JP2018160964A - Electric power system - Google Patents
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Abstract
【課題】逆電力継電器によって電力系統から解列されることを抑制できる電力システムを提供する。【解決手段】太陽光発電システムPVS9は、電力負荷Lと複数のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkと集中管理装置MC9とを備えている。また、太陽光発電システムPVS9と電力系統Aとの連系点には、逆電力継電器51が設置されている。集中管理装置MC9は、連系点電力が目標電力となるように、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkは、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを用いた最適化問題に基づいて、個別目標電力を算出し、個別出力電力を制御する。このように構成された太陽光発電システムPVS9において、逆電力継電器51によって逆潮流が検出される前に、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを変更して個別出力電力を低下させる。【選択図】図27PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power system capable of suppressing disconnection from a power system by a reverse power relay. A photovoltaic power generation system PVS9 includes a power load L, a plurality of power conditioners PCSPVi, PCSBk, and a centralized management device MC9. A reverse power relay 51 is installed at the interconnection point between the photovoltaic power generation system PVS9 and the power system A. The centralized management device MC9 calculates the suppression index prPV and the charge/discharge index prB so that the interconnection point power becomes the target power. Each of the power conditioners PCSPVi and PCSBk calculates the individual target power based on the optimization problem using the suppression index prPV and the charge/discharge index prB, and controls the individual output power. In the photovoltaic power generation system PVS9 configured in this manner, the individual output power is reduced by changing the suppression index prPV and the charge/discharge index prB before the reverse power flow is detected by the reverse power relay 51. [Selection diagram] Fig. 27
Description
本開示は、系統連系型の電力システムに関し、逆潮流が禁止された電力システムに関する。 The present disclosure relates to a grid-connected power system, and relates to a power system in which reverse power flow is prohibited.
近年、再生可能エネルギーを利用した発電システムが普及している。その一例として太陽光を利用した太陽光発電システムがある。太陽光発電システムは、太陽電池とパワーコンディショナとを備えている。太陽電池は直流電力を生成し、この直流電力をパワーコンディショナが交流電力に変換する。変換された交流電力は、電力系統に供給される。太陽光発電システムには、一般家庭用の小規模なものからメガソーラーシステムなどの大規模なものまである。 In recent years, power generation systems using renewable energy have become widespread. One example is a solar power generation system using sunlight. The solar power generation system includes a solar cell and a power conditioner. The solar cell generates DC power, and the power conditioner converts this DC power into AC power. The converted AC power is supplied to the power system. Solar power generation systems range from small households to large ones such as mega solar systems.
大規模な太陽光発電システムは、各々が電力系統に連系された複数台のパワーコンディショナを備えている。例えば、特許文献1に開示された太陽光発電システムは、複数台の太陽電池と、複数台のパワーコンディショナと、監視制御システムとを備えている。前記監視制御システムは、前記複数台のパワーコンディショナを監視および制御する。具体的には、監視制御システムは、複数台のパワーコンディショナについて、入出力電力、入出力電圧、入出力電流などを監視し、出力電圧を変更するなどの制御を行っている。 A large-scale photovoltaic power generation system includes a plurality of power conditioners each connected to an electric power system. For example, the solar power generation system disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of solar cells, a plurality of power conditioners, and a monitoring control system. The monitoring control system monitors and controls the plurality of power conditioners. Specifically, the supervisory control system performs control such as monitoring input / output power, input / output voltage, input / output current, etc. for a plurality of power conditioners and changing the output voltage.
上記太陽光発電システムにおいて、電力系統と連系運転して、その発電電力を全て電力負荷へ供給する自家消費型の電力システムがある。当該電力システムにおいて、逆潮流が禁止されている(許可されていない)場合、逆電力継電器の設置が義務付けられている。当該逆電力継電器は、逆潮流を検出した場合、電力システムを電力系統から解列する保護継電器である。通常、電力システムの制御によって逆潮流にならないようにしている。しかし、急な日射変動や負荷変動などが発生すると、その制御が追い付かず、逆潮流になる場合がある。この場合、逆電力継電器が作動し、電力システムを解列させる。逆電力継電器によって解列された場合、例えば専門の業者を呼ぶなど再度電力系統に連系するための作業が煩雑である。このような問題は、逆電力継電器が設置された電力システムであれば、太陽光発電システムに限らず生じる。 In the solar power generation system, there is a self-consumption power system that operates in an interconnected manner with the power system and supplies all the generated power to the power load. In the power system, when reverse power flow is prohibited (not allowed), installation of a reverse power relay is required. The reverse power relay is a protective relay that disconnects the power system from the power system when a reverse power flow is detected. Normally, reverse power flow is prevented by controlling the power system. However, when sudden solar radiation fluctuations or load fluctuations occur, the control may not catch up and there may be a reverse power flow. In this case, the reverse power relay operates and disconnects the power system. When the power is disconnected by the reverse power relay, for example, calling a specialized contractor, the work for reconnecting to the power system is complicated. Such a problem occurs not only in a photovoltaic power generation system, but also in a power system in which a reverse power relay is installed.
本開示に係る電力システムは、上記事情に鑑みて創作されたものである。そこでその目的は、逆電力継電器によって電力系統から解列されることを回避する電力システムを提供することにある。 The power system according to the present disclosure has been created in view of the above circumstances. Then, the objective is to provide the electric power system which avoids being disconnected from an electric power grid | system by a reverse power relay.
本開示によって提供される電力システムは、電力負荷、分散型電源、および、前記分散型電源を管理する集中管理装置を備えており、電力系統に連系する系統連系システムと、前記系統連系システムから前記電力系統への逆潮流を検出すると、少なくとも前記分散型電源を前記電力系統から解列する逆電力継電器と、を備える電力システムであって、前記集中管理装置は、調整対象電力を検出する調整対象電力検出手段と、前記調整対象電力が目標電力となるように、前記調整対象電力と前記目標電力とに基づき、前記分散型電源の個別出力電力を制御するための指標を算出する指標算出手段と、前記指標を前記分散型電源に送信する指標送信手段と、を備えており、前記分散型電源は、前記指標を受信する指標受信手段と、前記指標を用いた最適化問題に基づいて、当該分散型電源の個別目標電力を算出する目標電力算出手段と、前記個別目標電力となるように当該分散型電源の前記個別出力電力を制御する制御手段と、を備えており、前記系統連系システムは、前記逆電力継電器によって逆潮流が検出される前に、前記指標を変更して前記個別出力電力を低下させることを特徴とする。 A power system provided by the present disclosure includes a power load, a distributed power source, and a centralized management device that manages the distributed power source, and a grid interconnection system linked to a power system, and the grid interconnection When a reverse power flow from the system to the power system is detected, the power system includes at least a reverse power relay that disconnects the distributed power source from the power system, and the centralized management device detects power to be adjusted An index for calculating an index for controlling the individual output power of the distributed power source based on the adjustment target power and the target power so that the adjustment target power becomes the target power Calculating means; and index transmitting means for transmitting the index to the distributed power source, wherein the distributed power source uses the index receiving means for receiving the index and the index. Based on an optimization problem, a target power calculation unit that calculates the individual target power of the distributed power source, and a control unit that controls the individual output power of the distributed power source to be the individual target power. The grid interconnection system is characterized in that the individual output power is reduced by changing the index before a reverse power flow is detected by the reverse power relay.
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記系統連系システムは、前記逆電力継電器とは異なる補助用継電器を、さらに備えており、前記補助用継電器は、前記系統連系システムと前記電力系統との連系点における連系点電力に基づいて動作する電気接点を有しており、前記電気接点が動作したとき、前記電気接点が動作したことを示す接点信号を前記分散型電源に送信し、前記分散型電源は、前記接点信号を受信する分散型電源用接点信号受信手段をさらに備えており、前記目標電力算出手段は、前記分散型電源用接点信号受信手段が前記接点信号を受信したとき、前記個別出力電力を低下させるための解列回避値を前記指標とする。 In a preferred embodiment of the power system, the grid interconnection system further includes an auxiliary relay different from the reverse power relay, and the auxiliary relay includes the grid interconnection system and the power grid. And an electrical contact that operates based on interconnection power at the interconnection point, and when the electrical contact is activated, a contact signal indicating that the electrical contact is activated is transmitted to the distributed power source. The distributed power supply further includes a distributed power contact signal receiving means for receiving the contact signal, and the target power calculating means receives the contact signal by the distributed power contact signal receiving means. At this time, the value of the avoidance value to reduce the individual output power is set as the index.
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記目標電力算出手段は、前記解列回避値を用いた前記個別目標電力の算出を所定時間継続した後、前記指標受信手段が受信した前記指標を用いた前記個別目標電力の算出を再開する。 In a preferred embodiment of the power system, the target power calculation means uses the index received by the index reception means after continuing the calculation of the individual target power using the disconnection avoidance value for a predetermined time. The calculation of the individual target power that has been resumed is resumed.
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記補助用継電器は、前記接点信号をさらに前記集中管理装置に送信し、前記集中管理装置は、前記接点信号を受信する集中管理装置用接点信号受信手段をさらに備えており、前記指標算出手段は、前記集中管理装置用接点信号受信手段が前記接点信号を受信したとき、前記指標の算出を停止し、前記指標の算出を停止している間、前記解列回避値を前記指標とする。 In a preferred embodiment of the power system, the auxiliary relay further transmits the contact signal to the central management device, and the central management device receives the contact signal. The index calculation means stops the calculation of the index when the contact signal receiving means for the centralized management device receives the contact signal, while the calculation of the index is stopped, The discontinuation avoidance value is used as the index.
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記指標算出手段は、前記指標の算出を停止してから所定時間経過したときに、前記指標の算出を再開する。 In a preferred embodiment of the power system, the index calculation means restarts the calculation of the index when a predetermined time has elapsed since the calculation of the index was stopped.
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記系統連系システムは、複数の前記分散型電源を有しており、前記複数の分散型電源には、太陽光発電装置と蓄電装置とを含んでおり、前記太陽光発電装置に対する前記解列回避値と前記蓄電装置に対する前記解列回避値とは異なる。 In a preferred embodiment of the power system, the grid interconnection system includes a plurality of the distributed power sources, and the plurality of distributed power sources include a solar power generation device and a power storage device. The disengagement avoidance value for the solar power generation device is different from the disengagement avoidance value for the power storage device.
本開示の電力システムは、電力負荷、分散型電源、および、集中管理装置を備える系統連系システムと、逆電力継電器と、を備えている。集中管理装置は、調整対象電力が目標電力となるように、分散型電源の個別出力電力を制御するための指標を算出する。分散型電源は、前記指標を用いた最適化問題に基づいて、分散型電源の個別目標電力を算出し、個別出力電力を当該個別目標電力にする。このような電力システムにおいて、系統連系システムは、逆電力継電器によって逆潮流が検出される前に、前記指標を変化させて前記個別出力電力を低下させるようにした。これにより、調整対象電力が低下するので、逆電力継電器により系統連系システムが電力系統から解列されることを回避できる。 The power system of the present disclosure includes a power grid, a distributed power source, a grid interconnection system including a centralized management device, and a reverse power relay. The centralized management apparatus calculates an index for controlling the individual output power of the distributed power supply so that the adjustment target power becomes the target power. The distributed power source calculates the individual target power of the distributed power source based on the optimization problem using the index, and sets the individual output power as the individual target power. In such a power system, the grid interconnection system reduces the individual output power by changing the index before a reverse power flow is detected by the reverse power relay. Thereby, since adjustment object electric power falls, it can avoid that a grid connection system is disconnected from an electric power grid by a reverse power relay.
以下、本開示の電力システムの実施の形態について説明する。当該電力システムは、電力系統に連系された系統連系システムを備えており、当該系統連系システムが太陽光発電システムである場合を例に説明する。なお、以下の説明において、連系点における電力が正の場合、太陽光発電システムから電力系統に電力が出力されている(逆潮流している)ものとする。一方、連系点における電力が負の値の場合、電力系統から太陽光発電システムに電力が出力されているものとする。 Hereinafter, embodiments of the power system of the present disclosure will be described. The power system includes a grid interconnection system linked to a power grid, and a case where the grid interconnection system is a solar power generation system will be described as an example. In the following description, when the power at the interconnection point is positive, it is assumed that power is output from the photovoltaic power generation system to the power system (reverse power flow). On the other hand, when the power at the interconnection point is a negative value, the power is output from the power system to the photovoltaic power generation system.
図1は、第1実施形態に係る太陽光発電システムPVS1の全体構成を示している。同図に示すように、太陽光発電システムPVS1は、複数台の太陽電池SPi(i=1,2,・・・,n;nは正の整数)、複数台のパワーコンディショナPCSi、および、集中管理装置MC1を有して構成される。太陽光発電システムPVS1は、系統連系型の逆潮流システムである。 FIG. 1 shows the overall configuration of a photovoltaic power generation system PVS1 according to the first embodiment. As shown in the figure, the photovoltaic power generation system PVS1 includes a plurality of solar cells SP i (i = 1, 2,..., N; n is a positive integer), a plurality of power conditioners PCS i , And it has the centralized management apparatus MC1. The photovoltaic power generation system PVS1 is a grid-connected reverse power flow system.
複数台の太陽電池SPiはそれぞれ、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する。各太陽電池SPiは、直列・並列に接続された複数個の太陽電池パネルを含んで構成されている。太陽電池パネルは、例えば、シリコンなどの半導体で生成された太陽電池セルを複数個接続したものを、屋外で利用できるように樹脂や強化ガラスなどで保護したものである。太陽電池SPiは発電した電力(直流電力)を、パワーコンディショナPCSiに出力する。なお、太陽電池SPiによって発電可能な電力の最大量を太陽電池SPiの発電量Pi SPとする。 Each of the plurality of solar cells SP i converts solar energy into electric energy. Each solar cell SP i includes a plurality of solar cell panels connected in series and in parallel. A solar battery panel is a panel in which a plurality of solar battery cells made of a semiconductor such as silicon are connected and protected with a resin or tempered glass so that they can be used outdoors. The solar cell SP i outputs the generated power (DC power) to the power conditioner PCS i . The maximum amount of power that can be generated by the solar cell SP i is defined as the power generation amount P i SP of the solar cell SP i .
複数台のパワーコンディショナPCSiはそれぞれ、太陽電池SPiが発電した電力(直流電力)を交流電力に変換する。そして、変換した交流電力を電力系統Aに出力する。各パワーコンディショナPCSiは、例えば、インバータ回路、変圧器、および、制御回路などを含んでいる。インバータ回路は、太陽電池SPiから入力される直流電力を電力系統Aと同期がとれた交流電力に変換する。変圧器は、インバータ回路から出力される交流電圧を昇圧(または降圧)する。制御回路は、インバータ回路などを制御する。各パワーコンディショナPCSiは、インバータ回路などの制御により、自装置(パワーコンディショナPCSi)の出力電力である個別出力電力Pi outを制御する。なお、パワーコンディショナPCSiは、上記のように構成されたものに限定されない。 Each of the plurality of power conditioners PCS i converts the power (DC power) generated by the solar cell SP i into AC power. Then, the converted AC power is output to the power system A. Each power conditioner PCS i includes, for example, an inverter circuit, a transformer, a control circuit, and the like. The inverter circuit converts the DC power input from the solar battery SP i into AC power synchronized with the power system A. The transformer boosts (or steps down) the AC voltage output from the inverter circuit. The control circuit controls an inverter circuit and the like. Each power conditioner PCS i controls the individual output power P i out which is the output power of its own device (power conditioner PCS i ) by controlling an inverter circuit or the like. Note that the power conditioner PCS i is not limited to the one configured as described above.
各パワーコンディショナPCSiから出力される有効電力をPi out、無効電力をQi outとすると、各パワーコンディショナPCSiからPi out+jQi outの複素電力が出力されている。したがって、複数台のパワーコンディショナPCSiと電力系統Aとの連系点には、ΣiPi out+jΣiQi outの複素電力が出力されている。すなわち、連系点における電力は、各パワーコンディショナPCSiの出力電力の総和である。なお、連系点における電力を連系点電力P(t)とする。本実施形態においては、連系点における電圧変動抑制などに主に活用される無効電力Qi outの出力制御については、特に考慮しない。すなわち、連系点電力P(t)は、連系点における有効電力Pi outの総和(ΣiPi out)としている。よって、各パワーコンディショナPCSiが制御する個別出力電力は有効電力Pi outであるので、個別出力電力をPi outとする。 When the effective power output from the power conditioner PCS i P i out, the reactive power and Q i out, the complex power of P i out + jQ i out from the power conditioner PCS i is outputted. Therefore, the complex power of Σ i P i out + jΣ i Q i out is output to the connection point between the plurality of power conditioners PCS i and the power system A. That is, the power at the interconnection point is the sum of the output power of each power conditioner PCS i . The power at the interconnection point is defined as interconnection point power P (t). In this embodiment, no particular consideration is given to the output control of the reactive power Q i out which is mainly used for suppressing voltage fluctuation at the interconnection point. That is, the connection point power P (t) is the sum (Σ i P i out ) of the active power P i out at the connection point. Therefore, since the individual output power controlled by each power conditioner PCS i is the active power P i out , the individual output power is P i out .
集中管理装置MC1は、複数台のパワーコンディショナPCSiを集中管理する。集中管理装置MC1は、例えば無線通信により、各パワーコンディショナPCSiとの間で、各種情報の送受信を行う。なお、無線通信ではなく、有線通信であってもよい。 The central control device MC1 is to centralize plurality of power conditioners PCS i. The central management device MC1 transmits and receives various types of information to and from each power conditioner PCS i by wireless communication, for example. Note that wired communication may be used instead of wireless communication.
このように構成された太陽光発電システムPVS1において、集中管理装置MC1は、所定の調整対象電力を監視し、当該調整対象電力と調整対象電力の目標値である目標電力とに基づいて、調整対象電力を目標電力にするための指標を算出する。そして、これを各パワーコンディショナPCSiに送信する。各パワーコンディショナPCSiは、集中管理装置MC1から指標を受信し、受信した指標に基づいて、個別出力電力Pi outの目標値である個別目標電力Pi refを算出する。そして、算出した個別目標電力Pi refに基づいて、個別出力電力Pi outを制御する。当該指標は、調整対象電力を目標電力にするための情報であり、個別目標電力Pi refを算出するための情報である。 In the photovoltaic power generation system PVS1 configured as described above, the central management device MC1 monitors the predetermined adjustment target power, and adjusts the adjustment target based on the adjustment target power and the target power that is the target value of the adjustment target power. An index for setting the power to the target power is calculated. Then, this is transmitted to each power conditioner PCS i . Each power conditioner PCS i receives an index from the central management device MC1, and calculates an individual target power P i ref that is a target value of the individual output power P i out based on the received index. The individual output power P i out is controlled based on the calculated individual target power P i ref . The index is information for setting the adjustment target power as the target power, and is information for calculating the individual target power P i ref .
近年、電力系統Aに連系する太陽光発電システムが増えてきており、電力系統Aへの電力の供給が需要に比べて過多となる可能性がある。この供給過多の状態を解消するために、電力会社などから各太陽光発電システムに個々の出力電力を抑制するように指示されることが考えられる。このとき、各太陽光発電システムは、この出力抑制指示に従い、出力電力を抑制する必要がある。本実施形態においては、電力会社からの出力抑制指示として、太陽光発電システムPVS1全体の出力電力の上限値である出力指令値PCが指示されるものとする。したがって、太陽光発電システムPVS1は、太陽光発電システムPVS1全体の出力電力を出力指令値PCに一致させる必要がある。 In recent years, the number of solar power generation systems linked to the power system A has increased, and there is a possibility that the supply of power to the power system A will be excessive compared to the demand. In order to eliminate this excessive supply state, it is conceivable that an electric power company or the like instructs each photovoltaic power generation system to suppress individual output power. At this time, each photovoltaic power generation system needs to suppress the output power in accordance with the output suppression instruction. In this embodiment, as the output restriction instruction from the power company, it is assumed that the upper limit of the output power of the entire solar power system PVS1 output command value P C is indicated. Thus, solar systems PVS1, it is necessary to match the output power of the entire solar power system PVS1 the output command value P C.
そこで、本実施形態に係る太陽光発電システムPVS1は、上記指標を用いて各パワーコンディショナPCSiが分散的に制御して、太陽光発電システムPVS1全体の出力電力を出力指令値PCに一致させている。これを「出力抑制制御」という。なお、太陽光発電システムPVS1において、各パワーコンディショナPCSiの個別出力電力Pi outはすべて連系点(電力系統A)に出力されるので、太陽光発電システムPVS1は連系点電力P(t)を太陽光発電システムPVS1全体の出力電力とみなして、出力抑制制御を行う。すなわち、太陽光発電システムPVS1は、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させている。なお、本実施形態に係る出力抑制制御で用いる指標を抑制指標prとする。具体的には、太陽光発電システムPVS1において、集中管理装置MC1は、連系点電力P(t)を監視し、連系点電力P(t)と出力指令値PCとに基づいて、連系点電力P(t)を出力指令値PCにするための抑制指標prを算出する。そして、これを各パワーコンディショナPCSiに送信する。各パワーコンディショナPCSiは、集中管理装置MC1から抑制指標prを受信し、受信した抑制指標prに基づいて、個別目標電力Pi refを算出する。そして、算出した個別目標電力Pi refに基づいて、個別出力電力Pi outを制御する。これにより、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させている。よって、上記調整対象電力として連系点電力P(t)を用い、上記目標電力として出力指令値PCを用いている。 Therefore, photovoltaic systems PVS1 according to this embodiment, the power conditioner PCS i using the index distributed controls, consistent output power of the entire solar power system PVS1 the output command value P C I am letting. This is called “output suppression control”. In the photovoltaic power generation system PVS1, since all the individual output power P i out of each power conditioner PCS i is output to the connection point (power system A), the photovoltaic power generation system PVS1 is connected to the connection point power P ( t) is regarded as the output power of the entire photovoltaic power generation system PVS1, and output suppression control is performed. That is, photovoltaic systems PVS1 is matched linking point power P (t) to the output command value P C. Note that an index used in the output suppression control according to the present embodiment is a suppression index pr. Specifically, in photovoltaic systems PVS1, the central control device MC1 monitors the interconnection point power P (t), based on the linking point power P (t) and the output command value P C, continuous calculating the suppression indication pr for system point power P (t) to the output command value P C. Then, this is transmitted to each power conditioner PCS i . Each power conditioner PCS i receives the suppression index pr from the central management device MC1, and calculates the individual target power P i ref based on the received suppression index pr. The individual output power P i out is controlled based on the calculated individual target power P i ref . Accordingly, it is made to coincide linking point power P (t) to the output command value P C. Thus, using the interconnection point power P (t) as the adjusted power is used the output command value P C as the target power.
図2は、図1に示す太陽光発電システムPVS1の出力抑制制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図2においては、太陽電池SPiの図示を省略している。当該出力抑制制御に関する制御系として、図2に示すように、各パワーコンディショナPCSiは、受信部11、目標電力算出部12、および、出力制御部13を含んでいる。また、集中管理装置MC1は、目標電力設定部21、連系点電力検出部22、指標算出部23、および、送信部24を含んでいる。 FIG. 2 shows a functional configuration of a control system related to output suppression control of the photovoltaic power generation system PVS1 shown in FIG. In FIG. 2, the illustration of the solar cell SP i is omitted. As a control system related to the output suppression control, each power conditioner PCS i includes a receiving unit 11, a target power calculating unit 12, and an output control unit 13, as shown in FIG. In addition, the central management device MC1 includes a target power setting unit 21, an interconnection point power detection unit 22, an index calculation unit 23, and a transmission unit 24.
受信部11は、集中管理装置MC1から送信される抑制指標prを受信する。受信部11は、例えば無線通信により、集中管理装置MC1から抑制指標prを受信する。なお、無線通信ではなく、有線通信であってもよい。 The receiving unit 11 receives the suppression index pr transmitted from the central management device MC1. The receiving unit 11 receives the suppression index pr from the central management device MC1 by wireless communication, for example. Note that wired communication may be used instead of wireless communication.
目標電力算出部12は、受信部11が受信した抑制指標prに基づき、自装置(パワーコンディショナPCSi)の個別目標電力Pi refを算出する。具体的には、目標電力算出部12は、下記(8)式に示す制約付き最適化問題を解くことで、個別目標電力Pi refを算出する。当該(8)式において、Pi lmtは、各パワーコンディショナPCSiの定格出力(出力限界)を表わし、wiは、パワーコンディショナPCSiの有効電力抑制に関する重みを表わしている。この有効電力抑制に関する重みwiは、目標電力算出部12に記憶されている。また、有効電力抑制に関する重みwiは、ユーザが手動で設定することができる。あるいは、各パワーコンディショナPCSiが、パワーコンディショナPCSiの状況(温度、気候、無効電力量など)に応じて、自動的に設定するようにしてもよい。なお、この下記(8)式についての詳細は、後述する。
出力制御部13は、上記インバータ回路を制御して、個別出力電力Pi outを制御する。出力制御部13は、個別出力電力Pi outを、目標電力算出部12が算出した個別目標電力Pi refにする。 The output control unit 13 controls the inverter circuit to control the individual output power P i out . The output control unit 13 sets the individual output power P i out to the individual target power P i ref calculated by the target power calculation unit 12.
目標電力設定部21は、連系点電力P(t)の目標値を設定する。本実施形態においては、目標電力設定部21は、出力抑制制御における目標電力を設定する。具体的には、目標電力設定部21は、電力会社から指令される上記出力指令値PCを取得し、当該出力指令値PCを目標電力として設定する。目標電力設定部21は、例えば、無線通信により電力会社から出力指令値PCを取得する。なお、出力指令値PCを電力会社から直接取得するものに限定されない。例えば、管理者が所定のコンピュータに電力会社から指令される出力指令値PCを手入力で入力し、目標電力設定部21が前記コンピュータから出力指令値PCを取得する構成であってもよい。あるいは、他の通信装置を中継して、電力会社から指令される出力指令値PCを取得する構成であってもよい。目標電力設定部21は、設定した目標電力(出力指令値PC)を指標算出部23に出力する。 The target power setting unit 21 sets a target value for the interconnection point power P (t). In the present embodiment, the target power setting unit 21 sets a target power in the output suppression control. Specifically, the target power setting unit 21 acquires the output command value P C commanded from the power company, and sets the output command value P C as the target power. Target power setting unit 21 acquires, for example, the output command value P C from the power company through wireless communication. The output command value P C is not limited to the one that directly acquires from the electric power company. For example, the configuration may be such that the administrator manually inputs an output command value P C commanded from a power company into a predetermined computer, and the target power setting unit 21 acquires the output command value P C from the computer. . Alternatively, it relays the other communication device may be configured to acquire the output command value P C of commanded from the power company. The target power setting unit 21 outputs the set target power (output command value P C ) to the index calculation unit 23.
目標電力設定部21は、電力会社からの出力抑制の指令がないとき、指標算出部23に指令がないことを伝達する。「電力会社からの出力抑制の指令がないとき」とは、太陽光発電システムPVS1の出力を抑制せず、太陽電池SPiが発電した電力を最大限に出力できるときである。例えば、各パワーコンディショナPCSiが最大電力点追従制御により最大電力点で動作するときに、最大限に出力できる。本実施形態においては、目標電力設定部21は、電力会社からの出力抑制の指令がないとき、目標電力として、数値−1を指標算出部23に出力する。なお、指標算出部23に指令がないことを伝達することができれば、その手法は限定されない。例えば、目標電力設定部21は、出力抑制の指令の有無を示すフラグ情報を電力会社等から取得し、これを指標算出部23に伝達するようにしてもよい。当該フラグ情報は、例えば、出力抑制の指令がない場合「0」であり、出力抑制の指令がある場合「1」である。なお、出力抑制の指令がある場合(フラグ情報が「1」の場合)には、当該フラグ情報とともに出力指令値PCを取得する。 The target power setting unit 21 informs the indicator calculation unit 23 that there is no command when there is no output suppression command from the power company. The "when there is no command for output suppression from power company", does not suppress the output of the photovoltaic power generation system PVS1, it is when it outputs the most power solar SP i is power. For example, when each power conditioner PCS i operates at the maximum power point by the maximum power point tracking control, the maximum output is possible. In the present embodiment, the target power setting unit 21 outputs a numerical value −1 as the target power to the index calculation unit 23 when there is no output suppression command from the power company. Note that the method is not limited as long as it can be transmitted to the index calculation unit 23 that there is no instruction. For example, the target power setting unit 21 may acquire flag information indicating the presence / absence of an output suppression command from an electric power company or the like, and transmit the flag information to the index calculation unit 23. The flag information is, for example, “0” when there is no output suppression command and “1” when there is an output suppression command. Note that if there is a command for output suppression (when the flag information is "1"), to obtain the output command value P C together with the flag information.
本実施形態においては、目標電力設定部21が出力指令値PCを取得する場合を例に説明するが、これに限定されない。具体的には、出力指令値PCの代わりに出力抑制率[%]の情報を取得するようにしてもよい。このとき、目標電力設定部21は、取得した出力抑制率[%]と太陽光発電システムPVS1全体の定格出力(すなわち、各パワーコンディショナPCSiの定格出力の合計)ΣiPi lmtとに基づき、出力指令値PCを算出する。例えば、目標電力設定部21は、出力抑制率として20%である指令を取得したとき、太陽光発電システムPVS1の定格出力ΣiPi lmtの80%(=100−20)を出力指令値PCとして算出する。そして、算出した出力指令値PCを目標電力として指標算出部23に出力する。 In the present embodiment, illustrating a case where the target power setting unit 21 obtains the output command value P C as an example, but is not limited thereto. Specifically, it is also possible to obtain information of an output inhibition rate [%] instead of the output command value P C. At this time, the target power setting unit 21 sets the acquired output suppression rate [%] and the rated output of the entire photovoltaic power generation system PVS1 (that is, the total rated output of each power conditioner PCS i ) Σ i P i lmt . based calculates the output command value P C. For example, the target power setting unit 21, when acquiring the command is 20% as an output inhibition rate, 80% of the rated output sigma i P i lmt photovoltaic systems PVS1 (= 100-20) the output command value P Calculate as C. Then, it outputs the calculated output command value P C in the index calculation unit 23 as the target power.
連系点電力検出部22は、連系点電力P(t)を検出する。そして、検出した連系点電力P(t)を指標算出部23に出力する。なお、連系点電力検出部22を、集中管理装置MC1とは別の検出装置として構成してもよい。この場合、当該検出装置(連系点電力検出部22)が、無線通信または有線通信により、連系点電力P(t)の検出値を集中管理装置MC1に送信する。 The connection point power detection unit 22 detects the connection point power P (t). Then, the detected interconnection point power P (t) is output to the index calculation unit 23. In addition, you may comprise the connection point electric power detection part 22 as a detection apparatus different from the centralized management apparatus MC1. In this case, the detection device (interconnection point power detection unit 22) transmits a detection value of the connection point power P (t) to the central management device MC1 by wireless communication or wired communication.
指標算出部23は、連系点電力P(t)を目標電力にするための指標を算出する。本実施形態においては、目標電力として出力指令値PCが入力されるので、指標算出部23は、連系点電力P(t)を出力指令値PCにするための抑制指標prを算出する。指標算出部23は、ラグランジュ乗数をλ、勾配係数をε、時間をtとして、下記(9)式および下記(10)式に基づき、抑制指標prを算出する。ただし、指標算出部23は、出力指令値PCとして、電力会社からの出力抑制の指令がないことを表わす数値−1を入力された場合、ラグランジュ乗数λを「0」とする。すなわち、抑制指標prを「0」と算出する。なお、下記(9)式において、個別出力電力Pi outおよび出力指令値PCが、時間tに対して変化する値であるため、それぞれ個別出力電力をPi out(t)、出力指令値をPC(t)と記載している。これらの下記(9)式および下記(10)式の詳細は、後述する。
送信部24は、指標算出部23が算出した抑制指標prを各パワーコンディショナPCSiに送信する。 The transmission unit 24 transmits the suppression index pr calculated by the index calculation unit 23 to each power conditioner PCS i .
次に、太陽光発電システムPVS1が行う出力抑制制御において、パワーコンディショナPCSiによる個別目標電力Pi refの算出に上記(8)式が用いられる理由と、集中管理装置MC1による抑制指標prの算出に上記(9)式および上記(10)式が用いられる理由とを説明する。 Next, in the output suppression control performed by the photovoltaic power generation system PVS1, the reason why the above equation (8) is used to calculate the individual target power P i ref by the power conditioner PCS i and the suppression index pr of the central management device MC1 The reason why the equation (9) and the equation (10) are used for the calculation will be described.
太陽光発電システムPVS1は、出力抑制制御において、以下の3つの目標を達成するように構成されている。1つ目の目標(目標1−1)は、「各パワーコンディショナPCSiが分散的に個別目標電力を算出する」ことである。2つ目の目標(目標1−2)は、「太陽光発電システムPVS1の連系点における出力電力(連系点電力)を電力会社からの出力指令値(目標電力)に一致させる」ことである。そして、3つ目の目標(目標1−3)は、「パワーコンディショナPCSi毎に、出力抑制量を調整できるようにする」ことである。なお、出力抑制量とは、パワーコンディショナPCSiが出力可能な最大電力値と個別出力電力Pi outとの差である。前記出力可能な最大電力値は、太陽電池SPiの発電量Pi SP>定格出力Pi lmtの場合には、パワーコンディショナPCSiの定格出力Pi lmtである。一方、太陽電池SPiの発電量Pi SP≦定格出力Pi lmtの場合には、太陽電池SPiの発電量Pi SPである。 The photovoltaic power generation system PVS1 is configured to achieve the following three goals in the output suppression control. The first target (target 1-1) is “each power conditioner PCS i calculates the individual target power in a distributed manner”. The second target (target 1-2) is “to match the output power (interconnection point power) at the connection point of the photovoltaic power generation system PVS1 with the output command value (target power) from the power company”. is there. The third target (target 1-3) is “to allow the output suppression amount to be adjusted for each power conditioner PCS i ”. The output suppression amount is a difference between the maximum power value that can be output by the power conditioner PCS i and the individual output power P i out . The maximum power value that can be the output, when the power generation amount P i SP> rated output P i lmt solar cell SP i is the rated output P i lmt power conditioner PCS i. On the other hand, when the power generation amount P i SP of the solar cell SP i ≦ the rated output P i lmt , the power generation amount P i SP of the solar cell SP i .
まず、集中管理装置MC1が、集中的に個別目標電力Pi refを求める場合の制約付き最適化問題を考える。そうすると、下記(11)式が得られる。ここで、上記するように、Pi refは、各パワーコンディショナPCSiの個別目標電力を表わし、Pi lmtは、各パワーコンディショナPCSiの定格出力(出力限界)を表わし、PCは、電力会社から指令される出力指令値を表わしている。なお、下記(11)式の最適解である個別目標電力Pi refを(Pi ref)*とする。下記(11)式において、(11a)式は、個別出力電力Pi outの出力抑制量の最小化、(11b)式は、定格出力Pi lmtによる制約、(11c)式は、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させることをそれぞれ表わしている。
これは、集中管理装置MC1が、上記(11)式から個別目標電力(Pi ref)*を求める場合を示している。したがって、上記(11)式の場合、各パワーコンディショナPCSiが分散的に個別目標電力(Pi ref)*を算出していないため、目標1−1を達成していない。 This shows a case where the centralized management device MC1 obtains the individual target power (P i ref ) * from the above equation (11). Therefore, in the case of the above formula (11), each power conditioner PCS i does not calculate the individual target power (P i ref ) * in a distributed manner, and thus the target 1-1 is not achieved.
