JP5790313B2 - 電力平準化装置 - Google Patents
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Description
その後、非常用発電機105が動作を開始して電力供給可能な状態になると、図4に示す電力平準化装置150は、非常用発電機105の電力変動をアシストする動作に代わる。
なお矢印線には遷移動作を表すAと、この遷移動作のきっかけとなる事象(イベント)Eの数字が記されているが、本図は各状態を説明する概念図であるので、動作と事象の詳細な説明は省略する。
ステータスS00は全停止状態を示している。本構成が起動した直後等である。
ステータスS02は停止待機状態を示している。連系点CB102をオンにした直後等の状態で、各種信号が接続されるのを待っている。
ステータスS14はソフトスタート状態を示している。電力変換器112等の動作状態を所定の時間をもって次のステータスにおける所定の定常状態に移行させる(コンデンサの充電等)。
ステータスS18は、商用停電・連系インバータ制御状態を示している。商用電力系統101が停電して非常用発電機105が運転状態のとき、電力変換器112は非常用発電機105と連系して電流制御で運転される。
ステータスS10は、商用停電・CVCF制御状態を示している。商用電力系統101が停電し、非常用発電機105も電力供給できない状態のとき(停電直後の起動動作中や燃料が枯渇して停止したとき)、電力変換器112は、エネルギー蓄積要素113のエネルギーを使用して、電圧と周波数を一定に制御するよう自立運転制御される。
また、エネルギー蓄積要素113の充放電制御は、図示しない上位コントローラ(外部機器)からの有効電力指令Prefにより行っている。エネルギー蓄積要素113が満充電状態になると、上位コントローラは有効電力指令Prefを0[kW]まで絞り、充放電ゼロの状態になるよう制御する。
また、本発明の電力平準化装置において、前記充放電制御部は、前記第3電流検出部からの検出値から高域成分を取り除く低域通過フィルタブロックと、前記第3電流検出部からの検出値とバッテリ電流基準値0[A]との差分が0となるように比例積分補償を行う比例積分補償ブロックと、該比例積分補償ブロックからの出力をリミット処理した値を前記交流直流変換器を制御する指令とするリミッタとから成るようにしてもよい。
図1は、本実施形態に係る電力平準化装置50の構成を示すブロック図である。
商用電力系統1は、本実施形態の電力平準化装置50を介して重要負荷15に電力を供給するように構成される。系統連系点4は、停電時等に遮断制御される連系点CB(遮断器)2を介して商用電力系統1に接続される。停電検出部3は、商用電力系統1の停電を検出して停電検出信号Sdを送出する。
重要負荷接続点9aには、太陽光発電設備や風力発電設備あるいは燃料電池や常用型の自家発電設備等の分散型電源8が接続されるとともに、電流検出器10を介して電力変換器12が、また電流検出器11を介して重要負荷15が接続される。
第1のIp指令(Ip20)と第2のIp指令(Ip26)とは、ともに切替部24に送られる。切替部24は、有効電力指令Prefがゼロのとき(有効電力指令Prefの絶対値が0[kW]近くの任意の基準値未満のとき)には判別部22の指示によって第2のIp指令(Ip26)を選択し、有効電力指令Prefがゼロでない所定の値以上のとき(有効電力指令Prefの絶対値が0[kW]近くの任意の基準値以上のとき)には、判別部22の指示によって第1のIp指令(Ip20)を選択し、これをIp指令として電力変換器12へ送る。
また、エネルギー蓄積要素13は、例えば、鉛蓄電池等のような二次電池である。
これら各状態に関して、本発明の特徴である破線内を除いては図5に示すものと同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
遷移動作を表すAと、この遷移動作のきっかけとなる事象Eの数字についても、本実施の形態の説明に必要な部分を除いては、その詳細な説明は省略する。
