JP2007124797A - Apparatus and method for controlling autonomous operation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、商用系統から切り離された系統において分散型電源の自立運転を行う技術に係り、特に、電力変換装置を用いて安定した制御を実現することのできる自立運転制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a technique for performing a self-sustained operation of a distributed power source in a system disconnected from a commercial system, and more particularly, to a self-sustained operation control device and a control method capable of realizing stable control using a power converter.
商用系統から切り離された系統において分散型電源の自立運転を行う場合、当該系統内の回転機の分散型電源が出力する電圧の周波数が基準となり、回転機の調速機を利用して、回転機の回転数変化によって負荷分担、周波数調整を行っている。 When a distributed power source is operated independently in a system disconnected from a commercial system, the frequency of the voltage output from the distributed power source of the rotating machine in the system is used as a reference, and the rotating machine governor is used for rotation. The load is shared and the frequency is adjusted by changing the rotation speed of the machine.
また、近年では電力変換装置を用いて系統へ連系できるように電力を変換する分散型電源が増えてきており、電力変換装置を用いた分散型電源の自立運転制御方法や自立運転制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, there has been an increase in the number of distributed power sources that convert power so that they can be connected to the grid using a power conversion device. It is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、回転機の分散型電源がない系統では、共通クロック信号を持つ共通制御装置を利用して各電力変換装置の出力を制御することにより自立運転を行っている（例えば、特許文献２参照）。
上述した技術である特許文献１では、回転機の調速機によって回転機の回転数変化を制御し、負荷分担および周波数調整を行っているため、回転機の分散型電源がない場合、周波数を決定するのは電力変換装置となり、上述の制御方法を適用することができない。そこで電力変換装置で負荷分担や周波数調整を実現しなくてはならない。
In
また、特許文献２では、一定の信号に同期して電力変換装置を動作させるだけのため、負荷の変動が大きい場合には変動に追従できず系統が不安定になる、という課題がある。
Moreover, in
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、電力変換装置から制御信号を出力することで安定した制御を実現することのできる自立運転制御装置および制御方法を提供することである。 An object of the present invention is made in consideration of the above-described circumstances, and provides a stand-alone operation control device and a control method capable of realizing stable control by outputting a control signal from a power conversion device. It is.
前記目的を達成するために、本願発明の一態様によれば、商用系統から切り離された系統で分散型電源の自立運転の制御を行う自立運転制御装置であって、複数の分散型電源と、前記複数の分散型電源のそれぞれに接続され、前記複数の分散型電源から出力された電力を変換する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段のそれぞれに接続され、前記複数の電力変換手段によって変換された電力が出力される系統母線と、前記系統母線を介して前記分散型電源から出力された電力を消費する少なくとも１つ以上の負荷手段と、前記負荷手段の総量から前記分散型電源の出力を決定し、前記出力の指令を与える、前記複数の電力変換手段のそれぞれに接続された協調制御手段とを備え、前記協調制御手段は、前記複数の電力変換手段のそれぞれに対し出力指令信号を送信し、前記複数の電力変換手段の制御を行うことを特徴とする自立運転制御装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a self-sustained operation control device for controlling a self-sustained operation of a distributed power source in a system separated from a commercial system, and a plurality of distributed power sources, A plurality of power conversion units connected to each of the plurality of distributed power sources and converting power output from the plurality of distributed power sources; and a plurality of power conversion units connected to each of the plurality of power conversion units. A system bus that outputs power converted by the means, at least one load unit that consumes the power output from the distributed power source via the system bus, and the distributed type from the total amount of the load unit A cooperative control unit connected to each of the plurality of power conversion units for determining an output of a power source and giving a command for the output, wherein the cooperative control unit includes a plurality of power conversion units. It sends an output command signal to, respectively, autonomous operation control apparatus characterized by controlling the plurality of power converting means.
本発明を用いることにより、電力変換装置から制御信号を出力することで安定した制御を実現することのできる自立運転制御装置および制御方法を提供することができる。 By using the present invention, it is possible to provide a self-sustained operation control device and a control method capable of realizing stable control by outputting a control signal from the power conversion device.
以下図面を参照して、本発明実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る自立運転制御装置について図面を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a self-sustaining operation control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、自立運転制御装置の構成を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the autonomous operation control apparatus.
自立運転制御装置は、複数の分散型電源１ａ〜１ｎ、複数の分散型電源１ａ〜１ｎのそれぞれに接続され、複数の分散型電源１ａ〜１ｎから出力された電力を変換する複数の電力変換手段であるインバータ２ａ〜２ｎおよび制御装置１２ａ〜１２ｎ、インバータ２ａ〜２ｎのそれぞれに接続され、インバータ２ａ〜２ｎによって変換された電力が出力される系統母線１０、系統母線１０を介して分散型電源１ａ〜１ｎから出力された電力を消費する少なくとも１つ以上の負荷５Ａ〜５Ｎ、負荷５Ａ〜５Ｎの総量から分散型電源１ａ〜１ｎの出力を決定し、出力の指令を与える複数のインバータ２ａ〜２ｎのそれぞれに接続された協調制御装置３を備えている。
The self-sustained operation control device is connected to each of the plurality of
また、系統母線１０と負荷５Ａ〜５Ｎの間に電流検出器４２Ａ〜４２Ｎを設置し、電流検出器４２Ａ〜４２Ｎを協調制御装置３と接続する。さらに、系統母線１０とインバータ２ａ〜２ｎの間に電流検出器２２ａ〜２２ｎを設置し、電流検出器２２ａ〜２２ｎを制御装置１２ａ〜１２ｎに接続する。また、系統母線１０に設置した電圧検出器２１を協調制御装置３と接続する。
Further,
商用系統から切り離された系統において、分散型電源１ａ〜１ｎは電力を出力し、出力された電力はそれぞれインバータ２ａ〜２ｎで系統に連系できる電力に変換され、系統母線１０を介して負荷５Ａ〜５Ｎへ供給される。なお、インバータ２ａ〜２ｎはそれぞれの制御装置１２ａ〜１２ｎで制御されている。また電流検出器２２ａ〜２２ｎで検出された電流は、それぞれ制御装置１２ａ〜１２ｎへ、電流検出器４２Ａ〜４２Ｎで検出された電流は、協調制御装置３へ入力される。
In the system separated from the commercial system, the
さらに、系統母線１０の電圧は電圧検出器２１で検出され、協調制御装置３や制御装置１２ａ〜１２ｎに入れられる。なお、制御装置１２ａ〜１２ｎにはこの電圧を基に同期を取るため、同一の信号を入力しなければならないが、協調制御装置３には系統母線１０の電圧を入れればよいため、電圧検出器２１とは別の電圧検出器を用いても良い。
Furthermore, the voltage of the system | strain bus |
なお、従来技術では、各インバータが自立運転する際に同期をとる必要があるため、共通の制御装置から出力されるクロック信号をインバータの制御装置へ出力し、全てのインバータはそのクロック信号に従って運転しているが、本実施形態では、負荷の過渡的な変動に対しては共通の制御装置である協調制御装置３からの信号に関係なく個々のインバータ２ａ〜２ｎの制御装置１２ａ〜１２ｎで対応、制御し、全体の需給調整を共通の制御装置である協調制御装置３（からの出力指令信号）で行う。このため、本実施形態における協調制御装置３は、各インバータ２ａ〜２ｎの同期をとるためのクロック信号を出力せずに、各インバータ２ａ〜２ｎの出力指令値を出力指令信号として出力するものである。
In the prior art, since it is necessary to synchronize when each inverter operates independently, the clock signal output from the common controller is output to the inverter controller, and all inverters operate according to the clock signal. However, in the present embodiment, the
次に、図２は電力変換装置の構成を示すブロック図である。 Next, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the power converter.