続いて、各パワーコンディショナPCSiが分散的に個別目標電力Pi refを求める場合の制約付き最適化問題を考える。そうすると、下記(12)式が得られる。
しかし、上記(12)式の最適解である個別目標電力は、各パワーコンディショナPCSiが分散的に求めた個別目標電力Pi refであるが、上記(11c)式が考慮されていない。したがって、連系点電力P(t)を電力会社からの出力指令値PCに一致させる目標1−2を達成できない。 However, the individual target power, which is the optimal solution of the above equation (12), is the individual target power P i ref obtained by each power conditioner PCS i in a distributed manner, but the above equation (11c) is not taken into consideration. Therefore, the target 1-2 for matching the interconnection point power P (t) with the output command value P C from the power company cannot be achieved.
そこで、次の手法により、目標1−2を達成させることを考える。すなわち、各パワーコンディショナPCSiが、集中管理装置MC1から受信する抑制指標prに基づき、分散的に個別目標電力Pi refを算出する。これにより、目標1−2を達成させる。各パワーコンディショナPCSiが、抑制指標prを用いて、分散的に個別目標電力Pi refを求める場合の制約付き最適化問題は、上記(8)式で表わすことができる。なお、上記(8)式の最適解である個別目標電力Pi refを(Pi ref)♭とする。 Therefore, consider achieving the target 1-2 by the following method. That is, each power conditioner PCS i calculates the individual target power P i ref in a distributed manner based on the suppression index pr received from the central management device MC1. Thereby, the target 1-2 is achieved. The constrained optimization problem when each power conditioner PCS i obtains the individual target power P i ref in a distributed manner using the suppression index pr can be expressed by the above equation (8). Note that equation (8) of the individual target power P i ref which is the optimal solution with (P i ref) ♭.
ここで、上記(11)式により得られる最適解(Pi ref)*と、上記(8)式により得られる最適解(Pi ref)♭とが一致することで、連系点電力P(t)を電力会社からの出力指令値PCに一致させることができる。すなわち、各パワーコンディショナPCSiが分散的に最適化問題を解いた場合であっても、目標1−2を達成することができる。したがって、定常状態の最適性に着目し、(Pi ref)*=(Pi ref)♭となる抑制指標prを考える。そのために、上記(11)式および上記(8)式のKKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件を考える。これにより、上記(11)式のKKT条件から下記(13)式が得られ、上記(8)式のKKT条件から下記(14)式が得られる。なお、μは所定のラグランジュ乗数である。
これら上記(13)式および上記(14)式から、pr=λ(上記(10)式)とすることで、2つの最適解(Pi ref)*、(Pi ref)♭が一致することが分かる。したがって、集中管理装置MC1がラグランジュ乗数λを算出し、算出したラグランジュ乗数λを抑制指標prとして、各パワーコンディショナPCSiに提示(送信)することで、各パワーコンディショナPCSiがそれぞれ、上記(8)式から個別目標電力(Pi ref)♭を算出することができる。これにより、各パワーコンディショナPCSiが分散的に個別目標電力Pi refを求めた場合であっても、連系点電力P(t)と電力会社からの出力指令値PCとを一致させることができる。すなわち、目標1−2を達成できる。 From these equation (13) and equation (14), it is assumed that pr = λ (the above equation (10)), so that the two optimum solutions (P i ref ) * and (P i ref ) 一致 match. I understand. Accordingly, the central management device MC1 calculates the Lagrange multiplier λ, and presents (transmits) the calculated Lagrange multiplier λ as the suppression index pr to each power conditioner PCS i so that each power conditioner PCS i The individual target power (P i ref ) ♭ can be calculated from the equation (8). As a result, even if each power conditioner PCS i obtains the individual target power P i ref in a distributed manner, the connection point power P (t) and the output command value P C from the power company are matched. be able to. That is, the target 1-2 can be achieved.
続いて、集中管理装置MC1によるラグランジュ乗数λの算出方法について、説明する。集中管理装置MC1がラグランジュ乗数λを求めるために、まず、h1,i=−Pi ref、h2,i=Pi ref−Pi lmtとし、各パワーコンディショナPCSiの不等式制約をまとめてhj,i(j=1,2、i=1,・・・,n)とする。そして、上記(11)式の双対問題である下記(15)式を考える。
ここで、各パワーコンディショナPCSiによって求められる最適解(Pi ref)♭が決定されると仮定すると、下記(16)式となり、ラグランジュ乗数λに対する最大化問題の形となる。この下記(16)式に対し勾配法を適用すると、下記(17)式となる。なお、εは勾配係数を表わし、τは時間変数を表わす。
上記(17)式において、(Pi ref)♭を対応する各パワーコンディショナPCSiの個別出力電力Pi outで置き換える。さらに、集中管理装置MC1は、各パワーコンディショナPCSiの個別出力電力Pi outを個別に観測せず、連系点電力P(t)=ΣiPi outを観測する。また、電力会社から逐次出力指令値PCを取得しているとする。そうすると、上記(9)式が得られる。よって、集中管理装置MC1は、連系点電力P(t)と電力会社からの出力指令値PCとに基づき、ラグランジュ乗数λを算出できる。そして、上記(10)式に基づき、算出したラグランジュ乗数λを抑制指標prとする。 In the above equation (17), (P i ref ) ♭ is replaced with the individual output power P i out of the corresponding power conditioner PCS i . Further, the centralized management device MC1 does not individually observe the individual output power P i out of each power conditioner PCS i but observes the connection point power P (t) = Σ i P i out . Moreover, to have a valid sequential output command value P C from the power company. Then, the above equation (9) is obtained. Therefore, the central management device MC1 can calculate the Lagrange multiplier λ based on the interconnection point power P (t) and the output command value P C from the power company. Then, based on the above equation (10), the calculated Lagrangian multiplier λ is set as the suppression index pr.
以上のことから、本実施形態においては、各パワーコンディショナPCSiは、個別目標電力Pi refを算出するときに、上記(8)式に示す最適化問題を用いている。また、集中管理装置MC1は、抑制指標prを算出するために、上記(9)式および上記(10)式を用いている。 From the above, in this embodiment, each power conditioner PCS i uses the optimization problem shown in the above equation (8) when calculating the individual target power P i ref . Further, the central management device MC1 uses the above formula (9) and the above formula (10) in order to calculate the suppression index pr.
次に、上記のように構成された太陽光発電システムPVS1において、上記3つの目標を達成し、適切に動作していることをシミュレーションによって検証した。 Next, in the photovoltaic power generation system PVS1 configured as described above, it was verified by simulation that the above three goals were achieved and the system was operating properly.
シミュレーションでは、10台のパワーコンディショナPCSi(i=1〜10;PCS1〜PCS10)を有する太陽光発電システムPVS1を想定した。 In the simulation, a solar power generation system PVS1 having ten power conditioners PCS i (i = 1 to 10; PCS 1 to PCS 10 ) was assumed.
電力系統A(連系点電圧)のモデルは、下記(18)式とした。下記(18)式において、R=RL×L,X=XL×Lであり、RLは配電線の単位長さ当たりの抵抗成分、XLは配電線の単位長さ当たりのリアクタンス成分、Lは配電線の長さ、V1は上位系統電圧を表わしている。本シミュレーションにおいては、上位系統電圧V1を6600[V]、配線線の単位長さ当たりの抵抗成分RLを0.220[Ω/km]、配電線の単位長さ当たりのリアクタンス成分XLを0.276[Ω/km]、配電線の長さLを5[km]とした。
パワーコンディショナPCSiは、図3に示すモデルのものを想定し、個別出力電力Pi outを個別目標電力Pi refに制御するために、PI制御を行っているものとした。パワーコンディショナPCSiの電流制御系は、有効・無効電力制御系に比べ、非常に高速に応答するように設計されている。ここでは、事前に適切な制御系設計がなされているとし、K=1,T=10-4の1次遅れ系で実現している。電流制御系の上位制御系となる電力制御系は、ステップ応答が1[s]以内に収束する程度の時定数を想定し、KPP=KPQ=1.0×10-7、KIP=KIQ=1.2×10-3としている。なお、KPPは有効電力の比例ゲイン、KPQは無効電力の比例ゲイン、KIPは有効電力の積分ゲイン、KIQは無効電力の積分ゲインを表わしている。有効・無効電力制御系のステップ応答を図4に示す。 The power conditioner PCS i is assumed to have the model shown in FIG. 3, and PI control is performed to control the individual output power P i out to the individual target power P i ref . The current control system of the power conditioner PCS i is designed to respond very quickly compared to the active / reactive power control system. Here, it is assumed that an appropriate control system design has been made in advance, and a first-order lag system with K = 1 and T = 10 −4 is realized. The power control system, which is a higher-order control system of the current control system, assumes a time constant that the step response converges within 1 [s], and K PP = K PQ = 1.0 × 10 −7 , K IP = K IQ = 1.2 × 10 −3 . K PP represents a proportional gain of active power, K PQ represents a proportional gain of reactive power, K IP represents an integral gain of active power, and K IQ represents an integral gain of reactive power. The step response of the active / reactive power control system is shown in FIG.
図5〜図11は、上記に示したモデルの太陽光発電システムPVS1を用いて、複数の条件下でシミュレーションを行ったときの結果を示している。なお、各パワーコンディショナPCSiは、接続される太陽電池SPiの発電量Pi SPが定格出力Pi lmtより大きい場合には、パワーコンディショナPCSiの定格出力Pi lmtに抑制するものとする。 5 to 11 show results when simulation is performed under a plurality of conditions using the above-described model photovoltaic power generation system PVS1. Each power conditioner PCS i, when the power generation amount P i SP is greater than the rated output P i lmt of the connected solar cell SP i is one that inhibits the rated output P i lmt of the power conditioner PCS i And
ケース1として、10台のパワーコンディショナPCS1〜PCS10がすべて同じ条件である場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション1−1とする。シミュレーション1−1において、10台のパワーコンディショナPCS1〜PCS10はすべて、定格出力Pi lmtが500[kW]、有効電力抑制に関する重みwiが1.0、太陽電池SPiの発電量Pi SPが600[kW]であるとした。また、電力会社からの出力指令値PCは、0≦t<60[s]では指令がなく、60≦t[s]では3000[kW]であるとした。なお、「出力指令値PCの指令がない」ときには、上記するように出力指令値PCとして、指令がないことを表わす数値−1を用いた。その他、勾配係数εを0.025、集中管理装置MC1が行う抑制指標prの更新と各パワーコンディショナPCSiが行う個別目標電力Pi refの更新との各サンプリング時間を1[s]とした。また、各パワーコンディショナPCSiはすべて、力率1(無効電力目標値=0[kvar])で運転しているものとした。図5は、シミュレーション1−1におけるシミュレーション結果を示している。 As a case 1, a simulation was performed in the case where all of the ten power conditioners PCS 1 to PCS 10 had the same conditions. This simulation is assumed to be simulation 1-1. In simulation 1-1, all of the ten power conditioners PCS 1 to PCS 10 have a rated output P i lmt of 500 [kW], a weight w i relating to active power suppression of 1.0, and a power generation amount of the solar cell SP i . It was assumed that P i SP was 600 [kW]. Further, the output command value P C from the electric power company is assumed to be no command when 0 ≦ t <60 [s], and 3000 [kW] when 60 ≦ t [s]. Note that, when “there is no command for the output command value P C ”, as described above, the numerical value −1 indicating that there is no command is used as the output command value P C. In addition, the slope coefficient ε is 0.025, and each sampling time for updating the suppression index pr performed by the central management device MC1 and updating the individual target power P i ref performed by each power conditioner PCS i is 1 [s]. . In addition, all the power conditioners PCS i are assumed to be operating at a power factor of 1 (reactive power target value = 0 [kvar]). FIG. 5 shows a simulation result in the simulation 1-1.
図5(a)〜(e)は、各パワーコンディショナPCSiの、太陽電池SPiの発電量Pi SP(一点鎖線)、定格出力Pi lmt(実線)、個別目標電力Pi ref(破線)、および、個別出力電力Pi out(実線)を示している。図5(a)は、パワーコンディショナPCS1,PCS2について、図5(b)は、パワーコンディショナPCS3,PCS4について、図5(c)は、パワーコンディショナPCS5,PCS6について、図5(d)は、パワーコンディショナPCS7,PCS8について、図5(e)は、パワーコンディショナPCS9,PCS10について、図示している。なお、図5(a)〜(e)において、理解の便宜上、個別目標電力Pi ref(破線)を少し上方にずらして記載している。図5(f)は、各パワーコンディショナPCS1〜PCS10の個別出力電力P1 out〜P10 outを1つのグラフに示したものである。図5(g)は、連系点電力P(t)(実線)および電力会社からの出力指令値PC(破線)を示している。なお、図5(g)において、理解の便宜上、出力指令値PCの指令がない場合、各パワーコンディショナのPCS1〜PCS10の定格出力P1 lmt〜P10 lmtの合計値を出力指令値PCとして記載している。図5(h)は、指標算出部23が算出するラグランジュ乗数λを示している。そして、図5(i)は、指標算出部23が算出する抑制指標prを示している。 Figure 5 (a) ~ (e) is of the power conditioner PCS i, photovoltaic SP generation amount P i SP (dashed line) of i, rated output P i lmt (solid line), the individual target power P i ref ( (Broken line) and individual output power P i out (solid line) are shown. 5A shows the power conditioners PCS 1 and PCS 2 , FIG. 5B shows the power conditioners PCS 3 and PCS 4 , and FIG. 5C shows the power conditioners PCS 5 and PCS 6 . 5D shows the power conditioners PCS 7 and PCS 8 , and FIG. 5E shows the power conditioners PCS 9 and PCS 10 . In FIGS. 5A to 5E, the individual target power P i ref (broken line) is slightly shifted upward for convenience of understanding. FIG. 5F shows the individual output powers P 1 out to P 10 out of the power conditioners PCS 1 to PCS 10 in one graph. FIG. 5G shows the interconnection point power P (t) (solid line) and the output command value P C (broken line) from the power company. Incidentally, in FIG. 5 (g), the convenience of understanding, if there is no command output command value P C, outputs command the sum of the rated output P 1 lmt ~P 10 lmt of PCS 1 ~PCS 10 of the power conditioner Described as the value P C. FIG. 5H shows the Lagrangian multiplier λ calculated by the index calculation unit 23. FIG. 5I shows the suppression index pr calculated by the index calculation unit 23.
図5から次のことが確認できる。すなわち、シミュレーション開始から出力抑制指令があるまでの期間(0≦t<60[s])では、図5(a)〜(e)が示すように、各パワーコンディショナPCS1〜PCS10の個別出力電力P1 out〜P10 outが、個別目標電力P1 ref〜P10 refの500[kW]に達するまで、太陽電池SPiの発電量P1 SP〜P10 SPに応じて上昇している。そして、個別目標電力P1 ref〜P10 refの500[kW]に達すると、それ以後、個別出力電力P1 out〜P10 outは、個別目標電力P1 ref〜P10 refの500[kW]に制御されていることが確認できる。また、出力指令値PCの指令後(60≦t[s])では、図5(h)および図5(i)が示すように、ラグランジュ乗数λおよび抑制指標prが更新されていることが確認できる。そして、各パワーコンディショナPCS1〜PCS10は、この抑制指標prの更新に基づき、図5(a)〜(e)が示すように、個別目標電力P1 ref〜P10 refを変更している。よって、個別出力電力P1 out〜P10 outが抑制され、個別目標電力P1 ref〜P10 refに追従していることが確認できる。これにより、図5(g)が示すように、連系点電力P(t)が抑制され、定常状態で出力指令値PCに一致していることが確認できる。 The following can be confirmed from FIG. That is, in the period from the start of the simulation to the output suppression command (0 ≦ t <60 [s]), as shown in FIGS. 5A to 5E, the individual power conditioners PCS 1 to PCS 10 are individually displayed. output power P 1 out ~P 10 out is to reach 500 [kW] of the individual target power P 1 ref ~P 10 ref, rises and in response to the power generation amount P 1 SP ~P 10 SP solar cell SP i Yes. When the individual target powers P 1 ref to P 10 ref reach 500 [kW], the individual output powers P 1 out to P 10 out thereafter become 500 [kW] of the individual target powers P 1 ref to P 10 ref. ] Can be confirmed. Further, after the output command value P C is commanded (60 ≦ t [s]), the Lagrange multiplier λ and the suppression index pr are updated as shown in FIGS. 5 (h) and 5 (i). I can confirm. Each power conditioner PCS 1 ~PCS 10, based on the update of the suppression indicators pr, as shown in FIG. 5 (a) ~ (e) , by changing the individual target power P 1 ref ~P 10 ref Yes. Therefore, it can be confirmed that the individual output powers P 1 out to P 10 out are suppressed and follow the individual target powers P 1 ref to P 10 ref . Thus, as shown in FIG. 5 (g), the suppressed linking point power P (t) is, it can be confirmed that they match the output command value P C in the steady state.
ケース2として、10台のパワーコンディショナPCS1〜PCS10のうち2台のパワーコンディショナPCS5,PCS6に設定される有効電力抑制に関する重みw5,w6が他のパワーコンディショナPCS1〜PCS4,PCS7〜PCS10のそれと異なる場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション1−2とする。シミュレーション1−2において、2台のパワーコンディショナPCS5,PCS6の有効電力抑制に関する重みwiを2.0とした。その他の条件は、上記シミュレーション1−1と同じである。図6は、シミュレーション1−2におけるシミュレーション結果を示している。なお、図6(a)〜(i)はそれぞれ、上記シミュレーション1−1における図5(a)〜(i)に対応した図である。 As case 2, weights w 5 and w 6 relating to active power suppression set in two power conditioners PCS 5 and PCS 6 among the ten power conditioners PCS 1 to PCS 10 are the other power conditioners PCS 1. A case different from that of PCS 4 and PCS 7 to PCS 10 was simulated. This simulation is referred to as simulation 1-2. In the simulation 1-2, the weight w i regarding the active power suppression of the two power conditioners PCS 5 and PCS 6 is set to 2.0. Other conditions are the same as those in the simulation 1-1. FIG. 6 shows a simulation result in the simulation 1-2. 6A to 6I are diagrams corresponding to FIGS. 5A to 5I in the simulation 1-1, respectively.
図6から次のことが確認できる。すなわち、図6(a)〜(e)が示すように、図5に示すシミュレーション1−1と比較し、有効電力抑制に関する重みwiを変えたパワーコンディショナPCS5,PCS6の出力抑制量が、その他のパワーコンディショナPCS1〜PCS4,PCS7〜PCS10の出力抑制量の半分になっていることが確認できる。このとき、図6(h)および図6(i)が示すように、集中管理装置MC1が算出するラグランジュ乗数λおよび抑制指標prも上記シミュレーション1−1における値(図5(h)および図5(i)参照)と異なっていることも確認できる。したがって、有効電力抑制に関する重みwiを調整することによって、出力抑制量に差を持たせることが可能である。さらに、図6が示すように、パワーコンディショナPCS5,PCS6の出力抑制量を小さくした分、その他のパワーコンディショナPCS1〜PCS4,PCS7〜PCS10の出力抑制量を上記シミュレーション1−1の場合よりも大きくすることで、図6(g)に示すように、連系点電力P(t)が、定常状態で出力指令値PCに一致していることが確認できる。したがって、太陽光発電システムPVS1は、パワーコンディショナPCSiに設定された有効電力抑制に関する重みwiを考慮して、適切に動作を行っているといえる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIGS. 6A to 6E, the output suppression amounts of the power conditioners PCS 5 and PCS 6 in which the weight w i related to effective power suppression is changed as compared with the simulation 1-1 illustrated in FIG. However, it can be confirmed that it is half the output suppression amount of the other power conditioners PCS 1 to PCS 4 and PCS 7 to PCS 10 . At this time, as shown in FIG. 6 (h) and FIG. 6 (i), the Lagrange multiplier λ and the suppression index pr calculated by the central management device MC1 are also the values in the simulation 1-1 (FIG. 5 (h) and FIG. 5). It can also be confirmed that this is different from (i). Therefore, it is possible to give a difference to the output suppression amount by adjusting the weight w i related to effective power suppression. Further, as shown in FIG. 6, the output suppression amounts of the other power conditioners PCS 1 to PCS 4 and PCS 7 to PCS 10 are reduced by the amount of the output suppression amount of the power conditioners PCS 5 and PCS 6. by greater than -1, as shown in FIG. 6 (g), interconnection point power P (t) is, it can be confirmed that they match the output command value P C in the steady state. Therefore, it can be said that the photovoltaic power generation system PVS1 is appropriately operating in consideration of the weight w i related to the effective power suppression set in the power conditioner PCS i .
ケース3として、10台のパワーコンディショナPCS1〜PCS10のうち2台のパワーコンディショナPCS5,PCS6の有効電力抑制に関する重みw5,w6を途中で変化させた場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション1−3とする。シミュレーション1−3において、2台のパワーコンディショナPCS5,PCS6の有効電力抑制に関する重みw5,w6を、開始時点(0[s])では、w5=w6=1.0とし、120[s]経過後に、w5=w6=2.0に変化させた。すなわち、60≦t<120[s]では、上記シミュレーション1−1のように各パワーコンディショナPCS1〜PCS10の有効電力抑制に関する重みw1〜w10はすべて1.0であるが、120≦t[s]では、上記シミュレーション1−2のようにパワーコンディショナPCS5,PCS6の有効電力抑制に関する重みw5,w6を2.0に変化させた。その他の条件は、上記シミュレーション1−1と同じである。図7は、シミュレーション1−3におけるシミュレーション結果を示している。なお、図7(a)〜(i)はそれぞれ、上記シミュレーション1−1における図5(a)〜(i)に対応した図である。 As a case 3, a simulation was performed in which weights w 5 and w 6 relating to active power suppression of two power conditioners PCS 5 and PCS 6 out of ten power conditioners PCS 1 to PCS 10 were changed in the middle. . The simulation is referred to as simulation 1-3. In the simulation 1-3, the weights w 5 and w 6 regarding the active power suppression of the two power conditioners PCS 5 and PCS 6 are set to w 5 = w 6 = 1.0 at the start time (0 [s]). After 120 [s], w 5 = w 6 = 2.0. That is, in 60 ≦ t <120 [s] , while the weight w 1 to w 10 about the effective suppression of power each power conditioner PCS 1 ~PCS 10 as described above simulation 1-1 are all 1.0, 120 In ≦ t [s], the weights w 5 and w 6 relating to the active power suppression of the power conditioners PCS 5 and PCS 6 were changed to 2.0 as in the above simulation 1-2. Other conditions are the same as those in the simulation 1-1. FIG. 7 shows a simulation result in the simulation 1-3. 7A to 7I are diagrams corresponding to FIGS. 5A to 5I in the simulation 1-1, respectively.
図7から次のことが確認できる。すなわち、パワーコンディショナPCS5,PCS6の有効電力抑制に関する重みw5,w6を2.0に変化させる前(60≦t<120[s])では、上記シミュレーション1−1と同じ結果であり、パワーコンディショナPCS5,PCS6の有効電力抑制に関する重みw5,w6を2.0に変化させた後(120≦t[s])では、上記シミュレーション1−2と同じ結果となっていることが確認できる。したがって、このように有効電力抑制に関する重みwiを途中で調整(変更)しても、継続して、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させることが可能である。 The following can be confirmed from FIG. That is, before changing the weights w 5 and w 6 relating to the active power suppression of the power conditioners PCS 5 and PCS 6 to 2.0 (60 ≦ t <120 [s]), the same result as the simulation 1-1 is obtained. Yes, after changing the weights w 5 and w 6 relating to effective power suppression of the power conditioners PCS 5 and PCS 6 to 2.0 (120 ≦ t [s]), the same result as in the simulation 1-2 is obtained. Can be confirmed. Therefore, even in this way adjust the weights w i relating active power suppression in the middle (change), continuously, it is possible to match the interconnection point power P (t) to the output command value P C.
ケース4として、2台のパワーコンディショナ毎(PCS1とPCS2,PCS3とPCS4,PCS5とPCS6,PCS7とPCS8,PCS9とPCS10)に、太陽電池SPiの発電量Pi SPが異なる場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション1−4とする。シミュレーション1−4において、2台のパワーコンディショナ毎(PCS1とPCS2,PCS3とPCS4,PCS5とPCS6,PCS7とPCS8,PCS9とPCS10)の太陽電池SPiの発電量Pi SPをそれぞれ、P1 SP,P2 SP=600[kW]、P3 SP,P4 SP=500[kW]、P5 SP,P6 SP=400[kW]、P7 SP,P8 SP=300[kW]、P9 SP,P10 SP=200[kW]とした。その他の条件は、上記シミュレーション1−1と同じである。図8は、シミュレーション1−4におけるシミュレーション結果を示している。なお、図8(a)〜(i)はそれぞれ、上記シミュレーション1−1における図5(a)〜(i)に対応した図である。 As Case 4, each of the two inverters (PCS 1 and PCS 2 , PCS 3 and PCS 4 , PCS 5 and PCS 6 , PCS 7 and PCS 8 , PCS 9 and PCS 10 ) generates power from the solar cell SP i . The case where the amount P i SP is different was simulated. The simulation is referred to as simulation 1-4. In the simulation 1-4, the solar cell SP i for each of the two inverters (PCS 1 and PCS 2 , PCS 3 and PCS 4 , PCS 5 and PCS 6 , PCS 7 and PCS 8 , PCS 9 and PCS 10 ) The power generation amounts P i SP are respectively P 1 SP , P 2 SP = 600 [kW], P 3 SP , P 4 SP = 500 [kW], P 5 SP , P 6 SP = 400 [kW], P 7 SP, respectively. , P 8 SP = 300 [kW], P 9 SP and P 10 SP = 200 [kW]. Other conditions are the same as those in the simulation 1-1. FIG. 8 shows a simulation result in the simulation 1-4. 8A to 8I are diagrams corresponding to FIGS. 5A to 5I in the simulation 1-1, respectively.
図8から次のことが確認できる。すなわち、図8(a)〜(e)が示すように、個別目標電力Pi refが太陽電池SPiの発電量Pi SP以上である場合、出力抑制を行っていないことが確認できる。また、図8(f)が示すように、定格出力Pi lmtが同一のパワーコンディショナPCS1〜PCS10で太陽電池SPiの発電量Pi SPが異なる場合、太陽電池SPiの発電量Pi SPの少ないパワーコンディショナPCS7〜PCS10は出力抑制を行っていないことが確認できる。さらに、図8(g)が示すように、連系点電力P(t)が抑制され、定常状態で出力指令値PCに一致していることが確認できる。したがって、太陽光発電システムPVS1は、太陽電池SPiの発電量Pi SPを考慮して、適切に動作を行っているといえる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIGS. 8A to 8E, when the individual target power P i ref is greater than or equal to the power generation amount P i SP of the solar cell SP i , it can be confirmed that output suppression is not performed. Further, as shown in FIG. 8F, when the power generation amount P i SP of the solar cell SP i is different between the power conditioners PCS 1 to PCS 10 having the same rated output P i lmt , the power generation amount of the solar cell SP i is different. P i SP with less power conditioner PCS 7 ~PCS 10 it can be confirmed that that has not been output suppression. Furthermore, as shown in FIG. 8 (g), the suppressed linking point power P (t) is, it can be confirmed that they match the output command value P C in the steady state. Therefore, it can be said that the solar power generation system PVS1 is appropriately operating in consideration of the power generation amount P i SP of the solar cell SP i .
ケース5として、2台のパワーコンディショナ毎(PCS1とPCS2,PCS3とPCS4,PCS5とPCS6,PCS7とPCS8,PCS9とPCS10)に、定格出力Pi lmtが異なる場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション1−5とする。シミュレーション1−5において、2台のパワーコンディショナ毎(PCS1とPCS2,PCS3とPCS4,PCS5とPCS6,PCS7とPCS8,PCS9とPCS10)の定格出力Pi lmtをそれぞれ、P1 lmt,P2 lmt=500[kW]、P3 lmt,P4 lmt=400[kW]、P5 lmt,P6 lmt=300[kW]、P7 lmt,P8 lmt=200[kW]、P9 lmt,P10 lmt=100[kW]とした。また、電力会社からの出力指令値PCとして、0≦t<60[s]では指令がなく、60≦t[s]では2000[kW]とし、太陽電池SPiの発電量Pi SPをそれぞれ、定格出力Pi lmt+100[kW]とした。その他の条件は、上記シミュレーション1−1と同じである。図9は、シミュレーション1−5におけるシミュレーション結果を示している。なお、図9(a)〜(i)はそれぞれ、上記シミュレーション1−1における図5(a)〜(i)に対応した図である。 As Case 5, the rated output P i lmt for each of the two inverters (PCS 1 and PCS 2 , PCS 3 and PCS 4 , PCS 5 and PCS 6 , PCS 7 and PCS 8 , PCS 9 and PCS 10 ) Different cases were simulated. This simulation is referred to as simulation 1-5. In simulation 1-5, the rated output P i lmt for each of the two inverters (PCS 1 and PCS 2 , PCS 3 and PCS 4 , PCS 5 and PCS 6 , PCS 7 and PCS 8 , PCS 9 and PCS 10 ) , P 1 lmt , P 2 lmt = 500 [kW], P 3 lmt , P 4 lmt = 400 [kW], P 5 lmt , P 6 lmt = 300 [kW], P 7 lmt , P 8 lmt = 200 [kW], P 9 lmt , and P 10 lmt = 100 [kW]. Further, as an output command value P C from the electric power company, there is no command when 0 ≦ t <60 [s], and 2000 [kW] when 60 ≦ t [s], and the power generation amount P i SP of the solar cell SP i is The rated output was P i lmt +100 [kW]. Other conditions are the same as those in the simulation 1-1. FIG. 9 shows a simulation result in the simulation 1-5. FIGS. 9A to 9I are diagrams corresponding to FIGS. 5A to 5I in the simulation 1-1, respectively.
図9から次のことが確認できる。すなわち、図9(f)が示すように、定格出力Pi lmtが異なる場合、出力抑制量は、各パワーコンディショナPCS1〜PCS10で等しいことが確認できる。また、図9(g)が示すように連系点電力P(t)が抑制され、定常状態で出力指令値PCに一致していることが確認できる。したがって、太陽光発電システムPVS1は、パワーコンディショナPCSiの定格出力Pi lmtを考慮して、適切に動作を行っているといえる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIG. 9 (f), when the rated output P i lmt is different, it can be confirmed that the output suppression amount is equal in each of the power conditioners PCS 1 to PCS 10 . Further, as shown in FIG. 9G, it can be confirmed that the connection point power P (t) is suppressed and coincides with the output command value P C in a steady state. Therefore, it can be said that the photovoltaic power generation system PVS1 is appropriately operating in consideration of the rated output P i lmt of the power conditioner PCS i .
ケース6として、上記サンプリング時間を長くした場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション1−6とする。シミュレーション1−6において、上記サンプリング時間を60[s]=1[min]とした。また、勾配係数εを0.0005とし、電力会社からの出力指令値PCとして、0≦t<5[min]では指令がなく、5≦t[min]では3000[kW]とした。その他の条件は、上記シミュレーション1−1と同じである。図10は、シミュレーション1−6におけるシミュレーション結果を示している。なお、図10(a)〜(i)はそれぞれ、上記シミュレーション1−1における図5(a)〜(i)に対応した図である。 As a case 6, a case where the sampling time is increased was simulated. This simulation is referred to as simulation 1-6. In simulation 1-6, the sampling time was set to 60 [s] = 1 [min]. Further, the gradient coefficient ε was set to 0.0005, and the output command value P C from the electric power company was set to 3000 [kW] when 0 ≦ t <5 [min] and no command when 5 ≦ t [min]. Other conditions are the same as those in the simulation 1-1. FIG. 10 shows a simulation result in the simulation 1-6. FIGS. 10A to 10I are diagrams corresponding to FIGS. 5A to 5I in the simulation 1-1, respectively.
図10から次のことが確認できる。すなわち、図10(g)が示すように、上記サンプリング時間を長くした場合、連系点電力P(t)が出力指令値PCに追従するための時間が上記シミュレーション1−1より長くなるものの、連系点電力P(t)が抑制され、定常状態で出力指令値PCに一致していることが確認できる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIG. 10 (g), when longer the sampling time, although the time to interconnection point power P (t) follows the output command value P C is longer than the above-described simulation 1-1 , is suppressed linking point power P (t) is, it can be confirmed that they match the output command value P C in the steady state.
ケース7として、上記サンプリング時間を上記ケース6におけるサンプリング時間よりもさらに長くした場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション1−7とする。シミュレーション1−7において、上記サンプリング時間を180[s]=3[min]とした。また、勾配係数εを0.0003とし、電力会社からの出力指令値PCとして、0≦t<5[min]では指令がなく、5≦t[min]では3000[kW]とした。その他の条件は、上記シミュレーション1−1と同じである。図11は、シミュレーション1−7におけるシミュレーション結果を示している。なお、図11(a)〜(i)はそれぞれ、上記シミュレーション1−1における図5(a)〜(i)に対応した図である。 In case 7, the case where the sampling time was made longer than the sampling time in case 6 was simulated. This simulation is referred to as simulation 1-7. In simulation 1-7, the sampling time was set to 180 [s] = 3 [min]. Further, the gradient coefficient ε was set to 0.0003, and the output command value P C from the electric power company was set to 3000 [kW] when 0 ≦ t <5 [min] and no command when 5 ≦ t [min]. Other conditions are the same as those in the simulation 1-1. FIG. 11 shows a simulation result in the simulation 1-7. FIGS. 11A to 11I correspond to FIGS. 5A to 5I in the simulation 1-1, respectively.
図11から次のことが確認できる。すなわち、図11(g)が示すように、サンプリング時間を上記シミュレーション1−6よりも長くした場合においても、連系点電力P(t)が抑制され、定常状態で出力指令値PCに一致していることが確認できる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIG. 11 (g), even when the sampling time is set longer than the simulation 1-6, the connection point power P (t) is suppressed, and the output command value P C is reduced to a steady state. You can confirm that you are doing.
