JP2016119820A - Autonomous operation system - Google Patents
Autonomous operation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016119820A JP2016119820A JP2014259648A JP2014259648A JP2016119820A JP 2016119820 A JP2016119820 A JP 2016119820A JP 2014259648 A JP2014259648 A JP 2014259648A JP 2014259648 A JP2014259648 A JP 2014259648A JP 2016119820 A JP2016119820 A JP 2016119820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- power
- command
- self
- operation 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.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 28
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、順逆変換可能な電力変換装置及び蓄電池を有する蓄電池システムと、この蓄電池システムを充電する発電設備と、電力系統の停電時等に系統から解列される前記蓄電池システムによって給電される負荷設備と、を備えた自立運転システムに関するものである。 The present invention relates to a storage battery system having a power conversion device and a storage battery capable of forward / reverse conversion, a power generation facility for charging the storage battery system, and a load fed by the storage battery system disconnected from the system at the time of a power failure of the power system. And a self-sustained operation system including the equipment.
図6は、特許文献1に記載された自立運転制御装置の全体構成図である。
図6において、50は電力系統に接続された母線、80,80,…は母線50にインバータ70,70,…を介してそれぞれ連系する分散型電源、90,90,…は母線電圧及び母線電流に基づいてインバータ70,70,…を制御する制御装置である。また、100,100,…は分散型電源80,80,…から母線50を介して給電される負荷、60は母線電圧及び負荷電流に基づいてインバータ70,70,…を協調運転するためにこれらの出力指令値を制御装置90,90,…に送出する協調制御装置である。
ここで、分散型電源80,80,…は、太陽光発電装置や風力発電装置等の自然エネルギーを利用した発電設備、あるいは蓄電池等の直流電源設備により構成されている。
FIG. 6 is an overall configuration diagram of the self-sustaining operation control device described in
6, 50 is a bus connected to the power system, 80, 80,... Are distributed power sources connected to the
Here, the
図7は、図6における制御装置90の構成を示している。この制御装置90は、振幅検出部91、PQ検出部(有効電力成分・無効電力成分検出部)92、比例制御部93a〜93d、電圧指令演算部94、PWM制御部95、位相差検出部96、積分器97等を備えている。
FIG. 7 shows a configuration of the
制御装置90において、インバータ70の出力電圧の基準振幅Vrefと、PQ検出部92から比例制御部93aを介して出力される母線50の無効電流(無効電力)成分と、振幅検出部91が検出した母線電圧の振幅との偏差が比例制御部93bにより増幅され、電圧指令演算部94に入力される。
また、母線電圧の位相と位相角指令θとの差が位相差検出部96により検出され、比例制御部93dにより増幅される。更に、PQ検出部92から出力される有効電流(有効電力)成分と協調制御装置60からの出力指令値との偏差が比例制御部93cにより増幅される。そして、インバータ70の出力電圧の基準周波数frefと比例制御部93c,93dの出力とが加算されて積分器97に入力され、前記位相角指令θが演算される。
In the
Further, the difference between the phase of the bus voltage and the phase angle command θ is detected by the phase
電圧指令演算部94は、比例制御部93bから出力される振幅指令と位相角指令θとに基づいてインバータ70の出力電圧指令を演算し、PWM制御部95を介してインバータ70をPWM制御することにより、分散型電源80の直流電力を交流電力に変換して母線50から負荷100に供給する。
The voltage
図6,図7に示した自立運転制御装置では、並列運転により負荷100を分担するインバータ70,70,…の出力電流に差が生じないように、インバータ70,70,…から負荷100に流入する無効電力が大きくなるほど出力電圧の振幅を減少させ、かつ、インバータ70,70,…から負荷100に流入する有効電力が大きくなるほど出力電圧の周波数を低下させるようなドループ特性(スロープ特性)に従って制御を行っている。また、協調制御装置60は負荷100の総量を計算して各インバータ70,70,…の出力指令値を生成し、これらの出力指令値を制御装置90,90,…に与えてインバータ70,70,…を並列運転することにより、全体の需給調整を行いながら分散型電源80,80,…の自立運転を制御している。
In the self-sustained operation control apparatus shown in FIGS. 6 and 7, the
しかしながら、例えば負荷が急激に重くなった場合に、他のインバータよりも出力電力が大きくなるような周波数指令に従って運転されていたインバータは、出力電力を多く分担することになり、分散型電源80の蓄電池が過放電状態になって蓄電池電圧が不足するおそれがある。
逆に、負荷が急激に軽くなった場合には、他のインバータよりも入力電力が大きくなるような周波数指令に従って運転されていたインバータは、入力電力を多く分担することになり、分散型電源80の蓄電池が過充電状態になって蓄電池電圧が過大になるおそれがある。
このような事態が生じると、システムを安定的かつ継続的に運転することが困難になるという問題があった。
However, for example, when the load suddenly increases, the inverter that is operated in accordance with the frequency command such that the output power becomes larger than the other inverters will share a large amount of output power. There is a possibility that the storage battery becomes overdischarged and the storage battery voltage becomes insufficient.
