JP2015135550A - 電力制御システムの制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力制御システム1は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置2と、発電装置2と電力系統5との間に接続された蓄電装置3と、蓄電装置3の充放電を制御する電力変換装置4と、制御装置10とを備える。制御装置10は、蓄電装置3が充放電可能な状態にあるか否かを判定し、蓄電装置3が少なくとも放電可能な状態にある場合に、買電価格と売電価格とを比較し、売電価格が買電価格よりも高い場合に、売電電力はそのまま電力系統5に出力し、買電電力がゼロとなるように、蓄電装置3の充放電を行う充電禁止モードを選択し、選択したモードに基づいて充放電指令を作成して、電力変換装置4に出力する。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献1には、発電装置及び蓄電池の放電により得られる電力を交流に変換して電力系統及び負荷に対して出力する機能と、電力系統からの交流電力を直流に変換して蓄電池に対して出力する機能とを有する電力変換装置を備え、売電買電電力を一定値に制御することで、電力系統に悪影響を与えないようにする電力制御システムが開示されている。
上記売電電力とは、発電装置または蓄電池より電力系統に送電する電力のことであり、上記買電電力とは、電力系統から蓄電池または負荷に送電する電力のことである。
上記電力制御システムの制御装置において、前記指令出力手段は、例えば、前記蓄電手段の温度が前記許容温度範囲内であり、かつ、前記残容量が許容上限値を超えていた場合に、充電を禁止する。これにより、残容量がさらに上昇することを防止することができる。また、上記電力制御システムの制御装置において、前記指令出力手段は、例えば、前記蓄電手段の温度が前記許容温度範囲内であり、かつ、前記残容量が許容下限値未満であった場合に、放電を禁止する。これにより、残容量がさらに低下することを防止することができる。
本発明の第3態様は、自然エネルギーを利用して発電する発電手段と、前記発電手段と電力系統との間に接続された蓄電手段と、前記蓄電手段の充放電を制御する電力変換手段とを備える電力制御システムの制御方法であって、前記蓄電手段が充放電可能な状態にあるか否かを判定し、前記蓄電手段が少なくとも放電可能な状態にある場合に、買電価格と売電価格とを比較し、売電価格が買電価格よりも高い場合に、前記発電手段の発電電力を前記電力系統に売電し、買電電力がゼロとなるように、前記蓄電手段の放電を行う電力制御システムの制御方法である。
図1は、本実施形態に係る電力制御システムの全体概略構成を示した図である。図1に示すように、電力制御システム1は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置2と、発電装置2と電力系統5との間に接続された蓄電装置3と、蓄電装置3の充放電を制御する電力変換装置4と、制御装置10とを備えている。電力変換装置4は、例えば、蓄電装置3に蓄電されている電力を交流に変換して放電するとともに、交流電力を直流電力に変換して蓄電装置3に充電する双方向インバータ装置である。また、発電装置2と電力系統5との間には負荷6が接続されている。
温度判定部11は、蓄電装置3の温度と予め設定されている上限温度とを比較し、その比較結果をモード選択部15に出力する。
残容量判定部12は、蓄電装置の残容量が所定の充放電許容範囲内にあるか否か、また、該充放電許容範囲内でなければ、所定の上限残容量を超えているかあるいは所定の下限残容量未満であるのかを判定して、この判定結果をモード選択部15に出力する。
また、通常領域よりも系統電圧値が高い領域は買電推奨領域として売電が制限されるとともに買電が推奨される。具体的には、系統電圧値が高くなるほど、買電推奨値が高い値に設定される。このように、系統電圧値が通常領域よりも高くなる領域では、系統電圧値を上昇させる要因となる売電を制限し、買電を推奨することで、系統電圧値が安定する方向に導く。
以下、各充放電モードについて図を参照して説明する。
充放電禁止モードは、充放電を禁止するモードである。したがって、このモードが選択されている場合には、電力変換装置4は作動停止の状態とされ、蓄電装置3の充放電も停止される。
充電禁止モードは、充電を禁止するとともに、買電電力をゼロにするように放電を制御するモードである。ただし、上述のように、系統電圧との関係で買電推奨値が設定されている場合には、買電推奨値の範囲で買電を許容するように充放電制御を行う。
例えば、図1における地点P1の電力が図4に示すような変化をする場合を想定する。なお、図4において、横軸は時間、縦軸は電力であり、正側が売電側、負側が買電側を意味する。なお、図5〜図7においても同様とする。売電推奨値も買電推奨値も設定されていない場合(すなわち、系統電圧値が通常領域にある場合)には、図5(a)に示すような波形となる。図5において、太実線は図1における地点P2の電力、換言すると、蓄電装置3の充放電電力であり、太点線は図1における地点P3の電力であり、細実線は参考用に示された地点P1の電力である。なお、図6、図7においても、太実線は地点P2の電力、太点線は地点P3の電力、細実線は地点P1の電力を意味するものとする。
また、売電推奨値が設定されている場合には、図5(b)に示すような波形となり、買電推奨値が設定されている場合には、図5(c)に示すような波形となる。なお、図5(b)において、売電電力が売電推奨値を超えているのは、充電を禁止しているからである。
