JP6341103B2 - 自立運転制御装置、自立運転制御システム、自立運転制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
2.自立運転制御装置のハードウェア構成例
3.蓄電池システムのシステム構成例
4.全体処理例
5.機能構成例
6.比較例
≪ 1. 自立運転制御システムのシステム構成例 ≫
図1は、本発明の一実施形態における自立運転制御システムの全体構成の一例を示す全体構成図である。具体的には、自立運転制御システム1は、自立運転制御装置10と、n個の蓄電池システム11と、負荷設備12と、発電設備13とを含む。なお、自立運転制御システム1は、遮断器等によって、電力系統から解列できるシステムである。ここでは、電力系統は、電力会社等が電力を送電する設備である、いわゆる商用電力系統をいう。また、解列は、システム又は装置を遮断器等によって、他のシステム、他の装置、又は電力系統等から切り離すことをいう。
図2は、本発明の一実施形態における自立運転制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。具体的には、自立運転制御装置10は、CPU(Central Processing Unit)101と、記憶装置102と、ネットワークI/F(interface)103と、入力I/F104と、出力I/F105とを有する。即ち、自立運転制御装置10は、PC(Personal Computer)又はサーバ等の情報処理装置、即ち、コンピュータである。
図3は、本発明の一実施形態における蓄電池システムのシステム構成の一例を示す構成図である。具体的には、蓄電池システム11は、双方向変換装置111と、蓄電池112と、制御装置113とを有する。
図5は、本発明の一実施形態における自立運転制御システムによる全体処理の一例を示すフローチャートである。
全体処理が開始されると、自立運転制御装置は、自立運転制御システムに含まれる各装置及び各システムをそれぞれ起動する(ステップS100)。具体的には、自立運転制御装置は、例えば蓄電池システムの起動、負荷設備の連系、及び発電設備の連系等を行い、自立運転制御システムの自立運転を開始する。
自立運転制御装置は、出力制限値Pを計算する。さらに、自立運転制御装置は、出力制限値Pの計算の過程で取得される計測値に基づく処理を行う(ステップS200)。
図6に戻り、自立運転制御装置は、計測値が第3範囲内の値であるか否かを判断する(ステップS230)。具体的には、ステップS230では、自立運転制御装置は、まず、カウンタ値kに対応する蓄電池システムに係る計測値を取得する。次に、ステップS230では、自立運転制御装置は、計測値と、テーブルTB(図7参照)に示す「第3範囲の上限値」とを比較する。さらに、ステップS230では、自立運転制御装置は、計測値と、テーブルTBに示す「第3範囲の下限値」とを比較する。
図6に戻り、自立運転制御装置は、計測値が第2範囲内の値であるか否かを判断する(ステップS240)。具体的には、ステップS240では、自立運転制御装置は、計測値と、テーブルTB(図7参照)に示す「第2範囲の上限値」とを比較する。さらに、ステップS240では、自立運転制御装置は、計測値と、テーブルTBに示す「第2範囲の下限値」とを比較する。
図6に戻り、自立運転制御装置は、計測値が第1範囲内の値であるか否かを判断する(ステップS250)。具体的には、ステップS250では、自立運転制御装置は、計測値と、テーブルTB(図7参照)に示す「第1範囲の上限値」とを比較する。さらに、ステップS250では、自立運転制御装置は、計測値と、テーブルTBに示す「第1範囲の下限値」とを比較する。
以下、周波数補正値Δfの算出方法を計測値の種類ごとにそれぞれ説明する。
図6に戻り、自立運転制御装置は、蓄電池システムから最大電力Aを取得する(ステップS260)。具体的には、例えば、図8に示す自立運転制御システム1、かつ、カウンタ値k=1である場合、ステップS260では、自立運転制御装置は、蓄電池システム11A(図8参照)から最大電力Aを取得する。なお、図8に示す自立運転制御システム1では、蓄電池システム11Aの最大電力Aは、「500」である。したがって、図8に示す自立運転制御システム1、かつ、カウンタ値k=1である場合、ステップS260では、自立運転制御装置は、蓄電池システム11Aから「500」の値を最大電力Aとして取得する。