上記図5〜図11毎の結果に加え、図5〜図11を対比することで、次のことが確認できる。すなわち、各図の(h)および(i)が示すように、ラグランジュ乗数λおよび抑制指標prは、パワーコンディショナPCS1〜PCS10の、太陽電池SPiの発電量Pi SP、定格出力Pi lmt、有効電力抑制に関する重みwi、および、出力指令値PCなどに基づき、異なる値が算出されていることが確認できる。また、各図の(a)〜(e)が示すように、抑制指標prの更新に応じて、個別目標電力Pi refが更新されていることを確認できる。そして、パワーコンディショナPCS1〜PCS10は、この個別目標電力Pi refに応じて、個別出力電力Pi outを制御している。よって、各図の(g)が示すように、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させていることが確認できる。以上のことから、上記(9)式および上記(10)式を用いて集中管理装置MC1が算出した抑制指標prが適切な値であるといえる。 In addition to the results shown in FIGS. 5 to 11, the following can be confirmed by comparing FIGS. That is, as shown in (h) and (i) of each figure, the Lagrangian multiplier λ and the suppression index pr are the power generation amount P i SP and the rated output P of the solar cell SP i of the power conditioners PCS 1 to PCS 10. i lmt, weight w i relating active power suppression, and, on the basis of such an output command value P C, it can be confirmed that different values are calculated. Further, as shown in each figure (a) ~ (e), in accordance with the updating of the suppression indicators pr, it can be confirmed that the individual target power P i ref is updated. The power conditioners PCS 1 to PCS 10 control the individual output power P i out according to the individual target power P i ref . Thus, as shown in (g) is each figure, it can be confirmed that by matching linking point power P (t) to the output command value P C. From the above, it can be said that the suppression index pr calculated by the central management device MC1 using the above equations (9) and (10) is an appropriate value.
上記シミュレーション1−1ないしシミュレーション1−7の結果から、太陽光発電システムPVS1において、各パワーコンディショナPCSiがそれぞれ、集中管理装置MC1から受信する抑制指標prに基づき、分散的に個別目標電力Pi refを算出している。よって、上記目標1−1を達成している。また、連系点電力P(t)が抑制され、出力指令値PCに一致している。よって、上記目標1−2を達成している。そして、各種条件に応じて、パワーコンディショナPCSi毎に個別出力電力Pi outが変化している。すなわち、各種条件に応じて、パワーコンディショナPCSi毎に出力抑制量が変化している。よって、上記目標1−3を達成している。以上のことから、太陽光発電システムPVS1は、上記3つの目標を達成していることが分かる。 From the results of the simulation 1-1 to the simulation 1-7, in the photovoltaic power generation system PVS1, the individual target power P is distributed in a distributed manner based on the suppression index pr received by each power conditioner PCS i from the central management device MC1. i ref is calculated. Therefore, the target 1-1 is achieved. Further, the interconnection point power P (t) is suppressed, it coincides with the output command value P C. Therefore, the above target 1-2 is achieved. The individual output power P i out changes for each power conditioner PCS i according to various conditions. That is, according to various conditions, the output suppression quantity is changed for each power conditioner PCS i. Therefore, the above target 1-3 is achieved. From the above, it can be seen that the photovoltaic power generation system PVS1 has achieved the above three goals.
以上で説明したように、第1実施形態に係る太陽光発電システムPVS1において、集中管理装置MC1は、電力会社からの出力指令値PCおよび検出した連系点電力P(t)から、上記(9)式および上記(10)式を用いて、抑制指標prを算出し、これを各パワーコンディショナPCSiに送信している。また、各パワーコンディショナPCSiは、受信した抑制指標prに基づき、分散的に上記(8)式の最適化問題を解くことで、個別目標電力Pi refを算出し、そして、個別出力電力Pi outを個別目標電力Pi refに制御している。これにより、集中管理装置MC1は、上記(9)式および上記(10)式に示す簡単な計算だけとなる。したがって、太陽光発電システムPVS1において、集中管理装置MC1の処理負荷を低減させることができる。また、各パワーコンディショナPCSiが、抑制指標prに基づき分散的に個別目標電力Pi refを算出し、個別出力電力Pi outを制御する場合であっても、連系点電力P(t)を電力会社からの出力指令値PCに一致させることができる。すなわち、太陽光発電システムPVS1は、連系点電力P(t)を目標電力に一致させることができる。 As described above, in the photovoltaic power generation system PVS1 according to the first embodiment, the centralized management device MC1 uses the output command value P C from the power company and the detected connection point power P (t) as described above ( The suppression index pr is calculated using Equation 9) and Equation (10) above, and is transmitted to each power conditioner PCS i . Also, each power conditioner PCS i calculates the individual target power P i ref by solving the optimization problem of the above equation (8) in a distributed manner based on the received suppression index pr, and the individual output power the P i out are controlled in a separate target power P i ref. Thereby, the centralized management device MC1 performs only simple calculations shown in the above formulas (9) and (10). Therefore, in the photovoltaic power generation system PVS1, the processing load of the central management device MC1 can be reduced. Further, even when each power conditioner PCS i calculates the individual target power P i ref in a distributed manner based on the suppression index pr and controls the individual output power P i out , the connection point power P (t ) Can be matched with the output command value P C from the electric power company. That is, the solar power generation system PVS1 can make the connection point power P (t) coincide with the target power.
次に、第2実施形態に係る太陽光発電システムPVS2について説明する。なお、上記第1実施形態に係る太陽光発電システムPVS1と同一あるいは類似のものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。図12は、太陽光発電システムPVS2の全体構成を示している。図12に示すように、太陽光発電システムPVS2は、複数台の太陽電池SPi(i=1,2,・・・,n;nは正の整数)、複数台のパワーコンディショナPCSPVi、複数台の蓄電池Bk(k=1,2,・・・,m;mは正の整数)、複数台のパワーコンディショナPCSBk、および、集中管理装置MC2を有して構成される。太陽光発電システムPVS2は、系統連系型の逆潮流システムである。 Next, the solar power generation system PVS2 according to the second embodiment will be described. In addition, about the same or similar thing as the photovoltaic power generation system PVS1 which concerns on the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. FIG. 12 shows the overall configuration of the photovoltaic power generation system PVS2. As shown in FIG. 12, the photovoltaic power generation system PVS2 includes a plurality of solar cells SP i (i = 1, 2,..., N; n is a positive integer), a plurality of power conditioners PCS PVi , A plurality of storage batteries B k (k = 1, 2,..., M; m is a positive integer), a plurality of power conditioners PCS Bk , and a centralized management device MC2. The solar power generation system PVS2 is a grid-connected reverse power flow system.
上記第1実施形態に係る太陽光発電システムPVS1においては、太陽電池SPiを接続した複数台のパワーコンディショナPCSiで構成された場合を例に説明した。しかし、このような太陽光発電システムPVS1の場合、天候変動による出力への影響が大きい。そこで、太陽光発電システムPVS2は、天候変動などによる出力変動を抑制させるために、上記太陽光発電システムPVS1と比較して、蓄電池Bkを接続したパワーコンディショナPCSBkをさらに備えている。 In the solar power generation system PVS1 according to the first embodiment, the case where the solar power generation system PVS1 is configured by a plurality of power conditioners PCS i to which the solar cells SP i are connected has been described as an example. However, in the case of such a photovoltaic power generation system PVS1, the influence on the output due to weather fluctuation is large. Therefore, photovoltaic systems PVS2, in order to suppress the output variation due to the weather change, as compared with the solar power generation system PVS1, further comprising a power conditioner PCS Bk connected to battery B k.
複数台のパワーコンディショナPCSPViはそれぞれ、上記第1実施形態のパワーコンディショナPCSiと同様に構成される。すなわち、各パワーコンディショナPCSPViは、太陽電池SPiが発電した電力(直流電力)を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統Aに出力する。 Each of the plurality of power conditioners PCS PVi is configured similarly to the power conditioner PCS i of the first embodiment. That is, each power conditioner PCS PVi converts the power (DC power) generated by the solar cell SP i into AC power, and outputs the converted AC power to the power system A.
複数台の蓄電池Bkはそれぞれ、繰り返し、充電により電力を蓄えることができる電池である。蓄電池Bkは、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池などの二次電池である。また、電気二重層コンデンサなどのコンデンサを用いてもよい。蓄電池Bkは、蓄積された電力を放電して、直流電力をパワーコンディショナPCSBkに供給する。 Each of the plurality of storage batteries B k is a battery that can repeatedly store power by charging. The storage battery B k is a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or a lead storage battery. A capacitor such as an electric double layer capacitor may be used. The storage battery B k discharges the stored power and supplies DC power to the power conditioner PCS Bk .
複数台のパワーコンディショナPCSBkはそれぞれ、蓄電池Bkから入力される直流電力を交流電力に変換して出力するものである。さらに、各パワーコンディショナPCSBkは、電力系統Aや各パワーコンディショナPCSPViから入力される交流電力を直流電力へ変換し、蓄電池Bkに供給する。すなわち、蓄電池Bkを充電する。各パワーコンディショナPCSBkは、蓄電池Bkの充電および放電を制御している。したがって、蓄電池Bkの充電を行う充電回路および蓄電池Bkの放電を行う放電回路として機能する。 Each of the plurality of power conditioners PCS Bk converts DC power input from the storage battery B k into AC power and outputs the AC power. Furthermore, the power conditioner PCS Bk is the AC power input from the electric power system A and each of the power conditioner PCS PVi converted into DC power and supplies the battery B k. That is, the storage battery Bk is charged. Each power conditioner PCS Bk is controlling the charging and discharging of the battery B k. Thus, functions as a discharge circuit to discharge the charging circuit and the battery B k to charge the battery B k.
各パワーコンディショナPCSPViから出力される有効電力をPPVi out、無効電力をQPVi outとすると、各パワーコンディショナPCSPViからPPVi out+jQPVi outの複素電力が出力されている。また、各パワーコンディショナPCSBkから出力される有効電力をPBk out、無効電力をQBk outとすると、各パワーコンディショナPCSBkからPBk out+jQBk outの複素電力が出力されている。したがって、複数台のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkと電力系統Aとの連系点には、(ΣiPPVi out+ΣkPBk out)+j(ΣiQPVi out+ΣkQBk out)の複素電力が出力されている。すなわち、連系点電力P(t)は、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの出力電力の総和である。なお、本実施形態においても、連系点における電圧変動抑制などに主に活用される無効電力QPVi out,QBk outの出力制御については、特に考慮しない。すなわち、連系点電力P(t)は、連系点における有効電力PPVi out,PBk outの総和(ΣiPPVi out+ΣkPBk out)としている。よって、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが制御する個別出力電力は、それぞれ有効電力PPVi out,PBk outとなる。そこで、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力をPPVi outとし、各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力をPBk outとする。 When the active power output from each power conditioner PCS PVi is P PVi out and the reactive power is Q PVi out , the complex power of P PVi out + jQ PVi out is output from each power conditioner PCS PVi . Also, assuming that the active power output from each power conditioner PCS Bk is P Bk out and the reactive power is Q Bk out , the complex power of P Bk out + jQ Bk out is output from each power conditioner PCS Bk . Therefore, a plurality of power conditioners PCS PVi, the interconnection point between the PCS Bk and power system A, (Σ i P PVi out + Σ k P Bk out) + j (Σ i Q PVi out + Σ k Q Bk out) The complex power is output. That is, the interconnection point power P (t) is the sum of the output powers of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk . In the present embodiment, the output control of reactive powers Q PVi out and Q Bk out mainly used for suppressing voltage fluctuation at the interconnection point is not particularly considered. That is, interconnection point power P (t), the effective power P PVi out at interconnection points, and the sum of P Bk out (Σ i P PVi out + Σ k P Bk out). Therefore, the individual output powers controlled by the power conditioners PCS PVi and PCS Bk are effective powers P PVi out and P Bk out , respectively. Therefore, the individual output power of each power conditioner PCS PVi is P PVi out, and the individual output power of each power conditioner PCS Bk is P Bk out .
集中管理装置MC2は、複数台のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkを集中管理する。集中管理装置MC2は、例えば無線通信により、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkとの間で、各種情報の送受信を行う。なお、無線通信ではなく、有線通信であってもよい。 The central management device MC2 centrally manages a plurality of power conditioners PCS PVi and PCS Bk . The central management device MC2 transmits and receives various types of information to and from the power conditioners PCS PVi and PCS Bk , for example, by wireless communication. Note that wired communication may be used instead of wireless communication.
このように構成された太陽光発電システムPVS2において、集中管理装置MC2は、所定の調整対象電力を監視し、当該調整対象電力と調整対象電力の目標値である目標電力とに基づいて、調整対象電力を目標電力に一致させるための指標を算出する。そして、これを各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkに送信する。各パワーコンディショナPCSPVi(PCSBk)はそれぞれ、集中管理装置MC2から指標を受信し、受信した指標に基づいて、個別出力電力PPVi out(PBk out)の目標値である個別目標電力PPVi ref(PBk ref)を算出する。そして、算出した個別目標電力PPVi ref(PBk ref)に基づいて、個別出力電力PPVi out(PBk out)を制御する。当該指標は、調整対象電力を目標電力にするための情報であり、個別目標電力PPVi out(PBk out)を算出するための情報である。 In the photovoltaic power generation system PVS2 configured as described above, the central management device MC2 monitors the predetermined adjustment target power, and adjusts the adjustment target based on the adjustment target power and the target power that is the target value of the adjustment target power. An index for matching the power with the target power is calculated. And this is transmitted to each power conditioner PCS PVi , PCS Bk . Each power conditioner PCS PVi (PCS Bk ) receives the index from the centralized management device MC2, and based on the received index, the individual target power P that is the target value of the individual output power P PVi out (P Bk out ). PVi ref (P Bk ref ) is calculated. The individual output power P PVi out (P Bk out ) is controlled based on the calculated individual target power P PVi ref (P Bk ref ). The index is information for setting the adjustment target power as the target power, and is information for calculating the individual target power P PVi out (P Bk out ).
太陽光発電システムPVS2においても、電力会社から出力電力の抑制が指示されるものとする。そこで、本実施形態に係る太陽光発電システムPVS2は、上記指標を用いて各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に制御して、太陽光発電システムPVS2全体の出力電力を出力指令値PCに一致させている。すなわち、太陽光発電システムPVS2も出力抑制制御を行っている。具体的には、太陽光発電システムPVS2において、集中管理装置MC2は、連系点電力P(t)を監視し、連系点電力P(t)と出力指令値PCとに基づいて、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させるための指標を算出する。そして、これを各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkに送信する。本実施形態に係る出力抑制制御において、各パワーコンディショナPCSPViに送信する指標を抑制指標prPVとし、各パワーコンディショナPCSBkに送信する指標を充放電指標prBとする。よって、抑制指標prPVは、連系点電力P(t)を出力指令値PCにするための情報であり、個別目標電力PPVi refを算出するための情報である。また、充放電指標prBは、連系点電力P(t)を出力指令値PCにするための情報であり、個別目標電力PBk refを算出するための情報である。さらに、蓄電池Bkをどれくらい充電するか放電するかを決定するための情報でもある。各パワーコンディショナPCSPViは、集中管理装置MC2から受信する抑制指標prPVに基づき、個別目標電力PPVi refを算出する。そして、算出した個別目標電力PPVi refに基づいて、個別出力電力PPVi outを制御する。各パワーコンディショナPCSBkは、集中管理装置MC2から受信する充放電指標prBに基づき、個別目標電力PBk refを算出する。そして、算出した個別目標電力PBk refに基づいて、個別出力電力PBk outを制御する。これにより、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させている。 Also in the photovoltaic power generation system PVS2, suppression of output power is instructed from an electric power company. Therefore, in the photovoltaic power generation system PVS2 according to the present embodiment, the power conditioners PCS PVi and PCS Bk are controlled in a distributed manner using the above index, and the output power of the entire photovoltaic power generation system PVS2 is set to the output command value P. Match C. That is, the photovoltaic power generation system PVS2 also performs output suppression control. Specifically, in photovoltaic systems PVS2, the central control device MC2 monitors the interconnection point power P (t), based on the linking point power P (t) and the output command value P C, continuous It calculates an index for matching system point power P (t) to the output command value P C. And this is transmitted to each power conditioner PCS PVi , PCS Bk . In the output suppression control according to the present embodiment, an index transmitted to each power conditioner PCS PVi is a suppression index pr PV, and an index transmitted to each power conditioner PCS Bk is a charge / discharge index pr B. Thus, inhibition index pr PV is information for linking point power P (t) to the output command value P C, which is information for calculating the individual target power P PVi ref. Further, charge and discharge indicator pr B is information for linking point power P (t) to the output command value P C, which is information for calculating the individual target power P Bk ref. Furthermore, it is also information for determining how much the storage battery B k is charged or discharged. Each power conditioner PCS PVi calculates the individual target power P PVi ref based on the suppression index pr PV received from the central management device MC2. The individual output power P PVi out is controlled based on the calculated individual target power P PVi ref . Each power conditioner PCS Bk calculates the individual target power P Bk ref based on the charge / discharge index pr B received from the central management device MC2. Then, the individual output power P Bk out is controlled based on the calculated individual target power P Bk ref . Accordingly, it is made to coincide linking point power P (t) to the output command value P C.
図13は、図12に示す太陽光発電システムPVS2の出力抑制制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図13において、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。当該出力抑制制御に関する制御系として、図13に示すように、各パワーコンディショナPCSPViは、受信部11、目標電力算出部12’、および、出力制御部13を含んでいる。また、各パワーコンディショナPCSBkは、受信部31、目標電力算出部32、および、出力制御部33を含んでいる。そして、集中管理装置MC2は、目標電力設定部21、連系点電力検出部22、指標算出部23’、および、送信部24’を含んでいる。 FIG. 13 shows a functional configuration of a control system related to output suppression control of the photovoltaic power generation system PVS2 shown in FIG. In FIG. 13, the illustration of the solar cell SP i and the storage battery B k is omitted. As a control system related to the output suppression control, as shown in FIG. 13, each power conditioner PCS PVi includes a reception unit 11, a target power calculation unit 12 ′, and an output control unit 13. Each power conditioner PCS Bk includes a reception unit 31, a target power calculation unit 32, and an output control unit 33. The centralized management device MC2 includes a target power setting unit 21, an interconnection point power detection unit 22, an index calculation unit 23 ′, and a transmission unit 24 ′.
目標電力算出部12’は、受信部11が受信した抑制指標prPVに基づき、自装置(パワーコンディショナPCSPVi)の個別目標電力PPVi refを算出する。具体的には、目標電力算出部12’は、下記(19)式に示す制約付き最適化問題を解くことで、個別目標電力PPVi refを算出する。したがって、目標電力算出部12’は、第1実施形態に係る目標電力算出部12と比較し、個別目標電力PPVi refを算出するための最適化問題の演算式が異なっている。当該(19)式において、wPViは、パワーコンディショナPCSPViの有効電力抑制に関する重みを表わしており、設計値である。また、Pφiは、パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outの抑制を優先するか否かを示す設計パラメータ(以下、「優先度パラメータ」という。)を示しており、設計値である。当該優先度パラメータPφiを小さくすると、蓄電池Bkの充電量を少なくし、個別出力電力PPVi outが抑制され易くなる。一方、当該優先度パラメータPφiを大きくすると、蓄電池Bkの充電量を多くし、個別出力電力PPVi outが抑制され難くなる。よって、優先度パラメータPφiは、蓄電池Bkの充電を優先するか否かを示す設計パラメータであるとも言える。さらに、この優先度パラメータPφiによって、パワーコンディショナPCSPViの定格出力による出力限界とは別に、パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outの疑似的な出力限界が設定されていると考えられる。そのため、優先度パラメータPφiは、疑似有効出力限界とも言える。上記重みwPViおよび上記優先度パラメータPφiはユーザが設定可能である。この下記(19)式についての詳細は、後述する。
受信部31は、上記第1実施形態に係る受信部11と同様に構成され、集中管理装置MC2から送信される充放電指標prBを受信する。 The receiving unit 31 is configured in the same manner as the receiving unit 11 according to the first embodiment, and receives the charge / discharge indicator pr B transmitted from the central management device MC2.
目標電力算出部32は、受信部31が受信した充放電指標prBに基づき、自装置(パワーコンディショナPCSBk)の個別目標電力PBk refを算出する。具体的には、目標電力算出部32は、下記(20)式に示す最適化問題を解くことで、個別目標電力PBk refを算出する。当該(20)式において、PBk lmtは、各パワーコンディショナPCSBkの定格出力(出力限界)を表わしている。wBkは、パワーコンディショナPCSBkの有効電力に関する重みを表わしている。上記重みwBkは、ユーザが設定可能である。また、αk,βkは、蓄電池Bkの残量によって調整できる調整パラメータを表わしている。なお、この下記(20)式についての詳細は、後述する。
出力制御部33は、上記第1実施形態に係る出力制御部13と同様に構成される。出力制御部33は、蓄電池Bkの放電および充電を制御することで、個別出力電力PBk outを、目標電力算出部32が算出した個別目標電力PBk refにする。具体的には、目標電力算出部32によって算出された個別目標電力PBk refが正の値の場合、蓄電池Bkに蓄積された電力(直流電力)を交流電力に変換し、電力系統Aに供給する。すなわち、パワーコンディショナPCSBkを放電回路として機能させる。一方、個別目標電力PBk refが負の値の場合、パワーコンディショナPCSPViから出力された交流電力の少なくとも一部を直流電力に変換し、蓄電池Bkに供給する。すなわち、パワーコンディショナPCSBkを充電回路として機能させる。 The output control unit 33 is configured similarly to the output control unit 13 according to the first embodiment. The output control unit 33 controls the discharging and charging of the storage battery B k to set the individual output power P Bk out to the individual target power P Bk ref calculated by the target power calculation unit 32. Specifically, when the individual target power P Bk ref calculated by the target power calculation unit 32 is a positive value, the power (DC power) stored in the storage battery B k is converted into AC power and Supply. That is, the power conditioner PCS Bk is caused to function as a discharge circuit. On the other hand, when the individual target power P Bk ref is a negative value, at least part of the AC power output from the power conditioner PCS PVi is converted into DC power and supplied to the storage battery B k . That is, the power conditioner PCS Bk is caused to function as a charging circuit.
指標算出部23’は、連系点電力P(t)を目標電力にするための指標を算出する。本実施形態においては、目標電力として出力指令値PCが入力されるので、指標算出部23’は、連系点電力P(t)を出力指令値PCにするための抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。指標算出部23’は、ラグランジュ乗数をλ、勾配係数をε、時間をtとして、下記(21)式および下記(22)式に基づき、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。ただし、指標算出部23’は、目標電力設定部21からの出力指令値PCとして、電力会社からの出力抑制の指令がないことを表わす数値−1を入力された場合、ラグランジュ乗数λを「0」とする。すなわち、抑制指標prPVおよび充放電指標prBをともに「0」と算出する。なお、下記(21)式において、個別出力電力PPVi out,PBk outおよび出力指令値PCが、時間tに対して変化する値であるため、それぞれ個別出力電力をPPVi out(t),PBk out(t)および出力指令値をPC(t)と記載している。これらの下記(21)式および下記(22)式の詳細は、後述する。
送信部24’は、指標算出部23’が算出した抑制指標prPVをパワーコンディショナPCSPViに送信し、指標算出部23’が算出した充放電指標prBをパワーコンディショナPCSBkに送信する。 The transmission unit 24 ′ transmits the suppression index pr PV calculated by the index calculation unit 23 ′ to the power conditioner PCS PVi, and transmits the charge / discharge index pr B calculated by the index calculation unit 23 ′ to the power conditioner PCS Bk . .
次に、太陽光発電システムPVS2が行う出力抑制制御において、パワーコンディショナPCSPViによる個別目標電力PPVi refの算出に上記(19)式が用いられる理由、パワーコンディショナPCSBkによる個別目標電力PBk refの算出に上記(20)式が用いられる理由、および、集中管理装置MC2による抑制指標prPV,充放電指標prBの算出に上記(21)式および上記(22)式が用いられる理由を説明する。 Next, in the output suppression control performed by the photovoltaic power generation system PVS2, the reason why the above equation (19) is used to calculate the individual target power P PVi ref by the power conditioner PCS PVi , the individual target power P by the power conditioner PCS Bk. The reason why the above equation (20) is used for calculating Bk ref and the reason why the above equation (21) and the above equation (22) are used for calculating the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B by the centralized management device MC2. Will be explained.
太陽光発電システムPVS2は、出力抑制制御において、以下の5つの目標を達成するように構成されている。1つ目の目標(目標2−1)は、「各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に個別目標電力を算出する」ことである。2つ目の目標(目標2−2)は、「太陽電池に接続されたパワーコンディショナPCSPViの出力電力をできる限り抑制しない」ことである。3つ目の目標(目標2−3)は、「蓄電池は、連系点電力が出力指令値(目標電力)よりも大きい場合には充電し、不足している場合には放電する」ことである。4つ目の目標(目標2−4)は、「太陽光発電システムPVS2の連系点における出力電力(連系点電力)を電力会社からの出力指令値(目標電力)に一致させる」ことである。そして、5つ目の目標(2−5)は、「パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk毎に、出力抑制量を調整できるようにする」ことである。 The photovoltaic power generation system PVS2 is configured to achieve the following five goals in the output suppression control. The first target (target 2-1) is “each power conditioner PCS PVi , PCS Bk calculates the individual target power in a distributed manner”. The second target (target 2-2) is “not to suppress the output power of the power conditioner PCS PVi connected to the solar cell as much as possible”. The third target (target 2-3) is “the storage battery is charged when the connection point power is larger than the output command value (target power), and discharged when it is insufficient”. is there. The fourth target (target 2-4) is “to match the output power (interconnection point power) at the connection point of the photovoltaic power generation system PVS2 with the output command value (target power) from the power company”. is there. The fifth target (2-5) is “to allow the output suppression amount to be adjusted for each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk ”.
まず、集中管理装置MC2が集中的に個別目標電力PPVi ref,PBk refを求める場合の制約付き最適化問題を考える。そうすると、下記(23)式が得られる。ここで、上記するように、PPVi ref,PBk refはそれぞれ、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの個別目標電力を表わし、PPVi lmt,PBk lmtはそれぞれ、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの定格出力(出力限界)を表わし、Pφiは優先度パラメータを表わす。なお、下記(23)式の最適解である個別目標電力PPVi ref,PBk refをそれぞれ、(PPVi ref)*,(PBk ref)*とする。下記(23)式において、(23a)式は、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outの出力抑制量の最小化および各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outの出力量の最小化、(23b)式は、各パワーコンディショナPCSPViの定格出力PPVi lmtによる制約、(23c)式は、各パワーコンディショナPCSBkの定格出力PBk lmtによる制約、(23d)式は、各蓄電池Bkの残量制約、(23e)式は、連系点電力P(t)を出力指令値PCに一致させることを、それぞれ表わしている。
これは集中管理装置MC2が、上記(23)式から個別目標電力(PPVi ref)*,(PBk ref)*を求める場合を示している。したがって、上記(23)式の場合、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に個別目標電力(PPVi ref)*,(PBk ref)*を算出していないため、目標2−1を達成していない。 This shows a case where the centralized management device MC2 obtains the individual target powers (P PVi ref ) * and (P Bk ref ) * from the above equation (23). Therefore, in the case of the above equation (23), each power conditioner PCS PVi and PCS Bk does not calculate the individual target powers (P PVi ref ) * and (P Bk ref ) * in a distributed manner. Not achieved.
続いて、各パワーコンディショナPCSPViが分散的に個別目標電力PPVi refを求める場合の制約付き最適化問題を考える。そうすると、下記(24)式が得られる。
同様に、各パワーコンディショナPCSBkが分散的に個別目標電力PBk refを求める場合の制約付き最適化問題を考える。そうすると、下記(25)式が得られる。
しかし、上記(24)式の最適解である個別目標電力は、各パワーコンディショナPCSPViが分散的に求めた個別目標電力PPVi refであるが、上記(23e)式が考慮されていない。同様に、上記(25)式の最適解である個別目標電力は、各パワーコンディショナPCSBkが分散的に求めた個別目標電力PBk refであるが、上記(23e)式が考慮されていない。したがって、連系点電力P(t)を電力会社からの出力指令値PCに一致させる目標2−4を達成できない。 However, the individual target power, which is the optimum solution of the above equation (24), is the individual target power P PVi ref obtained by each power conditioner PCS PVi in a distributed manner, but the above equation (23e) is not considered. Similarly, the individual target power that is the optimum solution of the above equation (25) is the individual target power P Bk ref obtained by each power conditioner PCS Bk in a distributed manner, but the above equation (23e) is not taken into consideration. . Therefore, the target 2-4 for matching the interconnection point power P (t) with the output command value P C from the power company cannot be achieved.
そこで、次に手法により、目標2−4を達成させることを考える。すなわち、各パワーコンディショナPCSPViが、集中管理装置MC2から受信する抑制指標prPVに基づき、分散的に個別目標電力PPVi refを算出し、また、各パワーコンディショナPCSBkが集中管理装置MC2から受信する充放電指標prBに基づき、分散的に個別目標電力PBk refを算出する。これにより、目標2−4を達成させる。各パワーコンディショナPCSPViが、抑制指標prPVを用いて、分散的に個別目標電力PPVi refを求める場合の制約付き最適化問題は、上記(19)式で表わすことができる。なお、上記(19)式の最適解である個別目標電力PPVi refを(PPVi ref)♭とする。同様に、各パワーコンディショナPCSBkが、充放電指標prBを用いて、分散的に個別目標電力PBk refを求める場合の制約付き最適化問題は、上記(20)式で表わすことができる。なお、上記(20)式の最適解である個別目標電力PBk refを(PBk ref)♭とする。 Then, consider achieving the target 2-4 by the next method. That is, each power conditioner PCS PVi calculates the individual target power P PVi ref in a distributed manner based on the suppression index pr PV received from the central management device MC2, and each power conditioner PCS Bk is calculated by the central management device MC2. The individual target power P Bk ref is calculated in a distributed manner based on the charging / discharging index pr B received from. Thereby, the target 2-4 is achieved. The constrained optimization problem when each power conditioner PCS PVi obtains the individual target power P PVi ref in a distributed manner using the suppression index pr PV can be expressed by the above equation (19). The individual target power P PVi ref which is the optimum solution of the above equation (19) is assumed to be (P PVi ref ) ♭ . Similarly, the constrained optimization problem when each power conditioner PCS Bk obtains the individual target power P Bk ref in a distributed manner using the charge / discharge index pr B can be expressed by the above equation (20). . The individual target power P Bk ref that is the optimum solution of the above equation (20) is assumed to be (P Bk ref ) ♭ .
ここで、上記(23)式により得られる最適解(PPVi ref)*と、上記(19)式により得られる最適解(PPVi ref)♭とが一致し、かつ、上記(23)式により得られる最適解(PBk ref)*と、上記(20)式により得られる最適解(PBk ref)♭とが一致することで、連系点電力P(t)を電力会社からの出力指令値PCに一致させることができる。すなわち、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に最適化問題を解いた場合であっても、目標2−4を達成することができる。したがって、定常状態の最適性に着目し、(PPVi ref)*=(PPVi ref)♭となる抑制指標prPV、および、(PBk ref)*=(PBk ref)♭となる充放電指標prBを考える。そのために、上記(23)式、上記(19)式、および、上記(20)式のKKT条件を考える。これにより、上記(23)式のKKT条件から下記(26)式が得られ、上記(19)式のKKT条件から下記(27)式が得られ、上記(20)式のKKT条件から下記(28)式が得られる。なお、μ,νは所定のラグランジュ乗数である。
これら上記(26)式、上記(27)式、および、上記(28)式から、prPV=prB=λ(上記(22)式)とすることで、(PPVi ref)*と(PPVi ref)♭、また、(PBk ref)*と(PBk ref)♭が一致することが分かる。したがって、集中管理装置MC2がラグランジュ乗数λを算出し、算出したラグランジュ乗数λを抑制指標prPVとして、各パワーコンディショナPCSPViに提示(送信)することで、各パワーコンディショナPCSPViがそれぞれ、上記(19)式から個別目標電力(PPVi ref)♭を算出することができる。同様に、集中管理装置MC2は、算出したラグランジュ乗数λを充放電指標prBとして、各パワーコンディショナPCSBkに提示(送信)することで、各パワーコンディショナPCSBkがそれぞれ、上記(20)式から個別目標電力(PBk ref)♭を算出することができる。これにより、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に個別目標電力PPVi ref,PBk refを求めた場合であっても、連系点電力P(t)と電力会社からの出力指令値PCとを一致させることができる。すなわち、目標2−4を達成できる。 From these equation (26), equation (27), and equation (28), by setting pr PV = pr B = λ (the above equation (22)), (P PVi ref ) * and (P It can be seen that PVi ref ) ♭ and (P Bk ref ) * and (P Bk ref ) 一致 match. Thus, the central control device MC2 calculates the Lagrange multiplier lambda, the calculated Lagrange multiplier lambda as suppression indicator pr PV, to present to each power conditioner PCS PVi (transmission), the power conditioner PCS PVi respectively, The individual target power (P PVi ref ) ♭ can be calculated from the above equation (19). Similarly, the central management device MC2 presents (transmits) the calculated Lagrangian multiplier λ to each power conditioner PCS Bk as the charge / discharge index pr B so that each power conditioner PCS Bk has the above (20). The individual target power (P Bk ref ) ♭ can be calculated from the equation. Thus, even if each power conditioner PCS PVi and PCS Bk obtains the individual target powers P PVi ref and P Bk ref in a distributed manner, the connection point power P (t) and the output command from the power company The value P C can be matched. That is, the target 2-4 can be achieved.
続いて、集中管理装置MC2によるラグランジュ乗数λの算出方法について、説明する。ラグランジュ乗数λを求めるために、まず、h1 1,i=−PPVi ref、h1 2,i=PPVi ref−PPVi lmtとし、各パワーコンディショナPCSPViの不等式制約をまとめてh1 x,i≦0(x=1,2、i=1,・・・,n)とする。また、同様に、h2 1,k=−PBk lmt−PBk ref、h2 2,k=PBk ref−PBk lmt、h2 3,k=αk−PBk ref、h2 4,k=PBk ref−βkとし、各パワーコンディショナPCSBkの不等式制約をまとめてh2 y,k≦0(y=1,2,3,4、k=1,・・・,m)とする。そして、上記(23)式の双対問題である下記(29)式を考える。
ここで、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkによって求められる最適解(PPVi ref)♭,(PBk ref)♭が決定されると仮定すると、下記(30)式となり、ラグランジュ乗数λに対する最大化問題の形となる。この下記(30)式に対し勾配法を適用すると、下記(31)式となる。なお、εは勾配係数を表わし、τは時間変数を表わす。
上記(31)式において、(PPVi ref)♭を対応するパワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outで置き換え、(PBk ref)♭を対応するパワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outで置き換える。さらに、集中管理装置MC2は、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの個別出力電力PPVi out,PBk outを個別に観測せず、連系点電力P(t)=ΣiPPVi out+ΣkPBk outを観測する。また、電力会社から逐次出力指令値PCを取得しているとする。そうすると、上記(21)式が得られる。よって、集中管理装置MC2は、連系点電力P(t)と電力会社からの出力指令値PCとに基づき、ラグランジュ乗数λを算出できる。そして、上記(22)式に基づき、算出したラグランジュ乗数λを抑制指標prPVおよび充放電指標prBとする。 In the above equation (31), (P PVi ref ) ♭ is replaced with the individual output power P PVi out of the corresponding power conditioner PCS PVi , and (P Bk ref ) ♭ is replaced with the individual output power P of the corresponding power conditioner PCS Bk. Replace with Bk out . Further, the centralized management device MC2 does not individually observe the individual output powers P PVi out and P Bk out of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk , and the connection point power P (t) = Σ i P PVi out + Σ Observe k P Bk out . Moreover, to have a valid sequential output command value P C from the power company. Then, the above equation (21) is obtained. Thus, the central control device MC2, based on the interconnection point power P (t) and the output command value P C from the power company may calculate the Lagrange multiplier lambda. Then, based on the above equation (22), the calculated Lagrangian multiplier λ is used as the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B.
