20 during a power outage does not flow back to the grid 50.

しかしながら、図2に示す電力制御システムにおいて、第2分散電源20は、連系リレー33が開であり負荷60に接続されていない。したがって、図2に示す動作状態において、たとえ第2電源21が発電できる状態であったとしても、第2分散電源20が出力する電力を、負荷60に供給することはできない。 However, in the power control system shown in FIG. 2, the second distributed power source 20 is not connected to the load 60 because the interconnection relay 33 is open. Therefore, in the operating state shown in FIG. 2, even if the second power source 21 is in a state where it can generate power, the power output by the second distributed power source 20 cannot be supplied to the load 60.

図3は、別の公知の電力制御システムの概略構成例を示すブロック図であって、自立運転時の動作の例を示す。図1及び図2と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。図3に示される別の公知の電力制御システムは、いわゆるマルチDCリンクタイプの蓄電システムであって、第1分散電源100が第1電源11及び第2電源21を制御する第1電力制御装置120を備える。換言すると、図3の第1電力制御装置120は、図1及び図2の第2電力制御装置22の機能を兼ねる。 Figure 3 is a block diagram showing an example of the schematic configuration of another known power control system, and shows an example of operation during independent operation. The same components as those in Figures 1 and 2 are given the same reference numerals and will not be described. The other known power control system shown in Figure 3 is a so-called multi-DC link type energy storage system, and includes a first power control device 120 in which a first distributed power source 100 controls a first power source 11 and a second power source 21. In other words, the first power control device 120 in Figure 3 also functions as the second power control device 22 in Figures 1 and 2.

図3に示される電力制御システムでは、自立運転時であって第2分散電源20が発電できる状態である場合に、第2分散電源20が出力する電力を、負荷60に供給することができる。しかし、当初から第2電源21を第1分散電源100で制御するものとしている。図3に示される電力制御システムでは、図1及び図2のようにそれぞれが単体で機能する第1分散電源100と第2分散電源20とを組み合わせた電力制御システムとして構成することができない。 In the power control system shown in FIG. 3, when the second distributed power source 20 is in a state where it can generate power during independent operation, the power output by the second distributed power source 20 can be supplied to the load 60. However, the second power source 21 is controlled by the first distributed power source 100 from the beginning. The power control system shown in FIG. 3 cannot be configured as a power control system that combines the first distributed power source 100 and the second distributed power source 20, each of which functions independently, as in FIG. 1 and FIG. 2.

そこで、本開示の一実施形態に係る電力制御システムでは、それぞれが単体で機能する分散電源を組み合わせて構成できるようにする。 Therefore, in one embodiment of the power control system of the present disclosure, it is possible to configure a combination of distributed power sources that each function independently.

以下、本実施形態に係る電力制御システムが説明される。図4は、本実施形態に係る電力制御システム1の概略構成例を示すブロック図である。 The power control system according to this embodiment will be described below. Figure 4 is a block diagram showing an example of the general configuration of the power control system 1 according to this embodiment.

図4に示すように、本実施形態に係る電力制御システム1は、図1に示した第1電力制御装置120に代えて、第1電力制御装置12を備える。第1電力制御装置12はパワーコンディショナである。電力制御システム1は、第1分散電源10と、第2分散電源20とを含んで構成される。第1分散電源10は、第1電源11と、第1電力制御装置12とを備える。また、第2分散電源20は、第2電源21と、第2電力制御装置22とを備える。ここで、第1電力制御装置12は、第1電源11が出力する電力を制御する。また、第2電力制御装置22は、第2電源21が出力する電力を制御する。 As shown in FIG. 4, the power control system 1 according to this embodiment includes a first power control device 12 instead of the first power control device 120 shown in FIG. 1. The first power control device 12 is a power conditioner. The power control system 1 includes a first distributed power source 10 and a second distributed power source 20. The first distributed power source 10 includes a first power source 11 and a first power control device 12. The second distributed power source 20 includes a second power source 21 and a second power control device 22. Here, the first power control device 12 controls the power output by the first power source 11. The second power control device 22 controls the power output by the second power source 21.

また、本実施形態に係る電力制御システム1において、分電盤40の切替リレー42はなく、送電ラインPL1及び送電ラインPL2が送電ラインPL3に接続されている。 In addition, in the power control system 1 according to this embodiment, there is no switching relay 42 in the distribution board 40, and the power transmission line PL1 and the power transmission line PL2 are connected to the power transmission line PL3.

また、本実施形態に係る電力制御システム1において、第1電力制御装置12は、第2電力制御装置22に対し、遠隔出力制御形式の指令(ダミー指令)を送ることによって上限の出力電力を設定することができる。ダミー指令の詳細については後述する。 In addition, in the power control system 1 according to this embodiment, the first power control device 12 can set the upper limit of output power by sending a command (dummy command) in the form of a remote output control to the second power control device 22. Details of the dummy command will be described later.

さらに、図4に示すように、送電ラインPL1を流れる電流を検出する電流検出部CTが設けられてよい。電流検出部CTは、例えば変流器などの電流センサであるが、電流を検出することができる要素であれば任意のものを採用することができる。第2電力制御装置22は、電流検出部CTの検出信号に基づいて、基準電圧波形を検知する。電流検出部CTは、基準電圧波形を検知できれば第2分散電源20に内蔵されていてよい。第2電力制御装置22は、自立運転時において、基準電圧波形を検知すると、開の状態であった連系リレー33を閉にする。連系リレー33が閉になると、第2電力制御装置22からの交流電力(図4の電力A)が送電ラインPL1を経て分電盤40に出力されて、負荷60に供給される。 Furthermore, as shown in FIG. 4, a current detection unit CT may be provided to detect the current flowing through the power transmission line PL1. The current detection unit CT is, for example, a current sensor such as a current transformer, but any element capable of detecting a current may be used. The second power control device 22 detects a reference voltage waveform based on a detection signal from the current detection unit CT. The current detection unit CT may be built into the second distributed power source 20 as long as it can detect the reference voltage waveform. When the second power control device 22 detects the reference voltage waveform during independent operation, it closes the interconnection relay 33, which was open. When the interconnection relay 33 is closed, the AC power (power A in FIG. 4) from the second power control device 22 is output to the distribution board 40 via the power transmission line PL1 and supplied to the load 60.

ここで、図4は、電力制御システム1の自立運転時の動作を示しており、連系リレー33が閉になった状態を示す。以下において、送電ラインPL1に出力される第2電力制御装置22からの交流電力は電力Aと称される。また、送電ラインPL2に出力される第1電力制御装置12からの交流電力は電力Bと称される。また、送電ラインPL2で第1電力制御装置12に入力される交流電力は電力B´と称される。また、送電ラインPL3で負荷60に供給される交流電力は電力Cと称される。 Here, FIG. 4 shows the operation of the power control system 1 during independent operation, with the interconnection relay 33 closed. In the following, the AC power from the second power control device 22 output to the power transmission line PL1 is referred to as power A. The AC power from the first power control device 12 output to the power transmission line PL2 is referred to as power B. The AC power input to the first power control device 12 on the power transmission line PL2 is referred to as power B'. The AC power supplied to the load 60 on the power transmission line PL3 is referred to as power C.

電力制御システム1の他の構成要素については、図1を参照して説明した構成要素と同様であるため、重複説明を回避する観点から説明を省略する。また、第1電力制御装置12による主ブレーカー31の開閉の制御は、図1を参照した上記の説明と同様であるため、以下において省略する。 The other components of the power control system 1 are similar to those described with reference to FIG. 1, and therefore will not be described again in order to avoid duplication. In addition, the control of opening and closing of the main breaker 31 by the first power control device 12 is similar to that described above with reference to FIG. 1, and therefore will not be described again.

次に、本実施形態に係る電力制御システム1が備える第1電力制御装置12及び第2電力制御装置22について、さらに説明する。図5は、第1電力制御装置12及び第2電力制御装置22の概略構成の例を示すブロック図である。 Next, the first power control device 12 and the second power control device 22 included in the power control system 1 according to this embodiment will be further described. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the schematic configuration of the first power control device 12 and the second power control device 22.

