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JP7830005B2 - Power converters, control devices, and distributed power systems - Google Patents
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JP7830005B2 - Power converters, control devices, and distributed power systems - Google Patents

Power converters, control devices, and distributed power systems

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JP7830005B2
JP7830005B2 JP2023014070A JP2023014070A JP7830005B2 JP 7830005 B2 JP7830005 B2 JP 7830005B2 JP 2023014070 A JP2023014070 A JP 2023014070A JP 2023014070 A JP2023014070 A JP 2023014070A JP 7830005 B2 JP7830005 B2 JP 7830005B2
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Description

本発明の実施形態は、電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a power conversion device, a control device, and a distributed power supply system.

電力系統に接続された太陽光発電機、風力発電機、バッテリなどの分散型電源を用いた分散型電源システムにおいて、分散型電源の連系点の電圧変動分を補償するように、分散型電源から連系点に無効電力を注入することが行われている。無効電力の注入は、分散型電源の電力を電力系統に応じた電力に変換する電力変換装置によって制御される。また、分散型電源システムは、電力変換装置の動作を制御する制御装置を備える場合がある。 In distributed power systems using distributed power sources such as solar power generators, wind turbines, and batteries connected to the power grid, reactive power is injected from the distributed power sources to the grid connection point to compensate for voltage fluctuations at the grid connection point. The injection of reactive power is controlled by a power converter that converts the power from the distributed power sources into power appropriate for the power grid. Furthermore, the distributed power system may include a control device that controls the operation of the power converter.

例えば、分散型電源の連系点からみた見かけの系統特性を最小二乗法や拡張カルマンフィルタなどの演算手法を用いることによって推定し、推定結果に基づいた無効電力を注入することが検討されている。これにより、系統インピーダンスなどに対応した無効電力を注入することができ、系統インピーダンスが大きい場合などにも電圧の変動を抑制することができる。 For example, it is being considered to estimate the apparent system characteristics from the interconnection point of distributed power sources using computational methods such as the least squares method and extended Kalman filters, and then inject reactive power based on the estimation results. This allows for the injection of reactive power corresponding to system impedance, and can suppress voltage fluctuations even when system impedance is high.

系統特性の推定は、例えば、電力系統との連系点の有効電力、無効電力、及び電圧などの計測値に基づいて行われる。しかしながら、こうした計測値には、計測誤差などにともなうノイズが重畳する可能性がある。また、系統特性は、例えば、電力系統網内での遮断器の入り切りによる経路変更、あるいは直近の負荷や電源のトリップなどにより、急激に大きく変化する場合がある。 System characteristics are estimated based on measured values such as active power, reactive power, and voltage at the connection point with the power system. However, these measured values may be superimposed with noise due to measurement errors, etc. Furthermore, system characteristics can change rapidly and significantly due to factors such as circuit breaker switching within the power grid, or tripping of nearby loads or power sources.

ノイズに強い演算手法を用いて系統特性の推定を行った場合には、系統特性が変化した場合に、変化後の系統特性を適切に推定するまでに時間がかかってしまうことが懸念される。反対に、系統特性の変化に対する追従性の高い演算手法を用いた場合には、計測値にノイズが重畳した場合に、系統特性の推定の誤差がノイズの影響によって大きくなってしまうことが懸念される。 When estimating system characteristics using computational methods robust to noise, there is a concern that it may take a long time to accurately estimate the system characteristics after they have changed. Conversely, when using computational methods highly responsive to changes in system characteristics, there is a concern that the error in estimating system characteristics will increase due to the influence of noise if noise is superimposed on the measured values.

このように、計測値のノイズへの耐性を高めようとすると、系統特性の変化への追従性が低下してしまい、系統特性の変化への追従性を高めようとすると、計測値に重畳するノイズにも過敏に反応して系統特性の推定の誤差が大きくなってしまう恐れがある。 Thus, attempting to improve the noise tolerance of measured values reduces the ability to track changes in system characteristics, and attempting to improve the ability to track changes in system characteristics can lead to oversensitivity to noise superimposed on the measured values, potentially increasing the error in estimating system characteristics.

このため、電力変換装置、電力変換装置の動作を制御する制御装置、及びこれらを用いた分散型電源システムでは、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高められるようにすることが望まれる。 Therefore, it is desirable that power converters, control devices that manage the operation of power converters, and distributed power systems using these components be designed to improve both the resistance to noise in measured values and the ability to track changes in grid characteristics.

特開2017-63525号公報Japanese Patent Publication No. 2017-63525

Nikolaus Hansen. The CMA Evolution Strategy: A Tutorial. 2005. hal-01297037Nikolaus Hansen. The CMA Evolution Strategy: A Tutorial. 2005. hal-01297037

本発明の実施形態は、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システムを提供する。 Embodiments of the present invention provide a power conversion device, a control device, and a distributed power supply system that can improve resistance to noise in measured values while also improving the ability to track changes in system characteristics.

本発明の実施形態によれば、分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置であって、前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、前記主回路部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、を有し、前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, a power conversion device connects a distributed power source to a power system by converting the power of the distributed power source into AC power corresponding to a power system connected to an infinite bus power system, and supplying the converted AC power to the power system, comprising: a main circuit unit that converts the power of the distributed power source into AC power corresponding to the power system; and a control unit that controls the operation of the main circuit unit, wherein the control unit calculates an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system based on the active power value of the connection point with the power system, the reactive power value of the connection point, and the voltage value of the connection point; and an estimated value calculation unit that calculates an estimated value of the resistance component of the system impedance and the reactive value of the system impedance. A power converter is provided, comprising: a reactive power calculation unit that calculates a reactive power command value for the reactive power supplied to the power system based on an estimated actance component and an estimated voltage value of the infinite busbar power system; and a drive circuit that drives the main circuit unit to output a predetermined active power and reactive power corresponding to the reactive power command value. The estimation unit receives period data including multiple active power values, multiple reactive power values, and multiple voltage values for a predetermined period, and applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the input period data to calculate an estimated resistance component of the system impedance of the power system, an estimated reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated voltage value of the infinite busbar power system based on the period data.

計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システムが提供される。 A power converter, control device, and distributed power system are provided that can improve resistance to noise in measured values while also enhancing the ability to track changes in grid characteristics.

実施形態に係る分散型電源システムを模式的に表すブロック図である。This is a block diagram schematically representing a distributed power supply system according to the embodiment. 実施形態に係る分散型電源システムの電力変換装置を模式的に表すブロック図である。This is a schematic block diagram showing a power conversion device for a distributed power supply system according to an embodiment. 実施形態に係る推定値演算部を模式的に表すブロック図である。This is a schematic block diagram showing the estimated value calculation unit according to the embodiment. 推定部の動作を模式的に表すフローチャートである。This is a flowchart that schematically represents the operation of the estimation unit. 図5(a)及び図5(b)は、期間データの一例を模式的に表すグラフである。Figures 5(a) and 5(b) are schematic graphs that represent an example of period data. 図6(a)~図6(d)は、推定部の演算結果の一例を模式的に表すグラフである。Figures 6(a) to 6(d) are schematic graphs illustrating an example of the calculation results of the estimation unit. 実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。This is a schematic block diagram showing a modified example of the estimated value calculation unit according to the embodiment. 実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。This is a schematic block diagram showing a modified example of the estimated value calculation unit according to the embodiment. 実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。This is a schematic block diagram showing a modified example of the estimated value calculation unit according to the embodiment. 実施形態に係る分散型電源システムの変形例を模式的に表すブロック図である。This is a block diagram schematically representing a modified example of the distributed power supply system according to the embodiment.

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Each embodiment will be described below with reference to the drawings.
Please note that the drawings are schematic or conceptual, and the relationships between the thickness and width of each part, as well as the ratios of the sizes of the parts, are not necessarily identical to those of reality. Furthermore, even when representing the same part, the dimensions and ratios may differ between drawings.
In this specification and in each figure, elements similar to those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations are omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係る分散型電源システムを模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、分散型電源システム2は、無限大母線電力系統3につながる電力系統4と、分散型電源6と、電力変換装置10と、を備える。電力系統4の電力は、交流電力である。電力系統4の電力は、例えば、三相交流電力である。
Figure 1 is a block diagram schematically representing a distributed power supply system according to an embodiment.
As shown in Figure 1, the distributed power system 2 comprises a power system 4 connected to an infinite busbar power system 3, a distributed power source 6, and a power converter 10. The power of the power system 4 is alternating current power. The power of the power system 4 is, for example, three-phase alternating current power.

分散型電源6は、例えば、ソーラーパネルである。分散型電源6の電力は、直流電力である。電力変換装置10は、分散型電源6と接続されるとともに、変圧器12、14などを介して電力系統4と接続される。電力変換装置10は、分散型電源6の直流電力を電力系統4に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統4に供給することにより、分散型電源6を電力系統4と連系させる。 The distributed power source 6 is, for example, a solar panel. The power from the distributed power source 6 is direct current (DC) power. The power converter 10 is connected to the distributed power source 6 and also to the power system 4 via transformers 12, 14, etc. The power converter 10 converts the DC power from the distributed power source 6 into AC power corresponding to the power system 4, and supplies the converted AC power to the power system 4, thereby connecting the distributed power source 6 to the power system 4.

分散型電源6は、ソーラーパネルに限ることなく、例えば、風力発電機やガスタービン発電機などの他の発電機でもよい。また、分散型電源6は、例えば、蓄電池やコンデンサなどを用いた蓄電装置などでもよい。分散型電源6の電力は、直流電力に限ることなく、交流電力などでもよい。電力変換装置10の構成は、分散型電源6から供給された電力を電力系統4に対応した交流電力に変換可能な任意の構成でよい。 The distributed power source 6 is not limited to solar panels; it may also be other generators such as wind turbines or gas turbines. Furthermore, the distributed power source 6 may also be an energy storage device using batteries or capacitors. The power from the distributed power source 6 is not limited to DC power; it may also be AC power. The configuration of the power conversion device 10 may be any configuration capable of converting the power supplied from the distributed power source 6 into AC power compatible with the power grid 4.

電力系統4の直近には、分散型電源6及び電力変換装置10の他に、例えば、需要家16(負荷)や他の発電機18などが接続される可能性がある。電力変換装置10は、分散型電源6の出力に基づき、有効電力を電力系統4に供給するとともに、最適な無効電力を電力系統4に供給する。これにより、電力変換装置10は、自身の有効電力の供給、及び需要家16や発電機18の影響によって、電力系統4との連系点LPの電圧が変動してしまうことを抑制する。 Immediately adjacent to power system 4, in addition to distributed power sources 6 and power converter 10, other potential connections include, for example, consumers 16 (loads) and other generators 18. The power converter 10 supplies active power to power system 4 based on the output of distributed power sources 6, and also supplies optimal reactive power to power system 4. This allows the power converter 10 to suppress voltage fluctuations at the connection point LP with power system 4, which are caused by its own active power supply and the influence of consumers 16 and generators 18.

分散型電源システム2は、例えば、複数の分散型電源6と、複数の分散型電源6のそれぞれに対応する複数の電力変換装置10と、を備える。但し、分散型電源システム2に設けられる分散型電源6の台数及び電力変換装置10の台数は、任意の数でよい。分散型電源6の台数及び電力変換装置10の台数は、1台でもよい。また、電力変換装置10の台数は、必ずしも分散型電源6の台数と同じでなくてもよい。例えば、1台の電力変換装置10に対して複数台の分散型電源6を接続してもよい。 The distributed power system 2 comprises, for example, multiple distributed power sources 6 and multiple power converters 10 corresponding to each of the multiple distributed power sources 6. However, the number of distributed power sources 6 and power converters 10 provided in the distributed power system 2 can be any number. The number of distributed power sources 6 and power converters 10 may be just one. Furthermore, the number of power converters 10 does not necessarily have to be the same as the number of distributed power sources 6. For example, multiple distributed power sources 6 may be connected to a single power converter 10.

図2は、実施形態に係る分散型電源システムの電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図2に表したように、電力変換装置10は、主回路部40と、制御部42と、を有する。主回路部40は、分散型電源6から供給された直流電力又は交流電力を、電力系統4に対応した交流電力に変換する。制御部42は、主回路部40の動作を制御する。
Figure 2 is a schematic block diagram showing a power conversion device for a distributed power supply system according to an embodiment.
As shown in Figure 2, the power converter 10 has a main circuit section 40 and a control section 42. The main circuit section 40 converts DC power or AC power supplied from the distributed power source 6 into AC power corresponding to the power system 4. The control section 42 controls the operation of the main circuit section 40.

主回路部40は、例えば、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子のオン・オフにより、電力の変換を行う。制御部42は、主回路部40の複数のスイッチング素子のオン・オフの切り替えを制御することにより、主回路部40による電力の変換を制御する。主回路部40には、例えば、周知のインバータ回路が用いられる。主回路部40の構成は、上記の電力変換を行うことができる任意の構成でよい。 The main circuit section 40, for example, has multiple switching elements, and performs power conversion by switching the multiple switching elements on and off. The control unit 42 controls the power conversion by the main circuit section 40 by controlling the on/off switching of the multiple switching elements of the main circuit section 40. For example, a well-known inverter circuit is used in the main circuit section 40. The configuration of the main circuit section 40 can be any configuration that can perform the above power conversion.

