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JP6724612B2 - Output smoothing device and output smoothing method - Google Patents

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JP6724612B2 JP2016135949A JP2016135949A JP6724612B2 JP 6724612 B2 JP6724612 B2 JP 6724612B2 JP 2016135949 A JP2016135949 A JP 2016135949A JP 2016135949 A JP2016135949 A JP 2016135949A JP 6724612 B2 JP6724612 B2 JP 6724612B2
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Description

本発明は、出力平滑化装置及び出力平滑化方法に関する。 The present invention relates to an output smoothing device and an output smoothing method.

近年、太陽光(PhotoVoltaic:PV)及び風力(Wind Turbine:WT)といった再生可能エネルギー(Renewable Energy:RE)を活用した発電プラントの建設及び系統連系が活発化している。しかしながら、再生可能エネルギーを活用した発電では、発電量を人間が直接制御することが難しく、天候の影響を受けるので、出力が大きく変化し得る。再生可能エネルギー発電プラントが商用系統に接続されている場合、前述の出力変動によって、系統内の需給バランスが崩れ、系統内の電圧及び周波数に悪影響を及ぼす場合があることが知られている。このため、商用系統に連系する再生可能エネルギー発電プラントには、出力変動の平滑化機能が求められている。 In recent years, the construction and grid interconnection of power generation plants that utilize renewable energy (RE) such as solar light (PhotoVoltaic: PV) and wind power (Wind Turbine: WT) have been activated. However, in power generation using renewable energy, it is difficult for a person to directly control the amount of power generation, and the influence of the weather can cause the output to change significantly. It is known that when the renewable energy power generation plant is connected to a commercial system, the output fluctuation may disrupt the supply and demand balance in the system and adversely affect the voltage and frequency in the system. Therefore, a renewable energy power plant that is connected to a commercial grid is required to have a function of smoothing output fluctuations.

再生可能エネルギー発電装置の発電量の移動平均値を逐次演算し、演算した移動平均値に基づいて系統連系点における電力の制御目標値を設定する出力平滑化装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような出力平滑化装置では、再生可能エネルギー発電装置の発電量が制御目標値よりも大きい場合には、超過分が蓄電装置に充電され、再生可能エネルギー発電装置の発電量が制御目標値よりも小さい場合には、不足分が蓄電装置から放電される。 An output smoothing device that sequentially calculates a moving average value of the amount of power generation of a renewable energy power generation device and sets a control target value of electric power at a grid interconnection point based on the calculated moving average value is known (for example, See Patent Document 1). In such an output smoothing device, when the power generation amount of the renewable energy power generation device is larger than the control target value, the excess amount is charged in the power storage device, and the power generation amount of the renewable energy power generation device is higher than the control target value. If is smaller, the shortage is discharged from the power storage device.

特許第4170565号公報Japanese Patent No. 4170565

再生可能エネルギー発電装置の発電量は、気候等に応じて急激に変動することがある。しかしながら、上述の出力平滑化装置では、系統連系点における出力平滑化の観点から、制御目標値を大きく変更することはできないので、発電量と制御目標値との差が長期間に亘って大きくなる。このような場合に備えて、再生可能エネルギー発電プラントには、大容量の蓄電装置が設けられる必要がある。 The amount of power generated by a renewable energy power generation device may fluctuate rapidly depending on the climate. However, in the above-described output smoothing device, the control target value cannot be changed significantly from the viewpoint of output smoothing at the grid interconnection point, so the difference between the power generation amount and the control target value is large over a long period of time. Become. In preparation for such a case, the renewable energy power generation plant needs to be provided with a large-capacity power storage device.

本発明は、蓄電装置の容量を低減可能な出力平滑化装置及び出力平滑化方法を提供する。 The present invention provides an output smoothing device and an output smoothing method capable of reducing the capacity of a power storage device.

本発明の一側面に係る出力平滑化装置は、再生可能エネルギー発電装置と、再生可能エネルギー発電装置で発電した電力を変換する電力変換装置と、電力変換装置の出力側に設けられた蓄電装置と、を備える発電システムの出力を平滑化する出力平滑化装置である。この出力平滑化装置は、再生可能エネルギー発電装置で発電した電力の電力量である発電量を計測した第1計測値を取得する発電量取得部と、第1計測値に基づいて、発電量の変化率を計算する変化率計算部と、変化率に基づいて、電力変換装置から出力される出力電力の電力量の上限値を規定するための出力指令値を計算する指令値計算部と、を備える。 An output smoothing device according to one aspect of the present invention includes a renewable energy power generation device, a power conversion device that converts electric power generated by the renewable energy power generation device, and a power storage device provided on the output side of the power conversion device. Is an output smoothing device that smoothes the output of a power generation system including. This output smoothing device includes a power generation amount acquisition unit that acquires a first measurement value that is a power generation amount that is the amount of power generated by a renewable energy power generation device, and a power generation amount that is based on the first measurement value. A change rate calculation unit that calculates a change rate, and a command value calculation unit that calculates an output command value for defining the upper limit value of the amount of electric power output from the power converter based on the change rate, Prepare

この出力平滑化装置では、再生可能エネルギー発電装置の発電量を計測した第1計測値に基づいて、発電量の変化率が計算され、変化率に基づいて、電力変換装置から出力される出力電力の電力量の上限値を規定する出力指令値が計算される。発電量の変化率によって、発電量の増減の傾向を把握することができるので、その発電量の増減の傾向に応じて、電力変換装置の出力変動を低減するように出力指令値が計算され得る。例えば、発電量が急減することが予測される場合には、電力変換装置の出力電力の電力量を急減させないように出力指令値を計算し、発電量が急増している場合には、電力変換装置の出力電力の電力量を急増させないように出力指令値を計算することができる。その結果、発電システムの出力平滑化のために蓄電装置が充放電すべき電力量を減らすことができるので、蓄電装置の容量を低減することが可能となる。 In this output smoothing device, the rate of change of the power generation amount is calculated based on the first measurement value obtained by measuring the power generation amount of the renewable energy power generation device, and the output power output from the power conversion device is calculated based on the change rate. The output command value that defines the upper limit value of the electric power of is calculated. Since the rate of change in the amount of power generation can be grasped from the rate of change in the amount of power generation, the output command value can be calculated so as to reduce the output fluctuation of the power conversion device according to the tendency of the increase or decrease in the amount of power generation. .. For example, when it is predicted that the power generation amount will suddenly decrease, the output command value is calculated so that the power amount of the output power of the power conversion device is not rapidly decreased, and when the power generation amount is rapidly increasing, the power conversion is performed. The output command value can be calculated so as not to cause a sudden increase in the amount of output power of the device. As a result, the amount of electric power that the power storage device has to charge and discharge for smoothing the output of the power generation system can be reduced, so that the capacity of the power storage device can be reduced.

変化率計算部は、発電量の予測値に基づく変化率である第1変化率を計算してもよい。指令値計算部は、第1変化率が第1閾値よりも小さい場合に、出力電力の電力量を第1電力量だけ減少させるように、出力指令値を計算してもよい。第1変化率が第1閾値よりも小さい場合には、発電量が急減することが予測される。このため、発電量が急減する前に、出力指令値を第1電力量だけ減少させることにより、電力変換装置の出力電力の電力量の変動を抑えながら、電力変換装置の出力電力の電力量を減少することができる。そして、予め電力変換装置の出力電力の電力量を減少しておくことで、発電量が急減した際に電力変換装置の出力電力の電力量を急減させないようにすることができる。これにより、発電システムの出力平滑化のために蓄電装置から放電されるべき電力量を減らすことができるので、蓄電装置の容量を低減することが可能となる。 The change rate calculation unit may calculate the first change rate, which is the change rate based on the predicted value of the power generation amount. The command value calculation unit may calculate the output command value so as to reduce the power amount of the output power by the first power amount when the first change rate is smaller than the first threshold value. When the first rate of change is smaller than the first threshold value, it is predicted that the power generation amount will suddenly decrease. Therefore, by decreasing the output command value by the first power amount before the power generation amount sharply decreases, the power amount of the output power of the power conversion device is reduced while suppressing the fluctuation of the power amount of the output power of the power conversion device. Can be reduced. Then, by reducing the amount of output power of the power conversion device in advance, it is possible to prevent the amount of output power of the power conversion device from being sharply reduced when the amount of power generation is sharply reduced. Accordingly, the amount of electric power that should be discharged from the power storage device for smoothing the output of the power generation system can be reduced, and thus the capacity of the power storage device can be reduced.

変化率計算部は、第1計測値に基づく変化率である第2変化率を計算してもよい。指令値計算部は、第2変化率が第2閾値よりも大きい場合に、出力電力の電力量を第2電力量だけ増加させるように、出力指令値を計算してもよい。第2変化率が第2閾値よりも大きい場合には、発電量が急増しているとみなされ得る。このとき、出力指令値を第2電力量だけ増加させることにより、発電量が急増しても、電力変換装置の出力電力の電力量を急増させないようにすることができる。つまり、電力変換装置の出力電力の電力量の変動を抑えながら、電力変換装置の出力電力の電力量を増加することができる。これにより、発電システムの出力平滑化のために蓄電装置に充電されるべき電力量を減らすことができるので、蓄電装置の容量を低減することが可能となる。 The change rate calculation unit may calculate a second change rate that is a change rate based on the first measurement value. The command value calculation unit may calculate the output command value so as to increase the power amount of the output power by the second power amount when the second change rate is larger than the second threshold value. When the second rate of change is larger than the second threshold value, it can be considered that the amount of power generation is rapidly increasing. At this time, by increasing the output command value by the second power amount, it is possible to prevent the power amount of the output power of the power converter from being sharply increased even if the power generation amount sharply increases. That is, it is possible to increase the amount of output power of the power conversion device while suppressing fluctuations in the amount of output power of the power conversion device. As a result, the amount of power to be charged in the power storage device for smoothing the output of the power generation system can be reduced, so that the capacity of the power storage device can be reduced.

上述の出力平滑化装置は、出力電力の電力量を計測した第2計測値を取得する電力量取得部と、発電システムの出力の目標値である制御目標値を計算する制御目標値計算部と、を更に備えてもよい。この場合、電力変換装置の出力電力の電力量に応じて、制御目標値が計算される。これにより、蓄電装置の容量を低減しつつ、発電システムの出力の平滑化が可能となる。 The output smoothing apparatus described above includes a power amount acquisition unit that acquires a second measurement value obtained by measuring the amount of output power, and a control target value calculation unit that calculates a control target value that is a target value of the output of the power generation system. , May be further provided. In this case, the control target value is calculated according to the amount of output power of the power converter. Accordingly, it is possible to smooth the output of the power generation system while reducing the capacity of the power storage device.