自立運転制御装置は、出力制限値Pに最大電力Aを加算する(ステップS270)。例えば、図8に示す自立運転制御システム1を例に説明する。具体的には、カウンタ値k=1である場合、出力制限値Pは、ステップS210の処理により、「0」である。さらに、蓄電池システム11A(図8参照)の最大電力Aが「500」であるため、最大電力Aは、「500」である。したがって、カウンタ値k=1である場合、ステップS270の処理によって、出力制限値Pは、「0+500」から、「500」となる。
自立運転制御装置は、カウンタ値kに「1」を加算する(ステップS280)。つまり、ステップS280では、自立運転制御装置は、いわゆるカウンタ値kをカウントアップする。
自立運転制御装置は、カウンタ値kが蓄電池システムの数nより大きい値か否かを判断する(ステップS290)。具体的には、カウンタ値kが蓄電池システムの数nより大きい値である場合(ステップS290でYES)、自立運転制御装置は、ステップS2A0に進む。一方、カウンタ値kが蓄電池システムの数nより大きい値でない場合(ステップS290でNO)、自立運転制御装置は、ステップS220に進む。つまり、ステップS290では、自立運転制御装置は、自立運転制御システムが有するn個の蓄電池システムについて、それぞれステップS220乃至S280の処理を行ったか否かを判断する。即ち、自立運転制御システムが有するn個の蓄電池システムについてそれぞれステップS220乃至S280の処理がすべて終了している場合(ステップS290でYES)、自立運転制御装置は、ステップS2A0に進む。
自立運転制御装置は、出力制限値Pを計算する(ステップS2A0)。例えば、図8に示す自立運転制御システム1を例に説明する。具体的には、出力制限値Pは、ステップS270の処理により、「1500」である。さらに、自立運転制御システム1に含まれる負荷設備12(図1参照)が消費する交流電流に係る電力は、150kWである。ここで、ステップS2A0では、自立運転制御装置は、負荷設備12が消費する交流電流に係る電力をステップS270の処理により求められた出力制限値Pに加算する。即ち、図8に示す自立運転制御システム1において、ステップS2A0では、自立運転制御装置は、「1500+150=1650」より、出力制限値Pを「1650」と計算する。
図5に戻り、自立運転制御装置は、出力制限値Pを発電設備に送る(ステップS300)。具体的には、図8に示す自立運転制御システム1では、自立運転制御装置は、図6に示す計算によって計算された「1650」の値を出力制限値Pとして発電設備に送る。
自立運転制御装置は、自立運転を終了させるか否かを判断する(ステップS400)。具体的には、自立運転を終了させると自立運転制御装置が判断する場合(ステップS400でYES)、自立運転制御装置は、自立運転制御システムによる全体処理を終了させる。一方、自立運転を終了させないと自立運転制御装置が判断する場合(ステップS400でNO)、自立運転制御装置は、ステップS200に進む。
図18は、本発明の一実施形態における自立運転制御装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。具体的には、自立運転制御装置10は、取得部200と、制御部201とを有する。
図19は、比較例の自立運転制御システムの全体構成の一例を示す全体構成図である。具体的には、図19では、図8に示す自立運転制御システム1と同様の各蓄電池システム、負荷設備12、及び発電設備13を有する自立運転制御システム1Aを比較例に示す。
10 自立運転制御装置
101 CPU
102 記憶装置
103 ネットワークI/F
104 入力I/F
105 出力I/F
200 取得部
201 制御部
11 蓄電池システム
111 双方向変換装置
112 蓄電池
113 制御装置
1131 ドループ制御部
1132 周波数制御部
1133 電圧指令部
1134 電圧算出部
1135 電圧制御部
1136 VCO
A1 第1加算器
A2 第2加算器
df 周波数調整値
dV 電圧調整値
dVn 電圧偏差
f 内部周波数
f0 基準周波数
Δf 周波数補正値
ΔV 電圧補正値
θ 基準位相角
12 負荷設備
13 発電設備
14 母線
2 計測データ
3 命令データ
4 判断回路
5 出力回路
TB テーブル
AC 交流電流
ACP 交流電流に係る電力
ACV 交流電流に係る電圧
ACI 交流電流に係る電流
DC 直流電流
DCP 直流電流に係る電力
DCV 直流電流に係る電圧
DCI 直流電流に係る電流
T 温度
SOC 充電率
Claims (10)
- 蓄電池を制御する蓄電池システムと前記蓄電池システムに交流電流を送電する発電設備とに接続され、前記蓄電池システム及び前記発電設備を制御する自立運転制御装置であって、
前記交流電流に係る電力又は電流を示す計測値を取得する取得部と、