電力変換装置は、直流交流変換器２ａ（〜２ｎ）、電力変換装置の出力を制御する制御装置１２ａ（〜１２ｎ）、系統母線１０の電圧を検出する電圧検出器２１、各電力変換装置の出力電流を検出する電流検出器２２ａ（〜２２ｎ）から構成されている。
The power converter includes a DC /
制御装置１２ａには、電力変換装置が出力する電圧の振幅の基準となる電圧基準Vrefと、電圧の周波数の基準となる周波数基準frefと、電圧検出器２１で検出された系統母線１０の電圧と、電流検出器２２ａ〜２２ｎで検出された各電力変換装置の出力電流とが入力される。
The
なお、frefは５０Hzであれば５０、６０Hzであれば６０の値を示す信号である。 Note that fref is a signal indicating a value of 50 if 50 Hz and 60 if 60 Hz.
次に、電力変換装置の制御装置１２ａ〜１２ｎの内部構成について説明する。ここで制御装置１２ａ〜１２ｎは同一の構成であるので、その代表として制御装置１２ａについて説明する。
Next, the internal configuration of the
まず、電圧基準Vrefと電圧検出器２１で検出して得られた電圧信号を振幅検出器３２を介して得られる電圧振幅信号とを加算器３４Ｑで差分を取る。さらに電流検出器２２ａの検出信号を基準位相θに基づいて有効分と無効分に変換するＰＱ検出器３０から、無効分を比例増幅器３３Ｑを介して得られる補正信号を加算器３４Ｑで上述の差分信号に加算する。このように得られた信号を比例制御器３５に与える。この際、比例制御器３５の出力は、後述する位相信号θを基準としてインバータ２ａが出力すべき電圧指令を演算する電圧指令演算器３９を介して、インバータ２ａのスイッチングパターンを決定するＰＷＭ制御器（インバータ制御手段）４０に与えられる。このスイッチングパターンを基にインバータ２ａ〜２ｎを動作させることにより、分散型電源１ａ〜１ｎで発生した電力を系統に連系できるように変換することができる。
First, the
なお、電圧指令演算器３９では、積分器３１からの信号に従った周期をもち、比例制御器３５からの信号に従った振幅をもつ、インバータからの出力電圧に相当する正弦波状の信号が生成される。
The
また電圧検出器２１で検出して得られた電圧信号は、位相差検出器３６に入力される。さらに位相差検出器３６には、積分器３１から出力されている位相θが入力され、この位相θと電圧位相との位相差Δθが算出される。算出された位相差Δθは比例制御器３７で比例演算され、中心周波数fref（日本では５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）と加算器３４Pで加算され、積分器３１へ入力される。
The voltage signal detected by the
なお、位相差検出器３６で位相差を検出し、その位相差を表す直流電圧を位相差検出器３６が出力する。
The
積分器３１から出力された信号が上述した位相信号θとなる。すなわち、通常のＰＬＬ（Phase Locked Loop：位相同期回路）において、比例制御器３７で比例演算した後の値に、周波数基準fref（中心周波数）のみ加算されるところを、比例増幅器３３Pから得られる補正信号をさらに加算して制御するものである。
The signal output from the
また、加算器３４において、Vrefと３３Ｑからの補正信号を加算し、振幅検出器３２からの信号との差分を取り、比例制御器３５でＰＩ制御のうちのＰ制御を適用することにより、同期させたい機器の電圧を系統母線１０の電圧にあわせることができる。なお、基準となる電圧がない場合は、電圧検出器２１で検出される系統母線１０の電圧は当然０になり、電流検出器２２ａ〜２２ｎから得られる電圧の補正信号も０になる。従って、電力変換器の出力電圧は、Vrefの値のみで決定されることになる。この際、Vrefは一般的に系統母線１０の定常時の電圧に設定され、周波数は位相差を０とし、補正信号が０となることから、frefとなる。従って、基準の電圧がない場合は、Vrefの振幅を持ち、frefの周波数を持った電圧を発生するよう制御が行われる。
Further, the adder 34 adds the correction signal from Vref and 33Q, takes the difference from the signal from the
以上のように構成された自立運転制御装置を適用した制御方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。 A control method to which the independent operation control device configured as described above is applied will be described with reference to the flowchart of FIG.
協調制御装置３は起動指令を送り、分散型電源１ａ〜１ｎを起動する（ステップＳ１０）。次に、協調制御装置３は起動指令を送り、選択された任意の分散型電源の出力を開始させる（ステップＳ１１）。続いて、協調制御装置３は、自立運転が確立していると判別すると（ステップＳ１２のＹＥＳ）、すべての選択された任意の分散型電源の出力が開始されていないと判別されると（ステップＳ１３のＮＯ）、負荷５Ａ〜５Ｎを起動させ（ステップＳ１４）、以後、自立運転状態に入る。
The
すなわち、協調制御装置３は、負荷５Ａ〜５Ｎの総量と各分散型電源１ａ〜１ｎの状態を検出すると（ステップＳ１５）、負荷５Ａ〜５Ｎの総量が０であると判別すると（ステップＳ１６のＹＥＳ）、自立運転を終了し（ステップＳ１７）、終了信号を制御装置１２ａ〜１２ｎに送信して停止させる（ステップＳ１８）。
That is, when the
一方、負荷５Ａ〜５Ｎの総量が０でないと判別すると（ステップＳ１６のＮＯ）、各分散型電源１ａ〜１ｎの出力を決定し（ステップＳ１９）、各分散型電源１ａ〜１ｎへ出力指令値を出力指令信号として出力する（ステップＳ２０）。
On the other hand, if it is determined that the total amount of the loads 5A to 5N is not 0 (NO in step S16), the output of each distributed
次に、図３に示したように、電圧基準を無効電力で、周波数基準を有効電力と協調制御装置からの出力指令信号で補正する場合、図４を参照して電力変換装置単体での協調のとり方、補正の効果について説明する。なお、協調制御装置からの出力指令信号がないものとする。 Next, as shown in FIG. 3, when correcting the voltage reference with reactive power and the frequency reference with active power and an output command signal from the cooperative control device, referring to FIG. The method of taking and the effect of correction will be described. It is assumed that there is no output command signal from the cooperative control device.