分散型電源システム2は、例えば、計測装置20、22をさらに備える。計測装置20は、分散型電源6から電力変換装置10に入力される直流電圧の電圧値Vdc、及び分散型電源6から電力変換装置10に入力される直流電流の電流値Idcを検出し、検出した電圧値Vdc及び電流値Idcを制御部42に入力する。 The distributed power system 2 further includes, for example, measuring devices 20 and 22. The measuring device 20 detects the voltage value Vdc of the DC voltage input from the distributed power source 6 to the power converter 10, and the current value Idc of the DC current input from the distributed power source 6 to the power converter 10, and inputs the detected voltage value Vdc and current value Idc to the control unit 42.

制御部42は、例えば、直流電力を分散型電源6の最大電力点に追従させるMPPT(Maximum Power Point Tracking)方式の制御を行う。制御部42は、例えば、計測装置20によって検出された電圧値Vdc及び電流値Idcを基に、分散型電源6の最大電力点(最適動作点)を抽出し、抽出した最大電力点に応じた有効電力を電力系統4に供給するように、主回路部40の動作を制御する。 The control unit 42, for example, performs MPPT (Maximum Power Point Tracking) control to make the DC power track the maximum power point of the distributed power source 6. For example, based on the voltage value Vdc and current value Idc detected by the measuring device 20, the control unit 42 extracts the maximum power point (optimal operating point) of the distributed power source 6 and controls the operation of the main circuit unit 40 to supply active power corresponding to the extracted maximum power point to the power system 4.

但し、電力変換装置10から電力系統4に供給する有効電力の決定方法は、MPPT方式に限るものではない。電力変換装置10から電力系統4に供給する有効電力は、例えば、上位のコントローラなどから入力される有効電力指令値に基づいて決定してもよい。制御部42は、入力された有効電力指令値に応じた有効電力を電力系統4に供給するように、主回路部40の動作を制御してもよい。 However, the method for determining the active power supplied from the power converter 10 to the power system 4 is not limited to the MPPT method. The active power supplied from the power converter 10 to the power system 4 may be determined, for example, based on an active power command value input from a higher-level controller. The control unit 42 may control the operation of the main circuit unit 40 to supply active power to the power system 4 according to the input active power command value.

計測装置22は、電力変換装置10の電力系統4との連系点LPの有効電力値Pと、連系点LPの無効電力値Qと、連系点LPの電圧値Vsと、を検出し、検出した有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを制御部42に入力する。 The measuring device 22 detects the active power value P, the reactive power value Q, and the voltage value Vs at the interconnection point LP of the power converter 10 with the power system 4, and inputs the detected active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs to the control unit 42.

制御部42は、推定値演算部50と、無効電力演算部52と、駆動回路54と、を有する。制御部42は、計測装置22から入力された有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを推定値演算部50に入力する。 The control unit 42 comprises an estimated value calculation unit 50, a reactive power calculation unit 52, and a drive circuit 54. The control unit 42 inputs the active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs, received from the measuring device 22, into the estimated value calculation unit 50.

推定値演算部50は、計測装置22から入力された有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを基に、電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分Rの推定値^Rと、電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分Xの推定値^Xと、無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrと、を演算する。なお、^Rなどの推定値を表す^(ハット)は、図2などに表すように、Rなどの直上に表記されるものであるが、明細書中においては、書式形式の都合により、^Rのように、ずらして表記するものとする。 The estimation unit 50 calculates the estimated value ^R of the resistance component R of the power system 4's system impedance, the estimated value ^X of the reactance component X of the power system 4's system impedance, and the estimated value ^Vr of the voltage Vr of the infinite bus power system 3, based on the active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs input from the measuring device 22. Note that the ^ (hat) symbol representing estimated values such as ^R is normally placed directly above R, as shown in Figure 2, but in this specification, for formatting reasons, it will be offset, as shown ^R.

推定値演算部50は、換言すれば、有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを基に、電力系統4の系統特性を推定する。この際、推定値演算部50は、図2に表したように、電力系統4の系統モデルを系統インピーダンスの抵抗成分R及びリアクタンス成分Xのみの最も簡素な系統モデルとして考える。推定値演算部50は、演算した各推定値^R、^X、^Vrを無効電力演算部52に入力する。 In other words, the estimation unit 50 estimates the system characteristics of power system 4 based on the active power value P, the reactive power value Q, and the voltage value Vs. In this process, as shown in Figure 2, the estimation unit 50 considers the system model of power system 4 as the simplest system model, consisting only of the resistive component R and the reactance component X of the system impedance. The estimation unit 50 inputs the calculated estimated values ^R, ^X, and ^Vr to the reactive power calculation unit 52.

無効電力演算部52は、推定値演算部50から入力された各推定値^R、^X、^Vrを基に、電力系統4に供給する無効電力の無効電力指令値Qopを演算する。無効電力演算部52は、演算した無効電力指令値Qopを駆動回路54に入力する。 The reactive power calculation unit 52 calculates the reactive power command value Qop to be supplied to the power system 4 based on the estimated values ^R, ^X, and ^Vr input from the estimated value calculation unit 50. The reactive power calculation unit 52 inputs the calculated reactive power command value Qop to the drive circuit 54.

無効電力演算部52は、例えば、次の(1)式により、各推定値^R、^X、^Vrから無効電力指令値Qopを演算する。無効電力演算部52は、各推定値^R、^X、^Vr及び有効電力値Pを基に、最適な無効電力指令値Qopを演算する。なお、(1)式において、「sign」は、符号関数である。
The reactive power calculation unit 52 calculates the reactive power command value Qop from each estimated value ^R, ^X, and ^Vr using, for example, the following equation (1). The reactive power calculation unit 52 calculates the optimal reactive power command value Qop based on each estimated value ^R, ^X, ^Vr and the active power value P. In equation (1), "sign" is the sign function.

駆動回路54には、無効電力演算部52で演算された無効電力指令値Qopが入力されるとともに、計測装置20で計測された分散型電源6の電圧値Vdc及び電流値Idcが入力される。 The drive circuit 54 receives the reactive power command value Qop calculated by the reactive power calculation unit 52, as well as the voltage value Vdc and current value Idc of the distributed power supply 6 measured by the measuring device 20.

駆動回路54は、電圧値Vdc及び電流値Idcに基づくMPPT方式の制御によって有効電力を決定し、決定した有効電力及び無効電力指令値Qopに対応する無効電力を出力するように、主回路部40を駆動する。駆動回路54は、主回路部40の複数のスイッチング素子のオン・オフを切り替えることにより、決定した有効電力及び無効電力指令値Qopに対応する無効電力を、主回路部40から電力系統4に供給する。 The drive circuit 54 determines the active power by MPPT control based on the voltage value Vdc and the current value Idc, and drives the main circuit unit 40 to output the determined active power and reactive power corresponding to the reactive power command value Qop. The drive circuit 54 supplies the determined active power and reactive power corresponding to the reactive power command value Qop from the main circuit unit 40 to the power system 4 by switching the on and off states of multiple switching elements in the main circuit unit 40.

計測装置22及び推定値演算部50は、定期的に有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを取得する。推定値演算部50は、有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを取得する毎に、各推定値^R、^X、^Vrを演算(予測)する。 The measuring device 22 and the estimation unit 50 periodically acquire the active power value P, the reactive power value Q, and the voltage value Vs. Each time the estimation unit 50 acquires the active power value P, the reactive power value Q, and the voltage value Vs, it calculates (predicts) the respective estimated values ^R, ^X, and ^Vr.

無効電力演算部52は、推定値演算部50から各推定値^R、^X、^Vrが入力される毎に、無効電力指令値Qopを演算する。駆動回路54は、無効電力指令値Qopが入力される毎に、主回路部40の制御信号を生成し、有効電力及び無効電力を主回路部40から電力系統4に供給する。制御部42は、上記の処理を繰り返すことにより、分散型電源6に応じた有効電力を電力系統4に供給するとともに、電力系統4の系統特性に応じた無効電力を電力系統4に随時供給する。 The reactive power calculation unit 52 calculates the reactive power command value Qop each time it receives the estimated values ^R, ^X, and ^Vr from the estimated value calculation unit 50. The drive circuit 54 generates a control signal for the main circuit unit 40 each time the reactive power command value Qop is received, and supplies active power and reactive power from the main circuit unit 40 to the power system 4. The control unit 42 repeats the above process, supplying active power to the power system 4 according to the distributed power source 6, and also supplying reactive power to the power system 4 as needed, according to the system characteristics of the power system 4.

このように、有効電力及び無効電力を電力系統4に供給することにより、電力変換装置10から電力系統4への有効電力の供給や、需要家16及び発電機18などの影響による連系点LPの電圧の変動を抑制することができる。例えば、連系点LPの電圧値Vsの変動を±2%以内に抑えることができる。 In this way, by supplying active and reactive power to the power system 4, it is possible to suppress the supply of active power from the power converter 10 to the power system 4, and to suppress voltage fluctuations at the interconnection point LP caused by the influence of consumers 16 and generators 18. For example, fluctuations in the voltage value Vs at the interconnection point LP can be kept within ±2%.

図3は、実施形態に係る推定値演算部を模式的に表すブロック図である。
図3に表したように、推定値演算部50は、データ生成部60と、推定部62と、を有する。
Figure 3 is a block diagram schematically representing the estimation calculation unit according to the embodiment.
As shown in Figure 3, the estimated value calculation unit 50 includes a data generation unit 60 and an estimation unit 62.

データ生成部60は、計測装置22から入力された有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを基に、所定の期間の複数の有効電力値P、複数の無効電力値Q、及び複数の電圧値Vsを含む期間データの生成を行う。データ生成部60は、生成した期間データを推定部62に入力する。 The data generation unit 60 generates period data containing multiple active power values P, multiple reactive power values Q, and multiple voltage values Vs for a predetermined period, based on the active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs input from the measuring device 22. The data generation unit 60 then inputs the generated period data to the estimation unit 62.

データ生成部60は、例えば、計測装置22から入力された有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを所定の期間記憶することにより、計測装置22からの入力に基づいて期間データを生成する。 The data generation unit 60 generates period data based on the input from the measuring device 22 by, for example, storing the active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs input from the measuring device 22 for a predetermined period.

計測装置22は、例えば、有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsの検出を数秒周期で行う。この場合、所定の期間は、例えば、5分間~30分間などの数分間の期間である。例えば、計測装置22の計測の周期が5秒間で、所定の期間が30分間である場合には、期間データは、それぞれ360個の有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを含むデータである。但し、期間データの所定の期間は、上記に限ることなく、任意の期間でよい。計測装置22の計測の周期は、上記に限ることなく、任意の周期でよい。 The measuring device 22 detects, for example, the active power value P, the reactive power value Q, and the voltage value Vs at intervals of several seconds. In this case, the predetermined period is, for example, a period of several minutes, such as 5 minutes to 30 minutes. For example, if the measurement period of the measuring device 22 is 5 seconds and the predetermined period is 30 minutes, the period data will contain 360 data points each for the active power value P, the reactive power value Q, and the voltage value Vs. However, the predetermined period for the period data is not limited to the above and may be any period. The measurement period of the measuring device 22 is not limited to the above and may be any period.

また、データ生成部60は、例えば、移動窓の処理によって期間データの生成を行う。データ生成部60は、所定の期間の経過に応じて期間データを生成した後に、計測装置22から次の有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsの入力を受けた際に、最も古い有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsのデータを削除し、入力された新しい有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsのデータを追加することにより、次の期間データを生成する。この場合、データ生成部60は、計測装置22から有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsの入力を受ける毎に期間データを生成し、生成した期間データを推定部62に入力する。 Furthermore, the data generation unit 60 generates period data, for example, by processing a moving window. After generating period data according to the elapsed time of a predetermined period, when the data generation unit 60 receives input of the next active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs from the measuring device 22, it deletes the oldest active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs data and adds the newly input active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs data to generate the next period data. In this case, the data generation unit 60 generates period data each time it receives input of the active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs from the measuring device 22, and inputs the generated period data to the estimation unit 62.

但し、データ生成部60による期間データの生成方法は、上記に限定されるものではない。データ生成部60は、例えば、期間データを生成する毎に、有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsのデータの蓄積を最初から始めることにより、所定の期間の経過毎に期間データを生成してもよい。有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsの各データは、計測装置22に限ることなく、例えば、上位のコントローラなどからデータ生成部60に入力してもよい。データ生成部60の構成は、有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsの入力を受け、入力された有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを基に、所定の期間の複数の有効電力値P、複数の無効電力値Q、及び複数の電圧値Vsを含む期間データの生成を行うことが可能な任意の構成でよい。 However, the method of generating period data by the data generation unit 60 is not limited to the above. For example, the data generation unit 60 may generate period data at predetermined intervals by starting the accumulation of active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs data from scratch each time period data is generated. The data for active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs may be input to the data generation unit 60 from sources other than the measuring device 22, such as a higher-level controller. The configuration of the data generation unit 60 can be any configuration capable of receiving input of active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs, and generating period data containing multiple active power values P, multiple reactive power values Q, and multiple voltage values Vs for a predetermined period based on the input active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs.