本発明の別の側面に係る出力平滑化方法は、再生可能エネルギー発電装置と、再生可能エネルギー発電装置で発電した電力を変換する電力変換装置と、電力変換装置の出力側に設けられた蓄電装置と、を備える発電システムの出力を平滑化する出力平滑化装置が実行する出力平滑化方法である。この出力平滑化方法は、再生可能エネルギー発電装置で発電した電力の電力量である発電量を計測した第1計測値を取得するステップと、第1計測値に基づいて、発電量の変化率を計算するステップと、変化率に基づいて、電力変換装置から出力される出力電力の電力量の上限値を規定するための出力指令値を計算するステップと、を含む。 An output smoothing method according to another aspect of the present invention includes a renewable energy power generation device, a power conversion device that converts electric power generated by the renewable energy power generation device, and a power storage device provided on the output side of the power conversion device. And an output smoothing method executed by an output smoothing device that smoothes the output of a power generation system including. This output smoothing method includes a step of obtaining a first measurement value obtained by measuring a power generation amount that is the amount of power generated by a renewable energy power generation device, and a change rate of the power generation amount based on the first measurement value. The step of calculating and the step of calculating an output command value for defining the upper limit value of the electric energy of the output electric power output from the power conversion device based on the change rate are included.

この出力平滑化方法では、再生可能エネルギー発電装置の発電量を計測した第1計測値に基づいて、発電量の変化率が計算され、変化率に基づいて、電力変換装置から出力される出力電力の電力量の上限値を規定する出力指令値が計算される。発電量の変化率によって、発電量の増減の傾向を把握することができるので、その発電量の増減の傾向に応じて、電力変換装置の出力変動を低減するように出力指令値が計算され得る。例えば、発電量が急減することが予測される場合には、電力変換装置の出力電力の電力量を急減させないように出力指令値を計算し、発電量が急増している場合には、電力変換装置の出力電力の電力量を急増させないように出力指令値を計算することができる。その結果、発電システムの出力平滑化のために蓄電装置が充放電すべき電力量を減らすことができるので、蓄電装置の容量を低減することが可能となる。 In this output smoothing method, the rate of change in the amount of power generation is calculated based on the first measurement value obtained by measuring the amount of power generated by the renewable energy power generation device, and the output power output from the power conversion device is calculated based on the rate of change. The output command value that defines the upper limit value of the electric power of is calculated. Since the rate of change in the amount of power generation can be grasped by the rate of change in the amount of power generation, the output command value can be calculated so as to reduce the output fluctuation of the power converter according to the tendency of the increase or decrease in the amount of power generation. .. For example, when it is predicted that the power generation amount will suddenly decrease, the output command value is calculated so that the power amount of the output power of the power conversion device is not rapidly decreased, and when the power generation amount is rapidly increasing, the power conversion is performed. The output command value can be calculated so as not to cause a sudden increase in the amount of output power of the device. As a result, the amount of electric power that the power storage device has to charge and discharge for smoothing the output of the power generation system can be reduced, so that the capacity of the power storage device can be reduced.

本発明によれば、蓄電装置の容量を低減することができる。 According to the present invention, the capacity of the power storage device can be reduced.

一実施形態に係る出力平滑化装置を含む発電システムの構成例を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the example of composition of the power generation system containing the output smoothing device concerning one embodiment. 図1の出力平滑化装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the output smoothing apparatus of FIG. 図1の出力平滑化装置のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the output smoothing apparatus of FIG. 図1の出力平滑化装置が実行するパワーコンディショナ制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the power conditioner control which the output smoothing apparatus of FIG. 1 performs. 図1の出力平滑化装置が実行する蓄電装置制御の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of power storage device control executed by the output smoothing device of FIG. 1. 発電量の急増時における平滑化処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the smoothing process at the time of a rapid increase in the amount of power generation. 発電量の急減時における平滑化処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the smoothing process at the time of the sudden reduction of the amount of power generation. 発電量の急減時における比較例の平滑化処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the smoothing process of a comparative example at the time of the sudden reduction of the amount of power generation. 図1の発電システムの変形例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the modification of the electric power generation system of FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

図1は、一実施形態に係る出力平滑化装置を含む発電システムの構成例を概略的に示す図である。図1に示されるように、発電システム1は、商用電力系統2に接続され、商用電力系統2との連系点に電力を供給するシステムである。発電システム1は、この連系点における電力の電力量(以下、「出力Ps」という。)の変動を平滑化する機能(以下、単に「出力Psの平滑化」ということもある。)を含む。発電システム1は、例えば、再生可能エネルギー発電プラントである。発電システム1は、再生可能エネルギー発電装置11と、パワーコンディショナ12と、電力計13と、電力計14と、電力計15と、蓄電装置16と、インバータ17と、制御装置18と、制御装置19と、出力平滑化装置20と、発電量予測システム30と、を備えている。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a power generation system including an output smoothing device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the power generation system 1 is a system that is connected to the commercial power grid 2 and supplies power to a connection point with the commercial power grid 2. The power generation system 1 includes a function (hereinafter, simply referred to as “smoothing of the output Ps”) for smoothing fluctuations in the amount of electric power at the interconnection point (hereinafter, referred to as “output Ps”). .. The power generation system 1 is, for example, a renewable energy power generation plant. The power generation system 1 includes a renewable energy power generation device 11, a power conditioner 12, a power meter 13, a power meter 14, a power meter 15, a power storage device 16, an inverter 17, a control device 18, and a control device. 19, an output smoothing device 20, and a power generation amount prediction system 30.

再生可能エネルギー発電装置11は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う装置である。再生可能エネルギー発電装置11では、その出力、つまり発電量Pgが変動し得る。再生可能エネルギー発電装置11は、例えば、太陽光発電機及び風力発電機等である。再生可能エネルギー発電装置11は、発電した直流電力を電力ラインL1を介してパワーコンディショナ12に出力する。 The renewable energy power generation device 11 is a device that generates electricity using renewable energy. In the renewable energy power generation device 11, its output, that is, the amount of power generation Pg may fluctuate. The renewable energy power generation device 11 is, for example, a solar power generator, a wind power generator, or the like. The renewable energy power generation device 11 outputs the generated DC power to the power conditioner 12 via the power line L1.

パワーコンディショナ12は、再生可能エネルギー発電装置11で発電した電力を変換する電力変換装置である。パワーコンディショナ12は、再生可能エネルギー発電装置11からの直流電力を交流電力(出力電力)に変換する。パワーコンディショナ12は、変換した交流電力を電力ラインL2を介して商用電力系統2に出力する。 The power conditioner 12 is a power conversion device that converts the power generated by the renewable energy power generation device 11. The power conditioner 12 converts DC power from the renewable energy power generation device 11 into AC power (output power). The power conditioner 12 outputs the converted AC power to the commercial power system 2 via the power line L2.

電力計13は、再生可能エネルギー発電装置11の発電量Pgを計測する装置である。発電量Pgは、再生可能エネルギー発電装置11によって発電された直流電力の電力量である。電力計13は、例えば、電力ラインL1において、再生可能エネルギー発電装置11の発電量Pgを連続的に計測する。電力計13は、計測した発電量Pgを制御装置18及び出力平滑化装置20に送信する。 The power meter 13 is a device that measures the power generation amount Pg of the renewable energy power generation device 11. The power generation amount Pg is the amount of DC power generated by the renewable energy power generation device 11. The power meter 13 continuously measures the power generation amount Pg of the renewable energy power generation device 11 in the power line L1, for example. The power meter 13 transmits the measured power generation amount Pg to the control device 18 and the output smoothing device 20.

電力計14は、パワーコンディショナ12から出力される交流電力の電力量Pcを計測する装置である。電力計14は、例えば、電力ラインL2のうちインバータ17が接続される位置と、パワーコンディショナ12との間の部分L21において、電力量Pcを連続的に計測する。電力計14は、計測した電力量Pcを制御装置18及び出力平滑化装置20に送信する。 The power meter 14 is a device that measures the power amount Pc of the AC power output from the power conditioner 12. The power meter 14 continuously measures the power amount Pc at a portion L21 between the power conditioner 12 and a position of the power line L2 to which the inverter 17 is connected, for example. The power meter 14 transmits the measured power amount Pc to the control device 18 and the output smoothing device 20.

電力計15は、出力Psを計測する装置である。電力計15は、例えば、電力ラインL2のうちインバータ17が接続される位置と商用電力系統2との間の部分L22において、発電システム1の出力Psを連続的に計測する。電力計15は、計測した出力Psを制御装置19に送信する。 The power meter 15 is a device that measures the output Ps. The power meter 15 continuously measures the output Ps of the power generation system 1 at a portion L22 between the commercial power system 2 and the position of the power line L2 to which the inverter 17 is connected, for example. The power meter 15 transmits the measured output Ps to the control device 19.

蓄電装置16は、電力を充放電可能な装置である。蓄電装置16は、例えば、定置型の蓄電池である。蓄電装置16としては、例えば、リチウムイオン電池(LiB)が用いられ得る。蓄電装置16は、パワーコンディショナ12の出力側に設けられ、インバータ17を介して電力ラインL2に接続されている。蓄電装置16は、発電システム1の出力Psの平滑化のために用いられる。具体的には、発電システム1の出力Psが制御目標値Eとなるように、蓄電装置16は充放電を行う。この蓄電装置16の充放電は、制御装置19によって制御される。制御目標値Eは、発電システム1の出力Psの目標値である。 The power storage device 16 is a device capable of charging and discharging electric power. The power storage device 16 is, for example, a stationary storage battery. As the power storage device 16, for example, a lithium ion battery (LiB) can be used. The power storage device 16 is provided on the output side of the power conditioner 12 and is connected to the power line L2 via the inverter 17. Power storage device 16 is used for smoothing output Ps of power generation system 1. Specifically, the power storage device 16 charges and discharges so that the output Ps of the power generation system 1 becomes the control target value E 2 . The charge/discharge of the power storage device 16 is controlled by the control device 19. The control target value E 2 is a target value of the output Ps of the power generation system 1.

インバータ17は、蓄電装置16を電力ラインL2に接続するための装置である。インバータ17は、蓄電装置16から出力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力ラインL2に供給する。インバータ17は、電力ラインL2を流れる交流電力の一部を直流電力に変換し、変換した直流電力を蓄電装置16に出力する。 Inverter 17 is a device for connecting power storage device 16 to power line L2. Inverter 17 converts the DC power output from power storage device 16 into AC power and supplies the converted AC power to power line L2. Inverter 17 converts a part of the AC power flowing through power line L2 into DC power and outputs the converted DC power to power storage device 16.

制御装置18は、電力計14から受信した電力量Pcと、出力平滑化装置20から受信した出力指令値Eと、に基づいて、パワーコンディショナ12の出力(交流電力の電力量Pc)を制御する装置である。出力指令値Eは、パワーコンディショナ12の出力の上限値(最大出力)を規定するための値である。制御装置18は、例えば、電力量Pcが出力指令値Eを上回らないように、パワーコンディショナ12の出力を制御する。具体的には、制御装置18は、パワーコンディショナ12の変換効率を調整することによって、電力量Pcを出力指令値Eよりも小さくする。制御装置18は、例えば、パワーコンディショナ12の駆動周波数を変更することによって、パワーコンディショナ12の変換効率を調整する。なお、制御装置18は、出力指令値Eに対して電力量Pcを追従させるように、パワーコンディショナ12の出力を制御してもよい。 The control device 18 determines the output (power amount Pc of AC power) of the power conditioner 12 based on the power amount Pc received from the power meter 14 and the output command value E 1 received from the output smoothing device 20. It is a device that controls. The output command value E 1 is a value for defining the upper limit value (maximum output) of the output of the power conditioner 12. The control device 18 controls the output of the power conditioner 12 so that the power amount Pc does not exceed the output command value E 1 , for example. Specifically, the control device 18 adjusts the conversion efficiency of the power conditioner 12 so that the power amount Pc is smaller than the output command value E 1 . The control device 18 adjusts the conversion efficiency of the power conditioner 12 by changing the drive frequency of the power conditioner 12, for example. The control device 18 may control the output of the power conditioner 12 so that the power amount Pc follows the output command value E 1 .