以上のことから、本実施形態においては、各パワーコンディショナPCSPViは、個別目標電力PPVi refを算出するときに、上記(19)式に示す最適化問題を用いている。また、各パワーコンディショナPCSBkは、個別目標電力PBk refを算出するときに、上記(20)式に示す最適化問題を用いている。そして、集中管理装置MC2は、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出するときに、上記(21)式および上記(22)式を用いている。 From the above, in this embodiment, each power conditioner PCS PVi uses the optimization problem shown in the above equation (19) when calculating the individual target power P PVi ref . Each power conditioner PCS Bk uses the optimization problem shown in the above equation (20) when calculating the individual target power P Bk ref . The centralized management device MC2 uses the above formula (21) and the above formula (22) when calculating the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B.
次に、上記のように構成された太陽光発電システムPVS2において、上記5つの目標を達成し、適切に動作していることをシミュレーションによって検証した。 Next, in the photovoltaic power generation system PVS2 configured as described above, it was verified by simulation that the above five goals were achieved and the system was operating properly.
シミュレーションでは、太陽電池SPiが接続されたパワーコンディショナPCSPViを5台(i=1〜5;PCSPV1〜PCSPV5)と、蓄電池Bkが接続されたパワーコンディショナPCSBkを5台(k=1〜5;PCSB1〜PCSB5)と、を有する太陽光発電システムPVS2を想定した。 In the simulation, 5 units of the power conditioner PCS PVi the solar cell SP i is connected; and (i = 1~5 PCS PV1 ~PCS PV5 ), 5 units of the power conditioner PCS Bk storage battery B k are connected ( k = 1 to 5; PCS B1 to PCS B5 ).
また、本シミュレーションにおいては、蓄電池Bkのモデルは、d/dt(xk)=−KkPBk out,sk=xkとした。ここで、skは、蓄電池Bkの充電電力量を表わし、KKは、蓄電池Bkの特性を表わしている。さらに、蓄電池Bkの残量によって調整できる調整パラメータαk,βkは、表1のように設定した。当該表1において、SOCkは、各蓄電池BBkの充電率(State Of Charge)[%]を示しており、充電電力量[kWh]をSk,蓄電池Bkの最大容量[kWh]をSk maxとして、SOCk=(Sk/Sk max)×100により算出される。
最適化問題に関するパラメータである各パワーコンディショナPCSPViの優先度パラメータ(疑似有効出力限界)Pφiは1000[kW]とした。その他、電力系統A(連系点電圧)のモデル(上記(18)式参照)および各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのモデル(図3および図4参照)は、上記第1実施形態に係るシミュレーション時のものと同様とした。 Priority parameter of the power conditioner PCS PVi which is a parameter related to the optimization problem (pseudo effective output limit) P .phi.i was 1000 [kW]. In addition, the model of the power system A (interconnection point voltage) (see the above equation (18)) and the models of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk (see FIGS. 3 and 4) are related to the first embodiment. The same as in the simulation.
図14〜図16は、上記に示したモデルの太陽光発電システムPVS2を用いて、複数の条件下でシミュレーションを行ったときの結果を示している。 14-16 has shown the result when simulating on several conditions using the solar power generation system PVS2 of the model shown above.
ケース1として、5台のパワーコンディショナPCSPV1〜PCSPV5がすべて同じ条件であり、5台のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB5がすべて同じ条件である場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション2−1とする。シミュレーション2−1において、5台のパワーコンディショナPCSPV1〜PCSPV5はすべて、定格出力PPVi lmtが500[kW]、有効電力抑制に関する重みwPViが1.0、太陽電池SPiの発電量Pi SPが600[kW]であるとした。また、5台のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB5はすべて、定格出力PPVi lmtが500[kW]、有効電力抑制に関する重みwPViが1.0であるとした。蓄電池B1〜B5の最大容量S1 max〜S5 maxはすべて500[kWh]であるとした。そして、電力会社からの出力指令値PCは、0≦t<60[s]では指令がなく、60≦t[s]では1500[kW]であるとした。なお、「出力指令値PCの指令がない」ときには、上記するように出力指令値PCとして、指令がないことを表わす数値−1を用いた。その他、勾配係数εを0.05、集中管理装置MC2が行う抑制指標prPVおよび充放電指標prBの更新と各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが行う個別目標電力PPVi ref,PBk refの更新との各サンプリング時間を1[s]とした。また、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkはすべて、力率1(無効電力目標値=0[kvar])で運転しているものとした。図14は、シミュレーション2−1におけるシミュレーション結果を示している。 Case 1, all five of the power conditioner PCS PV1 ~PCS PV5 the same conditions, a case where all five of the power conditioner PCS B1 ~PCS B5 are the same conditions was simulated. This simulation is referred to as simulation 2-1. In the simulation 2-1, all five of the power conditioner PCS PV1 ~PCS PV5 is rated output P PVi lmt is 500 [kW], the weights w PVi about active power suppression 1.0, the amount of power generated by solar cell SP i It was assumed that P i SP was 600 [kW]. In addition, it is assumed that the five power conditioners PCS B1 to PCS B5 all have a rated output P PVi lmt of 500 [kW] and a weight w PVi for effective power suppression of 1.0. The maximum capacities S 1 max to S 5 max of the storage batteries B 1 to B 5 were all 500 [kWh]. The output command value P C from the electric power company is assumed to be no command when 0 ≦ t <60 [s] and 1500 [kW] when 60 ≦ t [s]. Note that, when “there is no command for the output command value P C ”, as described above, the numerical value −1 indicating that there is no command is used as the output command value P C. In addition, the slope coefficient ε is 0.05, the update of the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B performed by the central control device MC2, and the individual target powers P PVi ref and P Bk ref performed by the power conditioners PCS PVi and PCS Bk Each sampling time with the update of 1 was set to 1 [s]. In addition, all the power conditioners PCS PVi and PCS Bk are assumed to be operating at a power factor of 1 (reactive power target value = 0 [kvar]). FIG. 14 shows a simulation result in the simulation 2-1.
図14(a)は、太陽電池SPiの発電量Pi SPを示している。図14(b)は、各パワーコンディショナPCSPViの個別目標電力PPVi refを示している。図14(c)は、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outを示している。図14(d)は、連系点電力P(t)(実線)および電力会社からの出力指令値PC(破線)を示している。図14(e)は、各パワーコンディショナPCSBkの個別目標電力PBk refを示している。図14(f)は、各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outを示している。図14(g)は、指標算出部23’が算出する抑制指標prPVおよび充放電指標prBを示している。 FIG. 14A shows the power generation amount P i SP of the solar cell SP i . FIG. 14B shows the individual target power P PVi ref of each power conditioner PCS PVi . FIG. 14C shows the individual output power P PVi out of each power conditioner PCS PVi . FIG. 14D shows the interconnection point power P (t) (solid line) and the output command value P C (broken line) from the power company. FIG. 14E shows the individual target power P Bk ref of each power conditioner PCS Bk . FIG. 14F shows the individual output power P Bk out of each power conditioner PCS Bk . FIG. 14G shows the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B calculated by the index calculation unit 23 ′.
図14から次のことが確認できる。すなわち、図14(b)および図14(c)が示すように、出力指令値PCの指令後(60≦t[s])であっても、個別目標電力PPV1 ref〜PPV5 refが500[kW]のままであり、個別出力電力PPV1 out〜PPV5 outが抑制されていないことが確認できる。また、図14(e)および図14(f)が示すように、各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PB1 out〜PB5 outが、0[kW]から負(マイナス)に遷移していることが確認できる。これは、パワーコンディショナPCSBkに電力が入力されていることを表わしており、各パワーコンディショナPCSBkに入力される電力を用いて、蓄電池Bkを充電している。また、図14(d)が示すように、連系点電力P(t)は、出力指令値PCと一致していることも確認できる。したがって、太陽光発電システムPVS2は、電力会社から出力指令値PCが指令されたとき、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outを抑制せず、蓄電池Bkの充電に用いていることが確認できる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIG. 14 (b) and FIG. 14 (c), the even after the command output command value P C (60 ≦ t [s ]), the individual target power P PV1 ref ~P PV5 ref It remains 500 [kW], and it can be confirmed that the individual output powers P PV1 out to P PV5 out are not suppressed. Further, as shown in FIG. 14 (e) and FIG. 14 (f), the individual output power P B1 out ~P B5 out of the power conditioner PCS Bk is, transitions from 0 [kW] negative (minus) It can be confirmed. This represents the fact that the input power to the power conditioner PCS Bk, with the power input to the power conditioner PCS Bk, charging the battery B k. Further, as shown in FIG. 14 (d), the interconnection point power P (t) can also be confirmed that it matches the output command value P C. Thus, solar systems PVS2, when the output command value P C from the power company is commanded not suppress individual output power P PVi out of the power conditioner PCS PVi, it is used to charge the battery B k I can confirm that.
ケース2として、5台のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB5のうち1台のパワーコンディショナPCSB5に接続された蓄電池B5の最大容量S5 maxが他のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB4に接続された蓄電池B1〜B4のそれと異なる場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション2−2とする。シミュレーション2−2において、1台のパワーコンディショナPCSB5に接続された蓄電池B5の最大容量S5 maxを3[kWh]とした。その他の条件は、上記シミュレーション2−1と同じとした。図15は、シミュレーション2−2におけるシミュレーション結果を示している。なお、図15において、図15(a)〜(g)は、上記シミュレーション2−1における図14(a)〜(g)に対応した図である。 Case 2, the five power conditioner PCS B1 ~PCS maximum capacity of the storage battery B 5, which is connected to one of the power conditioner PCS B5 of B5 S 5 max other power conditioner PCS B1 ~PCS B4 a case different from that of the connected battery B 1 ~B 4, and simulation. This simulation is referred to as simulation 2-2. In the simulation 2-2, the maximum capacity S 5 max of the storage battery B 5 connected to one power conditioner PCS B5 was set to 3 [kWh]. Other conditions were the same as those in the simulation 2-1. FIG. 15 shows a simulation result in the simulation 2-2. In FIG. 15, FIGS. 15A to 15G correspond to FIGS. 14A to 14G in the simulation 2-1.
図15から次のことが確認できる。すなわち、図15(a)〜(c)が示すように、上記シミュレーション2−1と同様に、出力指令値PCの指令後(60≦t[s])であっても、個別目標電力PPV1 ref〜PPV5 refは抑制されていないことが確認できる。また、図15(e)および図15(f)が示すように、各パワーコンディショナPCSB1〜PCSB5の個別出力電力PB1 out〜PB5 outが、0[kW]から負(マイナス)に遷移していることが確認できる。したがって、上記シミュレーション2−1と同様に、各パワーコンディショナPCSB1〜PCSB5は、入力される電力を用いて、蓄電池Bkを充電している。また、図15(e)および図15(f)が示すように、110≦t[s]で、パワーコンディショナPCSB5の個別出力電力PB5 outが0(ゼロ)となり、その他のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB4の個別出力電力PB1 out〜PB4 outがさらに低下している(入力電力が増加している)。これは、蓄電池B5の最大容量S5 maxが3[kWh]であり、他の蓄電池B1〜B4より低いため、t=110[s]で、蓄電池B5が他の蓄電池B1〜B4より先に充電が完了したことを表わしている。よって、蓄電池B5の充電が完了したため、パワーコンディショナPCSB5への電力の入力を停止し、充電を停止していることを表わしている。そして、当該パワーコンディショナPCSB5に入力していた分の電力を他のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB4に分配したため、その他のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB4の個別出力電力PB1 out〜PB4 outがさらに低下している(入力される電力が増加している)。さらに、図15(d)が示すように、蓄電池B5の充電停止に伴い、一時的に連系点電力P(t)が出力指令値PCより大きくなっている。しかし、定常状態では、連系点電力P(t)は、出力指令値PCと一致していることも確認できる。したがって、太陽光発電システムPVS2は、各蓄電池Bkの性能を考慮して、適切に動作を行っているといえる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIG. 15 (a) ~ (c) , similarly to the simulation 2-1, even after a command output command value P C (60 ≦ t [s ]), the individual target power P It can be confirmed that PV1 ref to P PV5 ref are not suppressed. Further, as shown in FIG. 15 (e) and FIG. 15 (f), negative (minus) from the individual output power P B1 out ~P B5 out of the power conditioner PCS B1 ~PCS B5 is, 0 [kW] It can be confirmed that there is a transition. Therefore, similarly to the simulation 2-1, each power conditioner PCS B1 ~PCS B5, using a power input, and to charge the battery B k. Further, as shown in FIGS. 15 (e) and 15 (f), when 110 ≦ t [s], the individual output power P B5 out of the power conditioner PCS B5 becomes 0 (zero), and other power conditioners PCS B1 individual output power P B1 out ~P B4 out of ~PCS B4 is further decreased (the input power is increasing). This is because the maximum capacity S 5 max of the storage battery B 5 is 3 [kWh] and is lower than the other storage batteries B 1 to B 4 , so that at t = 110 [s], the storage battery B 5 is connected to the other storage batteries B 1 to B. before the B 4 represents that the charging is completed. Thus, since the charging of the battery B 5 is completed, it stops the input power to the power conditioner PCS B5, represents that it stops charging. Then, the power due to distribute conditioner PCS B5 minute power which has been input to the other of the power conditioner PCS B1 ~PCS B4, other power conditioner PCS B1 ~PCS B4 individual output power P B1 out to P B4 out has further decreased (input power has increased). Furthermore, as shown in FIG. 15 (d), the with the charge stop the battery B 5, and temporarily linking point power P (t) becomes greater than the output command value P C. However, in the steady state, interconnection point power P (t) can also be confirmed that it matches the output command value P C. Thus, solar systems PVS2 can be said in consideration of the performance of each battery B k, it is subjected to proper operation.
ケース3として、5台のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB5のうち1台のパワーコンディショナPCSB5に設定される有効電力に関する重みwB5が他のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB4に設定されるそれと異なる場合を、シミュレーションした。当該シミュレーションをシミュレーション2−3とする。シミュレーション2−3において、上記1台のパワーコンディショナPCSB5の有効電力に関する重みwB5を2.0とした。すなわち、他のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB4のそれと比較し、充電量を半分にすることを表わしている。その他の条件は、上記シミュレーション2−1と同じとした。図16は、シミュレーション2−3におけるシミュレーション結果を示している。なお、図16において、図16(a)〜(g)は、上記シミュレーション2−1における図14(a)〜(g)に対応した図である。 Case 3, the weight w B5 is set to the other of the power conditioner PCS B1 ~PCS B4 relates active power is set to one of the power conditioner PCS B5 of five power conditioner PCS B1 ~PCS B5 A different case was simulated. This simulation is referred to as simulation 2-3. In the simulation 2-3, the weight w B5 related to the active power of the one power conditioner PCS B5 is set to 2.0. That is, the charging amount is halved compared with those of the other power conditioners PCS B1 to PCS B4 . Other conditions were the same as those in the simulation 2-1. FIG. 16 shows a simulation result in the simulation 2-3. In addition, in FIG. 16, (a)-(g) is a figure corresponding to FIG.14 (a)-(g) in the said simulation 2-1.
図16から次のことが確認できる。すなわち、図16(a)〜(c)が示すように、上記シミュレーション2−1と同様に、出力指令値PCの指令後(60≦t[s])であっても、個別目標電力PPV1 ref〜PPV5 refは抑制していないことが確認できる。また、図15(e)および図15(f)より、パワーコンディショナPCSB1〜PCSB5の個別出力電力PB1 out〜PB5 outが、0[kW]から負(マイナス)に遷移していることが確認できる。したがって、上記シミュレーション2−1と同様に、各パワーコンディショナPCSB1〜PCSB5は、入力される電力を用いて、蓄電池Bkを充電している。また、図16(e)および図16(f)が示すように、有効電力に関する重みwB5が異なるパワーコンディショナPCSB5の充電量(パワーコンディショナPCSB5への入力電力)が、その他のパワーコンディショナPCSB1〜PCSB4の半分になっていることが確認できる。そして、図16(d)が示すように、連系点電力P(t)が、定常状態で出力指令値PCと一致していることも確認できる。したがって、太陽光発電システムPVS2は、パワーコンディショナPCSBkに設定された有効電力に関する重みwBkを考慮して、適切に動作を行っているといえる。 The following can be confirmed from FIG. That is, as shown in FIGS. 16A to 16C, as in the case of the simulation 2-1, the individual target power P is obtained even after the output command value P C is commanded (60 ≦ t [s]). It can be confirmed that PV1 ref to P PV5 ref are not suppressed. Further, from FIG. 15 (e) and FIG. 15 (f), the individual output powers P B1 out to P B5 out of the power conditioners PCS B1 to PCS B5 transition from 0 [kW] to negative (minus). I can confirm that. Therefore, similarly to the simulation 2-1, each power conditioner PCS B1 ~PCS B5, using a power input, and to charge the battery B k. As shown in FIGS. 16E and 16F , the charge amount of the power conditioner PCS B5 having different weight w B5 related to the active power (input power to the power conditioner PCS B5 ) is the other power. It can be confirmed that the conditioners are half of PCS B1 to PCS B4 . Then, as shown in FIG. 16D, it can also be confirmed that the connection point power P (t) matches the output command value P C in a steady state. Therefore, it can be said that the photovoltaic power generation system PVS2 is appropriately operating in consideration of the weight w Bk related to the active power set in the power conditioner PCS Bk .
上記図14〜図16毎の結果に加え、図14〜図16を対比することで、次のことが確認できる。すなわち、各図の(g)が示すように、抑制指標prPVおよび充放電指標prBが、各パワーコンディショナPCSPV1〜PCSPV5,PCSB1〜PCSB5の、太陽電池SPiの発電量Pi SP、蓄電池Bkの性能、定格出力PPVi lmt,PBk lmt、有効電力抑制に関する重みwPVi、有効電力に関する重みwBk、および、出力指令値PCなどに基づき、異なる値が算出されていることが確認できる。そして、各図の(b)および(e)が示すように、抑制指標prPVおよび充放電指標prBの更新に応じて、個別目標電力PPVi ref,PBk refが更新されていることが確認できる。各パワーコンディショナPCSPV1〜PCSPV5,PCSB1〜PCSB5は、この個別目標電力PPVi ref,PBk refに応じて、個別出力電力PPVi out,PBk outを制御している。よって、各図の(d)が示すように、連系点電力P(t)が出力指令値PCに一致していることが確認できる。以上のことから、上記(21)式および上記(22)式を用いて集中管理装置MC2が算出した抑制指標prPVおよび充放電指標prBが適切な値であるといえる。 In addition to the results shown in FIGS. 14 to 16, the following can be confirmed by comparing FIGS. That is, as shown in each figure (g), suppression indicators pr PV and charge-discharge index pr B is, in each power conditioner PCS PV1 ~PCS PV5, PCS B1 ~PCS B5, power generation amount P of the solar cell SP i i SP, the performance of the battery B k, the rated output P PVi lmt, P Bk lmt, weights w PVi about active power suppression, weight w Bk regarding active power, and, based on such an output command value P C, different values are calculated Can be confirmed. As shown in (b) and (e) of each figure, the individual target powers P PVi ref and P Bk ref are updated in accordance with the update of the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B. I can confirm. Each power conditioner PCS PV1 ~PCS PV5, PCS B1 ~PCS B5 , the individual target power P PVi ref, depending on the P Bk ref, and controls the individual output power P PVi out, P Bk out. Therefore, as shown in each figure (d), it can be confirmed that the interconnection point power P (t) coincides with the output command value P C. From the above, it can be said that the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B calculated by the central management device MC2 using the above formulas (21) and (22) are appropriate values.
上記シミュレーション2−1ないしシミュレーション2−3の結果から、太陽光発電システムPVS2において、各パワーコンディショナPCSPViがそれぞれ、集中管理装置MC2から受信する抑制指標prPVに基づき、分散的に個別目標電力PPVi refを算出している。また、各パワーコンディショナPCSBkがそれぞれ、集中管理装置MC2から受信する充放電指標prBに基づき、分散的に個別目標電力PBk refを算出している。よって、上記目標2−1を達成している。また、各パワーコンディショナPCSPViは、個別出力電力PPVi outをできる限り抑制せず、連系点電力P(t)が出力指令値PCより超過している分を、各パワーコンディショナPCSBkに入力し、蓄電池Bkの充電に利用している。よって、上記目標2−2および上記目標2−3を達成している。また、連系点電力P(t)が出力指令値PCに一致している。よって、上記目標2−4を達成している。そして、各種条件に応じて、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk毎に個別出力電力PPVi out,PBk outが変化している。すなわち、各種条件に応じて、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk毎に出力抑制量が変化している。よって、上記目標2−5を達成している。以上のことから、太陽光発電システムPVS2は、上記5つの目標を達成していることが分かる。 From the results of the above simulations 2-1 to 2-3, in the photovoltaic power generation system PVS2, the individual target powers are distributed in a distributed manner based on the suppression index pr PV received by each power conditioner PCS PVi from the central management device MC2. P PVi ref is calculated. Further, each power conditioner PCS Bk calculates the individual target power P Bk ref in a distributed manner based on the charge / discharge index pr B received from the central management device MC2. Therefore, the target 2-1 is achieved. Each power conditioner PCS PVi are individually output power P PVi out not suppress as much as possible, the amount of interconnection point power P (t) exceeds the output command value P C, the power conditioner PCS enter to Bk, it is available to charge the battery B k. Therefore, the above goals 2-2 and 2-3 are achieved. Further, the interconnection point power P (t) matches the output command value P C. Therefore, the target 2-4 is achieved. The individual output powers P PVi out and P Bk out change for each power conditioner PCS PVi and PCS Bk according to various conditions. That is, the output suppression amount changes for each power conditioner PCS PVi and PCS Bk according to various conditions. Therefore, the target 2-5 is achieved. From the above, it can be seen that the photovoltaic power generation system PVS2 has achieved the above five goals.
以上で説明したように、第2実施形態に係る太陽光発電システムPVS2において、集中管理装置MC2は、電力会社からの出力指令値PCおよび検出した連系点電力P(t)から抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。そして、抑制指標prPVを各パワーコンディショナPCSPViに送信し、充放電指標prBを各パワーコンディショナPCSBkに送信している。また、各パワーコンディショナPCSPViは、受信した抑制指標prPVに基づき、分散的に上記(19)式の最適化問題を解くことで、個別目標電力PPVi refを算出する。そして、個別出力電力PPVi outを当該個別目標電力PPVi refに制御している。さらに、各パワーコンディショナPCSBkは、受信した充放電指標prBに基づき、分散的に上記(20)式の最適化問題を解くことで、個別目標電力PBk refを算出する。そして、個別出力電力PBk outを当該個別目標電力PBk refに制御している。これにより、集中管理装置MC2は、上記(21)式および上記(22)式に示す簡単な計算だけとなる。したがって、太陽光発電システムPVS2において、集中管理装置MC2の処理負荷を低減させることができる。また、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkがそれぞれ、抑制指標prPVおよび充放電指標prBに基づき分散的に個別目標電力PPVi ref,PBk refを算出し、個別出力電力PPVi out,PBk outを制御する場合であっても、連系点電力P(t)を電力会社からの出力指令値PCに一致させることができる。 As described above, in the photovoltaic power generation system PVS2 according to the second embodiment, the central control device MC2 is suppressed index pr from the output command value P C and detected interconnection point power P from the power company (t) PV and charge / discharge index pr B are calculated. Then, the suppression index pr PV is transmitted to each power conditioner PCS PVi , and the charge / discharge index pr B is transmitted to each power conditioner PCS Bk . Each power conditioner PCS PVi calculates the individual target power P PVi ref by solving the optimization problem of the above equation (19) in a distributed manner based on the received suppression index pr PV . Then, the individual output power P PVi out is controlled to the individual target power P PVi ref . Furthermore, each power conditioner PCS Bk calculates the individual target power P Bk ref by solving the optimization problem of the above equation (20) in a distributed manner based on the received charge / discharge index pr B. The individual output power P Bk out is controlled to the individual target power P Bk ref . Thereby, the centralized management device MC2 performs only simple calculations shown in the above formula (21) and the above formula (22). Therefore, in the photovoltaic power generation system PVS2, the processing load of the central management device MC2 can be reduced. Further, each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk calculates the individual target powers P PVi ref and P Bk ref in a distributed manner based on the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B , respectively, and the individual output powers P PVi out , Even when P Bk out is controlled, the connection point power P (t) can be matched with the output command value P C from the power company.
上記第1実施形態においては、有効電力抑制に関する重みwiを考慮し、上記第2実施形態においては、有効電力抑制に関する重みwPViおよび有効電力に関する重みwBkを考慮した場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、上記第1実施形態において、目標1−3の「パワーコンディショナPCSi毎に、出力抑制量を調整できるようにする」を考慮する必要がなければ、パワーコンディショナPCSi毎に設定される上記有効電力抑制に関する重みwiをすべて同じ値(例えば「1」)にしてもよい。また同様に、上記第2実施形態において、目標2−5の「パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk毎に、出力抑制量を調整できるようにする」を考慮する必要がなければ、パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk毎に設定される上記有効電力抑制に関する重みwPViおよび有効電力に関する重みwBkをすべて同じ値(例えば「1」)にしてもよい。 In the first embodiment, the weight w i related to active power suppression is considered, and in the second embodiment, the case where the weight w PVi related to active power suppression and the weight w Bk related to active power are considered is described as an example. However, it is not limited to this. For example, in the first embodiment described above, the target 1-3 is set for each power conditioner PCS i unless it is necessary to consider “allowing the output suppression amount to be adjusted for each power conditioner PCS i ”. The weights w i related to the effective power suppression may all be the same value (for example, “1”). Similarly, in the second embodiment, if it is not necessary to consider the target 2-5 “allowing the output suppression amount to be adjusted for each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk ”, the power conditioner PCS. The weight w PVi related to effective power suppression set for each PVi and PCS Bk and the weight w Bk related to active power may all be set to the same value (for example, “1”).
上記第2実施形態においては、目標電力算出部12’が上記(19)式のように優先度パラメータPφiを用いて、個別目標電力PPVi refを算出した場合を例に説明したが、上記第1実施形態における上記(8)式のように、定格出力PPVi lmtを用いても良い。この場合、個別出力電力PPVi outの抑制を優先するか蓄電池Bkの充放電(個別出力電力PBk out)での対応を優先するかは、有効電力抑制に関する重みwPViおよび有効電力に関する重みwBkで調整すればよい。 In the second embodiment, the case where the target power calculation unit 12 ′ calculates the individual target power P PVi ref using the priority parameter P φi as in the above equation (19) has been described as an example. as noted above (8) in the first embodiment, it may be used the rated output P PVi lmt. In this case, whether priority is given to the suppression of the individual output power P PVi out or priority is given to the charge / discharge of the storage battery B k (individual output power P Bk out ), the weight w PVi and the weight related to the active power Adjust with w Bk .
上記第2実施形態においては、目標電力算出部12’が解く最適化問題は、上記(19)式に限定されない。例えば、上記(19)式の代わりに、下記(19’)式を用いてもよい。下記(19’)式は、上記(19)式と比較して、下記(19c’)式に示す各パワーコンディショナPCSPViの出力電流制約が追加されている。なお、下記(19’)式において、QPViは各パワーコンディショナPCSPViの無効電力、SPVi dは各パワーコンディショナPCSPViの出力可能な最大の皮相電力、V0は設計時における連系点の基準電圧、VPViは各パワーコンディショナPCSPViにおける連系点の電圧をそれぞれ示している。また、下記(19’)式において、下記(19c’)式に示す各パワーコンディショナPCSPViの出力電流制約の代わりに、下記(19d’)式に示すパワーコンディショナPCSPViの定格容量制約を用いてもよい。
上記第2実施形態においては、目標電力算出部32が解く最適化問題は、上記(20)式に限定されない。例えば、上記(20)式の代わりに、下記(20’)式を用いてもよい。下記(20’)式は、上記(20)式と比較して、下記(20a’)に示す評価関数において、蓄電池BkのSOCに応じた重みwSOCkが追加されている。この重みwSOCkは、下記(32)式で算出される。当該(32)式において、ASOCはwSOCkのオフセット、KSOCは重みwSOCkのゲイン、sは重みwSOCkのオン/オフスイッチ(例えば、オンのとき1,オフのとき0)、SOCkは現在の蓄電池BkのSOC、SOCdは基準となるSOCをそれぞれ示している。さらに、制約条件に、下記(20c’)式に示す蓄電池BkのCレート制約および下記(20e’)式に示す各パワーコンディショナPCSBkの出力電流制約が追加されている。Cレートとは、蓄電池Bkの有する全容量に対する充電時あるいは放電時の電流の相対的な比率であり、蓄電池Bkの有する全容量を1時間で充電あるいは放電するときを1Cとしたものである。本実施形態においては、充電側のCレートを充電レートCrate Mとし放電側のCレートを放電レートCrate Pとし、これらは予め所定の値(例えば、ともに0.3C)が設定されている。なお、下記(20’)式において、PSMk lmtは−Crate M×WHS lmt(WHS lmtは蓄電池Bkの定格出力容量)で求められる蓄電池Bkの充電定格出力、PSPk lmtはCrate P×WHS lmtで求められる蓄電池Bkの放電定格出力、QBkは各パワーコンディショナPCSBkの無効電力、SBk dは各パワーコンディショナPCSBkの出力可能な最大の皮相電力、VBkは各パワーコンディショナPCSBkにおける連系点の電圧をそれぞれ示している。さらに、蓄電池Bkの充電定格出力PSMk lmtは、補正開始SOCをSOCC、SOCの充電制限閾値をcMAXとして、下記(33)式に示すSOCに応じた蓄電池充電量補正が考慮されている。当該蓄電池充電量補正は、補正開始SOCまでは、通常通りの運転を行い、補正開始SOCからSOC上限までは、SOC上限で出力が0となるように一次関数的に出力を補正するようにしている。また、下記(20’)式において、下記(20e’)に示す各パワーコンディショナPCSBkの出力電流制約の代わりに、下記(20f’)式に示す各パワーコンディショナPCSBkの定格容量制約を用いてもよい。
なお、以下に説明する他の実施形態に係る太陽光発電システムにおいて、目標電力算出部12’は、個別目標電力PPVi refを算出する際に、上記(19)式あるいは上記(19’)式のいずれの最適化問題を用いてもよい。同様に、目標電力算出部32は、個別目標電力PBk refを算出する際に、上記(20)式あるいは上記(20’)式のいずれの最適化問題を用いてもよい。 In the photovoltaic power generation system according to another embodiment described below, the target power calculation unit 12 ′ calculates the above-described formula (19) or (19 ′) formula when calculating the individual target power P PVi ref. Any of these optimization problems may be used. Similarly, when calculating the individual target power P Bk ref , the target power calculation unit 32 may use any optimization problem of the above equation (20) or the above equation (20 ′).
次に、第3実施形態に係る太陽光発電システムPVS3について説明する。なお、以下の説明においては、上記第1実施形態および第2実施形態と同一あるいは類似のものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。図17は、太陽光発電システムPVS3の全体構成を示している。同図に示すように、太陽光発電システムPVS3は、複数台の太陽電池SPi、複数台のパワーコンディショナPCSPVi、複数台の蓄電池Bk、複数台のパワーコンディショナPCSBk、集中管理装置MC3、および、電力負荷Lを有して構成される。したがって、上記第2実施形態に係る太陽光発電システムPVS2と比較して、電力負荷Lをさらに備えている点で異なる。 Next, the solar power generation system PVS3 according to the third embodiment will be described. In the following description, the same or similar parts as those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 17 shows the overall configuration of the photovoltaic power generation system PVS3. As shown in the figure, the photovoltaic power generation system PVS3 includes a plurality of solar cells SP i , a plurality of power conditioners PCS PVi , a plurality of storage batteries B k , a plurality of power conditioners PCS Bk , and a centralized management device. MC3 and power load L are configured. Therefore, it differs in the point further provided with the electric power load L compared with the solar power generation system PVS2 which concerns on the said 2nd Embodiment.
電力負荷Lは、供給される電力を消費するものであり、例えば、工場や一般家庭などである。電力負荷Lは連系点に接続されており、電力系統A、各パワーコンディショナPCSPVi、および、各パワーコンディショナPCSBkから電力が供給される。 The power load L consumes the supplied power, and is, for example, a factory or a general household. The power load L is connected to the interconnection point, and power is supplied from the power system A, each power conditioner PCS PVi , and each power conditioner PCS Bk .
このような太陽光発電システムPVS3において、太陽電池SPiが発電し、各パワーコンディショナPCSPViから出力される電力(各個別出力電力PPVi outの総和ΣPPVi out)は、蓄電池Bkの充電や電力負荷Lによって消費されるが、これらにより消費されなかった余剰電力は電力系統Aに逆潮流する。このように余剰電力が逆潮流しているときにおいても、電力会社から出力抑制を指示されると、電力会社からの出力指令値PCを超えないようにする必要がある。この余剰電力は連系点電力検出部22によって検出される連系点電力P(t)とみなせるので、太陽光発電システムPVS3は、上記第2実施形態と同様に、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを用いた出力抑制制御を行う。すなわち、連系点電力P(t)を目標電力(出力指令値PC)にしている。これにより、余剰電力が出力指令値PCを超えないようにしている。 In such a solar power generation system PVS3, and power generation solar cell SP i is power output from the power conditioner PCS PVi (sum .SIGMA.P PVi out of each individual output power P PVi out), the charging of the battery B k The surplus power that is consumed by the power load L but not consumed by these flows back to the power system A. Even when the surplus power is flowing backward in this way, it is necessary to prevent the output command value P C from the power company from being exceeded if an instruction to suppress output is given from the power company. Since this surplus power can be regarded as the connection point power P (t) detected by the connection point power detection unit 22, the solar power generation system PVS3 is similar to the second embodiment in that the suppression index pr PV and the charge / discharge Output suppression control using the index pr B is performed. That is, the connection point power P (t) is set to the target power (output command value P C ). Thus, so that the surplus power does not exceed the output command value P C.
