JP2008278700A - 分散型発電装置及び電力品質維持制御方法 - Google Patents
分散型発電装置及び電力品質維持制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 制御装置4で分散型電源(電圧源)3の運転状態(例:有効電力、無効電力)の目標値を設定する。制御装置4で分散型電源(電圧源)3の運転状態(例:有効電力、無効電力)を計測する。分散型電源(電圧源)3の運転状態の実測値と、制御装置4で設定した目標値とを比較し、差分を計算し、電流源1の運転状態(例:有効電力、無効電力)を変化させる。電流源1の運転状態を変化させることで、電圧源の運転状態を目標値と一致させる。
【選択図】 図1
Description
また、特許文献1には直流電圧源を電力変換器を制御して基準電圧及び基準位相の交流に変換して交流系統に供給する電力変換装置が記載されている。
「新エネルギー発電装置を用いたマイクログリッドの自立運転の検討」電気学会B部門大会(06.09)NTT−F角田、西岡他 (2006.09.13発行)
しかし、自立運転時の電力品質(電圧、周波数)は電圧源の運転状態に依存するため、電圧源の運転状態が変動することにより、電力線に供給される電力の品質に影響が生じる。例えば、一般に、電圧源の有効電力が増加(減少)すると周波数が低下(上昇)し、無効電力が増加(減少)すると、電圧が低下(上昇)する。
したがって、変動の大きな負荷や自然変動電源を連系させると電力品質が低下する。電圧、周波数の変動の大きさによって分散型電源や負荷設備の運転継続が困難となる場合があるため、電圧源の容量と比較して、変動の大きい負荷の連系が困難になる場合がある。また、大容量の自然変動電源を連系することも困難となる場合がある。
従来の電力品質変動に対しては以下のような対策方法がある。
・力率改善用コンデンサの投入
・変圧器のタップ切り替え
・SVC(無効電力補償装置)などの電圧制御機器の適用
しかし、最初の二つの方法では応答速度が遅いために瞬時の変動に追従できない場合があり、3番目の方法では装置導入のコストや設置スペースの確保の課題がある。
・電圧源の自立運転の運転状態の変化に伴う電力品質の低下を抑制すること。
・系統連系運転のみを前提とした自然変動電源の利活用を可能とすること。
・蓄電池設備を利用した場合は充放電電力の調整が高速に行うことを可能ですること、また、充電方向にも変動抑制が可能であることから、PV(Photovoltaic Power Generation System、太陽光発電)やWT(Wind Turbine、風力発電)等の自然変動電源を自立運転の系統に連系させる場合に、一層有効に充放電電力の調整を可能とすること。
・発電機には出力応答性や発電効率の観点から、最適な運転領域があり、電圧源をその領域で運転させること。
・電圧源の変動予備力を確保すること。
・制御装置で電圧源の運転状態(有効電力、無効電力)の目標値を設定する。
・制御装置で電圧源の運転状態(有効電力、無効電力)を計測する。
・電圧源の運転状態の実測値と、制御装置で設定した目標値とを比較し、差分を計算する。
・実測値と目標値を一致させる為に、電流源の運転状態(有効電力、無効電力)を変化させる。
・電流源の運転状態を変化させることで、電圧源の運転状態を目標値と一致させる。
・電流源は、有効電力のみを制御する電流源、無効電力のみを制御する電流源、というように複数台で役割を分担してもよい。
電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、電力線を介して需要設備に電力を供給する分散型発電装置において、
自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、
前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、
前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、
前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部と
を備え、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力目標値P’及び無効電力目標値Q’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P及び実測無効電力Qを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1及び実測無効電力Q1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’、実測無効電力Qと無効電力目標値Q’をそれぞれ周期的に比較して、差分 ΔP=P’−P 及び ΔQ=Q’−Q を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP 及び Q1−ΔQ を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力を P1−ΔP、無効電力出力を Q1−ΔQ に制御する
ことにより、前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’に、無効電力を無効電力目標値Q’に制御するようにした前記分散型発電装置が提供される。
電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、需要設備に電力を供給する分散型発電装置において、
自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、
前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、
前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、
前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部と
を備え、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の周波数目標値f’及び電圧目標値V’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測周波数f及び実測電圧Vを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1及び実測無効電力Q1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測周波数fと周波数目標値f’、実測電圧Vと電圧目標値V’をそれぞれ周期的に比較して、差分Δf=f’−f 及び ΔV=V’−Vを計算し、