また、期間データは、必ずしも推定値演算部50(データ生成部60)で生成しなくてもよい。期間データは、例えば、計測装置22や上位のコントローラなどで生成してもよい。推定値演算部50は、例えば、計測装置22や上位のコントローラなどから期間データの入力を受け、入力された期間データを推定部62に入力する構成としてもよい。このように、データ生成部60は、推定値演算部50に必要に応じて設けられ、省略可能である。計測装置22や上位のコントローラなどの外部の機器から期間データを推定値演算部50に入力する場合には、データ生成部60は、推定値演算部50から省略される。 Furthermore, the period data does not necessarily have to be generated by the estimation unit 50 (data generation unit 60). The period data may be generated, for example, by a measuring device 22 or a higher-level controller. The estimation unit 50 may be configured to receive period data input from, for example, the measuring device 22 or a higher-level controller, and input the input period data to the estimation unit 62. Thus, the data generation unit 60 can be provided in the estimation unit 50 as needed and is optional. When period data is input to the estimation unit 50 from an external device such as the measuring device 22 or a higher-level controller, the data generation unit 60 is omitted from the estimation unit 50.

推定部62は、期間データの入力を受け、入力された期間データに対して共分散行列適応進化戦略(CMA-ES:Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy)を適用することにより、期間データを基に、電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分Rの推定値^Rと、電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分Xの推定値^Xと、無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrと、を演算する。推定部62は、換言すれば、共分散行列適応進化戦略を用いることにより、期間データを代表する系統特性(^R、^X、^Vr)を演算する。 The estimation unit 62 receives period data as input and applies a Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES) to the input period data. Based on this, it calculates the estimated value of the resistance component R of the power system 4's system impedance, the estimated value of the reactance component X of the power system 4's system impedance, and the estimated value of the voltage Vr of the infinite busbar power system 3, ^Vr. In other words, the estimation unit 62 calculates representative system characteristics (^R, ^X, ^Vr) of the period data by using the Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy.

共分散行列適応進化戦略は、確率変数ベクトルの確率分布を表す多変量正規分布N(m,σC)を用いて解の探索を行う手法である。ここで、mは、平均ベクトルであり、Cは、共分散行列(分散共分散行列)であり、σは、ステップサイズである。平均ベクトルmは、解である抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの平均値を表すベクトルである。ステップサイズσは、探索地点と最適解との距離に応じて増減するスカラー値であり、共分散行列Cの補正を行うことにより、探索速度を高める役割を持つパラメータである。 The covariance matrix adaptive evolutionary strategy is a method for searching for solutions using a multivariate normal distribution N(m, σ²C ) that represents the probability distribution of random variable vectors. Here, m is the mean vector, C is the covariance matrix (variance-covariance matrix), and σ is the step size. The mean vector m is a vector representing the mean values of the solution's resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr. The step size σ is a scalar value that increases or decreases depending on the distance between the search point and the optimal solution, and it is a parameter that plays a role in increasing the search speed by correcting the covariance matrix C.

図4は、推定部の動作を模式的に表すフローチャートである。
図4は、より詳しくは、推定部62による共分散行列適応進化戦略を用いた系統特性の推定演算の動作の一例を表す。
Figure 4 is a flowchart schematically illustrating the operation of the estimation unit.
Figure 4 shows, in more detail, an example of the operation of the estimation calculation of phylogenetic characteristics using the covariance matrix adaptive evolutionary strategy by the estimation unit 62.

推定部62は、系統特性の演算を行う場合、まず、データ生成部60などから入力された期間データを共分散行列適応進化戦略の入力データとして設定する(図4のステップS101)。 When the estimation unit 62 performs calculations of phylogenetic characteristics, it first sets the period data input from the data generation unit 60, etc., as input data for the covariance matrix adaptive evolutionary strategy (step S101 in Figure 4).

推定部62は、期間データを設定した後、共分散行列適応進化戦略の各パラメータの初期化を行う(図4のステップS102)。推定部62は、共分散行列Cを単位行列で初期化する。推定部62は、抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの平均値の初期値R、X、Vrで平均ベクトルmを初期化する。初期値R、X、Vrは、例えば、電力系統4において取り得る抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrの代表的な値に設定される。推定部62は、ステップサイズσを初期値σに初期化する。初期値σは、探索空間(R、X、Vr)に応じた0以上の任意の値に設定される。 After setting the period data, the estimation unit 62 initializes each parameter of the covariance matrix adaptive evolutionary strategy (step S102 in Figure 4). The estimation unit 62 initializes the covariance matrix C with the identity matrix. The estimation unit 62 initializes the mean vector m with the initial values R₀ , X₀ , and Vr₀ of the mean values of the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr, respectively. The initial values R₀ , X₀ , and Vr₀ are set to, for example, typical values of the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr that can be taken in the power system 4. The estimation unit 62 initializes the step size σ to the initial value σ₀ . The initial value σ₀ is set to any value greater than or equal to 0 depending on the search space (R, X, Vr).

また、推定部62は、共分散行列適応進化戦略に用いられる共分散行列Cの進化パスp、及びステップサイズσの進化パスpσを0に初期化する。進化パスp及び進化パスpσは、過去の世代における個体の移動方向を累積することで、最適化の安定性を高めるためのものである。 Furthermore, the estimation unit 62 initializes the evolutionary path p C of the covariance matrix C used in the covariance matrix adaptive evolutionary strategy, and the evolutionary path p σ with step size σ, to 0. The evolutionary paths p C and p σ are used to increase the stability of optimization by accumulating the movement directions of individuals in past generations.

推定部62は、各パラメータの初期化を行った後、多変量正規分布N(m,σC)に従う複数の探索点xの演算を行う(図4のステップS103)。推定部62は、λ個の探索点xを演算によって生成する。探索点xの数λは、例えば、目的関数の入力次元数をNとする時に、λ=4+3・ln Nによって求められる。この例において、入力次元数Nは、抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrの3であるから、λは、例えば、7である。すなわち、推定部62は、7個の探索点xを生成する。但し、探索点xの数λは、上記に限ることなく、任意の値でよい。 After initializing each parameter, the estimation unit 62 performs calculations for multiple search points x that follow a multivariate normal distribution N(m, σ²C ) (step S103 in Figure 4). The estimation unit 62 generates λ search points x through calculations. The number of search points x, λ, can be determined, for example, by the formula λ = 4 + 3 ln N, where N is the input dimension of the objective function. In this example, the input dimension N is 3, consisting of the resistance component R, the reactance component X, and the voltage value Vr, so λ is, for example, 7. That is, the estimation unit 62 generates 7 search points x. However, the number of search points x, λ, is not limited to the above and can be any value.

推定部62は、λ個の探索点xの演算において、まず、共分散行列Cを以下の形に固有値分解する。なお、下式において、Bは、直交行列である。Dは、共分散行列Cの固有値の平方根を対角要素とする対角行列である。Tは、転置を表す。
C=BDDB
次に、推定部62は、標準正規分布N(0,I)から入力次元数Nに応じた数の乱数を含むベクトルzを生成する。この例では、3個の正規分布乱数を含むベクトルzを生成する。推定部62は、ベクトルzを生成した後、下式により、探索点xを演算する。
y=BDz
x=m+σy
上式において、yは、標準正規分布から生成されたベクトルzの線形変換を表す。推定部62は、ベクトルzの生成、及び探索点xの演算をλ回繰り返すことにより、λ個の探索点xを演算する。複数の探索点xのそれぞれは、換言すれば、乱数的に発生させた抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの値を含むベクトルである。
In calculating the λ search points x, the estimation unit 62 first decomposes the covariance matrix C into the following form. In the equation below, B is an orthogonal matrix. D is a diagonal matrix whose diagonal elements are the square roots of the eigenvalues of the covariance matrix C. T represents the transpose.
C = BDDB T
Next, the estimation unit 62 generates a vector z containing a number of random numbers corresponding to the input dimension N from a standard normal distribution N(0,I). In this example, a vector z containing three normally distributed random numbers is generated. After generating the vector z, the estimation unit 62 calculates the search point x using the following formula.
y = BDz
x = m + σy
In the above equation, y represents a linear transformation of the vector z generated from a standard normal distribution. The estimation unit 62 calculates λ search points x by repeating the generation of vector z and the calculation of search points x λ times. Each of the multiple search points x is, in other words, a vector containing randomly generated values of resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr.

推定部62は、λ個の探索点xを演算した後、各探索点xのそれぞれの評価値の演算を行う(図4のステップS104)。推定部62は、評価値の演算において、まず、期間データに含まれる複数の有効電力値P、複数の無効電力値Q、及びλ個の探索点xに含まれる抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの値を基に、次の(2)式により、連系点LPの電圧の演算値Vseを演算する。
The estimation unit 62 calculates λ search points x and then calculates the evaluation value for each search point x (step S104 in Figure 4). In calculating the evaluation value, the estimation unit 62 first calculates the calculated voltage Vse of the interconnection point LP using the following equation (2), based on the values of multiple active power values P, multiple reactive power values Q, and the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr included in the period data.

推定部62は、1つの探索点xに対し、期間データに含まれるデータ数に応じた複数の電圧の演算値Vseを演算する。例えば、前述のように、期間データが、360個の有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsのデータを含む場合、推定部62は、1つの探索点xに対し、360個の電圧の演算値Vseを演算する。 The estimation unit 62 calculates multiple voltage values Vse for a single search point x, corresponding to the number of data points included in the period data. For example, as described above, if the period data includes 360 data points for active power P, reactive power Q, and voltage Vs, the estimation unit 62 calculates 360 voltage values Vse for a single search point x.

推定部62は、1つの探索点xに対し、期間データに含まれる複数のデータのそれぞれに対応する複数の電圧の演算値Vseを演算した後、期間データに含まれる実際の計測値である電圧値Vsと演算値Vseとの誤差(Vs-Vse)を演算する。 The estimation unit 62 calculates the calculated voltage values Vse for each of the multiple data points included in the period data for a single search point x, and then calculates the error (Vs - Vse) between the actual measured voltage value Vs included in the period data and the calculated value Vse.

推定部62は、より詳しくは、期間データに含まれる1つのデータの有効電力値P、及び無効電力値Qと、1つの探索点xの抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrと、を基に、上記の(2)式によって電圧の演算値Vseを演算し、同じデータに含まれる電圧値Vsと演算値Vseとの誤差を演算する。 More specifically, the estimation unit 62 calculates the calculated voltage Vse using equation (2) above, based on the active power value P and reactive power value Q of one data point included in the period data, the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr of one search point x, and then calculates the error between the calculated voltage Vse and the voltage value Vs included in the same data.

推定部62は、上記の誤差を期間データに含まれる複数のデータのそれぞれについて演算した後、次の(3)式のように、電圧値Vsと演算値Vseとの誤差の絶対値の総和を1つの探索点xの電圧に関する評価値Jvとして演算する。
The estimation unit 62 calculates the above error for each of the multiple data points included in the period data, and then calculates the sum of the absolute values of the errors between the voltage value Vs and the calculated value Vse as the evaluation value Jv for the voltage of one search point x, as shown in equation (3) below.

また、推定部62は、期間データに含まれる複数の有効電力値P、及びλ個の探索点xに含まれる抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの値を基に、上記の(1)式により、無効電力の演算値Qopを演算する。 Furthermore, the estimation unit 62 calculates the reactive power value Qop using equation (1) above, based on the multiple active power values P included in the period data, and the values of the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr included in the λ search points x.

推定部62は、1つの探索点xに対し、期間データに含まれる複数のデータのそれぞれに対応する複数の無効電力の演算値Qopを演算した後、期間データに含まれる実際の計測値である無効電力値Qと演算値Qopとの誤差(Q-Qop)を演算する。 The estimation unit 62 calculates multiple reactive power values Qop corresponding to each of the multiple data points included in the period data for a single search point x, and then calculates the error (Q - Qop) between the actual measured reactive power value Q included in the period data and the calculated value Qop.

推定部62は、より詳しくは、期間データに含まれる1つのデータの有効電力値Pと、1つの探索点xの抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrと、を基に、上記の(1)式によって無効電力の演算値Qopを演算し、同じデータに含まれる無効電力値Qと演算値Qopとの誤差を演算する。 More specifically, the estimation unit 62 calculates the reactive power value Qop using equation (1) above, based on the active power value P of one data point included in the period data, the resistance component R, the reactance component X, and the voltage value Vr of one search point x, and then calculates the error between the reactive power value Q included in the same data and the calculated value Qop.

推定部62は、上記の誤差を期間データに含まれる複数のデータのそれぞれについて演算した後、次の(4)式のように、無効電力値Qと演算値Qopとの誤差の絶対値の総和を1つの探索点xの無効電力に関する評価値Jqとして演算する。なお、(3)式及び(4)式において、nは、期間データに含まれるデータ数に相当する。
The estimation unit 62 calculates the above error for each of the multiple data points included in the period data, and then calculates the sum of the absolute values of the errors between the reactive power value Q and the calculated value Qop as the evaluation value Jq for the reactive power of one search point x, as shown in equation (4) below. In equations (3) and (4), n corresponds to the number of data points included in the period data.

推定部62は、上記の電圧に関する評価値Jvの演算、及び無効電力に関する評価値Jqの演算をλ個の探索点xのそれぞれについて実行する。 The estimation unit 62 performs the calculation of the evaluation value Jv related to the voltage and the calculation of the evaluation value Jq related to the reactive power for each of the λ search points x.