図４、図５は、比例制御器３３Ｐ及び３３Ｑで補正される電圧基準と周波数基準の特性を示す図である。なお、図４、図５に示す特性の傾きは、制御対象となる電力変換器により異なる。
4 and 5 are diagrams showing the characteristics of the voltage reference and the frequency reference corrected by the
図４に示すように、ＰＱ検出器３０で検出されたインバータ２ａから負荷５へ流れる無効電力の大きさに比例して、出力電圧の電圧基準Vrefを下げるように補正する。例えば、無効電力が２ｂの場合、補正量はΔＶｂ、無効電力が２ａの場合、補正量はΔＶａとなるように補正する。
As shown in FIG. 4, correction is performed so that the voltage reference Vref of the output voltage is lowered in proportion to the amount of reactive power flowing from the
なお、無効電力に比例する信号から協調制御装置からの信号を減算した信号によって、分散電源の出力を一定にする場合は、分散電源の出力を一定に制御する際、図４の特性を用い、各分散電源で独自に電圧検出器２１からのＰＴ信号に同期を取るように運転し、その出力有効電力も各分散電源で決定する。
In addition, when the output of the distributed power source is made constant by a signal obtained by subtracting the signal from the cooperative control device from the signal proportional to the reactive power, the characteristic of FIG. Each distributed power source is independently operated so as to be synchronized with the PT signal from the
また、図５に示すように、ＰＱ検出器３０で検出されたインバータ２ａから負荷５へ流れる有効電力の大きさに比例して、出力電圧の周波数基準frefを減らすように補正する。例えば、有効電力が２ｂの場合、補正量はΔｆｂ、有効電力が２ａの場合、補正量はΔｆａとなるように補正する。なお、インバータの周波数が異なると位相がずれてしまい不安定になるため、全てのインバータの周波数が同じように増減して制御する。
Further, as shown in FIG. 5, correction is made so that the frequency reference fref of the output voltage is reduced in proportion to the magnitude of the active power flowing from the
なお、ＰＱ検出器３０で検出されたＰＱと協調制御装置３からのＰＱの指令値の差分を取り、差分が０になるように比例制御器３５で制御する。すなわち、協調制御装置３からのＰＱ信号と同じＰＱになるよう、制御装置１２ａ内で制御が行われる。
The difference between the PQ detected by the
以下に、ＰＬＬの動作について簡単に説明する。まず、同期を取るための基準となる信号（電圧検出器（ＰＴ）２１からの信号）と、基準の信号に同期させたい機器の信号（電力変換器の出力信号：積分器３１からの信号）の位相の差を位相差検出器３６で得る。この位相差は数値として得られ、位相差が０になるように比例制御器３７で計算される。この演算処理はＰ制御（比例制御）である。
The operation of the PLL will be briefly described below. First, a reference signal for synchronization (signal from the voltage detector (PT) 21) and a signal of a device to be synchronized with the reference signal (output signal of the power converter: signal from the integrator 31) The phase difference is obtained by the
次に、この信号とfref（ＰＬＬでは中心周波数と呼ばれ、一般的に東日本では５０Ｈｚ、西日本では６０Ｈｚ）を加算すると、同期させたい機器の信号の周波数が得られ、この周波数信号を積分器３１で積分することにより位相を得ることができる。なお、この積分器は、ＰＬＬにおいては一般的にVCO（Voltage Controled Oscillater）と呼ばれ、入力された周波数信号に比例した周波数の信号を発振し、この信号が位相の情報となる。よって、比例制御器３７において、位相差が０になるように制御され、系統母線１０の位相とインバータ２ａから出力される位相を揃えるように機能する。これで位相差と周波数が一定となる。
Next, by adding this signal and fref (referred to as the center frequency in the PLL, generally 50 Hz in eastern Japan, 60 Hz in western Japan), the frequency of the signal of the device to be synchronized is obtained. The phase can be obtained by integrating with. This integrator is generally called a VCO (Voltage Controlled Oscillater) in the PLL, and oscillates a signal having a frequency proportional to the input frequency signal, and this signal becomes phase information. Therefore, the
すなわち、frefを基準の周波数とし、それに位相差信号と補正信号を加算することにより、積分器３１へ入力される周波数信号が変化し、積分器３１では入力される周波数信号に比例した周波数を持つ信号を出力するので、ＰＬＬにより周波数を増減することができる。
That is, by setting fref as a reference frequency and adding the phase difference signal and the correction signal thereto, the frequency signal input to the
次に、インバータ間の電流差がなくなるよう制御を行う制御方法について説明する。 Next, a control method for performing control so that the current difference between the inverters is eliminated will be described.
インバータ間の電流差は、各インバータが出力する電圧の振幅又は位相のうち少なくとも１つがずれた場合に発生する。このため、全てのインバータが出力する電圧の振幅と位相が一致すればインバータ間の電流差はなくなることとなる。 The current difference between the inverters occurs when at least one of the amplitude or phase of the voltage output from each inverter is shifted. For this reason, if the amplitudes and phases of the voltages output from all the inverters coincide, the current difference between the inverters is eliminated.
図４、図５に示す特性を用いて、振幅及び位相のずれをなくす制御を行う。 Control for eliminating deviations in amplitude and phase is performed using the characteristics shown in FIGS.
なお、図４、図５の特性図は、説明を簡単にするため誇張して示してある。 Note that the characteristic diagrams of FIGS. 4 and 5 are exaggerated for simplicity of explanation.
図６、図７は振幅の補正について示した模式図である。インバータの出力電圧２ａ、２ｂは、図６、７の特性に従って電圧を補正すると、２ａの振幅を２ｂより大きく下げることになるので、同じ電圧が得られる（補正後の波形は図７参照）。
6 and 7 are schematic diagrams showing amplitude correction. When the
図８、図９は周波数の補正について示した模式図である。同図では周波数を補正しているが、最終的には位相を調整するものである。インバータの出力電圧２ａ、２ｂは、図４、図５の特性に従って周波数（位相）を補正すると、２ａの周波数を２ｂの周波数より大きく下げることになるので、同じ周波数（位相）の電圧が得られる（補正後の波形は図７参照）。
8 and 9 are schematic diagrams showing frequency correction. In the figure, the frequency is corrected, but finally the phase is adjusted. When the frequency (phase) of the
以上から、同じ振幅、同じ位相の電圧を得ることができるので、インバータ間の電流差は０になり、平衡となる。 From the above, since voltages having the same amplitude and the same phase can be obtained, the current difference between the inverters becomes 0 and is balanced.
なお、上述した補正を行う場合、この補正による電圧低下は機器の動作に影響の無い範囲で行う必要がある。すなわち、補正による電圧低下は問題ない程度となる範囲で行う。 When performing the above-described correction, it is necessary to perform the voltage drop due to this correction within a range that does not affect the operation of the device. That is, the voltage drop due to the correction is performed within a range where there is no problem.
以上のように補正することにより、２台が並列接続されたインバータ２ａ，２ｂの間の検出系の誤差により、例えばインバータ２ａの進み方向の無効電力が大きく、電力変換装置２ｂの進み方向の無効電力が小さい場合は、インバータ２ａの電圧基準を下げるように補正する量が大きくなり、インバータ２ｂの電圧基準を下げるように補正する量が小さくなる。従って、インバータ２ｂに対するインバータ２ａの出力電圧は、補正がない場合に比較して小さくなり、インバータ２ａの進み方向の無効電力が小さくなり、インバータ２ａ、２ｂ間の無効電力のアンバランスが改善される。
By correcting as described above, for example, the reactive power in the advance direction of the
また有効電力の場合も上述した無効電力の場合と同様である。すなわち、インバータ２ａの有効電力が大きく、インバータ２ｂの有効電力が小さい場合、インバータ２ａの周波数基準を下げる方向に補正する量が大きくなり、インバータ２ｂの周波数基準を下げる方向に補正する量が小さくなる。従って、インバータ２ｂに対するインバータ２ａの周波数は、補正がない場合に比較して周波数が下がるように補正され、インバータ２ａの有効電力が小さくなり、インバータ２ａ、２ｂ間の有効電力のアンバランスが改善される。
The case of active power is the same as that of reactive power described above. That is, when the effective power of the
以上のように、電力変換装置にこのようなスロープ特性を持たせることにより、個々の電力変換装置間で協調して自立運転することが可能となる。 As described above, by providing the power converter with such a slope characteristic, it becomes possible to perform independent operation in cooperation between the individual power converters.