差分Δf及びΔVに基づき、前記分散型電源の有効電力の変動量ΔP、無効電力の変動量ΔQを求め、前記制御装置から前記第1の電流源に有効電力指令値P1+ΔP、無効電力指令値Q1+ΔQを送り、前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力をΔP、無効電力出力をΔQ分変化させることにより、前記分散型電源の有効電力を−ΔP、無効電力を−ΔQ分変化させることで、前記分散型電源の周波数をf+Δf、電圧をV+ΔVに変化させ、前記分散型電源の周波数を周波数目標値f’に、電圧を電圧目標値V’に制御するようにした前記分散型発電装置が提供される。
電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、需要設備に電力を供給する分散型発電装置において、
自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、
前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、
前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、
前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部と
を備え、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の電圧制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力目標値P’若しくは無効電力目標値Q’及び力率目標値cosθ’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P若しくは無効電力Q及び実測力率cosθを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1若しくは無効電力Q1及び実測力率cosθ1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’若しくは無効電力Qと無効電力目標値Q’を周期的に比較し、実測力率cosθと力率目標値cosθ’を周期的に比較して、差分ΔP=P’−P若しくはΔQ=Q’−Q 及び cosθ、cosθ’、P1、cosθ1に基づき、力率指令値cosθ1(指令)を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP若しくはQ1−ΔQ 及び cosθ1(指令)を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力若しくは無効電力出力を、P1−ΔP若しくはP1−ΔPに制御し、力率をcosθ1(指令)に制御することにより、
前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’若しくは無効電力を無効電力目標値Q’に、及び、力率を力率目標値cosθ’に制御するようにした前記分散型発電装置が提供される。
電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部とを備え、需要設備に電力を供給する分散型発電装置における電力品質維持制御方法において、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力目標値P’及び無効電力目標値Q’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P及び実測無効電力Qを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1及び実測無効電力Q1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’、実測無効電力Qと無効電力目標値Q’をそれぞれ周期的に比較して、差分 ΔP=P’−P 及び ΔQ=Q’−Q を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP 及び Q1−ΔQ を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力を P1−ΔP、無効電力出力を Q1−ΔQ に制御する
ことにより、前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’に、無効電力を無効電力目標値Q’に制御するようにした前記電力品質維持制御方法が提供される。
電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部とを備え、需要設備に電力を供給する分散型発電装置における電力品質維持制御方法において、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の周波数目標値f’及び電圧目標値V’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測周波数f及び実測電圧Vを計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測周波数fと周波数目標値f’、実測電圧Vと電圧目標値V’をそれぞれ周期的に比較して、差分Δf=f’−f 及び ΔV=V’−Vを計算し、ΔV、Δfに基づき、前記分散型電源の有効電力の変動量ΔP、無効電力の変動量ΔQを求め、前記第1の電流源の有効電力指令値P1+ΔP、無効電力指令値Q1+ΔQを求め、前記制御装置から前記第1の電流源に前記指令値を送り、前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力をΔP、無効電力出力ΔQの分変化させることにより、前記分散型電源の有効電力を−ΔP、無効電力を−ΔQ分変化させることにで、前記分散型電源の周波数をf+Δf、電圧をV+ΔVに変化させ、前記分散型電源の周波数を周波数目標値f’に、電圧を電圧目標値V’に制御するようにした前記電力品質維持制御方法が提供される。
