JP6391958B2 - 電力系統安定化装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電力系統に接続された蓄電池を充電または放電することによって電力系統の安定化を図る電力系統安定化装置に関するものである。

近年、太陽光発電や風力発電といった自然エネルギーの導入が盛んに行われており、一般需要家においてもソーラーパネルの設置などにより、これら自然エネルギーが活用されている。ただし、自然エネルギー発電装置は、気象や天候等に左右されるため、自然エネルギー発電装置を電力系統に接続すると、従来多くの場面で活用されてきた火力発電や水力発電よりも不安定な発電装置になってしまう。また近年、電気自動車などの新エネルギー機器の普及も目覚ましいが、これらの機器は一度に大量の電力を消費するので、これらに関しても電力系統の不安定化要因となっている。

このような電力系統に対する不安定さを解消するために、電力系統に蓄電池を接続し、自然エネルギーなどに起因する発電の変動分を、蓄電池の充電または放電によって補うことが期待されている。すなわち、従来では電力需要の変動に応じて、火力発電や水力発電の発電量の調整を行っているが、この出力調整の一部の役割を蓄電池に担わせることで、電力系統の安定性を一定程度維持しながら自然エネルギーの導入を拡大することが可能となる。このような背景のもと、蓄電池の導入および導入容量の拡大が今後一層進んでいくものと予想されており、蓄電池の充放電制御によって電力系統の安定化に寄与する電力系統安定化装置の開発が待たれている。

例えば、需要にあわせた出力調整の一つに、上げ指令（出力増）あるいは下げ指令（出力減）を発電機に出して発電機の出力を調整するＬＦＣ出力調整（ＬＦＣ:Load Frequency Control）が知られているが、このＬＦＣ出力調整の指令値を蓄電池に出して、蓄電池を充放電させることで電力系統周波数を標準周波数に維持する電力系統安定化装置が考えられる。ＬＦＣ出力調整の指令値を蓄電池に出す場合、上げ指令は蓄電池に対する放電指令となり、下げ指令は蓄電池に対する蓄電指令となる。

通常、ＬＦＣでは、上げ指令と下げ指令を上位システムから発電機に出すことにより電力系統の周波数を所定の調整範囲内に保つようにしており、長い時間幅で見ると上げ指令と下げ指令がトータルでバランスすることが多い。

そのため、ＬＦＣ出力調整の指令値を蓄電池に出す場合も、上げ指令となる放電指令と、下げ指令となる充電指令は同量となるケースが想定される。ただし、蓄電池へ出される放電指令と充電指令が同量であったとしても、蓄電池では、充放電ロスのために蓄電池の蓄電残量が減少して、充電深度が通常の使用範囲を逸脱してしまう。

したがって、最終的には、蓄電池の放電可能電力量がゼロになり、上げ指令つまり蓄電池に対する放電指令に対応できなくなるおそれがある。図９は模擬的なＬＦＣ指令値を蓄電池に与え続け、蓄電池の放電可能電力量をプロットしたグラフであるが、このグラフからも判るように、あるところで蓄電池の放電可能電力量はゼロとなり、蓄電池が放電末に達してしまい、必要な制御が行えなくなることが窺える。また逆に、全体を通して充電量と放電量が同じでも、ある時間帯においては指令値が充電方向に偏り、蓄電池の容量上限まで充電を実施し、充電可能電力量がゼロとなってしまうこともありうる。

そこで従来から、蓄電池の充電深度を補正する補正充放電を実施することが提案されている。例えば特許文献１では、蓄電池の充電深度が通常の使用範囲を逸脱した際に、蓄電池の充電深度を５０％にするように蓄電池の補正充放電を行っている。

補正充放電では、蓄電池の充電深度を補正するための自己補償分として補正充放電電力を求め、この補正充放電電力を上位システムからの上位指令値に加味して補正充放電時の最終的な指令値を求め、これに従って蓄電池の充電または放電を行う。このような補正充放電を実施することにより、蓄電池は、充電深度を通常の使用範囲に戻すことができ、放電末あるいは充電末に至り難くなって、長期にわたる運用が可能となる。

特開２０１２−１６０７７号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、補正充放電を実施する際、上位指令値に加える補正値の量を設定する機構が設けられていない。そのため、蓄電池の補正充放電が需要変動に与える影響について考慮できていない。