また電力変換装置には直流から交流へと電力を変換するインバータだけではなく、交流変換器も利用することができる。交流変換器は、交流直流変換器と直流交流変換器を組み合わせたものであるので、直流交流変換器に上述のスロープ特性を持たせることにより、交流変換器であっても同等の制御を行うことが可能となり、個々の電力変換装置間で協調して自立運転することが可能となる。 Moreover, not only the inverter which converts electric power from direct current | flow to alternating current but an alternating current converter can also be utilized for a power converter device. Since an AC converter is a combination of an AC / DC converter and a DC / AC converter, the same control can be performed even with an AC converter by providing the DC / AC converter with the slope characteristics described above. It becomes possible, and it becomes possible to perform independent operation in cooperation between individual power converters.
次に、協調制御装置３による検出された負荷の総量に従って各分散型電源が出力すべき電力配分の決定方法（図３のステップＳ２４）について図１０から図１３を参照して説明する。
Next, a method for determining power distribution (step S24 in FIG. 3) to be output by each distributed power source according to the total load detected by the
図１０および図１１は、電力配分の決定方法について示したフローチャートである。 10 and 11 are flowcharts showing a method for determining power distribution.
協調制御装置３は、図１０に示すように、複数存在する負荷の消費電力の和ＰＬ＝（ＰＬA＋ＰＬB・・・）を求める（ステップＳ２４−１）。ユーザーが決定した一定の出力で運転する分である（Ｐ１〜Ｐ４）を決定し（ステップＳ２４−２）、この分を減算し（ステップＳ２４−３）、残りの消費電力をユーザーが出力を定めない分散型電源で分担させるようにし、各制御装置１２ａ〜１２ｎに出力指令信号として送信する（ステップＳ２４−４）。
As shown in FIG. 10, the
なお、ＰＬＡ：負荷５Ａでの消費電力、ＰＧ１：分散型電源＃１の出力、ＰＬＢ：負荷５Ｂでの消費電力、ＰＧ２：分散型電源＃２の出力。
PLA: power consumption at the load 5A, PG1: output of the distributed
この場合、図１２に示すように、数台の分散型電源（例えば、＃１〜＃４）は一定の出力とし、残りの分散型電源（＃５および＃６）は、負荷の変化に追従するように出力を決定しても良い。 In this case, as shown in FIG. 12, several distributed power sources (for example, # 1 to # 4) have a constant output, and the remaining distributed power sources (# 5 and # 6) follow changes in load. The output may be determined as follows.
また、協調制御装置３は、図１１に示すように、全分散型電源で全負荷の消費電力を分担させるようにしてもよい。複数存在する負荷の消費電力の和ＰＬ＝（ＰＬA＋ＰＬB・・・）を求めるステップＳ２４−１０は、図１０のステップＳ２４−１と同様に処理を行い、各分散型電源１ａ〜１ｎの出力指令値を決定する（ステップＳ２４−１１）。例えば、ＰG1＝ＰＬ／６、ＰG２＝ＰＬ／６とし、各制御装置１２ａ〜１２ｎに出力指令信号として送信する（ステップＳ２４−１２）。
Further, as shown in FIG. 11, the
この場合、図１３に示すように、全ての分散型電源（＃１〜＃６）で負荷の変化分を分担するよう出力を決定しても良い。 In this case, as shown in FIG. 13, the output may be determined so that all the distributed power sources (# 1 to # 6) share the load change.
なお、ＰＬＡ：負荷５Ａでの消費電力、ＰＧ１：分散型電源＃１の出力、ＰＬＢ：負荷５Ｂでの消費電力、ＰＧ２：分散型電源＃２の出力。
PLA: power consumption at the load 5A, PG1: output of the distributed
このように決定された出力指令値を上述のインバータの制御装置に入力する。この出力指令値をインバータの制御装置に入力することにより、図５のインバータのスロープ特性は、図１４に示すようにfrefは点線から実線へと補正される。このため、図５のように周波数が下がる方向への補正に加えて、周波数が上がる方向にもfrefが補正されるため、周波数の変動をより小さくすることが可能となる。 The output command value determined in this way is input to the above-described inverter control device. By inputting this output command value to the control device of the inverter, the slope characteristic of the inverter of FIG. 5 is corrected from the dotted line to the solid line as shown in FIG. For this reason, in addition to the correction in the direction in which the frequency decreases as shown in FIG. 5, fref is corrected in the direction in which the frequency increases, so that the frequency fluctuation can be further reduced.
以上のように、協調制御装置で全てのインバータからの出力を制御することにより、負荷の総量を正確に分担することができるため、誤差が小さく負荷の追従性も改善される。 As described above, by controlling the outputs from all the inverters with the cooperative control device, the total amount of the load can be accurately shared, so that the error is small and the followability of the load is improved.
すなわち、各電力変換装置からの出力電圧は系統母線の電圧に同期するよう出力され、負荷の大きさによるスロープ特性を有した出力特性をしていることから電力変換装置間で協調を取ることができる。さらに負荷の総量から各インバータの出力を補正する出力指令信号を出す協調制御装置によって、誤差の小さい正確な負荷分担や周波数制御が可能となる。従って電力変換装置で従来の調速機を利用した負荷分担、周波数調整と同等の制御を実現することができる。 That is, the output voltage from each power converter is output in synchronization with the voltage of the system bus, and since it has an output characteristic having a slope characteristic depending on the size of the load, it is possible to coordinate between the power converters. it can. Furthermore, accurate load sharing and frequency control with small errors can be performed by the cooperative control device that outputs an output command signal for correcting the output of each inverter from the total amount of loads. Therefore, control equivalent to load sharing and frequency adjustment using a conventional speed governor can be realized in the power converter.
（第１実施形態の変形例１）
次に、第１実施形態の変形例として、図１５と図１６を参照して説明する。
(
Next, a modified example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
当該変形例の構成は、第１実施形態と同様である。 The configuration of the modification is the same as that of the first embodiment.
図１５は、自立運転を確立するまでの流れを示したフローチャートである。また図１６は、分散型電源１ａ〜１ｎと電力変換装置２ａ〜２ｎと負荷５の起動を表すタイムチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing a flow until establishment of a self-sustained operation. FIG. 16 is a time chart showing activation of the distributed
複数ある分散型電源１ａ〜１ｎと電力変換装置のうち、１組の分散型電源と電力変換装置を起動し（図１５のステップＳ７０、図１６の時間ｔ１）、系統母線１０の電圧を確立する（ステップＳ７１、図１６の時間ｔ２）。
Among a plurality of distributed
他の分散型電源と電力変換装置は自立運転を確立するのに必要な時間が経過した後に順次起動する（ステップＳ７２のＹＥＳ、図１６の時間ｔ２、ｔ３）。このとき起動する分散電源の量は、負荷を立ち上げる際に必要な量を確保しているものとする。 The other distributed power sources and the power conversion device are sequentially activated after the time necessary for establishing the independent operation has elapsed (YES in step S72, times t2 and t3 in FIG. 16). It is assumed that the amount of the distributed power source activated at this time secures an amount necessary for starting up the load.