電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部とを備え、需要設備に電力を供給する分散型発電装置における電力品質維持制御方法において、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力P’若しくは無効電力目標値Q’及び力率目標値cosθ’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P若しくは無効電力Q及び実測力率cosθを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1若しくは無効電力Q1及び実測力率cosθ1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’若しくは無効電力Qと無効電力目標値Q’を周期的に比較し、実測力率cosθと力率目標値cosθ’を周期的に比較して、差分ΔP=P’−P若しくはΔQ=Q’−Q及び cosθ、cosθ’、P1、cosθ1に基づき、力率指令値cosθ1(指令)を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP若しくはQ1−ΔQ 及び cosθ1(指令)を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力若しくは無効電力出力を、P1−ΔP若しくはQ1−ΔQに制御し、力率をcosθ1(指令)に制御することにより、
前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’若しくは無効電力を無効電力目標値Q’に、及び、力率を力率目標値cosθ’に制御するようにした前記電力品質維持制御方法が提供される。
・電圧源の自立運転の運転状態の変化に伴う電力品質の低下を抑制できる。
・系統連系運転のみを前提とした自然変動電源の利活用が可能となる。
・蓄電池設備を利用した場合は充放電電力の調整を高速に行うことが可能であること、また、充電方向にも変動抑制が可能であることから、PV(太陽光発電)やWT(風力発電)等の自然変動電源を自立運転の系統に連系させる場合に、一層有効に充放電電力の調整が可能となる。
・発電機には出力応答性や発電効率の観点から、最適な運転領域があり、電圧源をその領域で運転させることができる。
・電圧源の変動予備力を確保できる。
図1に、自立運転時の分散型電源システムの構成図を示す。
本実施の形態の分散型電源システムは、発電設備10、商用系統20、需要設備30、遮断器40を備える。
発電設備10は、分散型電源1及び2(以下、電流源1及び2と呼ぶ場合がある。)、電流源又は電圧源に切替えられる分散型電源3、制御装置4、切替制御部5を備える。発電設備10は、電力の需要設備30に電力線50を介して電力を供給する。発電設備10は、遮断器40を介して商用系統20と接続される。発電設備10の運転には、商用系統20と接続されて需要設備30に電力を供給する系統連系運転、及び、商用系統20と分離されて需要設備30に電力を供給する自立運転がある。切替制御部5は、商用系統の監視結果(例えば、停電、漏電等の障害時)、保守運用時等の制御装置やコンソールなどからの切替え指示などに従い、これらの切替えを実行する。また、切替制御部5の指示により、遮断器40は接続又は開放され、分散型電源3は、系統連系運転時には電流源に、自立運転時には電圧源として機能するように切替えられる。
図1の本実施の形態は、特に、自立運転時の場合を示す。自立運転時とは、例えば、事故等により系統停電した場合等、電力会社の系統と遮断器等で分離された状態である。
自立運転時、分散型電源(電圧源)3は、出力電圧が一定に維持されるように、電圧制御運転がなされる。電圧源は、自立運転時には、自立系統で電力品質の基準となるため、分散型電源(電圧源)3の運転状態が電力品質に影響を与える。また、分散型電源(電圧源)3の負荷追従速度はきわめて早い。電圧源は、例えば、PAFC(Phosphoric Acid Fuel Cell、リン酸形燃料電池)NaS電池(Natrium(Sodium)−Sulfur Battery)等を用いることができる。
制御装置4は、電流源1の運転状態を制御する。特に、自立運転時には、分散型電源(電圧源)3の出力に基づいて電流源1の出力を制御する。
自立運転時では分散型電源3が電圧源となり、電力会社の系統の役割を担い電圧、周波数を決定する。他の分散型電源である電流源1及び電流源2は、電圧源の作る電圧、周波数を基準として、その電圧、周波数に同期して運転する。分散型電源(電圧源)3と電流源1又は2、負荷の規模が同等である、比較的同等に近い場合、分散型電源(電圧源)3より電流源1又は2、負荷の規模が大きい場合、電流源2の出力変動や負荷の変動が電力品質に影響を与える。すなわち、電圧源の電圧・周波数の基準、有効電力P、無効電力Qの状態等によって、電力線に供給される電圧や周波数等に影響を及ぼす場合がある。
なお、本実施の形態は、特に自立運転時に適用されるが、通常の分散型電源の使用方法として、系統連系運転時の場合がある。この場合、電力会社の系統とは、遮断器40等で接続されている。なお、この場合図1の分散型電源3は、切替制御部5の指令に従い電流源として機能し、制御装置4の出力指令値に従って運転する。電力会社の系統は分散型電源と比較して巨大(強力)である。このような巨大な系統に、小規模の負荷や太陽光発電等の分散型電源が連系し、変動しても、電力品質(電圧、周波数)に与える影響は比較的小さい(なお、今後大量の分散型電源が集中導入されると影響する恐れも有り得る)。系統の電圧、周波数が基準となり、分散型電源(電流源)1、2、3は、系統の作る電圧、周波数に同期して運転する。
図3に、マニュアルによる自立運転の動作についての説明図を示す。
本実施の形態の説明の前に、参考までに、関連技術として、マニュアルによる自立運転の動作について説明する。
この発電設備10の制御部分は、電流源1、分散型電源(電圧源)3、制御装置4’、計測装置、コンソールを備える。分散型電源(電圧源)3は、制御部、インバータ、発電部を備える。電流源1は、制御部、インバータ、発電部、インタフェースを備える。制御装置4’は、電流源の出力設定部、演算部を備える。
分散型電源(電圧源)3は、出力電圧、周波数に基づき、制御部がインバータを電圧制御する。このとき、分散型電源(電圧源)3のローカル制御(既存技術)により、外部の制御装置による運転制御はされない。電流源1は一定(定格)出力運転とすることができる。もしくは、制御装置4の計測装置が分散型電源(電圧源)3から出力される実測有効電力P及び実測無効電力Qを計測し、その計測データを人間が確認し、電流源1の出力を変化させることもできる。このとき、制御装置4’は、操作者のPC等のコンソールからの電流源1の出力設定のための入力に従い、設定部が電流源1の出力を設定し、演算部により指令値が計算されて出力される。そして、電流源1は制御装置4’より受けた指令に従い運転する。このとき、電流源1は、インバータの出力位相、電流に基づき制御部がインバータを電流制御する。
次に、本実施の形態の動作について説明する。