例えば、ある蓄電池が１ＭＷの補正充電を行おうとした際に、系統としては０．５ＭＷの上げ指令あるいは放電指令を別の発電機や蓄電池に出していたと想定する。この場合、系統にとっては０．５ＭＷの上げ指令あるいは放電指令であったにもかかわらず、蓄電池が１ＭＷの補正充電を行うことで、実際にはトータルで０．５ＭＷの下げ指令あるいは充電指令となってしまう。このように、蓄電池の補正充放電が需給制御の妨げとなることがある。

特に、複数台の蓄電池に対して充放電制御を行う場合、系統周波数をトリガーとして補正値に従った充放電を実施することが多いため、系統周波数が一定範囲内に入った瞬間に、複数台の蓄電池が同時に補正充放電を開始する可能性が高い。したがって、補正充放電の実施およびその中止を繰り返し易くなる。その結果、補正充放電それ自体が周波数変動の要因となってしまう可能性がある。

本発明に係る実施形態は、このような問題を顧みて提案されたものであり、蓄電池の充放電により系統安定化を行う場合に、系統への影響を抑えながら、蓄電池が充電末や放電末に達することなく、蓄電池の長期間運用が可能となる電力系統安定化装置を得ることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、電力系統に接続した蓄電池を充電または放電することにより電力系統の周波数および電圧の変動抑制を行う電力系統安定化装置において、次の構成要素を有することを特徴とする。
（ａ）上位システムからの充放電指令値または出力の上げ指令値あるいは下げ指令値を、上位指令値として受信する上位指令値受信部。
（ｂ）前記蓄電池の放電可能電力量を算出可能な情報が少なくとも含まれる蓄電池情報を、取得する蓄電池情報取得部。
（ｃ）前記蓄電池情報から前記蓄電池における補正充放電の実施の要否を判定する補正充放電実施判定部。
（ｄ）前記蓄電池の充電深度を補正するために充電または放電する補正充放電電力の上限を設定する補正充放電電力上限設定部。
（ｅ）前記設定された補正充放電電力の上限以下で前記補正充放電電力が含まれる充放電指令値を、前記上位指令値に加味することにより、補正済み充放電指令値を生成する補正済み充放電指令値生成部。
（ｆ）前記補正済み充放電指令値を前記蓄電池に送信する補正済み充放電指令値送信部。

第１の実施形態の構成全体のブロック図。 第１の実施形態における配電系統のブロック図。 第１の実施形態の電力系統安定化装置のブロック図。 第１の実施形態のシーケンス図。 第２の実施形態のブロック図。 第２の実施形態のシーケンス図。 第３の実施形態のブロック図。 第３の実施形態のシーケンス図。 模擬的なＬＦＣ指令値を蓄電池に与え続け、蓄電池の放電可能電力量をプロットしたグラフ。

以下、本発明に係る電力系統安定化装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。下記の実施形態では、蓄電池の充電深度に相当する表現としてＳＯＣ（State Of Charge）を使用し、例えば、充電深度を計算することと、ＳＯＣを計算することとは同じ意味である。このような電力系統安定化装置は、ＳＯＣを補正するための補正充放電を実施する装置に適用しており、充放電制御により蓄電池の蓄電量を管理する蓄電池管理装置の役割を果している。

［第１の実施形態］
（全体構成）
第１の実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は、第１の実施形態を活用した典型的なシステムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、複数の電力系統安定化装置１１が電力系統１に接続されている。各電力系統安定化装置１１には複数台の蓄電池８が接続されている。また、電力系統１には系統安定化をマネージメントするための上位システム１０が接続されている。

上位システム１０は、中央給電指令所などに組み込まれるコンピュータに実装されており、配下の電力系統安定化装置１１に対して蓄電池８の充放電電力量を指示する充放電指令値を、上位指令値として出力する。電力系統１には、前記上位システム１０の他に、火力発電所や水力発電所（共に図示せず）などが接続されているので、上位指令値には、充放電指令値だけではなく上げ指令および下げ指令も含む。

電力系統安定化装置１１は、上位システム１０からの上位指令値を受け取り、これに従って配下の複数台の蓄電池８を充放電して電力系統１の標準周波数維持を行うようになっている。なお、図１には蓄電池８が複数描かれているが、その設置数は適宜変更可能であり、単数であっても構わない。

図２は１台の蓄電池８を含む配電系統２を示している。配電系統２では、配電線４が電力系統１と接続されている。配電線４は直列に設けられた複数の配電線４ａ〜４ｄからなる。配電線４ａと配電線４ｂの間には分散型電源７および蓄電池８が接続され、この蓄電池８に電力系統安定化装置１１が接続されている。