最後に、起動すべき分散型電源が全て起動した後に負荷を起動、投入する（ステップＳ７３、図１６の時間ｔ４）。その後、発電量と負荷量のバランスをとりながら残りの分散型電源と負荷を投入し、自立運転を行う（ステップＳ７４）。 Finally, after all the distributed power sources to be activated are activated, the load is activated and turned on (step S73, time t4 in FIG. 16). Thereafter, the remaining distributed power source and the load are turned on while balancing the power generation amount and the load amount, and the autonomous operation is performed (step S74).
以上より、本発明の実施形態５によれば、系統の電圧と負荷への供給力が確立されてから負荷を投入するため、負荷投入直後から負荷に十分な電力を供給することが可能となり、自立運転を確立することが可能となる。 From the above, according to the fifth embodiment of the present invention, since the load is applied after the supply voltage to the system voltage and the load is established, it is possible to supply sufficient power to the load immediately after the load is applied. Self-sustaining operation can be established.
（第１実施形態の変形例２）
さらに、第１実施形態の変形例として、図１７と図１８を参照して説明する。
(
Furthermore, a modified example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18.
当該変形例の構成は、第１実施形態の構成と同様であり、分散型電源１ａ〜１ｎは電力を発電できる装置だけではなく、蓄えてある電力を出力することができる装置も利用可能とするものである。
The configuration of the modified example is the same as the configuration of the first embodiment, and the distributed
図１７は、負荷に充電を行う場合を示した模式図である。また、図１８は、負荷から放電を行う場合を示した模式図である。 FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a case where the load is charged. FIG. 18 is a schematic diagram showing a case where discharge is performed from a load.
第１実施形態の変形例２では、電力を蓄えられる装置は充電と放電の２つの運転パターンが存在する。図１７に示すように、放電時には電力を出力しているので分散型電源として利用することができる。 In the second modification of the first embodiment, the device that can store electric power has two operation patterns of charging and discharging. As shown in FIG. 17, since electric power is output at the time of discharge, it can be used as a distributed power source.
また、充電時には図１８のように電力を受け取るので負荷としてみなすことができる。放電時の動作は上述の協調制御装置３からの指令を受け、それに従って電力を出力する。放電運転時に蓄えてある電力がなくなった場合又は充電運転に切り替わった場合は、協調制御装置３において分散型電源とはみなされなくなり、協調制御装置３には出力指令が出されなくなる。
Moreover, since electric power is received like FIG. 18 at the time of charge, it can be regarded as a load. The operation at the time of discharging receives a command from the
一方、充電時においては負荷としてみなされることから、受電電流と系統母線の電圧から受電電力がわかるので、負荷５の消費電力にこの受電電力を加えることにより第１実施形態での負荷の総量が算出される。この値に従って第１実施形態と同様の方法で自立運転制御を行う。
On the other hand, since it is regarded as a load at the time of charging, the received power can be known from the received current and the voltage of the system bus. Therefore, by adding this received power to the power consumption of the
また、充電時に放電運転に切り替わった場合は、協調制御装置において分散型電源としてみなされるようになり、協調制御装置から出される出力指令に従って放電する。 Further, when the operation is switched to the discharging operation at the time of charging, the cooperative control device is regarded as a distributed power source and discharges in accordance with an output command issued from the cooperative control device.
以上より、電力を発電できる装置だけではなく、電力を蓄えて蓄えた電力を放電することができる電力貯蔵装置も分散電源として利用することができる。 From the above, not only a device that can generate power but also a power storage device that can store and discharge the stored power can be used as a distributed power source.
（第２実施形態）
次に、第２実施形態として、図１９と図２０を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 19 and 20.
第１実施形態と異なる点は、ＰＱ検出器１３０からの出力のうち無効分と協調制御装置からの出力指令信号とを加算器１３８で加算し、この信号を比例制御器１３３Ｑを介した信号と電圧基準Vrefと振幅検出器１３２からの信号を加算するようにした点と、ＰＱ検出器１３０からの出力のうち有効分を協調制御装置からの出力指令信号の補正なしで比例制御器１３３Ｐへ入力する点である。
The difference from the first embodiment is that an
当該実施形態では、協調制御装置３からの出力指令信号でインバータ２ａ〜２ｎの制御装置１２ａ〜１２ｎの出力を補正することにより周波数変動を抑制することができ、電圧変動を抑制することが可能となる。
In this embodiment, it is possible to suppress the frequency fluctuation by correcting the outputs of the
このようにすることにより、図４に示したスロープ特性は図２０のように補正される。第１実施形態では、図４に示すように電圧が下がる方向にしか補正されないが、第２実施形態では、図２０のように補正されることにより電圧が上がる方向にも補正されるため、電圧制御の幅を広げることが可能となる。 By doing so, the slope characteristics shown in FIG. 4 are corrected as shown in FIG. In the first embodiment, correction is made only in the direction in which the voltage decreases as shown in FIG. 4, but in the second embodiment, correction is also made in the direction in which the voltage increases by correction as in FIG. It is possible to widen the range of control.
（第３実施形態）
次に、第３実施形態として、図２１〜図２７を参照して説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
第３実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同様であり、第１実施形態と異なる点は、協調制御装置が各電力変換装置に出力指令のみを出力するのではなく、各分散型電源の起動・停止指令を含めた出力指令を各分散型電源と電力変換装置に出力することができる点である。 The configuration of the third embodiment is the same as the configuration of the first embodiment. The difference from the first embodiment is that the cooperative control device does not output only the output command to each power conversion device, but each distributed type. An output command including a power source start / stop command can be output to each distributed power source and power converter.
最初に分散型電源の状態について説明する。分散型電源の状態を、図２１に示すように分類する。 First, the state of the distributed power source will be described. The state of the distributed power source is classified as shown in FIG.
各状態は以下のようになっている。“停止５３”は分散型電源が停止している状態、“起動中５２”は協調制御装置から起動指令を受けて分散型電源を起動してから電力を出力可能になるまでの状態、“出力可能５０”は協調制御装置からの出力指令どおりの電力を出力している状態、“停止操作中５１”は協調制御装置から停止指令を受けて分散型電源が停止操作を開始してから完全に停止するまでの状態である。なお、これらの状態のほかに、分散型電源が故障している状態“故障中５５”や、メンテナンスしている状態を表す“メンテナンス５４”などを別に設定してもよい。
Each state is as follows. “Stop 53” is a state where the distributed power supply is stopped, “Starting 52” is a state from when the distributed power source is started upon receiving a start command from the cooperative control device, until power can be output, “Output” Possible 50 ”indicates a state in which power is output according to the output command from the cooperative control device.“ During
また、この分散型電源の状態は“停止５３”から“起動中５２”の状態変更は協調制御装置からの起動指令によって、“出力可能５０”から“停止操作中５１”の状態変更は協調制御装置からの停止指令によってなされるものとし、”起動中５２”から”出力可能５０”の状態変更は分散型電源の起動が完了した時点で、”停止操作中５１”から”停止５３”の状態変更は分散型電源の停止操作が完了した時点で、自動的に変更されるものとする。なお分散型電源によっては、起動中に停止操作を実行できたり、その逆の操作が可能であったりするものがあるが、これらの状態変更については協調制御装置からの指令によって変更されるものとする。
In addition, the state change of the distributed power source from “stop 53” to “starting 52” is a start command from the cooperative control device, and the state change from “output possible 50” to “stop
次に、図２２は、起動・停止命令の出力方法を示したフローチャートである。なお、第１実施形態で説明した部分の説明は上述に譲る。 Next, FIG. 22 is a flowchart showing a method for outputting a start / stop command. In addition, the description of the part demonstrated in 1st Embodiment is handed over to the above-mentioned.