ここで、売電電力とは、発電装置または蓄電池より電力系統に送電する電力のことであり、買電電力とは、電力系統から蓄電池または負荷に送電する電力のことである。
このように充電禁止モードでは、充電を禁止するので、売電推奨値の制限を受けずに、売電電力を積極的に電力系統5に出力することができる。
放電禁止モードは、放電を禁止するとともに、売電電力をゼロにするように充電を制御するモードである。ただし、上述のように、系統電圧との関係で売電推奨値が設定されている場合には、売電推奨値の範囲で買電を許容するように充放電制御を行う。
例えば、図1における地点P1の電力が図4に示す波形であった場合、売電推奨値も買電推奨値も設定されていなければ、図6(a)に示すような波形となる。また、売電推奨値が設定されている場合には、図6(b)に示すような波形となり、買電推奨値が設定されている場合には、図6(c)に示すような波形となる。なお、図6(c)において、買電電力が買電推奨値を超えているのは、放電が禁止されているからである。
電力平準化モードは、基本的には、買電電力及び売電電力が共にゼロとなるように、蓄電装置3の充放電を行うモードである。ただし、上述のように、系統電圧との関係で買電推奨値または売電推奨値が設定されている場合には、買電推奨値または売電推奨値の範囲で充放電制御を行う。
例えば、図1における地点P1の電力が図4に示す波形であった場合、売電推奨値も買電推奨値も設定されていなければ、図7(a)に示すような波形となる。また、売電推奨値が設定されている場合には、図7(b)に示すような波形となり、買電推奨値が設定されている場合には、図7(c)に示すような波形となる。
これにより、充放電指令に基づいて電力変換装置が制御されることにより、充放電モードに応じた充放電がなされ、所望の買電・売電制御が行われる。
更に、蓄電装置3の残容量が充放電許容範囲内にない場合には、残容量に応じて充電禁止モードまたは放電禁止モードが選択されるので、残容量を速やかに充放電許容範囲内に移行させることができる。
2 発電装置
3 蓄電装置
4 電力変換装置
5 電力系統
6 負荷
10 制御装置
11 温度判定部
12 残容量判定部
13 出力推奨値取得部
14 価格比較部
15 モード選択部
16 充放電指令作成部
Claims (7)
- 自然エネルギーを利用して発電する発電手段と、前記発電手段と電力系統との間に接続された蓄電手段と、前記蓄電手段の充放電を制御する電力変換手段とを備える電力制御システムの制御装置であって、
前記蓄電手段が充放電可能な状態にあるか否かを判定する判定手段と、
買電価格と売電価格とを比較する価格比較手段と、
前記蓄電手段が充放電可能な状態にあり、かつ、前記売電価格が前記買電価格よりも安い場合に、買電電力及び売電電力が共にゼロとなるように、前記蓄電手段の充放電を行う第1モードを選択し、前記蓄電手段が少なくとも放電可能な状態にあり、かつ、前記売電価格が前記買電価格よりも高い場合に、前記発電手段の発電電力を前記電力系統に売電し、買電電力がゼロとなるように、前記蓄電手段の放電を行う第2モードを選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段に基づいて選択されたモードに基づく充放電指令を作成する指令作成手段と
を具備する電力制御システムの制御装置。 - 前記電力系統の電圧値と売電推奨値及び買電推奨値とが関連付けられた出力推奨情報を保有し、前記電力系統の電圧値に応じた売電推奨値又は買電推奨値を取得する出力推奨値取得手段を備え、
前記指令出力手段は、前記売電推奨値または前記買電推奨値を参照して、前記モードに従って前記蓄電手段の充放電制御指令を作成し、
前記売電推奨値は前記電力系統の電圧値が所定の下限値よりも小さい場合に設定され、前記買電推奨値は前記電力系統の電圧値が所定の上限値よりも大きい場合に設定されている請求項1に記載の電力制御システムの制御装置。 - 前記判定手段は、前記蓄電手段の温度が所定の許容温度範囲内であり、かつ、残容量が所定の許容残容量範囲内にある場合に、前記蓄電手段が充放電可能な状態にあると判定する請求項1または請求項2に記載の電力制御システムの制御装置。
- 前記指令出力手段は、前記蓄電手段の温度が前記許容温度範囲内であり、かつ、前記残容量が許容上限値を超えていた場合に、充電を禁止する請求項3に記載の電力制御システムの制御装置。
- 前記指令出力手段は、前記蓄電手段の温度が前記許容温度範囲内であり、かつ、前記残容量が許容下限値未満であった場合に、放電を禁止する請求項3または請求項4に記載の電力制御システムの制御装置。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の制御装置を備える電力制御システム。
- 自然エネルギーを利用して発電する発電手段と、前記発電手段と電力系統との間に接続された蓄電手段と、前記蓄電手段の充放電を制御する電力変換手段とを備える電力制御システムの制御方法であって、
前記蓄電手段が少なくとも放電可能な状態にあるか否かを判定し、
前記蓄電手段が少なくとも放電可能な状態にある場合に、買電価格と売電価格とを比較し、売電価格が買電価格よりも高い場合に、前記発電手段の発電電力を前記電力系統に売電し、買電電力がゼロとなるように、前記蓄電手段の放電を行う電力制御システムの制御方法。
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