On the other hand, when the load suddenly becomes lighter, the inverter that has been operated in accordance with the frequency command such that the input power becomes larger than the other inverters will share a lot of input power, and the
When such a situation occurs, there is a problem that it is difficult to operate the system stably and continuously.
そこで、本発明の解決課題は、蓄電池の充放電電流を適切に制御して蓄電池を保護し、システムの安定的かつ継続的な運転を可能にした自立運転システムを提供することにある。 Then, the solution subject of this invention is providing the self-sustained operation system which controlled the charging / discharging electric current of a storage battery appropriately, protected a storage battery, and enabled the stable and continuous driving | operation of the system.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、順逆変換可能な電力変換装置と前記電力変換装置の直流側に接続された蓄電池とからなる蓄電池システムと、前記電力変換装置を制御する蓄電池システム制御装置と、前記電力変換装置の交流側に接続され、かつ前記電力変換装置を介して前記蓄電池を充電可能な発電設備と、前記蓄電池システムと前記発電設備との接続点に母線を介して接続された負荷設備と、を有し、
前記蓄電池システムが電力系統から解列された状態で、前記電力変換装置及び前記母線を介して前記蓄電池を放電させることにより前記負荷に給電する自立運転システムであって、
前記電力変換装置が、
前記母線の有効電力成分・無効電力成分を検出する手段と、ドループ特性に基づき前記有効電力成分に応じて出力周波数指令を調整する手段と、前記出力周波数指令を周波数補正指令により補正する手段と、を備えた自立運転システムにおいて、
前記蓄電池の直流電流を検出する直流電流検出手段と、
前記直流電流検出手段による直流電流検出値と前記蓄電地の充電電流保護レベルとを比較する充電電流比較手段と、
前記直流電流検出値が前記充電電流保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を低下させる極性を有する前記周波数補正指令の上限値を0に制限する手段と、を備えたものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 controls a power storage device including a power conversion device capable of forward / reverse conversion and a storage battery connected to a DC side of the power conversion device, and the power conversion device. A storage battery system control device, a power generation facility connected to the alternating current side of the power conversion device and capable of charging the storage battery via the power conversion device, and a connection point between the storage battery system and the power generation facility via a bus Connected load equipment, and
In a state where the storage battery system is disconnected from the power system, the storage battery system is a self-sustaining operation system that supplies power to the load by discharging the storage battery via the power converter and the bus,
The power converter is
Means for detecting an active power component / reactive power component of the bus; means for adjusting an output frequency command according to the active power component based on a droop characteristic; and means for correcting the output frequency command with a frequency correction command; In a self-sustaining operation system with
DC current detection means for detecting the DC current of the storage battery;
Charging current comparison means for comparing a direct current detection value by the direct current detection means and a charging current protection level of the storage location;
Means for limiting the upper limit value of the frequency correction command having a polarity to lower the output frequency command to 0 when the detected direct current value exceeds the charge current protection level.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載した自立運転システムにおいて、
前記直流電流検出値と前記蓄電地の放電電流保護レベルとを比較する放電電流比較手段と、前記直流電流検出値が前記放電電流保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を上昇させる極性を有する前記周波数補正指令の下限値を0に制限する手段と、を更に備えたものである。
The invention according to
A discharge current comparing means for comparing the DC current detection value with the discharge current protection level of the storage battery; and a polarity for increasing the output frequency command when the DC current detection value exceeds the discharge current protection level. And means for limiting the lower limit value of the frequency correction command to 0.
請求項3に係る発明は、順逆変換可能な電力変換装置と前記電力変換装置の直流側に接続された蓄電池とからなる蓄電池システムと、前記電力変換装置を制御する蓄電池システム制御装置と、前記電力変換装置の交流側に接続され、かつ前記電力変換装置を介して前記蓄電池を充電可能な発電設備と、前記蓄電池システムと前記発電設備との接続点に母線を介して接続された負荷設備と、を有し、
前記蓄電池システムが電力系統から解列された状態で、前記電力変換装置及び前記母線を介して前記蓄電池を放電させることにより前記負荷に給電する自立運転システムであって、
前記電力変換装置が、
前記母線の有効電力成分・無効電力成分を検出する手段と、ドループ特性に基づき前記有効電力成分に応じて出力周波数指令を調整する手段と、前記出力周波数指令を周波数補正指令により補正する手段と、を備えた自立運転システムにおいて、
前記蓄電池の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記直流電圧検出手段による直流電圧検出値と前記蓄電地の過電圧保護レベルとを比較する過電圧比較手段と、
前記直流電圧検出値が前記過電圧保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を低下させる極性を有する前記周波数補正指令の上限値を0に制限する手段と、を備えたものである。
The invention according to
In a state where the storage battery system is disconnected from the power system, the storage battery system is a self-sustaining operation system that supplies power to the load by discharging the storage battery via the power converter and the bus,
The power converter is
Means for detecting an active power component / reactive power component of the bus; means for adjusting an output frequency command according to the active power component based on a droop characteristic; and means for correcting the output frequency command with a frequency correction command; In a self-sustaining operation system with
DC voltage detection means for detecting the DC voltage of the storage battery;
Overvoltage comparison means for comparing a DC voltage detection value by the DC voltage detection means with an overvoltage protection level of the storage location;
Means for limiting the upper limit value of the frequency correction command having a polarity to lower the output frequency command to 0 when the detected DC voltage value exceeds the overvoltage protection level.