図5に示すように、第1電力制御装置12は、第1DC/DCコンバータ13、第1インバータ14、第1制御部15、第1記憶部16及び第1通信部17を備える。また、第2電力制御装置22は、第2DC/DCコンバータ23、第2インバータ24、第2制御部25、第2記憶部26及び第2通信部27を備える。 As shown in FIG. 5, the first power control device 12 includes a first DC/DC converter 13, a first inverter 14, a first control unit 15, a first memory unit 16, and a first communication unit 17. The second power control device 22 includes a second DC/DC converter 23, a second inverter 24, a second control unit 25, a second memory unit 26, and a second communication unit 27.

第1DC/DCコンバータ13は、第1電源11からの直流電力の電圧を昇圧又は降圧する。第1DC/DCコンバータ13によって電圧を昇圧又は降圧された直流電力は、第1インバータ14に出力される。第1DC/DCコンバータ13は、公知のものを用いて構成することができる。 The first DC/DC converter 13 steps up or down the voltage of the DC power from the first power source 11. The DC power whose voltage has been stepped up or down by the first DC/DC converter 13 is output to the first inverter 14. The first DC/DC converter 13 can be configured using a known component.

第1インバータ14は、第1DC/DCコンバータ13からの直流電力を交流電力に変換する。第1インバータ14によって変換された交流電力は、連系運転時に、連系リレー32及び送電ラインPL1を経て、分電盤40を経由して負荷60に供給される。また、第1インバータ14によって変換された交流電力は、自立運転時に、自立運転リレー34及び送電ラインPL2を経て、分電盤40を経由して負荷60に供給される。 The first inverter 14 converts the DC power from the first DC/DC converter 13 into AC power. During grid-connected operation, the AC power converted by the first inverter 14 is supplied to the load 60 via the grid-connection relay 32 and the power transmission line PL1, and via the distribution board 40. During independent operation, the AC power converted by the first inverter 14 is supplied to the load 60 via the independent operation relay 34 and the power transmission line PL2, and via the distribution board 40.

第1電源11が蓄電池である場合、第2分散電源20から供給される電力を充電することができる。この場合、第1インバータ14は、第2分散電源20からの交流電力を直流電力に変換する。そして、第1DC/DCコンバータ13は、第1インバータ14からの直流電力の電圧を昇圧又は降圧して、蓄電池である第1電源11に供給する。第1電源11は、このようにして供給された電力を充電することができる。第1電源11が蓄電池である場合、同様に、系統50から供給される電力を充電することができる。 When the first power source 11 is a storage battery, it can be charged with power supplied from the second distributed power source 20. In this case, the first inverter 14 converts AC power from the second distributed power source 20 into DC power. Then, the first DC/DC converter 13 steps up or down the voltage of the DC power from the first inverter 14 and supplies it to the first power source 11, which is a storage battery. The first power source 11 can charge the power supplied in this manner. When the first power source 11 is a storage battery, it can similarly be charged with power supplied from the grid 50.

第1制御部15は、第1電力制御装置12の各機能部及び全体を制御及び管理する。第1制御部15は、例えばCPU(Central Processing Unit)などを含めて構成することができる。第1制御部15は、連系リレー32及び自立運転リレー34の切り替えを制御する。第1制御部15は、連系運転時に、連系リレー32を閉にして、自立運転リレー34を開にする。第1制御部15は、停電などによって連系運転から自立運転に切り替わる場合に、連系リレー32を開にして、自立運転リレー34を閉にする。第1制御部15の動作については、さらに後述する。 The first control unit 15 controls and manages each functional unit of the first power control device 12 and the entire system. The first control unit 15 can be configured to include, for example, a CPU (Central Processing Unit) and the like. The first control unit 15 controls the switching of the grid-connection relay 32 and the independent operation relay 34. During grid-connected operation, the first control unit 15 closes the grid-connection relay 32 and opens the independent operation relay 34. When switching from grid-connected operation to independent operation due to a power outage or the like, the first control unit 15 opens the grid-connection relay 32 and closes the independent operation relay 34. The operation of the first control unit 15 will be described further below.

第1電力制御装置12は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、第1制御部15として、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。種々の実施形態によれば、少なくとも1つのプロセッサは、単一の集積回路(IC)などで実現されてよいし、通信可能に接続された複数の集積回路などで実現されてよい。少なくとも1つのプロセッサは、種々の既知の技術に従って実現されることが可能である。 The first power control device 12 may include at least one processor as a first control unit 15 to provide control and processing power for performing various functions. According to various embodiments, the at least one processor may be implemented as a single integrated circuit (IC), or as multiple communicatively connected integrated circuits. The at least one processor may be implemented according to various known techniques.

一実施形態において、プロセッサは、1以上のデータ計算手続又は処理を実行するために構成される、1以上の回路又はユニットを含む。例えば、プロセッサは、1以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ又はこれらの組み合わせを含んで構成されてよい。 In one embodiment, a processor includes one or more circuits or units configured to perform one or more data computational procedures or processes. For example, a processor may include one or more microprocessors, microcontrollers, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors, programmable logic devices, field programmable gate arrays, or combinations thereof.

第1記憶部16は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されてよい。第1記憶部16は、各種情報及び第1制御部15で実行されるプログラム等を記憶する。第1記憶部16は、第1制御部15のワークメモリとして機能してよい。また、第1記憶部16は、第1制御部15に含まれてよい。 The first storage unit 16 may be configured with a semiconductor memory, a magnetic memory, or the like. The first storage unit 16 stores various information and programs executed by the first control unit 15. The first storage unit 16 may function as a work memory for the first control unit 15. The first storage unit 16 may also be included in the first control unit 15.

第1通信部17は、通信装置70と通信する1つ以上の通信モジュールを含んで構成される。第1通信部17は、例えば有線又は無線のLAN規格に対応する通信モジュールを含んで構成されてよい。本実施形態において、通信装置70はネットワークハブであって、第1通信部17と通信装置70とが有線LANで接続される。別の例として、第1通信部17は、4G(4th Generation)、5G(5th Generation)などの移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んで構成されてよい。 The first communication unit 17 includes one or more communication modules that communicate with the communication device 70. The first communication unit 17 may include, for example, a communication module that supports a wired or wireless LAN standard. In this embodiment, the communication device 70 is a network hub, and the first communication unit 17 and the communication device 70 are connected via a wired LAN. As another example, the first communication unit 17 may include a communication module that supports a mobile communication standard such as 4G (4th Generation) or 5G (5th Generation).

第2DC/DCコンバータ23は、第2電源21からの直流電力の電圧を昇圧又は降圧する。第2DC/DCコンバータ23によって電圧を昇圧又は降圧された直流電力は、第2インバータ24に出力される。第2DC/DCコンバータ23は、公知のものを用いて構成することができる。 The second DC/DC converter 23 boosts or lowers the voltage of the DC power from the second power source 21. The DC power whose voltage has been boosted or lowered by the second DC/DC converter 23 is output to the second inverter 24. The second DC/DC converter 23 can be configured using a known converter.

第2インバータ24は、第2DC/DCコンバータ23からの直流電力を交流電力に変換する。第2インバータ24によって変換された交流電力は、連系リレー33及び送電ラインPL1を経て、分電盤40を経由して負荷60に供給される。 The second inverter 24 converts the DC power from the second DC/DC converter 23 into AC power. The AC power converted by the second inverter 24 passes through the grid-connection relay 33 and the power transmission line PL1, and is supplied to the load 60 via the distribution board 40.

第2制御部25は、第2電力制御装置22の各機能部及び全体を制御及び管理する。第2電力制御装置22は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、第2制御部25として、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。第2制御部25の構成は、第1制御部15と同じであってよいし、異なっていてよい。 The second control unit 25 controls and manages each functional unit of the second power control device 22 and the entirety. The second power control device 22 may include at least one processor as the second control unit 25 to provide control and processing power for executing various functions. The configuration of the second control unit 25 may be the same as or different from the first control unit 15.

第2制御部25は、上記のように、電流検出部CTの検出信号に基づいて基準電圧波形を検知すると連系リレー33を閉にする。 As described above, the second control unit 25 closes the interconnection relay 33 when it detects the reference voltage waveform based on the detection signal of the current detection unit CT.