また、配電線４ｂと配電線４ｃの間には電力負荷６ａおよび自然エネルギー発電装置５ａが、配電線４ｃと配電線４ｄの間には電力負荷６ｂおよび自然エネルギー発電装置５ｂが、配電線４ｄには電力負荷６ｃが、それぞれ接続されている。自然エネルギー発電装置５ａ、５ｂは、例えば太陽光発電装置や風力発電装置などである。

（電力系統安定化装置）
図３は電力系統安定化装置１１の構成を示すブロック図である。図３に示すように、電力系統安定化装置１１は、上位指令値の受信部１１１、蓄電池情報の取得部１１２、補正充放電の実施判定部１１３、補正充放電電力の上限設定部１１４、補正済み充放電指令値の生成部１１５、補正済み充放電指令値の送信部１１６を有している。

受信部１１１は、上位システム１０から上位指令値として充放電指令値を受信する。蓄電池情報の取得部１１２は、配下の蓄電池８に設置されたセンサ等から、その現在状態を示す蓄電池情報を取得する。蓄電池情報には少なくとも、蓄電池８における放電可能電力量を算出可能な情報が含まれる。

実施判定部１１３は、蓄電池８の補正充放電の実施の要否を蓄電池情報から判定する。実施判定部１１３は、蓄電池８のＳＯＣを計算するＳＯＣ計算部１２３１と、補正充放電の開始閾値設定部１２３２と、補正充放電の開始判定部１２３３を備える。ＳＯＣ計算部１２３１は蓄電池８が複数台あれば、蓄電池８全体の合計ＳＯＣを計算する。閾値設定部１２３２には補正充放電を開始する閾値としてＳＯＣ範囲が事前に設定されている。ＳＯＣ範囲の設定方法は、オペレータが直接ＳＯＣの値を入力しても良いし、定格出力での出力時間をオペレータが入力して閾値設定部１２３２の内部でＳＯＣ相当値に変換してもよい。

開始判定部１２３３は、ＳＯＣ計算部１２３１が計算した蓄電池８のＳＯＣを、閾値設定部１２３２にて設定されたＳＯＣ範囲と比較し、比較結果に基づいて補正充放電の開始を判定する。補正充放電の開始とは、送信部１１６が補正済み充放電指令値（次段で説明する）を蓄電池８に送信し始めることである。

上限設定部１１４は、蓄電池８の充電深度を補正するために充電または放電する補正充放電電力（W）の上限を設定する。補正済み指令値の生成部１１５は、上位システム１０からの充放電指令値を取得し、この充放電指令値をもとにして、補正済み充放電指令値を生成する。補正済み充放電指令値とは、上限設定部１１４にて設定された上限以下で、且つ補正充放電電力が含まれる充放電指令値である。

送信部１１６は生成部１１５の生成した補正済み充放電指令値、あるいは上位システム１０からの充放電指令値を、蓄電池８ごとに充放電出力に割り振る。そして、送信部１１６は割り振った充放電出力を各蓄電池８に送信する。

（補正充放電処理）
続いて、図４を用いて本実施形態における補正充放電処理について説明する。受信部１１１は上位システム１０から上位指令値である充放電指令値を受信する（ステップＳ１１１）。このステップＳ１１１と並行して、取得部１１２が蓄電池８の現在状態を示す蓄電池情報を、蓄電池８に設置されたセンサ等から受信する（ステップＳ１１２）。

ＳＯＣ計算部１２３１は、ステップＳ１１２で得られた蓄電池８の蓄電池情報から、放電可能電力量を算出し、蓄電池８のＳＯＣを計算する。このとき、電力系統安定化装置１１の管理下にある蓄電池８が複数であれば、ＳＯＣ計算部１２３１は全ての蓄電池８の蓄電量を合算して、合計ＳＯＣを計算する（ステップＳ１２３１）。

開始判定部１２３３では、閾値設定部１２３２にて設定されたＳＯＣ範囲と、ステップＳ１２３１でＳＯＣ計算部１２３１にて計算されたＳＯＣとを比較し、補正充放電の開始を判定する（ステップＳ１２３２）。すなわち、ＳＯＣ計算部１２３１の計算したＳＯＣが、設定されたＳＯＣ範囲に収まっているのであれば（ステップＳ１２３２のｎｏ）、開始判定部１２３３は補正充放電を開始しないと判定し、ステップＳ１１５に移行する。