請求項4に係る発明は、請求項3に記載した自立運転システムにおいて、
前記直流電圧検出値と前記蓄電地の不足電圧保護レベルとを比較する不足電圧比較手段と、前記直流電圧検出値が前記不足電圧保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を上昇させる極性を有する前記周波数補正指令の下限値を0に制限する手段と、を更に備えたものである。
The invention according to claim 4 is the self-sustaining operation system according to
Undervoltage comparison means for comparing the DC voltage detection value with the undervoltage protection level of the storage battery, and a polarity for increasing the output frequency command when the DC voltage detection value exceeds the undervoltage protection level. And means for limiting the lower limit value of the frequency correction command to 0.
請求項5に係る発明は、請求項1〜4の何れか1項に記載した自立運転システムにおいて、前記蓄電池システムが複数台、並列に接続されていることを特徴とする。
また、請求項6に係る発明は、請求項5に記載した自立運転システムにおいて、複数台の前記蓄電池システムにそれぞれ設けられた蓄電地の充電状態に応じて、前記周波数補正指令にオフセットを持たせたことを特徴とする。
The invention according to
According to a sixth aspect of the present invention, in the self-sustained operation system according to the fifth aspect, the frequency correction command is provided with an offset in accordance with the state of charge of the storage places respectively provided in the plurality of storage battery systems. It is characterized by that.
本発明によれば、パワーコンディショナのドループ特性を用いて蓄電池の充放電電流を適切に制御することにより蓄電池を過充電状態や過放電状態から保護し、自立運転システムを安定的かつ継続的に運転することが可能である。 According to the present invention, the storage battery is protected from an overcharged state or an overdischarged state by appropriately controlling the charging / discharging current of the storage battery using the droop characteristic of the power conditioner, and the autonomous operation system can be stably and continuously performed. It is possible to drive.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この実施形態に係る自立運転システムの全体構成図である。図1において、1aは蓄電池2a及びパワーコンディショナ3aからなる蓄電池システムであり、同じく1bは蓄電池2b及びパワーコンディショナ3bからなる蓄電池システム,1cは蓄電池2c及びパワーコンディショナ3cからなる蓄電池システムである。これらの蓄電池システム1a,1b,1cは並列運転により後述の負荷設備7に交流電力を供給するものであり、その台数は図示例に何ら限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a self-sustaining operation system according to this embodiment. In FIG. 1, 1a is a storage battery system comprising a
パワーコンディショナ3a,3b,3cは、蓄電池2a,2b,2cを充放電させるために順逆変換可能な電力変換装置として機能し、蓄電池システム制御装置5によってそれぞれ制御される。蓄電池システム制御装置5は、蓄電池2a,2b,2cの直流電圧や直流電流(充放電電流)等の測定値に基づいて後述する周波数補正指令、交流電圧補正指令を生成し、パワーコンディショナ3a,3b,3に送信する手段を備えている。
The
パワーコンディショナ3a,3b,3cは、トランス4a,4b,4cを介して母線50に一括して接続され、この母線50は連系トランス4g及び系統遮断器8を介して電力系統9に接続されている。
母線50には、トランス4d,4eを介して、太陽光発電装置6aや風力発電装置6b等の自然エネルギー発電装置からなる発電設備6が接続されている。自然エネルギー発電装置の種類は、上記の例に限定されるものではないが、一般的に、出力が変動する特性を有する。
また、母線50には、トランス4fを介して負荷設備7が接続されている。
The
A power generation facility 6 composed of a natural energy power generation device such as a solar
The
上記構成において、発電設備6の発電電力によりパワーコンディショナ3a,3b,3cを介して蓄電池2a,2b,2cを充電し、電力系統9の停電等により系統遮断器8が遮断された場合には、パワーコンディショナ3a,3b,3cを介して蓄電池2a,2b,2cを放電させることにより、交流電力を母線50経由で負荷設備7に供給することが可能である。
In the above configuration, when the
次に、図2は、パワーコンディショナ3a,3b,3cの第1実施例を示すブロック図である。