推定部62は、λ個の探索点xのそれぞれの評価値Jv、Jqを演算した後、評価値Jvを基に、評価の高い上位μ個の探索点xの抽出を行う(図4のステップS105)。 The estimation unit 62 calculates the evaluation values Jv and Jq for each of the λ search points x, and then extracts the top μ search points x with the highest evaluations based on the evaluation value Jv (step S105 in Figure 4).

上位の探索点xの数μは、例えば、λ/2の整数値によって決定される。例えば、λが7である場合、μは、3である。推定部62は、例えば、7個の探索点xのうち、評価の高い3個の探索点xを抽出する。 The number of top-ranking search points x, μ, is determined, for example, by an integer value of λ/2. For example, if λ is 7, then μ is 3. The estimation unit 62 then extracts, for example, three search points x with the highest evaluation from among seven search points x.

推定部62は、電圧に関する評価値Jvの小さい探索点xの評価を高くする。換言すれば、推定部62は、実際の計測値である電圧値Vsと演算値Vseとの誤差の小さい探索点xの評価を高くする。すなわち、推定部62は、λ個の探索点xのうち、評価値Jvの小さい上位μ個の探索点xを抽出する。 The estimation unit 62 gives a higher evaluation to search points x with small evaluation values Jv related to voltage. In other words, the estimation unit 62 gives a higher evaluation to search points x with small errors between the actual measured voltage value Vs and the calculated value Vse. That is, the estimation unit 62 extracts the top μ search points x with small evaluation values Jv from among λ search points x.

推定部62は、上位μ個の探索点xの抽出を行った後、抽出したμ個の探索点xを基に、共分散行列適応進化戦略の各パラメータの更新を行う(図4のステップS106)。推定部62は、換言すれば、抽出したμ個の探索点xを基に、多変量正規分布N(m,σC)の更新を行う。 The estimation unit 62 extracts the top μ search points x, and then updates each parameter of the covariance matrix adaptive evolutionary strategy based on the extracted μ search points x (step S106 in Figure 4). In other words, the estimation unit 62 updates the multivariate normal distribution N(m, σ²C ) based on the extracted μ search points x.

推定部62は、各パラメータの更新において、まず、次の(5)式により、上位μ個の探索点xに対応するyの加重平均yを重みwを用いて演算する。
In updating each parameter, the estimation unit 62 first calculates a weighted average y W of y corresponding to the top μ search points x using the weights w i , according to equation (5) below.

重みwは、例えば、次の(6)式に表すように、μ個の探索点xのそれぞれの重みwの総和が1となるように求められる。
The weights w i can be determined, for example, as shown in equation (6) below, such that the sum of the weights w i of the μ search points x equals 1.

推定部62は、加重平均yを演算した後、次の(7)式により、平均ベクトルmの更新を行う。なお、(7)式において、cは、平均ベクトルmの学習率を表す。cは、例えば、1に設定することが推奨された任意の係数である。
The estimation unit 62 calculates the weighted average y W and then updates the mean vector m according to the following equation (7). In equation (7), c m represents the learning rate of the mean vector m. c m is an arbitrary coefficient, for example, which is recommended to be set to 1.

推定部62は、次に、ステップサイズσの更新を行う。推定部62は、ステップサイズσの更新において、まず、次の(8)式により、ステップサイズσの進化パスpσの更新を行う。
Next, the estimation unit 62 updates the step size σ. In updating the step size σ, the estimation unit 62 first updates the evolutionary path p σ of step size σ using the following equation (8).

なお、(8)式において、cσは、進化パスpσの学習率を表す。μeffは、次の(9)式によって表される。
In equation (8), c σ represents the learning rate of the evolutionary path p σ . μ eff is expressed by the following equation (9).

推定部62は、進化パスpσを更新した後、更新後の進化パスpσを用いて、以下の(10)式により、ステップサイズσの更新を行う。なお、(10)式において、dσは、ステップサイズσの更新の減衰パラメータである。
The estimation unit 62 updates the evolutionary path p σ , and then uses the updated evolutionary path p σ to update the step size σ according to equation (10) below. In equation (10), d σ is the decay parameter for updating the step size σ.

推定部62は、次に、共分散行列Cの更新を行う。推定部62は、共分散行列Cの更新において、まず、次の(11)式により、共分散行列Cの進化パスpの更新を行う。
なお、(11)式において、cは、進化パスpの学習率を表す。hσは、進化パスであり、ステップサイズσが大きすぎる時に共分散行列Cの進化パスpの更新を中止する役割を持つ。
The estimation unit 62 then updates the covariance matrix C. In updating the covariance matrix C, the estimation unit 62 first updates the evolutionary path p C of the covariance matrix C using the following equation (11).
In equation (11), c C represents the learning rate of the evolutionary path p C. h σ is the evolutionary path, and it serves to stop updating the evolutionary path p C of the covariance matrix C when the step size σ is too large.

推定部62は、進化パスpを更新した後、更新後の進化パスpを用いて、次の(12)式により、共分散行列Cの更新を行う。
After updating the evolutionary path p C , the estimation unit 62 updates the covariance matrix C using the updated evolutionary path p C according to equation (12) below.

なお、(12)式において、cは、共分散行列Cのrank-one更新の学習率を表す。cμは、rank-μ更新の学習率を表す。δ(hσ)は、δ(hσ)=(1-hσ)c(2-c)と表すことができる。Σwは、次の(13)式によって表される。
In equation (12), c 1 represents the learning rate for rank-one updating of the covariance matrix C. c μ represents the learning rate for rank-μ updating. δ(h σ ) can be expressed as δ(h σ ) = (1 - h σ )c C (2 - c C ). Σw j is expressed by the following equation (13).

また、(12)式において、第1項のcδ(hσ)-c-cμΣwの部分は、必要に応じて設けられ、省略可能である。換言すれば、cδ(hσ)-c-cμΣw=0とすることができる。 Furthermore, in equation (12), the part of the first term c 1 δ(h σ ) - c 1 - c μ Σw j can be added as needed and omitted. In other words, c 1 δ(h σ ) - c 1 - c μ Σw j can be set to 0.

推定部62は、上記のように共分散行列適応進化戦略の各パラメータの更新を行った後、系統特性の推定演算の終了条件を満たしたか否かの判定を行う(図4のステップS107)。 After updating each parameter of the covariance matrix adaptive evolutionary strategy as described above, the estimation unit 62 determines whether the termination conditions for the estimation of phylogenetic characteristics have been met (step S107 in Figure 4).

推定部62は、終了条件を満たしていないと判定した場合には、ステップS103の処理に戻る。推定部62は、例えば、ステップS103からステップS106までの演算の回数、及び評価値Jvを基に、終了判定を行う。推定部62は、例えば、演算回数が予め設定された所定回数未満であり、かつ評価値Jvが所定値以上である場合には、終了条件を満たしていないと判定する。そして、推定部62は、演算回数が所定回数に到達した場合、又は評価値Jvが所定値未満となった場合に、終了条件を満たしたと判定する。 If the estimation unit 62 determines that the termination conditions are not met, it returns to the process in step S103. The estimation unit 62 performs a termination determination based, for example, the number of calculations performed from step S103 to step S106 and the evaluation value Jv. For example, if the number of calculations is less than a predetermined number and the evaluation value Jv is greater than or equal to a predetermined value, the estimation unit 62 determines that the termination conditions are not met. Then, the estimation unit 62 determines that the termination conditions are met when the number of calculations reaches the predetermined number or when the evaluation value Jv falls below the predetermined value.

このように、推定部62は、例えば、演算回数が所定回数に到達するまで、又は評価値Jvが所定値未満となり、系統特性の推定演算が十分に収束したと判定されるまで、ステップS103からステップS107までの演算を繰り返し実行する。ここで、判定に用いる評価値Jvは、最終回の演算で更新された平均ベクトルmに含まれる抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの平均値と期間データとを基に、探索点xの場合と同様の手順で演算した評価値Jvである。また、終了条件は、上記に限定されるものではない。推定部62は、例えば、演算回数のみで終了判定を行ってもよい。 Thus, the estimation unit 62 repeatedly performs the calculations from step S103 to step S107, for example, until the number of calculations reaches a predetermined number, or until the evaluation value Jv falls below a predetermined value and it is determined that the estimation calculation of the system characteristics has sufficiently converged. Here, the evaluation value Jv used for the determination is the evaluation value Jv calculated using the same procedure as for the search point x, based on the average values of the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr included in the average vector m updated in the final calculation, and the period data. Furthermore, the termination conditions are not limited to those described above. The estimation unit 62 may, for example, determine termination based solely on the number of calculations.

推定部62は、終了条件を満たしたと判定した場合には、最終回の演算で更新された平均ベクトルmに含まれる抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの平均値を、電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分Rの推定値^R、電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分Xの推定値^X、及び無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrとして出力する。 If the estimation unit 62 determines that the termination condition has been met, it outputs the average values of the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr included in the average vector m updated in the final calculation as the estimated value ^R for the resistance component R of the power system 4's system impedance, the estimated value ^X for the reactance component X of the power system 4's system impedance, and the estimated value ^Vr for the voltage value Vr of the infinite bus power system 3.

以上のように、推定部62は、期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、期間データを基に、電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分Rの推定値^Rと、電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分Xの推定値^Xと、無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrと、を演算する。 As described above, the estimation unit 62 applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the period data to calculate the estimated value of the resistance component R of the power system 4's system impedance, the estimated value of the reactance component X of the power system 4's system impedance, and the estimated value of the voltage Vr of the infinite busbar power system 3, based on the period data.

推定部62は、例えば、抵抗成分Rとリアクタンス成分Xと電圧値Vrとを多変量正規分布N(m,σC)の平均ベクトルmとして設定し、多変量正規分布N(m,σC)に従う複数の探索点xを演算し、複数の探索点xのそれぞれの評価値Jvを演算し、評価値Jvを基に、評価の高い上位数個の探索点xを抽出し、抽出した上位数個の探索点xを基に、多変量正規分布N(m,σC)を更新し、所定の終了条件を満たすまで複数の探索点xの演算から多変量正規分布N(m,σC)の更新までの演算を繰り返し実行し、最終回の演算で更新された多変量正規分布N(m,σC)の平均ベクトルmに含まれる抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrを電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分Rの推定値^R、電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分Xの推定値^X、及び無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrとして演算する。 The estimation unit 62 sets, for example, the resistance component R, the reactance component X, and the voltage value Vr as the mean vector m of a multivariate normal distribution N(m, σ²C ), calculates multiple search points x that follow the multivariate normal distribution N(m, σ²C ), calculates an evaluation value Jv for each of the multiple search points x, extracts the top few search points x with the highest evaluations based on the evaluation value Jv, updates the multivariate normal distribution N(m, σ²C ) based on the extracted top few search points x, and repeatedly performs the calculations from calculating multiple search points x to updating the multivariate normal distribution N(m, σ²C ) until a predetermined termination condition is met, and in the final calculation, the updated multivariate normal distribution N(m, σ²C ) The resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr included in the mean vector m of C) are calculated as the estimated value ^R of the resistance component R of the system impedance of power system 4, the estimated value ^X of the reactance component X of the system impedance of power system 4, and the estimated value ^Vr of the voltage value Vr of infinite bus power system 3.

図5(a)及び図5(b)は、期間データの一例を模式的に表すグラフである。
図6(a)~図6(d)は、推定部の演算結果の一例を模式的に表すグラフである。
図5(a)は、期間データに含まれる有効電力値P、及び無効電力値Qの一例を模式的に表す。
図5(b)は、期間データに含まれる電圧値Vsの一例を模式的に表す。
図6(a)は、図5に表した期間データを基に、推定部62によって演算された評価値Jv、及びステップサイズσの一例を模式的に表す。
図6(b)は、図5に表した期間データを基に、推定部62によって演算された電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分Rの推定値^Rの一例を模式的に表す。
図6(c)は、図5に表した期間データを基に、推定部62によって演算された電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分Xの推定値^Xの一例を模式的に表す。
図6(d)は、図5に表した期間データを基に、推定部62によって演算された無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrの一例を模式的に表す。
Figures 5(a) and 5(b) are schematic graphs that represent an example of period data.
Figures 6(a) to 6(d) are schematic graphs illustrating an example of the calculation results of the estimation unit.
Figure 5(a) schematically shows an example of the active power value P and reactive power value Q included in the period data.
Figure 5(b) schematically shows an example of a voltage value Vs included in the period data.
Figure 6(a) schematically shows an example of the evaluation value Jv and step size σ calculated by the estimation unit 62 based on the period data shown in Figure 5.
Figure 6(b) schematically shows an example of the estimated value ^R of the resistance component R of the power system impedance of the power system 4, calculated by the estimation unit 62 based on the period data shown in Figure 5.
Figure 6(c) schematically shows an example of the estimated value ^X of the reactance component X of the power system impedance of the power system 4, calculated by the estimation unit 62 based on the period data shown in Figure 5.
Figure 6(d) schematically shows an example of an estimated value ^Vr of the voltage value Vr of the infinite busbar power system 3, calculated by the estimation unit 62 based on the period data shown in Figure 5.