一方、ＳＯＣ計算部１２３１の計算したＳＯＣが、設定されたＳＯＣ範囲以下であれば、開始判定部１２３３は蓄電池８のＳＯＣを充電方向に補正するための補正充電を開始すると判定する。また、ＳＯＣ計算部１２３１の計算したＳＯＣが、設定されたＳＯＣ範囲以上であれば、開始判定部１２３３は蓄電池８のＳＯＣを放電方向に補正するための補正放電を開始すると判定する（ステップＳ１２３２のｙｅｓ）。

実施判定部１１３は、開始判定部１２３３が補正充放電の開始を判定したことで補正充放電の実施を判定する（ステップＳ１１３）。このように第１の実施形態では、開始判定部１２３３にて補正充放電の開始判定から補正充放電の実施判定を行うが、補正充放電を既に実施している場合などは、蓄電池８のＳＯＣを計算するステップＳ１２３１や、補正充放電の開始を判定するＳ１２３２を省略することもある。

実施判定部１１３が補正充電を実施すると判定した場合、補正済み指令値の生成部１１５は、上位システム１０からの放電指令値から、上限設定部１１４に定められた補正充電電力の上限を減算して暫定値を計算する。この暫定値が蓄電池８の合計定格出力以下であれば、暫定値を補正済み放電指令値とする（ステップＳ１１４）。そして、送信部１１６は、ステップＳ１１４にて得られた補正済み放電指令値を、各蓄電池８の充電出力に割り振る（ステップＳ１１５）。そして、送信部１１６は、割り振られた各蓄電池８への放電指令値を、各蓄電池８へと送信する(ステップＳ１１６)。

具体的な補正充電の電力量について例示すると、上位システム１０からの放電指令値が１００ｋＷで、例えば３台の蓄電池それぞれに５０ｋＷ、３０ｋＷ、２０ｋＷを配分しているとする。このとき、補正充電電力の上限を３０ｋＷと設定すると、補正済み放電指令値は上位指令値１００ｋＷから３０ｋＷを引いた７０ｋＷとなる。これを３台の蓄電池それぞれに、例えば４０ｋＷ、２０ｋＷ、１０ｋＷというように配分することになる。

また、実施判定部１１３が補正放電を実施すると判定した場合、補正済み指令値の生成部１１５は、上位システム１０からの放電指令値に、上限設定部１１４に定められた補正放電電力の上限を加算して暫定値を計算する。この暫定値が蓄電池８の合計定格出力以下であれば、暫定値を補正済み放電指令値とする（ステップＳ１１４）。そして、送信部１１６は、ステップＳ１１４にて得られた補正済み放電指令値を、各蓄電池８の放電出力に割り振る（ステップＳ１１５）。そして、送信部１１６は、割り振られた各蓄電池８への充放電指令値を、各蓄電池８へと送信する(ステップＳ１１６)。

具体的な補正放電の電力量について例示すると、上位システム１０からの放電指令値が１００ｋＷで、例えば３台の蓄電池それぞれに５０ｋＷ、３０ｋＷ、２０ｋＷを配分しているとする。このとき、補正放電電力の上限を２０ｋＷと設定すると、補正済み放電指令値は上位指令値１００ｋＷに２０ｋＷを加えた１２０ｋＷとなる。これを３台の蓄電池それぞれに、例えば５０ｋＷ、４０ｋＷ、３０ｋＷというように配分することになる。

開始判定部１２３３が補正充放電を開始しないと判定している時には（ステップＳ１２３２のｎｏ）、送信部１１６は、ステップＳ１１４にて得られた補正済み充放電指令値ではなく、上位システム１０からの充放電指令値をそのまま、各蓄電池８の充放電出力に割り振り（ステップＳ１１５）、割り振られた各蓄電池８への充放電指令値を、各蓄電池８へと送信する(ステップＳ１１６)。なお、各蓄電池８への割り振る充放電出力の配分比は適宜設定可能である。

（作用および効果）
以上のような第１の本実施形態によれば、補正充放電の実施に際して、上限設定部１１４が補正充放電電力（Ｗ）の上限を設定するので、上位指令値に加える補正値の量を規定することができ、需要変動に悪影響を及ぼすことなく、蓄電池８の補正充放電を実施することが可能となる。

