JP2019030190A - 発電設備の制御方法および発電設備の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配電系統に接続された複数の発電設備が提供する電力を確保し、かつ、配電系統の電圧や電流を許容値から逸脱しないように制御する。【解決手段】本発明の発電設備の制御方法は、複数の発電設備が接続された配電系統の電圧を計測し、前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電圧が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を停止し、該停止した発電電力に相当する電力を、前記電圧が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、発電設備の制御方法および発電設備の制御装置に関する。

近年、太陽光や風力などの変動電源の増加や、送配電事業者による需給バランスをとるための調整に係るコストの低減などが求められている。しかしながら、変動電源が増加すると需給バランスをとるための調整力を増加させることとなり、この２つの社会的要求は両立が難しい。また、電力の小売事業者においては、常に安価な電力の調達を必要としており、卸電力取引所である時間断面において高値の電気を調達しなければならないときには、これに変わる電気を臨時に調達したいニーズなどがある。そこで、需要場所に設置している発電源や蓄電池、或いは需要場所での需要量を任意に制御することで、この調整力の代替や電気の卸供給をするための電源として活用する、技術が求められている。

ところで、電気の需要場所で発電した電力を配電系統に逆潮流させる場合、配電系統の電圧や熱容量が、配電設備の上限規定値を超える可能性が生じる。電力の安定供給は、電圧を正常な範囲に保ち、熱容量が配電設備の許容量を超えないことで実現するので、需要場所からの逆潮流は、安定供給を損なう可能性がある。

従来は、発電設備能力から発電される最大出力を基に送配電設備の設計を行ない工事することで安全を担保していた。そのため、年に幾度もない最大発電量に合わせて設備構築されるため送配電事業者や発電者のコスト負担も少なくない。今後、需要場所への蓄電池や燃料電池等の発電設備の導入が進み、これを需給調整力や卸供給電源として活用することを考えると、既存の配電系統を増強することなしに、そのまま活用する技術が望まれる。そのためには、配電系統の電圧や電流が適正範囲に保たれるよう発電量を調整する技術が必要となる。

系統の電圧を監視し、それによって発電設備の出力を調整する方法としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。この技術によれば系統電圧の許容値から逸脱しないよう個々の発電設備（蓄電池）を制御することが可能となる。しかしながら、需給調整力や卸供給電源として活用することを考えた場合、電力の必要な提供量は決まっており、発電設備の出力を低下させてしまうと足りなくなる場合があるという課題があった。

特許第５６３３８７２号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる発電設備の制御方法および発電設備の制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の発電設備が接続された配電系統の電圧を計測し、前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電圧が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を停止し、該停止した発電電力に相当する電力を、前記電圧が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御することを特徴とする発電設備の制御方法である。

また、本発明の一態様は、複数の発電設備が接続された配電系統の電圧を計測し、前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電圧が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を低下させ、該低下させた発電電力に相当する電力を、前記電圧が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御することを特徴とする発電設備の制御方法である。

また、本発明の一態様は、複数の発電設備が接続された配電系統の電流を計測し、前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電流が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を停止し、該停止した発電電力に相当する電力を、前記電流が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御することを特徴とする発電設備の制御方法である。

また、本発明の一態様は、複数の発電設備が接続された配電系統の電流を計測し、前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電流が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を低下させ、該低下させた発電電力に相当する電力を、前記電流が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御することを特徴とする発電設備の制御方法である。

また、本発明の一態様は、同一配電系統上に複数の発電設備が設置され、該配電系統上に流れる電流を計測し、計測された電流値が前記配電系統の許容値を超えた場合、許容値以下になるよう、該複数の発電設備の、全体の出力を低下させ、該低下させた発電電力に相当する電力を、電流が許容値以下の他の配電系統上に設置された１または複数の発電設備で発電することで補うことを特徴とする発電設備の制御方法である。

また、本発明の一態様は、上記発電設備の制御方法であって、前記同一配電系統上に設置された前記複数の発電設備のうちの一部の発電設備を停止することによって前記全体の出力を低下させる。

また、本発明の一態様は、上記発電設備の制御方法であって、前記同一配電系統上に設置された前記複数の発電設備各々の出力を調整することによって前記全体の出力を低下させる。