図2において、2は図1における参照符号2a,2b,2cに相当する蓄電池、3は同じく3a,3b,3cに相当するパワーコンディショナ、4は同じく4a,4b,4cに相当するトランスを示している。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the
2, 2 is a storage battery corresponding to reference
蓄電池2の直流電圧は直流電圧検出器43により検出され、蓄電池システム制御装置5に入力されている。蓄電池システム制御装置5は、周波数補正指令を生成し、周波数補正指令制限部13Aを介して周波数制御部11に送出すると共に、交流電圧補正指令を生成して電圧制御部12に送出する。
The DC voltage of the
周波数補正指令制限部13Aは、直流電流検出器40による直流電流検出値と放電電流保護レベルとから電流偏差を求める放電電流比較手段としての加減算器28fと、前記電流偏差がゼロになるように動作するPI(Proportional Plus Integral)調節器29aと、その出力の下限値を0に制限するリミッタ30aと、前記直流電流検出値と充電電流保護レベルとから電流偏差を求める充電電流比較手段としての加減算器28gと、前記電流偏差がゼロになるように動作するPI調節器29bと、その出力の上限値を0に制限するリミッタ30bと、リミッタ30a,30bの出力により周波数補正指令を制限するリミッタ31と、を備えている。
The frequency correction
また、交流電流検出器41により検出された母線51の交流電流はドループ制御部10内のPQ検出部(有効電力成分・無効電力成分検出部)20に入力されている。PQ検出部20は、母線51の交流電流を有効電流成分Id及び無効電流成分Iqに分解し、有効電流成分Idを周波数調整器21に、無効電流成分Iqを交流電圧調整器22に送出する。
Further, the alternating current of the
ここで、周波数調整器21は、図4に示すようなドループ特性を有している。すなわち、周波数調整器21は、有効電流成分Idの極性が正である場合(蓄電池2が放電している場合)にはパワーコンディショナ3の出力周波数(母線51の交流電圧の周波数)を下げるために負の周波数指令dfを周波数制御部11に出力し、有効電流成分Idの極性が負である場合(蓄電池2が充電されている場合)には、パワーコンディショナ3の出力周波数を上げるために正の周波数指令dfを周波数制御部11に出力する。
Here, the
また、交流電圧調整器22も同様のドループ特性を有しており、無効電流成分Iqの極性が正である場合(電流が遅れ位相の場合)には、パワーコンディショナ3の出力端電圧(母線51の交流電圧)を下げるために負の電圧指令を電圧制御部12に出力し、無効電流成分Iqの極性が負である場合(電流が進み位相の場合)には、パワーコンディショナ3の出力端電圧を上げるために正の電圧指令を電圧制御部12に出力する。
Further, the
上述したような周波数調整器21及び交流電圧調整器22のドループ特性により、パワーコンディショナ3a,3b,3cを含む蓄電池システム1a,1b,1cは、それぞれ自立的に有効電力を分担することが可能となっている。
Due to the droop characteristics of the
周波数調整器21から出力された周波数指令dfは、周波数制御部11内の加減算器28aにより基準周波数f0(例えば、50[Hz]または60[Hz])と加算され、その加算結果は、加減算器28bにより、前記リミッタ31を介した周波数補正指令と加算される。
加減算器28bの出力は、VCO(Voltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器)24に入力され、VCO24は入力周波数に基づいて正弦波信号を生成する。
The frequency command df output from the
The output of the adder /
また、交流電圧調整器22から出力された電圧指令は、電圧制御部12内の加減算器28cにより基準電圧v0と加算され、その加算結果は、加減算器28dにおいて蓄電池システム制御装置5からの交流電圧補正指令と加算される。
一方、交流電圧検出器42により検出された母線51の交流電圧は最大値演算器23に入力され、交流電圧最大値が演算されて電圧制御部12内の加減算器28eに入力される。加減算器28eは、前述した加減算器28dの出力と交流電圧最大値との電圧偏差を求めてAVR(Automatic Voltage Regulator:自動電圧調整器)25に送り、AVR25は、上記電圧偏差をゼロにするような交流波形の振幅を演算し、この振幅を電圧指令演算部26へ出力する。
The voltage command output from the
On the other hand, the AC voltage of the
電圧指令演算部26は、VCO24及びAVR25の出力に基づいて、所定の周波数及び振幅を有する電圧指令を演算し、PWM(Pulse Width Modulation)制御部27へ出力する。
PWM制御部27は、例えば電圧指令とキャリアとを比較して駆動信号を生成し、この駆動信号を電力変換部3xの半導体スイッチング素子に送出する。電力変換部3xは、直流電力と交流電力とを相互に変換可能であり、半導体スイッチング素子のオン・オフ動作によって電力変換を行い、蓄電池2を充放電させる。
The voltage
For example, the
次に、この第1実施例の動作を説明する。
例えば、図1における発電設備6の発電電力がゼロであり、負荷設備7の消費電力がゼロである無負荷状態において、蓄電池システム1a,1b,1cのパワーコンディショナ3a,3b,3cが定電圧・定周波数制御を行っている場合、蓄電池2a,2b,2cの出力端電流はゼロになる。このとき、パワーコンディショナ3a,3b,3cは図4のドループ特性に従って運転されるので、図2における母線51の周波数は基準周波数f0(例えば50[Hz])に維持され、母線51の電圧は基準電圧v0に維持される。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
For example, the
この状態で発電設備6から出力(力率1にて有効電力のみ出力)が発生すると、その出力は蓄電池2a,2b,2cの充電に全て用いられる。これにより、パワーコンディショナ3a,3b,3cの出力端の有効電流成分Idの極性は負(充電)になり、図4のドループ特性によって、パワーコンディショナ3a,3b,3cが自立的に出力周波数を上昇させて蓄電池システム1a,1b,1c間で有効電流を調整し、有効電力(蓄電池2a,2b,2cの充電量)を均等に分担する。