図6(a)~図6(d)では、図5に表した期間データを基に、図4のステップS103~ステップS107の処理を2000回繰り返した例を示している。図6(a)~図6(d)に表したように、この例では、ステップS103~ステップS107の処理を800回程度繰り返すことにより、各推定値^R、^X、^Vr、及び評価値Jvがほぼ一定になり、収束していることが分かる。また、探索地点と最適解との距離に応じたステップサイズσは、演算回数の増加に応じて徐々に小さくなり、0に近付いていることが分かる。なお、評価値Jvは、終了判定に用いた評価値Jvを表している。 Figures 6(a) to 6(d) show an example where the process from steps S103 to S107 in Figure 4 is repeated 2000 times, based on the period data shown in Figure 5. As shown in Figures 6(a) to 6(d), in this example, repeating the process from steps S103 to S107 approximately 800 times results in the estimated values ^R, ^X, ^Vr, and the evaluation value Jv becoming nearly constant, indicating convergence. Furthermore, the step size σ, which corresponds to the distance between the search point and the optimal solution, gradually decreases with increasing calculation counts, approaching zero. The evaluation value Jv represents the evaluation value Jv used for termination determination.

図5(b)には、移動窓の処理によって有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsの入力毎に生成される期間データを基に演算された無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrの一例、及び演算された各推定値^R、^X、^Vrを基に、上記の(2)式と同様の式に基づいて演算した電圧Vsの演算値Vshの一例を、期間データに含まれる電圧値Vsの一例とともに表している。 Figure 5(b) shows an example of an estimated voltage value Vr of the infinite busbar power system 3, ^Vr, calculated based on period data generated for each input of active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs through the processing of the moving window. It also shows an example of a calculated voltage Vs value Vsh, calculated based on the same equation as in equation (2) above, using the calculated estimated values ^R, ^X, and ^Vr, along with an example of the voltage value Vs included in the period data.

図5(b)に表したように、演算値Vshは、計測値である電圧値Vsに追従しており、共分散行列適応進化戦略によって各推定値^R、^X、^Vrを適切に推定できていることが分かる。 As shown in Figure 5(b), the calculated value Vsh tracks the measured voltage value Vs, indicating that the covariance matrix adaptive evolutionary strategy appropriately estimates each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr.

以上、説明したように、本実施形態に係る分散型電源システム2及び電力変換装置10では、電力変換装置10の制御部42に設けられた推定部62が、期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、各推定値^R、^X、^Vrを演算する。 As described above, in the distributed power system 2 and power converter 10 according to this embodiment, the estimation unit 62 provided in the control unit 42 of the power converter 10 calculates the estimated values ^R, ^X, and ^Vr by applying a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the period data.

推定部62は、所定の期間の複数の有効電力値P、複数の無効電力値Q、及び複数の電圧値Vsを含む期間データを基に、各推定値^R、^X、^Vrを演算する。これにより、例えば、計測値である有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsにノイズが重畳している場合にも、1つの有効電力値P、無効電力値Q、及び電圧値Vsを基に各推定値^R、^X、^Vrを演算する演算手法などと比べて、ノイズへの耐性を高めることができる。 The estimation unit 62 calculates the estimated values ^R, ^X, and ^Vr based on period data including multiple active power values P, multiple reactive power values Q, and multiple voltage values Vs for a predetermined period. This improves noise resistance compared to calculation methods that calculate the estimated values ^R, ^X, and ^Vr based on a single active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs, even when noise is superimposed on the measured active power value P, reactive power value Q, and voltage value Vs.

さらに、系統特性が変化した場合にも、変化後の期間データを取得することで、変化後の系統特性を適切に推定することができる。すなわち、期間データの長さ以上に系統特性の変化への追従が遅れてしまうことを抑制することができる。従って、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる電力変換装置10、及び分散型電源システム2を提供することができる。電力変換装置10、及び分散型電源システム2では、期間データを代表する系統特性を高精度・高信頼に推定することができる。 Furthermore, even when the grid characteristics change, the grid characteristics after the change can be appropriately estimated by acquiring period data after the change. In other words, it is possible to suppress delays in tracking changes in grid characteristics that exceed the length of the period data. Therefore, it is possible to provide a power converter 10 and a distributed power supply system 2 that can improve both the resistance to noise in measured values and the ability to track changes in grid characteristics. The power converter 10 and the distributed power supply system 2 can estimate grid characteristics representative of the period data with high accuracy and reliability.

本実施形態に係る電力変換装置10では、例えば、電力系統4の系統特性をより適切に推定し、連系点LPの電圧変動をより適切に抑制することができる。本実施形態に係る電力変換装置10では、適切な無効電力を連系点LPに注入することで、連系点LPの電圧Vsの変動をより適切に抑制できるとともに、出力する交流電力の力率を改善し、より効率良く有効電力を電力系統4に供給することができる。これにより、例えば、分散型電源システム2から電力系統4への有効電力の供給量を増大させ、分散型電源システム2の事業主の売電収入の増加を見込むことができる。 In the power converter 10 according to this embodiment, for example, the system characteristics of the power system 4 can be estimated more appropriately, and voltage fluctuations at the interconnection point LP can be suppressed more appropriately. In the power converter 10 according to this embodiment, by injecting appropriate reactive power into the interconnection point LP, fluctuations in the voltage Vs at the interconnection point LP can be suppressed more appropriately, and the power factor of the output AC power can be improved, allowing for more efficient supply of active power to the power system 4. This, for example, can increase the amount of active power supplied from the distributed power system 2 to the power system 4, and is expected to increase the electricity sales revenue of the business owner of the distributed power system 2.

また、共分散行列適応進化戦略を用いた演算では、勾配を計算する必要などがなく、データのフィルタ前処理なども不要である。このため、例えば、推定部62の演算負荷が高くなってしまうことを抑制することもできる。例えば、共分散行列適応進化戦略を用いた演算により、推定部62の構成が複雑になってしまうことなどを抑制することもできる。 Furthermore, calculations using the covariance matrix adaptive evolutionary strategy eliminate the need to calculate gradients and preprocess data filtering. This allows for, for example, suppressing the increased computational load on the estimation unit 62. It also helps to prevent the estimation unit 62 from becoming overly complex due to the use of the covariance matrix adaptive evolutionary strategy.

また、本実施形態に係る電力変換装置10では、推定値演算部50が、データ生成部60を有し、データ生成部60は、移動窓の処理によって期間データの生成を行う。これにより、電力系統4の系統特性をより適切に推定し、連系点LPの電圧変動をより適切に抑制することができる。 Furthermore, in the power conversion device 10 according to this embodiment, the estimated value calculation unit 50 includes a data generation unit 60, which generates period data by processing a moving window. This allows for a more accurate estimation of the system characteristics of the power system 4 and a more appropriate suppression of voltage fluctuations at the interconnection point LP.

図7は、実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
図7に表したように、推定値演算部50aは、選択部64をさらに有する。なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものには、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
Figure 7 is a block diagram schematically showing a modified example of the estimation calculation unit according to the embodiment.
As shown in Figure 7, the estimated value calculation unit 50a further includes a selection unit 64. Components that are substantially the same in function and configuration as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations are omitted.

この例において、推定部62は、入力された1つの期間データに対して共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分Rの推定値^Rと、電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分Xの推定値^Xと、無限大母線電力系統3の電圧値Vrの推定値^Vrと、を含む出力データを入力された1つの期間データから複数生成し、生成した複数の出力データを選択部64に入力する。 In this example, the estimation unit 62 performs calculations using a covariance matrix adaptive evolutionary strategy multiple times on the input period data, thereby generating multiple output data sets from the input period data, which include an estimated value ^R for the resistance component R of the power system 4's system impedance, an estimated value ^X for the reactance component X of the power system 4's system impedance, and an estimated value ^Vr for the voltage value Vr of the infinite busbar power system 3. The generated multiple output data sets are then input to the selection unit 64.

推定部62は、例えば、複数の演算器を有し、1つの期間データを複数の演算器に入力し、複数の演算器のそれぞれで共分散行列適応進化戦略を用いた演算を実行することにより、複数の出力データを生成する。これに限ることなく、推定部62は、例えば、1つの期間データを1つの演算器で繰り返し演算することにより、複数の出力データを生成してもよい。図7では、推定部62において5つの出力データを生成する例を示している。生成する出力データの数は、5つに限ることなく、任意の数でよい。 The estimation unit 62, for example, has multiple arithmetic units. It inputs one period of data into multiple arithmetic units and generates multiple output data by performing calculations using a covariance matrix adaptive evolutionary strategy in each of the multiple arithmetic units. However, the estimation unit 62 may also generate multiple output data by repeatedly performing calculations on one period of data using one arithmetic unit. Figure 7 shows an example where the estimation unit 62 generates five output data. The number of output data generated is not limited to five; it can be any number.

また、推定部62は、出力データに各推定値^R、^X、^Vrの評価値Jvを含める。換言すれば、推定部62は、各推定値^R、^X、^Vrと評価値Jvとを含む出力データを生成する。推定部62は、例えば、終了判定に用いた評価値Jvを出力データに含める。換言すれば、推定部62は、例えば、最終回の演算で更新された平均ベクトルmに含まれる抵抗成分R、リアクタンス成分X、及び電圧値Vrのそれぞれの平均値と期間データとを基に演算した評価値Jvを出力データに含める。 Furthermore, the estimation unit 62 includes the evaluation value Jv of each estimated value ^R, ^X, and ^Vr in the output data. In other words, the estimation unit 62 generates output data that includes each estimated value ^R, ^X, and ^Vr and the evaluation value Jv. The estimation unit 62 also includes, for example, the evaluation value Jv used for the termination determination in the output data. In other words, the estimation unit 62 includes, for example, the evaluation value Jv calculated based on the average values of the resistance component R, reactance component X, and voltage value Vr included in the average vector m updated in the final calculation, and the period data, in the output data.

選択部64は、入力された複数の出力データから最適な1つの出力データを選択する。選択部64は、各出力データに含まれる評価値Jvを基に、複数の出力データのうち評価値Jvの最も小さい出力データを最適な1つの出力データとして選択する。選択部64は、選択した1つの出力データに含まれる各推定値^R、^X、^Vrを無効電力演算部52に入力する。 The selection unit 64 selects the optimal single output data from the multiple input output data. Based on the evaluation value Jv contained in each output data, the selection unit 64 selects the output data with the smallest evaluation value Jv among the multiple output data as the optimal single output data. The selection unit 64 inputs the estimated values ^R, ^X, and ^Vr contained in the selected single output data to the reactive power calculation unit 52.

本願発明者は、鋭意の検討の結果、共分散行列適応進化戦略を用いた演算では、同じ期間データを用いて演算を行ったとしても、各推定値^R、^X、^Vrの演算結果が一意ではないことを見出した。これは、λ個の探索点xの生成に乱数を用いているためであると推察される。すなわち、λ個の探索点xの乱数の生成具合によって、各推定値^R、^X、^Vrの演算結果にバラツキが生じるものと推察される。 The inventors of this application, after diligent investigation, have found that, even when using data from the same period, the calculation results for each estimated value ^R, ^X, and ^Vr are not unique when using a covariance matrix adaptive evolutionary strategy. This is presumed to be because random numbers are used to generate the λ search points x. In other words, it is presumed that variations in the calculation results for each estimated value ^R, ^X, and ^Vr arise depending on how the random numbers for the λ search points x are generated.

このため、推定値演算部50aでは、1つの期間データから複数の出力データを生成し、各出力データの中から評価値Jvの最も小さい出力データを最適な1つの出力データとして選択する。これにより、電力系統4の系統特性をより適切に推定し、連系点LPの電圧変動をより適切に抑制することができる。 Therefore, the estimation calculation unit 50a generates multiple output data from a single period of data, and selects the output data with the smallest evaluation value Jv from among them as the optimal single output data. This allows for a more accurate estimation of the power system characteristics of the power system 4 and a more appropriate suppression of voltage fluctuations at the interconnection point LP.

図8は、実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
図8に表したように、推定値演算部50bでは、選択部64が、推定部62から複数の出力データの入力を受けるとともに、電力系統4の系統インピーダンスの抵抗成分R、電力系統4の系統インピーダンスのリアクタンス成分X、及び無限大母線電力系統3の電圧値Vrのそれぞれの事前設定値Rd、Xd、Vrdの入力を受ける。
Figure 8 is a block diagram schematically showing a modified example of the estimated value calculation unit according to the embodiment.
As shown in Figure 8, in the estimated value calculation unit 50b, the selection unit 64 receives input of multiple output data from the estimation unit 62, as well as input of preset values Rd, Xd, and Vrd for the resistance component R of the power system impedance of the power system 4, the reactance component X of the power system impedance of the power system 4, and the voltage value Vr of the infinite bus power system 3.

事前設定値Rd、Xd、Vrdは、例えば、電力系統4での安全を考えた保守的な系統特性に設定される。事前設定値Rd、Xd、Vrdは、例えば、共分散行列適応進化戦略の演算に用いられる初期値R、X、Vrと同じでもよい。 The pre-set values Rd, Xd, and Vrd are set to conservative system characteristics that take safety into consideration in power system 4, for example. The pre-set values Rd, Xd, and Vrd may be the same as the initial values R0 , X0 , and Vr0 used in the calculation of the covariance matrix adaptive evolutionary strategy, for example.