すなわち、実施判定部１１３が補正充電を実施すると判定した場合に、補正済み指令値生成部１１５は上位指令値から補正充電電力の上限を減算して補正済み充放電指令値を生成する。一方、実施判定部１１３が補正放電を実施すると判定した場合には、補正済み指令値生成部１１５は上位指令値に補正放電電力の上限を加算して補正済み充放電指令値を生成する。

したがって、蓄電池８のＳＯＣを充電方向あるいは放電方向に補正するために実施される補正充放電が、極端に大きくなることがない。このため、ある蓄電池が実施する補正充電量が、別の発電機や蓄電池８への上げ指令（放電指令）を上回って、蓄電池が補正充電を実施したことで、系統としてトータルで下げ指令となってしまうといった不具合が生じることがない。

また、本実施形態では、ＳＯＣ計算部１２３１が蓄電池８全体の合計ＳＯＣを計算し、この合計ＳＯＣを、予め設定したＳＯＣ範囲と比較して、実施判定部１１３が補正充放電の実施の要否を決めている。このため、電力系統安定化装置１１は、蓄電池８の現在状態を１台単位で把握するのではなく、管理下にある蓄電池８全体の状態を包括的に捉えた上で、蓄電池８の補正充放電を実施することができる。

このような本実施形態によれば、系統周波数が一定範囲内に入った瞬間などに複数台の蓄電池８が一斉に、補正充電あるいは補正放電を開始することがなく、補正充放電の実施およびその中止を、頻繁に繰り返すといった事態に陥ることがない。したがって、蓄電池８の補正充放電を大局的な見地から実施して、系統安定化制御が複雑化することがない。その結果、蓄電池８の補正充放電それ自体が周波数変動を招くことがなく、蓄電池８による充放電制御が電力系統１の安定に寄与する。

さらに、本実施形態では、補正充放電を確実に実施することができるので、蓄電池８の充電深度を通常の使用範囲に留めておくことができる。これにより、蓄電池８は放電末あるいは充電末に至り難くなり、長期にわたる運用が可能となる。したがって、蓄電池８の充放電制御により自然エネルギーなどに起因する発電の変動分を補うことができ、電力系統に対する不安定さを払拭することができる。

［第２の実施形態］
（構成）
第２の実施形態について図５、図６を用いて説明する。図５は第２の実施形態のブロック図である。第２の実施形態は、第１の実施形態と基本的に同一の構成要素を有しており、同一の構成要素については図３と同じ符号を使用する。また、処理についても図４に示したステップと同一のステップに関しては番号を付して説明は省略する。以下では第１の実施形態との差分を中心にして説明する。

第２の実施形態の特徴は、補正充放電の実施判定部１１３が、補正充放電の開始時刻設定部１３３４と、補正充放電の開始時刻通知部１３３５を備える点にある。開始時刻設定部１３３４は、開始判定部１２３３にて補正済み充放電指令値の送信開始の判定が出された場合に、補正充放電の開始時刻を定める。また、補正充放電の開始時刻通知部１３３５は、補正充放電の開始時刻と充電あるいは放電のどちらを実施するのかという情報が少なくとも含まれる情報を上位システムに通知する。

（補正充放電の開始時刻設定処理）
このような構成を有する第２の実施形態では、図６に示すように、補正充放電の開始時刻を設定する処理に特徴がある。それ以外の部分は第１の実施形態と同じ処理となるので、説明を割愛する。

ステップＳ１１２で蓄電池状態を受信した後、補正充放電開始条件を満たした状態となっていたか否かを判定し（ステップＳ１３３１）、補正充放電を開始する条件を過去に満たしていて補正充放電開始フラグがＯＮで補正充放電を開始する時刻以前であれば（ステップＳ１３３１のＹｅｓ）、上位システム１０からの充放電指令値を各蓄電池８に分配、送信する処理であるステップＳ１１５へと移行する。また、補正充放電を開始する条件を過去に満たしていて補正充放電開始フラグがＯＮで補正充放電の開始時刻以降となっていた場合は（ステップＳ１３３２のＹｅｓ）、補正充放電を実施するため、補正充放電の判定を行うステップであるＳ１１３へと移行し、補正充放電を実施する。

