JP5680039B2 - 電力変換装置、協調制御方法、協調制御システム、およびプログラム - Google Patents
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Description
図1に本発明の実施形態におけるシステム構成を提示する。電力系統網上には、発電所(給電指令所)11、自然エネルギー装置12、蓄電池システム13、EMS(Energy Management System)14が設置されている。また、家庭やビル等の需要家側には、スマートメータ21、蓄電池システム22、32、EV(Electric Vehicle)システム23、需要家側EMS24、34等が設置されている。家庭用の需要家側EMS24はHEMS(Home Energy Management System)、ビル用の需要家側EMS34はBEMS(Building Energy Management System)と呼ばれ構内のエネルギー量を管理する。また、自然エネルギー装置25や蓄電池システム22、32には、直流/交流を変換するインバータ(電力変換装置)が接続されている。
本発明の第2の実施形態は、複数の電力変換装置を並列運転させて電力の入出力量増加を実現する電源位相の制御に関する。前述したように、電源位相の制御は、同じ電力母線に複数の電力変換装置が接続する場合に適用される。特に、複数台の電力変換装置(AC/DC)を並行運転させる場合の、交流側出力における横流(起電力の差によって流れる無効横流、起電力の位相差によって流れる同期横流、起電力の波形差によって、流れる高調波横流)の発生防止を目的とするものである。横流発生を防ぎ母線に複数の電力変換装置を並列投入するためには、電圧、位相、周波数、起電力の波形を一致させることが必要となる。複数の電力変換装置を同期運転させる際、通常、IGBTのスイッチングタイムのばらつきによって横流が発生するが、電源位相を実現する手段としては、位相信号の同期を光ファイバ等の有線通信を用いて実現する形態が考えられる。だが、従来技術にて説明したように、通常は2台程度の電力変換装置での実現が想定されており、大規模な数への対応が想定されていない。本実施形態ではこの問題を解決する手法を提案する。
Claims (13)
- 複数の電力線のうちの1つである第1電力線に接続される第1接続部と、
前記複数の電力線のうちの別の1つである第2電力線に接続される第2接続部と、
前記第1接続部および前記第2接続部のうちの一方から入力された電力を変換し、変換された電力を前記1接続部および前記第2接続部のうちの他方から出力する電力変換部と、
前記第1電力線および前記第2電力線を含む前記複数の電力線のうちの1つである第3電力線に接続された複数の電力変換装置のそれぞれの電力変換特性情報に基づき、前記複数の電力変換装置の中から、前記第3電力線への電力の出力に関して前記複数の電力変換装置のうち他の電力変換装置を制御する電力変換装置であるマスター装置を選定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数の電力変換装置のうちの1つが交流および直流間の変換機能を有し、前記複数の電力変換装置のうち他の電力変換装置が直流および直流間の変換機能を有するとき、前記交流および直流間の変換機能を有する電力変換装置を前記マスター装置として選定する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 複数の電力線のうちの1つである第1電力線に接続される第1接続部と、
前記複数の電力線のうちの別の1つである第2電力線に接続される第2接続部と、
前記第1接続部および前記第2接続部のうちの一方から入力された電力を変換し、変換された電力を前記1接続部および前記第2接続部のうちの他方から出力する電力変換部と、
前記第1電力線および前記第2電力線を含む前記複数の電力線のうちの1つである第3電力線に接続された複数の電力変換装置のそれぞれの電力変換特性情報に基づき、前記複数の電力変換装置の中から、前記第3電力線への電力の出力に関して前記複数の電力変換装置のうち他の電力変換装置を制御する電力変換装置であるマスター装置を選定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数の電力変換装置の2つ以上が交流および直流間の変換機能を有するとき、前記2つ以上の電力変換装置のそれぞれの配下に存在する電力変換装置の台数に基づいて、前記マスター装置を選定する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記第3電力線は、前記第1電力線または前記第2電力線であり、
前記第3電力線に接続された前記複数の電力変換装置は自装置を含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記複数の電力変換装置がいずれもが直流および直流間の変換機能を有するとき、前記複数の電力変換装置のうち最初に起動した電力変換装置を前記マスター装置として選定する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記第1電力線または前記第2電力線に対して接続確認検査を行うことにより、前記第1電力線または第2電力線に接続されている電力変換装置を検出する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 自装置の電力変換特性情報を記憶する第1記憶部と