In this state, when output (only active power is output at a power factor of 1) is generated from the power generation facility 6, the output is all used for charging the
上述した制御ではパワーコンディショナ3a,3b,3cの出力周波数が上昇していくため、母線50(51)の周波数も上昇するが、蓄電池システム制御装置5は、上昇した母線50の周波数を図示されていない測定手段により測定し、この周波数が基準周波数f0に維持されるように、パワーコンディショナ3a,3b,3cに対する三つの周波数補正指令を生成する。
三つの周波数補正指令は負極性であって全て同値であり、これらの周波数補正指令が周波数補正指令制限部13Aのリミッタ31を介してパワーコンディショナ3a,3b,3cの周波数制御部11に同時に送信されることにより、加減算器28bの出力周波数を低下させる。このため、パワーコンディショナ3a,3b,3cの出力周波数は同時に低下していき、有効電流(充電量)の分担割合を維持したまま、母線50の周波数が低下し、やがて基準周波数f0に整定する。
In the control described above, the output frequency of the
The three frequency correction commands are negative and all have the same value, and these frequency correction commands are simultaneously transmitted to the
なお、周波数補正指令制限部13Aでは、蓄電池2の直流電流検出値が充電電流保護レベルを超えた場合には、母線50の周波数を低下させる極性の周波数補正指令の上限値をリミッタ30bにより0に制限することで、蓄電池2の充電電流が過大になるのを防止している。
逆に、直流電流検出値が放電電流保護レベルを超えた場合には、母線50の周波数を上昇させる極性の周波数補正指令の下限値をリミッタ30aにより0に制限することで、蓄電池2の放電電流が過大になるのを防止している。
In the frequency correction
On the other hand, when the DC current detection value exceeds the discharge current protection level, the
ここで、蓄電池システム制御装置5は、蓄電池2a,2b,2cのSOC(State of Charge:充電状態)に応じてパワーコンディショナ3a,3b,3cにそれぞれ送信する三つの周波数補正指令に重み付けを行っている。
Here, the storage battery
すなわち、SOCの高い蓄電池に対応するパワーコンディショナに対しては、正極性側に重み付けした周波数補正指令を送信することにより、図5の「放電号機特性」のように、ドループ特性に正極性のオフセットを持たせる。このドループ特性によって正極性のオフセットが与えられたパワーコンディショナは、放電時には蓄電池からの放電量をより多くし、充電時には蓄電池への充電量をより少なくするように制御される。
逆に、SOCの低い蓄電池に対応するパワーコンディショナに対しては、負極性側に重み付けした周波数補正指令を送信することにより、図5の「充電号機特性」のように、ドループ特性に負極性のオフセットを持たせる。このドループ特性によって負極性のオフセットが与えられたパワーコンディショナは、放電時には蓄電池からの放電量をより少なくし、充電時には蓄電池への充電量をより多くするように制御される。
That is, by sending a frequency correction command weighted to the positive polarity side to the power conditioner corresponding to the storage battery having a high SOC, the droop characteristic has a positive polarity like the “discharge machine characteristic” in FIG. Have an offset. The power conditioner to which a positive polarity offset is given by this droop characteristic is controlled to increase the amount of discharge from the storage battery at the time of discharging and to decrease the amount of charge to the storage battery at the time of charging.
Conversely, by sending a frequency correction command weighted to the negative polarity side to a power conditioner corresponding to a low SOC storage battery, the droop characteristic has a negative polarity as shown in “Charging machine characteristics” in FIG. Have an offset of. The power conditioner to which the negative polarity offset is given by this droop characteristic is controlled so as to reduce the amount of discharge from the storage battery at the time of discharging and to increase the amount of charge to the storage battery at the time of charging.