事前設定値Rd、Xd、Vrdは、例えば、前日の同じ時間帯に無効電力演算部52に出力された各推定値^R、^X、^Vr(前日値)としてもよい。例えば、分散型電源システム2が太陽光発電システムである場合には、朝や夜の時間帯の発電量が小さく、日中の時間帯の発電量が大きい。そして、これにともなって電力系統4の系統特性にも時間帯に応じた傾向が発生する可能性がある。従って、事前設定値Rd、Xd、Vrdを前日値とした場合には、時間帯の傾向を考慮した系統特性とすることができる。 The pre-set values Rd, Xd, and Vrd may be, for example, the estimated values ^R, ^X, and ^Vr (previous day's values) output to the reactive power calculation unit 52 during the same time period on the previous day. For example, if the distributed power system 2 is a solar power generation system, the amount of power generated is low during the morning and evening hours, and high during the daytime hours. Consequently, the grid characteristics of the power grid 4 may also exhibit time-dependent trends. Therefore, by using the previous day's values for the pre-set values Rd, Xd, and Vrd, grid characteristics that take time-dependent trends into account can be achieved.

但し、事前設定値Rd、Xd、Vrdは、上記に限定されるものではない。例えば、各時間帯の前日までの週毎や月毎の平均値などを事前設定値Rd、Xd、Vrdとして設定してもよい。事前設定値Rd、Xd、Vrdは、電力系統4での安全性を考慮した任意の系統特性でよい。 However, the pre-set values Rd, Xd, and Vrd are not limited to those described above. For example, the weekly or monthly average values up to the previous day for each time period may be set as the pre-set values Rd, Xd, and Vrd. The pre-set values Rd, Xd, and Vrd may be any system characteristics that take safety in the power system 4 into consideration.

制御部42は、例えば、図示を省略した記憶部を有し、事前設定値Rd、Xd、Vrdを記憶部に記憶させる。事前設定値Rd、Xd、Vrdは、例えば、記憶部から選択部64に入力される。記憶部は、推定値演算部50b内に設けてもよいし、制御部42内の別の位置に設けてもよい。事前設定値Rd、Xd、Vrdは、例えば、上位のコントローラなどの外部機器、あるいは電力変換装置10に設けられた操作部などから選択部64に入力してもよい。選択部64への事前設定値Rd、Xd、Vrdの入力方法は、上記に限ることなく、任意の方法でよい。 The control unit 42, for example, has a memory unit (not shown), which stores the preset values Rd, Xd, and Vrd. The preset values Rd, Xd, and Vrd are input from the memory unit to the selection unit 64, for example. The memory unit may be located within the estimated value calculation unit 50b or at another location within the control unit 42. The preset values Rd, Xd, and Vrd may also be input to the selection unit 64 from an external device such as a higher-level controller, or from an operation unit provided on the power converter 10. The method of inputting the preset values Rd, Xd, and Vrd to the selection unit 64 is not limited to the above and may be any method.

選択部64は、推定部62から入力された複数の出力データに含まれる各推定値^R、^X、^Vrのそれぞれについて、所定の範囲内に収まっているか否かの判定を行う。より詳しくは、選択部64は、複数の出力データのそれぞれについて、推定値^Rが推定値^R用の所定範囲内に収まっているか否か、推定値^Xが推定値^X用の所定範囲内に収まっているか否か、推定値^Vrが推定値^Vr用の所定範囲内に収まっているか否かを判定する。 The selection unit 64 determines whether each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr included in the multiple output data input from the estimation unit 62 falls within a predetermined range. More specifically, the selection unit 64 determines whether the estimated value ^R falls within the predetermined range for estimated value ^R, whether the estimated value ^X falls within the predetermined range for estimated value ^X, and whether the estimated value ^Vr falls within the predetermined range for estimated value ^Vr.

選択部64は、各推定値^R、^X、^Vrのいずれかが所定の範囲から外れていると判定した場合には、その出力データを選択対象から除外する。選択部64は、各推定値^R、^X、^Vrのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがある場合には、各推定値^R、^X、^Vrのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データの中から評価値Jvの最も小さい出力データを最適な1つの出力データとして選択する。 The selection unit 64 excludes output data from selection if it determines that any of the estimated values ^R, ^X, or ^Vr fall outside the predetermined range. If there is output data where each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within the predetermined range, the selection unit 64 selects the output data with the smallest evaluation value Jv from among the output data where each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within the predetermined range as the optimal single output data.

一方、選択部64は、複数の出力データのいずれも各推定値^R、^X、^Vrのいずれかが所定の範囲から外れている場合には、事前設定値Rd、Xd、Vrdを選択し、事前設定値Rd、Xd、Vrdを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力する。換言すれば、選択部64は、各推定値^R、^X、^Vrのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合には、事前設定値Rd、Xd、Vrdを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力する。 On the other hand, if any of the multiple output data have any of the estimated values ^R, ^X, or ^Vr outside the predetermined range, the selection unit 64 selects the preset values Rd, Xd, and Vrd and inputs these preset values Rd, Xd, and Vrd to the reactive power calculation unit 52 as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr. In other words, if there is no output data in which each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within the predetermined range, the selection unit 64 inputs the preset values Rd, Xd, and Vrd to the reactive power calculation unit 52 as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr.

このように、推定値演算部50bでは、事前設定値Rd、Xd、Vrdが、選択部64に入力され、選択部64は、複数の出力データのいずれも各推定値^R、^X、^Vrのいずれかが所定の範囲から外れている場合には、事前設定値Rd、Xd、Vrdを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力する。 Thus, in the estimated value calculation unit 50b, the pre-set values Rd, Xd, and Vrd are input to the selection unit 64. If any of the multiple output data have an estimated value ^R, ^X, or ^Vr outside the predetermined range, the selection unit 64 inputs the pre-set values Rd, Xd, and Vrd as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr to the reactive power calculation unit 52.

これにより、何らかの不具合などによって現実的ではない推定値^R、^X、^Vrが演算されてしまったとしても、現実的ではない推定値^R、^X、^Vrに基づいて主回路部40の動作が制御されてしまうことを抑制することができる。従って、連系点LPの電圧変動をより適切に抑制することができる。 This prevents the operation of the main circuit section 40 from being controlled based on unrealistic estimated values ^R, ^X, and ^Vr, even if unrealistic estimated values are calculated due to some malfunction. Therefore, voltage fluctuations at the interconnection point LP can be suppressed more effectively.

なお、図8に表した例では、選択部64に複数の出力データと事前設定値Rd、Xd、Vrdと、を入力している。これに限ることなく、推定部62で演算された1つの推定値^R、^X、^Vrと、事前設定値Rd、Xd、Vrdと、を選択部64に入力する構成としてもよい。 In the example shown in Figure 8, multiple output data and the preset values Rd, Xd, and Vrd are input to the selection unit 64. However, the configuration is not limited to this; a single estimated value ^R, ^X, ^Vr calculated by the estimation unit 62 and the preset values Rd, Xd, and Vrd may also be input to the selection unit 64.

選択部64は、入力された各推定値^R、^X、^Vrが所定の範囲内に収まっているか否かを判定し、収まっていると判定した場合には、入力された各推定値^R、^X、^Vrを無効電力演算部52に入力し、収まっていないと判定した場合に、事前設定値Rd、Xd、Vrdを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力してもよい。 The selection unit 64 determines whether each of the input estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within a predetermined range. If it determines that they do, it inputs each of the input estimated values ^R, ^X, and ^Vr to the reactive power calculation unit 52. If it determines that they do not fall within the range, it may input the pre-set values Rd, Xd, and Vrd as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr to the reactive power calculation unit 52.

図9は、実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
図9に表したように、推定値演算部50cでは、選択部64が、推定部62から複数の出力データの入力を受けるとともに、前回の演算において無効電力演算部52に入力した各推定値^R、^X、^Vrの前回値Rp、Xp、Vrpの入力を受ける。
Figure 9 is a block diagram schematically showing a modified example of the estimated value calculation unit according to the embodiment.
As shown in Figure 9, in the estimated value calculation unit 50c, the selection unit 64 receives input of multiple output data from the estimation unit 62, and also receives input of the previous values Rp, Xp, and Vrp of each estimated value ^R, ^X, and ^Vr that were input to the reactive power calculation unit 52 in the previous calculation.

図8に表した例と同様に、選択部64は、複数の出力データのいずれも各推定値^R、^X、^Vrのいずれかが所定の範囲から外れている場合に、前回値Rp、Xp、Vrpを選択し、前回値Rp、Xp、Vrpを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力する。換言すれば、選択部64は、各推定値^R、^X、^Vrのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合に、前回値Rp、Xp、Vrpを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力する。 Similar to the example shown in Figure 8, the selection unit 64 selects the previous values Rp, Xp, and Vrp if any of the multiple output data have any of the estimated values ^R, ^X, or ^Vr outside the predetermined range, and inputs these previous values Rp, Xp, and Vrp to the reactive power calculation unit 52 as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr. In other words, the selection unit 64 inputs the previous values Rp, Xp, and Vrp to the reactive power calculation unit 52 as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr if there are no output data where each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within the predetermined range.

このように、推定値演算部50cでは、前回値Rp、Xp、Vrpが、選択部64に入力され、選択部64は、複数の出力データのいずれも各推定値^R、^X、^Vrのいずれかが所定の範囲から外れている場合には、前回値Rp、Xp、Vrpを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力する。 Thus, in the estimated value calculation unit 50c, the previous values Rp, Xp, and Vrp are input to the selection unit 64. If any of the multiple output data show that any of the estimated values ^R, ^X, or ^Vr fall outside a predetermined range, the selection unit 64 inputs the previous values Rp, Xp, and Vrp as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr to the reactive power calculation unit 52.

これにより、図8に表した例と同様に、何らかの不具合などによって現実的ではない推定値^R、^X、^Vrが演算されてしまったとしても、現実的ではない推定値^R、^X、^Vrに基づいて主回路部40の動作が制御されてしまうことを抑制することができる。従って、連系点LPの電圧変動をより適切に抑制することができる。 This prevents the operation of the main circuit section 40 from being controlled based on unrealistic estimated values ^R, ^X, and ^Vr, even if unrealistic estimated values are calculated due to some malfunction, as shown in the example in Figure 8. Therefore, voltage fluctuations at the interconnection point LP can be suppressed more effectively.

図8に表した例と同様に、推定値演算部50cにおいても、推定部62で演算された1つの推定値^R、^X、^Vrと、前回値Rp、Xp、Vrpと、を選択部64に入力する構成としてもよい。 Similar to the example shown in Figure 8, the estimated value calculation unit 50c may also be configured to input one estimated value ^R, ^X, ^Vr calculated by the estimation unit 62, along with the previous values Rp, Xp, Vrp, to the selection unit 64.

選択部64は、入力された各推定値^R、^X、^Vrが所定の範囲内に収まっているか否かを判定し、収まっていると判定した場合には、入力された各推定値^R、^X、^Vrを無効電力演算部52に入力し、収まっていないと判定した場合に、前回値Rp、Xp、Vrpを各推定値^R、^X、^Vrとして無効電力演算部52に入力してもよい。 The selection unit 64 determines whether each of the input estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within a predetermined range. If it determines that they do, it inputs each of the input estimated values ^R, ^X, and ^Vr to the reactive power calculation unit 52. If it determines that they do not fall within the range, it may input the previous values Rp, Xp, and Vrp as the estimated values ^R, ^X, and ^Vr to the reactive power calculation unit 52.

さらには、図8の構成と図9の構成とを組み合わせ、複数の出力データ又は1つの推定値^R、^X、^Vrを選択部64に入力するとともに、事前設定値Rd、Xd、Vrdと前回値Rp、Xp、Vrpとを選択部64に入力してもよい。 Furthermore, the configurations in Figure 8 and Figure 9 may be combined, and multiple output data or one estimated value ^R, ^X, ^Vr may be input to the selection unit 64, along with the preset values Rd, Xd, Vrd and the previous values Rp, Xp, Vrp.

例えば、太陽光発電システムにおける朝の稼働時など、制御部42が動作を開始した1回目の演算においては、適切な前回値Rp、Xp、Vrpが存在しない可能性がある。このため、選択部64は、前回値Rp、Xp、Vrpが存在しない状態において各推定値^R、^X、^Vrのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合に、事前設定値Rd、Xd、Vrdを選択し、前回値Rp、Xp、Vrpが存在する状態において各推定値^R、^X、^Vrのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合に、前回値Rp、Xp、Vrpを選択してもよい。 For example, in the first calculation performed when the control unit 42 starts operating, such as during morning operation of a solar power generation system, there may be no appropriate previous values Rp, Xp, and Vrp. Therefore, the selection unit 64 may select the pre-set values Rd, Xd, and Vrd if there is no output data where each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within a predetermined range when no previous values Rp, Xp, and Vrp exist. Alternatively, it may select the previous values Rp, Xp, and Vrp if there is no output data where each of the estimated values ^R, ^X, and ^Vr falls within a predetermined range when previous values Rp, Xp, and Vrp exist.