制御装置19は、電力計15から受信した出力Psと、出力平滑化装置20から受信した制御目標値Eと、に基づいて、蓄電装置16の充放電を制御する装置である。制御装置19は、例えば、出力Psが制御目標値Eに追従するように、蓄電装置16の充放電量を制御する。この追従制御としては、例えばPID(Proportional-Integral-Derivative)制御が用いられてもよい。具体的には、制御装置19は、出力Psから制御目標値Eを減算し、その減算した差分が正の値である場合(出力Psが制御目標値Eを上回っている場合)、その差分の電力である余剰電力を蓄電装置16に充電するように蓄電装置16を制御する。制御装置19は、上述の差分が負の値である場合(出力Psが制御目標値Eを下回っている場合)、その差分の電力である不足電力を蓄電装置16から放電するように蓄電装置16を制御する。なお、蓄電装置16が充放電を繰り返さないように、制御目標値Eに対して±数%程度の不感帯が設けられ、制御装置19は、出力Psが不感帯にある場合には蓄電装置16を充放電させないようにしてもよい。 Control device 19 is a device that controls charging and discharging of power storage device 16 based on output Ps received from power meter 15 and control target value E 2 received from output smoothing device 20. The control device 19 controls the charge/discharge amount of the power storage device 16 so that the output Ps follows the control target value E 2 , for example. As the follow-up control, for example, PID (Proportional-Integral-Derivative) control may be used. Specifically, the control device 19 subtracts the control target value E 2 from the output Ps, and when the subtracted difference is a positive value (when the output Ps exceeds the control target value E 2 ), The power storage device 16 is controlled so that the power storage device 16 is charged with surplus power that is the difference power. When the difference is a negative value (when the output Ps is below the control target value E 2 ), the control device 19 causes the power storage device 16 to discharge the insufficient power, which is the power of the difference. Control 16 Note that a dead zone of about ±several% is provided for the control target value E 2 so that the power storage device 16 does not repeat charging and discharging, and the control device 19 controls the power storage device 16 when the output Ps is in the dead band. It may not be charged and discharged.

出力平滑化装置20は、発電システム1の出力Psを平滑化するための装置である。出力平滑化装置20は、出力Psを平滑化するように、出力指令値E及び制御目標値Eを出力する。出力平滑化装置20の詳細については、後述する。 The output smoothing device 20 is a device for smoothing the output Ps of the power generation system 1. The output smoothing device 20 outputs the output command value E 1 and the control target value E 2 so as to smooth the output Ps. Details of the output smoothing device 20 will be described later.

発電量予測システム30は、再生可能エネルギー発電装置11の発電量Pgを予測するシステムである。発電量Pgの予測には、公知の手法が用いられ得る。発電量予測システム30は、例えば、地理的に局所的であり、かつ、数十分から数時間の短時間先の気候を予測することによって、発電量Pgを予測する。具体的には、発電量予測システム30は、カメラを用いて再生可能エネルギー発電装置11の上空の画像を撮影し、その撮影した画像を解析する。発電量予測システム30は、画像解析によって日射量を予測し、予測した日射量を公知の手法によって発電量の予測値f~に換算する。発電量予測システム30は、数値気象モデルに基づいて日射量を計算してもよい。発電量予測システム30は、発電量の予測値f~を出力平滑化装置20に出力する。 The power generation amount prediction system 30 is a system that predicts the power generation amount Pg of the renewable energy power generation device 11. A known method may be used to predict the power generation amount Pg. The power generation amount prediction system 30 predicts the power generation amount Pg by, for example, predicting a climate that is geographically local and that is a short time ahead of several tens of minutes to several hours. Specifically, the power generation amount prediction system 30 captures an image of the sky above the renewable energy power generation device 11 using a camera and analyzes the captured image. The power generation amount prediction system 30 predicts the amount of solar radiation by image analysis, and converts the predicted amount of solar radiation into a predicted value f~ of the amount of power generation by a known method. The power generation prediction system 30 may calculate the amount of solar radiation based on a numerical weather model. The power generation amount prediction system 30 outputs the predicted value f~ of the power generation amount to the output smoothing device 20.

続いて、図2及び図3を参照して、出力平滑化装置20を詳細に説明する。図2は、出力平滑化装置20の機能構成を示す図である。図3は、出力平滑化装置20のハードウェア構成図である。図2に示されるように、出力平滑化装置20は、機能的には、発電量取得部21と、計測データ記憶部22と、予測値取得部23と、変化率計算部24と、指令値計算部25と、電力量取得部26と、計測データ記憶部27と、制御目標値計算部28と、出力部29と、を備えている。 Next, the output smoothing device 20 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the output smoothing device 20. FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the output smoothing device 20. As shown in FIG. 2, the output smoothing device 20 functionally includes a power generation amount acquisition unit 21, a measurement data storage unit 22, a predicted value acquisition unit 23, a change rate calculation unit 24, and a command value. The calculation unit 25, the power amount acquisition unit 26, the measurement data storage unit 27, the control target value calculation unit 28, and the output unit 29 are provided.

図3に示されるように、出力平滑化装置20は、物理的には、1又は複数のプロセッサ201と、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等の記憶装置202と、ハードディスク装置等の補助記憶装置203と、キーボード等の入力装置204と、ディスプレイ等の出力装置205と、データを送受信するための通信インタフェースである通信装置206と、を備えるコンピュータとして構成される。出力平滑化装置20の図2に示される各機能は、プロセッサ201等のハードウェアに1又は複数の所定のコンピュータプログラムを読み込ませることにより、プロセッサ201の制御のもとで各ハードウェアを動作させるとともに、記憶装置202及び補助記憶装置203におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。 As shown in FIG. 3, the output smoothing device 20 physically includes one or more processors 201 and a storage device such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory) that are main storage devices. 202, an auxiliary storage device 203 such as a hard disk device, an input device 204 such as a keyboard, an output device 205 such as a display, and a communication device 206 that is a communication interface for transmitting and receiving data. It Each function shown in FIG. 2 of the output smoothing device 20 causes each hardware to operate under the control of the processor 201 by causing the hardware such as the processor 201 to read one or a plurality of predetermined computer programs. At the same time, it is realized by reading and writing data in the storage device 202 and the auxiliary storage device 203.

発電量取得部21は、再生可能エネルギー発電装置11の発電量を計測した計測値p(第1計測値)を取得する発電量取得手段として機能する。発電量取得部21は、例えば、電力計13から出力された発電量Pgを所定のサンプリング間隔ΔTで計測値pとして取得するとともに、計測値pを計測した時刻kを取得する。以降、時刻kの計測値pを計測値p(k)と表す。なお、時刻kは、0,1,2,…の整数値であり、時刻kに対応する実時間tは、k×ΔTである。実時間tが0となる基準時刻は、任意の制御実行タイミングに設定され得る。サンプリング間隔ΔTは、後述するパワーコンディショナ制御の制御周期であり、例えば、1秒から10秒程度である。発電量取得部21は、時刻kに達したか否かを判定し、時刻kに達したと判定した場合に、計測値p(k)及び時刻kを取得する。発電量取得部21は、取得した計測値p(k)と時刻kとを対応付けて第1計測データとして計測データ記憶部22に記憶する。 The power generation amount acquisition unit 21 functions as a power generation amount acquisition unit that acquires a measurement value p 1 (first measurement value) obtained by measuring the power generation amount of the renewable energy power generation device 11. The power generation amount acquisition unit 21 acquires, for example, the power generation amount Pg output from the power meter 13 as the measurement value p 1 at a predetermined sampling interval ΔT 1 , and also acquires the time k 1 at which the measurement value p 1 was measured. Hereinafter, the measurement value p 1 at the time k 1 is represented as the measurement value p 1 (k 1 ). The time k 1 is 0, 1, 2, ... is an integer, real time t 1 corresponding to the time k 1 is k 1 × [Delta] T 1. The reference time at which the real time t 1 becomes 0 can be set to any control execution timing. The sampling interval ΔT 1 is a control period of the power conditioner control described later, and is, for example, about 1 second to 10 seconds. Power generation amount acquisition unit 21 determines whether it has reached the time k 1, when it is determined to have reached the time k 1, acquires the measured value p 1 (k 1) and time k 1. The power generation amount acquisition unit 21 stores the acquired measurement value p 1 (k 1 ) and the time k 1 in the measurement data storage unit 22 as first measurement data in association with each other.

計測データ記憶部22は、第1計測データを記憶する第1計測データ記憶手段として機能する。計測データ記憶部22は、時系列の複数の第1計測データを記憶している。 The measurement data storage unit 22 functions as a first measurement data storage unit that stores the first measurement data. The measurement data storage unit 22 stores a plurality of time-series first measurement data.

予測値取得部23は、発電量の予測値f~を取得する予測値取得手段として機能する。予測値取得部23は、時刻kにおいて、予測時間h先の予測値f~を発電量予測システム30から取得する。以降、時刻kの予測時間h先の予測値f~を予測値f~(k+h)と表す。予測時間hは、例えば数十分から1時間程度である。予測値取得部23は、取得した予測値f~(k+h)を変化率計算部24に出力する。 The predicted value acquisition unit 23 functions as a predicted value acquisition unit that acquires the predicted value f~ of the power generation amount. The predicted value acquisition unit 23 acquires the predicted value f~ at the predicted time h ahead from the power generation prediction system 30 at time k 1 . Later, representing the predicted value f ~ the predicted value f ~ of the predicted time h destination of time k 1 and (k 1 + h). The predicted time h is, for example, several ten minutes to one hour. The predicted value acquisition unit 23 outputs the acquired predicted values f to (k 1 +h) to the change rate calculation unit 24.

変化率計算部24は、計測値p(k)に基づいて、発電量Pgの変化率を計算する変化率計算手段として機能する。変化率計算部24は、計測値p(k)に基づく変化率である変化率a(k)(第2変化率)を計算する。変化率a(k)は、時刻kにおける発電量Pgの変化率(単位時間あたりの変化量)である。具体的には、変化率計算部24は、各時刻k(k=0,1,2,…)において、計測値p(k)のトレンドを時間に関する1次関数で近似する。変化率計算部24は、例えば、最小二乗法を用いて近似関数を計算する。 The rate-of-change calculating unit 24 functions as a rate-of-change calculating unit that calculates the rate of change of the power generation amount Pg based on the measured value p 1 (k 1 ). The change rate calculation unit 24 calculates a change rate a 1 (k 1 ) (second change rate) that is a change rate based on the measured value p 1 (k 1 ). The change rate a 1 (k 1 ) is the change rate (change amount per unit time) of the power generation amount Pg at the time k 1 . Specifically, the change rate calculation unit 24 approximates the trend of the measured value p 1 (k 1 ) at each time k 1 (k 1 =0, 1, 2,...) With a linear function with respect to time. The rate-of-change calculator 24 calculates the approximate function by using, for example, the least square method.