第2記憶部26は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されてよい。第2記憶部26は、各種情報及び第2制御部25で実行されるプログラム等を記憶する。各種情報は遠隔出力制御の実行スケジュール及び更新スケジュールを含む。第2記憶部26は、第2制御部25のワークメモリとして機能してよい。また、第2記憶部26は、第2制御部25に含まれてよい。 The second storage unit 26 may be configured with a semiconductor memory or a magnetic memory, etc. The second storage unit 26 stores various information and programs executed by the second control unit 25, etc. The various information includes an execution schedule and an update schedule for remote output control. The second storage unit 26 may function as a work memory for the second control unit 25. In addition, the second storage unit 26 may be included in the second control unit 25.

第2通信部27は、通信装置70と通信する1つ以上の通信モジュールを含んで構成される。第2通信部27は、例えば有線又は無線のLAN規格に対応する通信モジュールを含んで構成されてよい。本実施形態において、通信装置70はネットワークハブであって、第2通信部27と通信装置70とが有線LANで接続される。別の例として、第2通信部27は、4G、5Gなどの移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んで構成されてよい。第2通信部27の構成は、第1通信部17と同じであってよいし、異なっていてよい。 The second communication unit 27 includes one or more communication modules that communicate with the communication device 70. The second communication unit 27 may include, for example, a communication module that supports a wired or wireless LAN standard. In this embodiment, the communication device 70 is a network hub, and the second communication unit 27 and the communication device 70 are connected via a wired LAN. As another example, the second communication unit 27 may include a communication module that supports a mobile communication standard such as 4G or 5G. The configuration of the second communication unit 27 may be the same as or different from that of the first communication unit 17.

ここで、第2電力制御装置22は単独運転防止機能を有する。そのため、第1電力制御装置12の第1制御部15が例えば停電などを検知し、連系運転から自立運転に切り替えるために連系リレー32を開にして自立運転リレー34を閉にした場合に、第2電力制御装置22は系統50からの基準電圧波形を検知するまで連系リレー33を開のままにする。本実施形態において、第1電力制御装置12は、連系運転から自立運転に切り替えた場合に、基準電圧波形を生成する。第2電力制御装置22が、第1電力制御装置12によって生成された基準電圧波形を系統50からのものと認識するために(系統50から送られる基準電圧波形と同等と判定するように)、生成された基準電圧波形の電力が十分に大きい必要がある。より具体的に述べると、第2電力制御装置22は、第2電力制御装置22自身が生成して出力しようとする電圧波形と、検知した基準電圧波形との間に位相差がある場合に、系統50からの基準電圧波形を検知したと判定する。基準電圧波形の電力の大きさが、第2電力制御装置22自身が生成する電圧波形の電力の大きさ以上である場合に、位相差が保たれる。そのため、第1電力制御装置12の第1制御部15は、第2電力制御装置22の単独運転防止機能が動作しないように第2電力制御装置22に対して上限の出力電力を設定する。そして、第1制御部15は、第2電力制御装置22の出力電力の大きさ以上で基準電圧波形を生成して出力する。 Here, the second power control device 22 has an islanding prevention function. Therefore, when the first control unit 15 of the first power control device 12 detects, for example, a power outage and opens the interconnection relay 32 and closes the independent operation relay 34 to switch from interconnected operation to independent operation, the second power control device 22 keeps the interconnection relay 33 open until it detects the reference voltage waveform from the grid 50. In this embodiment, the first power control device 12 generates a reference voltage waveform when switching from interconnected operation to independent operation. In order for the second power control device 22 to recognize the reference voltage waveform generated by the first power control device 12 as being from the grid 50 (to determine that it is equivalent to the reference voltage waveform sent from the grid 50), the power of the generated reference voltage waveform needs to be sufficiently large. More specifically, the second power control device 22 determines that it has detected the reference voltage waveform from the grid 50 when there is a phase difference between the voltage waveform that the second power control device 22 itself is to generate and output and the detected reference voltage waveform. The phase difference is maintained when the power magnitude of the reference voltage waveform is equal to or greater than the power magnitude of the voltage waveform generated by the second power control device 22 itself. Therefore, the first control unit 15 of the first power control device 12 sets an upper limit on the output power of the second power control device 22 so that the islanding prevention function of the second power control device 22 does not operate. The first control unit 15 then generates and outputs a reference voltage waveform equal to or greater than the output power of the second power control device 22.

本実施形態において、第1電力制御装置12の第1制御部15は、第2電力制御装置22に対し、遠隔出力制御形式のダミー指令を送ることによって上限の出力電力を設定する。ここで、逆潮流(売電)の契約を電力会社と交わしている分散電源のシステムでは、電力会社の電力サーバ72から遠隔出力制御の指令を受信する機能を有することが義務付けられている。第2通信部27は、連系運転時に、インターネットなどのネットワーク71及び通信装置70を介して、電力サーバ72からの遠隔出力制御の指令を受信し、指定されたスケジュールにおいて第2電力制御装置22の出力の大きさを制御する。第1電力制御装置12は、第2電力制御装置22の遠隔出力制御の指令の受信機能を利用して、自立運転時に、上限の出力電力を設定する遠隔出力制御形式のダミー指令を送信する。 In this embodiment, the first control unit 15 of the first power control device 12 sets the upper limit of output power by sending a dummy command in the form of remote output control to the second power control device 22. Here, in a distributed power system that has a contract for reverse power flow (power sales) with a power company, it is mandatory to have a function for receiving a remote output control command from the power company's power server 72. During grid-connected operation, the second communication unit 27 receives a remote output control command from the power server 72 via a network 71 such as the Internet and a communication device 70, and controls the output magnitude of the second power control device 22 according to a specified schedule. The first power control device 12 uses the remote output control command reception function of the second power control device 22 to transmit a dummy command in the form of remote output control that sets the upper limit of output power during independent operation.

第2電力制御装置22は、電流検出部CTの検出信号に基づいて第1電力制御装置12によって生成された基準電圧波形を検知し、この基準電圧波形を系統50と同等のものと認識すると、連系リレー33を閉にする。図4及び図5は、この場合の電力制御システム1の状態(連系リレー33が閉に、連系リレー32が開に、自立運転リレー34が閉にされた状態)を示す。このとき、第2分散電源20は負荷60に接続されており、第2電力制御装置22からの電力Aが負荷60に供給可能である。 The second power control device 22 detects the reference voltage waveform generated by the first power control device 12 based on the detection signal of the current detection unit CT, and when it recognizes this reference voltage waveform as equivalent to the grid 50, it closes the grid-connection relay 33. Figures 4 and 5 show the state of the power control system 1 in this case (grid-connection relay 33 is closed, grid-connection relay 32 is open, and independent operation relay 34 is closed). At this time, the second distributed power source 20 is connected to the load 60, and power A from the second power control device 22 can be supplied to the load 60.

図4及び図5に示す電力制御システム1の状態において、第1電力制御装置12は、第1分散電源10に、負荷60で消費される電力(電力C)から第2分散電源20が出力する電力(電力A)を差し引いた電力以上の電力(電力B)を出力させる、又は、第1分散電源10に、第2分散電源20が出力する電力(電力A)から負荷60で消費される電力(電力C)を差し引いた電力(電力B´)を消費させる。以下、この第1電力制御装置12の制御について、第1電源11が蓄電池、第2電源21が太陽電池であるとして、具体的に説明する。 In the state of the power control system 1 shown in Figures 4 and 5, the first power control device 12 causes the first distributed power source 10 to output power (power B) equal to or greater than the power (power C) consumed by the load 60 minus the power (power A) output by the second distributed power source 20, or causes the first distributed power source 10 to consume power (power B') obtained by subtracting the power (power C) consumed by the load 60 from the power (power A) output by the second distributed power source 20. Below, the control of this first power control device 12 will be specifically described assuming that the first power source 11 is a storage battery and the second power source 21 is a solar cell.