図10は、実施形態に係る分散型電源システムの変形例を模式的に表すブロック図である。
図10に表したように、分散型電源システム2aは、制御装置100をさらに備える。制御装置100は、分散型電源システム2aに設けられた複数の電力変換装置10のそれぞれの動作を制御する。制御装置100は、例えば、メインサイトコントローラなどと呼ばれる場合がある。但し、制御装置100は、複数台の電力変換装置10に限ることなく、1台の電力変換装置10の動作を制御してもよい。
Figure 10 is a block diagram schematically showing a modified example of the distributed power supply system according to the embodiment.
As shown in Figure 10, the distributed power supply system 2a further includes a control device 100. The control device 100 controls the operation of each of the multiple power converters 10 provided in the distributed power supply system 2a. The control device 100 may be called, for example, a main site controller. However, the control device 100 is not limited to controlling multiple power converters 10, but may control the operation of a single power converter 10.

制御装置100は、通信部102と、制御部104と、を備える。通信部102は、電力変換装置10との通信を行う。通信部102は、例えば、複数の電力変換装置10のそれぞれと通信を行う。なお、通信部102と電力変換装置10との間の通信は、有線でもよいし、無線を介してもよい。 The control device 100 comprises a communication unit 102 and a control unit 104. The communication unit 102 communicates with the power converter 10. For example, the communication unit 102 communicates with each of the multiple power converters 10. The communication between the communication unit 102 and the power converter 10 may be via a wired connection or wireless connection.

制御部104は、推定値演算部110を有する。推定値演算部110の構成は、上記実施形態に関して説明した推定値演算部50~50cのいずれかの構成と同様とすることができる。制御部104は、推定値演算部110によって演算された各推定値^R、^X、^Vrに応じた無効電力を各電力変換装置10に出力させるように、各電力変換装置10の動作を制御する。 The control unit 104 includes an estimated value calculation unit 110. The configuration of the estimated value calculation unit 110 can be the same as any of the configurations of the estimated value calculation units 50 to 50c described in the above embodiment. The control unit 104 controls the operation of each power converter 10 so that it outputs reactive power corresponding to each estimated value ^R, ^X, and ^Vr calculated by the estimated value calculation unit 110.

制御部104は、例えば、上記実施形態に関して説明した無効電力演算部52と同様の無効電力演算部を有し、無効電力演算部によって演算された無効電力指令値を各電力変換装置10に入力することにより、各推定値^R、^X、^Vrに応じた無効電力を各電力変換装置10に出力させるように、各電力変換装置10の動作を制御する。 The control unit 104 has, for example, a reactive power calculation unit similar to the reactive power calculation unit 52 described in the above embodiment. By inputting the reactive power command values calculated by the reactive power calculation unit to each power converter 10, the control unit controls the operation of each power converter 10 so that it outputs reactive power corresponding to the estimated values ^R, ^X, and ^Vr.

例えば、各推定値^R、^X、^Vrを制御装置100から各電力変換装置10に入力し、無効電力の演算は、各電力変換装置10に演算させてもよい。各推定値^R、^X、^Vrに応じた無効電力を各電力変換装置10に出力させるように、各電力変換装置10の動作を制御する制御の態様は、各推定値^R、^X、^Vrに応じた適切な無効電力を各電力変換装置10に出力させることが可能な任意の態様でよい。 For example, the estimated values ^R, ^X, and ^Vr may be input from the control device 100 to each power converter 10, and the reactive power calculation may be performed by each power converter 10. The control method for controlling the operation of each power converter 10 to output reactive power corresponding to each estimated value ^R, ^X, and ^Vr can be any method that enables each power converter 10 to output appropriate reactive power corresponding to each estimated value ^R, ^X, and ^Vr.

分散型電源システム2aにおいては、各電力変換装置10の制御部42の推定値演算部50を省略可能である。また、制御装置100の制御部104に無効電力演算部を設けた場合には、各電力変換装置10の制御部42の無効電力演算部52も省略可能である。 In the distributed power supply system 2a, the estimated value calculation unit 50 of the control unit 42 of each power converter 10 can be omitted. Furthermore, if a reactive power calculation unit is provided in the control unit 104 of the control device 100, the reactive power calculation unit 52 of the control unit 42 of each power converter 10 can also be omitted.

このように、推定値演算部は、各電力変換装置10の制御部42に限ることなく、各電力変換装置10の動作を制御する制御装置100の制御部104に設けてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様に、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる。 Thus, the estimated value calculation unit is not limited to the control unit 42 of each power converter 10, but may also be provided in the control unit 104 of the control device 100 that controls the operation of each power converter 10. In this case as well, similar to the above embodiment, it is possible to improve the resistance of measured values to noise while also improving the ability to track changes in system characteristics.

本実施形態は、以下の態様を含む。
(付記1)
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置であって、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置。
This embodiment includes the following aspects.
(Note 1)
A power conversion device that converts the power of a distributed power source into AC power corresponding to a power system connected to an infinite busbar power system, and supplies the converted AC power to the power system, thereby connecting the distributed power source to the power system,
A main circuit unit that converts the power of the distributed power source into AC power corresponding to the power system,
A control unit that controls the operation of the main circuit section,
Equipped with,
The control unit,
An estimation calculation unit calculates, based on the active power value at the connection point with the power system, the reactive power value at the connection point, and the voltage value at the connection point, an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance, and an estimated value of the voltage value of the infinite bus power system.
A reactive power calculation unit calculates a reactive power command value for the reactive power to be supplied to the power system based on the estimated value of the resistance component of the system impedance, the estimated value of the reactance component of the system impedance, and the estimated value of the voltage of the infinite bus power system.
A drive circuit drives the main circuit section to output a predetermined active power and reactive power corresponding to the reactive power command value,
It has,
The power converter has an estimation unit which receives period data including a plurality of active power values, a plurality of reactive power values, and a plurality of voltage values for a predetermined period, and applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the input period data to calculate an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system based on the period data.

(付記2)
前記推定部は、
前記抵抗成分と前記リアクタンス成分と前記電圧値とを多変量正規分布の平均ベクトルとして設定し、
前記多変量正規分布に従う複数の探索点を演算し、
前記複数の探索点のそれぞれの評価値を演算し、
前記評価値を基に、評価の高い上位数個の探索点を抽出し、
抽出した前記上位数個の探索点を基に、前記多変量正規分布を更新し、
所定の終了条件を満たすまで前記複数の探索点の演算から前記多変量正規分布の更新までの演算を繰り返し実行し、
最終回の演算で更新された前記多変量正規分布の前記平均ベクトルに含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値を前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値、及び前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値として演算する付記1記載の電力変換装置。
(Note 2)
The estimation unit,
The resistance component, the reactance component, and the voltage value are set as the mean vector of a multivariate normal distribution.
The process involves calculating multiple search points that follow the aforementioned multivariate normal distribution,
The evaluation value of each of the aforementioned multiple search points is calculated,
Based on the aforementioned evaluation values, extract the top few search points with the highest evaluations.
Based on the extracted top few search points, the multivariate normal distribution is updated.
The calculations from the calculation of the multiple search points to the update of the multivariate normal distribution are repeatedly performed until the predetermined termination conditions are met.
The power conversion device described in Appendix 1, which calculates the resistance component, the reactance component, and the voltage value included in the mean vector of the multivariate normal distribution updated in the final calculation as an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated value of the voltage value of the infinite bus power system.

(付記3)
前記複数の探索点のそれぞれは、前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を含むベクトルであり、
前記推定部は、
前記期間データに含まれる複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び前記複数の探索点に含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を基に、1つの前記探索点に対し、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値の数に応じた複数の前記電圧の演算値を演算し、
前記期間データに含まれる前記電圧値と前記演算値との誤差を、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値のそれぞれについて演算し、
前記電圧値と前記演算値との誤差の絶対値の総和を1つの前記探索点の前記評価値として演算し、
前記評価値の小さい前記探索点の評価を高くし、前記複数の探索点のうち、前記評価値の小さい上位数個の探索点を抽出する付記2記載の電力変換装置。
(Note 3)
Each of the plurality of search points is a vector containing the values of the resistance component, the reactance component, and the voltage value,
The estimation unit,
Based on the multiple active power values, multiple reactive power values, and the respective values of the resistance component, reactance component, and voltage value included in the period data, a plurality of calculated voltage values are calculated for one of the search points, corresponding to the number of voltage values included in the period data.
The error between the voltage value included in the period data and the calculated value is calculated for each of the multiple voltage values included in the period data.
The sum of the absolute values of the errors between the voltage value and the calculated value is calculated as the evaluation value of one of the search points.
The power conversion device described in Appendix 2, which increases the evaluation of the search points with small evaluation values and extracts the top few search points with small evaluation values from among the plurality of search points.

(付記4)
前記推定値演算部は、前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受け、入力された前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値を基に、前記期間データを生成し、生成した前記期間データを前記推定部に入力するデータ生成部をさらに有し、
前記データ生成部は、前記所定の期間の経過に応じて前記期間データを生成した後、次の前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受けた際に、最も古い前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを削除し、入力された新しい前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを追加することにより、次の前記期間データを生成する移動窓の処理を行う付記1~3のいずれか1つに記載の電力変換装置。
(Note 4)
The estimated value calculation unit further includes a data generation unit that receives the active power value, the reactive power value, and the voltage value as inputs, generates the period data based on the input active power value, the reactive power value, and the voltage value, and inputs the generated period data to the estimation unit.
The power conversion device according to any one of the appendices 1 to 3, wherein the data generation unit generates the period data according to the elapsed predetermined period, and then, upon receiving the next input of the active power value, the reactive power value, and the voltage value, performs the processing of a moving window to generate the next period data by deleting the oldest data of the active power value, the reactive power value, and the voltage value, and adding the newly input data of the active power value, the reactive power value, and the voltage value.

(付記5)
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、入力された1つの前記期間データに対して前記共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の評価値と、を含む出力データを入力された1つの前記期間データから複数生成し、生成した複数の前記出力データを前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記評価値を基に、入力された複数の前記出力データから最適な1つの出力データを選択し、選択した1つの前記出力データに含まれる前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力する付記1~4のいずれか1つに記載の電力変換装置。
(Note 5)
The aforementioned estimated value calculation unit further includes a selection unit,
The estimation unit performs calculations using the covariance matrix adaptive evolution strategy multiple times on the input period data, thereby generating multiple output data from the input period data, which include an estimated value of the resistance component of the power system's system impedance, an estimated value of the reactance component of the power system's system impedance, an estimated value of the voltage value of the infinite busbar power system, and evaluation values of the estimated resistance component, the estimated reactance component, and the estimated voltage value. The generated multiple output data are then input to the selection unit.
The power conversion device according to any one of the appendices 1 to 4, wherein the selection unit selects the optimal output data from a plurality of input output data based on the evaluation value, and inputs the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage included in the selected output data to the reactive power calculation unit.

(付記6)
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分、及び前記無限大母線電力系統の電圧値のそれぞれの事前設定値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記事前設定値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する付記1~5のいずれか1つに記載の電力変換装置。
(Note 6)
The aforementioned estimated value calculation unit further includes a selection unit,
The estimation unit inputs the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage to the selection unit.
The power conversion device according to any one of the appendices 1 to 5, wherein the selection unit receives input of estimated values of the resistance component, estimated values of the reactance component, and estimated values of the voltage from the estimation unit, and also receives input of preset values for the resistance component of the power system impedance, the reactance component of the power system impedance, and the voltage of the infinite bus power system, and if the input estimated values of the resistance component, estimated values of the reactance component, and estimated values of the voltage fall within a predetermined range, the input estimated values of the resistance component, estimated values of the reactance component, and estimated values of the voltage are input to the reactive power calculation unit, and if they do not fall within a predetermined range, the preset values are input to the reactive power calculation unit as estimated values of the resistance component, estimated values of the reactance component, and estimated values of the voltage.

(付記7)
前記事前設定値は、前日の同じ時間帯に前記無効電力演算部に出力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前日値である付記6記載の電力変換装置。
(Note 7)
The power converter described in Appendix 6, wherein the aforementioned pre-set values are the previous day's values of the estimated resistance component, the estimated reactance component, and the estimated voltage value output to the reactive power calculation unit during the same time period on the previous day.

(付記8)
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前回の演算において前記無効電力演算部に入力した前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前回値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記前回値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する付記1~7のいずれか1つに記載の電力変換装置。
(Note 8)
The aforementioned estimated value calculation unit further includes a selection unit,
The estimation unit inputs the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage to the selection unit.
The power conversion device according to any one of the appendices 1 to 7, wherein the selection unit receives input of the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage from the estimation unit, and also receives input of the previous values of the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage that were input to the reactive power calculation unit in the previous calculation, and if the input estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage fall within a predetermined range, the input estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage are input to the reactive power calculation unit, and if they do not fall within a predetermined range, the previous values are input to the reactive power calculation unit as the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage.

(付記9)
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置の動作を制御する制御装置であって、
前記電力変換装置との通信を行う通信部と、
前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、前記推定値演算部によって演算された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値に応じた無効電力を前記電力変換装置に出力させるように、前記電力変換装置の動作を制御し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する制御装置。
(Note 9)
A control device for controlling the operation of a power conversion device that connects a distributed power source to a power system by converting the power of a distributed power source into AC power corresponding to a power system connected to an infinite bus power system, and supplying the converted AC power to the power system, wherein the device connects the distributed power source to the power system,
A communication unit that communicates with the aforementioned power converter,
A control unit that controls the operation of the power converter,
Equipped with,
The control unit has an estimation calculation unit that calculates an estimated value of the resistance component of the power system impedance, an estimated value of the reactance component of the power system impedance, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system, based on the active power value at the connection point with the power system, the reactive power value at the connection point, and the voltage value at the connection point, and controls the operation of the power converter so that the power converter outputs reactive power corresponding to the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage calculated by the estimation calculation unit.
The control device includes an estimation unit which receives period data including a plurality of active power values, a plurality of reactive power values, and a plurality of voltage values for a predetermined period, and applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the input period data to calculate an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system based on the period data.