変化率計算部24は、式(1)に示されるように、時刻kにおける発電量Pgの近似関数値(平滑値)f(kΔT;a(k),b(k))を計算する。

Figure 0006724612
The rate-of-change calculation unit 24 calculates the approximate function value (smooth value) f(k 1 ΔT 1 ; a 1 (k 1 ), b 1 (k) of the power generation amount Pg at time k 1 as shown in equation (1) 1 )) is calculated.
Figure 0006724612

ここで、変化率a(k)及び切片b(k)は、式(2)及び式(3)に示されるように、例えば最小二乗法により求められる。なお、近似に用いられるデータ数Mは、予め定められている。データ数Mは、例えば数百から数千程度である。

Figure 0006724612

Figure 0006724612
Here, the rate of change a 1 (k 1 ) and the intercept b 1 (k 1 ) are obtained by, for example, the least squares method, as shown in the equations (2) and (3). The number of data M 1 used for the approximation is predetermined. The number M 1 of data is, for example, several hundreds to several thousands.
Figure 0006724612

Figure 0006724612

変化率計算部24は、発電量の予測値f~(k+h)に基づく変化率である変化率v~(k;h)(第1変化率)を計算する。変化率v~(k;h)は、時刻kから時刻k+hまでの間の平均的な発電量Pgの変化率の予測値である。変化率計算部24は、式(4)に示されるように、予測値取得部23から受け取った予測値f~(k+h)を用いて、予測値f~(k+h)から近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))を減算し、その減算結果を時間hΔTで除算することによって、変化率v~(k;h)を計算する。なお、一般的に計測値p(k)の変動は大きいので、変化率v~(k;h)の計算には、近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))が用いられる。

Figure 0006724612
Change rate calculating unit 24, the predicted value f ~ amount of power generation is a change rate based on the (k 1 + h) change rate v ~; calculating a (k 1 h) (first rate of change). The change rate v to (k 1 ; h) is a predicted value of the change rate of the average power generation amount Pg from the time k 1 to the time k 1 +h. Change rate calculating section 24, as shown in equation (4), using the prediction value obtaining unit predicted value f ~ received from 23 (k 1 + h), the approximate function from the predicted value f ~ (k 1 + h) The value f(k 1 ΔT 1 ; a 1 (k 1 ), b 1 (k 1 )) is subtracted, and the subtraction result is divided by the time hΔT 1 to obtain the change rate v~(k 1 ; h). calculate. Since the variation of the measured value p 1 (k 1 ) is generally large, the approximate function value f(k 1 ΔT 1 ; a 1 (k 1 ) is used to calculate the rate of change v~(k 1 ; h). , B 1 (k 1 )) are used.
Figure 0006724612

変化率計算部24は、近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))、変化率a(k)、及び変化率v~(k;h)を指令値計算部25に出力する。 The change rate calculation unit 24 calculates the approximate function value f(k 1 ΔT 1 ; a 1 (k 1 ), b 1 (k 1 )), the change rate a 1 (k 1 ), and the change rates v to (k 1 ; h) is output to the command value calculation unit 25.

指令値計算部25は、変化率に基づいて、出力指令値Eを計算する指令値計算手段として機能する。指令値計算部25は、例えば、式(5)に示されるように、時刻kにおける出力指令値Eである出力指令値E(k)を計算する。なお、閾値−β(第1閾値)は、変化率v~(k;h)に関する閾値であり、商用電力系統2に対して許容される出力Psの単位時間当たりの減少率である。閾値β(第2閾値)は、変化率a(k)に関する閾値であり、商用電力系統2に対して許容される出力Psの単位時間当たりの増加率である。閾値−β及び閾値βは、予め設定されており、例えば、電力事業者によって指定される変化率である。変化率v~(k;h)に関する閾値と、変化率a(k)に関する閾値とで、絶対値が異なる値に設定されてもよい。また、出力Emaxは、パワーコンディショナ12が出力可能な最大出力である。時刻0における出力指令値E(0)は、出力Emaxに設定される。

Figure 0006724612
The command value calculation unit 25 functions as a command value calculation unit that calculates the output command value E 1 based on the change rate. Command value calculating unit 25, for example, as shown in equation (5), calculates the output command value E 1 in the form of the output instruction value E 1 (k 1) at time k 1. The threshold value-β (first threshold value) is a threshold value related to the rate of change v~(k 1 ; h), and is a rate of decrease of the output Ps per unit time allowed for the commercial power system 2. The threshold value β (second threshold value) is a threshold value relating to the change rate a 1 (k 1 ) and is an increase rate per unit time of the output Ps allowed for the commercial power system 2. The threshold value-β and the threshold value β are set in advance and are, for example, change rates designated by the electric power company. Absolute values may be set to different values for the threshold values for change rates v to (k 1 ; h) and the threshold values for change rate a 1 (k 1 ). The output E max is the maximum output that the power conditioner 12 can output. The output command value E 1 (0) at time 0 is set to the output E max .
Figure 0006724612

変化率v~(k;h)が閾値−βよりも小さい場合、時刻kから予測時間hが経過するまでの間に閾値βを超える発電量Pgの急減が予測される。この場合、指令値計算部25は、パワーコンディショナ12の出力を第1電力量だけ減少させるように、出力指令値Eを計算する。具体的には、指令値計算部25は、時刻kにおける近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))と時刻k−1における出力指令値E(k−1)とのうち小さい方から第1電力量を減算し、その減算結果と0とのうち大きい方を出力指令値E(k)とする。前の時刻k−1において、パワーコンディショナ12の出力が抑制されていることがあるので、出力指令値E(k−1)が考慮される。また、出力指令値E(k)が負の値とならないように、上記減算結果と0との比較が行われる。この例では、第1電力量は、β×ΔTに設定される。つまり、指令値計算部25は、出力指令値E(k)を許容される変化率で減少させる。これにより、見かけ上の発電量Pgの急減が緩和される。 When the rate of change v~(k 1 ; h) is smaller than the threshold value -β, it is predicted that the power generation amount Pg exceeding the threshold value β will suddenly decrease from the time k 1 until the prediction time h elapses. In this case, the command value calculation unit 25 calculates the output command value E 1 so as to reduce the output of the power conditioner 12 by the first power amount. Specifically, the command value calculating unit 25, the approximation function value f at time k 1 (k 1 ΔT 1; a 1 (k 1), b 1 (k 1)) and the output command value at time k 1 -1 The first electric energy is subtracted from the smaller one of E 1 (k 1 -1), and the larger one of the subtraction result and 0 is set as the output command value E 1 (k 1 ). Since the output of the power conditioner 12 may be suppressed at the previous time k 1 -1, the output command value E 1 (k 1 -1) is considered. Further, the subtraction result is compared with 0 so that the output command value E 1 (k 1 ) does not become a negative value. In this example, the first power amount is set to β×ΔT 1 . That is, the command value calculation unit 25 reduces the output command value E 1 (k 1 ) at an allowable change rate. This alleviates the sudden decrease in the apparent power generation amount Pg.

指令値計算部25は、変化率v~(k;h)が閾値−β以上であり、かつ、変化率a(k)が閾値βよりも大きい場合、時刻kから予測時間hが経過するまでの間に閾値βを超える発電量Pgの急減は予測されないが、時刻kにおいて閾値βを超える発電量Pgの急増が生じている。この場合、指令値計算部25は、パワーコンディショナ12の出力を第2電力量だけ増加させるように、出力指令値Eを計算する。具体的には、指令値計算部25は、時刻kにおける近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))と時刻k−1における出力指令値E(k−1)とのうち小さい方に第2電力量を加算し、その加算結果と出力Emaxとのうち小さい方を出力指令値E(k)とする。前の時刻k−1において、パワーコンディショナ12の出力が抑制されていることがあるので、出力指令値E(k−1)が考慮される。また、出力指令値E(k)が出力Emaxを超えないように、上記加算結果と出力Emaxとの比較が行われる。この例では、第2電力量は、β×ΔTに設定される。つまり、指令値計算部25は、出力指令値E(k)を許容される変化率で増加させる。これにより、見かけ上の発電量Pgの急増が緩和される。 When the rate of change v~(k 1 ; h) is greater than or equal to the threshold value -β and the rate of change a 1 (k 1 ) is greater than the threshold value β, the command value calculation unit 25 starts the prediction time h from the time k 1. Although a sudden decrease in the power generation amount Pg exceeding the threshold β is not predicted until the time elapses, a rapid increase in the power generation amount Pg exceeding the threshold β occurs at the time k 1 . In this case, the command value calculation unit 25 calculates the output command value E 1 so as to increase the output of the power conditioner 12 by the second power amount. Specifically, the command value calculating unit 25, the approximation function value f at time k 1 (k 1 ΔT 1; a 1 (k 1), b 1 (k 1)) and the output command value at time k 1 -1 The second electric energy is added to the smaller one of E 1 (k 1 -1), and the smaller one of the addition result and the output E max is set as the output command value E 1 (k 1 ). Since the output of the power conditioner 12 may be suppressed at the previous time k 1 -1, the output command value E 1 (k 1 -1) is considered. Also, the output instruction value E 1 (k 1) is so as not to exceed the output E max, compared with the output E max and the addition result is performed. In this example, the second power amount is set to β×ΔT 1 . That is, the command value calculation unit 25 increases the output command value E 1 (k 1 ) at an allowable rate of change. This alleviates the sudden increase in the apparent power generation amount Pg.

指令値計算部25は、変化率v~(k;h)が閾値−β以上であり、かつ、変化率a(k)が閾値β以下である場合、時刻kから予測時間hが経過するまでの間に閾値βを超える発電量Pgの急減は予測されず、時刻kにおいて閾値βを超える発電量Pgの急増もない。この場合、指令値計算部25は、出力指令値E(k−1)に第2電力量を加算し、その加算結果と出力Emaxとのうち小さい方を出力指令値E(k)とする。つまり、指令値計算部25は、出力Emax以下の範囲内で出力指令値E(k)を許容される変化率で増加させる。 When the rate of change v~(k 1 ; h) is greater than or equal to the threshold value-β and the rate of change a 1 (k 1 ) is less than or equal to the threshold value β, the command value calculation unit 25 predicts the predicted time h from the time k 1. A sudden decrease in the power generation amount Pg exceeding the threshold β is not predicted until the time elapses, and there is no sudden increase in the power generation amount Pg exceeding the threshold β at time k 1 . In this case, the command value calculation unit 25 adds the second power amount to the output command value E 1 (k 1 -1), and the smaller one of the addition result and the output E max is the output command value E 1 (k. 1 ). That is, the command value calculation unit 25 increases the output command value E 1 (k 1 ) within the range of the output E max or less at an allowable change rate.