次に、図3は、パワーコンディショナ3a,3b,3cの第2実施例を示すブロック図である。
この第2実施例では、図2の第1実施例における直流電流検出器40が削除されていると共に、周波数補正指令制限部13Bの一部の機能が第1実施例と異なっている。その他の構成及び機能は、第1実施例と同様である。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the
In the second embodiment, the DC
すなわち、周波数補正指令制限部13B内の不足電圧比較手段としての加減算器28fには、直流電圧検出器43が検出した蓄電池2の直流電圧と蓄電池不足電圧保護レベルとが図示の符号で入力され、過電圧比較手段としての加減算器28gには、上記直流電圧と蓄電池過電圧保護レベルとが図示の符号で入力されている。
この第2実施例によれば、直流電圧検出値が蓄電池過電圧保護レベルを超えた場合には、母線50の周波数を低下させる極性の周波数補正指令の上限値をリミッタ30bにより0に制限することで、蓄電池電圧が過大になる(過充電状態になる)のを防止し、逆に、直流電圧検出値が蓄電池不足電圧保護レベルを超えた場合には、母線50の周波数を上昇させる極性の周波数補正指令の下限値をリミッタ30aにより0に制限することで、蓄電池電圧が不足する(過放電状態になる)のを防止することができる。
That is, the DC voltage of the
According to the second embodiment, when the DC voltage detected value exceeds the storage battery overvoltage protection level, the
以上のように、第1実施例または第2実施例に係るパワーコンディショナによれば、蓄電池2の直流電流または直流電圧に応じて周波数補正指令を制限することにより、母線の有効電流を制御しつつ、蓄電池2の過充電保護や過放電保護を行うことが可能である。
As described above, according to the power conditioner according to the first embodiment or the second embodiment, the effective current of the bus is controlled by limiting the frequency correction command according to the DC current or the DC voltage of the
本発明は、各種の発電設備により充電されて並列運転可能な複数台の蓄電池システムを備え、これらの蓄電池システムを自立運転させて負荷設備に給電するシステムとして利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention includes a plurality of storage battery systems that are charged by various power generation facilities and can be operated in parallel, and can be used as a system that powers load equipment by operating these storage battery systems independently.
1a,1b,1c:蓄電池システム
2,2a,2b,2c:蓄電池
3,3a,3b,3c:パワーコンディショナ
3x:電力変換部
4,4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g:トランス
5:蓄電池システム制御装置
6:発電設備
6a:太陽光発電装置
6b:風力発電装置
7:負荷設備
8:系統遮断器
9:電力系統
10:ドループ制御部
11:周波数制御部
12:電圧制御部
13A,13B:周波数補正指令制限部
20:PQ検出部(有効電流・無効電流検出部)
21:周波数調整器
22:交流電圧調整器
23:最大値演算器
24:VCO(Voltage Controlled Oscillator)
25:AVR(Automatic Voltage Regulator)
26:電圧指令演算部
27:PWM(Pulse Width Modulation)制御部
28a,28b,28c,28d,28e,28f,28g:加減算器
29a,29b:PI(Proportional Plus Integral)調節器
30a,30b,31:リミッタ
40:直流電流検出器
41:交流電流検出器
42:交流電圧検出器
43:直流電圧検出器
50,51:母線
1a, 1b, 1c:
21: Frequency regulator 22: AC voltage regulator 23: Maximum value calculator 24: VCO (Voltage Controlled Oscillator)
25: AVR (Automatic Voltage Regulator)
26: Voltage command calculation unit 27: PWM (Pulse Width Modulation)
Claims (6)
前記蓄電池システムが電力系統から解列された状態で、前記電力変換装置及び前記母線を介して前記蓄電池を放電させることにより前記負荷に給電する自立運転システムであって、
前記電力変換装置が、
前記母線の有効電力成分・無効電力成分を検出する手段と、ドループ特性に基づき前記有効電力成分に応じて出力周波数指令を調整する手段と、前記出力周波数指令を周波数補正指令により補正する手段と、を備えた自立運転システムにおいて、
前記蓄電池の直流電流を検出する直流電流検出手段と、
前記直流電流検出手段による直流電流検出値と前記蓄電地の充電電流保護レベルとを比較する充電電流比較手段と、
前記直流電流検出値が前記充電電流保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を低下させる極性を有する前記周波数補正指令の上限値を0に制限する手段と、
を備えたことを特徴とする自立運転システム。 A storage battery system comprising a power conversion device capable of forward / reverse conversion and a storage battery connected to the DC side of the power conversion device, a storage battery system control device for controlling the power conversion device, and an AC side of the power conversion device And a power generation facility capable of charging the storage battery via the power converter, and a load facility connected via a busbar to a connection point between the storage battery system and the power generation facility,
In a state where the storage battery system is disconnected from the power system, the storage battery system is a self-sustaining operation system that supplies power to the load by discharging the storage battery via the power converter and the bus,
The power converter is
Means for detecting an active power component / reactive power component of the bus; means for adjusting an output frequency command according to the active power component based on a droop characteristic; and means for correcting the output frequency command with a frequency correction command; In a self-sustaining operation system with
DC current detection means for detecting the DC current of the storage battery;