この発電設備10の制御部分は、電流源1、分散型電源(電圧源)3、制御装置4、切替制御部5を備える。分散型電源(電圧源)3は、制御部(電圧制御)、インバータ、発電部、インタフェースを備える。電流源1は、制御部、インバータ、発電部、インタフェースを備える。制御装置4は、計測装置41及び44、目標値設定部42、演算部43を備える。
切替制御部5は、商用系統の停電、断線、漏電、短絡等の障害の監視結果に従い、または、保守・運用の指示や、マニュアル若しくは他の制御装置からの切替え指示等に従い、自立運転か系統連系運転かを切替える制御を実行する。そして、切替制御部5は、制御装置4の機能及び分散型電源3の電圧制御/電流制御を切替える。自立運転では、分散型電源3は電圧源として機能するように切替制御部により切替えられる。また、分散型電源(電圧源)3は、電力系への出力電圧、周波数に基づき、制御部がインバータを電圧制御する。このとき、ローカル制御(既存技術)により、外部の制御装置による運転制御はされない。
以下、一例として、有効電力及び無効電力を用いた電力品質維持制御について説明する。
計測装置41は、分散型電源(電圧源)3の電力線への出力から周期的に計測情報(P:実測有効電力、Q:実測無効電力)を取り込む。計測装置44は、電流源1の電力線への出力から周期的に計測情報(P1:実測有効電力、Q1:実測無効電力)を取り込む。目標値設定部42は、予め分散電源(電圧源)3が電力線に出力すべき目標値(P’:有効電力目標値、Q’:無効電力目標値)を設定しておく。制御装置4は、計測装置41から出力される計測情報(P、Q)と目標値設定部42からの目標値(P’、Q’)とを周期的に比較し、計測装置44から出力される計測情報(P1、Q1)を用いて、指令値を計算して送出する。ここで、出力される指令値は、次のようになる。
有効分指令値 P1−ΔP (ΔP=P’−P)
無効分指令値 Q1−ΔQ (ΔQ=Q’−Q)
ここで、P1:電流源1の有効電力 Q1:電流源1の無効電力
以上のように、制御装置4は、分散型電源(電圧源)3の送電端の出力P,Qの計測情報をもとに、電流源1の出力P1,Q1を決定する。このとき、電流源1は、分散型電源(電圧源)3の送電端の出力P,Qを予め設定した目標値P’、Q’に保つように電流源1のP1,Q1を決定することで、電力品質改善のために電流源の出力を変更する。
図示のように、電圧源によって確立された自立電力系統に、電流源1(例:蓄電池)、電流源2(例:太陽光発電設備)を連系させ、需要設備30(負荷設備)に給電する。自立系統を維持するためには、次式が成り立つことが必要である。
P+P1+P2=P3、Q+Q1+Q2=Q3 (1)
ここで
P :分散型電源(電圧源)3の有効電力
Q :分散型電源(電圧源)3の無効電力
P1:電流源1の有効電力 Q1:電流源1の無効電力
P2:電流源2の有効電力 Q2:電流源2の無効電力
P3:負荷の有効電力 Q3:負荷の無効電力
である。
ここで、需要設備30の負荷変動(P3→P3+ΔP3)、及び、太陽光発電設備の出力変動(P2→P2+ΔP2)が生じた場合を想定する。従来は、この場合、(1)式の条件を満たすため、分散型電源(電圧源)3は、上述したようなローカル制御により、次式のように、出力がP→P+ΔPとなり、電力品質(例:電圧、周波数)が変動することになる。
(P+ΔP)+P1+(P2+ΔP2)=P3+ΔP3
(ΔP=−ΔP2+ΔP3)
しかし、本実施の形態では、電流源1の出力が、P1→P1+ΔP1 に制御される。よって、次式のように、分散型電源(電圧源)3の出力が、P+ΔP→P となり電力品質が変動せず改善される。
P+(P1+ΔP1)+(P2+ΔP2)=P3+ΔP3
(ΔP1=−ΔP2+ΔP3)
なお、無効電力Qについても同様である。また、電流源1又は需要設備30のいずれか一方が変動した場合も、ΔP2=0又はΔP3=0とすれば、同様に適応して品質を改善することができる。
電流源2及び需要設備30について、有効電力P2、P3、無効電力Q2、Q3は制御不可能で常時変動するため、分散型電源(電圧源)3の有効及び無効電力P、Qも変動する。ループ1(S101、S123)及びループ2(S105、S121)は、それぞれ周期T及びt(T≧t)で、ループ1及び2内の処理を繰り返すことを示す。
まず、制御装置4の目標値設定部42で、分散型電源(電圧源)3の目標有効電力P’、目標無効電力Q’を設定する(S103)。制御装置4は、計測装置41により分散型電源(電圧源)3の電力線への出力から実測有効電力P、実測無効電力Qを計測し、演算部43に計測情報を取り込み、また、計測装置44により電流源1の電力線への出力から実測有効電力P1、実測無効電力Q1を計測し、演算部43に計測情報を取り込む(S107)。制御装置4の演算部43は、PとP’、QとQ’をそれぞれ比較して(S109)、差分ΔP=(P’−P)、ΔQ=(Q’−Q)(電流源1の出力変化量)を計算する(S111)。制御装置4の演算部43から電流源1の制御部にインタフェースを介してP1−ΔP、Q1−ΔQを渡す(S113)。
電流源1の制御部は、インタフェースを介して制御装置4からP1−ΔP、Q1−ΔQを受けとり、ΔP、ΔQだけ電流源1の出力を変化させ、出力をP1−ΔP、Q1−ΔQに制御する(S201)。こうして電流源1の出力が変化する(S203)。
需要電力が増加し、分散型電源(電圧源)3の有効電力がP=P’+ΔPとなった場合は、電力線の周波数は低下する。しかし、このとき、電流源1の出力を+ΔP変化させることで、分散型電源(電圧源)3の有効電力出力をP=P−ΔPに変化させ(S301)、目標値P’に戻すことが出来る。これにより、分散型電源(電圧源)3の有効電力増加に伴う電力線の周波数の低下を抑制できる。また、分散型電源(電圧源)3の無効電力がQ’+ΔQとなった場合、電力線の電圧が低下する。このとき、電流源1の無効電力を+ΔQ変化させることで、分散型電源(電圧源)3の無効電力出力をQ=Q−ΔQに変化させ(S301)、目標値Q’に戻すことが出来る。これにより、分散型電源(電圧源)3の無効電力増加に伴う電力線の電圧の低下を抑制できる。
制御装置4は、ループ2により、ステップS105〜S121を周期tで繰り返すことで、自然変動電源(P2、Q2)や需要電力(P3,Q3)が変動した場合においても、電圧源を最適な領域で運転することができ、自立運転系統の電力品質を安定させることができる。また、制御装置4は、ループ1により、ステップS101〜S123を周期T(≧t)で繰り返すことで、目標値P’、Q’を変更可能とすることができる。
図7に、系統連系運転の動作についての説明図を示す。
系統連系運転では、分散型電源3は電流源として機能するように、切替制御部5により切替えられる。制御装置4は、目標値設定部42により出力指令値を分散型電源(電流源)3及び電流源1に与える。分散型電源(電流源)3及び電流源1の各制御部は、この指令値に従い、インバータを電流制御することで一定電流又は一定電力を維持するように制御する。