S09は、電力変換器12を介してエネルギー蓄積要素13の充放電を制御する満充電制御である。この満充電制御S09は、上位コントローラ18から受け取る有効電力指令Prefの絶対値が0[kW]近くの任意の基準値未満となる事象E16をきっかけに、電力平準化制御を行う商用連系制御S08からのみ遷移する。この任意の基準値は、本実施形態の電力平準化装置50の設置環境での調整要素であり、変更可能となっている。
St1:LPF(低域通過フィルタ)ブロック
St2:−1倍ゲイン(極性反転)
St3:PI(比例積分補償)ブロック
St4:リミッタ(制限器)
なお、St2とSt3との間に設けられた加算器40は、0を加算するのみなので、省略することができる。
その後、St3でPI補償を行い、その出力をSt4でリミット処理した値を第1のIp指令(Ip26)とする。
このゲート信号生成回路は充放電制御部26に設けられるが、制御部20にも同種のゲート信号生成回路が設けられる。この場合、これら充放電制御部26と制御部20のゲート信号生成回路の出力信号を切替部24で切り替えるように構成することができる。
また、充放電制御部26に設けられるゲート信号生成回路と制御部20に設けられるゲート信号生成回路は同じ構成とすることができるので、切替部24内に1組共通に設け、切り替えて使用することができる。このようにすればゲート信号生成回路を1組設けるだけでよいので構成が簡単になる。
即ち、エネルギー蓄積要素が満充電状態になると、充放電電流がゼロに制御され、無駄なエネルギー放出をしない。
2 連系点CB
3 停電検出部
4 系統連系点
5 非常用発電機
6 一般負荷
7 高速スイッチ(スイッチ)
8 分散型電源
9a 重要負荷接続点
9b 電圧検出器(電圧検出部)
10 電流検出器(第2電流検出部)
11 電流検出器(第1電流検出部)
12 電力変換器(交流直流変換器)
13 エネルギー蓄積要素
14 制御装置
15 重要負荷
18 上位コントローラ
20 制御部
22 判別部
24 切替部
26 充放電制御部
30 電流検出器(第3電流検出部)
50、150 電力平準化装置
Sd 停電検出信号
Dib バッテリ電流値
Pref 有効電力指令
Qref 無効電力指令
Claims (2)
- 商用電力系統と重要負荷及び分散型電源とを接続するスイッチと、
前記スイッチと前記重要負荷及び前記分散型電源との接続ラインに、交流側が接続される交流直流変換器と、
前記交流直流変換器の直流側に接続されるエネルギー蓄積要素と、
前記スイッチと前記重要負荷及び前記分散型電源との接続ラインの電圧を検出する電圧検出部と、
前記重要負荷に流れる電流を検出する第1電流検出部と、
前記交流直流変換器の交流側に流れる電流を検出する第2電流検出部と、
前記エネルギー蓄積要素に流れる電流を検出する第3電流検出部と、
前記電圧検出部、前記第1電流検出部及び前記第2電流検出部からの各検出値と、上位コントローラからの有効電力指令及び無効電力指令とに基づいて前記交流直流変換器を制御する指令を出力する制御部と、
前記第3電流検出部からの検出値に基づいて前記交流直流変換器を制御する指令を出力する充放電制御部と、を備え、
前記交流直流変換器は、前記上位コントローラからの有効電力指令の絶対値がゼロ近くの基準値以上では、前記制御部からの指令で制御し、前記上位コントローラからの有効電力指令の絶対値がゼロ近くの基準値未満では、前記充放電制御部からの指令に切り替えて制御することを特徴とする電力平準化装置。 - 前記充放電制御部は、前記第3電流検出部からの検出値から高域成分を取り除く低域通過フィルタブロックと、前記第3電流検出部からの検出値とバッテリ電流基準値0[A]との差分が0となるように比例積分補償を行う比例積分補償ブロックと、該比例積分補償ブロックからの出力をリミット処理した値を前記交流直流変換器を制御する指令とするリミッタとから成ることを特徴とする請求項1記載の電力平準化装置。
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