第1電力制御装置12は、自立運転時であって蓄電池(第1電源11)が放電する場合に、蓄電池に、負荷60で消費される電力Cから太陽電池(第2電源21)が出力する電力Aを差し引いた電力以上の電力Bを放電させる。例えば、負荷60で消費される電力Cが3.9kWであって、第2電力制御装置22に対して上限の出力電力が1.9kWに設定されている。このとき、電力Aが1.9kWを超えることがないため、第1電力制御装置12は、電力Bを2.0kW以上で出力させる。自立運転時において、負荷60への給電を、太陽電池からの電力を加えた合成電力で行うことによって、蓄電池の電力消費量を減らして長期間の電力供給を可能にするとともに、太陽電池の発電電力を有効に活用することができる。ここで、第1電力制御装置12は、第2電力制御装置22の出力電力の上限を、負荷60で消費される電力Cの半分以下に設定する。また、以下において、自立運転時で蓄電池が放電する場合における上記の電力の関係式(電力B≧電力C-電力A)を「電力A、電力B及び電力Cの関係式」と称することがある。 When the storage battery (first power source 11) is discharged during independent operation, the first power control device 12 discharges power B to the storage battery that is equal to or greater than the power C consumed by the load 60 minus the power A output by the solar cell (second power source 21). For example, the power C consumed by the load 60 is 3.9 kW, and the upper limit of the output power for the second power control device 22 is set to 1.9 kW. At this time, since the power A does not exceed 1.9 kW, the first power control device 12 outputs power B at 2.0 kW or more. During independent operation, the load 60 is supplied with a composite power including the power from the solar cell, thereby reducing the power consumption of the storage battery and enabling a long-term power supply, and the power generated by the solar cell can be effectively utilized. Here, the first power control device 12 sets the upper limit of the output power of the second power control device 22 to half or less of the power C consumed by the load 60. In addition, below, the above power relationship equation (power B ≧ power C - power A) when the storage battery is discharging during independent operation may be referred to as the "relationship equation between power A, power B, and power C."

第1電力制御装置12は、自立運転時であって蓄電池(第1電源11)が充電する場合に、蓄電池に、太陽電池(第2電源21)が出力する電力Aから負荷60で消費される電力Cを差し引いた電力B´で充電させる。例えば、負荷60で消費される電力Cが1.0kWであって、第2電力制御装置22に対して上限の出力電力が1.9kWに設定されており、電力Aが1.9kWである。このとき、第1電力制御装置12は、蓄電池に、0.9kWの電力B´で充電させる。自立運転時において、太陽電池からの電力で負荷60へ給電しながら、余剰電力があれば蓄電池に充電することによって、最大限の電力活用が可能になる。ここで、第1電力制御装置12は、第2電力制御装置22の出力電力の上限を、蓄電池の充電が可能な電力以下に設定する。つまり、負荷60で消費される電力Cが0であっても、蓄電池の充電が可能な電力の大きさまでであれば太陽電池が出力する電力Aの全てが有効に充電に用いられるように設定する。また、以下において、自立運転時で蓄電池が充電する場合における上記の電力の関係式(電力B´=電力A-電力C)を「電力A、電力B´及び電力Cの関係式」と称することがある。 When the storage battery (first power source 11) is charged during independent operation, the first power control device 12 charges the storage battery with power B' obtained by subtracting power C consumed by the load 60 from power A output by the solar cell (second power source 21). For example, the power C consumed by the load 60 is 1.0 kW, the upper limit of the output power for the second power control device 22 is set to 1.9 kW, and power A is 1.9 kW. At this time, the first power control device 12 charges the storage battery with power B' of 0.9 kW. During independent operation, the maximum power utilization is possible by charging the storage battery if there is surplus power while supplying power from the solar cell to the load 60. Here, the first power control device 12 sets the upper limit of the output power of the second power control device 22 to a power that is equal to or less than the power that can charge the storage battery. In other words, even if the power C consumed by the load 60 is zero, the power A output by the solar cell is set to be fully used for charging up to the level at which the storage battery can be charged. In addition, below, the above power relational equation (power B' = power A - power C) when the storage battery is charging during independent operation may be referred to as the "relational equation between power A, power B', and power C."

本実施形態において、第1電力制御装置12は、電力A、電力B及び電力Cの関係式又は電力A、電力B´及び電力Cの関係式が満たされるように、電圧一定制御を実行する。電圧一定制御は、送電ラインPL3上の点CP(図4参照)における電圧を一定にする制御である。点CPにおける電圧は、第1インバータ14の出力側電圧に対応する。例えば負荷60で消費される電力と釣り合うように電力Cが供給される場合に、点CPにおける電圧は200Vであるとする。太陽電池が出力する電力Aが増加して、点CPにおける電圧が200Vを超える場合に、第1電力制御装置12は、負荷60で消費される電力を超える余剰電力を電力B´として蓄電池に充電させる。また、太陽電池が出力する電力Aが低下して、点CPにおける電圧が200V以下の場合に、第1電力制御装置12は、負荷60で消費される電力に対して不足する電力分を補填する電力Bを蓄電池に放電させる。第1電力制御装置12は、電圧一定制御を実行することによって、複雑な演算を実行するようなことなく、蓄電池の放電と充電を自動的に切り替えることが可能になる。 In this embodiment, the first power control device 12 executes constant voltage control so that the relational expression between power A, power B, and power C or the relational expression between power A, power B', and power C is satisfied. The constant voltage control is a control that keeps the voltage at point CP (see FIG. 4) on the power transmission line PL3 constant. The voltage at point CP corresponds to the output side voltage of the first inverter 14. For example, when power C is supplied to balance with the power consumed by the load 60, the voltage at point CP is 200V. When the power A output by the solar cell increases and the voltage at point CP exceeds 200V, the first power control device 12 charges the storage battery with the surplus power exceeding the power consumed by the load 60 as power B'. Also, when the power A output by the solar cell decreases and the voltage at point CP is 200V or less, the first power control device 12 discharges power B, which compensates for the power shortage with respect to the power consumed by the load 60, to the storage battery. By performing constant voltage control, the first power control device 12 is able to automatically switch between discharging and charging the storage battery without having to perform complex calculations.

また、本実施形態に係る電力制御システム1は、それぞれが単体で機能する標準的な第1分散電源10と第2分散電源20とを組み合わせて構成され、図3のような特別な構成(マルチDCリンクタイプ)を必要としない。したがって、既存の単体で機能する分散電源のシステムを容易に本実施形態に係る電力制御システム1に変更することが可能である。 The power control system 1 according to this embodiment is configured by combining a standard first distributed power source 10 and a standard second distributed power source 20, each of which functions independently, and does not require a special configuration (multiple DC link type) as shown in FIG. 3. Therefore, it is possible to easily change an existing system of distributed power sources that function independently to the power control system 1 according to this embodiment.

ここで、上記のように、第1電力制御装置12は、自立運転時に、第2電力制御装置22に対して遠隔出力制御形式のダミー指令を送ることによって上限の出力電力を設定する。適切に第2電力制御装置22の出力電力の上限を設定するために、第1電力制御装置12は、遠隔出力制御形式のダミー指令を送る前に、予め第2電力制御装置22の定格容量の情報を取得してよい。定格容量の情報は、例えば第1記憶部16に記憶されてよい。このとき、第1電力制御装置12は、設定する第2電力制御装置22の出力電力の上限が定格容量を超えることを防止できるとともに、このような超過によって生じる一時的な電圧低下の不安定状態を防止できる。 As described above, the first power control device 12 sets the upper limit of output power by sending a dummy command in the form of remote output control to the second power control device 22 during independent operation. In order to appropriately set the upper limit of the output power of the second power control device 22, the first power control device 12 may acquire information on the rated capacity of the second power control device 22 in advance before sending the dummy command in the form of remote output control. The information on the rated capacity may be stored, for example, in the first memory unit 16. At this time, the first power control device 12 can prevent the upper limit of the output power of the second power control device 22 that is set from exceeding the rated capacity, and can prevent an unstable state caused by a temporary voltage drop due to such an excess.