図8に、分散型電源の主回路および制御部についての構成図の例を示す。(既存技術)
制御部は、位相/周波数検出器、電流検出器、電圧検出器、有効電力変換部、無効電力変換部、電圧制御部、電流制御部、スイッチ、PWMパルス発生器等を備える。図示のように、分散型電源3は、例えば、直流電圧源である発電部を、PWMインバータを介して交流系統の電力線に接続し、PWMインバータを制御して、発電部の直流を交流に変換して電力線に供給する。
分散型電源は、スイッチで切替えることにより、系統連系時にはGC(Grid Connect)モードで運転され、電流制御が行われ、自立運転中には、GI(Grid Independent)モードで運転され、電圧制御が行われる。なお、この切替えにより、遮断器などによる電力系統との接続/分離切替え、制御装置4、他の制御部、各分散型電源などの機能等の切替えが適宜制御される。自立運転時の分散型電源3は、基本的に、負荷の変化に追従可能なPAFC等を電圧制御(GI)モードで運転し、他の分散型電源(電流源1、2)は指令値に従ってCGモードで運転する。
以下に、電圧源制御方法について説明する。
自立運転時のGIモードでは、スイッチが図示のように切替えられ、分散型電源3は電圧源として機能する。GIモードでは、分散型電源(電圧源)3の制御は全てローカル(分散型電源(電圧源)3内)で行われ、外部の制御装置などからの指令は受けない。
このモードでは電圧制御が選択され、電力線への出力によりシステムの電圧が決定される。システムの周波数を決定するのは位相/周波数検出器である。広く知られているように、この回路は、例えば、PLL(Phase Locked Loop)と呼ばれる回路方式により、電力線の周波数および位相を連続的に検出する機能を有しており、検出した位相信号により制御回路内の電圧・電流信号をDQ軸に座標変換し、電圧・電流制御に使用する。位相/周波数検出器からの出力により、電圧検出器が電圧を検出し、これを用いて、電圧制御部により、出力電圧の大きさを決定する。さらに、位相/周波数検出器からの情報を用いてPWMパルス発生器へ与える信号波の周波数を決定する(町田、「直流送電工学」東京電機大学出版局(1999)など参照)。そして、PWMパルス発生器の出力によりPWMインバータを制御して、発電部の直流を交流に変換して電力線に供給する。
以下に、電流源制御方法(電流制御)について説明する。
系統連系時GCモードでは、スイッチが図示のように切替えられ、分散型電源3は、電流源として機能する。また、電流源1も同様に制御される。電流源は、制御装置4からの指令値に従った一定出力運転を実行する(系統連系時も同様)。
すなわち、電流源の制御部は、制御装置4からインタフェースを介して有効電力及び無効電力の指令値が与えられる。有効電力変換部及び無効電力変換部は、各指令値を有効電流及び無効電流の指令値に変換し、電流制御部に与える。電流制御部(ACR)は、有効及び無効電流の指令値に電流検出器で検出した電力線の電流値が追従するように出力指令をPWMパルス発生器に与える。PWMパルス発生器は、差分出力と位相検出器で検出した電力線の位相とに基づき、PWMインバータを制御することで、電力線の有効電力及び無効電力を指令値に従い制御する。
図11に、他の実施の形態1の自立運転の動作についての説明図を示す。また、図12に、他の実施の形態1の電力品質維持制御についてのフローチャートを示す。
上述のように、需要電力が増加し、電圧源の有効電力がP=P’+ΔPとなった場合、電力線の周波数は低下する。よって、分散型電源(電圧源)3の電力線への出力としての計測情報として、有効電力の代わりに周波数を用いることもできる。また、電圧源の無効電力がQ’+ΔQとなった場合、電力線の電圧が低下する。よって、分散型電源(電圧源)3の電力線への出力としての計測情報として、無効電力の代わりに電圧を用いることもできる。
そこで、本実施の形態では、目標値設定部42は、予め目標値(f’:周波数目標値、V’:電圧目標値)を設定しておく(S103−1)。計測装置41は、分散型電源(電圧源)3の出力から周期的に計測情報(f:実測周波数、V:実測電圧)を取り込み、また、計測装置44は、電流源1の出力から周期的に計測情報(P1:実測有効電力、Q1:実測無効電力)を取り込む(S107−1)。制御装置4の演算部43は、計測装置41から出力される計測情報(f、V)と目標値設定部42からの目標値(f’、V’)とを周期的に比較して(S109−1)、差分Δf=f’−f 及び ΔV=V’−Vを計算する(S111−1)。さらに、演算部43は、実測有効電力P1、実測無効電力Q1、実測周波数f及び実測電圧V、差分Δf及びΔVに基づき、有効電力及び無効電力の指令値P1+ΔP、Q1+ΔQに変換して、電流源1にこの指令値を送る(S113−1)。そして、上述したとおり、電流源1は制御装置4より受けた指令に従い運転し、有効・無効電力出力をΔP、ΔQ分変化させることで(S201−1)、分散型電源(電圧源)3の有効電力を−ΔP、無効電力を−ΔQ分変化させることにより、分散型電源(電圧源)3の周波数をf+Δf、電圧をV+ΔVに変化させ、分散型電源(電圧源)3の周波数を周波数目標値f’に、電圧を電圧目標値V’に制御する(S301−1)。なお、他のステップS101、S105、S121、S123は図6と同様である。
図13に、他の実施の形態2の自立運転の動作についての説明図を示す。また、図14に、他の実施の形態2の電力品質維持制御についてのフローチャートを示す。
本実施の形態では、まず、目標値設定部42は、予め目標値(P’又はQ’:有効/無効電力目標値、cosθ’:力率目標値)を設定しておく(S103−2)。計測装置41は、分散型電源(電圧源)3の出力から周期的に計測情報(P又はQ:有効/無効電力、cosθ:力率)を取り込み、また、計測装置44は、電流源1の出力から周期的に計測情報(P1又はQ1:有効/無効電力、cosθ1:力率)を取り込む(S107−2)。制御装置4の演算部43は、計測装置41から出力される計測情報(P又はQ、cosθ)と目標値設定部42からの目標値(P’又はQ’、cosθ’)とを周期的に比較し(S109−2)、差分ΔP=P’−P若しくはΔQ=Q’−Q 及び cosθ、cosθ’、P1、cosθ1に基づき、力率指令値cosθ1(指令)を計算し(詳細は後述)、電流源1に P1−ΔP若しくはQ1−ΔQ 及び cosθ1(指令)を指令値として送る(S113−2)。そして、上述したとおり、電流源1は制御装置4より受けた指令に従い運転し、有効電力若しくは無効電力出力を、P1−ΔP若しくはQ1−ΔQに制御し、力率をcosθ1(指令)に制御することにより(S201−2、S203−2)、分散型電源(電圧源)3の有効電力を有効電力目標値P’若しくは無効電力を無効電力目標値Q’に、及び、力率を力率目標値cosθ’に制御する(S301−2)。なお、他のステップS101、S105、S121、S123は図6と同様である。