まず、自立運転を確立後（ステップＳ４０）、負荷の総量と各分散型電源の検出を行う（ステップＳ４１）。 First, after establishing a self-sustained operation (step S40), the total amount of load and each distributed power source are detected (step S41).
負荷の総量を検出することにより、その前の状態などから負荷が増加傾向にあるのか減少傾向にあるのかを把握することができる。すなわち、増加傾向にある場合は、分散型電源を起動しなくてはならないが、逆に減少傾向にある場合は、分散型電源を停止しなくてはならない。そこで負荷の変化の傾向から起動指令を出すか停止指令を出すかが決定される。 By detecting the total amount of the load, it is possible to grasp whether the load is increasing or decreasing from the previous state or the like. In other words, the distributed power source must be started when it is increasing, but the distributed power source must be stopped when it is decreasing. Therefore, it is determined whether to issue a start command or a stop command from the tendency of the load change.
負荷の総量が０である場合（ステップＳ４２のＹＥＳ）は、自立運転を終了する（ステップＳ４３）。一方、負荷の総量が０でない場合（ステップＳ４２のＮＯ）は、負荷変化の傾向を判別する（ステップＳ４４）。負荷変化の傾向が減少傾向にある場合は、各分散型電源の出力を決定し（ステップＳ４５）、停止可能な分散型電源がある場合（ステップＳ４６のＹＥＳ）は、どの分散型電源を停止するかを判別し（ステップＳ４７）、判別された分散型電源に対して停止指令を出力する（ステップＳ４８）。一方、停止可能な分散型電源がない場合（ステップＳ４６のＮＯ）は、ステップＳ５３に遷移する。 If the total amount of load is 0 (YES in step S42), the self-sustaining operation is terminated (step S43). On the other hand, when the total load is not 0 (NO in step S42), the tendency of load change is determined (step S44). If the load change tendency is decreasing, the output of each distributed power source is determined (step S45). If there is a distributable power source that can be stopped (YES in step S46), which distributed power source is stopped. Is determined (step S47), and a stop command is output to the determined distributed power source (step S48). On the other hand, when there is no distributed power source that can be stopped (NO in step S46), the process proceeds to step S53.
ステップＳ４４で、負荷変化の傾向が増加傾向にある場合は、負荷の総量と出力している分散型電源の最大出力の和を比較する（ステップＳ４９）。負荷の総量が最大出力の和と一致又は上回った場合（ステップＳ４９下方向）は、どの分散型電源を起動するかを判別し（ステップＳ５０）、判別された分散型電源に対して起動指令を出力する（ステップＳ５１）。続いて、各分散型電源の出力を決定し（ステップＳ５２）、各分散型電源に出力指令を出力する（ステップＳ５３）。 If the load change tends to increase in step S44, the total amount of loads is compared with the sum of the maximum output of the distributed power sources that are outputting (step S49). When the total load amount matches or exceeds the sum of the maximum outputs (downward direction in step S49), it is determined which distributed power source is to be started (step S50), and a start command is issued to the determined distributed power source. Output (step S51). Subsequently, the output of each distributed power source is determined (step S52), and an output command is output to each distributed power source (step S53).
各分散型電源は、運転優先度の高い順に分散型電源の出力を開始させる。 Each distributed power source starts the output of the distributed power source in descending order of operation priority.
次に、上述した２つの処理の違いについて図２３、図２４を用いて説明する。 Next, the difference between the two processes described above will be described with reference to FIGS.
図２３に示すように、変化する負荷の総量に対して、分散型電源が２台あるとする。最初の断面５１は、１台の分散型電源で負荷の総量をまかなえるため２台のうち１台は停止している。この後時間が経過するにつれ負荷の総量が増えていくため、それに従って分散型電源の出力を大きくするが、断面５５では発電可能な電力がなくなる。そこで他の分散型電源出力を開始させ、その分散型電源に負荷変化に追従した出力指令を与えても良いし、図２４に示すように、発電可能な電力がなくなる前の断面６４にもうひとつの分散型電源の出力を開始させ、運転中の分散型電源と出力を分担させて負荷変化に追従した出力指令を与えても良い。
As shown in FIG. 23, it is assumed that there are two distributed power sources with respect to the total amount of changing load. In the
なお、停止していた分散型電源は電力が必要となる時間までに、起動して発電が可能な状態になっているものとする。また、分散型電源の運転優先度としては、運転コストの低い分散型電源から順に高くしたりしても良いし、負荷変化を予測して、急激な変化が見込まれる場合は出力変化速度の速い順に高くしたりしても良い。 It is assumed that the distributed power source that has been stopped is in a state where it can be activated and generate power by the time when power is required. In addition, the operating priority of the distributed power supply may be increased in order from the distributed power supply with the lowest operating cost, or when the load change is predicted and a sudden change is expected, the output change speed is fast. You may make it higher in order.
例えば、図２５（ａ）に示すように、運転コストが安い順に運転優先度を高くするとコストが安い順に電力を出力するので、発電コストを安く抑えることができる。一方、図２５（ｂ）に示すように、出力変化速度の大きい順に並べた場合、負荷の急峻な変化に対して出力を出さなくてはならない分散型電源の台数を少なく抑えることができる。 For example, as shown in FIG. 25 (a), if the operation priority is increased in the order from the lowest operating cost, the power is output in the order from the lowest cost, so that the power generation cost can be reduced. On the other hand, as shown in FIG. 25 (b), when the output change speeds are arranged in descending order, the number of distributed power sources that must output in response to a steep change in load can be reduced.
図２７に示すように、分散型電源ａと分散型電源ａの３倍の出力変化速度を持つ分散型電源ｂがある場合、負荷の急激な変化に追従させるには、分散型電源ａの状態を変えた場合は分散型電源ａのほかに分散型電源の状態を少なくとも１台以上変えなくてはならないが、出力変化速度の大きい分散型電源ｂの状態を優先的に変化させることにより、“電力を出力させなくてはならない分散型電源の台数を減らすことが可能となる。 As shown in FIG. 27, when there is a distributed power source a and a distributed power source b having an output change rate three times that of the distributed power source a, the state of the distributed power source a can be followed to follow a sudden change in load. In addition to the distributed power source a, at least one of the distributed power sources must be changed. However, by changing the state of the distributed power source b having a high output change rate with priority, “ It is possible to reduce the number of distributed power sources that must output power.