Charging current comparison means for comparing a direct current detection value by the direct current detection means and a charging current protection level of the storage location;
Means for limiting the upper limit value of the frequency correction command having a polarity to reduce the output frequency command to 0 when the DC current detection value exceeds the charging current protection level;
A self-sustaining operation system characterized by comprising
前記直流電流検出値と前記蓄電地の放電電流保護レベルとを比較する放電電流比較手段と、
前記直流電流検出値が前記放電電流保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を上昇させる極性を有する前記周波数補正指令の下限値を0に制限する手段と、
を更に備えたことを特徴とする自立運転システム。 In the self-sustaining operation system according to claim 1,
A discharge current comparison means for comparing the DC current detection value and the discharge current protection level of the storage location;
Means for limiting a lower limit value of the frequency correction command having a polarity to increase the output frequency command to 0 when the DC current detection value exceeds the discharge current protection level;
A self-supporting operation system characterized by further comprising:
前記蓄電池システムが電力系統から解列された状態で、前記電力変換装置及び前記母線を介して前記蓄電池を放電させることにより前記負荷に給電する自立運転システムであって、
前記電力変換装置が、
前記母線の有効電力成分・無効電力成分を検出する手段と、ドループ特性に基づき前記有効電力成分に応じて出力周波数指令を調整する手段と、前記出力周波数指令を周波数補正指令により補正する手段と、を備えた自立運転システムにおいて、
前記蓄電池の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記直流電圧検出手段による直流電圧検出値と前記蓄電地の過電圧保護レベルとを比較する過電圧比較手段と、
前記直流電圧検出値が前記過電圧保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を低下させる極性を有する前記周波数補正指令の上限値を0に制限する手段と、
を備えたことを特徴とする自立運転システム。 A storage battery system comprising a power conversion device capable of forward / reverse conversion and a storage battery connected to the DC side of the power conversion device, a storage battery system control device for controlling the power conversion device, and an AC side of the power conversion device And a power generation facility capable of charging the storage battery via the power converter, and a load facility connected via a busbar to a connection point between the storage battery system and the power generation facility,
In a state where the storage battery system is disconnected from the power system, the storage battery system is a self-sustaining operation system that supplies power to the load by discharging the storage battery via the power converter and the bus,
The power converter is
Means for detecting an active power component / reactive power component of the bus; means for adjusting an output frequency command according to the active power component based on a droop characteristic; and means for correcting the output frequency command with a frequency correction command; In a self-sustaining operation system with
DC voltage detection means for detecting the DC voltage of the storage battery;
Overvoltage comparison means for comparing a DC voltage detection value by the DC voltage detection means with an overvoltage protection level of the storage location;
Means for limiting the upper limit value of the frequency correction command having a polarity to lower the output frequency command to 0 when the DC voltage detection value exceeds the overvoltage protection level;
A self-sustaining operation system characterized by comprising
前記直流電圧検出値と前記蓄電地の不足電圧保護レベルとを比較する不足電圧比較手段と、
前記直流電圧検出値が前記不足電圧保護レベルを超えたときに、前記出力周波数指令を上昇させる極性を有する前記周波数補正指令の下限値を0に制限する手段と、
を更に備えたことを特徴とする自立運転システム。 In the self-sustained operation system according to claim 3,
Undervoltage comparison means for comparing the DC voltage detection value with the undervoltage protection level of the storage location;
Means for limiting a lower limit value of the frequency correction command having a polarity to increase the output frequency command to 0 when the DC voltage detection value exceeds the undervoltage protection level;
A self-supporting operation system characterized by further comprising:
前記蓄電池システムが複数台、並列に接続されていることを特徴とする自立運転システム。 In the self-sustained operation system according to any one of claims 1 to 4,
A self-sustaining operation system, wherein a plurality of the storage battery systems are connected in parallel.