(付記10)
分散型電源と、
前記分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する分散型電源システム。
(Note 10)
Distributed power sources,
A power conversion device that converts the power of the distributed power source into AC power corresponding to a power system connected to an infinite busbar power system, and supplies the converted AC power to the power system, thereby connecting the distributed power source to the power system;
Equipped with,
The aforementioned power converter is
A main circuit unit that converts the power of the distributed power source into AC power corresponding to the power system,
A control unit that controls the operation of the main circuit section,
It has,
The control unit,
An estimation calculation unit calculates, based on the active power value at the connection point with the power system, the reactive power value at the connection point, and the voltage value at the connection point, an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance, and an estimated value of the voltage value of the infinite bus power system.
A reactive power calculation unit calculates a reactive power command value for the reactive power to be supplied to the power system based on the estimated value of the resistance component of the system impedance, the estimated value of the reactance component of the system impedance, and the estimated value of the voltage of the infinite bus power system.
A drive circuit drives the main circuit section to output a predetermined active power and reactive power corresponding to the reactive power command value,
It has,
A distributed power system having an estimation unit that receives period data including a plurality of active power values, a plurality of reactive power values, and a plurality of voltage values for a predetermined period, and applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the input period data to calculate an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system based on the period data.

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。 While several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples only and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications are possible without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope and spirit of the invention, as well as within the scope of the invention and its equivalents as described in the claims.

2、2a…分散型電源システム、 3…無限大母線電力系統、 4…電力系統、 6…分散型電源、 10…電力変換装置、 12、14…変圧器、 16…需要家、 18…発電機、 20、22…計測装置、 40…主回路部、 42…制御部、 50、50a~50c…推定値演算部、 52…無効電力演算部、 54…駆動回路、 60…データ生成部、 62…推定部、 64…選択部、 100制御装置、 102通信部、 104制御部、 110…推定値演算部
2, 2a... Distributed power system, 3... Infinite busbar power system, 4... Power system, 6... Distributed power source, 10... Power converter, 12, 14... Transformer, 16... Consumer, 18... Generator, 20, 22... Measuring device, 40... Main circuit section, 42... Control section, 50, 50a-50c... Estimated value calculation section, 52... Reactive power calculation section, 54... Drive circuit, 60... Data generation section, 62... Estimation section, 64... Selection section, 100 Control device, 102 Communication section, 104 Control section, 110... Estimated value calculation section

Claims (10)

分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置であって、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置。
A power conversion device that converts the power of a distributed power source into AC power corresponding to a power system connected to an infinite busbar power system, and supplies the converted AC power to the power system, thereby connecting the distributed power source to the power system,
A main circuit unit that converts the power of the distributed power source into AC power corresponding to the power system,
A control unit that controls the operation of the main circuit section,
Equipped with,
The control unit,
An estimation calculation unit calculates, based on the active power value at the connection point with the power system, the reactive power value at the connection point, and the voltage value at the connection point, an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance, and an estimated value of the voltage value of the infinite bus power system.
A reactive power calculation unit calculates a reactive power command value for the reactive power to be supplied to the power system based on the estimated value of the resistance component of the system impedance, the estimated value of the reactance component of the system impedance, and the estimated value of the voltage of the infinite bus power system.
A drive circuit drives the main circuit section to output a predetermined active power and reactive power corresponding to the reactive power command value,
It has,
The power converter has an estimation unit which receives period data including a plurality of active power values, a plurality of reactive power values, and a plurality of voltage values for a predetermined period, and applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the input period data to calculate an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system based on the period data.
前記推定部は、
前記抵抗成分と前記リアクタンス成分と前記電圧値とを多変量正規分布の平均ベクトルとして設定し、
前記多変量正規分布に従う複数の探索点を演算し、
前記複数の探索点のそれぞれの評価値を演算し、
前記評価値を基に、評価の高い上位数個の探索点を抽出し、
抽出した前記上位数個の探索点を基に、前記多変量正規分布を更新し、
所定の終了条件を満たすまで前記複数の探索点の演算から前記多変量正規分布の更新までの演算を繰り返し実行し、
最終回の演算で更新された前記多変量正規分布の前記平均ベクトルに含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値を前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値、及び前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値として演算する請求項1記載の電力変換装置。
The estimation unit,
The resistance component, the reactance component, and the voltage value are set as the mean vector of a multivariate normal distribution.
The process involves calculating multiple search points that follow the aforementioned multivariate normal distribution,
The evaluation value of each of the aforementioned multiple search points is calculated,
Based on the aforementioned evaluation values, extract the top few search points with the highest evaluations.
Based on the extracted top few search points, the multivariate normal distribution is updated.
The calculations from the calculation of the multiple search points to the update of the multivariate normal distribution are repeatedly performed until the predetermined termination conditions are met.
The power conversion device according to claim 1, wherein the resistance component, the reactance component, and the voltage value included in the mean vector of the multivariate normal distribution updated in the final calculation are calculated as the estimated resistance component of the system impedance of the power system, the estimated reactance component of the system impedance of the power system, and the estimated voltage value of the infinite bus power system.
前記複数の探索点のそれぞれは、前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を含むベクトルであり、
前記推定部は、
前記期間データに含まれる複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び前記複数の探索点に含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を基に、1つの前記探索点に対し、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値の数に応じた複数の前記連系点の電圧の演算値を演算し、
前記期間データに含まれる前記電圧値と前記演算値との誤差を、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値のそれぞれについて演算し、
前記電圧値と前記演算値との誤差の絶対値の総和を1つの前記探索点の前記評価値として演算し、
前記評価値の小さい前記探索点の評価を高くし、前記複数の探索点のうち、前記評価値の小さい上位数個の探索点を抽出する請求項2記載の電力変換装置。
Each of the plurality of search points is a vector containing the values of the resistance component, the reactance component, and the voltage value,
The estimation unit,
Based on the multiple active power values, multiple reactive power values, and the resistance component, reactance component, and voltage values included in the period data, for one of the search points, the calculated voltage values of the multiple interconnection points corresponding to the number of voltage values included in the period data are calculated.
The error between the voltage value included in the period data and the calculated value is calculated for each of the multiple voltage values included in the period data.
The sum of the absolute values of the errors between the voltage value and the calculated value is calculated as the evaluation value of one of the search points.
The power conversion device according to claim 2, wherein the evaluation of the search points with small evaluation values is increased, and the top few search points with small evaluation values are extracted from the plurality of search points.
前記推定値演算部は、前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受け、入力された前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値を基に、前記期間データを生成し、生成した前記期間データを前記推定部に入力するデータ生成部をさらに有し、
前記データ生成部は、前記所定の期間の経過に応じて前記期間データを生成した後、次の前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受けた際に、最も古い前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを削除し、入力された新しい前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを追加することにより、次の前記期間データを生成する移動窓の処理を行う請求項1記載の電力変換装置。
The estimated value calculation unit further includes a data generation unit that receives the active power value, the reactive power value, and the voltage value as inputs, generates the period data based on the input active power value, the reactive power value, and the voltage value, and inputs the generated period data to the estimation unit.
The power conversion device according to claim 1, wherein the data generation unit generates the period data in accordance with the elapsed of the predetermined period, and then, upon receiving the next input of the active power value, the reactive power value, and the voltage value, performs the processing of a moving window to generate the next period data by deleting the oldest data of the active power value, the reactive power value, and the voltage value, and adding the newly input data of the active power value, the reactive power value, and the voltage value.
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、入力された1つの前記期間データに対して前記共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の評価値と、を含む出力データを入力された1つの前記期間データから複数生成し、生成した複数の前記出力データを前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記評価値を基に、入力された複数の前記出力データから最適な1つの出力データを選択し、選択した1つの前記出力データに含まれる前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力する請求項1記載の電力変換装置。
The aforementioned estimated value calculation unit further includes a selection unit,
The estimation unit performs calculations using the covariance matrix adaptive evolution strategy multiple times on the input period data, thereby generating multiple output data from the input period data, which include an estimated value of the resistance component of the power system's system impedance, an estimated value of the reactance component of the power system's system impedance, an estimated value of the voltage value of the infinite busbar power system, and evaluation values of the estimated resistance component, the estimated reactance component, and the estimated voltage value. The generated multiple output data are then input to the selection unit.
The power conversion device according to claim 1, wherein the selection unit selects the optimal output data from a plurality of input output data based on the evaluation value, and inputs the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage included in the selected output data to the reactive power calculation unit.
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分、及び前記無限大母線電力系統の電圧値のそれぞれの事前設定値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記事前設定値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する請求項1記載の電力変換装置。
The aforementioned estimated value calculation unit further includes a selection unit,
The estimation unit inputs the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage to the selection unit.
The power conversion device according to claim 1, wherein the selection unit receives inputs of estimated values for the resistance component, estimated values for the reactance component, and estimated values for the voltage from the estimation unit, and also receives inputs of preset values for the resistance component of the power system impedance, the reactance component of the power system impedance, and the voltage of the infinite bus power system, and if the input estimated values for the resistance component, estimated values for the reactance component, and estimated values for the voltage fall within a predetermined range, the input estimated values for the resistance component, estimated values for the reactance component, and estimated values for the voltage are input to the reactive power calculation unit, and if they do not fall within a predetermined range, the preset values are input to the reactive power calculation unit as estimated values for the resistance component, estimated values for the reactance component, and estimated values for the voltage.
前記事前設定値は、前日の同じ時間帯に前記無効電力演算部に出力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前日値である請求項6記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 6, wherein the pre-set values are the previous day's values of the estimated resistance component, the estimated reactance component, and the estimated voltage value output to the reactive power calculation unit during the same time period on the previous day. 前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前回の演算において前記無効電力演算部に入力した前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前回値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記前回値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する請求項1記載の電力変換装置。
The aforementioned estimated value calculation unit further includes a selection unit,
The estimation unit inputs the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage to the selection unit.
The power conversion device according to claim 1, wherein the selection unit receives input of the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage from the estimation unit, and also receives input of the previous values of the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage that were input to the reactive power calculation unit in the previous calculation, and if the input estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage fall within a predetermined range, the input estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage are input to the reactive power calculation unit, and if they do not fall within a predetermined range, the previous values are input to the reactive power calculation unit as the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage.
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置の動作を制御する制御装置であって、
前記電力変換装置との通信を行う通信部と、
前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、前記推定値演算部によって演算された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値に応じた無効電力を前記電力変換装置に出力させるように、前記電力変換装置の動作を制御し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する制御装置。
A control device for controlling the operation of a power conversion device that connects a distributed power source to a power system by converting the power of a distributed power source into AC power corresponding to a power system connected to an infinite bus power system, and supplying the converted AC power to the power system, wherein the device connects the distributed power source to the power system,
A communication unit that communicates with the aforementioned power converter,
A control unit that controls the operation of the power converter,
Equipped with,
The control unit has an estimation calculation unit that calculates an estimated value of the resistance component of the power system impedance, an estimated value of the reactance component of the power system impedance, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system, based on the active power value at the connection point with the power system, the reactive power value at the connection point, and the voltage value at the connection point, and controls the operation of the power converter so that the power converter outputs reactive power corresponding to the estimated value of the resistance component, the estimated value of the reactance component, and the estimated value of the voltage calculated by the estimation calculation unit.
The control device includes an estimation unit which receives period data including a plurality of active power values, a plurality of reactive power values, and a plurality of voltage values for a predetermined period, and applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the input period data to calculate an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system based on the period data.
分散型電源と、
前記分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する分散型電源システム。
Distributed power sources,
A power conversion device that converts the power of the distributed power source into AC power corresponding to a power system connected to an infinite busbar power system, and supplies the converted AC power to the power system, thereby connecting the distributed power source to the power system;
Equipped with,
The aforementioned power converter is
A main circuit unit that converts the power of the distributed power source into AC power corresponding to the power system,
A control unit that controls the operation of the main circuit section,
It has,
The control unit,
An estimation calculation unit calculates, based on the active power value at the connection point with the power system, the reactive power value at the connection point, and the voltage value at the connection point, an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance, and an estimated value of the voltage value of the infinite bus power system.
A reactive power calculation unit calculates a reactive power command value for the reactive power to be supplied to the power system based on the estimated value of the resistance component of the system impedance, the estimated value of the reactance component of the system impedance, and the estimated value of the voltage of the infinite bus power system.
A drive circuit drives the main circuit section to output a predetermined active power and reactive power corresponding to the reactive power command value,
It has,
A distributed power system having an estimation unit that receives period data including a plurality of active power values, a plurality of reactive power values, and a plurality of voltage values for a predetermined period, and applies a covariance matrix adaptive evolutionary strategy to the input period data to calculate an estimated value of the resistance component of the system impedance of the power system, an estimated value of the reactance component of the system impedance of the power system, and an estimated value of the voltage of the infinite bus power system based on the period data.
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