図18は、図17に示す太陽光発電システムPVS3の出力抑制制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図18においては、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。また、それぞれ1台目のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのみ記載している。同図に示すように、第3実施形態に係る各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk、および、集中管理装置MC3の構成は、上記第2実施形態に係る各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk、および、集中管理装置MC2の構成(図13参照)とそれぞれ同じである。 FIG. 18 shows a functional configuration of a control system related to output suppression control of the photovoltaic power generation system PVS3 shown in FIG. In FIG. 18, illustration of the solar battery SP i and the storage battery B k is omitted. Only the first power conditioners PCS PVi and PCS Bk are shown. As shown in the figure, the configurations of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk according to the third embodiment and the central management device MC3 are the same as those of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk according to the second embodiment. The configuration is the same as that of the central management device MC2 (see FIG. 13).
本実施形態に係る太陽光発電システムPVS3によれば、集中管理装置MC3は、電力会社からの出力指令値PCおよび連系点電力P(t)に基づいて、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出している。このとき、集中管理装置MC3は、上記(21)式および上記(22)式を用いて、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。そして、各パワーコンディショナPCSPViは、抑制指標prPVに基づいて、分散的に個別目標電力PPVi refを算出している。また、各パワーコンディショナPCSBkは、充放電指標prBに基づいて、分散的に個別目標電力PBk refを算出している。これにより、集中管理装置MC3の処理負荷を低減させることができる。また、連系点電力P(t)、すなわち、電力系統Aに逆潮流させる余剰電力を出力指令値PCに制御することができる。よって、電力系統Aに逆潮流させる余剰電力が電力会社からの出力指令値PCを超えないようにできる。 According to the solar power generation system PVS3 according to the present embodiment, the central control device MC3, based on the output command value P C and linking point power P from the power company (t), suppression indicators pr PV and charge-discharge index pr B is calculated. At this time, the central management device MC3 calculates the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B using the above formula (21) and the above formula (22). Each power conditioner PCS PVi calculates the individual target power P PVi ref in a distributed manner based on the suppression index pr PV . Further, each power conditioner PCS Bk calculates the individual target power P Bk ref in a distributed manner based on the charge / discharge index pr B. As a result, the processing load of the central management device MC3 can be reduced. Furthermore, interconnection point power P (t), i.e., it is possible to control the surplus power to be backward flow to the power grid A to the output command value P C. Therefore, it is possible to prevent the surplus power to flow backward in the power system A from exceeding the output command value P C from the power company.
上記第3実施形態においては、第2実施形態に係る太陽光発電システムPVS2に対して、電力負荷Lを追加した場合を例に説明したが、第1実施形態に係る太陽光発電システムPVS1に電力負荷Lを追加した場合も、抑制指標prを用いて、出力抑制制御を行うことができる。この場合も、連系点電力P(t)を目標電力(出力指令値PC)にしつつ、集中管理装置MC1の処理負荷を低減させることができる。 In the said 3rd Embodiment, although the case where the electric power load L was added was demonstrated to the photovoltaic power generation system PVS2 which concerns on 2nd Embodiment as an example, electric power is supplied to the photovoltaic power generation system PVS1 which concerns on 1st Embodiment. Even when the load L is added, output suppression control can be performed using the suppression index pr. Also in this case, the processing load of the central management device MC1 can be reduced while the interconnection point power P (t) is set to the target power (output command value P C ).
次に、第4実施形態に係る太陽光発電システムPVS4について説明する。太陽光発電システムPVS4の全体構成は、上記第3実施形態に係る太陽光発電システムPVS3(図17参照)と略同じである。 Next, the solar power generation system PVS4 according to the fourth embodiment will be described. The overall configuration of the photovoltaic power generation system PVS4 is substantially the same as the photovoltaic power generation system PVS3 (see FIG. 17) according to the third embodiment.
上記第3実施形態においては、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi out(太陽電池SPiの発電量Pi SP)が電力負荷Lの消費電力より上回っている場合を説明した。第4実施形態においては、反対に、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi out(太陽電池SPiの発電量Pi SP)の総和ΣPPVi outが電力負荷Lの消費電力より下回っているものとする。すなわち、太陽電池SPiの発電量Pi SPでは足りない不足電力の一部あるいは全部が電力系統Aから供給されている。当該不足電力は、個別出力電力PPVi outの総和ΣPPVi outと消費電力との差である。 In the third embodiment, the case where the individual output power P PVi out of each power conditioner PCS PVi (power generation amount P i SP of the solar cell SP i ) exceeds the power consumption of the power load L has been described. In the fourth embodiment, on the contrary, the sum ΣP PVi out of the individual output power P PVi out (power generation amount P i SP of the solar cell SP i ) of each power conditioner PCS PVi is lower than the power consumption of the power load L. It shall be. That is, a part or all of the insufficient power that is insufficient for the power generation amount P i SP of the solar cell SP i is supplied from the power system A. The power shortage is the difference between the individual output power P PVi out of total .SIGMA.P PVi out and the power consumption.
このような太陽光発電システムPVS4において、不足電力を電力系統Aから供給するためには、電力会社から電力を買う(買電する)必要がある。そして、買電した分、電力会社に電気料金を支払う。電気料金には基本料金と従量制料金とが含まれている。基本料金は、連系点に設けられた電力メーターによって、例えば30分ごとの電力使用量が記録され、その最大値(ピーク値)で決まる。具体的には、電力使用量のピーク値が高い場合に基本料金は高くなり、電力使用量のピーク値が低い場合に基本料金は安くなる。 In such a photovoltaic power generation system PVS4, in order to supply insufficient power from the power grid A, it is necessary to purchase (purchase) power from an electric power company. Then, the electricity bill is paid to the power company for the purchased power. Electricity charges include basic charges and pay-as-you-go charges. The basic charge is determined by the maximum value (peak value), for example, by recording the amount of power used every 30 minutes by a power meter provided at the connection point. Specifically, the basic charge is high when the peak value of power usage is high, and the basic charge is low when the peak value of power usage is low.
そこで、第4実施形態に係る太陽光発電システムPVS4は、上記抑制指標prPVおよび充放電指標prBを用いて各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に制御して、電力系統Aから供給される電力(買電電力)のピーク値を抑える。これを「ピークカット制御」という。なお、買電電力は、電力系統Aから太陽光発電システムPVS4に供給される電力すなわち太陽光発電システムPVS4が電力系統Aから得た(買電した)電力の大きさである。上記するように連系点電力P(t)は、太陽光発電システムPVS4から電力系統Aに出力される場合(逆潮流の場合)を正の値としている。よって、電力系統Aから太陽光発電システムPVS4に入力される場合、連系点電力P(t)は負の値になる。買電電力を制御するピークカット制御の場合は、目標値を負の値として、連系点電力P(t)が当該目標値を下回らないように制御している。太陽光発電システムPVS4は、ピークカット制御において、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outを制御して、太陽電池SPiによって発電された電力をすべて出力する。また、各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outを制御し、必要に応じて蓄電池Bkに蓄積された電力を放電する。このようにして、電力負荷Lの消費電力の一部を、太陽電池SPiによって発電された電力および蓄電池Bkに蓄積された電力で補填することで、上記買電電力の上昇を抑えている。 Therefore, in the photovoltaic power generation system PVS4 according to the fourth embodiment, each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk is controlled in a distributed manner using the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B. Suppress the peak value of supplied power (purchased power). This is called “peak cut control”. The purchased power is the amount of power supplied from the power system A to the solar power generation system PVS4, that is, the power obtained by the solar power generation system PVS4 from the power system A (purchased). As described above, the connection point power P (t) has a positive value when it is output from the photovoltaic power generation system PVS4 to the power system A (in the case of reverse power flow). Therefore, when it inputs into the photovoltaic power generation system PVS4 from the electric power grid | system A, the connection point electric power P (t) becomes a negative value. In the case of peak cut control for controlling the purchased power, the target value is set to a negative value, and control is performed so that the interconnection power P (t) does not fall below the target value. Photovoltaic systems PVS4, in the peak-cut control, to control the individual output power P PVi out of the power conditioner PCS PVi, and outputs all the electric power generated by the solar cell SP i. Further, the individual output power P Bk out of each power conditioner PCS Bk is controlled, and the power stored in the storage battery B k is discharged as necessary. In this way, a part of the power consumption of the power load L is supplemented with the power generated by the solar battery SP i and the power stored in the storage battery B k , thereby suppressing the increase in the purchased power. .
図19は、太陽光発電システムPVS4のピークカット制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図19においては、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。また、それぞれ1台目のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのみ記載している。太陽光発電システムPVS4は、当該ピークカット制御の制御系として、上記第3実施形態に係る太陽光発電システムPVS3と比較して、集中管理装置MC3の代わりに、集中管理装置MC4を備えている点で異なる。 FIG. 19 shows a functional configuration of a control system related to peak cut control of the photovoltaic power generation system PVS4. In FIG. 19, illustration of the solar battery SP i and the storage battery B k is omitted. Only the first power conditioners PCS PVi and PCS Bk are shown. The photovoltaic power generation system PVS4 includes a centralized management device MC4 as a control system for the peak cut control, instead of the centralized management device MC3, compared to the photovoltaic power generation system PVS3 according to the third embodiment. It is different.
集中管理装置MC4において、目標電力設定部21は、買電電力の上限値に基づいて、当該上限値を負の値としたピークカット目標値Pcutを目標電力として設定する。このピークカット目標値Pcutは、連系点電力P(t)の目標値であり、負の値である。ピークカット目標値Pcutは、ユーザが自由に指定できる。目標電力設定部21は、設定した目標電力(ピークカット目標値Pcut)を指標算出部23’に出力する。したがって、本実施形態においては、目標電力として、上記出力指令値PCの代わりに、ピークカット目標値Pcutを用いている。 In the centralized management device MC4, the target power setting unit 21 sets, as the target power, a peak cut target value P cut having the upper limit value as a negative value based on the upper limit value of the purchased power. This peak cut target value P cut is a target value of the interconnection point power P (t) and is a negative value. The peak cut target value P cut can be freely specified by the user. The target power setting unit 21 outputs the set target power (peak cut target value P cut ) to the index calculation unit 23 ′. Accordingly, in the present embodiment, as the target power, instead of the output command value P C, and using the peak cutting target value P cut.
また、集中管理装置MC4において、指標算出部23’は、連系点電力P(t)と、目標電力設定部21から入力されるピークカット目標値Pcutとを用いて、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。すなわち、本実施形態においては、指標算出部23’は、連系点電力P(t)をピークカット目標値Pcutにするための抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。このとき、指標算出部23’は、上記(21)式における出力指令値PC(t)の代わりにピークカット目標値Pcutを用いて、ラグランジュ乗数λを算出する。そして、上記(22)式により、算出したラグランジュ乗数λを充放電指標prBとして算出する。なお、抑制指標prPVについては、各パワーコンディショナPCSPViから太陽電池SPiによって発電された電力がすべて出力されるように、固定値「0」が用いられる。よって、指標算出部23’は、充放電指標prBのみを算出しているともいえる。指標算出部23’は、算出した抑制指標prPVを、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSPViに送信する。また、算出した充放電指標prBを、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSBkに送信する。 In the centralized management device MC4, the index calculation unit 23 ′ uses the interconnection point power P (t) and the peak cut target value P cut input from the target power setting unit 21 to control the suppression index pr PV and A charge / discharge index pr B is calculated. That is, in the present embodiment, the index calculation unit 23 ′ calculates the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B for setting the interconnection point power P (t) to the peak cut target value P cut . At this time, the index calculation unit 23 ′ calculates the Lagrange multiplier λ using the peak cut target value P cut instead of the output command value P C (t) in the equation (21). Then, the calculated Lagrangian multiplier λ is calculated as the charge / discharge index pr B by the above equation (22). For the suppression index pr PV , a fixed value “0” is used so that all the electric power generated by the solar cell SP i is output from each power conditioner PCS PVi . Therefore, it can be said that the index calculation unit 23 ′ calculates only the charge / discharge index pr B. The index calculation unit 23 ′ transmits the calculated suppression index pr PV to each power conditioner PCS PVi via the transmission unit 24 ′. Further, the calculated charge / discharge index pr B is transmitted to each power conditioner PCS Bk via the transmission unit 24 ′.
このように構成された太陽光発電システムPVS4において、集中管理装置MC4は、連系点電力検出部22によって検出される連系点電力P(t)を監視する。そして、連系点電力P(t)がピークカット目標値Pcut以下となった場合に、指標算出部23’により連系点電力P(t)をピークカット目標値Pcutにするための抑制指標prPV(=0)および充放電指標prBを算出する。各パワーコンディショナPCSPViはそれぞれ、集中管理装置MC4が算出した抑制指標prPVを用いた最適化問題に基づいて、個別目標電力PPVi refを算出し、個別出力電力PPVi outが個別目標電力PPVi refとなるように制御している。また、各パワーコンディショナPCSBkはそれぞれ、集中管理装置MC4が算出した充放電指標prBを用いた最適化問題に基づいて、個別目標電力PBk refを算出し、個別出力電力PBk outを個別目標電力PBk refに制御する。これらにより、連系点電力P(t)がピークカット目標値Pcut以下である場合に、太陽電池SPiによって発電された電力はすべて出力され、かつ、蓄電池Bkに蓄積された電力は放電される。その結果、連系点電力P(t)が上昇し、連系点電力P(t)がピークカット目標値Pcutとなる。したがって、連系点電力P(t)がピークカット目標値Pcut以下となることを抑制して、太陽光発電システムPVS4は上記ピーク値を抑制している。 In the photovoltaic power generation system PVS4 configured as described above, the central management device MC4 monitors the connection point power P (t) detected by the connection point power detection unit 22. Then, when the interconnection point power P (t) becomes equal to or less than the peak cut target value Pcut , the index calculation unit 23 ′ suppresses the interconnection point power P (t) to be the peak cut target value Pcut. An index pr PV (= 0) and a charge / discharge index pr B are calculated. Each power conditioner PCS PVi calculates the individual target power P PVi ref based on the optimization problem using the suppression index pr PV calculated by the central management device MC4, and the individual output power P PVi out is the individual target power. It is controlled to become P PVi ref . Further, each power conditioner PCS Bk calculates the individual target power P Bk ref based on the optimization problem using the charge / discharge index pr B calculated by the centralized management device MC4, and calculates the individual output power P Bk out . Control to individual target power P Bk ref . As a result, when the interconnection point power P (t) is equal to or less than the peak cut target value P cut , all the power generated by the solar cell SP i is output and the power stored in the storage battery B k is discharged. Is done. As a result, the connection point power P (t) increases, and the connection point power P (t) becomes the peak cut target value P cut . Therefore, to prevent the interconnection point power P (t) is equal to or less than the peak cut target value P cut, photovoltaic systems PVS4 is suppressed the peak value.
なお、集中管理装置MC4は、連系点電力P(t)が設定されたピークカット目標値Pcut以下である場合に、これをピークカット目標値Pcutに制御している。そのため、連系点電力P(t)の検出間隔や抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出間隔によっては、瞬時的にピークカット目標値Pcut以下になる。したがって、買電電力の上限値を設定するときに、ユーザが所望する上限値より所定量小さい値を設定するとよい。これにより、ピークカット目標値Pcutが実際の目標値より大きい値に設定されるため、瞬時的に連系点電力P(t)が低下してもピークカット目標値Pcut以下になることを抑制することができる。 Note that when the interconnection point power P (t) is equal to or less than the set peak cut target value P cut , the centralized management device MC4 controls this to the peak cut target value P cut . Therefore, depending on the detection interval of the interconnection point power P (t) and the calculation intervals of the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B , the peak cut target value P cut is instantaneously reduced. Therefore, when setting the upper limit value of purchased power, a value smaller than the upper limit value desired by the user may be set. Thereby, since the peak cut target value P cut is set to a value larger than the actual target value, even if the interconnection point power P (t) instantaneously decreases, the peak cut target value P cut does not exceed the peak cut target value P cut. Can be suppressed.
以上のことから、本実施形態に係る太陽光発電システムPVS4によれば、連系点電力P(t)の目標電力として、出力指令値PCの代わりにピークカット目標値Pcutを用いた場合であっても、連系点電力P(t)を目標電力(ピークカット目標値Pcut)に一致させることができる。さらに、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に個別目標電力PPVi ref,PBk refを求めることで、集中管理装置MC4の処理負荷を低減させることができる。 From the above, according to the solar power generation system PVS4 according to the present embodiment, as the target power of the interconnection point power P (t), when using a peak cut target value P cut instead of the output command value P C Even so, the interconnection point power P (t) can be matched with the target power (peak cut target value P cut ). Furthermore, each power conditioner PCS PVi and PCS Bk obtains the individual target powers P PVi ref and P Bk ref in a distributed manner, thereby reducing the processing load on the central management device MC4.
上記第4実施形態において、ピークカット制御中は、蓄電池Bkの放電が優先されるため、蓄電池Bkに蓄積された電力は減少する。そのために、所定の充電条件を満たしたときに、電力系統Aから供給される電力の一部を用いて、蓄電池Bkの充電を行うようにしてもよい。このような充電条件としては、例えば、連系点電力P(t)がピークカット目標値Pcutより閾値以上大きい場合などが挙げられる。このようにすることで、次のピークカット制御に備えて、蓄電池Bkを充電しておくことができる。 In the fourth embodiment, during the peak cut control, since the discharge of the storage battery B k is given priority, the power stored in battery B k decreases. Therefore, when filled with predetermined charging conditions, using a portion of the power supplied from the power system A, it may be to charge the battery B k. Examples of such charging conditions include a case where the interconnection point power P (t) is larger than the peak cut target value P cut by a threshold value or more. By doing in this way, storage battery Bk can be charged in preparation for the next peak cut control.
このような蓄電池Bkの充電制御において、所定の時間帯毎に、充電の有無や充電速度を変更するようにしてもよい。例えば、所定の時間帯毎に、充電モードを設定可能にしておく。そして、当該充電モードに応じて、蓄電池Bkの充電を制御する。このような充電モードとしては、例えば、充電無モード、通常充電モード、および、低速充電モードがある。充電無モードは、充電を行わないモードである。通常充電モードは、所定の充電速度(通常速度)で充電するモードである。低速充電モードは、通常速度より遅い所定の速度(低速度)で充電するモードである。なお、充電モードはこれらに限定されない。ユーザは集中管理装置MC4のユーザインタフェースなどにより充電モードの設定を行うことができ、図示しないモード設定部がユーザの操作指示に応じて充電モードを設定する。上記所定の時間帯とは、1日を複数個に分けた所定の期間であり、例えば、1時間毎に分けた場合、24個の時間帯毎に設定可能であり、30分毎に分けた場合、48個の時間帯毎に設定可能である。なお、朝、昼、夕、晩、深夜などの時間帯に分けてもよい。さらに、1日単位ではなく、1週間単位で所定の時間帯を設けてもよい。 In such charge control of the storage battery B k , the presence / absence of charge and the charge speed may be changed for each predetermined time period. For example, the charging mode can be set for each predetermined time zone. Then, in accordance with the charging mode, it controls the charging of the battery B k. Examples of such a charging mode include a no-charge mode, a normal charging mode, and a low-speed charging mode. The no charge mode is a mode in which charging is not performed. The normal charging mode is a mode for charging at a predetermined charging speed (normal speed). The low-speed charging mode is a mode for charging at a predetermined speed (low speed) slower than the normal speed. The charging mode is not limited to these. The user can set the charging mode by using the user interface of the centralized management device MC4, and a mode setting unit (not shown) sets the charging mode according to the user's operation instruction. The predetermined time period is a predetermined period in which one day is divided into a plurality of times. For example, when divided every hour, it can be set every 24 time periods and divided every 30 minutes. In this case, it can be set every 48 time zones. It may be divided into time zones such as morning, noon, evening, evening, and midnight. Further, a predetermined time zone may be provided not in units of days but in units of weeks.
具体的には、集中管理装置MC4は、上記モード設定部によって設定された充電モードの設定情報を、送信部24’を介して各パワーコンディショナPCSBkそれぞれに送信する。そして、受信部31を介してこれを受信した各パワーコンディショナPCSBkは、設定されている充電モードに対応付けられた上記充電レートCrate Mを用いて上記(20c’)式に示す蓄電池BkのCレート制約(充電定格出力PSMk lmt)を変更する。例えば、通常充電モードに対する充電レートCrate Mには0.3を、低速充電モードに対する充電レートCrate Mには0.1を、充電なしモードに対する充電レートCrate Mには0をそれぞれ設定する。そして、各パワーコンディショナPCSBkは、上記(20’)式に示す最適化問題に基づいて、個別目標電力PBk refを求めることで、充電モードの設定に応じて蓄電池Bkの充電の有無および充電速度を変更することができる。なお、低速充電モードが連続して設定されている時間帯において、蓄電池Bkが満充電するように、充電速度を可変にしてもよい。例えば、深夜0時から朝6時まで連続して「低速充電モード」が設定されている場合、6時間かけて蓄電池Bkが満充電となるように、充電速度を設定する。詳細には、充電レートCrate Mを1/6(≒0.167)にする。ただし、通常速度を超えないようにすることが望ましい。このようにすることで、充電モードに応じて、適宜蓄電池Bkの充電の有無や充電速度を変更することができる。したがって、時間帯によって(買電の)上記従量制料金の電力量単価が変わる場合において、例えば、電力量単価が安い時間帯に買電電力を多くし、電力量単価が高い時間帯に買電電力を少なくすることができる。 Specifically, the central management device MC4 transmits the charging mode setting information set by the mode setting unit to each of the power conditioners PCS Bk via the transmission unit 24 ′. Each power conditioner PCS Bk received this via the receiving unit 31, the storage battery B shown above (20c ') equation using the charging rate C rate M associated with the charging mode is set Change the C rate constraint (charge rated output P SMk lmt ) of k . For example, the charging rate C rate M for the normal charging mode is set to 0.3, the charging rate C rate M for the low speed charging mode is set to 0.1, and the charging rate C rate M for the no charging mode is set to 0. . Each power conditioner PCS Bk obtains the individual target power P Bk ref based on the optimization problem shown in the above equation (20 ′), so that the storage battery B k is charged according to the setting of the charging mode. And the charging speed can be changed. Note that the charging speed may be variable so that the storage battery Bk is fully charged in the time zone in which the low-speed charging mode is continuously set. For example, when the “low-speed charging mode” is set continuously from midnight to 6:00 am, the charging speed is set so that the storage battery Bk is fully charged over 6 hours. Specifically, the charging rate C rate M is set to 1/6 (≈0.167). However, it is desirable not to exceed the normal speed. In this way, according to the charging mode, it is possible to change whether or charging rate of the charging of the appropriate battery B k. Therefore, when the unit price of the pay-as-you-go charge (for purchasing electricity) varies depending on the time of day, for example, the amount of purchased power is increased during a period when the unit price of electricity is low, and the power is purchased during a period when the unit price of power is high. Electric power can be reduced.
上記第4実施形態においては、太陽電池SPiが接続された複数台のパワーコンディショナPCSPViを備えている場合を例に説明したが、これらを備えていなくてもよい。すなわち、蓄電池Bkが接続された複数台のパワーコンディショナPCSBkと電力負荷Lと集中管理装置MC4とで構成されるものでもよい。 In the fourth embodiment, the case where a plurality of power conditioners PCS PVi to which the solar cells SP i are connected is described as an example, but these may not be provided. That may be those composed of battery B k are connected to a plurality of power conditioners PCS Bk and power load L and the central control device MC4.
次に、第5実施形態に係る太陽光発電システムPVS5について説明する。太陽光発電システムPVS5の全体構成は、上記第3実施形態に係る太陽光発電システムPVS3(図17参照)と略同じであり、その図示を省略する。上記第3実施形態においては、余剰電力を逆潮流させることが可能であったが、第5実施形態においては、逆潮流が禁止されているものとする。 Next, the photovoltaic power generation system PVS5 according to the fifth embodiment will be described. The overall configuration of the photovoltaic power generation system PVS5 is substantially the same as that of the photovoltaic power generation system PVS3 (see FIG. 17) according to the third embodiment, and illustration thereof is omitted. In the third embodiment, it was possible to reverse the surplus power, but in the fifth embodiment, reverse power flow is prohibited.
逆潮流が禁止されている太陽光発電システムPVS5では、電力系統Aへの連系点に逆電力継電器51を設ける必要がある。この逆電力継電器51は、リレーの一種である。逆電力継電器51は、太陽光発電システムPVS5から電力系統Aに逆潮流が発生したことを検出すると、太陽光発電システムPVS5を電力系統Aから解列する。例えば、逆電力継電器51は、連系点電力P(t)を検出し、当該連系点電力P(t)に基づいて逆潮流の発生を検出する。そして、逆潮流の発生を検出した場合、連系点に設けられた図示しない遮断器を遮断することで、太陽光発電システムPVS5を電力系統Aから解列する。一度、解列すると、復帰するのに、専門の業者を呼ぶ必要があるため時間がかかる。例えば工場の休止日などにより、電力負荷Lの低負荷時には、電力負荷Lの消費電力は低下する。したがって、工場の休止日に天気が晴れた場合には、太陽電池SPiの発電量Pi SPが電力負荷Lの消費電力を超える場合があり、このとき、逆潮流が発生する。 In the photovoltaic power generation system PVS5 in which reverse power flow is prohibited, it is necessary to provide the reverse power relay 51 at the connection point to the power system A. The reverse power relay 51 is a kind of relay. When the reverse power relay 51 detects that a reverse power flow has occurred in the power system A from the solar power generation system PVS5, the reverse power relay 51 disconnects the solar power generation system PVS5 from the power system A. For example, the reverse power relay 51 detects the connection point power P (t), and detects the occurrence of a reverse power flow based on the connection point power P (t). And when generation | occurrence | production of reverse power flow is detected, the photovoltaic power generation system PVS5 is disconnected from the electric power grid | system A by interrupting the circuit breaker which is not shown provided in the connection point. Once disconnected, it takes time because it is necessary to call a specialist to return. For example, the power consumption of the power load L decreases when the power load L is low due to, for example, a factory stoppage day. Therefore, when the weather is fine on the days when the factory is closed, the power generation amount P i SP of the solar cell SP i may exceed the power consumption of the power load L, and at this time, a reverse power flow occurs.
そこで、第5実施形態に係る太陽光発電システムPVS5において、上記抑制指標prPVおよび充放電指標prBを用いて各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に制御して、逆潮流の発生を抑制する。これを「逆潮流回避制御」という。なお、連系点電力P(t)が正の値である場合、逆潮流が発生しているので、逆潮流の発生を抑制するためには、連系点電力P(t)が正の値にならないように、負の値を維持すればよい。太陽光発電システムPVS5は、逆潮流回避制御において、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outを抑制する。また、パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outを制御して蓄電池Bkを充電する。このようにして、常に電力系統Aから太陽光発電システムPVS5に電力を供給させている。したがって、連系点電力P(t)が、正の値にならないように、負の値を維持している。これにより、逆潮流の発生が抑制される。 Therefore, in the photovoltaic power generation system PVS5 according to the fifth embodiment, the power conditioners PCS PVi and PCS Bk are controlled in a distributed manner using the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B to generate reverse power flow. Suppress. This is called “reverse power flow avoidance control”. In addition, when the connection point power P (t) is a positive value, a reverse power flow is generated. Therefore, in order to suppress the generation of the reverse power flow, the connection point power P (t) is a positive value. It is sufficient to maintain a negative value so as not to become. The solar power generation system PVS5 suppresses the individual output power P PVi out of each power conditioner PCS PVi in the reverse power flow avoidance control. Further, to charge the battery B k controls the individual output power P Bk out of the power conditioner PCS Bk. In this way, power is always supplied from the power system A to the solar power generation system PVS5. Accordingly, the negative value is maintained so that the interconnection point power P (t) does not become a positive value. Thereby, generation | occurrence | production of a reverse power flow is suppressed.
図20は、太陽光発電システムPVS5の逆潮流回避制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図20においては、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。また、それぞれ1台目のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのみ記載している。太陽光発電システムPVS5は、当該逆潮流回避制御の制御系として、上記第3実施形態に係る太陽光発電システムPVS3と比較して、集中管理装置MC3の代わりに、集中管理装置MC5を備えている点で異なる。 FIG. 20 shows a functional configuration of a control system related to reverse power flow avoidance control of the photovoltaic power generation system PVS5. In FIG. 20, illustration of the solar battery SP i and the storage battery B k is omitted. Only the first power conditioners PCS PVi and PCS Bk are shown. As compared with the photovoltaic power generation system PVS3 according to the third embodiment, the photovoltaic power generation system PVS5 includes a centralized management device MC5 instead of the centralized management device MC3 as a control system for the reverse power flow avoidance control. It is different in point.
集中管理装置MC5において、目標電力設定部21は、逆潮流の発生を抑制するための逆潮流回避目標値PRPRを目標電力として設定する。この逆潮流回避目標値PRPRは、連系点電力P(t)の目標値であり、負の値である。逆潮流回避目標値PRPRは、ユーザが自由に指定できる。目標電力設定部21は、設定した目標電力(逆潮流回避目標値PRPR)を指標算出部23’に出力する。 In the centralized management device MC5, the target power setting unit 21 sets a reverse power flow avoidance target value PRPR for suppressing the occurrence of reverse power flow as the target power. This reverse power flow avoidance target value PRPR is a target value of the interconnection point power P (t) and is a negative value. The reverse power flow avoidance target value PRPR can be freely specified by the user. The target power setting unit 21 outputs the set target power (reverse power flow avoidance target value P RPR ) to the index calculation unit 23 ′.
また、集中管理装置MC5において、指標算出部23’は、連系点電力P(t)と、目標電力設定部21から入力される逆潮流回避目標値PRPRとを用いて、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。すなわち、本実施形態においては、指標算出部23’は、連系点電力P(t)を逆潮流回避目標値PRPRにするための抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。具体的には、指標算出部23’は、上記(21)式における出力指令値PC(t)の代わりに逆潮流回避目標値PRPRを用いて、ラグランジュ乗数λを算出する。そして、上記(22)式により、算出したラグランジュ乗数λを抑制指標prPVおよび充放電指標prBとして算出する。指標算出部23’は、算出した抑制指標prPVを、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSPViに送信する。また、算出した充放電指標prBを、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSBkに送信する。 Further, in the centralized management device MC5, the index calculation unit 23 ′ uses the interconnection point power P (t) and the reverse power flow avoidance target value PRPR input from the target power setting unit 21 to control the suppression index pr PV. And a charge / discharge index pr B is calculated. That is, in this embodiment, the index calculator 23 'calculates the suppression indicators pr PV and charge-discharge indicator pr B for interconnection point power P (t) to reverse flow around the target value P RPR. Specifically, the index calculation unit 23 ′ calculates a Lagrange multiplier λ using the reverse power flow avoidance target value PRPR instead of the output command value P C (t) in the equation (21). Then, the calculated Lagrangian multiplier λ is calculated as the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B by the above equation (22). The index calculation unit 23 ′ transmits the calculated suppression index pr PV to each power conditioner PCS PVi via the transmission unit 24 ′. Further, the calculated charge / discharge index pr B is transmitted to each power conditioner PCS Bk via the transmission unit 24 ′.
このように構成された太陽光発電システムPVS5において、集中管理装置MC5は、連系点電力検出部22によって検出される連系点電力P(t)を監視する。そして、連系点電力P(t)が逆潮流回避目標値PRPR以上となった場合に、指標算出部23’により連系点電力P(t)を逆潮流回避目標値PRPRにするための抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。各パワーコンディショナPCSPViはそれぞれ、集中管理装置MC5が算出した抑制指標prPVを用いた最適化問題に基づいて、個別目標電力PPVi refを算出し、個別出力電力PPVi outを個別目標電力PPVi refに制御する。また、各パワーコンディショナPCSBkはそれぞれ、集中管理装置MC5が算出した充放電指標prBを用いた最適化問題に基づいて、個別目標電力PBk refを算出し、個別出力電力PBk outを個別目標電力PBk refに制御する。これらにより、連系点電力P(t)を逆潮流回避目標値PRPRに制御して、逆潮流の発生を抑制している。すなわち、逆潮流によって逆電力継電器51が動作することを抑制している。 In the photovoltaic power generation system PVS5 configured as described above, the central management device MC5 monitors the connection point power P (t) detected by the connection point power detection unit 22. When the interconnection point power P (t) becomes equal to or higher than the reverse power flow avoidance target value PRPR , the index calculation unit 23 'sets the connection point power P (t) to the reverse power flow avoidance target value PRPR. The suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B are calculated. Each power conditioner PCS PVi calculates the individual target power P PVi ref based on the optimization problem using the suppression index pr PV calculated by the central management device MC5, and sets the individual output power P PVi out as the individual target power. Control to P PVi ref . Further, each power conditioner PCS Bk calculates the individual target power P Bk ref based on the optimization problem using the charge / discharge index pr B calculated by the centralized management device MC5, and calculates the individual output power P Bk out . Control to individual target power P Bk ref . Thus, the connection point power P (t) is controlled to the reverse power flow avoidance target value PRPR to suppress the generation of the reverse power flow. That is, the reverse power relay 51 is prevented from operating due to the reverse power flow.
なお、逆潮流回避目標値PRPRの設定値が0である(あるいは0に近い)と、連系点電力P(t)の検出間隔や抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出間隔によっては、瞬時的に連系点電力P(t)が上昇した場合に、連系点電力P(t)が正の値となり、逆潮流が発生する可能性がある。そのため、設定される逆潮流回避目標値PRPRが0より所定量小さい値以下にするとよい。これにより、逆潮流回避目標値PRPRが0より小さくなるため、瞬時的に連系点電力P(t)が上昇しても0を超えることを抑制することができる。したがって、逆潮流が発生することを抑制することができる。 If the set value of the reverse power flow avoidance target value PRPR is 0 (or close to 0), it depends on the detection interval of the connection point power P (t) and the calculation interval of the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B. When the connection point power P (t) increases instantaneously, the connection point power P (t) becomes a positive value and a reverse power flow may occur. For this reason, the set reverse power flow avoidance target value PRPR may be set to a value smaller than 0 by a predetermined amount or less. Thereby, since reverse power flow avoidance target value PRPR becomes smaller than 0, even if connection point electric power P (t) rises instantaneously, it can suppress exceeding 0. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of reverse power flow.
以上のことから、本実施形態に係る太陽光発電システムPVS5によれば、連系点電力P(t)の目標電力として、出力指令値PCの代わりに逆潮流回避目標値PRPRを用いた場合であっても、連系点電力P(t)を目標電力(逆潮流回避目標値PRPR)に一致させることができる。さらに、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に個別目標電力PPVi ref,PBk refを求めることで、集中管理装置MC5の処理負荷を低減させることができる。 From the above, according to the solar power generation system PVS5 according to the present embodiment, as the target power of the interconnection point power P (t), using a reverse power flow avoidance target value P RPR instead of the output command value P C Even in this case, the interconnection power P (t) can be matched with the target power (reverse power flow avoidance target value P RPR ). Furthermore, each power conditioner PCS PVi , PCS Bk obtains the individual target powers P PVi ref , P Bk ref in a distributed manner, thereby reducing the processing load on the central management device MC5.
上記第5実施形態において、逆潮流回避制御中は、蓄電池Bkの充電が優先されるため、蓄電池Bkに電力が蓄積されていく。そのため、所定の放電条件を満たしたときに、蓄電池Bkの放電を行うようにしてもよい。このような放電条件としては、例えば、連系点電力P(t)が逆潮流回避目標値PRPRより閾値以上小さい場合などが挙げられる。このようにすることで、次の逆潮流回避制御に備えて、蓄電池Bkを放電しておくことができる。 In the fifth embodiment, during the reverse flow prevention control, since the charging of the battery B k is the priority, the power is accumulated in the battery B k. Therefore, when filled with a predetermined discharge condition may be to discharge the battery B k. Examples of such discharge conditions include a case where the interconnection point power P (t) is smaller than the reverse power flow avoidance target value PRPR by a threshold value or more. By doing in this way, the storage battery Bk can be discharged in preparation for the next reverse power flow avoidance control.
このような蓄電池Bkの放電制御において、上記所定の時間帯毎に、放電をするか否かを変更するようにしてもよい。例えば、上記所定の時間帯毎に、放電モードを設定可能にしておく。そして、当該放電モードに応じて、蓄電池Bkを放電するか否かを制御する。このような放電モードとしては、例えば、放電有モードと放電無モードとがある。放電有モードは、放電を行うモードである。放電無モードは、放電を行わないモードである。なお、放電モードはこれらに限定されない。ユーザは集中管理装置MC5のユーザインタフェースなどにより放電モードの設定を行うことができ、図示しないモード設定部がユーザの操作指示に応じて放電モードを設定する。このときの所定の時間帯は、上記ピークカット制御における所定の時間帯と同じであっても異なっていてもよい。 In such discharge control of the storage battery B k , whether or not to discharge may be changed for each predetermined time period. For example, the discharge mode can be set for each predetermined time period. And according to the said discharge mode, it is controlled whether the storage battery Bk is discharged. Such discharge modes include, for example, a discharge mode and a discharge no mode. The discharge mode is a mode in which discharge is performed. The no discharge mode is a mode in which no discharge is performed. The discharge mode is not limited to these. The user can set the discharge mode by using the user interface of the central management device MC5, and a mode setting unit (not shown) sets the discharge mode according to the user's operation instruction. The predetermined time zone at this time may be the same as or different from the predetermined time zone in the peak cut control.
具体的には、集中管理装置MC5は、上記モード設定部によって設定された放電モードの設定情報を、送信部24’を介して各パワーコンディショナPCSBkそれぞれに送信する。そして、受信部31を介してこれを受信した各パワーコンディショナPCSBkは、設定されている放電モードに対応付けられた上記放電レートCrate Pを用いて上記(20c’)式に示す蓄電池BkのCレート制約(放電定格出力PSPk lmt)を変更する。例えば、放電有モードに対する放電レートCrate Pには0.3を、放電無モードに対する放電レートCrate Pには0をそれぞれ設定する。そして、パワーコンディショナPCSBkは、上記(20’)式に示す最適化問題に基づいて、個別目標電力PBk refを求めることで、放電モードの設定に応じて蓄電池Bkを放電するか否かを変更することができる。このようにすることで、放電モードに応じて、適宜蓄電池Bkを放電するか否かを変更することができる。したがって、必要に応じて蓄電池Bkを放電させず、電力を蓄積させておくことができる。 Specifically, the central management device MC5 transmits the discharge mode setting information set by the mode setting unit to each of the power conditioners PCS Bk via the transmission unit 24 ′. Each power conditioner PCS Bk received this via the receiving unit 31, the storage battery B shown above (20c ') equation using the discharge rate C rate P associated with the discharge mode that is set Change the C rate constraint (discharge rated output P SPk lmt ) of k . For example, 0.3 is the discharge rate C rate P to the discharge chromatic mode, the discharge rate C rate P to the discharge-free mode is set to 0, respectively. Then, the power conditioner PCS Bk obtains the individual target power P Bk ref based on the optimization problem shown in the above equation (20 ′), and thereby discharges the storage battery B k according to the setting of the discharge mode. Can be changed. By doing in this way, it can change suitably whether storage battery Bk is discharged according to discharge mode. Therefore, the electric power can be accumulated without discharging the storage battery B k as necessary.
上記第5実施形態においては、逆電力継電器51は、太陽光発電システムPVS5を電力系統Aから解列する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkを電力系統Aから解列するものであってもよい。すなわち、もし逆電力継電器51によって解列されても、電力負荷Lは電力系統Aに接続されたままにしてもよい。例えば、上記遮断器が、図20に示す接続線の位置BP1に設置されるか、図20に示す接続線の位置BP2(各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの出力端付近それぞれ)に設置されることで、逆電力継電器51は、電力負荷Lを残したまま、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkを電力系統Aから解列することができる。 In the said 5th Embodiment, although the reverse power relay 51 demonstrated the case where the solar power generation system PVS5 was disconnected from the electric power grid | system A, it is not limited to this. For example, the power conditioners PCS PVi and PCS Bk may be disconnected from the power system A. That is, even if the power relay L is disconnected by the reverse power relay 51, the power load L may remain connected to the power system A. For example, the circuit breaker is installed at the connection line position BP1 shown in FIG. 20 or at the connection line position BP2 shown in FIG. 20 (in the vicinity of the output ends of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk , respectively). Thus, the reverse power relay 51 can disconnect the power conditioners PCS PVi and PCS Bk from the power system A while leaving the power load L.
上記第5実施形態においては、蓄電池Bkが接続された複数台のパワーコンディショナPCSBkを備えている場合を例に説明したが、これらを備えていなくてもよい。すなわち、太陽電池SPiが接続された複数台のパワーコンディショナPCSPViと電力負荷Lと集中管理装置MC5とで構成されるものでもよい。この場合、太陽光発電システムPVS5は、逆潮流回避制御を行うとき、パワーコンディショナPCSPViからの個別出力電力PPVi outの抑制のみで、連系点電力P(t)を設定された逆潮流回避目標値PRPRにしている。 In the fifth embodiment, the case where a plurality of power conditioners PCS Bk to which the storage battery B k is connected is described as an example. However, these may not be provided. That is, it may be configured by a plurality of power conditioners PCS PVi , a power load L, and a central management device MC5 to which the solar cell SP i is connected. In this case, when the photovoltaic power generation system PVS5 performs the reverse power flow avoidance control, the reverse power flow in which the connection point power P (t) is set only by suppressing the individual output power P PVi out from the power conditioner PCS PVi. The avoidance target value P RPR is set.
上記第3実施形態ないし第5実施形態においてはそれぞれ、出力抑制制御、ピークカット制御、逆潮流回避制御を個々に実装した太陽光発電システムPVS3,PVS4,PVS5について説明したが、これらの各種制御を組み合わせることも可能である。この場合、集中管理装置が適宜いずれの制御を行うかを切り替えるようにすればよい。例えば、ユーザの操作に応じて切り替えるようにしてもよいし、状況(連系点電力P(t)の正負(逆潮流中か否か)、逆潮流が禁止されているか、電力負荷Lの電力消費履歴や稼働日など)に応じて自動的に切り替えるようにしてもよい。 In the third to fifth embodiments, the solar power generation systems PVS3, PVS4, and PVS5 in which output suppression control, peak cut control, and reverse power flow avoidance control are individually implemented have been described. Combinations are also possible. In this case, it is only necessary to switch which control the centralized management apparatus performs as appropriate. For example, switching may be performed according to the user's operation, the situation (positive / negative of the connection point power P (t) (whether or not reverse flow is in progress), reverse flow is prohibited, or power of the power load L It may be automatically switched according to a consumption history or a working day.
次に、第6実施形態に係る太陽光発電システムPVS6について説明する。上記第1実施形態ないし第5実施形態においては、連系点電力検出部22が検出する連系点電力P(t)を太陽光発電システムPVS1〜PVS5全体の出力電力とみなした。しかし、連系点電力P(t)に限らず、各パワーコンディショナPCSiあるいは各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkからそれぞれ個別出力電力Pi outあるいは個別出力電力PPVi out,PBk outの総和(以下、「システム総出力」という。)を算出し、これを太陽光発電システム全体の出力電力とみなすことも可能である。したがって、太陽光発電システムPVS6は、当該システム総出力が目標電力となるように制御する。よって、上記調整対象電力としてシステム総出力を用いている。 Next, the solar power generation system PVS6 according to the sixth embodiment will be described. In the said 1st Embodiment thru | or 5th Embodiment, the connection point electric power P (t) which the connection point electric power detection part 22 detects was considered as the output electric power of the photovoltaic power generation systems PVS1-PVS5 whole. However, not only the connection point power P (t) but also the individual output power P i out or the individual output powers P PVi out and P Bk out from each power conditioner PCS i or each power conditioner PCS PVi and PCS Bk . It is also possible to calculate the sum (hereinafter referred to as “system total output”) and regard this as the output power of the entire photovoltaic power generation system. Therefore, the solar power generation system PVS6 performs control so that the total system output becomes the target power. Therefore, the total system output is used as the adjustment target power.
図21は、太陽光発電システムPVS6の全体構成を示している図21に示すように、太陽光発電システムPVS6は、複数台の太陽電池SPi、複数台のパワーコンディショナPCSPVi、複数台の蓄電池Bk、複数台のパワーコンディショナPCSBk、および、集中管理装置MC6を有して構成される。 Figure 21 is, as shown in FIG. 21 shows an overall configuration of a solar power generation system PVS6, photovoltaic systems PVS6 the plurality of solar cells SP i, a plurality of power conditioners PCS PVi, the plurality A storage battery B k , a plurality of power conditioners PCS Bk , and a centralized management device MC6 are included.
第6実施形態に係る太陽光発電システムPVS6は、連系点電力P(t)を検出せず、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの個別出力電力PPVi out,PBk outのすべての総和(システム総出力Ptotal(t))を算出する。そして、当該システム総出力Ptotal(t)を太陽光発電システムPVS6全体の出力電力として電力会社から指示される出力指令値PCに一致させるように制御している。すなわち、太陽光発電システムPVS6は、連系点電力P(t)の代わりにシステム総出力Ptotal(t)を用いて出力抑制制御を行う。 The photovoltaic power generation system PVS6 according to the sixth embodiment does not detect the connection point power P (t), and sums all of the individual output powers P PVi out and P Bk out of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk. (System total output P total (t)) is calculated. Then, it is controlled so as to match the system total output P total (t) to the output command value P C instructed by the power company as the output power of the entire solar power system PVS6. That is, photovoltaic systems PVS6 performs output suppression control using the total system output P total (t) instead of interconnection point power P (t).
図22は、図21に示す太陽光発電システムPVS6の出力抑制制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図22においては、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。また、それぞれ1台目のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのみ記載している。太陽光発電システムPVS6は、当該出力抑制制御の制御系として、上記第2実施形態に係る集中管理装置MC2の代わりに、集中管理装置MC6を備えている点で異なる。また、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの構成も異なる。 FIG. 22 shows a functional configuration of a control system related to output suppression control of the photovoltaic power generation system PVS6 shown in FIG. In FIG. 22, illustration of the solar battery SP i and the storage battery B k is omitted. Only the first power conditioners PCS PVi and PCS Bk are shown. The photovoltaic power generation system PVS6 is different in that a central management device MC6 is provided instead of the central management device MC2 according to the second embodiment as a control system for the output suppression control. The configurations of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk are also different.
本実施形態においては、各パワーコンディショナPCSPViはそれぞれ、出力電力検出部14および送信部15をさらに備えており、各パワーコンディショナPCSBkはそれぞれ、出力電力検出部34および送信部35をさらに備えている。また、集中管理装置MC6は、連系点電力検出部22および指標算出部23’の代わりに、受信部61と総出力算出部62と指標算出部63とを備えている。 In the present embodiment, each power conditioner PCS PVi further includes an output power detection unit 14 and a transmission unit 15, and each power conditioner PCS Bk further includes an output power detection unit 34 and a transmission unit 35, respectively. I have. The central management device MC6 includes a receiving unit 61, a total output calculating unit 62, and an index calculating unit 63 instead of the interconnection point power detecting unit 22 and the index calculating unit 23 ′.
出力電力検出部14は、各パワーコンディショナPCSPViに備えられており、自装置の個別出力電力PPVi outを検出する。出力電力検出部34は、各パワーコンディショナPCSBkに備えられており、自装置の個別出力電力PBk outを検出する。 The output power detection unit 14 is provided in each power conditioner PCS PVi and detects the individual output power P PVi out of its own device. The output power detection unit 34 is provided in each power conditioner PCS Bk and detects the individual output power P Bk out of its own device.
送信部15は、出力電力検出部14が検出した個別出力電力PPVi outを集中管理装置MC6に送信する。送信部35は、出力電力検出部34が検出した個別出力電力PBk outを集中管理装置MC6に送信する。 The transmission unit 15 transmits the individual output power P PVi out detected by the output power detection unit 14 to the central management device MC6. The transmission unit 35 transmits the individual output power P Bk out detected by the output power detection unit 34 to the central management device MC6.
受信部61は、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkから送信される個別出力電力PPVi out,PBk outを受信する。 The receiving unit 61 receives the individual output powers P PVi out and P Bk out transmitted from the power conditioners PCS PVi and PCS Bk .
総出力算出部62は、受信部61が受信した個別出力電力PPVi out,PBk outの総和であるシステム総出力Ptotal(t)を算出する。本実施形態においては、総出力算出部62は、入力されるすべての個別出力電力PPVi out,PBk outを加算したシステム総出力Ptotal(t)を算出する。 The total output calculation unit 62 calculates a system total output P total (t) that is the sum of the individual output powers P PVi out and P Bk out received by the reception unit 61. In the present embodiment, the total output calculation unit 62 calculates the total system output P total (t) obtained by adding all the individual output powers P PVi out and P Bk out that are input.
指標算出部63は、総出力算出部62が算出したシステム総出力Ptotal(t)を、目標電力にするための指標を算出する。本実施形態においては、目標電力として出力指令値PCが入力されるので、指標算出部63は、システム総出力Ptotal(t)を出力指令値PCにするための抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。このとき、指標算出部63は、上記(21)式における連系点電力P(t)の代わりにシステム総出力Ptotal(t)を用いて、ラグランジュ乗数λを算出する。そして、上記(22)式により、算出したラグランジュ乗数λを抑制指標prPVおよび充放電指標prBとして算出する。算出された抑制指標prPVは、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSPViに送信される。また、算出された充放電指標prBはそれぞれ、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSBkに送信される。 The index calculation unit 63 calculates an index for setting the system total output P total (t) calculated by the total output calculation unit 62 as the target power. In the present embodiment, since the output command value P C as the target power is inputted, index calculation unit 63, the system total output P total (t) inhibition index for the output command value P C and pr PV and charge A discharge index pr B is calculated. At this time, the index calculation unit 63 calculates the Lagrange multiplier λ using the system total output P total (t) instead of the interconnection point power P (t) in the above equation (21). Then, the calculated Lagrangian multiplier λ is calculated as the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B by the above equation (22). The calculated suppression index pr PV is transmitted to each power conditioner PCS PVi via the transmission unit 24 ′. Further, the calculated charging / discharging index pr B is transmitted to each power conditioner PCS Bk via the transmission unit 24 ′.
本実施形態に係る太陽光発電システムPVS6によれば、調整対象電力として、上記第2実施形態における連系点電力P(t)の代わりにシステム総出力Ptotal(t)を用いた場合であっても、システム総出力Ptotal(t)を目標電力(出力指令値PC)にすることができる。さらに、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkが分散的に個別目標電力PPVi ref,PBk refを求めるため、集中管理装置MC6の処理負荷を低減させることができる。 According to the photovoltaic power generation system PVS6 according to the present embodiment, the system total output Ptotal (t) is used as the adjustment target power instead of the interconnection power P (t) in the second embodiment. However, the system total output P total (t) can be set to the target power (output command value P C ). Furthermore, since the power conditioners PCS PVi and PCS Bk obtain the individual target powers P PVi ref and P Bk ref in a distributed manner, the processing load on the central management device MC6 can be reduced.
上記第6実施形態においては、第2実施形態に係る太陽光発電システムPVS2に対して、システム総出力Ptotal(t)を出力指令値PCに制御する場合を例に説明したが、第1実施形態に係る太陽光発電システムPVS1において同様にしてもよい。すなわち、第1実施形態に係る太陽光発電システムPVS1において、連系点電力P(t)の代わりにシステム総出力Ptotal(t)を出力指令値PCに制御した場合も、抑制指標prを用いて、出力抑制制御を行うことができる。この場合も、システム総出力Ptotal(t)を目標電力(出力指令値PC)にしつつ、集中管理装置の処理負荷を低減させることができる。 In the above-described sixth embodiment, with respect to solar power generation system PVS2 according to the second embodiment, a case has been described for controlling the output command value P C total system output P total (t) as an example, the first The same may be applied to the photovoltaic power generation system PVS1 according to the embodiment. That is, in the photovoltaic power generation system PVS1 according to the first embodiment, even when controlling system total output P total (t) to the output command value P C in place of interconnection point power P (t), the suppression indicators pr It is possible to perform output suppression control. In this case as well, the processing load of the centralized management device can be reduced while setting the total system output P total (t) to the target power (output command value P C ).
次に、第7実施形態に係る太陽光発電システムPVS7について説明する。なお、上記第6実施形態と同一あるいは類似のものついては、同じ符号を付してその説明を省略する。図23は、太陽光発電システムPVS7の全体構成を示している。同図に示すように、太陽光発電システムPVS7は、複数台の太陽電池SPi、複数台のパワーコンディショナPCSPVi、複数台の蓄電池Bk、複数台のパワーコンディショナPCSBk、集中管理装置MC7、および、電力負荷Lを有して構成される。したがって、上記第6実施形態に係る太陽光発電システムPVS6と比較して、電力負荷Lをさらに備えている点で異なる。 Next, the photovoltaic power generation system PVS7 according to the seventh embodiment will be described. Note that the same or similar parts as those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 23 shows the overall configuration of the photovoltaic power generation system PVS7. As shown in the figure, the photovoltaic power generation system PVS7 includes a plurality of solar cells SP i , a plurality of power conditioners PCS PVi , a plurality of storage batteries B k , a plurality of power conditioners PCS Bk , and a centralized management device. It has MC7 and electric power load L, and is comprised. Therefore, it differs in the point further provided with the electric power load L compared with the solar power generation system PVS6 which concerns on the said 6th Embodiment.
図24は、図23に示す太陽光発電システムPVS7の出力抑制制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図24においては、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。また、それぞれ1台目のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのみ記載している。同図に示すように、第7実施形態に係る各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk、および、集中管理装置MC7の構成は、上記第6実施形態に係る各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk、および、集中管理装置MC6の構成(図22参照)とそれぞれ同じである。 FIG. 24 shows a functional configuration of a control system related to output suppression control of the photovoltaic power generation system PVS7 shown in FIG. In FIG. 24, illustration of the solar battery SP i and the storage battery B k is omitted. Only the first power conditioners PCS PVi and PCS Bk are shown. As shown in the figure, the configurations of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk according to the seventh embodiment and the centralized management device MC7 are the same as those of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk according to the sixth embodiment. The configuration is the same as that of the central management device MC6 (see FIG. 22).
本実施形態に係る太陽光発電システムPVS7においても、上記第6実施形態と同様に、算出したシステム総出力Ptotal(t)に基づいて、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを用いた出力抑制制御を行うことができる。したがって、上記第6実施形態と同様に、システム総出力Ptotal(t)を目標電力(出力指令値PC)にしつつ、集中管理装置MC7の処理負荷を低減させることができる。 In the photovoltaic power generation system PVS7 according to the present embodiment, similarly to the sixth embodiment, the output using the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B based on the calculated total system output P total (t). Suppression control can be performed. Therefore, similarly to the sixth embodiment, it is possible to reduce the processing load of the central management device MC7 while setting the system total output P total (t) to the target power (output command value P C ).
上記第7実施形態においては、上記第6実施形態に係る太陽光発電システムPVS6に対して、電力負荷Lを追加した場合を例に説明したが、太陽光発電システムPVS1に対して、電力負荷Lを追加し、かつ、連系点電力P(t)の代わりにシステム総出力Ptotal(t)を出力指令値PCに制御する太陽光発電システムにおいても、上記抑制指標prを用いて、出力抑制制御を行うことができる。この場合も、システム総出力Ptotal(t)を目標電力(出力指令値PC)にするとともに、集中管理装置の処理負荷を低減させることができる。 In the said 7th Embodiment, although the case where the electric power load L was added with respect to the solar power generation system PVS6 which concerns on the said 6th Embodiment was demonstrated to the example, the electric power load L with respect to the solar power generation system PVS1. Add a, and, even in the solar power generation system that controls the output command value P C total system output P total (t) instead of interconnection point power P (t), by using the suppression indicators pr, output Suppression control can be performed. Also in this case, the system total output P total (t) can be set to the target power (output command value P C ), and the processing load of the centralized management device can be reduced.
次に、第8実施形態に係る太陽光発電システムPVS8について説明する。太陽光発電システムPVS8の全体構成は、上記第7実施形態に係る太陽光発電システムPVS7(図23参照)と略同じである。上記第6実施形態および第7実施形態においては、システム総出力Ptotal(t)に対して各種目標電力を設定したが、本実施形態においては、複数台のパワーコンディショナを複数のグループに分け、当該グループ毎に目標電力を設定している。以下の説明においては、複数台のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkを、複数台のパワーコンディショナPCSPViの集合である第1パワーコンディショナ群GPVと複数台のパワーコンディショナPCSBkの集合である第2パワーコンディショナ群GBとの2つグループに分けた場合を例に説明する。 Next, a solar power generation system PVS8 according to the eighth embodiment will be described. The overall configuration of the photovoltaic power generation system PVS8 is substantially the same as that of the photovoltaic power generation system PVS7 (see FIG. 23) according to the seventh embodiment. In the sixth and seventh embodiments, various target powers are set for the total system output P total (t). However, in this embodiment, a plurality of power conditioners are divided into a plurality of groups. The target power is set for each group. In the following description, a plurality of power conditioners PCS PVi and PCS Bk are combined into a first power conditioner group G PV that is a set of a plurality of power conditioners PCS PVi and a plurality of power conditioners PCS Bk . It will be described as an example a case where it is divided into two groups of the second power conditioner group G B is.
第8実施形態に係る太陽光発電システムPVS8は、上記第1パワーコンディショナ群GPVと上記第2パワーコンディショナ群GBとにおいて、それぞれ目標電力を設定し、第1パワーコンディショナ群GPVの総出力電力および第2パワーコンディショナ群GBの総出力電力がそれぞれ上記目標電力になるように制御する。この制御を「スケジュール制御」という。なお、第1パワーコンディショナ群GPVの総出力電力は、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outの総和ΣPPVi outであり、以下、第1群総出力PGPVとする。また、第2パワーコンディショナ群GBの総出力電力は、各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outの総和ΣPBk outであり、以下、第2群総出力PGBとする。 The solar power generation system PVS8 according to the eighth embodiment sets a target power for each of the first power conditioner group G PV and the second power conditioner group G B, and sets the first power conditioner group G PV. the total output power and the total output power of the second power conditioner group G B in is controlled to respectively become the target power. This control is called “schedule control”. The total output power of the first power conditioner group G PV is the sum ΣP PVi out of the individual output powers P PVi out of each power conditioner PCS PVi , and is hereinafter referred to as the first group total output P GPV . The total output power of the second power conditioner group G B is the sum .SIGMA.P Bk out of individual output power P Bk out of the power conditioner PCS Bk, hereinafter referred to as the second group the total output P GB.
図25は、太陽光発電システムPVS8のスケジュール制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図25においては、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。また、それぞれ1台目のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのみ記載している。当該スケジュール制御に関する制御系として、上記第7実施形態に係る太陽光発電システムPVS7と比較して、次の点で異なる。すなわち、集中管理装置MC8は、総出力算出部62の代わりに総出力算出部62’を、また、指標算出部63の代わりに指標算出部63’を備えている。 FIG. 25 shows a functional configuration of a control system related to schedule control of the photovoltaic power generation system PVS8. In FIG. 25, illustration of the solar battery SP i and the storage battery B k is omitted. Only the first power conditioners PCS PVi and PCS Bk are shown. The control system related to the schedule control is different from the solar power generation system PVS7 according to the seventh embodiment in the following points. That is, the central management device MC8 includes a total output calculation unit 62 ′ instead of the total output calculation unit 62, and an index calculation unit 63 ′ instead of the index calculation unit 63.
集中管理装置MC8においては、目標電力設定部21は、第1群総出力PGPVの目標値である第1群目標値PTPVおよび第2群総出力PGBの目標値である第2群目標値PTBを目標電力として設定する。第1群目標値PTPVおよび第2群目標値PTBは、上記所定の時間帯毎に設定可能である。これらの目標値は、ユーザが自由に指定できる。目標電力設定部21は、設定した目標電力(第1群目標値PTPVおよび第2群目標値PTB)を指標算出部63’に出力する。 In the central control device MC8, target power setting unit 21, the second group target is the first group target value P TPV and the target value of the second group the total output P GB which is a target value of the first group the total output P GPV The value P TB is set as the target power. The first group target value P TPV and the second group target value P TB can be set for each predetermined time period. These target values can be freely specified by the user. The target power setting unit 21 outputs the set target power (the first group target value P TPV and the second group target value P TB ) to the index calculation unit 63 ′.
総出力算出部62’は、第1群総出力PGPVおよび第2群総出力PGBをそれぞれ算出する。具体的には、総出力算出部62’は、受信部61が受信したパワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outを加算し、第1群総出力PGPVを算出する。また、総出力算出部62’は、受信部61が受信したパワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outを加算し、第2群総出力PGBを算出する。 The total output calculation unit 62 ′ calculates the first group total output P GPV and the second group total output P GB , respectively. Specifically, the total output calculation unit 62 ′ calculates the first group total output P GPV by adding the individual output power P PVi out of the power conditioner PCS PVi received by the reception unit 61. The total output calculation unit 62 'adds the individual output power P Bk out of the power conditioner PCS Bk the receiving unit 61 has received, it calculates the total output P GB second group.
指標算出部63’は、総出力算出部62’が算出した第1群総出力PGPVを、目標電力設定部21から入力される第1群目標値PTPVにするための抑制指標prPVを算出する。このとき、指標算出部63’は、下記(34)式を用いて、抑制指標prPVを算出する。なお、下記(34)式において、λPVは複数台のパワーコンディショナPCSPViに対するラグランジュ乗数、εPVは複数台のパワーコンディショナPCSPViに対する勾配係数を示している。また、第1群総出力PGPVおよび第1群目標値PTPVが時間tに対して変化する値であるため、それぞれ第1群総出力をPGPV(t)、第1群目標値をPTPV(t)と記載している。よって、指標算出部63’は、上記(9)式において、連系点電力P(t)の代わりに第1群総出力PGPV(t)を、出力指令値PC(t)の代わりに第1群目標値PTPV(t)を用いて、ラグランジュ乗数λPVを算出する。そして、算出したラグランジュ乗数λPVを抑制指標prPVとする。指標算出部63’は、算出した抑制指標prPVを、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSPViに送信する。
また、指標算出部63’は、総出力算出部62’が算出した第2群総出力PGBを、目標電力設定部21から入力される第2群目標値PTBにするための充放電指標prBを算出する。このとき、指標算出部63’は、下記(35)式を用いて、充放電指標prBを算出する。なお、下記(35)式において、λBは複数台のパワーコンディショナPCSBkに対するラグランジュ乗数、εBは複数台のパワーコンディショナPCSBkに対する勾配係数を示している。また、第2群総出力PGBおよび第2群目標値PTBが時間tに対して変化する値であるため、それぞれ第2群総出力をPGB(t)、第2群目標値をPTB(t)と記載している。よって、指標算出部63’は、上記(9)式において、連系点電力P(t)の代わりに第2群総出力PGB(t)を、出力指令値PC(t)の代わりに第2群目標値PTB(t)を用いて、ラグランジュ乗数λBを算出する。そして、算出したラグランジュ乗数λBを充放電指標prBとする。指標算出部63’は、算出した充放電指標prBを、送信部24’を介して、各パワーコンディショナPCSBkに送信する。
このように構成された太陽光発電システムPVS8において、集中管理装置MC8は、各パワーコンディショナPCSPViから個別出力電力PPVi outを入手し、第1群総出力PGPVを算出する。そして、算出した第1群総出力PGPVが第1群目標値PTPVとなるように、上記(34)式を用いて、抑制指標prPVを算出する。算出された抑制指標prPVは、各パワーコンディショナPCSPViに送信される。各パワーコンディショナPCSPViはそれぞれ、受信した抑制指標prPVを用いて、個別目標電力PPVi refを算出し、個別出力電力PPVi outが個別目標電力PPVi refとなるように制御する。また、集中管理装置MC8は、パワーコンディショナPCSBkから個別出力電力PBk outを入手し、第2群総出力PGBを算出する。そして、算出した第2群総出力PGBが第2群目標値PTBとなるように、上記(35)式を用いて、充放電指標prBを算出する。算出された充放電指標prBは、各パワーコンディショナPCSBkに送信される。各パワーコンディショナPCSBkはそれぞれ、受信した充放電指標prBを用いて、個別目標電力PBk refを算出し、個別出力電力PBk outが個別目標電力PBk refとなるように制御する。これらにより、第1群総出力PGPVが第1群目標値PTPVとなり、また、第2群総出力PGBが第2群目標値PTBとなる。 In the photovoltaic power generation system PVS8 configured as described above, the central management device MC8 obtains the individual output power P PVi out from each power conditioner PCS PVi, and calculates the first group total output P GPV . Then, the suppression index pr PV is calculated using the above equation (34) so that the calculated first group total output P GPV becomes the first group target value P TPV . The calculated suppression index pr PV is transmitted to each power conditioner PCS PVi . Each power conditioner PCS PVi calculates the individual target power P PVi ref using the received suppression index pr PV and controls the individual output power P PVi out to become the individual target power P PVi ref . Further, the central management device MC8 obtains the individual output power P Bk out from the power conditioner PCS Bk, and calculates the second group total output P GB . Then, the charge / discharge index pr B is calculated using the above equation (35) so that the calculated second group total output P GB becomes the second group target value P TB . The calculated charge / discharge index pr B is transmitted to each power conditioner PCS Bk . Each power conditioner PCS Bk calculates the individual target power P Bk ref using the received charge / discharge index pr B and controls the individual output power P Bk out to be the individual target power P Bk ref . Thus, the first group total output P GPV becomes the first group target value P TPV , and the second group total output P GB becomes the second group target value P TB .
以上のことから、本実施形態に係る太陽光発電システムPVS8によれば、第1パワーコンディショナ群GPVおよび第2パワーコンディショナ群GB毎に目標電力(第1群目標値PTPVおよび第2群目標値PTB)を設定して、第1群総出力PGPVを第1群目標値PTPVに、そして、第2群総出力PGBを第2群目標値PTBにすることができる。また、パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkがそれぞれ、抑制指標prPV,充放電指標prBに基づいて、分散的に個別目標電力PPVi ref,PBk refを算出するので、集中管理装置MC8の処理負荷を低減させることができる。 From the above, according to the solar power generation system PVS8 according to this embodiment, and target power (first group target value P TPV to the first power conditioner group G PV and the second power for each conditioner group G B No. The second group target value P TB ) is set, the first group total output P GPV is set to the first group target value P TPV , and the second group total output P GB is set to the second group target value P TB. it can. Further, the power conditioners PCS PVi and PCS Bk calculate the individual target powers P PVi ref and P Bk ref in a distributed manner based on the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B , respectively. Processing load can be reduced.
上記第8実施形態においては、第1パワーコンディショナ群GPVおよび第2パワーコンディショナ群GB毎に目標電力(第1群目標値PTPVおよび第2群目標値PTB)を設定した場合を例に説明したが、いずれか一方のみであってもよい。 In the above-described eighth embodiment, if you set the target power (first group target value P TPV and the second group target value P TB) to the first power conditioner group each G PV and second power conditioner group G B However, only one of them may be used.
上記第8実施形態においては、複数台のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkを、複数台のパワーコンディショナPCSPViの集合である第1パワーコンディショナ群GPVと複数台のパワーコンディショナPCSBkの集合である第2パワーコンディショナ群GBとの2つのグループに分けた場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、第1パワーコンディショナ群GPVをさらに複数のグループに分割して、当該グループ毎に目標電力を設定するようにしてもよい。なお、第2パワーコンディショナ群GBについても同様である。また、1つのグループに1台以上のパワーコンディショナPCSPViおよび1台以上のパワーコンディショナPCSBkの両方が含むようにグループ分けして、当該グループ毎に目標電力を設定するようにしてもよい。この場合、上記(21)式および上記(22)式を用いて、グループ毎に、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出すればよい。 In the eighth embodiment, a plurality of power conditioners PCS PVi and PCS Bk are used as a first power conditioner group G PV that is a set of a plurality of power conditioners PCS PVi and a plurality of power conditioners PCS Bk. it is a set of but a case in which divided into two groups with the second power conditioner group G B is described as an example, but is not limited thereto. For example, the first power conditioner group G PV further divided into a plurality of groups, may be set the target power for each the group. The same applies to the second power conditioner group G B. In addition, one group may be grouped so that both one or more power conditioners PCS PVi and one or more power conditioners PCS Bk are included, and target power may be set for each group. . In this case, the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B may be calculated for each group using the formula (21) and the formula (22).
上記第8実施形態においては、複数のグループに分ける場合を説明したが、複数のグループに分けず、複数台のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkを1つのグループとして、スケジュール制御をしてもよい。すなわち、ユーザが所定の時間帯毎にシステム総出力Ptotal(t)の目標値を自由に設定し、システム総出力Ptotal(t)を当該目標値に一致させるように制御してもよい。なお、このように1つのグループとしてスケジュール制御を行う場合は、システム総出力Ptotal(t)ではなく、連系点電力P(t)を用いてもよい。つまり、上記第1実施形態ないし上記第5実施形態に係る太陽光発電システムPVS1〜PVS5において、目標電力として、所定の時間帯毎に連系点電力P(t)の目標値を自由に設定し、連系点電力P(t)を当該目標値に一致させるようにしてもよい。 In the eighth embodiment, the case of dividing into a plurality of groups has been described. However, schedule control may be performed with a plurality of power conditioners PCS PVi and PCS Bk as one group without being divided into a plurality of groups. . That is, the user may freely set the target value of the system total output P total (t) for each predetermined time period, and control so that the system total output P total (t) matches the target value. In addition, when performing schedule control as one group in this way, the connection point power P (t) may be used instead of the system total output P total (t). That is, in the photovoltaic power generation systems PVS1 to PVS5 according to the first embodiment to the fifth embodiment, the target value of the interconnection point power P (t) is freely set as the target power every predetermined time zone. The interconnection point power P (t) may be matched with the target value.
上記第7実施形態および第8実施形態においてはそれぞれ、出力抑制制御、スケジュール制御を個々に実装した太陽光発電システムPVS7,PVS8について説明したが、これらを組み合わせることも可能である。この場合、集中管理装置が適宜いずれの制御を行うかを切り替えるようにすればよい。例えば、ユーザの操作に応じて切り替えるようにしてもよいし、状況(電力会社から抑制指示を受けているか、第1群目標値PTPVや第2群目標値PTBが設定されているかなど)に応じて自動的に切り替えるようにしてもよい。 In the seventh embodiment and the eighth embodiment, the solar power generation systems PVS7 and PVS8 in which the output suppression control and the schedule control are individually implemented have been described, but it is also possible to combine them. In this case, it is only necessary to switch which control the centralized management apparatus performs as appropriate. For example, you may make it switch according to a user's operation, and a situation (whether the suppression instruction is received from the electric power company, or the 1st group target value PTPV or the 2nd group target value PTB is set) It is also possible to automatically switch according to the above.
上記第7実施形態および第8実施形態においては、集中管理装置MC7,MC8が、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkから個別出力電力PPVi out,PBk outを入手する構成を備えた場合を例に説明したが、さらに、電力負荷Lの消費電力を、電力負荷Lから入手する構成を追加してもよい。このように電力負荷Lの消費電力が入手可能な場合、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkから入手した個別出力電力PPVi out,PBk outと電力負荷Lから入手した消費電力との総和を算出することで、連系点電力P(t)を推算することができる。したがって、連系点電力検出部22を備えていなくても、上記第3実施形態に係る出力抑制制御、上記第4実施形態に係るピークカット制御、および、上記第5実施形態に係る逆潮流回避制御を行うことができる。 In the seventh embodiment and the eighth embodiment, the central management devices MC7 and MC8 have a configuration in which the individual output powers P PVi out and P Bk out are obtained from the power conditioners PCS PVi and PCS Bk. Although described as an example, a configuration for obtaining the power consumption of the power load L from the power load L may be added. When the power consumption of the power load L is available in this way, the sum of the individual output powers P PVi out and P Bk out obtained from the power conditioners PCS PVi and PCS Bk and the power consumption obtained from the power load L is calculated. By calculating, the connection point power P (t) can be estimated. Therefore, even if the interconnection point power detection unit 22 is not provided, the output suppression control according to the third embodiment, the peak cut control according to the fourth embodiment, and the reverse power flow avoidance according to the fifth embodiment. Control can be performed.
上記第3実施形態ないし第5実施形態においてはそれぞれ、連系点電力P(t)に基づいて、出力抑制制御、ピークカット制御、逆潮流回避制御を行う場合を例に説明し、上記第7実施形態および第8実施形態においてはそれぞれ、システム総出力Ptotal(t),第1群総出力PGPVおよび第2群総出力PGBに基づいて、出力抑制制御、スケジュール制御を行う場合を例にそれぞれ説明したが、これに限定されない。連系点電力P(t)を検出する手段(連系点電力検出部22)およびパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkからそれぞれ個別出力電力PPVi out,PBk outを入手する手段の両方を備えておき、出力抑制制御、ピークカット制御、逆潮流回避制御、および、スケジュール制御を複合的に制御するようにしてもよい。 In the third to fifth embodiments, the case where output suppression control, peak cut control, and reverse power flow avoidance control are performed based on the interconnection point power P (t) will be described as an example. In the embodiment and the eighth embodiment, examples of performing output suppression control and schedule control based on the total system output P total (t), the first group total output P GPV and the second group total output P GB are examples. However, the present invention is not limited to this. Both means for detecting the connection point power P (t) (connection point power detection unit 22) and means for obtaining the individual output powers P PVi out and P Bk out from the power conditioners PCS PVi and PCS Bk , respectively, are provided. In addition, output suppression control, peak cut control, reverse power flow avoidance control, and schedule control may be controlled in combination.
次に、第9実施形態に係る太陽光発電システムPVS9について説明する。当該太陽光発電システムPVS9は、逆潮流が禁止されているものとする。このように逆潮流が禁止されている場合、上記第5実施形態で説明したように、逆電力継電器51を設置する必要がある。そして、上記第5実施形態においては当該逆電力継電器51が動作するのを抑制するために、逆潮流回避制御を行っている。しかし、急激に連系点電力P(t)が上昇したとき、逆潮流が発生する可能性がある。例えば、逆潮流回避目標値PRPRの設定値が0(あるいは0に近い)であり、かつ、連系点電力P(t)の検出間隔や抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出間隔が長い場合、上記抑制指標prPVおよび充放電指標prBの変更による制御では、急激な連系点電力P(t)の上昇に対応できない。その結果、連系点電力P(t)が正の値となり、逆潮流が発生する。これにより、逆電力継電器51は、逆潮流を検出して、太陽光発電システムを電力系統Aから解列する。そこで、上記第5実施形態においては、逆潮流回避目標値PRPRの設定を0より所定量小さい値以下にすることで逆潮流の発生をより回避する手法を示した。しかし、逆潮流回避制御中は、連系点電力P(t)が上記逆潮流回避目標値PRPRに一致するように制御される。したがって、当該手法では、連系点電力P(t)が0より所定量小さい値以下(逆潮流回避目標値PRPR)となり、その分買電電力が多くなる。よって、逆潮流回避目標値PRPRは、極力0に近い方がよい。 Next, a photovoltaic power generation system PVS9 according to the ninth embodiment will be described. In the solar power generation system PVS9, reverse power flow is prohibited. Thus, when reverse power flow is prohibited, it is necessary to install the reverse power relay 51 as described in the fifth embodiment. And in the said 5th Embodiment, in order to suppress that the said reverse power relay 51 operate | moves, reverse power flow avoidance control is performed. However, when the interconnection point power P (t) suddenly increases, a reverse power flow may occur. For example, the set value of the reverse power flow avoidance target value PRPR is 0 (or close to 0), and the detection interval of the connection point power P (t), the calculation interval of the suppression index pr PV, and the charge / discharge index pr B Is long, the control by changing the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B cannot cope with a rapid increase in the interconnection point power P (t). As a result, the interconnection point power P (t) becomes a positive value, and a reverse power flow occurs. Thereby, the reverse power relay 51 detects a reverse power flow and disconnects the photovoltaic power generation system from the power system A. Therefore, in the fifth embodiment, a method for avoiding the occurrence of reverse power flow by setting the reverse power flow avoidance target value PRPR to a value smaller than 0 by a predetermined amount or less has been shown. However, during the reverse power flow avoidance control, the interconnection point power P (t) is controlled so as to coincide with the reverse power flow avoidance target value PRPR . Therefore, in this method, the connection point power P (t) is equal to or less than a value smaller than 0 by a predetermined amount (reverse power flow avoidance target value P RPR ), and the purchased power increases accordingly. Therefore, the reverse power flow avoidance target value PRPR should be as close to 0 as possible.
そこで、第9実施形態に係る太陽光発電システムPVS9は、上記第5実施形態に示した手法とは異なる手法にて、上記のような急激な連系点電力P(t)の上昇に対しても電力系統Aから解列されることを回避している。 Therefore, the photovoltaic power generation system PVS9 according to the ninth embodiment is a method different from the method shown in the fifth embodiment with respect to the sudden increase in the interconnection point power P (t) as described above. Is also avoided from being disconnected from the power system A.
図26は、太陽光発電システムPVS9の全体構成を示している。同図に示すように、太陽光発電システムPVS9は、複数台の太陽電池SPi、複数台のパワーコンディショナPCSPVi、複数台の蓄電池Bk、複数台のパワーコンディショナPCSBk、集中管理装置MC9、電力負荷L、および、補助用継電器52を有して構成される。また、太陽光発電システムPVS9は電力系統Aに連系しており、当該太陽光発電システムPVS9と電力系統Aとの連系点には逆電力継電器51が設置されている。したがって、逆電力継電器51は、逆潮流を検出すると、太陽光発電システムPVS9を電力系統Aから解列する。なお、本実施形態においても上記第5実施形態と同様に、逆電力継電器51は、逆潮流を検出した場合、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkを電力系統Aから解列するものであってもよい。すなわち、もし逆電力継電器51によって解列されても、電力負荷Lは電力系統Aに接続されたままにしてもよい。なお、各太陽電池SPiおよび各パワーコンディショナPCSPViが、本発明の「太陽光発電装置」および「分散型電源」に相当する。また、各蓄電池Bkおよび各パワーコンディショナPCSBkが、本発明の「蓄電装置」および「分散型電源」に相当する。そして、太陽光発電システムPVS9と逆電力継電器51とを含めたものが、本発明の「電力システム」に相当する。 FIG. 26 shows the overall configuration of the photovoltaic power generation system PVS9. As shown in the figure, the photovoltaic power generation system PVS9 includes a plurality of solar cells SP i , a plurality of power conditioners PCS PVi , a plurality of storage batteries B k , a plurality of power conditioners PCS Bk , and a centralized management device. MC 9, power load L, and auxiliary relay 52 are configured. Moreover, the solar power generation system PVS9 is connected to the power system A, and a reverse power relay 51 is installed at the connection point between the solar power generation system PVS9 and the power system A. Therefore, the reverse power relay 51 disconnects the photovoltaic power generation system PVS9 from the power system A when detecting the reverse power flow. Also in this embodiment, as in the fifth embodiment, the reverse power relay 51 disconnects the power conditioners PCS PVi and PCS Bk from the power system A when a reverse power flow is detected. Also good. That is, even if the power relay L is disconnected by the reverse power relay 51, the power load L may remain connected to the power system A. Each solar cell SP i and each power conditioner PCS PVi correspond to the “solar power generation device” and “distributed power source” of the present invention. Further, each storage battery B k and each power conditioner PCS Bk correspond to the “power storage device” and “distributed power source” of the present invention. And what included the photovoltaic power generation system PVS9 and the reverse power relay 51 is equivalent to the "electric power system" of this invention.
補助用継電器52は、逆潮流を検出して動作するリレー装置である。補助用継電器52は、図示しない電気接点を有している。当該電気接点は、連系点電力P(t)が閾値以上になった場合に逆潮流の発生を検出して動作する。例えば、当該閾値として0を設定する。なお、0より所定量小さい値(ただし逆潮流回避目標値PRPRより大きい値)であってもよい。補助用継電器52は、電気接点が動作すると、電気接点が動作したこと示す接点信号を各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk、および、集中管理装置MC9に送信する。本実施形態においては、逆電力継電器51は逆潮流の状態が約50ms継続した場合に逆潮流を検出するのに対して、補助用継電器52(電気接点)は逆潮流の状態が約10ms継続した場合に逆潮流を検出している。すなわち、逆電力継電器51が逆潮流を検出する時間(逆潮流検出時間)より、補助用継電器52の逆潮流検出時間を短く設定している。これにより、補助用継電器52は逆電力継電器51よりも早く逆潮流を検出することができる。 The auxiliary relay 52 is a relay device that operates by detecting a reverse power flow. The auxiliary relay 52 has an electrical contact (not shown). The electrical contact operates by detecting the occurrence of a reverse power flow when the connection point power P (t) is equal to or greater than a threshold value. For example, 0 is set as the threshold value. It may be a value smaller than 0 by a predetermined amount (however, a value larger than the reverse power flow avoidance target value PRPR ). When the electrical contact is operated, the auxiliary relay 52 transmits a contact signal indicating that the electrical contact has been operated to each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk and the central management device MC9. In this embodiment, the reverse power relay 51 detects the reverse power flow when the reverse power flow state continues for about 50 ms, whereas the auxiliary relay 52 (electrical contact) continues the reverse power flow state for about 10 ms. If a reverse power flow is detected. That is, the reverse power flow detection time of the auxiliary relay 52 is set shorter than the time during which the reverse power relay 51 detects the reverse power flow (reverse power flow detection time). Thereby, the auxiliary relay 52 can detect the reverse power flow earlier than the reverse power relay 51.
太陽光発電システムPVS9は、連系点に設置された補助用継電器52を用いて、急激な連系点電力P(t)の上昇に対しても電力系統Aから解列されることを回避する。具体的には、太陽光発電システムPVS9は、逆潮流が発生して補助用継電器52が動作すると、そのことを各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBk、および、集中管理装置MC9に知らせる。そして、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの個別出力電力PPVi out,PBk outを強制的に低下させる。これにより、連系点電力P(t)が低下する。したがって、逆潮流が解消され、上記解列を回避している。この制御を「解列回避制御」という。 The photovoltaic power generation system PVS9 uses the auxiliary relay 52 installed at the connection point to avoid being disconnected from the power system A even when the connection point power P (t) is suddenly increased. . Specifically, when a reverse power flow occurs and the auxiliary relay 52 operates, the photovoltaic power generation system PVS9 notifies the power conditioners PCS PVi , PCS Bk and the centralized management device MC9. Then, the individual output powers P PVi out and P Bk out of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk are forcibly reduced. Thereby, connection point electric power P (t) falls. Therefore, the reverse power flow is eliminated and the above disconnection is avoided. This control is called “disconnection avoidance control”.
図27は、図26に示す太陽光発電システムPVS9の解列回避制御に関する制御系の機能構成を示している。なお、図27においては、太陽電池SPiおよび蓄電池Bkの図示を省略している。また、それぞれ1台目のパワーコンディショナPCSPVi,PCSBkのみ記載している。太陽光発電システムPVS9は、解列回避制御を行うために、上記第5実施形態に係る太陽光発電システムPVS5と比較して、集中管理装置MC5の代わりに集中管理装置MC9を備えている点で異なる。集中管理装置MC9は、集中管理装置MC5と比較して、受信部25をさらに備え、指標算出部23’の代わりに指標算出部23”を備えている。また、各パワーコンディショナPCSPViは、受信部11の代わりに受信部11’を備え、目標電力算出部12’の代わりに目標電力算出部12”を備えている。各パワーコンディショナPCSBkは、受信部31の代わりに受信部31’を備え、目標電力算出部32の代わりに目標電力算出部32’を備えている。 FIG. 27 shows a functional configuration of a control system related to the disconnection avoidance control of the photovoltaic power generation system PVS9 shown in FIG. In FIG. 27, illustration of the solar battery SP i and the storage battery B k is omitted. Only the first power conditioners PCS PVi and PCS Bk are shown. The photovoltaic power generation system PVS9 includes a centralized management device MC9 instead of the centralized management device MC5, as compared with the photovoltaic power generation system PVS5 according to the fifth embodiment, in order to perform the disconnection avoidance control. Different. The central management device MC9 further includes a receiving unit 25 as compared with the central management device MC5, and includes an index calculation unit 23 ″ instead of the index calculation unit 23 ′. Each power conditioner PCS PVi includes: A receiving unit 11 ′ is provided instead of the receiving unit 11, and a target power calculating unit 12 ″ is provided instead of the target power calculating unit 12 ′. Each power conditioner PCS Bk includes a reception unit 31 ′ instead of the reception unit 31, and includes a target power calculation unit 32 ′ instead of the target power calculation unit 32.
受信部25は、補助用継電器52から送信される接点信号を受信する。受信部25は、受信した接点信号を指標算出部23”に出力する。なお、当該受信部25が、本発明の「集中管理装置用接点信号受信手段」に相当する。 The receiving unit 25 receives a contact signal transmitted from the auxiliary relay 52. The receiving unit 25 outputs the received contact signal to the index calculating unit 23 ″. Note that the receiving unit 25 corresponds to the “contact signal receiving unit for centralized management device” of the present invention.
指標算出部23”は、通常時、上記指標算出部23’と同様に、連系点電力P(t)を目標電力にするための指標を算出する。本実施形態においては、目標電力として逆潮流回避目標値PRPRが入力されているので、指標算出部23”は、連系点電力P(t)を逆潮流回避目標値PRPRにするための抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出する。ただし、指標算出部23”は、受信部25から接点信号が入力されたときには、抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出を停止する。そして、予め設定される解列回避値を抑制指標prPVおよび充放電指標prBとする。当該解列回避値は、逆電力継電器51によって解列されることを回避するための設定値である。解列回避値は、各パワーコンディショナPCSPViにその個別出力電力PPVi outを抑制させ、かつ、各パワーコンディショナPCSBkに蓄電池Bkを充電させるように設定されている。すなわち、解列回避値は、連系点電力P(t)を小さくするように設定されている。なお、解列回避値の具体的な設定値については後述する。また、指標算出部23”は、抑制指標prPVおよび充放電指標prBとして解列回避値を用いてから、所定時間(例えば、120[s])経過すると、通常時の抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出処理を再開する。すなわち、上記逆潮流回避制御に戻る。このとき、抑制指標prPVおよび充放電指標prBの初期値をともに解列回避値として、抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出を再開する。 The index calculation unit 23 ″ calculates an index for setting the interconnection point power P (t) as the target power in the normal manner, similarly to the index calculation unit 23 ′. In the present embodiment, the index calculation unit 23 ″ is reversed as the target power. Since the power flow avoidance target value P RPR is input, the index calculation unit 23 ″ uses the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B for setting the interconnection point power P (t) to the reverse power flow avoidance target value P RPR. Is calculated. However, the index calculation unit 23 ″ stops calculating the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B when the contact signal is input from the reception unit 25. Then, the disengagement avoidance value set in advance is determined as the suppression index. Pr PV and charge / discharge index pr B. The disconnection avoidance value is a set value for avoiding disconnection by the reverse power relay 51. The disconnection avoidance value is a value for each power conditioner PCS PVi. The individual output power P PVi out is suppressed, and each power conditioner PCS Bk is set to charge the storage battery B k, that is, the disconnection avoidance value is the connection point power P (t). Note that a specific set value of the disconnection avoidance value will be described later. Further, the index calculation unit 23 ″ uses the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B as the avoidance of disconnection. With value Et al., A predetermined time (e.g., 120 [s]) after a lapse resumes normal calculation process of suppression indicators pr PV and charge-discharge indicator pr B at. That is, the process returns to the reverse power flow avoidance control. At this time, the calculation of the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B is restarted with the initial values of the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B being both set as the disconnection avoidance values.
受信部11’は、集中管理装置MC9から送信される抑制指標prPVを受信し、また、補助用継電器52から送信される接点信号を受信する。受信部11’は、受信した抑制指標prPVおよび接点信号を目標電力算出部12”に出力する。なお、当該受信部11’が、本発明の「指標受信手段」および「分散型電源用接点信号受信手段」に相当する。 The receiving unit 11 ′ receives the suppression index pr PV transmitted from the central management device MC9, and receives the contact signal transmitted from the auxiliary relay 52. The reception unit 11 ′ outputs the received suppression index pr PV and the contact signal to the target power calculation unit 12 ″. The reception unit 11 ′ includes the “index reception unit” and the “distributed power source contact” of the present invention. This corresponds to “signal receiving means”.
目標電力算出部12”は、通常時、上記目標電力算出部12’と同様に、受信部11’が受信した抑制指標prPVに基づき、自装置(パワーコンディショナPCSPVi)の個別目標電力PPVi refを算出する。ただし、目標電力算出部12”は、受信部11’から接点信号が入力されたときには、受信部11’が受信した抑制指標prPVではなく、予め設定されている解列回避値を抑制指標prPVとする。すなわち、上記(19)式に示す最適化問題において、解列回避値を抑制指標prPVとして個別目標電力PPVi refを算出する。上記するように、解列回避値は、連系点電力P(t)を小さくするように設定されているので、当該算出される個別目標電力PPVi refは小さくなる。したがって、個別出力電力PPVi outも小さくなる。なお、当該解列回避値は、指標算出部23”に設定されているものと同じである。目標電力算出部12”は、抑制指標prPVとして解列回避値を用いてから、所定時間(例えば、60[s])経過すると、通常時の個別目標電力PPVi refの算出処理に戻る。なお、目標電力算出部12”が解列回避値を用いる上記所定時間と、指標算出部23”が解列回避値を用いる上記所定時間とでは、前者を短く設定する。 In the normal state, the target power calculation unit 12 ″, like the target power calculation unit 12 ′, is based on the suppression index pr PV received by the reception unit 11 ′, and the individual target power P of its own device (power conditioner PCS PVi ). PVi ref is calculated, however, when the contact power signal is input from the receiving unit 11 ′, the target power calculating unit 12 ″ does not use the suppression index pr PV received by the receiving unit 11 ′, but a preset solution. The avoidance value is set as the suppression index pr PV . That is, in the optimization problem shown in the above equation (19), the individual target power P PVi ref is calculated using the solution avoidance value as the suppression index pr PV . As described above, since the disconnection avoidance value is set so as to reduce the interconnection point power P (t), the calculated individual target power P PVi ref becomes small. Therefore, the individual output power P PVi out is also reduced. The disconnection avoidance value is the same as that set in the index calculation unit 23 ″. The target power calculation unit 12 ″ uses the disconnection avoidance value as the suppression index pr PV , and then performs a predetermined time ( For example, when 60 [s]) has elapsed, the processing returns to the calculation processing of the individual target power P PVi ref at the normal time. Note that the former is set shorter between the predetermined time in which the target power calculation unit 12 ″ uses the disconnection avoidance value and the predetermined time in which the index calculation unit 23 ″ uses the disconnection avoidance value.
受信部31’は、集中管理装置MC9から送信される充放電指標prBを受信し、また、補助用継電器52から送信される接点信号を受信する。受信部31’は、受信した充放電指標prBおよび接点信号を目標電力算出部32’に出力する。なお、当該受信部31’も、本発明の「指標受信手段」および「分散型電源用接点信号受信手段」に相当する。 The receiving unit 31 ′ receives the charge / discharge index pr B transmitted from the centralized management device MC9, and also receives the contact signal transmitted from the auxiliary relay 52. The receiving unit 31 ′ outputs the received charge / discharge index pr B and the contact signal to the target power calculating unit 32 ′. The receiving unit 31 ′ also corresponds to “index receiving means” and “distributed power contact signal receiving means” of the present invention.
目標電力算出部32’は、通常時、上記目標電力算出部32と同様に、受信部31’が受信した充放電指標prBに基づき、自装置(パワーコンディショナPCSBk)の個別目標電力PBk refを算出する。ただし、目標電力算出部32’は、受信部31’から接点信号が入力されたときには、受信部31’が受信した充放電指標prBではなく、予め設定されている解列回避値を充放電指標prBとする。すなわち、上記(20)式に示す最適化問題において、解列回避値を充放電指標prBとして個別目標電力PBk refを算出する。上記するように、解列回避値は、連系点電力P(t)を小さくするように設定されているので、算出される個別目標電力PBk refは小さくなる。したがって、個別出力電力PBk outも小さくなる。なお、当該解列回避値は、指標算出部23”に設定されているものと同じである。目標電力算出部32’は、充放電指標prBとして解列回避値を用いてから、所定時間(例えば、60[s])経過すると、通常時の個別目標電力PBk refの算出処理に戻る。なお、目標電力算出部12”が解列回避値を用いる上記所定時間と、目標電力算出部32’が解列回避値を用いる上記所定時間とは、同じである。 In the normal state, the target power calculation unit 32 ′, like the target power calculation unit 32, based on the charge / discharge index pr B received by the reception unit 31 ′, the individual target power P of its own device (power conditioner PCS Bk ). Bk ref is calculated. However, when the contact signal is input from the receiving unit 31 ′, the target power calculating unit 32 ′ charges / discharges a preset disconnection avoidance value instead of the charging / discharging index pr B received by the receiving unit 31 ′. The index is pr B. That is, in the optimization problem shown in the above equation (20), the individual target power P Bk ref is calculated using the disconnection avoidance value as the charge / discharge index pr B. As described above, since the disconnection avoidance value is set so as to reduce the interconnection point power P (t), the calculated individual target power P Bk ref becomes small. Accordingly, the individual output power P Bk out is also reduced. The disconnection avoidance value is the same as that set in the index calculation unit 23 ″. The target power calculation unit 32 ′ uses the disconnection avoidance value as the charge / discharge index pr B for a predetermined time. When the time elapses (for example, 60 [s]), the process returns to the calculation processing of the individual target power P Bk ref at the normal time. 32 'is the same as the above-mentioned predetermined time for using the discontinuity avoidance value.
次に、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkおよび集中管理装置MC9に設定される解列回避値について説明する。 Next, the disconnection avoidance values set in the power conditioners PCS PVi and PCS Bk and the central management device MC9 will be described.
本実施形態においては、各パワーコンディショナPCSPViの有効電力抑制に関する重みwPVi(上記(19a)式参照)および各パワーコンディショナPCSBkの有効電力に関する重みwBk(上記(20a)式参照)が以下に示すように設定されている。 In the present embodiment, the weight w PVi about effective suppression of power each power conditioner PCS PVi ((19a) above formula refer) weight w Bk regarding active power and the power conditioner PCS Bk (above (20a) see formula) Is set as shown below.
具体的には、各パワーコンディショナPCSPViの有効電力抑制に関する重みwPViとして、下記(37)式で算出される値を用いる。下記(37)式において、prPV lmtは、抑制指標限界を示している。当該抑制指標限界prPV lmtは、個別出力電力PPVi outを0にするときの抑制指標、すなわち、個別出力電力PPVi outを100%抑制するときの抑制指標である。また、PPVi lmtは、上記各パワーコンディショナPCSPViの定格出力である。なお、各パワーコンディショナPCSPViの定格出力PPVi lmtの代わりに、疑似有効出力限界Pφiを用いてもよい。すなわち、下記(37’)式で算出される値を用いてもよい。
wPVi=prPV lmt/(2×PPVi lmt)・・・(37)
wPVi=prPV lmt/(2×Pφi)・・・(37’)
Specifically, a value calculated by the following equation (37) is used as the weight w PVi related to effective power suppression of each power conditioner PCS PVi . In the following equation (37), pr PV lmt indicates the suppression index limit. The suppression index limit pr PV lmt is a suppression index when the individual output power P PVi out is set to 0, that is, a suppression index when the individual output power P PVi out is suppressed by 100%. P PVi lmt is the rated output of each of the power conditioners PCS PVi . In place of the rated output P PVi lmt of each power conditioner PCS PVi , a pseudo effective output limit P φi may be used. That is, a value calculated by the following equation (37 ′) may be used.
w PVi = pr PV lmt / (2 × P PVi lmt ) (37)
w PVi = pr PV lmt / (2 × P φi ) (37 ′)
図28(a)は、上記(37)式を用いて有効電力抑制に関する重みwPViを設定したときの、抑制指標prPVと個別出力電力PPVi outとの関係を示している。図28(a)において、実線は定格出力PPVi lmtが500kWのパワーコンディショナPCSPViのときを、破線は定格出力PPVi lmtが250kWのパワーコンディショナPCSPViのときを、一点鎖線は定格出力PPVi lmtが100kWのパワーコンディショナPCSPViのときをそれぞれ示している。また、上記(37)式における上記抑制指標限界prPV lmtを100とした。 FIG. 28A shows the relationship between the suppression index pr PV and the individual output power P PVi out when the weight w PVi related to effective power suppression is set using the above equation (37). In FIG. 28 (a), the solid line when the rated output P PVi lmt power conditioner PCS PVi of 500kW, broken lines when the rated output P PVi lmt power conditioner PCS PVi of 250 kW, dashed line rated output This shows the case where the power conditioner PCS PVi with P PVi lmt of 100 kW is shown. Further, the suppression index limit pr PV lmt in the above equation (37) was set to 100.
図28(a)が示すように、抑制指標prPVが0から100(抑制指標限界prPV lmt)の間で20上昇する毎に、定格出力PPVi lmtが500kWの場合100kW、定格出力PPVi lmtが250kWの場合50kW、定格出力PPVi lmtが100kWの場合20kWずつ低下している。これは、各パワーコンディショナPCSPViの定格出力PPVi lmtの20%ずつ低下していることになる。すなわち、各パワーコンディショナPCSPViの定格出力PPVi lmtに対する割合で個別出力電力PPVi outを抑制している。したがって、同じ抑制指標prPVの変化量であっても、各パワーコンディショナPCSPViの定格出力PPVi lmtに応じて個別出力電力PPVi outの抑制量が変化している。また、各パワーコンディショナPCSPViはともに、抑制指標prPVが上記抑制指標限界prPV lmtのときに、個別出力電力PPVi outが0となっている。すなわち、100%抑制している。さらに、抑制指標prPVが0のときに、個別出力電力PPVi outが定格出力PPVi lmtとなっている。すなわち、最大限出力可能な電力が出力されている。そして、図28(a)に示すように、抑制指標prPVが0から抑制指標限界prPV lmt(100)の間では、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outが線形的に変化している。なお、各パワーコンディショナPCSPViは、その定格出力PPVi lmt以上の電力を出力できないため、抑制指標prPVが負の値であるときは一定値(定格出力PPVi lmt)となっている。 As shown in FIG. 28 (a), the each suppression index pr PV is 20 rises between 0 and 100 (inhibition index limit pr PV lmt), when the rated output P PVi lmt is 500kW 100 kW, the rated output P PVi When lmt is 250 kW, 50 kW, and when the rated output P PVi lmt is 100 kW, the power decreases by 20 kW. This would have reduced by 20% of the rated output P PVi lmt of the power conditioner PCS PVi. That is, the individual output power P PVi out is suppressed at a ratio to the rated output P PVi lmt of each power conditioner PCS PVi . Therefore, even if the change amount of the same suppression index pr PV is changed, the suppression amount of the individual output power P PVi out changes according to the rated output P PVi lmt of each power conditioner PCS PVi . In each power conditioner PCS PVi , the individual output power P PVi out is 0 when the suppression index pr PV is the suppression index limit pr PV lmt . That is, 100% is suppressed. Furthermore, when the suppression index pr PV is 0, the individual output power P PVi out is the rated output P PVi lmt . That is, the maximum power that can be output is output. As shown in FIG. 28A , when the suppression index pr PV is between 0 and the suppression index limit pr PV lmt (100), the individual output power P PVi out of each power conditioner PCS PVi changes linearly. doing. Since each power conditioner PCS PVi cannot output electric power that exceeds its rated output P PVi lmt , it is a constant value (rated output P PVi lmt ) when the suppression index pr PV is a negative value.
同様に、各パワーコンディショナPCSBkの有効電力に関する重みwBkとして、下記(38)式で算出される値を用いる。下記(38)式において、prB lmtは、充放電指標限界を示している。当該充放電指標限界prB lmtは、最大限出力可能な電力で蓄電池Bkを充放電するときの充放電指標、すなわち、個別出力電力PBk outが定格出力PBk lmtの100%で充放電するときの充放電指標である。また、wSOCkは、上記蓄電池BkのSOCに応じた重みを示しており、PBk maxは、蓄電池Bkにおける各種制約を考慮したときに最大限出力可能な電力(以下、「制約最大出力」という。)を示している。当該制約最大出力PBk maxは、上記蓄電池Bkの充電定格出力PSMk lmt、上記蓄電池Bkの放電定格出力PSPk lmtおよびパワーコンディショナPCSBkの定格出力PBk lmtに基づいて設定される。具体的には、充電定格出力PSMk lmtの正負の符号を反転させた値と放電定格出力PSPk lmtの値とを比較し、いずれか大きい方の値を求める。そして、この大きい方の値と、定格出力PBk lmtの値とを比較し、いずれか小さい方の値を制約最大出力PBk maxとして設定する。
wBk=prB lmt/(2×wSOCk×PBk max)・・・(38)
Similarly, a value calculated by the following equation (38) is used as the weight w Bk related to the active power of each power conditioner PCS Bk . In the following equation (38), pr B lmt indicates a charge / discharge index limit. The charging / discharging index limit pr B lmt is a charging / discharging index when charging / discharging the storage battery B k with the maximum output power, that is, charging / discharging when the individual output power P Bk out is 100% of the rated output P Bk lmt. It is a charging / discharging index. In addition, w SOCk indicates a weight according to the SOC of the storage battery B k , and P Bk max indicates power that can be output to the maximum when various restrictions in the storage battery B k are considered (hereinafter referred to as “constraint maximum output”). "). The constraint maximum output P Bk max is set based on the battery B k charger rated output P SMk lmt, rated output P Bk lmt discharge rated output P SPk lmt and power conditioner PCS Bk of the battery B k . Specifically, the value obtained by inverting the sign of the charge rated output P SMk lmt and the value of the discharge rated output P SPk lmt are compared to determine the larger value. Then, the larger value is compared with the value of the rated output P Bk lmt , and the smaller value is set as the constraint maximum output P Bk max .
w Bk = pr B lmt / (2 × w SOCk × P Bk max ) (38)
図28(b)は、上記(38)式を用いて有効電力に関する重みwBkを設定したときの、充放電指標prBと個別出力電力PBk outとの関係を示している。図28(b)において、実線は定格出力PBk lmtが500kWのパワーコンディショナPCSBkのときを、破線は定格出力PBk lmtが250kWのパワーコンディショナPCSBkのときを、一点鎖線は定格出力PBk lmtが100kWのパワーコンディショナPCSBkのときをそれぞれ示している。また、上記(38)式における上記充放電指標限界prB lmtを100とした。 FIG. 28B shows the relationship between the charge / discharge index pr B and the individual output power P Bk out when the weight w Bk related to the active power is set using the equation (38). In FIG. 28 (b), the solid line when the rated output P Bk lmt is power conditioner PCS Bk of 500kW, dashed lines when the rated output P Bk lmt is power conditioner PCS Bk of 250 kW, dashed line rated output This shows a case where the power conditioner PCS Bk has P Bk lmt of 100 kW. Further, the charging / discharging index limit pr B lmt in the equation (38) was set to 100.
図28(b)が示すように、充放電指標prBが−100(充放電指標限界prB lmtを負の値にしたもの)から100(充放電指標限界prB lmt)の間で20上昇する毎に、定格出力PBk lmtが500kWの場合100kW、定格出力PBk lmtが250kWの場合50kW、定格出力PBk lmtが100kWの場合20kWずつ低下している。これは、各パワーコンディショナPCSBkの定格出力PBk lmtの20%ずつ低下していることになる。すなわち、各パワーコンディショナPCSBkの定格出力PBk lmtに対する割合で個別出力電力PBk outを制御している。したがって、同じ充放電指標prBの変化量であっても、パワーコンディショナPCSBkの定格出力PBk lmtに応じて、蓄電池Bkの充放電量が変化している。また、各パワーコンディショナPCSBkはともに、充放電指標prBが充放電指標限界prB lmtを負の値にしたもの(−prB lmt)であるときに、定格出力PBk lmtと同じ値の個別出力電力PBk outで蓄電池Bkを放電する。一方、充放電指標prBが充放電指標限界prB lmtであるときに、定格出力PBk lmtと同じ値の個別出力電力PBk outで蓄電池Bkを充電している。すなわち、最大限出力可能な電力で蓄電池Bkを充放電している。さらに、充放電指標prBが0のときに、個別出力電力PBk outが0になっている。そして、図28(b)に示すように、個別出力電力PBk outが線形的に変化している。 As shown in FIG. 28B , the charge / discharge index pr B is increased by 20 from −100 (the charge / discharge index limit pr B lmt is a negative value) to 100 (charge / discharge index limit pr B lmt ). When the rated output P Bk lmt is 500 kW, the output is reduced by 100 kW, when the rated output P Bk lmt is 250 kW, 50 kW, and when the rated output P Bk lmt is 100 kW, the power decreases by 20 kW. This means that the rated output P Bk lmt of each power conditioner PCS Bk is reduced by 20%. That is, the individual output power P Bk out is controlled at a ratio to the rated output P Bk lmt of each power conditioner PCS Bk . Therefore, even if the change amount of the same charge / discharge index pr B is changed, the charge / discharge amount of the storage battery B k is changed according to the rated output P Bk lmt of the power conditioner PCS Bk . Also, each power conditioner PCS Bk has the same value as the rated output P Bk lmt when the charge / discharge index pr B is a negative value of the charge / discharge index limit pr B lmt (−pr B lmt ). discharging the storage battery B k at the individual output power P Bk out. On the other hand, when the charge / discharge index pr B is the charge / discharge index limit pr B lmt , the storage battery B k is charged with the individual output power P Bk out having the same value as the rated output P Bk lmt . That is, the storage battery Bk is charged / discharged with electric power that can be output to the maximum. Further, when the charge / discharge index pr B is 0, the individual output power P Bk out is 0. As shown in FIG. 28B , the individual output power P Bk out changes linearly.
