JP2014212655A - 電力制御システム、電力制御装置、電力制御システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
蓄電池と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置とを含む複数の分散電源を有する電力制御システムであって、
連系運転時に商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する第1電力変換部と、自立運転時に前記発電装置の発電電力を前記蓄電池に供給する供給部と、連系運転時に開放され、自立運転時に前記第1電力変換部からの出力を前記電流センサに対して順潮流方向に流すよう閉塞される自立運転スイッチとを含むパワーコンディショナを備えることを特徴とする。
前記連系運転スイッチと前記自立運転スイッチとは同期して切り替えられることが好ましい。
蓄電池と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置とを含む複数の分散電源を有する電力制御システムで用いる電力制御装置であって、
連系運転時に商用電源系統と前記蓄電池との間で交流直流変換を行う第1電力変換部と、
自立運転時に前記発電装置の発電電力を前記蓄電池に供給する供給部と、
連系運転時に開放され、自立運転時に前記第1電力変換部からの出力を前記電流センサに対して順潮流方向に流すよう閉塞される自立運転スイッチとを備えることを特徴とする。
蓄電池と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置とを含む複数の分散電源を有し、連系運転時に商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する第1電力変換部を備える電力制御システムの制御方法であって、
前記発電装置が自立運転時に発電するステップと、
前記第1電力変換部が前記発電装置の発電電力を前記蓄電池に供給するステップと、
自立運転時に、前記第1電力変換部からの出力を前記電流センサに対して順潮流方向に流すステップと、を含むことを特徴とする。
まず、本発明の一実施形態に係る電力制御システムについて説明する。本実施形態に係る電力制御システムは、系統(商用電源系統)から供給される電力の他に、売電可能な電力を供給する分散電源及び/又は売電不可能な電力を供給する分散電源を備える。売電可能な電力を供給する分散電源は、例えば太陽光発電などによって電力を供給するシステムである。一方売電不可能な電力を供給する分散電源は、例えば電力を充放電することができる蓄電池システム、SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)などの燃料電池を含む燃料電池システム、およびガス燃料により発電するガス発電機システムなどである。本実施の形態においては、売電可能な電力を供給する分散電源として太陽電池、及び売電不可能な電力を供給する分散電源として蓄電池と、及び燃料電池又はガス発電機である発電装置とを備える例を示す。
当初、発電装置33は停止されているものとする。まず、連系運転スイッチ22,23がオフ(解列)されると、これに同期して自立運転スイッチ24がオン(閉塞)され、分散電源(太陽電池11、蓄電池12)を用いたパワーコンディショナ20の自立運転が開始される。この時、インバータ21からの出力が自立運転スイッチ24側を経由し、さらに分電盤31を介して負荷32に供給される。このとき制御部25は、a点において、当該400Wの消費電力に対応する電流を検出することができる。また、インバータ21を介した分散電源からの電流が電流センサ40を流れることとなり、電流センサ40は順潮流を検出するため、発電装置33は運転を開始する。
発電装置33は運転を開始する際、負荷追従運転を行い、まずは負荷32において必要とされる電力(400W)分の出力を行う。その後、発電装置33の出力が徐々に上昇し、負荷追従運転により負荷32に必要な電力を供給できるようになると、インバータ21を介した分散電源からの電力供給がなくなる。この時、a点を流れる電流はゼロとなる。
制御部25は、a点を流れる電流がゼロとなった時点で補助AC部26およびDCDC部29による電力の引き込みを開始する。具体的には、補助AC部26およびDCDC部29を介して発電装置33の出力電力を蓄電池12に充電する制御を開始する。ここで蓄電池12は、自立運転開始直後から発電装置33から出力が400Wに到達するまでの間は、放電あるいは停止の状態となっているため、まずは充放電回路を充電状態に変更することとなる。
次に制御部25は、蓄電池12の充放電回路に対し、充電電流量を徐々に増大させる。充電電流量を増大することにより、徐々に電力の引き込み量が増大され、発電装置33の出力が引き上げられ定格出力まで至る。
この時、定格出力700Wのうち、負荷32の消費電力400Wを上回る300Wについては、補助AC部26を経てDCDC部29に引き込まれ、蓄電池12に蓄電されることとなる。しかしながら充放電回路は引き込み量300Wで固定されるわけではなく、300Wを超えてもなお引き込み量の増大状態が継続する。300Wを超過して引き込みが行われた場合、発電装置33は定格出力に至っているため、今度は負荷32における電力が不足することとなってしまう。このとき不足する電力が、再びインバータ21からの出力という形で表れることとなる。すなわち、充放電回路による引き込みが大きくなりすぎると、再びa点における電流が現れ始める。
12 蓄電池
20 パワーコンディショナ(電力制御装置)
21 インバータ(第1電力変換部)
22、23 連系運転スイッチ
24 自立運転スイッチ
25 制御部
26 補助AC部(第2電力変換部)
27、28、29 DCDC部
31 分電盤
32 負荷
33 発電装置
40 電流センサ
Claims (8)
- 蓄電池と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置とを含む複数の分散電源を有する電力制御システムであって、
連系運転時に商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する第1電力変換部と、自立運転時に前記発電装置の発電電力を前記蓄電池に供給する供給部と、連系運転時に開放され、自立運転時に前記第1電力変換部からの出力を前記電流センサに対して順潮流方向に流すよう閉塞される自立運転スイッチとを含むパワーコンディショナを備えることを特徴とする電力制御システム。 - 連系運転時には商用電源系統からの出力あるいは前記第1電力変換部からの出力を前記電流センサに対して順潮流方向に流すよう閉塞される連系運転スイッチを備え、
前記連系運転スイッチと前記自立運転スイッチとは同期して切り替えられることを特徴とする請求項1に記載の電力制御システム。 - 前記供給部は、前記発電装置の発電による交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する第2電力変換部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の電力制御システム。
- 前記第2電力変換部は、電流の直流成分を除去する方式の変換部であることを特徴とする請求項3に記載の電力制御システム。
- 前記第1電力変換部の前記商用電源系統側の出力電流に応じて、前記発電装置の発電した電力の前記蓄電池への供給を制御する制御部を備えることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力制御システム。
- 前記パワーコンディショナは、自立運転時には、前記第1電力変換部から前記商用電源系統側の出力がゼロとなってから再び出力が生じるまでの間、前記供給部を介した前記発電装置からの電力の充電を前記蓄電池に行わせる請求項5に記載の電力制御システム。
- 蓄電池と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置とを含む複数の分散電源を有する電力制御システムで用いる電力制御装置であって、
連系運転時に商用電源系統と前記蓄電池との間で交流直流変換を行う第1電力変換部と、
自立運転時に前記発電装置の発電電力を前記蓄電池に供給する供給部と、
連系運転時に開放され、自立運転時に前記第1電力変換部からの出力を前記電流センサに対して順潮流方向に流すよう閉塞される自立運転スイッチとを備えることを特徴とする電力制御装置。 - 蓄電池と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置とを含む複数の分散電源を有し、連系運転時に商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する第1電力変換部を備える電力制御システムの制御方法であって、
前記発電装置が自立運転時に発電するステップと、
前記第1電力変換部が前記発電装置の発電電力を前記蓄電池に供給するステップと、
自立運転時に、前記第1電力変換部からの出力を前記電流センサに対して順潮流方向に流すステップと、を含むことを特徴とする制御方法。
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