また、第1電力制御装置12は、負荷60の変動に応じて、新たなダミー指令によって第2電力制御装置22の出力電力の上限を変更してよい。ここで、送電ラインPL3を流れる電流を検出するセンサが設けられて(図7の第1電流検出部CT1参照)、第1電力制御装置12はセンサの検出信号に基づいて負荷60の変動を検知してよい。このとき、第1電力制御装置12は、負荷60で消費される電力が低下するような場合に、ダミー指令によって第2電力制御装置22の出力電力の上限も下げることができる。このような負荷60の変動への対応により、電力Aの方が電力Bよりも大きくなって(第2電力制御装置22の出力電力の上限が電力Cの半分以下でなくなって)、第2電力制御装置22の単独運転防止機能が動作してしまうことを回避できる。 The first power control device 12 may change the upper limit of the output power of the second power control device 22 by a new dummy command in response to the fluctuation of the load 60. Here, a sensor that detects the current flowing through the power transmission line PL3 is provided (see the first current detection unit CT1 in FIG. 7), and the first power control device 12 may detect the fluctuation of the load 60 based on the detection signal of the sensor. At this time, when the power consumed by the load 60 decreases, the first power control device 12 can also lower the upper limit of the output power of the second power control device 22 by a dummy command. By responding to the fluctuation of the load 60 in this way, it is possible to avoid the power A becoming larger than the power B (the upper limit of the output power of the second power control device 22 is no longer half or less than the power C), and the islanding prevention function of the second power control device 22 being activated.

また、上記のように、電力制御システム1は、自立運転時において、負荷60への給電を、太陽電池からの電力を加えた合成電力で行うことによって、蓄電池の電力消費量を減らして長期間の電力供給を可能にする。蓄電池の使用可能量及び使用可能時間は、例えばHEMS(Home Energy Management System)の表示装置に示されてよい。 As described above, during independent operation, the power control system 1 supplies power to the load 60 with a composite power that includes power from the solar cell, thereby reducing the power consumption of the storage battery and enabling a long-term power supply. The available capacity and available time of the storage battery may be displayed on a display device of a HEMS (Home Energy Management System), for example.

また、第1電力制御装置12のダミー指令の送信に用いられる通信装置70は、ネットワークハブに限定されない。別の例として、通信装置70は、ルータ、HEMS又は分散電源のリモコンなどであってよい。つまり、通信装置70は、電力会社の電力サーバ72からの遠隔出力制御の指令の受信に用いられる各種の通信機能を有する装置であってよい。 Furthermore, the communication device 70 used to transmit the dummy command of the first power control device 12 is not limited to a network hub. As another example, the communication device 70 may be a router, a remote control for a HEMS or a distributed power source, etc. In other words, the communication device 70 may be a device having various communication functions used to receive commands for remote output control from the power server 72 of the power company.

例えば通信装置70がHEMS又は分散電源のリモコンである場合に、ダミー指令の送信は次の手順で実行されてよい。まず、第1電力制御装置12の自立運転が開始されることによって、HEMS又は分散電源のリモコンが起動する。第1電力制御装置12の第1制御部15は、HEMS又は分散電源のリモコンに対して、ダミー指令を生成して送信するように指示する。HEMS又は分散電源のリモコンからのダミー指令を受けた第2電力制御装置22は、ダミー指令に従って出力電力の上限が設定される。通信装置70がHEMS又は分散電源のリモコンである場合に、自立運転時のダミー指令は、連系運転時の通常の遠隔出力制御の指令と同じ装置で生成することができる。 For example, when the communication device 70 is a remote control for a HEMS or a distributed power source, the transmission of a dummy command may be executed in the following procedure. First, the remote control for the HEMS or the distributed power source is started by starting the independent operation of the first power control device 12. The first control unit 15 of the first power control device 12 instructs the remote control for the HEMS or the distributed power source to generate and transmit a dummy command. The second power control device 22, which receives the dummy command from the remote control for the HEMS or the distributed power source, sets an upper limit for the output power according to the dummy command. When the communication device 70 is a remote control for a HEMS or a distributed power source, the dummy command during independent operation can be generated by the same device as the command for normal remote output control during grid-connected operation.

また、連系運転時に、電力サーバ72からの遠隔出力制御の指令の内容(例えば更新スケジュールを含む)は、日時と関連付けられた電子カレンダーとして管理されることがある。電子カレンダーは例えば第2記憶部26に記憶される。また、電子カレンダーは、電力サーバ72又はHEMSなどによっても管理されている。第2制御部25は、例えば第2記憶部26から電子カレンダーを読み出して、電子カレンダーに従って第2電源21を制御し、第2電力制御装置22の出力電力を調整してよい。ここで、自立運転時のダミー指令によって、第2記憶部26に記憶された電子カレンダーの内容が変更され得る。このとき、第1電力制御装置12の第1制御部15は、例えば停電が解消されて自立運転から連系運転に戻った場合に、電力サーバ72又はHEMSなどに対して、電子カレンダーを第2電力制御装置22に送信するように要求してよい。また、通信装置70がHEMSである場合に、自立運転から連系運転に戻ると、第1電力制御装置12から要求されなくても、HEMSが第2電力制御装置22に電子カレンダーを送信してよい。 In addition, during grid-connected operation, the contents of the remote output control command from the power server 72 (including, for example, an update schedule) may be managed as an electronic calendar associated with the date and time. The electronic calendar is stored, for example, in the second storage unit 26. The electronic calendar is also managed by the power server 72 or the HEMS. The second control unit 25 may, for example, read the electronic calendar from the second storage unit 26, control the second power source 21 according to the electronic calendar, and adjust the output power of the second power control device 22. Here, the contents of the electronic calendar stored in the second storage unit 26 may be changed by a dummy command during independent operation. At this time, the first control unit 15 of the first power control device 12 may request the power server 72 or the HEMS to transmit the electronic calendar to the second power control device 22, for example, when the power outage is resolved and the system returns from independent operation to grid-connected operation. Furthermore, if the communication device 70 is a HEMS, when returning from independent operation to grid-connected operation, the HEMS may transmit an electronic calendar to the second power control device 22 even if not requested by the first power control device 12.

また、連系運転時に、第2電力制御装置22だけでなく、第1電力制御装置12が遠隔出力制御の指令の内容を取得してよい。このとき、遠隔出力制御の指令の内容は、第1記憶部16に記憶されてよい。第1電力制御装置12の第1制御部15は、自立運転から連系運転に戻る場合に、ダミー指令によって第1記憶部16に記憶された遠隔出力制御の指令の内容を第2電力制御装置22に送信してよい。自立運転時のダミー指令によって第2記憶部26に記憶された電子カレンダーの内容が変更されたとしても、第1制御部15が、さらにダミー指令によって電力サーバ72からの遠隔出力制御の指令の内容を上書きすることによって、電子カレンダーの内容を復元することができる。ここで、第1制御部15によって送信される遠隔出力制御の指令の内容は、例えば復電以降のスケジュールにおける内容であってよいし、例えば年間スケジュールの全ての内容であってよい。 In addition, during grid-connected operation, not only the second power control device 22 but also the first power control device 12 may acquire the contents of the remote output control command. At this time, the contents of the remote output control command may be stored in the first storage unit 16. When returning from independent operation to grid-connected operation, the first control unit 15 of the first power control device 12 may transmit the contents of the remote output control command stored in the first storage unit 16 to the second power control device 22 by a dummy command. Even if the contents of the electronic calendar stored in the second storage unit 26 are changed by a dummy command during independent operation, the first control unit 15 can restore the contents of the electronic calendar by further overwriting the contents of the remote output control command from the power server 72 by a dummy command. Here, the contents of the remote output control command transmitted by the first control unit 15 may be, for example, the contents of the schedule after power restoration, or may be, for example, the entire contents of the annual schedule.

ここで、第1電力制御装置12は、第2記憶部26に記憶された電子カレンダーの内容が誤って変更されないように、第2記憶部26の電子カレンダーを更新させないインターロックをかけてよい。そして、第1電力制御装置12は、電力サーバ72から遠隔出力制御の指令がある場合及びダミー指令を出力する場合に限って、インターロックを解除してよい。 Here, the first power control device 12 may apply an interlock that does not allow the electronic calendar in the second storage unit 26 to be updated, so that the contents of the electronic calendar stored in the second storage unit 26 are not erroneously changed. The first power control device 12 may release the interlock only when there is a command for remote output control from the power server 72 or when a dummy command is output.