補正充放電を開始する条件を過去に満たしていなければ、ＳＯＣの計算部１２３１にて、管理している蓄電池８全体のＳＯＣを計算する（ステップＳ１２３１）。ステップＳ１２３１で計算したＳＯＣが、設定されたＳＯＣ範囲以下あるいは以上となっていたら、補正充放電開始フラグをＯＮにし、開始時刻設定部１３３４が補正充放電の開始時刻を設定する（ステップＳ１３３３）。

このとき、開始時刻設定部１３３４は、補正充放電の開始時刻を、例えば現在時刻＋３０分などと一定時間後を設定しても良いし、現在時刻＋３０分以降の正時からとしても良いし、予め補正充放電を実施しない時間帯を定めておいて、当該時間帯外の時刻を開始時刻として設定することとしても良い。

次いで、補正充放電の開始時刻通知部１３３５はステップＳ１３３３で定めた補正充放電開始時刻を上位システム１０へと通知する（ステップＳ１３３４）。上記の際に、補正充放電開始時刻が現在時刻でなければ（すぐに補正充放電を開始しないのであれば）、上位システム１０からの充放電指令値を、各蓄電池８に分配、送信する処理であるステップＳ１１５へと移行する。

（作用および効果）
以上のような第２の本実施形態においては、開始時刻設定部１３３４が補正充放電の開始時刻を設定可能である。したがって、補正充放電開始判定が出された直後から補正充放電を開始するのではなく、補正充放電を実施する判定を下してから、設定時間を経過してから補正充放電を実施することができる。

その結果、第２の本実施形態では、補正充放電を実施するスケジュールを積極的に決めることが可能となる。これにより、電力の調達に際して時間的なゆとりが生まれ、垂直統合型の電力会社においては、補正充放電に関わる情報を上位システムに通知することで経済負荷配分制御に反映できる。また、発送電が分離された電力会社においては、高価なリアルタイムのインバランス精算ではなく安価な需給直前市場からの電力調達を可能とする。このように、第２の本実施形態によれば、電力コストを抑えて経済性の向上を図ることができる。

［第３の実施形態］
（構成）
第３の実施形態について図７、図８を用いて説明する。図７は第３の実施形態のブロック図である。第３の実施形態も、第１の実施形態と基本的に同一の構成要素を有しており、同一の構成要素については図３と同じ符号を使用する。また、処理についても図４に示したステップと同一のステップに関しては番号を付して説明は省略する。以下では第１の実施形態との差分を中心にして説明する。

上記の第１の実施形態や第２の実施形態では補正充放電の開始タイミングを定めていたが、第３の実施形態では補正充放電の終了タイミングを定めた点に特徴がある。ここでは、第１の実施形態に対応して補正充放電の終了処理について説明するが、第２の実施形態についても本実施形態と同様に補正充放電の終了タイミングを定めることが可能である。

第３の実施形態は、第１の実施形態の構成要素に加えて、補正充放電の期間設定部１４３６と補正充放電の終了判定部１４３７を備えた点に特徴がある。補正充放電の期間設定部１４３６は、予め補正充放電期間を定めておく部分である。設定の方法はオペレータが常に一定の期間を設定することでも良いし、時間帯ごとに異なる期間を設定してあってもよいし、システムに登録されていても良い。いずれにせよ、補正充放電を実施する前までに補正充放電期間が設定されていれば良い。

補正充放電の終了判定部１４３７は、開始判定部１２３３にて補正充放電の開始を判定してから、期間設定部１４３６が設定した実施期間が終了した場合、送信部１１６による補正済み充放電指令値の送信終了を判定する。また、終了判定部１４３７は補正充放電を開始してから、設定された補正充放電の容量に実施中の補正充放電の容量が達した場合に、送信部１１６による補正済み充放電指令値の送信終了を判定するようにしてもよい。

すなわち、補正充放電電力が一定であれば、≪補正充放電期間≫＝≪補正充放電電力量≫÷≪補正充放電電力≫で計算できる。そのため、補正充放電電力量と補正充放電期間は同様の意味合いを持つ。したがって、補正充放電電力が一定であれば、補正充放電は開始から一定期間で終了ということと、蓄電池８のＳＯＣが一定の値まで戻れば終了するということは、実質的に同義である。

（補正充放電の終了処理）
以上の構成を有する第３の実施形態では、ステップＳ１１２で蓄電池８の蓄電池情報を受信した後、補正充放電の終了判定部１４３６にて補正充放電開始フラグがＯＮとなっているか否か判定し（ステップＳ１４３１）、補正充放電開始フラグがＯＮとなっていた場合は（ステップＳ１４３１のＹｅｓ）、補正充放電終了の時刻となっているか否かを判定するためのステップＳ１４３２へと移行する。また、補正充放電開始フラグがＯＦＦとなっていた場合は（ステップＳ１４３１のＮｏ）、ステップＳ１２３１へと移行する。