なお、式(5)に示されるように、発電量Pgの急減が予測される場合の対応が優先される。例えば、時刻kにおいて閾値βを超える発電量Pgの急増が生じていても、時刻kから予測時間hが経過するまでの間に閾値βを超える発電量Pgの急減が予測される場合には、発電量Pgの急減を見越して、時刻kにおける近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))と時刻k−1における出力指令値E(k−1)とのうち小さい方から第1電力量を減算し、その減算結果を出力指令値E(k)とする。指令値計算部25は、計算した出力指令値E(k)を出力部29に出力する。 In addition, as shown in the equation (5), priority is given to the case where the sudden decrease in the power generation amount Pg is predicted. For example, even if surge of power generation amount Pg exceeding the threshold β is generated at time k 1, when the rapid decrease of the power generation amount Pg exceeding a threshold β during the period from the time k 1 until the predicted time h elapses is predicted is in anticipation of the rapid decrease of the power generation amount Pg, approximation function value f at time k 1 (k 1 ΔT 1; a 1 (k 1), b 1 (k 1)) and the time k 1 output command value at -1 E The first electric energy is subtracted from the smaller one of 1 (k 1 -1) and the result of the subtraction is the output command value E 1 (k 1 ). The command value calculation unit 25 outputs the calculated output command value E 1 (k 1 ) to the output unit 29.

また、発電量Pgの急増に対しては、現在の変化率a(k)によって発電量Pgの急増が認識されてからでも、出力指令値E(k)の増加率を抑えることが可能である。一方、発電量Pgの急減に対しては、出力指令値E(k)は、発電量Pgの急減に従って減少するので、現在の変化率a(k)によって発電量Pgの急減が認識された段階では、対応が困難である。このため、発電量Pgの急減を予測することによって、出力指令値E(k)の減少率を抑えながら、出力指令値E(k)が徐々に減少される。 Further, with respect to the rapid increase in the power generation amount Pg, the increase rate of the output command value E 1 (k 1 ) is suppressed even after the rapid change in the power generation amount Pg is recognized based on the current change rate a 1 (k 1 ). Is possible. On the other hand, with respect to the sudden decrease in the power generation amount Pg, the output command value E 1 (k 1 ) decreases in accordance with the rapid decrease in the power generation amount Pg. Therefore, the current change rate a 1 (k 1 ) causes At the stage of recognition, it is difficult to respond. Thus, by predicting the rapid decrease of the power generation amount Pg, while suppressing the decrease rate of the output command value E 1 (k 1), the output command value E 1 (k 1) is gradually reduced.

電力量取得部26は、パワーコンディショナ12から出力される交流電力の電力量を計測した計測値p(第2計測値)を取得する電力量取得手段として機能する。電力量取得部26は、例えば、電力計14から出力された電力量Pcを所定のサンプリング間隔ΔTで計測値pとして取得するとともに、計測値pを計測した時刻kを取得する。以降、時刻kの計測値pを計測値p(k)と表す。なお、時刻kは、0,1,2,…の整数値であり、時刻kに対応する実時間tは、k×ΔTである。実時間tが0となる基準時刻は、任意の制御実行タイミングに設定され得る。サンプリング間隔ΔTは、後述する蓄電装置制御の制御周期であり、例えば、1秒から10秒程度である。電力量取得部26は、時刻kに達したか否かを判定し、時刻kに達したと判定した場合に、計測値p(k)及び時刻kを取得する。電力量取得部26は、取得した計測値p(k)と時刻kとを対応付けて第2計測データとして計測データ記憶部27に記憶する。 The power amount acquisition unit 26 functions as a power amount acquisition unit that acquires a measurement value p 2 (second measurement value) obtained by measuring the power amount of the AC power output from the power conditioner 12. The power amount acquisition unit 26 acquires, for example, the power amount Pc output from the power meter 14 as the measurement value p 2 at a predetermined sampling interval ΔT 2 , and also acquires the time k 2 at which the measurement value p 2 was measured. Hereinafter, the measurement value p 2 at time k 2 will be referred to as a measurement value p 2 (k 2 ). The time k 2 is 0, 1, 2, ... is an integer, real time t 2 corresponding to the time k 2 is the k 2 × [Delta] T 2. The reference time at which the real time t 2 becomes 0 can be set to any control execution timing. The sampling interval ΔT 2 is a control cycle of power storage device control described later, and is, for example, about 1 second to 10 seconds. Power amount obtaining unit 26 determines whether it has reached the time k 2, if it is determined to have reached the time k 2, acquires the measured value p 2 (k 2) and the time k 2. The power amount acquisition unit 26 stores the acquired measurement value p 2 (k 2 ) and the time k 2 in association with each other in the measurement data storage unit 27 as the second measurement data.

計測データ記憶部27は、第2計測データを記憶する第2計測データ記憶手段として機能する。計測データ記憶部27は、時系列の複数の第2計測データを記憶している。 The measurement data storage unit 27 functions as a second measurement data storage unit that stores the second measurement data. The measurement data storage unit 27 stores a plurality of time-series second measurement data.

制御目標値計算部28は、制御目標値Eを計算する制御目標値計算手段として機能する。制御目標値Eの計算に関しては、公知の手法が用いられ得る。ここでは、出力指令値Eと同様に、計測値p(k)を1次関数で近似することにより、制御目標値Eを計算する手法を説明する。制御目標値計算部28は、例えば、各時刻k(k=0,1,2,…)において、計測値p(k)のトレンドを時間に関する1次関数で近似する。制御目標値計算部28は、例えば、最小二乗法を用いて近似関数を計算する。 The control target value calculation unit 28 functions as control target value calculation means for calculating the control target value E 2 . A known method can be used for calculating the control target value E 2 . Here, a method of calculating the control target value E 2 by approximating the measured value p 2 (k 2 ) with a linear function, as with the output command value E 1 , will be described. The control target value calculation unit 28 approximates the trend of the measured value p 2 (k 2 ) at each time k 2 (k 2 =0, 1, 2,...) With a linear function with respect to time, for example. The control target value calculation unit 28 calculates an approximate function using, for example, the least square method.

制御目標値計算部28は、式(6)に示されるように、時刻kにおける電力量Pcの近似関数値(平滑値)f(kΔT;a(k),b(k))を計算する。

Figure 0006724612
The control target value calculation unit 28 calculates the approximate function value (smooth value) f(k 2 ΔT 2 ; a 2 (k 2 ), b 2 (of the power amount Pc at the time k 2 as shown in the equation (6). k 2 )) is calculated.
Figure 0006724612

ここで、変化率a(k)及び切片b(k)は、式(7)及び式(8)に示されるように、例えば最小二乗法により求められる。なお、近似に用いられるデータ数Mは、予め定められている。データ数Mは、例えば数百から数千程度である。

Figure 0006724612

Figure 0006724612
Here, the rate of change a 2 (k 2 ) and the intercept b 2 (k 2 ) are obtained by, for example, the least squares method, as shown in Expressions (7) and (8). The number M 2 of data used for the approximation is predetermined. The number M 2 of data is, for example, several hundreds to several thousands.
Figure 0006724612

Figure 0006724612

制御目標値計算部28は、近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))を、時刻kにおける制御目標値Eである制御目標値E(k)に設定する。制御目標値計算部28は、計算した制御目標値E(k)を出力部29に出力する。 The control target value calculation unit 28 sets the approximate function value f(k 2 ΔT 2 ; a 2 (k 2 ), b 2 (k 2 )) to the control target value E 2 that is the control target value E 2 at time k 2 . Set to (k 2 ). The control target value calculation unit 28 outputs the calculated control target value E 2 (k 2 ) to the output unit 29.

出力部29は、指令値計算部25によって計算された出力指令値E(k)を制御装置18に送信するとともに、制御目標値計算部28によって計算された制御目標値E(k)を制御装置19に送信する出力手段として機能する。出力部29は、指令値計算部25から出力指令値E(k)を受信すると、受信した出力指令値E(k)を制御装置18に送信する。出力部29は、制御目標値計算部28から制御目標値E(k)を受信すると、受信した制御目標値E(k)を制御装置19に送信する。 The output unit 29 transmits the output command value E 1 (k 1 ) calculated by the command value calculation unit 25 to the control device 18, and the control target value E 2 (k 2 calculated by the control target value calculation unit 28. ) To the control device 19 and functions as an output unit. When the output unit 29 receives the output command value E 1 (k 1 ) from the command value calculation unit 25, the output unit 29 transmits the received output command value E 1 (k 1 ) to the control device 18. Upon receiving the control target value E 2 (k 2 ) from the control target value calculation unit 28, the output unit 29 transmits the received control target value E 2 (k 2 ) to the control device 19.

発電量取得部21、予測値取得部23、変化率計算部24、指令値計算部25、及び出力部29はそれぞれ、パワーコンディショナ制御の制御継続フラグがパワーコンディショナ制御の継続を示しているか否かを判定し、制御継続フラグがパワーコンディショナ制御の継続を示している場合に、各処理を行うようにしてもよい。電力量取得部26、制御目標値計算部28、及び出力部29はそれぞれ、蓄電装置制御の制御継続フラグが蓄電装置制御の継続を示しているか否かを判定し、制御継続フラグが蓄電装置制御の継続を示している場合に、各処理を行うようにしてもよい。 Whether the power generation amount acquisition unit 21, the predicted value acquisition unit 23, the change rate calculation unit 24, the command value calculation unit 25, and the output unit 29 respectively indicate that the control continuation flag of the power conditioner control indicates continuation of the power conditioner control. Each process may be performed when it is determined whether or not the control continuation flag indicates continuation of the power conditioner control. The power amount acquisition unit 26, the control target value calculation unit 28, and the output unit 29 each determine whether or not the control continuation flag of the power storage device control indicates continuation of the power storage device control, and the control continuation flag indicates that the power storage device control. Each process may be performed when the continuation of is indicated.

次に、図4及び図5を参照して、出力平滑化装置20が実行する出力平滑化方法の一連の処理を説明する。図4は、出力平滑化装置20が実行するパワーコンディショナ制御の一例を示すフローチャートである。図5は、出力平滑化装置20が実行する蓄電装置制御の一例を示すフローチャートである。図4及び図5に示される処理は、例えば出力平滑化装置20の起動に応じて開始されてもよく、所定の時間間隔で繰り返し開始されてもよい。 Next, a series of processes of the output smoothing method executed by the output smoothing apparatus 20 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the power conditioner control executed by the output smoothing device 20. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the power storage device control executed by the output smoothing device 20. The processes shown in FIGS. 4 and 5 may be started, for example, in response to the activation of the output smoothing device 20, or may be repeatedly started at predetermined time intervals.