有線または無線による通信を行う通信部と、をさらに備え、
前記通信部は、通信可能な他の電力変換装置に、前記第1記憶部内の情報を送信し、
前記通信部は、前記他の電力変換装置から、前記他の電力変換装置が保有する電力変換特性情報を受信し、
前記第1記憶部は、前記通信部により取得された電力変換特性情報を記憶する
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記第3電力線に接続された前記複数の電力変換装置のそれぞれについて、マスター装置か、前記マスター装置以外の電力変換装置であるスレーブ装置かの種別を表す階層構成情報を記憶する第2記憶部を備え、
前記通信部は、前記通信可能な他の電力変換装置に、前記第2記憶部内の情報を送信し、
前記通信部は、前記他の電力変換装置から、前記他の電力変換装置が保有する階層構成情報を受信し、
前記第2記憶部は、前記通信部により取得された階層構成情報を記憶する
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記自装置が前記マスター装置として選定された場合、前記複数の電力変換装置のうち前記他の電力変換装置に対して、電源位相制御および電力分担制御のうちの少なくとも一方を行う
請求項3に記載の電力変換装置。 - 一方の電力線から入力された電力を変換して他方の電力線から出力する複数の電力変換装置を相互接続する複数の電力線のうちの1つである第1電力線に接続された複数の第1電力変換装置について、前記複数の第1電力変換装置のそれぞれの電力変換特性情報を記憶装置から読み出すステップと、
前記複数の第1電力変換装置の中から、前記第1電力線への電力の出力に関して前記複数の第1電力変換装置のうち他の第1電力変換装置を制御する第1電力変換装置であるマスター装置を選定するステップと、
を備え、
前記複数の第1電力変換装置のうちの1つが交流および直流間の変換機能を有し、前記複数の第1電力変換装置のうち他の第1電力変換装置が直流および直流間の変換機能を有するとき、前記交流および直流間の変換機能を有する第1電力変換装置を前記マスター装置として選定する
ことを特徴とする協調制御方法。 - 一方の電力線から入力された電力を変換して他方の電力線から出力する複数の電力変換装置を相互接続する複数の電力線のうちの1つである第1電力線に接続された複数の第1電力変換装置について、前記複数の第1電力変換装置のそれぞれの電力変換特性情報を記憶装置から読み出すステップと、
前記複数の第1電力変換装置の中から、前記第1電力線への電力の出力に関して前記複数の第1電力変換装置のうち他の第1電力変換装置を制御する第1電力変換装置であるマスター装置を選定するステップと、
を備え、
前記複数の第1電力変換装置の2つ以上が交流および直流間の変換機能を有するとき、前記2つ以上の第1電力変換装置のそれぞれの配下に存在する電力変換装置の台数に基づいて、前記マスター装置を選定する
ことを特徴とする協調制御方法。 - 一方の電力線から入力された電力を変換して他方の電力線から出力する複数の電力変換装置を相互接続する複数の電力線のうちの1つである第1電力線に接続された複数の第1電力変換装置について、前記複数の第1電力変換装置のそれぞれの電力変換特性情報を記憶装置から読み出すステップと、
前記複数の第1電力変換装置の中から、前記第1電力線への電力の出力に関して前記複数の第1電力変換装置のうち他の第1電力変換装置を制御する第1電力変換装置であるマスター装置を選定するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記複数の第1電力変換装置のうちの1つが交流および直流間の変換機能を有し、前記複数の第1電力変換装置のうち他の第1電力変換装置が直流および直流間の変換機能を有するとき、前記交流および直流間の変換機能を有する第1電力変換装置を前記マスター装置として選定する
ことを特徴とするプログラム。 - 一方の電力線から入力された電力を変換して他方の電力線から出力する複数の電力変換装置を相互接続する複数の電力線のうちの1つである第1電力線に接続された複数の第1電力変換装置について、前記複数の第1電力変換装置のそれぞれの電力変換特性情報を記憶装置から読み出すステップと、
前記複数の第1電力変換装置の中から、前記第1電力線への電力の出力に関して前記複数の第1電力変換装置のうち他の第1電力変換装置を制御する第1電力変換装置であるマスター装置を選定するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記複数の第1電力変換装置の2つ以上が交流および直流間の変換機能を有するとき、前記2つ以上の第1電力変換装置のそれぞれの配下に存在する電力変換装置の台数に基づいて、前記マスター装置を選定する
ことを特徴とするプログラム。 - 上位制御装置と、
請求項1ないし8のいずれか一項に従った少なくとも1つの電力変換装置を含む複数の電力変換装置と、
電力を放電可能な少なくとも1つの電力装置と、
前記複数の電力変換装置および前記電力装置を相互接続する複数の電力線と
を備え、
前記複数の電力変換装置の1つが、前記上位制御装置から電力の放電に関する制御指令を受信し、
前記制御指令に基づき、前記複数の電力変換装置が協調動作する協調制御システム。
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