ステップＳ１４３２にて補正充放電終了となった場合には（ステップＳ１４３２のＮｏ）、補正充放電の終了判定部１４３６にて補正充放電の終了時刻となっているか否かを判定し、補正充放電が終了と判定されれば（ステップＳ１４３２のＹｅｓ）補正充放電を終了すべく、終了処理を行うためのステップＳ１４３３へと移行する。補正充放電が終了しないのであれば、補正充放電を実施するため、ステップＳ１１３へと移行する。

ステップＳ１４３３では、補正充電開始フラグをＯＦＦにセットして、ステップＳ１２３１へと移行し、ＳＯＣ計算部１２３１にて管理している蓄電池システム全体のＳＯＣを計算する。次いで、補正充放電の開始判定部１２３３にて補正充電を開始するＳＯＣ範囲以下か、補正放電を開始するＳＯＣ範囲以上かにより、補正充放電が必要か否かを判定する（ステップＳ１２３２）。補正充放電が必要であれば（ステップＳ１２３２のＹｅｓ）、ステップＳ１４３４へ移行する。また、補正充放電が不要であれば（ステップＳ１２３２のＮｏ）、単純に上位システム１０からの上位指令値を各蓄電池８へと分配するステップＳ１１５へと移行する。

ステップＳ１４３４では補正充放電が必要であると判定されたことを受けて、補正充放電開始フラグをＯＮとし、補正充放電の期間設定部１４３６により補正充放電の終了時刻を設定する。この後の処理の流れは、第１の実施形態と同様であって、補正充電実施の判定を行い（ステップＳ１１３）、補正済み充放電指令値を生成して（ステップＳ１１４）、補正充放電指令値を各蓄電池８への充放電指令値に分配し（ステップＳ１１５）、それを送信部１１６が各蓄電池８へと送信する（ステップＳ１１６）。

（作用および効果）
以上のような第３の実施形態では、補正充放電の期間設定部１４３６および補正充放電の終了判定部１４３７を備えたことで、補正充放電の終了タイミングを正確に把握することができる。しかも、終了判定部１４３７では、時間的な要素から判断して補正充放電を終了させるだけではなく、蓄電池８のＳＯＣを基準にして補正充放電を終了させることも可能である。そのため、第３の実施形態によれば、補正充放電の終了に関するバリエーションが広がり、電力系統安定化装置の操作性が向上するといった独自の効果を持つことができる。

［他の実施形態］
なお、上記の実施形態では各処理および機能を実現する回路として構成してもよいし、ハードウェアで処理してもよい。このとき、ハードウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様に限定されることはない。また、各機能はＣＰＵを含むコンピュータを所定のプログラムで制御することで実現する。

（１）例えば、定格容量に合わせて補正充放電電力量を一定にしてもよい。具体的には、補正済み充放電指令値の生成部が、補正充放電が充電方向の補正であれば上位指令値に対して補正充電電力の上限を重畳し、補正充放電が放電方向の補正であれば上位指令値に対して補正放電電力の上限を重畳するように構成する。このような電力系統安定化装置によれば、外乱を効率よく抑止することができる。

（２）補正充放電を実施している最中の蓄電池の出力を通知することにより、電力系統安定化装置の出力をどれだけ上げられるのか、あるいは下げられるのかを、上位システム側で把握するようにしてもよい。このような実施形態によれば上位システムとの連携をより強固にすることができる。具体的には、複数台の蓄電池の合計出力の上限値および下限値を計算し、これら上限値および下限値から現在の補正充放電電力の出力を減じて補正済みの上限値および下限値を計算し、補正充放電を含めた蓄電池の出力余力を求めておき、これを上位システムへ送信するようにしておくものとする。

すなわち、従来の火力・水力発電機には上げ余力・下げ余力を上位システムに通知する手段があるが、これと同様のＩＦにて補正充放電を含めた蓄電池の出力の上げ余力・下げ余力を、上位システムへ通知するようにすれば、火力・水力発電と同様の処理で系統安定化装置を制御できることになり、上位システム側の変更を最小限に抑えることができる。

（３）上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものであって、以下のような他の実施形態を包含する。