図4に示されるパワーコンディショナ制御では、まず、発電量取得部21が、制御継続フラグがパワーコンディショナ制御の継続を示しているか否かを判定する(ステップS11)。ステップS11において、制御継続フラグがパワーコンディショナ制御の継続を示していると判定された場合(ステップS11;Yes)、発電量取得部21は、出力指令値Eの更新時刻である時刻kに達したか否かを判定する(ステップS12)。ステップS12において、時刻kに達していないと判定された場合(ステップS12;No)、ステップS11の判定が再び行われる。一方、ステップS12において、時刻kに達したと判定された場合(ステップS12;Yes)、発電量取得部21は、電力計13から発電量Pgを計測値p(k)として取得するとともに、計測値p(k)を計測した時刻kを取得する。そして、発電量取得部21は、取得した計測値p(k)と時刻kとを対応付けて第1計測データとして計測データ記憶部22に記憶する(ステップS13)。 In the power conditioner control shown in FIG. 4, first, the power generation amount acquisition unit 21 determines whether or not the control continuation flag indicates continuation of the power conditioner control (step S11). In step S11, when the control continuation flag is determined to indicate the continuation of the power conditioner control (step S11; Yes), the power generation amount acquisition unit 21, the time k 1 is an update time of the output command value E 1 It is determined whether or not (step S12). In step S12, if it is determined not to reach the time k 1 (step S12; No), the determination of step S11 is performed again. On the other hand, in step S12, if it is determined to have reached the time k 1 (step S12; Yes), the power generation amount acquisition unit 21 acquires the amount of power generation Pg as a measurement value p 1 (k 1) from the power meter 13 At the same time, the time k 1 at which the measurement value p 1 (k 1 ) is measured is acquired. Then, the power generation amount acquisition unit 21 stores the acquired measurement value p 1 (k 1 ) and the time k 1 in association with each other in the measurement data storage unit 22 as the first measurement data (step S13).

続いて、変化率計算部24は、データ数M個以上の第1計測データが計測データ記憶部22に記憶されているか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14において、データ数M個未満の第1計測データが計測データ記憶部22に記憶されていると判定された場合(ステップS14;No)、ステップS11の判定が再び行われる。一方、ステップS14において、データ数M個以上の第1計測データが計測データ記憶部22に記憶されていると判定された場合(ステップS14;Yes)、変化率計算部24は、計測データ記憶部22に記憶されている第1計測データから、最新のデータ数M個の第1計測データを時系列データとして抽出する(ステップS15)。 Subsequently, the change rate calculating unit 24 determines whether or not the first measurement data of the data number M 1 or more is stored in the measurement data storage unit 22 (step S14). When it is determined in step S14 that the first measurement data of less than the data number M 1 is stored in the measurement data storage unit 22 (step S14; No), the determination of step S11 is performed again. On the other hand, in step S14, when it is determined that the first measurement data of the data number M 1 or more is stored in the measurement data storage unit 22 (step S14; Yes), the change rate calculation unit 24 stores the measurement data. The first measurement data of the latest data number M 1 is extracted as time series data from the first measurement data stored in the unit 22 (step S15).

続いて、変化率計算部24は、ステップS15において抽出された時系列データを用いて、変化率a(k)を計算する(ステップS16)。具体的には、変化率計算部24は、式(2)に示されるように、時系列データを用いた最小二乗法により、変化率a(k)を計算する。また、変化率計算部24は、式(3)に示されるように、時系列データを用いた最小二乗法により、切片b(k)を計算する。そして、変化率計算部24は、式(1)に示されるように、時刻kにおける発電量Pgの近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))を計算する。そして、変化率計算部24は、近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))及び変化率a(k)を指令値計算部25に出力する。 Subsequently, the change rate calculation unit 24 calculates the change rate a 1 (k 1 ) using the time-series data extracted in step S15 (step S16). Specifically, the change rate calculation unit 24 calculates the change rate a 1 (k 1 ) by the least squares method using the time series data, as shown in Expression (2). Further, the change rate calculating unit 24 calculates the intercept b 1 (k 1 ) by the least squares method using the time series data, as shown in Expression (3). Then, the change rate calculating unit 24, as shown in the equation (1), approximate function value f(k 1 ΔT 1 ; a 1 (k 1 ), b 1 (k 1 ) of the power generation amount Pg at the time k 1 . ) Is calculated. Then, the change rate calculation unit 24 outputs the approximate function value f(k 1 ΔT 1 ; a 1 (k 1 ), b 1 (k 1 )) and the change rate a 1 (k 1 ) to the command value calculation unit 25. To do.

続いて、予測値取得部23は、時刻kにおいて、予測時間h先の予測値f~(k+h)を発電量予測システム30から取得する(ステップS17)。そして、予測値取得部23は、取得した予測値f~(k+h)を変化率計算部24に出力する。 Subsequently, the predicted value acquisition unit 23 acquires the predicted value f to (k 1 +h) ahead of the predicted time h from the power generation prediction system 30 at time k 1 (step S17). Then, the predicted value acquisition unit 23 outputs the acquired predicted values f to (k 1 +h) to the change rate calculation unit 24.

続いて、変化率計算部24は、ステップS17において取得された予測値f~(k+h)に基づいて、変化率v~(k;h)を計算する(ステップS18)。具体的には、変化率計算部24は、式(4)に示されるように、予測値f~(k+h)を用いて、変化率v~(k;h)を計算する。そして、変化率計算部24は、変化率v~(k;h)を指令値計算部25に出力する。 Subsequently, the change rate calculating section 24, based on the predicted value f ~ acquired in step S17 (k 1 + h), the change rate v ~; calculating a (k 1 h) (step S18). Specifically, the change rate calculating section 24, as shown in equation (4), using the prediction value f ~ (k 1 + h) , the change rate v ~; calculating a (k 1 h). Then, the change rate calculation unit 24 outputs the change rate v~(k 1 ; h) to the command value calculation unit 25.

続いて、指令値計算部25は、ステップS16において計算された変化率a(k)及びステップS18において計算された変化率v~(k;h)に基づいて、出力指令値Eを計算する(ステップS19)。具体的には、指令値計算部25は、式(5)に示されるように、出力指令値E(k)を計算する。そして、指令値計算部25は、計算した出力指令値E(k)を出力部29に出力する。 Subsequently, the command value calculation unit 25 outputs the output command value E 1 based on the change rate a 1 (k 1 ) calculated in step S16 and the change rate v to (k 1 ; h) calculated in step S18. Is calculated (step S19). Specifically, the command value calculation unit 25 calculates the output command value E 1 (k 1 ) as shown in equation (5). Then, the command value calculation unit 25 outputs the calculated output command value E 1 (k 1 ) to the output unit 29.

続いて、出力部29は、ステップS19において計算された出力指令値E(k)を制御装置18に送信し(ステップS20)、ステップS11の判定が再び行われる。ステップS11において、制御継続フラグがパワーコンディショナ制御の停止を示していると判定された場合(ステップS11;No)、パワーコンディショナ制御の一連の処理が終了する。なお、ステップS11は、ステップS12の前に限られず、各ステップの前に行われてもよい。 Subsequently, the output unit 29 transmits the calculated output command value E 1 a (k 1) to the control device 18 in step S19 (step S20), the determination of step S11 is performed again. When it is determined in step S11 that the control continuation flag indicates the stop of the power conditioner control (step S11; No), the series of processes of the power conditioner control ends. Note that step S11 is not limited to being performed before step S12, and may be performed before each step.

このように、パワーコンディショナ制御では、変化率a(k)及び変化率v~(k;h)に基づいて、パワーコンディショナ12の出力が適宜抑制される。これにより、粗く平滑化された電力量Pcの交流電力がパワーコンディショナ12から出力される。 As described above, in the power conditioner control, the output of the power conditioner 12 is appropriately suppressed based on the rate of change a 1 (k 1 ) and the rates of change v to (k 1 ; h). As a result, the roughly smoothed AC power having the power amount Pc is output from the power conditioner 12.

図5に示される蓄電装置制御では、まず、電力量取得部26が、制御継続フラグが蓄電装置制御の継続を示しているか否かを判定する(ステップS31)。ステップS31において、制御継続フラグが蓄電装置制御の継続を示していると判定された場合(ステップS31;Yes)、電力量取得部26は、制御目標値Eの更新時刻である時刻kに達したか否かを判定する(ステップS32)。ステップS32において、時刻kに達していないと判定された場合(ステップS32;No)、ステップS31の判定が再び行われる。一方、ステップS32において、時刻kに達したと判定された場合(ステップS32;Yes)、電力量取得部26は、電力計14から電力量Pcを計測値p(k)として取得するとともに、計測値p(k)を計測した時刻kを取得する。そして、電力量取得部26は、取得した計測値p(k)と時刻kとを対応付けて第2計測データとして計測データ記憶部27に記憶する(ステップS33)。 In the power storage device control illustrated in FIG. 5, first, the power amount acquisition unit 26 determines whether the control continuation flag indicates continuation of the power storage device control (step S31). When it is determined in step S31 that the control continuation flag indicates continuation of the power storage device control (step S31; Yes), the power amount acquisition unit 26 sets the control target value E 2 at time k 2 that is the update time. It is determined whether it has reached (step S32). In step S32, if it is determined not to reach the time k 2 (step S32; No), the determination of step S31 is performed again. On the other hand, in step S32, if it is determined to have reached the time k 2 (step S32; Yes), the power amount acquisition section 26 acquires a power amount Pc from the power meter 14 as a measurement value p 2 (k 2) At the same time, the time k 2 at which the measurement value p 2 (k 2 ) is measured is acquired. Then, the power amount acquisition unit 26 stores the acquired measurement value p 2 (k 2 ) and the time k 2 in association with each other in the measurement data storage unit 27 as the second measurement data (step S33).

続いて、制御目標値計算部28は、データ数M個以上の第2計測データが計測データ記憶部27に記憶されているか否かを判定する(ステップS34)。ステップS34において、データ数M個未満の第2計測データが計測データ記憶部27に記憶されていると判定された場合(ステップS34;No)、ステップS31の判定が再び行われる。一方、ステップS34において、データ数M個以上の第2計測データが計測データ記憶部27に記憶されていると判定された場合(ステップS34;Yes)、制御目標値計算部28は、計測データ記憶部27に記憶されている第2計測データから、最新のデータ数M個の第2計測データを時系列データとして抽出する(ステップS35)。 Then, the control target value calculation unit 28 determines whether or not the second measurement data of the data number M 2 or more is stored in the measurement data storage unit 27 (step S34). When it is determined in step S34 that the second measurement data of which the number of data is less than M 2 is stored in the measurement data storage unit 27 (step S34; No), the determination of step S31 is performed again. On the other hand, when it is determined in step S34 that the second measurement data having the data number M 2 or more is stored in the measurement data storage unit 27 (step S34; Yes), the control target value calculation unit 28 determines the measurement data. From the second measurement data stored in the storage unit 27, the latest measurement number M 2 of second measurement data is extracted as time-series data (step S35).

続いて、制御目標値計算部28は、計測値p(k)のトレンドを時間に関する1次関数で近似する(ステップS36)。具体的には、制御目標値計算部28は、式(7)及び式(8)に示されるように、ステップS35において抽出された時系列データを用いた最小二乗法により、変化率a(k)及び切片b(k)を計算する。そして、制御目標値計算部28は、式(6)に示されるように、時刻kにおける電力量Pcの近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))を計算する。 Subsequently, the control target value calculation unit 28 approximates the trend of the measured value p 2 (k 2 ) with a linear function with respect to time (step S36). Specifically, the control target value calculation unit 28 uses the least-squares method using the time-series data extracted in step S35, as shown in equations (7) and (8), to calculate the change rate a 2 ( k 2 ) and the intercept b 2 (k 2 ) are calculated. Then, the control target value calculation unit 28, as shown in Expression (6), approximate function value f(k 2 ΔT 2 ; a 2 (k 2 ), b 2 (k 2 ) of the power amount Pc at the time k 2 . )) is calculated.