図6は、本実施形態に係る電力制御システム1が備える第1電力制御装置12と第2電力制御装置22の自立運転時における動作(電力制御方法)を説明するフローチャートである。 Figure 6 is a flowchart explaining the operation (power control method) of the first power control device 12 and the second power control device 22 provided in the power control system 1 according to this embodiment during independent operation.

第1電力制御装置12は、停電などを検知すると連系運転から自立運転に切り替える(ステップS1のYes)。第1電力制御装置12は、連系運転から自立運転に切り替わる場合に、連系リレー32を開にして、自立運転リレー34を閉にする。第1電力制御装置12は、停電などを検知せず連系運転を継続する場合に(ステップS1のNo)、以下のステップS2~ステップS6の処理を行わない。 When the first power control device 12 detects a power outage or the like, it switches from grid-connected operation to independent operation (Yes in step S1). When switching from grid-connected operation to independent operation, the first power control device 12 opens the grid-connected relay 32 and closes the independent operation relay 34. When the first power control device 12 does not detect a power outage or the like and continues grid-connected operation (No in step S1), it does not perform the processes in steps S2 to S6 below.

第1電力制御装置12は基準電圧波形を出力する(ステップS2)。また、第1電力制御装置12は、単独運転防止機能が動作しないように、ダミー指令を送ることによって第2電力制御装置22に対して上限の出力電力を設定する(ステップS3)。第2電力制御装置22は、電流検出部CTの検出信号に基づいて、基準電圧波形を検知する。第2電力制御装置22は、基準電圧波形を検知すると、開の状態であった連系リレー33を閉にする(図4参照)。 The first power control device 12 outputs a reference voltage waveform (step S2). The first power control device 12 also sets an upper limit on output power for the second power control device 22 by sending a dummy command so that the islanding prevention function does not operate (step S3). The second power control device 22 detects the reference voltage waveform based on the detection signal of the current detection unit CT. When the second power control device 22 detects the reference voltage waveform, it closes the interconnection relay 33, which was open (see Figure 4).

第1電力制御装置12は、蓄電池が、放電動作が必要な状態であるか、充電動作が必要な状態であるかを判定する。本実施形態において、第1電力制御装置12は電圧一定制御を実行し、点CPにおける電圧が基準値(一例として200V)以下の場合に、蓄電池が放電動作が必要な状態であると判定する。また、第1電力制御装置12は、点CPにおける電圧が基準値を超える場合に、蓄電池が、放電動作が必要な状態でない(充電動作が必要な状態である)と判定する。 The first power control device 12 determines whether the storage battery is in a state requiring a discharge operation or a charge operation. In this embodiment, the first power control device 12 executes constant voltage control, and determines that the storage battery is in a state requiring a discharge operation when the voltage at point CP is equal to or lower than a reference value (for example, 200 V). Furthermore, the first power control device 12 determines that the storage battery is not in a state requiring a discharge operation (is in a state requiring a charge operation) when the voltage at point CP exceeds the reference value.

第1電力制御装置12は、蓄電池が、放電動作が必要な状態と判断する場合に(ステップS4のYes)、蓄電池に、負荷60で消費される電力Cから第2電力制御装置22が出力する電力Aを差し引いた電力以上の電力Bを放電させる制御を行う(ステップS5)。 When the first power control device 12 determines that the storage battery is in a state requiring a discharge operation (Yes in step S4), it controls the storage battery to discharge power B equal to or greater than the power C consumed by the load 60 minus the power A output by the second power control device 22 (step S5).

第1電力制御装置12は、蓄電池が、充電動作が必要な状態と判断する場合に(ステップS4のNo)、蓄電池に、第2電力制御装置22が出力する電力Aから負荷60で消費される電力Cを差し引いた電力B´で充電させる制御を行う(ステップS6)。 When the first power control device 12 determines that the storage battery is in a state requiring charging (No in step S4), it controls the storage battery to be charged with power B', which is the power A output by the second power control device 22 minus the power C consumed by the load 60 (step S6).

以上のように、本実施形態に係る電力制御システム1、電力制御装置(第1電力制御装置12)及び電力制御方法によれば、太陽光発電装置のような分散電源の単独運転防止機能を作動させずに、その分散電源の出力を、蓄電装置の自立運転の出力に合わせて、負荷60に供給し続けることができる。したがって、分散電源が自立運転時に発電する電力の活用度を高めることができる。 As described above, the power control system 1, power control device (first power control device 12), and power control method according to this embodiment can continue to supply the output of a distributed power source such as a solar power generation device to the load 60 in accordance with the output of the independent operation of the power storage device, without activating the function for preventing the isolated operation of the distributed power source. This can therefore increase the utilization of the power generated by the distributed power source during independent operation.

また、本実施形態に係る第1電力制御装置12は、第2電力制御装置22に対し、遠隔出力制御形式のダミー指令を送ることによって上限の出力電力を設定することができる。遠隔出力制御の指令を受信する機能は既存のシステムが備えるものであるため、既存のシステムを制御プログラムの更新などで容易に本実施形態に係る電力制御システム1に変更することが可能である。 The first power control device 12 according to this embodiment can set the upper limit of output power by sending a dummy command in the form of a remote output control to the second power control device 22. Since the function of receiving a command for remote output control is provided in an existing system, it is possible to easily change an existing system to the power control system 1 according to this embodiment by updating the control program, etc.

また、本実施形態に係る第1電力制御装置12は、負荷60と接続される送電ラインPL3における電圧を一定にする電圧一定制御を実行することによって、複雑な演算を実行するようなことなく、蓄電池の放電と充電を自動的に切り替えることが可能である。 In addition, the first power control device 12 according to this embodiment can automatically switch between discharging and charging the storage battery without performing complex calculations by performing constant voltage control to keep the voltage in the power transmission line PL3 connected to the load 60 constant.

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、1つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上記した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。 Although the present disclosure has been described based on various drawings and examples, it should be noted that a person skilled in the art would easily be able to make various modifications or corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications or corrections are included in the scope of the present disclosure. For example, the functions contained in each functional unit can be rearranged so as not to cause logical inconsistencies. Multiple functional units may be combined into one or divided. Each of the above-mentioned embodiments of the present disclosure is not limited to being implemented faithfully according to each of the embodiments described, but may be implemented by combining each feature or omitting some features as appropriate.

上記の実施形態において、第1電力制御装置12は送電ラインPL3上の点CPにおける電圧を一定にする制御(電圧一定制御)を行った。ここで、図7に示すように電力制御システム1が第1電流検出部CT1及び第2電流検出部CT2を備え、第1電力制御装置12は第1電流検出部CT1及び第2電流検出部CT2からの検出値に基づいて電力B又は電力B´を調整する制御を行ってよい。 In the above embodiment, the first power control device 12 performed control to keep the voltage at point CP on the power transmission line PL3 constant (constant voltage control). Here, as shown in FIG. 7, the power control system 1 includes a first current detection unit CT1 and a second current detection unit CT2, and the first power control device 12 may perform control to adjust the power B or power B' based on the detection values from the first current detection unit CT1 and the second current detection unit CT2.

第1電流検出部CT1は、送電ラインPL3を経て負荷60に流れる電流を検出する。第2電流検出部CT2は、第2電力制御装置22から送電ラインPL1に流れる電流を検出する。第2電流検出部CT2は、上記の実施形態において基準電圧波形の検知に用いられる電流検出部CTの機能も兼ねる。第1電力制御装置12の第1制御部15は、第1電流検出部CT1の検出値(電流値)と電圧値(例えば第1インバータ14の出力側電圧値)とを乗算して電力Cを算出する。また、第1電力制御装置12の第1制御部15は、第2電流検出部CT2の検出値(電流値)と電圧値(例えば第1インバータ14の出力側電圧値)とを乗算して電力Aを算出する。そして、第1制御部15は、上記に説明した電力A、電力B及び電力Cの関係式又は電力A、電力B´及び電力Cの関係式が満たされるように、電力B又は電力B´を調整する制御を行ってよい。 The first current detection unit CT1 detects the current flowing through the power transmission line PL3 to the load 60. The second current detection unit CT2 detects the current flowing through the power transmission line PL1 from the second power control device 22. The second current detection unit CT2 also functions as the current detection unit CT used to detect the reference voltage waveform in the above embodiment. The first control unit 15 of the first power control device 12 multiplies the detection value (current value) of the first current detection unit CT1 by a voltage value (for example, the output side voltage value of the first inverter 14) to calculate the power C. The first control unit 15 of the first power control device 12 also multiplies the detection value (current value) of the second current detection unit CT2 by a voltage value (for example, the output side voltage value of the first inverter 14) to calculate the power A. The first control unit 15 may then perform control to adjust the power B or the power B' so that the relational equation of the power A, the power B, and the power C or the relational equation of the power A, the power B', and the power C described above is satisfied.