なお、協調制御装置３に格納されているデータは、各分散型電源の最大出力と運転優先度又はその優先度を決定するのに必要な情報である。運転優先度を直接協調制御装置に格納する場合は、上述のようにコストや出力変化速度など、様々な要因から決定した運転優先度を格納する。この場合、図２６に示すように、どの条件を重要視するかにより数パターン（例えば、パターン１〜３等）の運転優先度を用意し、ユーザーが選択できるようにしても良い。また優先度を決定するのに必要な情報を入れる場合は、コストを重要視するならば発電コスト（円／Ｗ）を格納しておき、協調制御装置３で運転優先度を演算して各分散型電源の運転優先度を決定することになる。本実施形態では、協調制御装置３に格納されるデータのうち、優先度にかかわるものとして、以上のものに限定されるものではなく、優先度を決定するのに必要な種々のデータを格納しても良い。
Note that the data stored in the
また、運転優先度に従って順次分散型電源に出力指令を与えていくと、状態が”出力可能５０”になって出力指令を待っている分散型電源の数が少なくなる、もしくは全くなくなることになる。この状態では更なる電力が必要なときに分散型電源が起動を完了していないため、電力を出力できないので、分散型電源を順次起動させて出力可能な状態にしなくてはならない。このため、起動指令から出力が可能になるまでには時間を要するのでこの時間を考慮しなくてはならない。起動指令は、負荷の増加の仕方や出力指令を待っている”出力可能５０”の分散型電源の容量などを基にして、運転優先度の高い順に与えるものとする。このとき起動から出力可能になるまでの時間が非常に長いものが多い場合、”起動中５２”の分散型電源ばかり増え、”出力可能５０”の分散型電源がなくなることになる。このため、起動から電力を出力可能になるまでの時間が非常に長い分散型電源に関しては、出力指令がないと出力を開始しないのでメンテナンスなどの時以外は停止させずに”出力可能５０”を維持させたり、運転優先度が低くても負荷変化の予測などから早めに起動させるといった対策をとることにより、対応が可能である。 In addition, if output commands are sequentially given to the distributed power sources according to the operation priority, the state becomes “output capable 50”, and the number of distributed power sources waiting for the output commands is reduced or not at all. . In this state, since the distributed power source has not completed startup when further power is required, power cannot be output, so the distributed power source must be sequentially started to be able to output. For this reason, since time is required until output becomes possible from the start command, this time must be taken into consideration. The start command is given in descending order of the operation priority based on how the load is increased and the capacity of the distributed power source of “output capable 50” waiting for the output command. At this time, when there are many cases where the time from starting to enabling output is very long, only the distributed power source of “starting 52” increases and the distributed power source of “output capable 50” disappears. For this reason, for a distributed power supply that takes a very long time from when it starts to output power, the output will not start unless there is an output command. Even if the driving priority is low, it is possible to cope with it by taking measures such as starting early based on prediction of load change.
以上述べたような処理をした後、状態が”出力可能５０”の分散型電源の中から第１実施形態で述べたように各分散型電源の出力を決定する。 After the processing as described above, the output of each distributed power supply is determined from the distributed power supplies whose state is “output capable 50” as described in the first embodiment.
一方、負荷が減少傾向にある場合は、まず状態が”出力可能５０”の分散型電源の中から実施形態１で述べたように各分散型電源の出力を決定する。そして”出力可能５０”の分散型電源で出力指令が与えられない分散型電源を、負荷の減少の割合や分散型電源の容量などを基にして、停止可能な分散型電源がある場合は上述の運転優先度の低い順に停止指令を与える。なお、上述の起動に非常に時間を要するものについては起動のところで述べた理由から、場合によっては停止指令を与えない。 On the other hand, when the load tends to decrease, first, the output of each distributed power source is determined from the distributed power sources whose state is “output capable 50” as described in the first embodiment. If there is a distributed power supply that can be stopped based on the rate of load reduction, the capacity of the distributed power supply, etc. The stop command is given in order from the lowest driving priority. In addition, for the above-mentioned items that require a long time for activation, a stop command is not given in some cases for the reason described above.
また、以上の出力指令又は起動・停止指令に限定されるものではなく、種々の出力指令方法や起動・停止順で分散型電源を動作させることが可能である。 Further, the present invention is not limited to the above output command or start / stop command, and the distributed power source can be operated in various output command methods and start / stop orders.
以上より、第１実施形態および第２実施形態よりもさらに安定な自立運転制御を行うことができる。 As described above, it is possible to perform the autonomous operation control that is more stable than in the first embodiment and the second embodiment.
（第４実施形態）
次に、第４実施形態として、図２８、図２９を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
第４実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同様であり、第１実施形態と異なる点は、負荷の総量に従った起動・停止指令を含めた出力指令を出力するだけではなく、負荷の急変や、分散型電源あるいは電力変換装置の故障などにより引き起こる発電電力の急激な減少に対応するため、予備力として確保しなくてはならない分散型電源を”出力可能５０”にさせることができる。 The configuration of the fourth embodiment is the same as the configuration of the first embodiment. The difference from the first embodiment is not only to output an output command including a start / stop command according to the total amount of load, In order to respond to sudden changes in the load or a sudden decrease in generated power caused by a failure of a distributed power supply or power converter, the distributed power supply that must be secured as reserve power is made “output capable 50” Can do.
図２８は、予備力を考慮した出力指令を出す方法について示したフローチャートである。なお、上述した実施形態で説明した部分の詳細は上述に譲る。 FIG. 28 is a flowchart showing a method for issuing an output command in consideration of reserve power. Note that details of the portions described in the above-described embodiment are given above.
第４実施形態は、第２実施形態の図２２のフローチャートに予備力を含んだ負荷の総量の算出（ステップＳ６０）を追加したものである。 In the fourth embodiment, calculation of the total amount of load including reserve power (step S60) is added to the flowchart of FIG. 22 of the second embodiment.
ステップＳ６０では、負荷の総量と設定してある予備力を加算する。確保すべき予備力は、その時点の負荷の総量の割合から設定しても良いし、負荷変化の予測などから求められる電力量から設定しても良い。 In step S60, the total amount of load and the set reserve force are added. The reserve capacity to be secured may be set based on the ratio of the total amount of loads at that time, or may be set based on the amount of electric power obtained from prediction of load change.
なお、本実施形態では、上述した設定方法に限定されるものではなく、系統内の負荷と分散型電源が十分に安定に動作できる量の予備力を確保できる方法であればよい。 In the present embodiment, the setting method is not limited to the above-described setting method, and any method may be used as long as it can secure a sufficient reserve capacity that allows the load in the system and the distributed power supply to operate sufficiently stably.
図２９は、変化する負荷の総量と必要な予備力について示した模式図である。 FIG. 29 is a schematic diagram showing the total amount of changing load and the necessary reserve force.
同図に示すように、変化する負荷の総量と必要な予備力に対し、断面７４までは１台の分散型電源のみで必要な予備力を有しているが、断面７４から断面７５の期間では１台の分散型電源だけでは予備力が不足する。そこでもう１台の停止していた分散型電源を発電可能な状態で待機させることにより必要な予備力を確保することができるようになる。なお、停止していた分散型電源は予備力が必要となる時間までに、起動して発電が可能な状態になっているものとする。
As shown in the figure, with respect to the total amount of changing load and the necessary reserve force, only one distributed power source has the necessary reserve force until the
また、起動後の分散型電源の出力は第３実施形態で説明したように、運転中の分散型電源と起動した分散型電源で分担しても良いし、運転中の分散型電源の出力が最大になったときに起動した分散型電源の出力を大きくしても良い。 Further, as described in the third embodiment, the output of the distributed power source after startup may be shared by the distributed power source that is in operation and the distributed power source that is started up. It is possible to increase the output of the distributed power source activated when the maximum is reached.
以上より、分散型電源の予備力を考慮した起動・停止が行われるため、第３実施形態よりもさらに安定な自立運転制御を行うことができる。 As described above, since the start / stop is performed in consideration of the reserve power of the distributed power source, it is possible to perform the autonomous operation control that is more stable than the third embodiment.