続いて、制御目標値計算部28は、近似関数値f(kΔT;a(k),b(k))を制御目標値E(k)に設定する(ステップS37)。そして、制御目標値計算部28は、計算した制御目標値E(k)を出力部29に出力する。 Subsequently, the control target value calculation unit 28 sets the approximate function value f(k 2 ΔT 2 ; a 2 (k 2 ), b 2 (k 2 )) to the control target value E 2 (k 2 ) (step S37). Then, the control target value calculation unit 28 outputs the calculated control target value E 2 (k 2 ) to the output unit 29.

続いて、出力部29は、ステップS37において計算された制御目標値E(k)を制御装置19に送信し(ステップS38)、ステップS31の判定が再び行われる。ステップS31において、制御継続フラグが蓄電装置制御の停止を示していると判定された場合(ステップS31;No)、蓄電装置制御の一連の処理が終了する。なお、ステップS31は、ステップS32の前に限られず、各ステップの前に行われてもよい。 Subsequently, the output unit 29 transmits the calculated control target value E 2 (k 2) to the controller 19 in step S37 (step S38), the determination of step S31 is performed again. When it is determined in step S31 that the control continuation flag indicates that the power storage device control is stopped (step S31; No), a series of processes of the power storage device control ends. Note that step S31 is not limited to being performed before step S32, and may be performed before each step.

このように、蓄電装置制御では、パワーコンディショナ制御により粗い平滑化が行われた後に、蓄電装置16の充放電制御によって、出力Psの細かい平滑化が行われる。 As described above, in the power storage device control, the output Ps is finely smoothed by charge/discharge control of the power storage device 16 after rough smoothing is performed by the power conditioner control.

次に、図6〜図8を参照して出力平滑化装置20及び出力平滑化装置20が行う出力平滑化方法の作用効果を説明する。図6は、発電量Pgの急増時における平滑化処理を説明するための図である。図7は、発電量Pgの急減時における平滑化処理を説明するための図である。図8は、発電量Pgの急減時における比較例の平滑化処理を説明するための図である。図6〜図8の横軸は時刻を示し、縦軸は電力(量)を示している。 Next, the operation and effect of the output smoothing device 20 and the output smoothing method performed by the output smoothing device 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram for explaining the smoothing process when the power generation amount Pg rapidly increases. FIG. 7 is a diagram for explaining the smoothing process when the power generation amount Pg is sharply reduced. FIG. 8 is a diagram for explaining the smoothing process of the comparative example when the power generation amount Pg is sharply reduced. 6 to 8, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents power (quantity).

図8に示される比較例では、発電量Pgの急減に対して、蓄電装置の放電によって出力Psが平滑化される。この場合、出力Ps(制御目標値E)と発電量Pgとの差分(図8の出力Psと発電量Pgとによって囲まれた領域)に相当する電力量を蓄電装置が放電する必要がある。発電量Pgの急増に対しても同様に、出力Ps(制御目標値E)と発電量Pgとの差分に相当する電力量を蓄電装置が充電する必要がある。このため、充放電が可能な程度に蓄電装置の容量を大きくする必要があり、蓄電装置のコストが増加する。 In the comparative example shown in FIG. 8, the output Ps is smoothed by the discharge of the power storage device with respect to the sudden decrease in the power generation amount Pg. In this case, the power storage device needs to discharge a power amount corresponding to the difference between the output Ps (control target value E 2 ) and the power generation amount Pg (a region surrounded by the output Ps and the power generation amount Pg in FIG. 8 ). .. Similarly, when the power generation amount Pg rapidly increases, the power storage device needs to charge the power amount corresponding to the difference between the output Ps (control target value E 2 ) and the power generation amount Pg. Therefore, it is necessary to increase the capacity of the power storage device to such an extent that charging/discharging is possible, which increases the cost of the power storage device.

一方、図6に示されるように、出力平滑化装置20では、発電量Pgの急増時には、パワーコンディショナ12から出力される交流電力の電力量Pcが逐次抑制される。これにより、見かけ上、電力量Pcの急増が緩和される。また、図7に示されるように、出力平滑化装置20では、発電量Pgの急減時には、発電量Pgの急減が予測された時点でパワーコンディショナ12から出力される交流電力の電力量Pcが予め抑制される。これにより、見かけ上、電力量Pcの急減が緩和される。 On the other hand, as shown in FIG. 6, in the output smoothing device 20, the power amount Pc of the AC power output from the power conditioner 12 is sequentially suppressed when the power generation amount Pg rapidly increases. This apparently alleviates the sudden increase in the power amount Pc. Further, as shown in FIG. 7, in the output smoothing device 20, when the power generation amount Pg sharply decreases, the power amount Pc of the AC power output from the power conditioner 12 is predicted at the time when the power generation amount Pg is predicted to sharply decrease. It is suppressed in advance. This apparently alleviates the sudden decrease in the power amount Pc.

このように、出力平滑化装置20では、発電量Pgの急増又は急減に合わせて出力指令値Eを設定することによってパワーコンディショナ12の出力が抑制される。これにより、発電量Pgの変動がある程度平滑化されて、電力量Pcが得られる。そして、予測しきれない発電量Pgの瞬時的な急増及び急減等に起因する電力量Pcの変動に対しては、制御目標値Eと電力量Pcとの差分が蓄電装置16の充放電によって補われることで、出力Psの平滑化が行われる。このため、図8に示される比較例と比較して、蓄電装置16の容量を低減することが可能となり、発電システム1の建設コストを低減することが可能となる。 As described above, in the output smoothing device 20, the output of the power conditioner 12 is suppressed by setting the output command value E 1 in accordance with the sudden increase or the sudden decrease of the power generation amount Pg. Thereby, the fluctuation of the power generation amount Pg is smoothed to some extent, and the power amount Pc is obtained. Then, with respect to the fluctuation of the electric power amount Pc caused by the sudden sudden increase and the sudden decrease of the electric power generation amount Pg which cannot be predicted, the difference between the control target value E 2 and the electric power amount Pc depends on the charging/discharging of the power storage device 16. By being supplemented, the output Ps is smoothed. Therefore, as compared with the comparative example shown in FIG. 8, the capacity of power storage device 16 can be reduced, and the construction cost of power generation system 1 can be reduced.

以上説明したように、出力平滑化装置20及び出力平滑化方法では、再生可能エネルギー発電装置11の発電量を計測した計測値p(k)に基づいて、発電量の時刻kにおける変化率a(k)、及び時刻kから予測時間hが経過するまでの間の変化率v~(k;h)が計算され、変化率a(k)及び変化率v~(k;h)に基づいて、パワーコンディショナ12から出力される交流電力の電力量Pcの上限値を規定する出力指令値E(k)が計算される。変化率a(k)及び変化率v~(k;h)によって、発電量Pgの増減の傾向(トレンド)を把握することができるので、その発電量Pgの増減の傾向に応じて、パワーコンディショナ12の出力変動(電力量Pcの変動)を低減するように出力指令値E(k)が計算される。発電量Pgが急減することが予測される場合には、パワーコンディショナ12から出力される交流電力の電力量Pcを急減させないように出力指令値E(k)が計算され、発電量Pgが急増している場合には、電力量Pcを急増させないように出力指令値E(k)が計算される。さらに、電力量Pcに応じて、制御目標値E(k)が計算される。 As described above, in the output smoothing device 20 and the output smoothing method, the change in the power generation amount at time k 1 is based on the measured value p 1 (k 1 ) of the power generation amount of the renewable energy power generation device 11. The rate a 1 (k 1 ) and the rate of change v ~ (k 1 ; h) from the time k 1 until the prediction time h elapses are calculated, and the rate of change a 1 (k 1 ) and the rate of change v ~ Based on (k 1 ; h), the output command value E 1 (k 1 ) that defines the upper limit value of the electric power amount Pc of the AC power output from the power conditioner 12 is calculated. Since the change rate a 1 (k 1 ) and the change rates v to (k 1 ; h) can be used to grasp the trend (trend) of the increase or decrease in the power generation amount Pg, the power generation amount Pg can be changed in accordance with the increase or decrease tendency. , The output command value E 1 (k 1 ) is calculated so as to reduce the output fluctuation of the power conditioner 12 (the fluctuation of the electric energy Pc). When it is predicted that the power generation amount Pg sharply decreases, the output command value E 1 (k 1 ) is calculated so that the power amount Pc of the AC power output from the power conditioner 12 is not sharply reduced, and the power generation amount Pg In the case where the electric power amount Pc is rapidly increasing, the output command value E 1 (k 1 ) is calculated so that the electric power amount Pc is not rapidly increased. Further, the control target value E 2 (k 1 ) is calculated according to the power amount Pc.

具体的には、変化率v~(k;h)が閾値−βよりも小さい場合には、発電量Pgが今後急減することが予測される。この場合、発電量Pgが急減する前に、出力指令値Eを第1電力量だけ減少させる。この第1電力量は、商用電力系統2に対して許容される出力Psの減少率よりも小さいので、パワーコンディショナ12から出力される交流電力の電力量Pcの変動(減少率)を抑えながら、電力量Pcを減少することができる。そして、電力量Pcを予め減少しておくことで、発電量Pgが急減した際に電力量Pcを急減させる必要性を低下させることができる。このため、発電システム1の出力Psの平滑化のために蓄電装置16から放電されるべき電力量を減らすことができるので、蓄電装置16の容量を低減することが可能となる。 Specifically, when the rate of change v~(k 1 ; h) is smaller than the threshold value -β, it is predicted that the power generation amount Pg will sharply decrease in the future. In this case, the output command value E 1 is reduced by the first power amount before the power generation amount Pg sharply decreases. Since the first power amount is smaller than the reduction rate of the output Ps allowed for the commercial power system 2, the fluctuation (reduction rate) of the power amount Pc of the AC power output from the power conditioner 12 is suppressed. , The power amount Pc can be reduced. Then, by reducing the electric power amount Pc in advance, it is possible to reduce the necessity of sharply reducing the electric power amount Pc when the power generation amount Pg sharply decreases. Therefore, the amount of electric power that should be discharged from the power storage device 16 for smoothing the output Ps of the power generation system 1 can be reduced, so that the capacity of the power storage device 16 can be reduced.

変化率a(k)が閾値βよりも大きい場合には、発電量Pgが急増しているとみなされ得る。この場合、出力指令値Eを第2電力量だけ増加させる。この第2電力量は、商用電力系統2に対して許容される出力Psの増加率よりも小さいので、発電量Pgが急増しても、電力量Pcを急増させないようにすることができる。つまり、電力量Pcの変動(増加率)を抑えながら、電力量Pcを増加することができる。これにより、発電システム1の出力Psの平滑化のために蓄電装置16に充電されるべき電力量を減らすことができるので、蓄電装置16の容量を低減することが可能となる。 When the rate of change a 1 (k 1 ) is larger than the threshold value β, it can be considered that the power generation amount Pg is rapidly increasing. In this case, the output command value E 1 is increased by the second power amount. This second amount of power is smaller than the rate of increase in the output Ps allowed for the commercial power system 2, so that it is possible to prevent the amount of power Pc from increasing sharply even if the amount of power generation Pg increases sharply. That is, it is possible to increase the power amount Pc while suppressing the fluctuation (rate of increase) of the power amount Pc. As a result, the amount of electric power to be charged in power storage device 16 for smoothing output Ps of power generation system 1 can be reduced, so that the capacity of power storage device 16 can be reduced.