上記の実施形態において、第1分散電源10は蓄電装置であるものとして説明した。また、上記の実施形態において、第2分散電源20は太陽光発電装置であるものとして説明した。ここで、第1分散電源10は蓄電装置に限定されない。また、第2分散電源20は太陽光発電装置に限定されない。第1分散電源10は、例えば燃料電池装置とヒートポンプ給湯装置で構成される分散電源システムなどのような、給電と受電が可能な各種の非再生可能エネルギー電源とすることができる。また、第2分散電源20は、各種の再生可能エネルギー電源とすることができる。例えば、第2分散電源20は、固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell(SOFC))又は固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell(PEFC))のような燃料電池装置であってよい。また、例えば、第1分散電源10が蓄電装置である場合に、第2分散電源20が他の蓄電装置であってよい。 In the above embodiment, the first distributed power source 10 is described as a power storage device. In the above embodiment, the second distributed power source 20 is described as a solar power generation device. Here, the first distributed power source 10 is not limited to a power storage device. In addition, the second distributed power source 20 is not limited to a solar power generation device. The first distributed power source 10 can be various non-renewable energy power sources capable of supplying and receiving power, such as a distributed power source system composed of a fuel cell device and a heat pump hot water supply device. In addition, the second distributed power source 20 can be various renewable energy power sources. For example, the second distributed power source 20 may be a fuel cell device such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a polymer electrolyte fuel cell (PEFC). In addition, for example, when the first distributed power source 10 is a power storage device, the second distributed power source 20 may be another power storage device.

上記の実施形態において、電力制御システム1は1つの第1電力制御装置12と、1つの第2電力制御装置22とを含んで構成される。ここで、電力制御システム1は、複数の第1電力制御装置12を含んで構成されてよい。このとき、上記の電力Bは、複数の第1電力制御装置12の合計の交流電力である。また、電力制御システム1は、複数の第2電力制御装置22を含んで構成されてよい。このとき、上記の電力Aは、複数の第2電力制御装置22の合計の交流電力である。また、複数の第2電力制御装置22が接続される複数の第2電源21の一部が燃料電池である場合も同様である。ここで、自立運転時に燃料電池を起動させて電力を得るために、例えば疑似電流回路を用いる手法などの公知の手法を採用することができる。 In the above embodiment, the power control system 1 includes one first power control device 12 and one second power control device 22. Here, the power control system 1 may include multiple first power control devices 12. In this case, the power B is the total AC power of the multiple first power control devices 12. The power control system 1 may include multiple second power control devices 22. In this case, the power A is the total AC power of the multiple second power control devices 22. The same applies when some of the multiple second power sources 21 to which the multiple second power control devices 22 are connected are fuel cells. Here, in order to start the fuel cell during independent operation to obtain power, a known method such as a method using a pseudo current circuit can be adopted.

上記の実施形態において、電力制御システム1は、それぞれが単体で機能する標準的な第1分散電源10と第2分散電源20とを組み合わせて構成されることを説明した。ここで、電力制御システム1は、構成を変更することなく、過負荷保護機能及び過電圧保護機能を有する蓄電装置を第1分散電源10として用いることができる。ここで、過負荷保護機能及び過電圧保護機能は、負荷60と接続される送電ラインPL3における電圧が電圧不足又は過電圧の場合に、第1電力制御装置12が電力の出力を停止する機能である。上記のように、本実施形態に係る電力制御システム1において、第1電力制御装置12は電圧一定制御を行う。第1電力制御装置12は、送電ラインPL3における電圧が、電圧不足(例えば180V以下)又は過電圧(例えば220V以上)の状態になることを回避し、基準となる一定の電圧(例えば200V)を保つように制御する。そのため、第1分散電源10として過負荷保護機能及び過電圧保護機能を有する蓄電装置を採用した場合であっても、電力制御システム1は、過負荷保護機能及び過電圧保護機能が動作することを回避して、蓄電池及び太陽電池の発電電力を有効に活用することができる。電力制御システム1は、第1電力制御装置12が電圧一定制御を行わない場合であっても、過負荷保護機能及び過電圧保護機能が動作しない出力電圧範囲で負荷60と接続される送電ラインPL3における電圧を制御することが好ましい。 In the above embodiment, the power control system 1 is configured by combining a standard first distributed power source 10 and a standard second distributed power source 20, each of which functions independently. Here, the power control system 1 can use a storage device having an overload protection function and an overvoltage protection function as the first distributed power source 10 without changing the configuration. Here, the overload protection function and the overvoltage protection function are functions in which the first power control device 12 stops the output of power when the voltage in the power transmission line PL3 connected to the load 60 is undervoltage or overvoltage. As described above, in the power control system 1 according to this embodiment, the first power control device 12 performs constant voltage control. The first power control device 12 controls the voltage in the power transmission line PL3 to avoid being in a state of undervoltage (e.g., 180V or less) or overvoltage (e.g., 220V or more) and to maintain a constant reference voltage (e.g., 200V). Therefore, even if a storage device having an overload protection function and an overvoltage protection function is used as the first distributed power source 10, the power control system 1 can effectively utilize the power generated by the storage battery and the solar cell by avoiding the operation of the overload protection function and the overvoltage protection function. Even if the first power control device 12 does not perform constant voltage control, it is preferable that the power control system 1 controls the voltage in the power transmission line PL3 connected to the load 60 within an output voltage range in which the overload protection function and the overvoltage protection function do not operate.

また、本実施形態に係る電力制御システム1において、第2電力制御装置22に対して上限の出力電力が設定されるが、出力電力の上限設定は以下のようなタイミングで終了してよい。出力電力の上限設定は、自立運転でなくなった場合に終了してよい。また、出力電力の上限設定は、負荷60で消費される電力が第2電源21の発電電力より大きい場合において、第1電源11が供給可能な電力を失った(例えば蓄電池である第1電源11が空になった)タイミングで終了してよい。また、出力電力の上限設定は、第2電源21の発電電力が負荷60で消費される電力より大きい場合において、第1電源11が電力を消費できなくなった(例えば蓄電池である第1電源11が満充電となった)タイミングで終了してよい。 In addition, in the power control system 1 according to this embodiment, an upper limit of output power is set for the second power control device 22, but the setting of the upper limit of the output power may be terminated at the following timing. The setting of the upper limit of the output power may be terminated when the system is no longer operating independently. In addition, the setting of the upper limit of the output power may be terminated when the first power source 11 loses the power it can supply (for example, when the first power source 11, which is a storage battery, becomes empty) when the power consumed by the load 60 is greater than the power generated by the second power source 21. In addition, the setting of the upper limit of the output power may be terminated when the first power source 11 can no longer consume power (for example, when the first power source 11, which is a storage battery, becomes fully charged) when the power generated by the second power source 21 is greater than the power consumed by the load 60.