また、本発明の一態様は、複数の発電設備が接続された配電系統の電圧または電流を計測する計測部と、１または複数の前記発電設備で所定の電力を発電した場合、前記電圧または前記電流が許容値を超えるとき、その許容値を超えた前記箇所に対応する１または複数の前記発電設備の発電を制限し、該制限した発電電力に相当する電力を、前記電圧および前記電流が許容値以下の前記箇所に対応する１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御する制御部とを備える発電設備の制御装置である。

本発明の各態様によれば、配電系統に接続された複数の発電設備が提供する電力を確保し、かつ、配電系統の電圧や電流を許容値から逸脱しないように制御することができる。

本発明の一実施形態に係る発電設備の制御システムの構成例を示す模式図である。 図１に示す統合制御装置２、情報収集・制御装置６２、および蓄電池設備６３の構成例を示すブロック図である。 図１に示す配電系統Ａ４の構成例を示す模式図である。 図１に示す配電系統Ａ４の他の構成例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る発電設備の制御装置の基本的構成例と動作例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る発電設備の制御システム（発電設備の制御装置）１（以下、制御システム１という）の構成例を示す模式図である。

図１に示す制御システム１は、統合制御装置２と、住宅等の複数の需要地６に設置された情報収集・制御装置６２および電力の発電、蓄電、負荷等を行う電気設備と、統合制御装置２と複数の情報収集・制御装置６２間を接続する通信設備とを備える。

図１では、需要地６に設置されている電気設備として、蓄電池設備６３、太陽光発電設備６４、電力負荷設備６５を例示している。これらの蓄電池設備６３、太陽光発電設備６４、電力負荷設備６５は、電力線６６と分電盤６１を介して配電系統Ａ４または配電系統Ｂ５に接続されている。ただし、各需要地６は、蓄電池設備６３、太陽光発電設備６４、および電力負荷設備６５をすべて備えていてもよいし、いずれか１つまたは２つを備えていてもよい。なお、蓄電池設備６３は、蓄電池と、例えば、その蓄電池からの放電や蓄電池への充電を制御するインバータ、コンバータ等の電力変換回路、制御回路等を備える。太陽光発電設備６４は、太陽電池モジュールと、例えば、太陽電池の出力を所定の直流電力や交流電力に変換するパワーコンディショナ等の変換回路、制御回路等を備える。なお、太陽光発電設備６４のパワーコンディショナ等の変換回路や制御回路と、蓄電池設備６３のインバータ、コンバータ等の電力変換回路は、一体的に構成されていてもよい。電力負荷設備６５は、１または複数の電気機器等を含む。

なお、本実施形態において、発電設備とは、蓄電池設備６３、太陽光発電設備６４等の電力を発生する設備である。発電設備としては、蓄電池設備６３と太陽光発電設備６４のほか、例えば、燃料電池、ガスエンジン発電機、ディーゼルエンジン発電機、風力発電等がある。需要地６は、例えば、１または複数種類の発電設備を備えることができる。

なお、本実施形態では、発電設備のうち、運転もしくは停止、または出力調整等の制御可能なものを制御対象とする。また、発電設備は、上述したように、電力負荷設備６５が設置された需要地６（需要場所）に設置された発電設備であってもよいし、電力負荷設備６５が設置されていない需要地６に単独で設置された発電設備であってもよい。すなわち、本実施形態において需要地６は、電力負荷設備６５が設置されていない設置場所を含む。なお、需要地６は、電力系統を構成する発電所→（送電線）→変電所→（配電線）→需要場所の各構成要素のうちの「需要場所」に対応する。

また、通信設備は、インターネット等の通信網３と、統合制御装置２と通信網３間および情報収集・制御装置６２と通信網３間を接続する複数の通信線８を有している。

配電系統Ａ４は、配電変電所１１と配電線路や配電設備等を備える。配電線路は、例えば、高圧配電線と低圧配電線を含む。配電線は、例えば、電柱に電線を架線した架空配電線と、ケーブルを地中に埋設した地中配電線を含む。配電設備は、配電用変圧器（受電用変圧器や柱上変圧器）、開閉器、引込線７、電力量計等を含む。また、配電系統Ｂ５は、配電変電所１２と配電系統Ａ４と同様の配電線路や配電設備等を備える。配電系統Ａ４と配電系統Ｂ５は、例えば所定の１または複数箇所に、配電線や引込線７に流れる電圧や電流を検知する電圧センサーや電流センサーを備えている。