力率を利用する場合、基本的な考え方は、概略、上述の実施の形態及び他の実施の形態と同様で、要するに、電圧源の有効電力・無効電力の目標値に実出力が合うように電流源の出力を決めてやれば良いと考える。現実的には、有効電力と力率を計測している場合が多いと思われるので、以下に、この組み合わせでどのようにすれば良いか検討する。
電圧源の出力をP、Q、cosθ(力率)、目標をP’、Q’、cosθ’、sinθ’、tanθ’とし、電流源の出力をP1、Q1、cosθ1、sinθ1、tanθ1とする(実際に計測するのは有効電力と力率のみで無効電力は計算経過を理解するためのもの)。有効電力は上述の実施の形態と同様、ΔP=P’−Pを計算して、P1(指令)=P1(計測)−ΔPとすれば良い。無効電力は次の考え方で指令を出す。なお、添え字は、「(指令)」が指令値を、「(計測)」が計測値をそれぞれ示す。
(力率の定義cosθ(よってtanθ=Q/P))
Q’=P’(sinθ’/cosθ’)=P’×tanθ’
ΔQ=Q’−Q=P’×tanθ’−P×tanθ
Q1(指令)=Q1(計測)−ΔQ
=P1(計測)×tanθ1(計測)−(P’×tanθ’−P×tanθ)
また、
Q1(指令)=P1(指令)×tanθ1(指令)
よって、
tanθ1(指令)=(P1(計測)×tanθ1(計測)−P’×tanθ’+P×tanθ)/P1(指令)
θ1(指令)=tan−1((P1(計測)×tanθ1(計測)−P’×tanθ’+P×tanθ)/P1(指令))
=tan−1((P1(計測)×tanθ1(計測)−P’×tanθ’+P×tanθ)/(P1−ΔP))
したがって、力率指令値が、θ1(指令)は、次式となる。
力率指令値cosθ1(指令)
=cos(tan−1((P1(計測)×tanθ1(計測)−P’×tanθ’+P×tanθ)/(P1−ΔP))
図15に、他の実施の形態3の自立運転の動作についての説明図を示す。
なお、上述の実施の形態及び他の実施の形態1、2において、電流源1の運転状態を制御する際には、有効電力及び無効電力を指令するほか、力率を制御することで、有効電力、無効電力を制御することも出来る。この場合、電流源1は、電力線へ出力する電力の力率を制御する力率調整部11をさらに備え、制御部は、制御装置4からの指令値に従い、力率調整部11により力率を変化させて調整することで、有効電力及び無効電力を制御することができる。このとき、制御部は、例えば、指令値としての有効電力及び無効電力に基づき、それを有効電力及び力率、又は、無効電力及び力率に変換して、有効電力・無効電力によりインバータを制御し、力率により力率制御部11を制御することができる。他にも、指令値として、有効電力(又は無効電力)と力率、又は、周波数と電圧を用いて、電流源の制御部で適宜、有効・無効電力、力率に変換して、インバータを制御するようにしてもよい。
3 分散型電源(電圧源)
4 制御装置
5 切替制御部
10 発電設備
41及び44 計測装置
42 目標値設定部
43 演算部
Claims (15)
- 電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、電力線を介して需要設備に電力を供給する分散型発電装置において、
自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、
前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、
前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、
前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部と
を備え、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力目標値P’及び無効電力目標値Q’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P及び実測無効電力Qを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1及び実測無効電力Q1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’、実測無効電力Qと無効電力目標値Q’をそれぞれ周期的に比較して、差分 ΔP=P’−P 及び ΔQ=Q’−Q を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP 及び Q1−ΔQ を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力を P1−ΔP、無効電力出力を Q1−ΔQ に制御する
ことにより、前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’に、無効電力を無効電力目標値Q’に制御するようにした前記分散型発電装置。 - 電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、需要設備に電力を供給する分散型発電装置において、
自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、
前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、
前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、
前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部と
を備え、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の周波数目標値f’及び電圧目標値V’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測周波数f及び実測電圧Vを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1及び実測無効電力Q1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測周波数fと周波数目標値f’、実測電圧Vと電圧目標値V’をそれぞれ周期的に比較して、差分Δf=f’−f 及び ΔV=V’−Vを計算し、