1 電力制御システム
10 第1分散電源
11 第1電源
12 第1電力制御装置
13 第1DC/DCコンバータ
14 第1インバータ
15 第1制御部
16 第1記憶部
17 第1通信部
20 第2分散電源
21 第2電源
22 第2電力制御装置
23 第2DC/DCコンバータ
24 第2インバータ
25 第2制御部
26 第2記憶部
27 第2通信部
31 主ブレーカー
32 連系リレー
33 連系リレー
34 自立運転リレー
40 分電盤
42 切替リレー
50 系統
60 負荷
70 通信装置
71 ネットワーク
72 電力サーバ
100 第1分散電源
120 第1電力制御装置
CT 電流検出部
CT1 第1電流検出部
CT2 第2電流検出部
PL1 送電ライン
PL2 送電ライン
PL3 送電ライン
REFERENCE SIGNS LIST 1 Power control system 10 First distributed power source 11 First power source 12 First power control device 13 First DC/DC converter 14 First inverter 15 First control unit 16 First memory unit 17 First communication unit 20 Second distributed power source 21 Second power source 22 Second power control device 23 Second DC/DC converter 24 Second inverter 25 Second control unit 26 Second memory unit 27 Second communication unit 31 Main breaker 32 Interconnection relay 33 Interconnection relay 34 Independent operation relay 40 Distribution board 42 Switching relay 50 System 60 Load 70 Communication device 71 Network 72 Power server 100 First distributed power source 120 First power control device CT Current detection unit CT1 First current detection unit CT2 Second current detection unit PL1 Power transmission line PL2 Power transmission line PL3 Power lines

Claims (11)

系統から解列された自立運転時に第1分散電源及び第2分散電源が出力する電力を負荷に供給可能な電力制御システムであって、
前記第1分散電源が出力する電力を制御する第1電力制御装置と、
前記第2分散電源が出力する電力を制御する第2電力制御装置と、を備え、
前記第1電力制御装置は、自立運転出力の機能を有し、
前記第2電力制御装置は、前記第2分散電源の単独運転を防止する単独運転防止機能を有し、
前記第1電力制御装置は、自立運転時に、
前記単独運転防止機能が動作しないように前記第2電力制御装置に対して上限の出力電力を設定し、かつ、
前記第1分散電源に、負荷で消費される電力から前記第2分散電源が出力する電力を差し引いた電力以上の電力を出力させる、又は、前記第1分散電源に、前記第2分散電源が出力する電力から前記負荷で消費される電力を差し引いた電力を消費させる、電力制御システム。
A power control system capable of supplying power output from a first distributed power source and a second distributed power source to a load during an isolated operation in which the first distributed power source and the second distributed power source are disconnected from a grid,
a first power control device that controls the power output by the first distributed power source;
a second power control device that controls the power output by the second distributed power source,
The first power control device has a function of independent operation output,
the second power control device has an islanding prevention function that prevents the second distributed power source from operating alone,
The first power control device, during an independent operation,
An upper limit of output power is set for the second power control device so that the isolated operation prevention function is not activated, and
A power control system that causes the first distributed power source to output power equal to or greater than the power consumed by a load minus the power output by the second distributed power source, or causes the first distributed power source to consume power equal to the power output by the second distributed power source minus the power consumed by the load.
前記第1電力制御装置は、前記第2電力制御装置に対し、遠隔出力制御形式の指令を送ることによって前記上限の出力電力を設定する、請求項1に記載の電力制御システム。 The power control system according to claim 1, wherein the first power control device sets the upper limit of output power by sending a command in the form of a remote output control to the second power control device. 前記第1電力制御装置は、前記負荷と接続される送電ラインにおける電圧を一定にする電圧一定制御を実行する、請求項1又は2に記載の電力制御システム。 The power control system according to claim 1 or 2, wherein the first power control device performs constant voltage control to keep the voltage in the power transmission line connected to the load constant. 前記第1分散電源は非再生可能エネルギー電源であり、
前記第2分散電源は再生可能エネルギー電源である、請求項1から3のいずれか一項に記載の電力制御システム。
the first distributed power source is a non-renewable energy power source;
The power control system according to claim 1 , wherein the second distributed power source is a renewable energy power source.
前記第1分散電源は蓄電池である、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力制御システム。 The power control system according to any one of claims 1 to 4, wherein the first distributed power source is a storage battery. 前記第2分散電源は太陽電池である、請求項1から5のいずれか一項に記載の電力制御システム。 The power control system according to any one of claims 1 to 5, wherein the second distributed power source is a solar cell. 前記第1電力制御装置は、
自立運転時であって前記第1分散電源から電力の出力が必要な状態の場合に、前記第1分散電源に、前記負荷で消費される電力から前記第2分散電源が出力する電力を差し引いた電力以上の電力を放電させる、請求項1から6のいずれか一項に記載の電力制御システム。
The first power control device is
7. The power control system according to claim 1, wherein, during autonomous operation and when power output from the first distributed power source is required, the first distributed power source is caused to discharge power equal to or greater than the power consumed by the load minus the power output by the second distributed power source.
前記第1電力制御装置は、
自立運転時であって前記第1分散電源に電力の供給が必要な状態の場合に、前記第1分散電源に、前記第2分散電源が出力する電力から前記負荷で消費される電力を差し引いた電力で充電させる、請求項1から7のいずれか一項に記載の電力制御システム。
The first power control device is
8. The power control system according to claim 1, wherein, when the system is operating autonomously and a supply of power to the first distributed power source is required, the first distributed power source is charged with power output by the second distributed power source minus power consumed by the load.
前記第1電力制御装置は、
過負荷保護機能及び過電圧保護機能が動作しない出力電圧範囲で前記負荷と接続される送電ラインにおける電圧を制御する、請求項1から8に記載の電力制御システム。
The first power control device is
9. The power control system according to claim 1, wherein the voltage in the power transmission line connected to the load is controlled within an output voltage range in which an overload protection function and an overvoltage protection function do not operate.
系統から解列された自立運転時に第1分散電源及び第2分散電源が出力する電力を負荷に供給可能な電力制御システムにおいて、前記第1分散電源が出力する電力を制御する電力制御装置であって、
前記電力制御装置は、自立運転出力の機能を有し、
前記電力制御装置は、自立運転時に、
前記第2分散電源が出力する電力を制御する第2電力制御装置が有する、前記第2分散電源の単独運転を防止する単独運転防止機能が動作しないように、前記第2分散電源が出力する電力に上限の出力電力を設定し、かつ、
前記第1分散電源に、負荷で消費される電力から前記第2分散電源が出力する電力を差し引いた電力以上の電力を出力させる、又は、前記第1分散電源に、前記第2分散電源が出力する電力から前記負荷で消費される電力を差し引いた電力を消費させる、電力制御装置。
A power control system capable of supplying power output from a first distributed power source and a second distributed power source to a load during isolated operation in which the first distributed power source and the second distributed power source are disconnected from a grid, the power control system comprising: a power control device for controlling the power output from the first distributed power source,
The power control device has a function of independent operation output,
The power control device, during an independent operation,
a second power control device that controls the power output by the second distributed power source has a function of preventing an islanding operation of the second distributed power source, and sets an upper limit of output power for the power output by the second distributed power source so that the islanding operation prevention function is not activated; and
A power control device that causes the first distributed power source to output power equal to or greater than the power consumed by a load minus the power output by the second distributed power source, or causes the first distributed power source to consume power equal to the power output by the second distributed power source minus the power consumed by the load.
系統から解列された自立運転時に第1分散電源及び第2分散電源が出力する電力を負荷に供給可能な電力制御システムにおいて、前記第1分散電源が出力する電力を制御する電力制御方法であって、
自立運転時に、
前記第2分散電源が出力する電力を制御する第2電力制御装置が有する、前記第2分散電源の単独運転を防止する単独運転防止機能が動作しないように、前記第2分散電源が出力する電力に上限の出力電力を設定し、かつ、
前記第1分散電源に、負荷で消費される電力から前記第2分散電源が出力する電力を差し引いた電力以上の電力を出力させる、又は、前記第1分散電源に、前記第2分散電源が出力する電力から前記負荷で消費される電力を差し引いた電力を消費させる、電力制御方法。
1. A power control method for controlling power output by a first distributed power source in a power control system capable of supplying power output by a first distributed power source and a second distributed power source to a load during isolated operation in which the first distributed power source and the second distributed power source are disconnected from a grid, comprising:
During autonomous operation,
a second power control device that controls the power output by the second distributed power source has a function of preventing an islanding operation of the second distributed power source, and sets an upper limit of output power for the power output by the second distributed power source so that the islanding operation prevention function is not activated; and
A power control method for causing the first distributed power source to output power equal to or greater than the power consumed by a load minus the power output by the second distributed power source, or for causing the first distributed power source to consume power equal to the power output by the second distributed power source minus the power consumed by the load.
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