次に、図２を参照して、図１に示す統合制御装置２、情報収集・制御装置６２および蓄電池設備６３の構成例について説明する。図２は、図１に示す統合制御装置２、情報収集・制御装置６２および蓄電池設備６３が有する情報の処理と通信に係る構成と、各構成間の情報の流れを示す。図２に示す統合制御装置２は、データ受信部２１、制御量演算部２２、および制御指令値送信部２３を有する。情報収集・制御装置６２は、電力情報受信部６２１、データ送信部６２２、制御指令値受信部６２３、制御量演算部６２４、および制御指令値送信部６２５を有する。情報収集・制御装置６２は、例えば、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）の制御装置である。ただし、制御量演算部６２４は、省略してもよい。また、蓄電池設備６３は、制御指令値受信部６３１、制御部６３２、および蓄電池状態送信部６３３を有する。

図２に示す構成例において、電力情報受信部６２１は、分電盤６１から、例えば引込線７の電圧や電流の計測結果を受信する。また、電力情報受信部６２１は、分電盤６１から、例えば引込線７を介して配電系統Ａ４または配電系統Ｂ５から順潮流する電力または配電系統Ａ４または配電系統Ｂ５へ逆潮流する電力の計測結果を示す情報を受信する。電力情報受信部６２１は、また、蓄電池状態送信部６３３から、蓄電池設備６３の蓄電残量、充放電電力の値等の蓄電池の状態を示す情報を受信する。データ送信部６２２は、例えば電力情報受信部６２１が分電盤６１または蓄電池状態送信部６３３から受信した情報を、所定の時間間隔でデータ受信部２１に対して送信する。

データ受信部２１は、データ送信部６２２が送信した情報を受信する。また、データ受信部２１は、図示していない送配電事業者や小売電気事業者のサーバ等から電力提供の要請を示す情報を受信したり、配電系統の電圧、電流等の状態を示す情報を系統情報として受信したりする。データ受信部２１は、受信した情報を制御量演算部２２へ出力する。

制御量演算部２２は、後述するようにして、データ受信部２１から入力された情報に基づき、所定の時間間隔で蓄電池設備６３の放電電力（あるいは充放電電力）の制御指令値を演算し、演算した結果を制御指令値送信部２３へ出力する。なお、制御指令値は、蓄電池設備６３からの放電電力量（あるいは充放電電力量）の制御指令値を示す値であってもよい。なお、蓄電池設備６３以外の発電設備を制御対象とする場合、制御量演算部２２が演算する制御指令値は発電電力（あるいは発電電力量）の制御指令値を示す値となる。制御指令値送信部２３は、例えば蓄電池設備６３の放電電力の制御指令値を示す情報を制御指令値受信部６２３へ送信する。

制御指令値受信部６２３は、制御指令値送信部２３から蓄電池設備６３の放電電力の制御指令値を示す情報を受信し、制御指令値送信部６２５へ出力する。制御指令値送信部６２５は、制御指令値受信部６２３から入力した蓄電池設備６３の放電電力の制御指令値を示す情報を、制御指令値受信部６３１へ送信する。

制御指令値受信部６３１は、制御指令値送信部６２５から受信した蓄電池設備６３の放電電力の制御指令値を示す情報を、制御部６３２へ出力する。制御部６３２は、制御指令値受信部６３１から入力した蓄電池設備６３の放電電力の制御指令値を示す情報に基づき、蓄電池設備６３の放電電力を制御する。

また、制御量演算部６２４は、例えば、電力情報受信部６２１が受信した情報を入力し、入力した情報に基づいて、制御量演算部２２に代わり、自装置が制御する蓄電池設備６３の放電電力の制御指令値を演算する。制御指令値送信部６２５は、制御量演算部６２４が出力した制御指令値または制御指令値送信部２３が送信した制御指令値を制御指令値受信部６３１に対して送信する。なお、制御量演算部６２４が出力した制御指令値に基づいて蓄電池設備６３を制御する場合、統合制御装置２がその制御状態を認識できるようにするため、データ送信部６２２は、制御内容を示す情報をデータ受信部２１に対して送信する。

本実施形態において制御量演算部２２は、例えば次の（１）〜（７）のいずれかに示す演算の仕方で、蓄電池設備６３の放電電力の制御指令値を演算する。なお、（１）〜（７）では、蓄電池設備６３を発電設備とし、放電電力の制御指令値を発電量の制御指令値として、制御量演算部２２による演算の仕方について説明する。ここで、発電量の制御指令値は、発電電力の制御指令値であってもよいし、発電電力量の制御指令値であってもよい。

（１）例えば、制御量演算部２２は、まず、複数の発電設備が接続された配電系統の電圧を１または複数箇所で計測した結果をデータ受信部２１から入力する。次に、制御量演算部２２は、各発電設備を出力可能な最大値（ｋＷ）で発電させた場合に、電圧が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を停止し、その停止した発電電力に相当する電力を、電圧が許容値以下の他の１または複数の発電設備で発電させることで補えるよう各発電設備を制御することができるように各発電設備に対する発電量の制御指令値を演算する。

（２）あるいは、制御量演算部２２は、まず、複数の発電設備が接続された配電系統の電圧を１または複数箇所で計測した結果をデータ受信部２１から入力する。次に、制御量演算部２２は、各発電設備を出力可能な最大値（ｋＷ）で発電させた場合に、電圧が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を低下させ、その低下させた発電電力に相当する電力を、電圧が許容値以下の他の１または複数の発電設備で発電させることで補えるよう各発電設備を制御することができるように各発電設備に対する発電量の制御指令値を演算する。

（３）あるいは、制御量演算部２２は、まず、複数の発電設備が接続された配電系統の電流を１または複数箇所で計測した結果をデータ受信部２１から入力する。次に、制御量演算部２２は、各発電設備を出力可能な最大値（ｋＷ）で発電させた場合に、電流が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を停止し、その停止した発電電力に相当する電力を、電流が許容値以下の他の１または複数の発電設備で発電させることで補えるよう各発電設備を制御することができるように各発電設備に対する発電量の制御指令値を演算する。

（４）あるいは、制御量演算部２２は、まず、複数の発電設備が接続された配電系統の電流を１または複数箇所で計測した結果をデータ受信部２１から入力する。次に、制御量演算部２２は、各発電設備を出力可能な最大値（ｋＷ）で発電させた場合に、電流が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を低下させ、その低下させた発電電力に相当する電力を、電流が許容値以下の他の１または複数の発電設備で発電させることで補えるよう各発電設備を制御することができるように各発電設備に対する発電量の制御指令値を演算する。

（５）あるいは、制御量演算部２２は、まず、同一配電系統上に複数の発電設備が設置されているその配電系統上に流れる電流を計測した結果をデータ受信部２１から入力する。次に、制御量演算部２２は、計測された電流値が配電系統の許容値を超えた場合、許容値以下になるよう、その複数の発電設備の、全体の出力を低下させ、その低下させた発電電力に相当する電力を、電流が許容値以下の他の配電系統上に設置された１または複数の発電設備で発電することで補うことができるように各発電設備に対する発電量の制御指令値を演算する。

（６）なお、制御量演算部２２は、（５）の処理において、同一配電系統上に設置された複数の発電設備のうちの一部の発電設備を停止することによって全体の出力を低下させる、ことができるように各発電設備に対する発電量の制御指令値を演算することができる。

（７）また、制御量演算部２２は、（５）の処理において、同一配電系統上に設置された複数の発電設備各々の出力を調整することによって全体の出力を低下させる、ことができるように各発電設備に対する発電量の制御指令値を演算することができる。

なお、本実施形態において、配電系統の電圧または電流の計測は、例えば次のように行うことができる。すなわち、例えば配電系統Ａ４またはＢ５に接続された引込線７が屋内に引き込まれて分電盤６１内に接続される点の近傍において配電系統の電圧または電流を計測することができる。電圧は相間電圧を電圧センサーによって測定し、電流はＣＴ（変流器）等電流センサーによって計測することができる。近年は電圧／電流測定機能を備えた分電盤があり、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）の通信ケーブルで外部に計測値情報を伝送できるものがあり、これを活用しても良い。

また、出力可能な最大値（ｋＷ）とは、その発電設備が有する定格の最大出力値のことである。ただし、ガスエンジン発電機等燃料を必要とする発電機については、燃料消費率が最大となる出力と置き換えて読む。

電圧の許容値とは、電力の品質安定のために設けられた許容値のことを指し、一般には電気事業法施行規則で２０２Ｖ±２０Ｖ、１０１Ｖ±６Ｖと定められている値を用いるが、これに限定するものではない。

電流の許容値とは、配電設備の保安上問題とならない電流値の許容値で、電線ケーブルの種類や太さで決まる。本請求項では、需要場所や発電設備の引き込み点で測定しているので、引込線の許容電流値を指す。

また、（５）において、同一配電系統上とは、配電変電所１１および１２から需要側であって、電流値を制御しようとする区間を指す。例えば、ある配電系統から支線が分岐している場合で、複数の発電設備がその支線に接続されており、その支線の電流値を計測する場合は、同一配電系統上とはその支線の制御区間をいう。また、支線に分岐される前の電流値を計測しその計測値に基づいて制御する場合は、支線に分岐される前の区間からの制御区間のことを指す。この場合、電流の許容値とは、配電設備の保安上問題とならない電流値の許容値で、電線ケーブルの種類や太さ、変圧器の仕様等で決まる。また、（５）では、複数の需要場所や発電設備が接続されている配電系統上で測定しているので、引込線や変圧器、開閉器等配電系統機器のうち最も小さな許容電流値で決まる。

なお、制御システム１における制御の概要は次のとおりである。本実施形態では、太陽光発電設備６４および蓄電池設備６３が設置された需要地（住宅）６が、複数、配電系統Ａ４または配電系統Ｂ５に連系されている。近年、住宅の太陽光発電設備は大容量化が進み定格出力が６ｋＷ以上のものも珍しくない。送配電事業者や電力小売事業者からある時間において電気の提供を要請された場合、設置された蓄電池から電気を供出する。すると、これが晴れた日の日中であれば、太陽光発電の余剰電力に加え、当該蓄電池電力も配電系統に逆潮流することとなる。逆潮流する電力が大きいことから、住宅と系統との連系点において電圧が許容値を超えることや、住宅への電力の引込線の電流許容値超えることが懸念される。また、このような住宅が複数あると、その住宅群が接続されている配電系統全体で電流がその許容値を超える危険もある。そのため、本実施形態では、配電系統の電圧・電流値は適正範囲を保つように蓄電池からの電力供出量を抑制し、これにより不足した電力は、別の需要地（＝発電地）にて蓄電池から放電することで補っている。

各需要地（＝発電地、住宅）６において、配電系統Ａ４またはＢ５は、分電盤６１で主開閉器等を経て各発電設備や電力負荷設備に電力線６６を介して接続されている。電流センサーや電圧センサーはこの分電盤６１内に設置され、配電系統Ａ４またはＢ５からの引込線７の末端付近で測定される。上述したように、近年、センサーを内蔵した分電盤もありこれを活用することも考えられる。これらのセンサーで、配電系統Ａ４またはＢ５からの順潮流電力、系統への逆潮流電力、電圧などが計測できる。

このセンサーで取得したデータは、情報収集・制御装置６２に通信線６７によって送られ、情報収集・制御装置６２では電力情報受信部６２１でこのデータを受信する。通信には例えば宅内ＬＡＮが使用される。電力情報受信部６２１で受信するデータは、電圧、電流データの他、消費電力や太陽光発電電力、また、蓄電池設備６３に内蔵される蓄電池状態送信部６３３から、充電状態や放電可能量、充電／放電／停止などの動作情報が送られてくる。これらのデータは、データ送信部６２２から統合制御装置２に送信される。

統合制御装置２ではこれらデータの他、送配電事業者や小売電気事業者から電力提供の要請があった場合に、提供する時刻、時間、電力などデータが送られてきて、これをデータ受信部２１で受信する。また、情報収集・制御装置６２からのデータは、ある特定需要地のデータのみならず、複数の需要地（住宅）６からデータが送られてくる。その頻度は例えば１分間隔とすることができる。統合制御装置２の制御量演算部２２では、データ受信部２１で受信したデータから、どの需要地（住宅）６の蓄電池設備６３からどれだけの出力で放電すれば良いかを演算する。蓄電池設備６３のインバータロスを考慮するとできるだけ効率の良い出力、すなわち定格出力で放電させるよう演算するのが好ましい。また、全ての住宅から放電するのではなく、必要最小限に限って放電する蓄電池を選定することが望ましい。電力提供の時刻になると、その結果を制御指令値送信部２３が、各需要地（住宅）６の情報収集・制御装置６２に送信する。

情報収集・制御装置６２は、制御指令値受信部６２３にてこれを受信し、制御指令値送信部６２５より蓄電池設備６３に送信される。

蓄電池設備６３では、制御指令値受信部６３１でこの情報を受信し、制御部６３２にてその指令値どおりの放電を行なう。電力提供の終了時刻になると、同様に統合制御装置２から蓄電池設備６３からの放電の停止の指令を発し、情報収集・制御装置６２を介して蓄電池設備６３は放電を停止する。

なお、電圧許容値あるいは電流許容値に達する電圧あるいは電流が検知された場合の制御システム１の動作は次の通りである。

＜上限電圧値を検知した場合＞
蓄電池設備６３からの放電を開始したとき、若しくは、蓄電池設備６３が放電している最中に、ある需要地（住宅）６で分電盤６１内の電圧センサーで測定された電圧が配電系統Ａ４またはＢ５の許容範囲の上限を超えたことが検知された場合、その電圧値データは、統合制御装置２に送信される。統合制御装置２の制御量演算部２２は、当該需要地（住宅）６の蓄電池設備６３からの放電を停止若しくは放電出力を抑制し、その電力相当分を、他の需要地（住宅）６の蓄電池設備６３から放電するよう演算する。この結果を制御指令値送信部２３から情報収集・制御装置６２を介し、蓄電池設備６３に伝達、作動させる。

なお、電圧上昇による蓄電池設備６３からの放電の停止若しくは出力抑制は、情報収集・制御装置６２に制御量演算部６２４を設ければ、統合制御装置２に情報を挙げなくとも各需要地（住宅）６において実行することが可能となる。または蓄電池設備６３に電力情報受信部と制御量演算部を設けても可能である。これらの場合、放電の停止若しくは出力抑制された蓄電池のデータを、情報収集・制御装置６２のデータ送信部６２２から統合制御装置２に送信し、統合制御装置２の制御量演算部２２にて、電力提供要請量と照合し、不足分を他の需要地（住宅）６の蓄電池設備６３から放電するよう演算する。

＜上限電流値を検知した場合＞
ある需要地（住宅）６で分電盤６１内の電流センサーで測定された電流が配電系統Ａ４またはＢ５の許容範囲の上限を超えたことが検知された場合、上限電圧値を検知した場合と同様の処置をとるが、同一配電系統上の複数の需要地（住宅）６からの放電や、需要減、太陽光の発電増などにより、その系統全体として電流が増えた場合、分電盤６１内の電流センサーではその検知が不可能となる。その場合は、配電系統Ａ４またはＢ５上に設置された電流センサーの情報を用いることとなる。この情報は系統情報として、例えば送配電事業者が発信し統合制御装置２のデータ受信部２１で受信することが考えられる。この系統情報は、計測地点、電流の上限値、計測された電流値であっても良いし、当該地点の潮流を低下させる量であっても良い。いま、配電系統Ａ４にて電流値が上限に達しようとしている場合、統合制御装置２の制御量演算部２２では、配電系統Ａ４／Ｂ５／・・・の系統情報と各需要地（住宅）６の位置情報、各需要地（住宅）６の蓄電池設備６３からの放電出力から、抑制すべき蓄電池設備６３とその量を演算し、その抑制量に相当する電力量を、例えば電流値に余裕のある配電系統Ｂ５に接続された需要地（住宅）６の蓄電池設備６３から放電するよう演算する。

以上のように本実施形態によれば、配電系統に配置された発電設備を活用する際に、配電系統の電圧値や電流値を見ながら、問題にならないよう発電設備の発電量を制限し、且つ、問題とならない需要地の発電設備を稼動させることができる。これによれば、電圧値や電流値を許容値以下に制御するとともに、需給調整力や卸供給電源として所定の電力量を提供可能とすることができる。

次に、図３を参照して、本発明の一実施形態として、図１に示す制御システム１の変形例（制御システム１ａとする）について説明する。図３に示す制御システム１ａでは、図１に示す配電系統Ａ４に接続される発電設備等の構成例が変形されている。なお、図３では、図１に示す構成例からの変形部分を図示し、統合制御装置２等の同一の構成については一部図示を省略している。また、図３において、図１に示す構成と同一または対応する構成には同一の符号を用いている。図３に示す制御システム１ａでは、配電系統Ａ４が、複数の電柱４３と、高圧配電線４１と、柱上変圧器４４と、低圧配電線４２と、引込線７とを備えている。需要地（住宅）６では、低圧配電線４２に接続された引込線７が電力量計６８を介して分電盤６１内で主開閉器６１２に接続されている。また、分電盤６１には発電設備である蓄電池設備６３が接続されている。分電盤６１は計測部６１１を有し、計測部６１１が分電盤６１内で引込線７の相間電圧と相電流を計測する。

また、図３に示す制御システム１ａは、配電系統Ａ４に接続される発電設備として、大型蓄電池設備９を備えている。大型蓄電池設備９は、内部に蓄電池と、インバータ、コンバータ等の変換回路と、制御回路と、電圧・電流センサー９１を備える。電圧・電流センサー９１は、引込線１０４の相間電圧と相電流を計測し、計測結果を示す情報を例えば図１に示す統合制御装置２へ送信する。引込線１０４は、構内第１号柱１０１上に設置されている計器用変圧変流器１０２を介して高圧配電線４１に接続されている引込線７１に接続されている。計器用変圧変流器１０２には電力量計１０３が接続されている。大型蓄電池設備９は、引込線１０４を介して、高圧配電線４１との間で電力を順潮流させたり、逆潮流させたりする。

図３に示す制御システム１ａによれば、図１に示す制御システム１と同様に次の効果が得られる。すなわち、図３に示す制御システム１ａでは、配電系統Ａ４に配置された蓄電池設備６３、大型蓄電池設備９等の発電設備を活用する際に、配電系統Ａ４の電圧値や電流値を見ながら、問題にならないよう発電設備の発電量を制限し、且つ、問題とならない需要地の発電設備を稼動させることができる。これによれば、電圧値や電流値を許容値以下に制御するとともに、需給調整力や卸供給電源として所定の電力量を提供可能とすることができる。

次に、図４を参照して、本発明の一実施形態として、図１に示す制御システム１の他の変形例（制御システム１ｂとする）について説明する。図４に示す制御システム１ｂでは、図１に示す配電系統Ａ４の電流を計測する計測部の構成が変形されている。なお、図４は、図１に示す構成例からの変形部分を図示し、統合制御装置２等の同一の構成については一部図示を省略している。また、図４において、図１に示す構成と同一または対応する構成には同一の符号を用いている。図４に示す制御システム１ｂでは、配電系統Ａ４が、複数の電柱４３と、高圧配電線４１と、柱上変圧器４４と、低圧配電線４２と、電流センサー４５−１および４５−２と、複数の引込線７とを備えている。需要地（住宅）６では、低圧配電線４２に接続された引込線７が分電盤６１を介して発電設備である蓄電池設備６３に接続されている。電流センサー４５−１は発電系統により近い位置で高圧配電線４１に流れる電流を検知し、電流センサー４５−２は電流センサー４５−１より発電系統から遠い位置で高圧配電線４１に流れる電流を検知する。制御システム１ｂでは、例えば各分電盤６１で引込線７を流れる電流を計測し、電流センサー４５−１および４５−２で所定の区間毎に配電線を流れる電流を計測することができる。

図４に示す制御システム１ｂによれば、図１に示す制御システム１と同様に次の効果が得られる。すなわち、図４に示す制御システム１ｂでは、配電系統Ａ４に配置された複数の蓄電池設備６３を活用する際に、配電系統Ａ４の電流値を見ながら、問題にならないよう発電設備の発電量を制限し、且つ、問題とならない需要地の発電設備を稼動させることができる。これによれば、電流値を許容値以下に制御するとともに、需給調整力や卸供給電源として所定の電力量を提供可能とすることができる。

次に、図５を参照して上記本発明の実施形態の基本的構成について説明する。図５（ａ）は、本発明の一実施形態に係る発電設備の制御装置の基本的構成例を示すブロック図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す発電設備の制御装置２００の動作例を示すブローチャートである。図５（ａ）に示す発電設備の制御装置２００は、計測部２０１と制御部２０２を備える。発電設備の制御装置２００は、図５（ｂ）に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。