差分Δf及びΔVに基づき、前記分散型電源の有効電力の変動量ΔP、無効電力の変動量ΔQを求め、前記制御装置から前記第1の電流源に有効電力指令値P1+ΔP、無効電力指令値Q1+ΔQを送り、前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力をΔP、無効電力出力をΔQ分変化させることにより、前記分散型電源の有効電力を−ΔP、無効電力を−ΔQ分変化させることで、前記分散型電源の周波数をf+Δf、電圧をV+ΔVに変化させ、前記分散型電源の周波数を周波数目標値f’に、電圧を電圧目標値V’に制御するようにした前記分散型発電装置。 - 電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、需要設備に電力を供給する分散型発電装置において、
自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、
前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、
前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、
前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部と
を備え、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の電圧制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力目標値P’若しくは無効電力目標値Q’及び力率目標値cosθ’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P若しくは無効電力Q及び実測力率cosθを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1若しくは無効電力Q1及び実測力率cosθ1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’若しくは無効電力Qと無効電力目標値Q’を周期的に比較し、実測力率cosθと力率目標値cosθ’を周期的に比較して、差分ΔP=P’−P若しくはΔQ=Q’−Q 及び cosθ、cosθ’、P1、cosθ1に基づき、力率指令値cosθ1(指令)を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP若しくはQ1−ΔQ 及び cosθ1(指令)を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力若しくは無効電力出力を、P1−ΔP若しくはP1−ΔPに制御し、力率をcosθ1(指令)に制御することにより、
前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’若しくは無効電力を無効電力目標値Q’に、及び、力率を力率目標値cosθ’に制御するようにした前記分散型発電装置。 - 前記第1の電流源は、電力線へ出力する電力の力率を制御する力率調整部をさらに備え、
前記制御装置からの指令値に従い、前記力率調整部により力率を制御し、有効電力又は無効電力を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。 - 前記制御装置は、
前記分散型電源の計測情報を周期的に取り込む第1の計測装置と、
前記第1の電流源の計測情報を周期的に取り込む第2の計測装置と、
予め目標値を設定しておく目標値設定部と、
前記計測装置からの計測情報と前記目標値設定部からの目標値とを周期的に比較し、指令値を演算及び送出する演算部と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。 - 前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御できない、前記電力線に電力を供給する第2の電流源をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。
- 需要設備が、次式のように負荷変動した場合、
P3→P3+ΔP3、Q3→Q3+ΔQ3
前記制御装置は、指令値として
P1+ΔP1 (ここで、ΔP1=ΔP3)、
Q1+ΔQ1 (ここで、ΔQ1=ΔQ3)
を出力し、
前記第1の電流源は、有効電力出力を P1+ΔP1、Q1+ΔQ1 に制御することにより、前記分散型電源の出力を、P、Q に維持するように制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。
ここに、
P :分散型電源の有効電力 Q :分散型電源の無効電力
P1:第1の電流源の有効電力 Q1:第1の電流源の無効電力
P3:負荷の有効電力 Q3:負荷の無効電力 - 前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御できない、前記電力線に電力を供給する第2の電流源をさらに備え、
前記第2の電流源が、次式のように出力変動した場合に、
P2→P2+ΔP2、Q2→Q2+ΔQ2
前記制御装置は、指令値として、
P1+ΔP1 (ここで、ΔP1=−ΔP2)、
Q1+ΔQ1 (ここで、ΔQ1=−ΔQ2)
を出力し、
前記第1の電流源は、有効電力出力を P1+ΔP1、Q1+ΔQ1 に制御することにより、前記分散型電源の出力を、P、Q に維持するように制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。
ここに、
P :分散型電源の有効電力 Q :分散型電源の無効電力
P1:第1の電流源の有効電力 Q1:第1の電流源の無効電力
P2:第2の電流源の有効電力 Q2:第2の電流源の無効電力 - 前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御できない、前記電力線に電力を供給する第2の電流源をさらに備え、
需要設備が、次式のように負荷変動した場合、
P3→P3+ΔP3、Q3→Q3+ΔQ3
及び/又は、
前記第2の電流源が、次式のように出力変動した場合に、
P2→P2+ΔP2、Q2→Q2+ΔQ2
前記制御装置は、指令値として
P1+ΔP1 (ここで、ΔP1=−ΔP2+ΔP3)、
Q1+ΔQ1 (ここで、ΔQ1=−ΔQ2+ΔQ3)
を出力し、
前記第1の電流源は、有効電力出力を P1+ΔP1、Q1+ΔQ1 に制御することにより、前記分散型電源の出力を、P、Q に維持するように制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。
ここに、