１ 電力系統
２ 配電系統
４ａ〜４ｄ 配電線
５ａ、５ｂ 自然エネルギー発電装置
６ａ〜６ｃ 電力負荷
８ 蓄電池
１０ 上位システム
１１ 電力系統安定化装置
１１１ 上位指令値の受信部
１１２ 蓄電池情報の取得部
１１３ 補正充放電の実施判定部
１１４ 補正充放電電力の上限設定部
１１５ 補正済み充放電指令値の生成部
１１６ 補正済み充放電指令値の送信部
１２３１ ＳＯＣの計算部
１２３２ 補正充放電開始の閾値設定部
１２３３ 補正充放電の開始判定部
１３３４ 補正充放電の開始時刻設定部
１３３５ 補正充放電の開始時刻通知部
１４３６ 補正充放電の期間設定部
１４３７ 補正充放電の終了判定部

Claims (6)

1. 電力系統に接続した複数台の蓄電池を充電または放電することにより電力系統の周波数および電圧の変動抑制を行う電力系統安定化装置において、
   前記電力系統安定化装置の上位システムからの充放電指令値または出力の上げ指令値あるいは下げ指令値を、上位指令値として受信する上位指令値受信部と、
   前記蓄電池の放電可能電力量を算出可能な情報が少なくとも含まれる蓄電池情報を、取得する蓄電池情報取得部と、
   前記蓄電池情報から前記蓄電池における補正充放電の実施の要否を判定する補正充放電実施判定部と、
   前記蓄電池の充電深度を補正するために充電または放電する補正充放電電力の上限を設定する補正充放電電力上限設定部と、
   前記設定された補正充放電電力の上限以下で前記補正充放電電力が含まれる充放電指令値を、前記上位指令値に加味することにより、補正済み充放電指令値を生成する補正済み充放電指令値生成部と、
   前記補正済み充放電指令値を前記蓄電池に送信する補正済み充放電指令値送信部と、
   を持つことを特徴とする電力系統安定化装置。
2. 前記補正充放電実施判定部は、
   複数台の前記蓄電池の蓄電残量を合計した合計蓄電残量から、前記蓄電池全体の充電深度を計算する充電深度計算部と、
   前記補正充放電を開始するための前記蓄電池の充電深度の閾値を設定する補正充放電開始閾値設定部と、
   前記充電深度計算部にて計算した蓄電池の充電深度を前記閾値と比較して、前記補正済み充放電指令値送信部による前記補正済み充放電指令値の送信開始を判定する補正充放電開始判定部と、
   を持つことを特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化装置。
3. 前記補正充放電実施判定部は、
   前記補正充放電開始判定部にて前記補正済み充放電指令値の送信開始の判定が出された場合に、
   前記補正充放電の開始時刻を定める補正充放電開始時刻設定部と、
   前記補正充放電開始時刻の時刻情報および充電あるいは放電のどちらを実施するのかという情報が少なくとも含まれる情報を、上位システムに通知する補正充放電開始時刻通知部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電力系統安定化装置。
4. 前記補正充放電実施判定部は、
   前記補正充放電の実施期間または前記補正充放電の容量を設定する補正充放電期間設定部と、
   前記補正充放電を開始してから前記設定された実施期間が終了した場合、あるいは前記補正充放電を開始してから前記設定された補正充放電の容量に実施中の補正充放電の容量が達した場合に、
   前記補正済み充放電指令値送信部による前記補正済み充放電指令値の送信終了を判定する補正充放電終了判定部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の電力系統安定化装置。
5. 前記補正済み充放電指令値生成部は、
   前記補正充放電が充電方向の補正であれば前記上位指令値に対し前記設定された補正充電電力の上限を重畳し、
   前記補正充放電が放電方向の補正であれば前記上位指令値に対し前記設定された補正放電電力の上限を重畳するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力系統安定化装置。
6. 複数台の前記蓄電池の合計出力の上限値および下限値を計算する上下限値計算部と、
   前記蓄電池の合計出力の上限値および下限値から現在の前記補正充放電電力の出力を減じて補正済みの上限値および下限値を計算する補正済み上下限値計算部と、
   前記補正済みの上限値および下限値あるいは前記蓄電池の合計出力の上限値および下限値並びに現在の補正充放電電力の出力を含む補正済みの上限値および下限値を計算するための情報を上位システムへ送信する余力送信部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力系統安定化装置。

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