計測部２０１は、複数の発電設備が接続された配電系統の電圧または電流を１または複数箇所で計測する（ステップＳ１）。制御部２０２は、１または複数の発電設備で所定の電力を発電した場合、計測した電圧または電流が許容値を超えるとき、その許容値を超えた箇所に対応する１または複数の発電設備の発電を制限し（ステップＳ２）、その制限した発電電力に相当する電力を、電圧および電流が許容値以下の箇所に対応する１または複数の発電設備で発電させることで補うよう各発電設備を制御する（ステップＳ３）。ここで、所定の電力は、例えば、各発電設備の定格出力や効率が所定の値以上となる出力である。また、発電の制限は、発電（放電）を停止させることと、発電電力（放電電力）を低下させることを含む。また、箇所とは、例えば、分電盤６１、引込線、引込線の引き込み口、配電線の所定区間等である。また、箇所に対応する発電設備とは、箇所が分電盤である場合、当該分電盤に接続されている発電設備であり、箇所が引込線、引込線の引き込み口、配電線の所定区間等である場合、それらの箇所に接続されている発電設備である。

なお、図５に示す構成と、図１〜図４に示す構成とは対応関係は次のとおりである。すなわち、発電設備の制御装置２００は、図１〜図４に示す制御システム１、１ａおよび１ｂに対応する。計測部２０１は、図３に示す計測部６１１、電圧・電流センサー９１や図４に示す電流センサー４５−１および４５−２に対応する。制御部２０２は、図２に示す統合制御装置２、情報収集・制御装置６２、および蓄電池設備６３に対応する。

図５に示す発電設備の制御装置２００によれば、図５では図示していない配電系統に配置された発電設備を活用する際に、配電系統の電圧値や電流値を見ながら、問題にならないよう発電設備の発電量を制限し、且つ、問題とならない需要地の発電設備を稼動させることができる。これによれば、電圧値や電流値を許容値以下に制御するとともに、需給調整力や卸供給電源として所定の電力量を提供可能とすることができる。

以上、この発明の実施形態である発電設備の制御方法および発電設備の制御装置を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、１ａ、１ｂ：制御システム、２：統合制御装置、４：配電系統Ａ、５：配電系統Ｂ、６：需要地（住宅）、７、７１、１０４：引込線、２２、６２４：制御量演算部、４５−１、４５−２：電流センサー、６１：分電盤、６２：情報収集・制御装置、６３：蓄電池設備、９１：電圧・電流センサー、２００：発電設備の制御装置、２０１、６１１：計測部、２０２、６３２：制御部

Claims (8)

1. 複数の発電設備が接続された配電系統の電圧を計測し、
   前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電圧が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を停止し、該停止した発電電力に相当する電力を、前記電圧が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御する
   ことを特徴とする発電設備の制御方法。
2. 複数の発電設備が接続された配電系統の電圧を計測し、
   前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電圧が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を低下させ、該低下させた発電電力に相当する電力を、前記電圧が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御する
   ことを特徴とする発電設備の制御方法。
3. 複数の発電設備が接続された配電系統の電流を計測し、
   前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電流が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を停止し、該停止した発電電力に相当する電力を、前記電流が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御する
   ことを特徴とする発電設備の制御方法。
4. 複数の発電設備が接続された配電系統の電流を計測し、
   前記各発電設備を出力可能な最大値で発電させた場合に、前記電流が許容値を超えるとき当該発電設備の発電を低下させ、該低下させた発電電力に相当する電力を、前記電流が許容値以下の他の１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御する
   ことを特徴とする発電設備の制御方法。
5. 同一配電系統上に複数の発電設備が設置され、該配電系統上に流れる電流を計測し、
   計測された電流値が前記配電系統の許容値を超えた場合、許容値以下になるよう、該複数の発電設備の、全体の出力を低下させ、該低下させた発電電力に相当する電力を、電流が許容値以下の他の配電系統上に設置された１または複数の発電設備で発電することで補う
   ことを特徴とする発電設備の制御方法。
6. 前記同一配電系統上に設置された前記複数の発電設備のうちの一部の発電設備を停止することによって前記全体の出力を低下させる、
   請求項５記載の発電設備の制御方法。
7. 前記同一配電系統上に設置された前記複数の発電設備各々の出力を調整することによって前記全体の出力を低下させる、
   請求項５記載の発電設備の制御方法。
8. 複数の発電設備が接続された配電系統の電圧または電流を計測する計測部と、
   １または複数の前記発電設備で所定の電力を発電した場合、前記電圧または前記電流が許容値を超えるとき、その許容値を超えた前記箇所に対応する１または複数の前記発電設備の発電を制限し、該制限した発電電力に相当する電力を、前記電圧および前記電流が許容値以下の前記箇所に対応する１または複数の前記発電設備で発電させることで補うよう前記各発電設備を制御する制御部と
   を備える発電設備の制御装置。

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