本実施形態において、解列回避値は、上記抑制指標限界prPV lmtおよび上記充放電指標限界prB lmtに基づいて設定されている。具体的には、抑制指標限界prPV lmtおよび充放電指標限界prB lmtを同じ値Xにし、そして、解列回避値としてこの値Xを設定する。例えば、抑制指標限界prPV lmtおよび充放電指標限界prB lmtをともに100に設定したとき、解列回避値も100に設定する。これにより、補助用継電器52が動作し、接点信号が送信されると、各パワーコンディショナPCSPViの出力を100%抑制し、また、各パワーコンディショナPCSBkがその定格出力PBk lmtの100%で蓄電池Bkを充電することができる(図28参照)。すなわち、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの個別出力電力PPVi out,PBk outを最大限低下させて、連系点電力P(t)を低下させることができる。 In the present embodiment, the disconnection avoidance value is set based on the suppression index limit pr PV lmt and the charge / discharge index limit pr B lmt . Specifically, the suppression index limit pr PV lmt and the charge / discharge index limit pr B lmt are set to the same value X, and this value X is set as a disconnection avoidance value. For example, when the suppression index limit pr PV lmt and the charge / discharge index limit pr B lmt are both set to 100, the disconnection avoidance value is also set to 100. As a result, when the auxiliary relay 52 operates and a contact signal is transmitted, the output of each power conditioner PCS PVi is suppressed by 100%, and each power conditioner PCS Bk is 100 of its rated output P Bk lmt . %, The storage battery B k can be charged (see FIG. 28). That is, it is possible to reduce the interconnection point power P (t) by reducing the individual output powers P PVi out and P Bk out of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk as much as possible.
このように構成された太陽光発電システムPVS9において、連系点電力P(t)が逆潮流しないように、上記第5実施形態と同様に、連系点電力P(t)を逆潮流回避目標値PRPRに制御する。このときに、連系点電力P(t)が急激に上昇して、連系点電力P(t)が0以上となった場合、補助用継電器52は、逆潮流を検出する。そして、接点信号を各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkおよび集中管理装置MC9のそれぞれに送信する。各パワーコンディショナPCSPViは、接点信号を受信すると、所定時間(例えば60[s])の間、解列回避値を抑制指標prPVとして個別目標電力PPVi refを算出する。同様に、各パワーコンディショナPCSBkは、接点信号を受信すると、所定時間(例えば60[s])の間、解列回避値を充放電指標prBとして個別目標電力PBk refを算出する。また、集中管理装置MC9は、接点信号を受信すると、抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出を停止し、解列回避値を抑制指標prPVおよび充放電指標prBとして、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkに送信する。これにより、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outおよび各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outがともに低下する。したがって、連系点電力P(t)が低下し、逆潮流を解消することができる。 In the photovoltaic power generation system PVS9 configured as described above, the reverse power flow avoidance target is used for the connection point power P (t) as in the fifth embodiment so that the connection power P (t) does not flow backward. Control to the value PRPR . At this time, when the connection point power P (t) rapidly increases and the connection point power P (t) becomes 0 or more, the auxiliary relay 52 detects a reverse power flow. Then, the contact signal is transmitted to each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk and the central control device MC9. When each power conditioner PCS PVi receives the contact signal, it calculates the individual target power P PVi ref using the disconnection avoidance value as the suppression index pr PV for a predetermined time (for example, 60 [s]). Similarly, each power conditioner PCS Bk , when receiving the contact signal, calculates the individual target power P Bk ref using the disconnection avoidance value as the charge / discharge index pr B for a predetermined time (for example, 60 [s]). Further, upon receiving the contact signal, the central management device MC9 stops calculating the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B , and uses the disconnection avoidance values as the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B for each power condition. Send to PCS PVi and PCS Bk . Thus, the individual output power P Bk out of individual output power P PVi out and the power conditioner PCS Bk of the power conditioner PCS PVi both reduced. Accordingly, the interconnection point power P (t) is reduced, and the reverse power flow can be eliminated.
なお、本実施形態においては、各パワーコンディショナPCSBkは、接点信号を受信して、解列回避値を充放電指標prBとする場合を例に説明したが、これに限定されない。具体的には、補助用継電器52は、各パワーコンディショナPCSBkに、接点信号を送信せず、各パワーコンディショナPCSBkは接点信号を受信しないようにしてもよい。この場合、各パワーコンディショナPCSBkは、常時、集中管理装置MC9から受信する充放電指標prBを用いた個別目標電力PBk outの算出を継続する。あるいは、各パワーコンディショナPCSBkは、接点信号を受信しても、充放電指標prBとして解列回避値を用いずに、常時、集中管理装置MC9から受信する充放電指標prBを用いた個別目標電力PBk outの算出を継続するようにしてもよい。これらの場合であっても、集中管理装置MC9が接点信号を受信することで、解列回避値を充放電指標prBとして送信するので、各パワーコンディショナPCSBkの個別出力電力PBk outは低下する。 In the present embodiment, each power conditioner PCS Bk receives a contact signal and uses the disconnection avoidance value as the charge / discharge index pr B. However, the present invention is not limited to this. Specifically, the auxiliary relay 52, each power conditioner PCS Bk, without transmitting the contact signal, the power conditioner PCS Bk may be configured not to receive the contact signal. In this case, each power conditioner PCS Bk always continues to calculate the individual target power P Bk out using the charge / discharge index pr B received from the central management device MC9. Or even if each power conditioner PCS Bk receives the contact signal, the charge / discharge index pr B received from the centralized management device MC9 is always used without using the disconnection avoidance value as the charge / discharge index pr B. The calculation of the individual target power P Bk out may be continued. Even in these cases, when the centralized management device MC9 receives the contact signal, the disconnection avoidance value is transmitted as the charge / discharge index pr B , so that the individual output power P Bk out of each power conditioner PCS Bk is descend.
図29は、解列回避制御を行わない場合と行った場合とにおけるシミュレーション結果を示している。すなわち、第5実施形態に係る太陽光発電システムPVS5と第9実施形態に係る太陽光発電システムPVS9とを想定してシミュレーションしたときの結果を示している。なお、当該シミュレーションにおいては、逆電力継電器51を備えておらず、逆潮流が発生しても解列されないものとしている。また、当該シミュレーションにおいては、補助用継電器52から各パワーコンディショナPCSBkには接点信号が送信されていないものとしている。すなわち、各パワーコンディショナPCSBkは、接点信号を受信せず、常時、集中管理装置MC9から受信する充放電指標prBに基づいて個別目標電力PBk refを算出しているものとしている。図29(a)は、解列回避制御を行わない場合を示している。図29(b)は、解列回避制御を行った場合を示している。図29(c)は、図29(b)における一部を拡大したものである。図29(a)と図29(b)において、日射量の変動は同じである。 FIG. 29 shows simulation results when the disconnection avoidance control is not performed and when it is performed. That is, the result when simulating assuming the photovoltaic power generation system PVS5 according to the fifth embodiment and the photovoltaic power generation system PVS9 according to the ninth embodiment is shown. In the simulation, the reverse power relay 51 is not provided, and the reverse power flow is not disconnected even if a reverse power flow occurs. In the simulation, it is assumed that no contact signal is transmitted from the auxiliary relay 52 to each power conditioner PCS Bk . That is, each power conditioner PCS Bk does not receive the contact signal, and always calculates the individual target power P Bk ref based on the charge / discharge index pr B received from the central management device MC9. FIG. 29A shows a case where the disconnection avoidance control is not performed. FIG. 29B shows a case where the disconnection avoidance control is performed. FIG. 29 (c) is an enlarged view of a part of FIG. 29 (b). In FIG. 29 (a) and FIG. 29 (b), the variation in the amount of solar radiation is the same.
解列回避制御を行わない場合(太陽光発電システムPVS5の場合)、図29(a)に示すように、日射変動が激しい期間T1において、逆潮流回避制御が追い付かず、連系点電力P(t)が0kWを超えていることが分かる。このとき、逆潮流が発生しているので、本来なら、逆電力継電器51が逆潮流を検出して、電力系統Aから解列してしまう。一方、解列回避制御を行った場合(太陽光発電システムPVS9の場合)、図29(b)および図29(c)に示すように、期間T1において、連系点電力P(t)が0kWを超えていないことが分かる。これは、太陽光発電システムPVS9は、解列回避制御によって、連系点電力P(t)が0kWを超えないように制限していることを示している。したがって、逆電力継電器51によって、逆潮流は検出されず、電力系統Aから解列されない。また、各図において、期間T1以降においては、逆潮流回避制御により、連系点電力P(t)が逆潮流回避目標値PRPRに一致していることが分かる。 When the disconnection avoidance control is not performed (in the case of the photovoltaic power generation system PVS5), as shown in FIG. 29 (a), the reverse power flow avoidance control cannot catch up in the period T1 in which the solar radiation fluctuation is severe, and the interconnection point power P ( It can be seen that t) exceeds 0 kW. At this time, since the reverse power flow is generated, the reverse power relay 51 detects the reverse power flow and is disconnected from the power system A. On the other hand, when the disconnection avoidance control is performed (in the case of the photovoltaic power generation system PVS9), as shown in FIGS. 29B and 29C, the interconnection point power P (t) is 0 kW in the period T1. It can be seen that it does not exceed. This indicates that the photovoltaic power generation system PVS9 restricts the interconnection power P (t) from exceeding 0 kW by the disconnection avoidance control. Therefore, reverse power flow is not detected by the reverse power relay 51 and is not disconnected from the power system A. Moreover, in each figure, after period T1, it turns out that the connection point electric power P (t) corresponds with the reverse power flow avoidance target value PRPR by reverse power flow avoidance control.
以上のことから、本実施形態に係る太陽光発電システムPVS9によれば、逆潮流が発生しても、逆電力継電器51が逆潮流を検出する前に、補助用継電器52が検出して動作することで、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outおよび各パワーコンディショナのPCSBkの個別出力電力PBk outをともに低下させることができる。これにより、連系点電力P(t)が低下して、逆潮流を解消することができる。したがって、逆電力継電器51によって太陽光発電システムPVS9が電力系統Aから解列されることを回避することができる。また、逆潮流回避制御において、逆潮流回避目標値PRPRを極力0に近い値にすることができるため、買電電力を小さくすることができる。 From the above, according to the photovoltaic power generation system PVS9 according to the present embodiment, even if a reverse power flow occurs, the auxiliary relay 52 detects and operates before the reverse power relay 51 detects the reverse power flow. it is, it is possible to both reduce the individual output power P Bk out of individual output power P PVi out and PCS Bk of each power conditioner of the power conditioner PCS PVi. Thereby, connection point electric power P (t) falls and a reverse power flow can be eliminated. Therefore, it is possible to avoid the photovoltaic power generation system PVS9 being disconnected from the power system A by the reverse power relay 51. Further, in the reverse power flow avoidance control, the reverse power flow avoidance target value PRPR can be set to a value as close to 0 as possible, so that the purchased power can be reduced.
上記第9実施形態においては、補助用継電器52を備える場合を説明したが、集中管理装置MC9の処理時間が逆電力継電器51の逆潮流検出時間より短い場合には、補助用継電器52を備えなくてもよい。この場合、補助用継電器52を備える代わりに、集中管理装置MC9において、次の処理を行う。すなわち、指標算出部23”は、連系点電力検出部22から入力される連系点電力P(t)が閾値を超えた場合に、解列回避値を抑制指標prPVおよび充放電指標prBとする。なお、この閾値は、補助用継電器52に設定された逆潮流を検出するための閾値と同じにすればよい。そして、抑制指標prPV(充放電指標prB)として解列回避値が各パワーコンディショナPCSPVi(PCSBk)に送信され、各パワーコンディショナPCSPVi(PCSBk)が受信した抑制指標prPV(充放電指標prB)(解列回避値)を用いて個別目標電力PPVi ref(PBk ref)の算出処理を行うことで、連系点電力P(t)を低下させることができる。これにより、逆電力継電器51によって逆潮流が検出される前に逆潮流を解消することができる。したがって、逆電力継電器51による解列を回避することができる。なお、集中管理装置MC9の処理時間は、連系点電力P(t)の検出時間(検出間隔)、抑制指標prPVおよび充放電指標prBの算出時間、および、抑制指標prPVおよび充放電指標prBの送信時間(送信間隔)などに依存する。よって、これらを短くすることで、集中管理装置MC9の処理時間を短くすることができる。 In the ninth embodiment, the case where the auxiliary relay 52 is provided has been described. However, when the processing time of the central management device MC9 is shorter than the reverse power flow detection time of the reverse power relay 51, the auxiliary relay 52 is not provided. May be. In this case, instead of providing the auxiliary relay 52, the central management device MC9 performs the following processing. That is, the index calculation unit 23 ″ sets the disconnection avoidance value as the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr when the connection point power P (t) input from the connection point power detection unit 22 exceeds the threshold. and B. Note that this threshold value, the reverse flow set for the auxiliary relay 52 may be the same as the threshold value for detecting. Then, disconnection avoided as suppression indicator pr PV (discharge indicator pr B) value is sent to each power conditioner PCS PVi (PCS Bk), individually using each power conditioner PCS PVi (PCS Bk) suppression indicators received pr PV (discharge indicator pr B) (disconnection avoidance value) By performing the calculation process of the target power P PVi ref (P Bk ref ), the connection point power P (t) can be reduced, so that the reverse power flow is detected before the reverse power relay 51 detects the reverse power flow. Tidal current can be eliminated. Therefore, it is possible to avoid disconnection due to the reverse power relay 51. Note that the processing time of the central control device MC9 is, the detection time (detection interval) interconnection node power P (t), suppression indicators pr PV and charge calculation time of the discharge indicator pr B, and alternatively on the suppression indicators pr PV and charge-discharge indicator pr transmission time B (transmission interval). Therefore, by shortening them, shorten the processing time of the central control device MC9 can do.
上記第9実施形態においては、補助用継電器52は、接点信号を各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkおよび集中管理装置MC9のそれぞれに送信する場合を説明したが、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkだけに送信するようにしてもよい。すなわち、集中管理装置MC9には送信しなくてもよい。この場合、指標算出部23”は、連系点電力P(t)と逆潮流回避目標値PRPRとに基づいて、抑制指標prPVおよび充放電指標prBを算出し続けるが、各パワーコンディショナPCSPVi(PCSBk)は、受信した接点信号に基づいて、集中管理装置MC9から受信した抑制指標prPV(充放電指標prB)ではなく、解列回避値を用いて最適化問題を解く。これにより、連系点電力P(t)が低下する。したがって、接点信号を集中管理装置MC9に送信しなくても、連系点電力P(t)を低下させることができる。また、反対に集中管理装置MC9にだけ送信し、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkには送信しないようにしてもよい。この場合、指標算出部23”は、受信した接点信号に基づいて、解列回避値を抑制指標prPVおよび充放電指標prBとする。そして、抑制指標prPV(充放電指標prB)として解列回避値が各パワーコンディショナPCSPVi(PCSBk)に送信され、各パワーコンディショナPCSPVi(PCSBk)が受信した抑制指標prPV(充放電指標prB)(解列回避値)を用いて個別目標電力PPVi ref(PBk ref)の算出処理を行うことで、連系点電力P(t)を低下させることができる。したがって、接点信号を各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkに送信しなくても、連系点電力P(t)を低下させることができる。ただし、集中管理装置MC9にだけ送信する場合には、上記と同様に集中管理装置MC9の処理時間が逆電力継電器51の逆潮流検出時間よりも短い必要がある。以上のことから、これらの場合であっても、逆電力継電器51によって逆潮流が検出される前に逆潮流を解消することができるので、上記解列を回避することができる。 In the ninth embodiment, the auxiliary relay 52 transmits the contact signal to each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk and the central control device MC9. However, the power conditioners PCS PVi and PCS are described. You may make it transmit only to Bk . That is, it is not necessary to transmit to the central management device MC9. In this case, the index calculation unit 23 ″ continues to calculate the suppression index pr PV and the charge / discharge index pr B based on the interconnection point power P (t) and the reverse power flow avoidance target value PRPR , but each power condition PCS PVi (PCS Bk ) solves the optimization problem based on the received contact signal, not using the suppression index pr PV (charge / discharge index pr B ) received from the central control device MC9 but using the separation avoidance value. As a result, the connection point power P (t) is reduced, so that the connection point power P (t) can be reduced without transmitting the contact point signal to the central management device MC9. May be transmitted only to the centralized management device MC9 and not transmitted to each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk . In this case, the index calculation unit 23 ″ avoids disconnection based on the received contact signal. Inhibition index p And PV, and the charge-discharge index pr B. The suppression indicator disconnection avoidance value as pr PV (discharge indicator pr B) is transmitted to the power conditioner PCS PVi (PCS Bk), suppression index pr PV of the power conditioner PCS PVi (PCS Bk) received The interconnection point power P (t) can be reduced by calculating the individual target power P PVi ref (P Bk ref ) using (charge / discharge index pr B ) (disconnection avoidance value). Therefore, the connection point power P (t) can be reduced without transmitting a contact signal to each of the power conditioners PCS PVi and PCS Bk . However, when transmitting only to the central management device MC9, the processing time of the central management device MC9 needs to be shorter than the reverse power flow detection time of the reverse power relay 51 as described above. From the above, even in these cases, the reverse power flow can be eliminated before the reverse power flow is detected by the reverse power relay 51, so that the above disconnection can be avoided.
上記第9実施形態においては、解列回避値を上記抑制指標限界prPV lmtおよび上記充放電指標限界prB lmtに基づいて設定されている場合を説明したが、連系点電力P(t)を低下させる値であれば、これに限定されない。例えば、解列回避制御において、各パワーコンディショナPCSBkは、電力系統A側に電力を出力しなければよい。すなわち、個別出力電力PBk outを0以下の値にすればよいため、各パワーコンディショナPCSBkに対する解列回避値は0以上の値であればよい。また、予め設定されているのではなく、そのときの状況から求めるようにしてもよい。例えば、現在の個別出力電力PPVi out,PBk outを所定量(例えば50%など)低下させる抑制指標prPVおよび充放電指標prBを求め、これを解列回避値として用いてもよい。 In the ninth embodiment, the case where the disconnection avoidance value is set based on the suppression index limit pr PV lmt and the charge / discharge index limit pr B lmt has been described, but the interconnection point power P (t) The value is not limited to this as long as the value decreases. For example, in the disconnection avoidance control, each power conditioner PCS Bk may not output power to the power system A side. That is, since the individual output power P Bk out may be set to a value of 0 or less, the disconnection avoidance value for each power conditioner PCS Bk may be a value of 0 or more. Further, it may be determined from the situation at that time, not set in advance. For example, a suppression index pr PV and a charge / discharge index pr B that reduce the current individual output powers P PVi out and P Bk out by a predetermined amount (for example, 50%) may be obtained and used as the disconnection avoidance value.
上記第9実施形態においては、逆潮流回避制御によって連系点電力P(t)を逆潮流回避目標値PRPRに制御しているときに、逆潮流が発生する場合を説明したが、これに限定されない。すなわち、連系点電力P(t)(あるいはシステム総出力Ptotal(t))の目標電力が逆潮流回避目標値PRPR以外であるときにも、逆潮流が発生する可能性がある。例えば、上記第4実施形態に示したピークカット制御において、連系点電力P(t)をピークカット目標値Pcutに制御しているときに、電力負荷Lが急激に低下すると、各パワーコンディショナPCSPVi,PCSBkの個別出力電力PPVi out,PBk outの合計値が電力負荷Lの消費電力を上回ってしまう場合がある。この場合、逆潮流が発生する。もし、太陽光発電システムPVS4において、逆潮流が禁止され、逆電力継電器51を備えている場合、逆電力継電器51によって解列される。したがって、ピークカット制御においても逆潮流が禁止されている場合、太陽光発電システムに補助用継電器52を追加して、ピークカット制御を行うとともに解列回避制御を行うようにしてもよい。なお、ピークカット制御中は、抑制指標prPVを「0」にして、太陽電池SPiによって発電された電力をすべて出力しているため、解列回避制御からピークカット制御に戻るときに、抑制指標prPVが急激に変化する(例えば100から0に瞬時的に変化する)。この急激な抑制指標prPVの変化により、各パワーコンディショナPCSPViの個別出力電力PPVi outの制御が不安定になる可能性があるため、抑制指標prPVを解列回避値から徐々に(例えば5分程度かけて)「0」にするとよい。同様に、上記第8実施形態に示した太陽光発電システムPVS8においても、逆潮流が禁止されている場合、補助用継電器52を追加して、スケジュール制御を行うとともに解列回避制御を行うようにしてもよい。以上のことから、逆潮流が禁止されている太陽光発電システムにおいて、補助用継電器52を追加して解列回避制御を行うようにしてもよい。 In the ninth embodiment, a case has been described in which reverse power flow occurs when the interconnection point power P (t) is controlled to the reverse power flow avoidance target value PRPR by reverse power flow avoidance control. It is not limited. That is, the reverse power flow may occur even when the target power of the interconnection point power P (t) (or the total system output P total (t)) is other than the reverse power flow avoidance target value PRPR . For example, in the peak cut control shown in the fourth embodiment, when the interconnection point power P (t) is controlled to the peak cut target value P cut , if the power load L decreases rapidly, each power condition In some cases, the total value of the individual output powers P PVi out and P Bk out of the PCS PVi and PCS Bk may exceed the power consumption of the power load L. In this case, reverse power flow occurs. If the reverse power flow is prohibited and the reverse power relay 51 is provided in the photovoltaic power generation system PVS4, the reverse power relay 51 is disconnected. Therefore, when reverse power flow is also prohibited in peak cut control, an auxiliary relay 52 may be added to the photovoltaic power generation system to perform peak cut control and disconnection avoidance control. During peak cut control, the suppression index pr PV is set to “0” and all the electric power generated by the solar cell SP i is output. Therefore, when the peak cut control is returned from the disconnection avoidance control, the suppression is performed. The index pr PV changes rapidly (for example, changes instantaneously from 100 to 0). This change in drastic suppression indicator pr PV, because the control of the individual output power P PVi out of the power conditioner PCS PVi may become unstable, slowly suppression index pr PV from Kairetsu avoidance value ( It may be set to “0” (for example, over about 5 minutes). Similarly, also in the photovoltaic power generation system PVS8 shown in the eighth embodiment, when reverse power flow is prohibited, an auxiliary relay 52 is added to perform schedule control and disconnection avoidance control. May be. From the above, in the photovoltaic power generation system in which reverse power flow is prohibited, the auxiliary relay 52 may be added to perform disconnection avoidance control.
上記第9実施形態においては、補助用継電器52の逆潮流検出時間を逆電力継電器51の逆潮流検出時間より短くすることで、補助用継電器52が逆電力継電器51よりも早く逆潮流を検出する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、補助用継電器52の電気接点に設定される上記閾値(逆潮流の状態であると判断する閾値)を、逆電力継電器51が逆潮流の状態であると判断する閾値より小さくしてもよい。ただし、補助用継電器52の電気接点に設定される閾値は逆潮流回避目標値PRPRより大きい値にしておく。この場合、連系点電力P(t)が逆電力継電器51の閾値より先に補助用継電器52の閾値を超えるので、補助用継電器52は逆電力継電器51よりも早く逆潮流を検出することができる。 In the ninth embodiment, by making the reverse power flow detection time of the auxiliary relay 52 shorter than the reverse power flow detection time of the reverse power relay 51, the auxiliary relay 52 detects the reverse power flow earlier than the reverse power relay 51. Although the case has been described, the present invention is not limited to this. For example, the threshold value (threshold value determined to be in the reverse power flow state) set at the electrical contact of the auxiliary relay 52 may be smaller than the threshold value that determines that the reverse power relay 51 is in the reverse power flow state. . However, the threshold value set for the electrical contact of the auxiliary relay 52 is set to a value larger than the reverse power flow avoidance target value PRPR . In this case, since the interconnection point power P (t) exceeds the threshold value of the auxiliary relay 52 before the threshold value of the reverse power relay 51, the auxiliary relay 52 may detect the reverse power flow earlier than the reverse power relay 51. it can.
上記第9実施形態においては、蓄電装置(蓄電池BkおよびパワーコンディショナPCSBk)を備えた場合を説明したが、これを備えていない太陽光発電システムであっても、解列回避制御を適用することができる。 In the ninth embodiment, the case where the power storage device (the storage battery B k and the power conditioner PCS Bk ) is provided has been described, but the disconnection avoidance control is applied even to a solar power generation system that does not include the power storage device. can do.
上記第1実施形態ないし第9実施形態においては、上記系統連系システムが太陽光発電システムである場合を例に説明したが、これに限られない。上記系統連系システムは、他の発電システムであってもよい。他の発電システムとしては、例えば、風力発電システムや燃料電池による発電システム、回転機形の発電機による発電システム、ネガワット取引を行うアグリゲータによる、需要家の負荷を管理する仮想的な発電システムなどが考えられる。なお、アグリゲータは、ネガワット取引により、節約できた電力を発電した電力とみなしているので、実際に発電を行っているのではない。これらの発電システムの場合でも、集中管理装置は、連系点電力を検出するか個別出力電力の総和を算出して調整対象電力とし、指標を算出して各電力装置に送信する。そして、各発電システムの電力装置は、受信した指標を用いた最適化問題に基づいて、自装置の個別目標電力を算出し、当該個別目標電力となるように個別出力電力を制御する。太陽光発電システム、風力発電システムや燃料電池による発電システムの場合、電力装置は、パワーコンディショナである。また、回転機形の発電機による発電システムの場合、電力装置は、発電機およびこれを制御する制御装置である。また、アグリゲータによる発電システムの場合、電力装置は、需要家の負荷およびこれを制御する制御装置である。なお、アグリゲータによる発電システムにおいては、節約できた電力を発電した電力とみなしているので、需要家の負荷の通常の消費電力から削減した電力が個別出力電力になる。また、上記系統連系システムは、上記した発電システムを併用したものとしてもよい。例えば、太陽光発電システムに回転機形の発電機を追加して、集中管理装置が太陽光発電システムの各パワーコンディショナおよび発電機の制御装置に指標を送信して全体の出力を制御する構成としてもよい。 In the said 1st Embodiment thru | or 9th Embodiment, although the case where the said grid connection system was a solar power generation system was demonstrated to the example, it is not restricted to this. The grid interconnection system may be another power generation system. Other power generation systems include, for example, a wind power generation system, a fuel cell power generation system, a rotary generator-type power generation system, and a virtual power generation system that manages the load on consumers by an aggregator that performs negawatt transactions. Conceivable. Note that the aggregator does not actually generate power because it regards the power saved by the negawatt transaction as generated power. Even in the case of these power generation systems, the centralized management device detects the connection point power or calculates the sum of the individual output powers as the adjustment target power, calculates the index, and transmits it to each power device. And the electric power apparatus of each electric power generation system calculates the individual target electric power of an own apparatus based on the optimization problem using the received parameter | index, and controls individual output electric power so that it may become the said individual target electric power. In the case of a photovoltaic power generation system, a wind power generation system, or a power generation system using a fuel cell, the power device is a power conditioner. In the case of a power generation system using a rotating machine type generator, the power device is a generator and a control device that controls the generator. Moreover, in the case of the power generation system by an aggregator, an electric power apparatus is a consumer's load and a control apparatus which controls this. In the power generation system using the aggregator, since the saved power is regarded as generated power, the power reduced from the normal power consumption of the consumer's load becomes the individual output power. The grid interconnection system may be a combination of the power generation system described above. For example, a configuration in which a rotating machine type generator is added to the photovoltaic power generation system, and the central control device transmits an index to each power conditioner and generator control device of the photovoltaic power generation system to control the overall output It is good.
本開示に係る電力システムは、上記実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載の内容を逸脱しなければ、各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The power system according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and the specific configuration of each part can be variously modified without departing from the content described in the claims.
PVS1〜PVS9 太陽光発電システム
A 電力系統
SPi 太陽電池
Bk 蓄電池
PCSi,PCSPVi,PCSBk パワーコンディショナ
GPV 第1パワーコンディショナ群
GB 第2パワーコンディショナ群
11,11’,31,31’ 受信部
12,12’,12”,32,32’ 目標電力算出部
13,33 出力制御部
14,34 出力電力検出部
15,35 送信部
MC1〜MC9 集中管理装置
21 目標電力設定部
22 連系点電力検出部
23,23’,23” 指標算出部
24,24’ 送信部
25 受信部
51 逆電力継電器
52 補助用継電器
61 受信部
62,62’ 総出力算出部
63,63’ 指標算出部
L 電力負荷
PVS1~PVS9 photovoltaic system A power system SP i solar cell B k accumulator PCS i, PCS PVi, PCS Bk power conditioner G PV first power conditioner group G B second power conditioner group 11, 11 ', 31 , 31 ′ receiving unit 12, 12 ′, 12 ″, 32, 32 ′ target power calculation unit 13, 33 output control unit 14, 34 output power detection unit 15, 35 transmission unit MC1 to MC9 centralized management device 21 target power setting unit 22 interconnection point power detection unit 23, 23 ′, 23 ″ index calculation unit 24, 24 ′ transmission unit 25 reception unit 51 reverse power relay 52 auxiliary relay 61 reception unit 62, 62 ′ total output calculation unit 63, 63 ′ index Calculation part L Electricity load
Claims (6)
前記系統連系システムから前記電力系統への逆潮流を検出すると、少なくとも前記分散型電源を前記電力系統から解列する逆電力継電器と、
を備える電力システムであって、
前記集中管理装置は、
調整対象電力を検出する調整対象電力検出手段と、
前記調整対象電力が目標電力となるように、前記調整対象電力と前記目標電力とに基づき、前記分散型電源の個別出力電力を制御するための指標を算出する指標算出手段と、
前記指標を前記分散型電源に送信する指標送信手段と、を備えており、
前記分散型電源は、
前記指標を受信する指標受信手段と、
前記指標を用いた最適化問題に基づいて、当該分散型電源の個別目標電力を算出する目標電力算出手段と、
前記個別目標電力となるように当該分散型電源の前記個別出力電力を制御する制御手段と、を備えており、
前記系統連系システムは、前記逆電力継電器によって逆潮流が検出される前に、前記指標を変更して前記個別出力電力を低下させる、
ことを特徴とする電力システム。 An electric power load, a distributed power source, and a centralized management device for managing the distributed power source, and a grid interconnection system linked to an electric power system;
When detecting a reverse power flow from the grid interconnection system to the power system, at least the reverse power relay that disconnects the distributed power source from the power system;
A power system comprising:
The centralized management device is:
Adjustment target power detection means for detecting adjustment target power;
Index calculation means for calculating an index for controlling individual output power of the distributed power source based on the adjustment target power and the target power so that the adjustment target power becomes target power;
Index transmitting means for transmitting the index to the distributed power source,
The distributed power source is
Index receiving means for receiving the index;
Target power calculation means for calculating individual target power of the distributed power source based on the optimization problem using the index;
Control means for controlling the individual output power of the distributed power source so as to be the individual target power,
The grid interconnection system reduces the individual output power by changing the index before a reverse power flow is detected by the reverse power relay,
A power system characterized by that.
前記補助用継電器は、前記系統連系システムと前記電力系統との連系点における連系点電力に基づいて動作する電気接点を有しており、前記電気接点が動作したとき、前記電気接点が動作したことを示す接点信号を前記分散型電源に送信し、
前記分散型電源は、
前記接点信号を受信する分散型電源用接点信号受信手段をさらに備えており、
前記目標電力算出手段は、前記分散型電源用接点信号受信手段が前記接点信号を受信したとき、前記個別出力電力を低下させるための解列回避値を前記指標とする、
請求項1に記載の電力システム。 The grid interconnection system further includes an auxiliary relay different from the reverse power relay,
The auxiliary relay has an electrical contact that operates based on a connection point power at a connection point between the grid connection system and the power system, and when the electrical contact is operated, the electrical contact is Send a contact signal indicating that it has operated to the distributed power source,
The distributed power source is
It further comprises distributed power source contact signal receiving means for receiving the contact signal,
The target power calculation means uses, as the index, a disconnection avoidance value for reducing the individual output power when the distributed power contact signal receiving means receives the contact signal.
The power system according to claim 1.
請求項2に記載の電力システム。 The target power calculation means resumes the calculation of the individual target power using the index received by the index receiving means after continuing the calculation of the individual target power using the disjunction avoidance value for a predetermined time.
The power system according to claim 2.
前記集中管理装置は、
前記接点信号を受信する集中管理装置用接点信号受信手段をさらに備えており、
前記指標算出手段は、前記集中管理装置用接点信号受信手段が前記接点信号を受信したとき、前記指標の算出を停止し、前記指標の算出を停止している間、前記解列回避値を前記指標とする、
請求項2または請求項3に記載の電力システム。 The auxiliary relay further transmits the contact signal to the central control device,
The centralized management device is:
It further comprises contact signal receiving means for a centralized management device that receives the contact signal,
The index calculation means stops the calculation of the index when the contact signal receiving means for the centralized management device receives the contact signal, and the discontinuity avoidance value is calculated while the calculation of the index is stopped. As an indicator,
The electric power system of Claim 2 or Claim 3.
請求項4に記載の電力システム。 The index calculation means restarts the calculation of the index when a predetermined time has elapsed since the calculation of the index was stopped;
The power system according to claim 4.
前記複数の分散型電源には、太陽光発電装置と蓄電装置とを含んでおり、
前記太陽光発電装置に対する前記解列回避値と前記蓄電装置に対する前記解列回避値とは異なる、
請求項2ないし請求項5のいずれか一項に記載の電力システム。 The grid interconnection system has a plurality of the distributed power sources,
The plurality of distributed power sources include a solar power generation device and a power storage device,
The disconnection avoidance value for the solar power generation device is different from the disconnection avoidance value for the power storage device.
The power system according to any one of claims 2 to 5.
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