P :分散型電源の有効電力 Q :分散型電源の無効電力
P1:第1の電流源の有効電力 Q1:第1の電流源の無効電力
P2:第2の電流源の有効電力 Q2:第2の電流源の無効電力
P3:負荷の有効電力 Q3:負荷の無効電力 - 前記切替制御部は、電力系統の障害検出、保守、切替指示に従い、前記分散型電源及び前記制御装置の機能を系統連系運転から自立運転に切替える指令を送出し、
自立運転時には、
前記分散型電源は、電圧源として機能するように切替えられ、GI(Grid Independent)モードで運転され、
前記制御装置は、前記分散型電源の出力及び目標指令値にしたがい、前記第1の電流源へ出力値制御指令を送出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。 - 前記分散型電源は、系統連系運転時には前記切替制御部の指令に従って電流源として機能するように切替えられ、GC(Grid Connect)モードで運転され、
前記制御装置は、系統連系運転時には前記分散型電源、前記第1の電流源及び前記第2の電流源に、出力指令値を出力し、
前記分散型電源及び前記第1の電流源は、制御装置からの指令値に従った出力で運転を実行することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分散型発電装置。 - 前記制御装置は、力率指令値cosθ1(指令)を次式で求めることを特徴とする請求項3に記載の分散型発電装置。
力率指令値cosθ1(指令)
=cos(tan−1((P1(計測)×tanθ1(計測)−P’×tanθ’+P×tanθ)/(P1−ΔP)) - 電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部とを備え、需要設備に電力を供給する分散型発電装置における電力品質維持制御方法において、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力目標値P’及び無効電力目標値Q’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P及び実測無効電力Qを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1及び実測無効電力Q1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’、実測無効電力Qと無効電力目標値Q’をそれぞれ周期的に比較して、差分 ΔP=P’−P 及び ΔQ=Q’−Q を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP 及び Q1−ΔQ を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力を P1−ΔP、無効電力出力を Q1−ΔQ に制御する
ことにより、前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’に、無効電力を無効電力目標値Q’に制御するようにした前記電力品質維持制御方法。 - 電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部とを備え、需要設備に電力を供給する分散型発電装置における電力品質維持制御方法において、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の周波数目標値f’及び電圧目標値V’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測周波数f及び実測電圧Vを計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測周波数fと周波数目標値f’、実測電圧Vと電圧目標値V’をそれぞれ周期的に比較して、差分Δf=f’−f 及び ΔV=V’−Vを計算し、ΔV、Δfに基づき、前記分散型電源の有効電力の変動量ΔP、無効電力の変動量ΔQを求め、前記第1の電流源の有効電力指令値P1+ΔP、無効電力指令値Q1+ΔQを求め、前記制御装置から前記第1の電流源に前記指令値を送り、前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力出力をΔP、無効電力出力ΔQの分変化させることにより、前記分散型電源の有効電力を−ΔP、無効電力を−ΔQ分変化させることにで、前記分散型電源の周波数をf+Δf、電圧をV+ΔVに変化させ、前記分散型電源の周波数を周波数目標値f’に、電圧を電圧目標値V’に制御するようにした前記電力品質維持制御方法。 - 電力系統と分離した自立運転及び電力系統と接続した系統連系運転を切り替え可能で、自立運転時に電圧源として電圧制御運転され、連系運転時に電流源として電流制御運転され、電力線に電力を供給する分散型電源と、前記分散型電源が出力する電圧及び周波数に同期して運転され、運転状態を制御可能で、前記電力線に電力を供給する第1の電流源と、前記分散型電源、前記第1の電流源の運転状態を制御するための制御装置と、前記分散型電源及び前記制御装置を自立運転及び系統連系運転の機能に切り替える切替制御部とを備え、需要設備に電力を供給する分散型発電装置における電力品質維持制御方法において、
自立運転時に、
前記分散型電源は、前記切替制御部により電圧源として切り替えられ、前記電力線への出力電圧及び周波数の制御を行い、
前記制御装置は、前記分散型電源の有効電力P’若しくは無効電力目標値Q’及び力率目標値cosθ’を設定し、
前記制御装置は、前記分散型電源の実測有効電力P若しくは無効電力Q及び実測力率cosθを計測し、前記第1の電流源の実測有効電力P1若しくは無効電力Q1及び実測力率cosθ1を計測し、周期的に計測情報を取り込み、
前記制御装置は、実測有効電力Pと有効電力目標値P’若しくは無効電力Qと無効電力目標値Q’を周期的に比較し、実測力率cosθと力率目標値cosθ’を周期的に比較して、差分ΔP=P’−P若しくはΔQ=Q’−Q及び cosθ、cosθ’、P1、cosθ1に基づき、力率指令値cosθ1(指令)を計算し、
前記制御装置から前記第1の電流源に P1−ΔP若しくはQ1−ΔQ 及び cosθ1(指令)を指令値として送り、
前記第1の電流源は、前記制御装置から受けた指令値に従い、有効電力若しくは無効電力出力を、P1−ΔP若しくはQ1−ΔQに制御し、力率をcosθ1(指令)に制御することにより、
前記分散型電源の有効電力を有効電力目標値P’若しくは無効電力を無効電力目標値Q’に、及び、力率を力率目標値cosθ’に制御するようにした前記電力品質維持制御方法。
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