２ａ〜２ｎ…電力変換装置、３…協調制御装置、５Ａ〜５Ｎ…負荷、１０…系統母線、１２ａ〜１２ｎ…制御装置、２１…電圧検出器、２２ａ〜２２ｎ…電流検出器、３０…ＰＱ検出器、３１…積分器、３２…振幅検出器、３３Ｑ…比例増幅器、３３P…比例増幅器、３３Ｐ…比例制御器、３４Ｑ…加算器、３４P…加算器、３４…加算器、３５…比例制御器、３６…位相差検出器、３７…比例制御器、３９…電圧指令演算器、４０…ＰＷＭ制御器、４２Ａ〜４２Ｎ…電流検出器。
2a to 2n ... power conversion device, 3 ... cooperative control device, 5A to 5N ... load, 10 ... system bus, 12a-12n ... control device, 21 ... voltage detector, 22a-22n ... current detector, 30 ...
Claims (9)
複数の分散型電源と、
前記複数の分散型電源のそれぞれに接続され、前記複数の分散型電源から出力された電力を変換する複数の電力変換手段と、
前記複数の電力変換手段のそれぞれに接続され、前記複数の電力変換手段によって変換された電力が出力される系統母線と、
前記系統母線を介して前記分散型電源から出力された電力を消費する少なくとも１つ以上の負荷手段と、
前記負荷手段の総量から前記分散型電源の出力を決定し、前記出力の指令を与える、前記複数の電力変換手段のそれぞれに接続された協調制御手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記複数の電力変換手段のそれぞれに対し出力指令信号を送信し、前記複数の電力変換手段の制御を行うことを特徴とする自立運転制御装置。 A self-sustained operation control device for controlling a self-sustained operation of a distributed power source in a system disconnected from a commercial system,
Multiple distributed power supplies,
A plurality of power conversion means connected to each of the plurality of distributed power sources and converting power output from the plurality of distributed power sources;
A system bus connected to each of the plurality of power conversion means and outputting power converted by the plurality of power conversion means;
At least one load means for consuming power output from the distributed power source via the system bus;
A coordinated control means connected to each of the plurality of power conversion means for determining an output of the distributed power source from a total amount of the load means and giving a command of the output;
The autonomous operation control apparatus, wherein the cooperative control means transmits an output command signal to each of the plurality of power conversion means to control the plurality of power conversion means.
前記複数の電力変換手段は、
電力を変換するインバータと、
前記インバータの出力を制御するインバータ制御手段と、
前記インバータから出力された電流を検出する電流検出手段と、
前記系統母線の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記負荷手段の大きさによって前記インバータの出力を変化させるスロープ特性を有した制御を行い、前記複数の電力変換手段間で協調を取る制御をすることを特徴とする自立運転制御装置。 In the independent operation control device according to claim 1,
The plurality of power conversion means include
An inverter that converts power;
Inverter control means for controlling the output of the inverter;
Current detection means for detecting the current output from the inverter;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the system bus,
The inverter control means performs control having a slope characteristic that changes the output of the inverter according to the size of the load means, and performs control for achieving cooperation among the plurality of power conversion means. Control device.
前記制御手段は、前記協調制御手段からの前記出力指令に基づいて、前記インバータの出力電圧及び／又は周波数を補正し、需給調整を行うことを特徴とする自立運転制御装置。 In the independent operation control device according to claim 1 or 2,
The self-sustained operation control device, wherein the control means corrects the output voltage and / or frequency of the inverter based on the output command from the cooperative control means, and performs supply and demand adjustment.
前記複数の電力変換手段は、
入力された交流電流を直流電流に変換する第１の変換手段と直流電流から交流電流に変換する第２の変換手段とからなる変換装置と、
前記変換装置の出力を制御する第１の制御手段と、
前記変換装置から出力された電流を検出する電流検出手段と、
前記系統母線の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、
前記第１の制御手段は、前記負荷手段の大きさによって前記変換装置の出力を変化させるスロープ特性を有した制御を行い、前記複数の電力変換手段間で協調を取る制御をすることを特徴とする自立運転制御装置。 In the independent operation control device according to claim 1,
The plurality of power conversion means include
A conversion device comprising a first conversion means for converting an input alternating current into a direct current and a second conversion means for converting the direct current into an alternating current;
First control means for controlling the output of the converter;
Current detection means for detecting current output from the converter;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the system bus,
The first control means performs control having a slope characteristic that changes the output of the converter according to the size of the load means, and performs control to coordinate between the plurality of power conversion means. A self-sustaining operation control device.
前記複数の分散型電源は、自ら発電する電源または、蓄電した電力を出力する電源であることを特徴とする自立運転制御装置。 In the independent operation control device according to claim 1,
The self-sustained operation control device, wherein the plurality of distributed power sources are power sources that generate power themselves or power sources that output stored power.
前記協調制御手段は、前記負荷手段の負荷の総量を検出する負荷量検出手段と、前記複数の電力変換手段に出力指令を出す第２の制御手段とを備え、
前記第２の制御装置は、前記負荷量検出手段から得られる負荷の総量に基づいて前記複数の分散型電源の出力を決定し、前記複数の分散型電源からの電力を変換する前記電力変換手段に、出力電圧及び／又は周波数を補正する出力指令を出すことを特徴とする自立運転制御装置。 In the independent operation control device according to claim 1,
The cooperative control means includes load amount detection means for detecting the total amount of load of the load means, and second control means for issuing an output command to the plurality of power conversion means,
The second control device determines the output of the plurality of distributed power sources based on the total amount of loads obtained from the load amount detection unit, and converts the power from the plurality of distributed power sources. In addition, a self-sustained operation control device that issues an output command for correcting the output voltage and / or frequency.
前記協調制御手段は、適正な発電電力となるように、前記複数の分散型電源の起動や停止を行うことを特徴とする自立運転制御装置。 In the independent operation control device according to claim 6,
The self-sustained operation control device characterized in that the cooperative control means starts and stops the plurality of distributed power sources so as to obtain appropriate generated power.
前記協調制御手段は、前記複数の分散型電源と前記複数の電力変換手段のうち、所定時間後に必要となる前記負荷手段の電力に基づいて、予め適切な前記分散型電源および電力変換手段を起動させることを特徴とする自立運転制御装置。 In the independent operation control device according to claim 1,
The cooperative control means activates the appropriate distributed power supply and power conversion means in advance based on the power of the load means required after a predetermined time among the plurality of distributed power supplies and the plurality of power conversion means. A self-sustained operation control device characterized in that
前記自立運転制御装置は、複数の分散型電源と、前記複数の分散型電源のそれぞれに接続され、前記複数の分散型電源から出力された電力を変換する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段のそれぞれに接続され、前記複数の電力変換手段によって変換された電力が出力される系統母線と、前記系統母線を介して前記分散型電源から出力された電力を消費する少なくとも１つ以上の負荷手段と、前記負荷手段の総量から前記分散型電源の出力を決定し、前記出力の指令を与える、前記複数の電力変換手段のそれぞれに接続された協調制御手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記複数の電力変換手段のそれぞれに対し出力指令信号を送信し、前記複数の電力変換手段の制御を行うことを特徴とする制御方法。 A control method using a self-sustained operation control device that controls the self-sustained operation of a distributed power source in a system disconnected from a commercial system,
The autonomous operation control device includes a plurality of distributed power sources, a plurality of power conversion means connected to each of the plurality of distributed power sources, and converting power output from the plurality of distributed power sources, and the plurality of power sources. A system bus connected to each of the power conversion means and outputting the power converted by the plurality of power conversion means, and at least one or more consuming power output from the distributed power source via the system bus Load control means, and a cooperative control means connected to each of the plurality of power conversion means for determining the output of the distributed power source from the total amount of the load means and giving the output command,
The cooperative control means transmits an output command signal to each of the plurality of power conversion means to control the plurality of power conversion means.
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