前記計測値が所定の上限値及び所定の下限値によって定まる第1範囲の上限を示す第1上限値以上の値である又は前記計測値が前記第1範囲の下限を示す第1下限値以下の値であると、前記交流電流に係る周波数を前記蓄電池システムに変更させ、
前記計測値が前記第1範囲以外の第2範囲の上限を示す第2上限値以上の値であると、前記発電設備に前記送電を制限させる制御部と
を含む自立運転制御装置。 - 前記自立運転制御装置は、複数の前記蓄電池システムに接続され、
前記取得部は、前記複数の蓄電池システムについて、前記蓄電池システムごとに前記計測値をそれぞれ取得し、
前記制御部は、前記複数の蓄電池システムのうち、前記計測値が前記第1上限値以上の値である又は前記計測値が前記第1下限値以下の値である蓄電池システムに、前記周波数を変更させる請求項1に記載の自立運転制御装置。 - 前記制御部は、前記計測値が前記第1範囲及び前記第2範囲以外の第3範囲の上限値を示す第3上限値以上の値である又は前記計測値が前記第3範囲の下限値を示す第3下限値以下の値であると、前記蓄電池システムに運転を制限させる請求項1又は2に記載の自立運転制御装置。
- 前記計測値には、前記交流電流から変換されて前記蓄電池に充電される直流電流に係る電流、前記直流電流に係る電圧、前記蓄電池に係る充電率、及び前記蓄電池に係る温度のうち、少なくともいずれか1つがさらに含まれる請求項1乃至3のいずれかに記載の自立運転制御装置。
- 前記計測値には、少なくとも前記電圧及び前記充電率が含まれる請求項4に記載の自立運転制御装置。
- 前記制御部は、前記交流電流の大きさに基づき生成した周波数補正値を加算して前記蓄電池システムを動作させる内部周波数を補正することで、前記交流電流に係る周波数を前記蓄電池システムに変更させる請求項1に記載の自立運転制御装置。
- 前記制御部は、
前記蓄電池システムの蓄電池が放電する場合は、前記交流電流の有効電流成分が大きいほど前記内部周波数が小さくなるように前記周波数補正値を生成し、
前記蓄電池システムの蓄電池が充電される場合は、前記交流電流の有効電流成分が大きいほど前記内部周波数が大きくなるように前記周波数補正値を生成する
ことを特徴とする請求項6に記載の自立運転制御装置。 - 負荷設備、蓄電池を制御する蓄電池システム、前記蓄電池システムと前記負荷設備とに交流電流を送電する発電設備、及び前記蓄電池システムと前記発電設備とを制御する自立運転制御装置を有する自立運転制御システムであって、
前記交流電流に係る電力又は電流を示す計測値を取得する取得部と、
前記計測値が所定の上限値及び所定の下限値によって定まる第1範囲の上限を示す第1上限値以上の値である又は前記計測値が前記第1範囲の下限を示す第1下限値以下の値であると、前記交流電流に係る周波数を前記蓄電池システムに変更させ、
前記計測値が前記第1範囲以外の第2範囲の上限を示す第2上限値以上の値であると、前記発電設備に前記送電を制限させる制御部と
を含む自立運転制御システム。 - 蓄電池を制御する蓄電池システムと前記蓄電池システムに交流電流を送電する発電設備とに接続され、前記蓄電池システム及び前記発電設備を制御する自立運転制御装置が行う自立運転制御方法であって、
前記自立運転制御装置が、前記交流電流に係る電力又は電流を示す計測値を取得する取得手順と、
前記自立運転制御装置が、前記計測値が所定の上限値及び所定の下限値によって定まる第1範囲の上限を示す第1上限値以上の値である又は前記計測値が前記第1範囲の下限を示す第1下限値以下の値であると、前記交流電流に係る周波数を前記蓄電池システムに変更させ、
前記自立運転制御装置が、前記計測値が前記第1範囲以外の第2範囲の上限を示す第2上限値以上の値であると、前記発電設備に前記送電を制限させる制御手順と
を含む自立運転制御方法。 - 蓄電池を制御する蓄電池システムと前記蓄電池システムに交流電流を送電する発電設備とに接続され、前記蓄電池システム及び前記発電設備を制御するコンピュータに自立運転制御方法を実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータが、前記交流電流に係る電力又は電流を示す計測値を取得する取得手順と、
前記コンピュータが、前記計測値が所定の上限値及び所定の下限値によって定まる第1範囲の上限を示す第1上限値以上の値である又は前記計測値が前記第1範囲の下限を示す第1下限値以下の値であると、前記交流電流に係る周波数を前記蓄電池システムに変更させ、
前記コンピュータが、前記計測値が前記第1範囲以外の第2範囲の上限を示す第2上限値以上の値であると、前記発電設備に前記送電を制限させる制御手順と
を実行させるためのプログラム。
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