複数台の前記蓄電池システムにそれぞれ設けられた蓄電地の充電状態に応じて、前記周波数補正指令にオフセットを持たせたことを特徴とする自立運転システム。 In the self-sustaining operation system according to claim 5,
An independent operation system characterized in that an offset is given to the frequency correction command in accordance with the state of charge of a storage battery provided in each of the plurality of storage battery systems.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014259648A JP6455661B2 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Independent operation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014259648A JP6455661B2 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Independent operation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016119820A true JP2016119820A (en) | 2016-06-30 |
JP6455661B2 JP6455661B2 (en) | 2019-01-23 |
Family
ID=56244569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014259648A Active JP6455661B2 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Independent operation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6455661B2 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018139164A1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 株式会社日立産機システム | Method for controlling linking system for accumulator cells and power conversion devices, and power conditioning system |
JP2019030199A (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power conversion device and power conversion system |
JP2021005978A (en) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | 住友電気工業株式会社 | Autonomous power supply system and control method thereof |
KR20210039588A (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-12 | 한국에너지기술연구원 | Charge/discharge control apparatus and method of energy storage system |
JP2021065008A (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | 住友電気工業株式会社 | Self-supporting power supply system, power supply device, and control method of self-supporting power supply system |
WO2021171926A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power system, controller, power conversion device, power system control method, and program |
CN113675895A (en) * | 2021-08-06 | 2021-11-19 | 阳光电源(上海)有限公司 | Power distribution method and system for optical storage multi-machine parallel system |
US11349409B2 (en) | 2018-05-15 | 2022-05-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device and power conversion system |
CN115579926A (en) * | 2022-10-30 | 2023-01-06 | 广州菲利斯太阳能科技有限公司 | Energy storage system and control method thereof |
WO2024041110A1 (en) * | 2022-08-24 | 2024-02-29 | 华为数字能源技术有限公司 | Photovoltaic power generation system and control method therefor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62159706A (en) * | 1986-01-09 | 1987-07-15 | Fuji Electric Co Ltd | Load distribution control apparatus of turbine generator |
JP2007129845A (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Power quality maintaining controller |
US20080212343A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Inverter based storage in dynamic distribution systems including distributed energy resources |
JP2012016077A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Frequency control apparatus in power system |
WO2013179345A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 三洋電機株式会社 | Control apparatus |
JP2014233098A (en) * | 2011-09-27 | 2014-12-11 | 三洋電機株式会社 | Charge and discharge system |
-
2014
- 2014-12-24 JP JP2014259648A patent/JP6455661B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62159706A (en) * | 1986-01-09 | 1987-07-15 | Fuji Electric Co Ltd | Load distribution control apparatus of turbine generator |
JP2007129845A (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Power quality maintaining controller |
US20080212343A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Inverter based storage in dynamic distribution systems including distributed energy resources |
JP2012016077A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Frequency control apparatus in power system |
JP2014233098A (en) * | 2011-09-27 | 2014-12-11 | 三洋電機株式会社 | Charge and discharge system |
WO2013179345A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 三洋電機株式会社 | Control apparatus |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018121479A (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 株式会社日立産機システム | Method for controlling coordination system of storage battery and power conversion device, and power conditioning system |
WO2018139164A1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 株式会社日立産機システム | Method for controlling linking system for accumulator cells and power conversion devices, and power conditioning system |
JP2019030199A (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power conversion device and power conversion system |
US11349409B2 (en) | 2018-05-15 | 2022-05-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device and power conversion system |
JP2021005978A (en) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | 住友電気工業株式会社 | Autonomous power supply system and control method thereof |
KR102341330B1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-12-21 | 한국에너지기술연구원 | Charge/discharge control apparatus and method of energy storage system |
KR20210039588A (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-12 | 한국에너지기술연구원 | Charge/discharge control apparatus and method of energy storage system |
JP2021065008A (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | 住友電気工業株式会社 | Self-supporting power supply system, power supply device, and control method of self-supporting power supply system |
WO2021171926A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power system, controller, power conversion device, power system control method, and program |
CN113675895A (en) * | 2021-08-06 | 2021-11-19 | 阳光电源(上海)有限公司 | Power distribution method and system for optical storage multi-machine parallel system |
CN113675895B (en) * | 2021-08-06 | 2024-04-12 | 阳光电源(上海)有限公司 | Power distribution method and system for optical storage multi-machine parallel system |
WO2024041110A1 (en) * | 2022-08-24 | 2024-02-29 | 华为数字能源技术有限公司 | Photovoltaic power generation system and control method therefor |
CN115579926A (en) * | 2022-10-30 | 2023-01-06 | 广州菲利斯太阳能科技有限公司 | Energy storage system and control method thereof |
CN115579926B (en) * | 2022-10-30 | 2023-08-08 | 广州菲利斯太阳能科技有限公司 | Energy storage system and control method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6455661B2 (en) | 2019-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6455661B2 (en) | Independent operation system | |
JP6809753B2 (en) | Combined cycle system | |
US8373312B2 (en) | Solar power generation stabilization system and method | |
JP5717172B2 (en) | Power supply system | |
US8901893B2 (en) | Electricity storage device and hybrid distributed power supply system | |
US20210257839A1 (en) | Grid system, control device, control method for grid system, and power conversion device | |
TWI466406B (en) | Solar power generation system and power supply system | |
CN112106288B (en) | Power conversion device and power conversion system | |
JP6707309B2 (en) | Power supply system | |
US8401707B2 (en) | Output-power control apparatus | |
US8598839B2 (en) | Method for controlling sodium-sulfur battery | |
JP2022037475A (en) | Microgrid system using inverter power supply and inverter power supply | |
WO2018155442A1 (en) | Dc power supply system | |
US10886744B2 (en) | Power conversion system, power supply system and power conversion device | |
WO2021205701A1 (en) | Power conversion device | |
RU95434U1 (en) | MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC) | |
JP6341103B2 (en) | Self-sustaining operation control device, self-sustaining operation control system, self-sustaining operation control method, and program | |
JP6351200B2 (en) | Power supply system | |
JP2001224183A (en) | Link inverter having dc power limiting function | |
JP2022167502A (en) | Distributed power source control device and control program, and distributed power source system | |
JP2020054192A (en) | Power storage system, control device, and control method | |
JP2006074954A (en) | Power supply |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180904 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181010 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181121 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6455661 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |