JP2017139907A - Power management system, and power management system control method - Google Patents

Power management system, and power management system control method Download PDF

Info

Publication number
JP2017139907A
JP2017139907A JP2016020096A JP2016020096A JP2017139907A JP 2017139907 A JP2017139907 A JP 2017139907A JP 2016020096 A JP2016020096 A JP 2016020096A JP 2016020096 A JP2016020096 A JP 2016020096A JP 2017139907 A JP2017139907 A JP 2017139907A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
storage device
generator
output
management system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016020096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
貴之 杉本
Takayuki Sugimoto
貴之 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP2016020096A priority Critical patent/JP2017139907A/en
Publication of JP2017139907A publication Critical patent/JP2017139907A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a power management system capable of performing power purchase-fixed control by using both of a power storage device which loses the charge/discharge controllability when going into a state of full charge or a complete discharge state, and a power generator having a predetermined responsibility; and a method for controlling the power management system.SOLUTION: A power management system comprises: a distributed power supply including a power generator and a power storage device which are different in the performance of following a load fluctuation; and a power control part operable to control the operation of the distributed power supply. The power control part controls an output power of the power generator so as to compensate, by the output power of the power generator, a difference of a battery remaining capacity control command value of the power storage device subtracted from a difference between a load power and a purchased power target value, and controls an output power of the power storage device so as to compensate, by the output power of the power storage device, the difference of the output power of the power generator subtracted from the difference between the load power and the purchased power target value.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電力管理システム、及び電力管理システムの制御方法に関する。   The present invention relates to a power management system and a control method for the power management system.

発電機（例えばガスエンジン）や蓄電装置（例えば蓄電池）などの複数種類の分散型電源を用いて建物の買電電力を目標値に一致させる買電一定制御を実現する電力管理システムが知られている（特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art A power management system that realizes power purchase constant control for matching power purchase power of a building to a target value using a plurality of types of distributed power sources such as a generator (eg, a gas engine) and a power storage device (eg, a storage battery) is known (See Patent Document 1).

発電機と蓄電装置とを併用して買電一定制御を行う場合、負荷電力のステップ状の増加に対して、まず負荷変動に対する追従性能が速い蓄電装置が放電することで急な変動を抑制する。ただし、蓄電装置は限られた容量の範囲以内でしか放電できないため、追従性能の遅い発電機の出力を増加させ、蓄電装置が受け持っている出力を徐々に発電機に負担させることが必要である。   When performing constant power purchase control using a generator and a power storage device in combination, a sudden increase in load power is suppressed by first discharging the power storage device that has a fast follow-up performance to load fluctuations against a stepped increase in load power. . However, since the power storage device can only discharge within a limited capacity range, it is necessary to increase the output of the generator with slow follow-up performance and gradually load the power generator with the output that the power storage device is responsible for. .

図６は、発電機と蓄電装置を併用して買電一定制御を行う際の発電機と蓄電装置との役割分担を示す図である。図６（ａ）は、負荷電力の変動を時間的に示している。また、図６（ｂ）は、負荷電力の変動を抑制するために、発電機と蓄電装置とが出力する電力をそれぞれ時間的に示している。この図６（ｂ）に示すように発電機の応答性は、最低出力から最大出力まで立ち上がるのに例えば数分要するので、発電機が立ち上がるまでの間、蓄電装置が放電すればよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating the division of roles between the generator and the power storage device when performing constant power purchase control using the power generator and the power storage device in combination. FIG. 6A shows the fluctuation of the load power in terms of time. Further, FIG. 6B shows temporally the power output from the generator and the power storage device in order to suppress the fluctuation of the load power. As shown in FIG. 6B, the responsiveness of the generator requires, for example, several minutes to rise from the minimum output to the maximum output. Therefore, the power storage device may be discharged until the generator starts up.

特開２００８−２２８４２２号公報JP 2008-228422 A

しかしながら、蓄電装置は蓄電容量が限られているため、満充電状態や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまい、所定の応答性を有する発電機と併用して買電一定制御を行うことができないという問題がある。例えば、電気二重層キャパシタなどのキャパシタの蓄電容量はｋＷｓ程度であるため、最低出力から最大出力まで立ち上がるのに例えば数分要する発電機が立ち上がるまでの間放電することができない。   However, since the power storage device has a limited power storage capacity, if it falls into a fully charged state or a fully discharged state, it loses its charge / discharge adjustment capability, and the power purchase is constant when used in combination with a generator having a predetermined response. There is a problem that control cannot be performed. For example, since the storage capacity of a capacitor such as an electric double layer capacitor is about kWs, it cannot be discharged until a generator that takes several minutes to start up from the minimum output to the maximum output starts up.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、満充電状態や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまう蓄電装置と、所定の応答性を有する発電機とを、併用して買電一定制御を行うことができる、電力管理システム、及び電力管理システムの制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and when falling into a fully charged state or a fully discharged state, a power storage device that loses charge / discharge adjustment capability, and a generator having a predetermined responsiveness, An object of the present invention is to provide a power management system and a method for controlling the power management system that can perform constant power purchase control in combination.

上記の課題を解決するために、本発明の電力管理システムは、負荷変動に対する追従性能の異なる発電機および蓄電装置からなる分散型電源と、前記分散型電源の運転を制御する電力制御部とを備える電力管理システムであって、前記電力制御部は、負荷電力と買電電力目標値との差分と、前記蓄電装置の電池残量制御指令値との差分を、前記発電機の出力電力により補償するように前記発電機の出力電力を制御し、前記負荷電力と前記買電電力目標値との差分と、前記発電機の出力電力との差分を、前記蓄電装置の出力電力により補償するように前記蓄電装置の出力電力を制御する、ことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a power management system according to the present invention includes a distributed power source composed of a generator and a power storage device having different tracking performance with respect to load fluctuations, and a power control unit that controls the operation of the distributed power source. A power management system comprising: a power control unit that compensates for a difference between a load power and a purchased power target value and a battery remaining amount control command value of the power storage device by an output power of the generator So that the output power of the generator is controlled so that the difference between the load power and the purchased power target value and the output power of the generator are compensated by the output power of the power storage device. The output power of the power storage device is controlled.

また、本発明の電力管理システムにおいて、前記電力制御部は、前記蓄電装置の電池残量制御指令値を、前記蓄電装置の電池残量計測値と電池残量目標値との差分に所定のゲイン乗数を乗算して電力に変換する電池残量制御指令値算出部を有する、ことを特徴とする。   Further, in the power management system of the present invention, the power control unit sets a predetermined gain to a difference between a battery remaining amount measurement value of the power storage device and a battery remaining amount target value. It has a battery remaining amount control command value calculation unit that multiplies the multiplier and converts it into electric power.

また、本発明の電力管理システムにおいて、前記発電機は、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに所定時間要する発電機であり、前記蓄電装置は、前記所定時間に供給する電力量に対応した蓄電容量を有する蓄電装置である、ことを特徴とする。   In the power management system of the present invention, the generator is a generator that requires a predetermined time for the responsiveness to rise from the lowest output to the highest output, and the power storage device corresponds to the amount of power supplied during the predetermined time. It is a power storage device having the above storage capacity.

また、本発明の電力管理システムの制御方法は、負荷変動に対する追従性能の異なる発電機および蓄電装置からなる分散型電源と、前記分散型電源の運転を制御する電力制御部とを備える電力管理システムの制御方法であって、前記電力制御部は、負荷電力と買電電力目標値との差分と、前記蓄電装置の電池残量制御指令値との差分を、前記発電機の出力電力により補償するように前記発電機の出力電力を制御し、前記負荷電力と前記買電電力目標値との差分と、前記発電機の出力電力との差分を、前記蓄電装置の出力電力により補償するように前記蓄電装置の出力電力を制御する、ことを特徴とする。   The power management system control method according to the present invention includes a distributed power source including a generator and a power storage device having different tracking performance with respect to load fluctuations, and a power control unit that controls the operation of the distributed power source. The power control unit compensates the difference between the load power and the purchased power target value and the battery remaining power control command value of the power storage device by the output power of the generator. Control the output power of the generator as described above, the difference between the load power and the purchased power target value, and the difference between the output power of the generator is compensated by the output power of the power storage device The output power of the power storage device is controlled.

本発明では、電力制御部が、負荷電力と買電電力目標値との差分と、蓄電装置の電池残量（ＳＯＣ）制御指令値との差分を、発電機の出力電力により補償するように発電機の出力電力を制御する。また、電力制御部は、負荷電力と買電電力目標値との差分と、発電機の出力電力との差分を、蓄電装置の出力電力により補償するように蓄電装置の出力電力を制御する。   In the present invention, the power control unit generates power so as to compensate the difference between the load power and the purchased power target value and the remaining battery level (SOC) control command value of the power storage device by the output power of the generator. Control the output power of the machine. The power control unit controls the output power of the power storage device so that the difference between the load power and the purchased power target value and the output power of the generator are compensated by the output power of the power storage device.

これにより、本発明によれば、満充電状態や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまう蓄電装置と、所定の応答性を有する発電機とを、併用して買電一定制御を行うことができる、電力管理システム、及び電力管理システムの制御方法を提供することができる。   As a result, according to the present invention, when the battery is fully charged or completely discharged, the power storage device that loses the charge / discharge adjustment capability and the generator having a predetermined responsiveness are used in combination. It is possible to provide a power management system capable of performing control and a control method for the power management system.

各蓄電装置の蓄電容量オーダーを示す図である。It is a figure which shows the electrical storage capacity order of each electrical storage apparatus. 本発明の電力管理システムの一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the power management system of this invention. 図２に示す電力制御部３の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power control part 3 shown in FIG. 本実施形態の電力管理システムのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the power management system of this embodiment. 従来のマイクログリッド制御システムのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the conventional microgrid control system. 発電機と蓄電装置を併用して買電一定制御を行う際の発電機と蓄電装置との役割分担を示す図である。It is a figure which shows the role allotment of a generator and an electrical storage apparatus at the time of performing electric power purchase constant control using a generator and an electrical storage apparatus together.

（本発明の概要）
本発明は、満充電状態や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまう蓄電装置と、所定の応答性を有する発電機とを、併用して買電一定制御を行うことができる、電力管理システム、及び電力管理システムの制御方法を提供することにある。
図１は、各蓄電装置の蓄電容量オーダーを示す図である。従来、蓄電装置には鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの蓄電池が用いられてきたが、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに約１分程度かかる発電機のような主力電源と併用して買電一定制御を行う場合、ｋＷｈの容量を持つ蓄電池を使うのは、電力管理システムのサイズが大きくなるため、適当ではない。また、電気二重層キャパシタなどのキャパシタの容量はｋＷｓ程度であるため、発電機が立ち上がるまでの間放電することができない。 (Outline of the present invention)
The present invention can perform constant power purchase control by using together a power storage device that loses charge / discharge adjustment capability and a generator having a predetermined responsiveness in a fully charged state or a fully discharged state. An object is to provide a power management system and a method for controlling the power management system.
FIG. 1 is a diagram illustrating a storage capacity order of each power storage device. Conventionally, a storage battery such as a lead storage battery or a lithium ion battery has been used for the power storage device, but it is used in combination with a main power source such as a power generator that takes about one minute to rise from the lowest output to the highest output. When power purchase constant control is performed, it is not appropriate to use a storage battery having a capacity of kWh because the size of the power management system increases. Moreover, since the capacity of a capacitor such as an electric double layer capacitor is about kWs, it cannot be discharged until the generator is started up.

そこで、蓄電装置と、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに約1分程度かかる発電機のような主力電源とを併用して買電一定制御を行う場合、ｋＷｍ程度の容量を持つ最先端の蓄電装置であるリチウムイオンキャパシタなどのハイブリッドキャパシタを使用することが考えられる。   Therefore, when performing constant power purchase control using a power storage device and a main power supply such as a power generator that takes about 1 minute for the responsiveness to rise from the lowest output to the highest output, the maximum capacity with a capacity of about kWm is obtained. It is conceivable to use a hybrid capacitor such as a lithium ion capacitor which is a leading-edge power storage device.

ハイブリッドキャパシタは、蓄電池等とキャパシタを融合した蓄電装置で、例えばリチウムイオンキャパシタの場合、正極は電気二重層キャパシタと同様の材料で、負極はリチウムイオン電池と同様の材料にする。これにより、従来の電気二重層キャパシタの特徴（高出力、長寿命など）を維持しながら容量を大きく向上させている。
しかし、容量が限られる蓄電装置は満充電や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまう。特にハイブリッドキャパシタは蓄電池と比べて蓄電容量が少ないため、電池残量（ＳＯＣ）を制御する必要がある。 A hybrid capacitor is a power storage device in which a storage battery or the like and a capacitor are integrated. For example, in the case of a lithium ion capacitor, the positive electrode is made of the same material as the electric double layer capacitor, and the negative electrode is made of the same material as the lithium ion battery. Thereby, the capacity is greatly improved while maintaining the characteristics (high output, long life, etc.) of the conventional electric double layer capacitor.
However, when a power storage device with a limited capacity falls into a full charge or complete discharge state, it loses charge / discharge adjustment capability. In particular, since the hybrid capacitor has a smaller storage capacity than the storage battery, it is necessary to control the remaining battery level (SOC).

同様に、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに約１時間程度かかる発電機のような主力電源と併用して買電一定制御を行う場合、蓄電装置は蓄電池であってよいが、電池残量（ＳＯＣ）を制御する必要がある。また、同様に、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに約１秒程度かかる発電機のような主力電源と併用して買電一定制御を行う場合、蓄電装置はキャパシタであってよいが、電池残量（ＳＯＣ）を制御する必要がある。
そこで、本発明の電力管理システムは、容量が限られる蓄電装置であって、満充電状態や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまう蓄電装置と、所定の応答性を有する発電機とを、併用して買電一定制御を行うことができるようにするため、買電一定制御に対してＳＯＣ制御を組みあわせた制御を行うシステムとなっている。 Similarly, in the case where constant power purchase control is performed in combination with a main power source such as a generator that takes about one hour to rise from the lowest output to the highest output, the power storage device may be a storage battery. It is necessary to control the remaining amount (SOC). Similarly, in the case where constant power purchase control is performed in combination with a main power source such as a generator that takes about 1 second to rise from the lowest output to the highest output, the power storage device may be a capacitor. It is necessary to control the remaining battery level (SOC).
Therefore, the power management system of the present invention is a power storage device with a limited capacity, and has a predetermined responsiveness with a power storage device that loses charge / discharge adjustment capability when it falls into a fully charged state or a fully discharged state. In order to be able to perform power purchase constant control in combination with a generator, the system performs control in which SOC control is combined with power purchase constant control.

（本発明の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図２は、本発明の電力管理システムの一実施形態の構成を示すブロック図である。
電力管理システム１００は、発電機１、ハイブリッドキャパシタ２（蓄電装置）、電力制御部３、負荷４、受電設備５、電力計測器３１、電力計測器３２および電力計測器３４から構成されている。分散型電源は、マイクログリッドを構成する発電機１およびハイブリッドキャパシタ２と、分散型電源からの電力出力を制御する電力制御部３と、から構成されている。 (Embodiment of the present invention)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the power management system of the present invention.
The power management system 100 includes a generator 1, a hybrid capacitor 2 (power storage device), a power control unit 3, a load 4, a power receiving facility 5, a power meter 31, a power meter 32, and a power meter 34. The distributed power source includes a generator 1 and a hybrid capacitor 2 that constitute a microgrid, and a power control unit 3 that controls power output from the distributed power source.

なお、本発明の実施形態の説明において、蓄電装置としてハイブリッドキャパシタを用いる。これは、発電機が、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに数分程度要する発電機である場合の一例を説明するためである。蓄電装置として、所定の応答性を有する発電機とを、併用して買電一定制御を行えば、蓄電容量がｋＷｍオーダーを有するハイブリッドキャパシタ以外である図１に示す蓄電池やキャパシタ等の蓄電装置を用いてもよい。   In the description of the embodiment of the present invention, a hybrid capacitor is used as the power storage device. This is for explaining an example in which the generator is a generator that takes about several minutes for the responsiveness to rise from the lowest output to the highest output. As a power storage device, when a constant power purchase control is performed in combination with a generator having a predetermined response, the power storage device such as the storage battery or capacitor shown in FIG. It may be used.

電力制御部３は、負荷４で消費される電力の供給源となるマイクログリッド各々を負荷追従制御するものである。
電力制御部３は、負荷電力ＰＬに応じた発電有効電力ＰＧを発電機１に発生させるための発電有効電力指令値ＣＯＭ１を出力する。また、電力制御部３は、負荷電力ＰＬに応じたハイブリッドキャパシタ有効電力ＰＢをハイブリッドキャパシタ２に発生させるためのハイブリッドキャパシタ有効電力指令値ＣＯＭ２を出力する。 The power control unit 3 performs load follow-up control on each microgrid serving as a supply source of power consumed by the load 4.
The power control unit 3 outputs a power generation active power command value COM1 for causing the generator 1 to generate power generation active power PG corresponding to the load power PL. Further, the power control unit 3 outputs a hybrid capacitor active power command value COM2 for causing the hybrid capacitor 2 to generate the hybrid capacitor active power PB corresponding to the load power PL.

電力計測器３１は、発電機１に設けられる電力計測器であって、発電機１が発生する発電有効電力ＰＧを計測し、計測結果である発電有効電力計測値ＭＶＰＧを電力制御部３に対して出力する。
電力計測器３２は、ハイブリッドキャパシタ２に設けられる電力計測器であって、ハイブリッドキャパシタ２のＳＯＣを計測し、計測結果であるハイブリッドキャパシタ計測値ＭＶＳＯＣを電力制御部３に対して出力する。
電力計測器３４は、負荷４に設けられる電力計測器であって、負荷４で消費される電力を計測し、計測結果である負荷電力ＰＬを電力制御部３に対して出力する。 The power meter 31 is a power meter provided in the generator 1, measures the power generation active power PG generated by the power generator 1, and outputs the power generation active power measurement value MVPG as a measurement result to the power control unit 3. Output.
The power meter 32 is a power meter provided in the hybrid capacitor 2, measures the SOC of the hybrid capacitor 2, and outputs a hybrid capacitor measurement value MVSOC as a measurement result to the power control unit 3.
The power meter 34 is a power meter provided in the load 4, measures the power consumed by the load 4, and outputs the load power PL as a measurement result to the power control unit 3.

電力制御部３は、受電設備５から供給される商用電力である買電電力（以下、買電電力目標値ＫＴとする）が、ＰＬ−（ＰＧ＋ＰＢ）となるように、すなわち、ＰＧとＰＢによって負荷追従を実現するように、ＣＯＭ１およびＣＯＭ２を決定する制御を行う。これにより、電力管理システム１００は、商用系統からの買電電力目標値ＫＴが一定となる買電一定制御を行うことができる。   The power control unit 3 is configured so that the purchased power that is the commercial power supplied from the power receiving facility 5 (hereinafter referred to as the purchased power target value KT) becomes PL− (PG + PB), that is, by PG and PB. Control for determining COM1 and COM2 is performed so as to realize load following. Thereby, the power management system 100 can perform power purchase constant control in which the power purchase target value KT from the commercial system is constant.

図３は、図２に示す電力制御部３の構成を示すブロック図である。
電力制御部３は、減算器１１、減算器１２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３、振幅制限器１４、減算器１５、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６、振幅制限器１８および電池残量制御指令値算出部２０から構成されている。
減算器１１は、計測した負荷電力ＰＬから商用電力である買電電力目標値ＫＴを減算することにより、受電設備５が負荷追従できなかった変動成分を算出する。
減算器１２は、この変動成分から電池残量制御指令値算出部２０の出力電力のＳＯＣ制御指令値ＣＳＯＣを減算することにより、発電機１が発電すべき有効電力成分を算出する。
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３は、発電機１が発電すべき有効電力成分から所定の周波数成分を抽出する。
振幅制限器１４は、その抽出成分を制限して発電機１の発電有効電力ＰＧを示す指令値とされる発電有効電力指令値ＣＯＭ１を、発電機１に対して出力する。
発電機１は、振幅制限器１４から入力される発電有効電力指令値ＣＯＭ１に基づいて負荷追従運転を行い、受電設備５で負荷追従できなかった変動成分を補償するための発電有効電力ＰＧを発電して負荷４に供給する。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of power control unit 3 shown in FIG.
The power control unit 3 includes a subtractor 11, a subtractor 12, a low-pass filter (LPF) 13, an amplitude limiter 14, a subtractor 15, a low-pass filter (LPF) 16, an amplitude limiter 18, and a remaining battery control command value calculation unit. It is comprised from 20.
The subtractor 11 subtracts the purchased power target value KT, which is commercial power, from the measured load power PL, thereby calculating a fluctuation component that the power receiving facility 5 cannot follow the load.
The subtractor 12 calculates an active power component to be generated by the generator 1 by subtracting the SOC control command value CSOC of the output power of the battery remaining amount control command value calculation unit 20 from the fluctuation component.
The low pass filter (LPF) 13 extracts a predetermined frequency component from the active power component to be generated by the generator 1.
The amplitude limiter 14 limits the extracted component and outputs a power generation active power command value COM1 that is a command value indicating the power generation active power PG of the power generator 1 to the power generator 1.
The generator 1 performs load follow-up operation based on the power generation active power command value COM1 input from the amplitude limiter 14, and generates power generation active power PG for compensating for fluctuation components that cannot be tracked by the power receiving facility 5. And supplied to the load 4.

減算器１５は、減算器１１の出力値から発電機１の発電有効電力計測値ＭＶＰＧを減算することにより、発電機１が負荷追従できなかった変動成分を算出する。
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６は、減算器１５から出力される負荷変動成分から、所定の周波数成分を抽出する。
振幅制限器１８は、その抽出成分を制限してハイブリッドキャパシタの出力電力（有効電力ＰＢ）を示す指令値とされるハイブリッドキャパシタ有効電力指令値ＣＯＭ２を、ハイブリッドキャパシタ２に対して出力する。
ハイブリッドキャパシタ２は、振幅制限器１８から入力されるハイブリッドキャパシタ有効電力指令値ＣＯＭ２に基づいて負荷追従運転を行い、発電機１で負荷追従できなかった負荷変動分を補償するためのハイブリッドキャパシタ有効電力を発電して負荷４に供給する。 The subtractor 15 subtracts the power generation active power measurement value MVPG of the generator 1 from the output value of the subtractor 11 to calculate a fluctuation component that the generator 1 could not follow the load.
The low-pass filter (LPF) 16 extracts a predetermined frequency component from the load fluctuation component output from the subtracter 15.
The amplitude limiter 18 limits the extracted component and outputs a hybrid capacitor active power command value COM2, which is a command value indicating the output power (active power PB) of the hybrid capacitor, to the hybrid capacitor 2.
The hybrid capacitor 2 performs load follow-up operation based on the hybrid capacitor active power command value COM2 input from the amplitude limiter 18, and compensates for load fluctuations that the generator 1 cannot follow the load. Is generated and supplied to the load 4.

電池残量制御指令値算出部２０は、減算器２１、変換部２２および振幅制限器２３から構成されている。
減算器２１は、ハイブリッドキャパシタＳＯＣ計測値ＭＶＳＯＣをハイブリッドキャパシタ２のＳＯＣの目標値であるＳＯＣ目標値ＤＶＳＯＣで減算することで差分値ΔＳ（ＭＶＳＯＣ−ＤＶＳＯＣ）を算出する。減算器２１は、算出した差分値ΔＳを変換部２２に出力する。なお、ＳＯＣ計測値とは、リアルタイムに取得した現在の蓄電池のＳＯＣである。
変換部２２は、減算器２１から供給された差分値ΔＳを電力に変換する。例えば、変換部２２は、減算器２１から供給された差分値ΔＳにゲインＡを乗算する。ゲインＡは、差分値ΔＳを電力に変換する変換係数である。変換部２２は、乗算することで変換した電力Ｙ（＝差分値ΔＳ×ゲインＡ）を振幅制限器２３に出力する。
振幅制限器２３は、変換部２２の出力である電力Ｙの上限と下限を規定してＳＯＣ制御指令値ＣＳＯＣとして減算器１２に対して出力する。ＳＯＣ制御指令値ＣＳＯＣは、発電有効電力指令値ＣＯＭ１に対して、ＳＯＣ制御指令値ＣＳＯＣが示す電力Ｙを充電又は放電するように指示する信号である。
なお、ＳＯＣ制御とは、蓄電装置のＳＯＣを目標値とするための制御であり、ここでのＳＯＣ制御は差分値ΔＳにゲインＡを乗算する比例制御を用いているが、ＳＯＣ制御に、比例制御ではなく、例えば比例積分制御を用いてもよい。 The battery remaining amount control command value calculation unit 20 includes a subtracter 21, a conversion unit 22, and an amplitude limiter 23.
The subtractor 21 calculates a difference value ΔS (MVSOC−DVSOC) by subtracting the hybrid capacitor SOC measurement value MVSOC by the SOC target value DVSOC, which is the SOC target value of the hybrid capacitor 2. The subtractor 21 outputs the calculated difference value ΔS to the conversion unit 22. The SOC measurement value is the SOC of the current storage battery acquired in real time.
The conversion unit 22 converts the difference value ΔS supplied from the subtractor 21 into electric power. For example, the conversion unit 22 multiplies the difference value ΔS supplied from the subtractor 21 by the gain A. The gain A is a conversion coefficient for converting the difference value ΔS into electric power. The converter 22 outputs the power Y converted by multiplication (= difference value ΔS × gain A) to the amplitude limiter 23.
The amplitude limiter 23 defines an upper limit and a lower limit of the electric power Y that is the output of the conversion unit 22 and outputs it to the subtractor 12 as the SOC control command value CSOC. The SOC control command value CSOC is a signal that instructs the power generation active power command value COM1 to charge or discharge the electric power Y indicated by the SOC control command value CSOC.
Note that the SOC control is control for setting the SOC of the power storage device as a target value. The SOC control here uses proportional control in which the difference value ΔS is multiplied by the gain A, but is proportional to the SOC control. For example, proportional integral control may be used instead of the control.

このように、ＳＯＣ制御指令値ＣＳＯＣを発電機１の発電有効電力指令値ＣＯＭ１にマイナスで与えることにより、ハイブリッドキャパシタ２よりも遅い発電機１の追従性能でＳＯＣ制御がハイブリッドキャパシタ２のハイブリッドキャパシタ有効電力指令値ＣＯＭ２に反映されるため、買電一定制御に影響を与えない。   In this way, by giving the SOC control command value CSOC negatively to the power generation active power command value COM1 of the generator 1, the SOC control is performed by the hybrid capacitor 2 of the hybrid capacitor 2 with the follow-up performance of the generator 1 slower than the hybrid capacitor 2. Since it is reflected in the power command value COM2, it does not affect the constant power purchase control.

（本発明の実施形態による効果）
図２に示すマイクログリッドのシステム構成で、ハイブリッドキャパシタ２の定格出力ＰＢを１００ｋＷ（出力下限値：−１００ｋＷ、出力上限値：１００ｋＷ）、定格容量を１００ｋＷｍ（１００ｋＷ×１分）と想定する。また、発電機１の出力ＰＧを５００ｋＷ（出力下限値：３００ｋＷ、出力上限値：５００ｋＷ）と想定する。これにより、負荷電力ＰＬの３５０ｋＷから４５０ｋＷの負荷変動に対して、本実施形態の電力管理システム１００の効果をシミュレーション検証した。この際、制御周期は１秒、買電電力目標値ＫＴは０ｋＷ、ＳＯＣ目標値ＤＶＳＯＣは５０％，ＳＯＣ制御ゲインは１、発電機１の有効電力指令値ＣＯＭ１用のローパスフィルタ１３が抽出する周波数は５ｍＨｚ、ハイブリッドキャパシタ２の有効電力指令値ＣＯＭ２用のローパスフィルタ１６が抽出する周波数は２０００ｍＨｚとした。 (Effects of the embodiment of the present invention)
In the system configuration of the microgrid shown in FIG. 2, it is assumed that the rated output PB of the hybrid capacitor 2 is 100 kW (output lower limit value: −100 kW, output upper limit value: 100 kW), and the rated capacity is 100 kWm (100 kW × 1 minute). Further, it is assumed that the output PG of the generator 1 is 500 kW (output lower limit value: 300 kW, output upper limit value: 500 kW). As a result, the simulation of the effect of the power management system 100 of the present embodiment was performed for load fluctuations of 350 kW to 450 kW of the load power PL. At this time, the control cycle is 1 second, the purchased power target value KT is 0 kW, the SOC target value DVSOC is 50%, the SOC control gain is 1, and the frequency extracted by the low pass filter 13 for the active power command value COM1 of the generator 1 Is 5 mHz, and the frequency extracted by the low-pass filter 16 for the active power command value COM2 of the hybrid capacitor 2 is 2000 mHz.

図４は、本実施形態の電力管理システムのシミュレーション結果を示す図である。
負荷電力ＰＬの増加に対して、まずハイブリッドキャパシタ２の出力であるハイブリッドキャパシタ有効電力ＰＢで対応する。図４に示すように、徐々に発電機１が出力である発電有効電力ＰＧを変えることにより、ハイブリッドキャパシタ２の出力であるハイブリッドキャパシタ有効電力ＰＢが０ｋＷに推移し、買電電力が買電電力目標値ＫＴである０ｋＷを維持していることが分かる。
また、ハイブリッドキャパシタ２の出力であるハイブリッドキャパシタ有効電力ＰＢが０ｋＷに安定すると、ＳＯＣがＳＯＣ目標値ＤＶＳＯＣである５０％を維持していることが確認できた。
したがって、本実施形態の電力管理システム１００により、容量の少ないハイブリッドキャパシタ２を用いて買電一定制御を実現できる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation result of the power management system of the present embodiment.
The increase in the load power PL is first dealt with by the hybrid capacitor active power PB which is the output of the hybrid capacitor 2. As shown in FIG. 4, by gradually changing the power generation active power PG that is output from the generator 1, the hybrid capacitor active power PB that is the output of the hybrid capacitor 2 changes to 0 kW, and the purchased power is the purchased power. It can be seen that the target value KT of 0 kW is maintained.
Further, it was confirmed that when the hybrid capacitor active power PB, which is the output of the hybrid capacitor 2, was stabilized at 0 kW, the SOC maintained 50%, which is the SOC target value DVSOC.
Therefore, the power management system 100 according to the present embodiment can realize constant power purchase control using the hybrid capacitor 2 having a small capacity.

一方、電力管理システム１００のようにＳＯＣ制御をしないマイクログリッド制御のみを行う制御システムについて、図４と同様の想定条件でマイクログリッド制御を行った場合のシミュレーション結果について説明する。
図５は、従来のマイクログリッド制御システムのシミュレーション結果を示す図である。
図５に示すように、ＳＯＣ制御をしない場合、途中でＳＯＣが０％に達しハイブリッドキャパシタが停止するため、制御不可となり、ハイブリッドキャパシタ２の出力であるハイブリッドキャパシタ有効電力ＰＢが０ｋＷになる。
したがって、図３および図４に示すように、容量の少ないハイブリッドキャパシタで買電一定制御を実現するためには、本実施形態の電力管理システム１００のように、電力管理システム１００制御が必要となることがわかる。 On the other hand, a simulation result when microgrid control is performed under the same conditions as in FIG. 4 will be described for a control system that performs only microgrid control without SOC control, such as the power management system 100.
FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of a conventional microgrid control system.
As shown in FIG. 5, when the SOC control is not performed, the SOC reaches 0% on the way and the hybrid capacitor is stopped, so that the control is impossible, and the hybrid capacitor active power PB that is the output of the hybrid capacitor 2 becomes 0 kW.
Therefore, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, in order to realize the constant power purchase control with a hybrid capacitor having a small capacity, the power management system 100 control is required as in the power management system 100 of the present embodiment. I understand that.

以上説明したように、本発明は、負荷変動に対する追従性能の異なる発電機１およびハイブリッドキャパシタ２（蓄電装置）からなる分散型電源と、分散型電源の運転を制御する電力制御部３とを備える電力管理システム１００である。
電力制御部３は、負荷電力ＰＬと買電電力目標値ＫＴとの差分と、ハイブリッドキャパシタ２の電池残量制御指令値ＣＳＯＣとの差分を、発電機１の出力電力ＰＧにより補償するように発電機１の出力電力を制御する。また、電力制御部３は、負荷電力ＰＬと買電電力目標値ＫＴとの差分と、発電機１の出力電力ＭＶＰＧとの差分を、ハイブリッドキャパシタ２の出力電力により補償するようにハイブリッドキャパシタ２の出力電力ＰＢを制御する。
また、電力制御部３は、ハイブリッドキャパシタ２の電池残量制御指令値ＣＳＯＣを、ハイブリッドキャパシタ２の電池残量計測値ＭＶＳＯＣと電池残量目標値ＤＶＳＯＣとの差分に所定のゲイン乗数を乗算して電力に変換する電池残量制御指令値算出部２０を有する。
これにより、本発明によれば、満充電状態や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまう蓄電装置と、所定の応答性を有する発電機とを、併用して買電一定制御を行うことができる、電力管理システム、及び電力管理システムの制御方法を提供することができる。 As described above, the present invention includes the distributed power source including the generator 1 and the hybrid capacitor 2 (power storage device) having different follow-up performance with respect to load fluctuations, and the power control unit 3 that controls the operation of the distributed power source. This is a power management system 100.
The power control unit 3 generates power so as to compensate the difference between the load power PL and the purchased power target value KT and the battery remaining power control command value CSOC of the hybrid capacitor 2 by the output power PG of the generator 1. The output power of the machine 1 is controlled. In addition, the power control unit 3 adjusts the difference between the load power PL and the purchased power target value KT and the output power MVPG of the generator 1 with the output power of the hybrid capacitor 2 so as to compensate for the difference. The output power PB is controlled.
Further, the power control unit 3 multiplies the battery remaining amount control command value CSOC of the hybrid capacitor 2 by a predetermined gain multiplier to the difference between the battery remaining amount measured value MVSOC of the hybrid capacitor 2 and the battery remaining amount target value DVSOC. A battery remaining amount control command value calculation unit 20 for converting into electric power is included.
As a result, according to the present invention, when the battery is fully charged or completely discharged, the power storage device that loses the charge / discharge adjustment capability and the generator having a predetermined responsiveness are used in combination. It is possible to provide a power management system capable of performing control and a control method for the power management system.

また、発電機は、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに所定時間要する発電機であり、蓄電装置は、所定時間に供給する電力量に対応した蓄電容量を有する蓄電装置であってもよい。
これにより、本発明によれば、満充電状態や完全放電状態に陥ると、充放電の調整能力を失ってしまうハイブリッドキャパシタ２と、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに約１分程度かかる発電機１とを、併用して買電一定制御を行うことができる、電力管理システム１００、及び電力管理システムの制御方法を提供することができる。 Further, the generator is a generator that requires a predetermined time for the responsiveness to rise from the lowest output to the highest output, and the power storage device may be a power storage device having a power storage capacity corresponding to the amount of power supplied during the predetermined time. Good.
As a result, according to the present invention, the hybrid capacitor 2 that loses the charge / discharge adjustment ability when the battery is fully charged or completely discharged, and about 1 minute for the response to rise from the lowest output to the highest output. It is possible to provide a power management system 100 and a method for controlling the power management system that can perform power purchase constant control in combination with the generator 1.

上述した実施形態における電力制御部３をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。   You may make it implement | achieve the electric power control part 3 in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. You may implement | achieve using programmable logic devices, such as FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。   As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to

１…発電機、２…ハイブリッドキャパシタ、３…電力制御部、４…負荷、５…受電設備、２０…電池残量制御指令値算出部、３１，３２，３４…電力計測器、１００…電力管理システム、ＣＯＭ１…発電有効電力指令値、ＣＯＭ２…ハイブリッドキャパシタ有効電力指令値、ＰＢ…ハイブリッドキャパシタ有効電力、ＰＧ…発電有効電力、ＰＬ…負荷電力、ＫＴ…買電電力目標値、ＭＶＰＧ…発電有効電力計測値、ＭＶＳＯＣ…ハイブリッドキャパシタ計測値、ＤＶＳＯＣ…ＳＯＣ目標値   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Generator, 2 ... Hybrid capacitor, 3 ... Power control part, 4 ... Load, 5 ... Power receiving equipment, 20 ... Battery remaining amount control command value calculation part, 31, 32, 34 ... Power measuring device, 100 ... Power management System, COM1 ... Power generation active power command value, COM2 ... Hybrid capacitor active power command value, PB ... Hybrid capacitor active power, PG ... Power generation active power, PL ... Load power, KT ... Power purchase target value, MVPG ... Power generation active power Measurement value, MVSOC ... Hybrid capacitor measurement value, DVSOC ... SOC target value

Claims (4)

負荷変動に対する追従性能の異なる発電機および蓄電装置からなる分散型電源と、前記分散型電源の運転を制御する電力制御部とを備える電力管理システムであって、
前記電力制御部は、負荷電力と買電電力目標値との差分と、前記蓄電装置の電池残量制御指令値との差分を、前記発電機の出力電力により補償するように前記発電機の出力電力を制御し、
前記負荷電力と前記買電電力目標値との差分と、前記発電機の出力電力との差分を、前記蓄電装置の出力電力により補償するように前記蓄電装置の出力電力を制御する、
ことを特徴とする電力管理システム。 A power management system comprising a distributed power source composed of a generator and a power storage device having different follow-up performance with respect to load fluctuations, and a power control unit that controls the operation of the distributed power source,
The power control unit outputs the generator so that the difference between the load power and the purchased power target value and the battery remaining power control command value of the power storage device is compensated by the output power of the generator. Control power,
Controlling the output power of the power storage device to compensate for the difference between the load power and the purchased power target value and the output power of the generator by the output power of the power storage device;
A power management system characterized by that. 前記電力制御部は、
前記蓄電装置の電池残量制御指令値を、前記蓄電装置の電池残量計測値と電池残量目標値との差分に所定のゲイン乗数を乗算して電力に変換する電池残量制御指令値算出部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。 The power control unit
Battery remaining amount control command value calculation for converting the battery remaining amount control command value of the power storage device into power by multiplying the difference between the battery remaining amount measured value of the power storage device and the battery remaining amount target value by a predetermined gain multiplier Having a part,
The power management system according to claim 1. 前記発電機は、応答性が最低出力から最高出力まで立ち上がるのに所定時間要する発電機であり、
前記蓄電装置は、前記所定時間に供給する電力量に対応した蓄電容量を有する蓄電装置である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力管理システム。 The generator is a generator that takes a predetermined time for the responsiveness to rise from the lowest output to the highest output,
The power storage device is a power storage device having a power storage capacity corresponding to the amount of power supplied for the predetermined time.
The power management system according to claim 1, wherein the power management system is a power management system. 負荷変動に対する追従性能の異なる発電機および蓄電装置からなる分散型電源と、前記分散型電源の運転を制御する電力制御部とを備える電力管理システムの制御方法であって、
前記電力制御部は、負荷電力と買電電力目標値との差分と、前記蓄電装置の電池残量制御指令値との差分を、前記発電機の出力電力により補償するように前記発電機の出力電力を制御し、
前記負荷電力と前記買電電力目標値との差分と、前記発電機の出力電力との差分を、前記蓄電装置の出力電力により補償するように前記蓄電装置の出力電力を制御する、
ことを特徴とする電力管理システムの制御方法。 A control method of a power management system comprising: a distributed power source composed of a generator and a power storage device having different follow-up performance with respect to load fluctuations; and a power control unit that controls the operation of the distributed power source,
The power control unit outputs the generator so that the difference between the load power and the purchased power target value and the battery remaining power control command value of the power storage device is compensated by the output power of the generator. Control power,
Controlling the output power of the power storage device to compensate for the difference between the load power and the purchased power target value and the output power of the generator by the output power of the power storage device;
A control method for a power management system.
JP2016020096A 2016-02-04 2016-02-04 Power management system, and power management system control method Pending JP2017139907A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016020096A JP2017139907A (en) 2016-02-04 2016-02-04 Power management system, and power management system control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016020096A JP2017139907A (en) 2016-02-04 2016-02-04 Power management system, and power management system control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017139907A true JP2017139907A (en) 2017-08-10

Family

ID=59566933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016020096A Pending JP2017139907A (en) 2016-02-04 2016-02-04 Power management system, and power management system control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017139907A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006333563A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Meidensha Corp Load following operation controlling method by various type of distributed power supply
JP2011055671A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Shimizu Corp Control method of distributed power supply

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006333563A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Meidensha Corp Load following operation controlling method by various type of distributed power supply
JP2011055671A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Shimizu Corp Control method of distributed power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5435633B2 (en) Control method of distributed power supply
JP4715624B2 (en) Power stabilization system, power stabilization control program, and power stabilization control method
JP2011234563A (en) Storage battery control system and storage battery control method
JPWO2011158351A1 (en) Wind turbine generator control device and control method
KR20160035509A (en) Controller of energy storage system
JP6548570B2 (en) POWER SUPPLY SYSTEM, CONTROL DEVICE AND PROGRAM FOR POWER SUPPLY SYSTEM
US9985435B2 (en) Power sharing for DC microgrids
KR20150115063A (en) Enegy management apparatus for controlling reference power and method thereof
JPWO2015198632A1 (en) Power storage system and characteristic parameter estimation method
JP2019154219A (en) Control arrangement and control method
JP2017200307A (en) Power storage control device
JP4866764B2 (en) Control method of distributed power supply
KR101490547B1 (en) Output power control apparatus
JP2017028861A (en) Power management system and power management method
JP2017139907A (en) Power management system, and power management system control method
JP2017070116A (en) Power control system and power control method
JP2016163427A (en) Design method for power transfer function in power leveling system and calculation method for battery capacity in power leveling system
JP2015132988A (en) power conditioner system
KR101675962B1 (en) Control System and Method for Setting Charging Power Reflecting Battery Capacity Efficiency
JPWO2022029924A5 (en)
JP2014117123A (en) Smoothing system, soc correction power calculation device, smoothing method, soc correction power calculation method and program
JP7490166B1 (en) Control device and control method
JPWO2022097269A5 (en)
JP7422951B1 (en) Storage battery control system, storage battery control method, storage battery control program, and integrated controller
JP6464848B2 (en) Output smoothing apparatus and output smoothing method

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181005

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190129

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191210

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200616