以上のように、発電量Pgの急増又は急減が見かけ上緩和されるので、発電システム1の出力Psの平滑化のために蓄電装置16が充放電すべき電力量を減らすことができる。その結果、蓄電装置16の容量を低減しつつ、発電システム1の出力Psの平滑化が可能となる。 As described above, the sudden increase or decrease of the power generation amount Pg is apparently mitigated, so that the power amount to be charged/discharged by the power storage device 16 for smoothing the output Ps of the power generation system 1 can be reduced. As a result, the output Ps of the power generation system 1 can be smoothed while reducing the capacity of the power storage device 16.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、制御装置18と出力平滑化装置20とが便宜上分割されているが、制御装置18と出力平滑化装置20とは同一の装置として構成されてもよい。同様に、上記実施形態では、制御装置19と出力平滑化装置20とが便宜上分割されているが、制御装置19と出力平滑化装置20とは同一の装置として構成されてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the control device 18 and the output smoothing device 20 are divided for convenience, but the control device 18 and the output smoothing device 20 may be configured as the same device. Similarly, in the above embodiment, the control device 19 and the output smoothing device 20 are divided for convenience, but the control device 19 and the output smoothing device 20 may be configured as the same device.

また、出力平滑化装置20は、出力指令値E及び制御目標値Eの計算を行っているが、出力指令値Eの計算だけを行ってもよい。出力指令値E及び制御目標値Eの計算は、それぞれ異なる装置で行われてもよい。例えば、制御装置18が出力指令値Eの計算を行ってもよく、制御装置19が制御目標値Eの計算を行ってもよい。 Further, the output smoothing device 20 calculates the output command value E 1 and the control target value E 2 , but may calculate only the output command value E 1 . The calculation of the output command value E 1 and the control target value E 2 may be performed by different devices. For example, the controller 18 may calculate the output command value E 1 and the controller 19 may calculate the control target value E 2 .

また、制御装置18は、パワーコンディショナ12の仕様等に応じて、パワーコンディショナ12の出力を連続的に調整してもよく、段階的に調整してもよい。 Further, the control device 18 may continuously adjust the output of the power conditioner 12 or may adjust the output of the power conditioner 12 step by step according to the specifications of the power conditioner 12.

また、変化率計算部24は、最小二乗法に限られず、カルマンフィルタ等を用いて変化率a(k)及び切片b(k)を計算してもよい。 Further, the change rate calculation unit 24 is not limited to the least square method, and may calculate the change rate a 1 (k 1 ) and the intercept b 1 (k 1 ) using a Kalman filter or the like.

また、指令値計算部25は、変化率a(k)が閾値βよりも大きい場合に、パワーコンディショナ12の出力を第2電力量だけ増加させるように、出力指令値Eを計算してもよい。 Further, the command value calculation unit 25 calculates the output command value E 1 so as to increase the output of the power conditioner 12 by the second power amount when the change rate a 1 (k 1 ) is larger than the threshold β. You may.

また、上記実施形態では、制御装置18は、パワーコンディショナ12の変換効率を調整することによって、電力量Pcを出力指令値Eよりも小さくしているが、これに限られない。例えば、図9に示されるように、発電システム1は、負荷40をさらに備えていてもよい。負荷40は、パワーコンディショナ12の出力側であって、電力ラインL2の部分L21に接続されている。負荷40としては、例えば、水素製造装置等が挙げられる。この構成では、制御装置18は、出力指令値Eに基づいて、負荷40に供給される電力を調整することによって、電力量Pcを出力指令値Eよりも小さくしてもよい。具体的には、制御装置18は、電力量Pcから出力指令値Eを減算した電力量を負荷40に消費させるように負荷40に指令を送信する。これにより、負荷40は、制御装置18によって指定された電力量の電力を消費する。 Further, in the above-described embodiment, the control device 18 adjusts the conversion efficiency of the power conditioner 12 to make the electric energy Pc smaller than the output command value E 1 , but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the power generation system 1 may further include a load 40. The load 40 is on the output side of the power conditioner 12 and is connected to the portion L21 of the power line L2. Examples of the load 40 include a hydrogen production device. In this configuration, the control device 18 based on the output command value E 1, by adjusting the power supplied to the load 40, may be smaller than the output command value E 1 the amount of power Pc. Specifically, the control device 18 transmits a command to the load 40 so that the load 40 consumes the power amount obtained by subtracting the output command value E 1 from the power amount Pc. As a result, the load 40 consumes the amount of power specified by the control device 18.

1 発電システム
11 再生可能エネルギー発電装置
12 パワーコンディショナ(電力変換装置)
16 蓄電装置
20 出力平滑化装置
21 発電量取得部
22 計測データ記憶部
23 予測値取得部
24 変化率計算部
25 指令値計算部
26 電力量取得部
27 計測データ記憶部
28 制御目標値計算部
29 出力部
30 発電量予測システム
40 負荷
出力指令値
制御目標値
Pc 電力量
Pg 発電量
Ps 出力
1 Power Generation System 11 Renewable Energy Power Generation Device 12 Power Conditioner (Power Converter)
16 power storage device 20 output smoothing device 21 power generation amount acquisition unit 22 measurement data storage unit 23 predicted value acquisition unit 24 change rate calculation unit 25 command value calculation unit 26 power amount acquisition unit 27 measurement data storage unit 28 control target value calculation unit 29 Output unit 30 Power generation amount prediction system 40 Load E 1 Output command value E 2 Control target value Pc Power amount Pg Power generation amount Ps output

Claims (5)

再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置で発電した電力を変換する電力変換装置と、前記電力変換装置の出力側に設けられた蓄電装置と、を備える発電システムの出力を平滑化する出力平滑化装置であって、
前記再生可能エネルギー発電装置で発電した電力の電力量である発電量を計測した第1計測値を取得する発電量取得部と、
前記発電量の予測値に基づく前記発電量の変化率である第1変化率、及び前記第1計測値に基づ前記発電量の変化率であって前記第1変化率とは異なる第2変化率を計算する変化率計算部と、
前記第1変化率及び前記第2変化率に基づいて、前記電力変換装置から出力される出力電力の電力量の上限値を規定するための出力指令値を計算する指令値計算部と、
を備え
前記指令値計算部は、前記第1変化率が第1閾値よりも小さい場合に、前記出力電力の電力量を第1電力量だけ減少させるように、前記出力指令値を計算し、前記第2変化率が第2閾値よりも大きい場合に、前記出力電力の電力量を第2電力量だけ増加させるように、前記出力指令値を計算する、出力平滑化装置。
Smoothing the output of a power generation system including a renewable energy power generation device, a power conversion device that converts the power generated by the renewable energy power generation device, and a power storage device provided on the output side of the power conversion device. An output smoothing device,
A power generation amount acquisition unit that acquires a first measurement value that is a power generation amount that is the amount of power generated by the renewable energy power generation device;
The first change rate is the change in the amount of power generation rate based on the predicted value of the power generation amount, and different second and the first measurement based rather the power generation amount in the value of the rate of change is a to the first change rate a change rate calculating section for calculating a rate of change,
A command value calculation unit that calculates an output command value for defining an upper limit value of the electric energy of the output power output from the power conversion device based on the first rate of change and the second rate of change;
Equipped with
The command value calculation unit calculates the output command value so as to reduce the power amount of the output power by a first power amount when the first change rate is smaller than a first threshold value, and the second An output smoothing device , which calculates the output command value so as to increase the power amount of the output power by a second power amount when the rate of change is larger than a second threshold value .
前記変化率計算部は、第1時刻における前記第1計測値のトレンドを示す近似関数を計算し、前記近似関数の変化率を前記第2変化率とし、
前記変化率計算部は、前記第1時刻の予測時間先の前記予測値から前記近似関数の前記第1時刻における値を減算することによって得られる減算結果を、前記予測時間で除算することによって、前記第1変化率を計算する、請求項1に記載の出力平滑化装置。
The change rate calculation unit calculates an approximation function indicating a trend of the first measurement value at a first time, and sets the change rate of the approximation function as the second change rate,
The change rate calculation unit divides a subtraction result obtained by subtracting the value at the first time of the approximation function from the predicted value ahead of the predicted time of the first time by the predicted time, The output smoothing device according to claim 1, wherein the first rate of change is calculated.
前記出力電力の電力量を計測した第2計測値を取得する電力量取得部と、
前記発電システムの出力の目標値である制御目標値を計算する制御目標値計算部と、
を更に備える、請求項1又は請求項2に記載の出力平滑化装置。
A power amount acquisition unit that acquires a second measurement value that measures the power amount of the output power;
A control target value calculation unit that calculates a control target value that is a target value of the output of the power generation system,
The output smoothing apparatus according to claim 1 , further comprising:
再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置で発電した電力を変換する電力変換装置と、前記電力変換装置の出力側に設けられた蓄電装置と、を備える発電システムの出力を平滑化する出力平滑化装置が実行する出力平滑化方法であって、
前記再生可能エネルギー発電装置で発電した電力の電力量である発電量を計測した第1計測値を取得するステップと、
前記発電量の予測値に基づく前記発電量の変化率である第1変化率、及び前記第1計測値に基づ前記発電量の変化率であって前記第1変化率とは異なる第2変化率を計算するステップと、
前記第1変化率及び前記第2変化率に基づいて、前記電力変換装置から出力される出力電力の電力量の上限値を規定するための出力指令値を計算するステップと、
を含み
前記出力指令値を計算するステップでは、前記第1変化率が第1閾値よりも小さい場合に、前記出力電力の電力量を第1電力量だけ減少させるように、前記出力指令値を計算し、前記第2変化率が第2閾値よりも大きい場合に、前記出力電力の電力量を第2電力量だけ増加させるように、前記出力指令値を計算する、出力平滑化方法。
Smoothing the output of a power generation system including a renewable energy power generation device, a power conversion device that converts the power generated by the renewable energy power generation device, and a power storage device provided on the output side of the power conversion device. An output smoothing method executed by an output smoothing device, comprising:
Acquiring a first measurement value obtained by measuring a power generation amount that is a power amount of power generated by the renewable energy power generation device;
The first change rate is the change in the amount of power generation rate based on the predicted value of the power generation amount, and different second and the first measurement based rather the power generation amount in the value of the rate of change is a to the first change rate Calculating the rate of change ,
Calculating an output command value for defining an upper limit value of the electric energy of the output electric power output from the power conversion device, based on the first change rate and the second change rate;
It includes,
In the step of calculating the output command value, when the first change rate is smaller than a first threshold value, the output command value is calculated so as to reduce the power amount of the output power by a first power amount, An output smoothing method , wherein the output command value is calculated so as to increase the power amount of the output power by the second power amount when the second change rate is larger than a second threshold value .
前記第1変化率及び前記第2変化率を計算するステップでは、
第1時刻における前記第1計測値のトレンドを示す近似関数を計算し、前記近似関数の変化率を前記第2変化率とし、
前記第1時刻の予測時間先の前記予測値から前記近似関数の前記第1時刻における値を減算することによって得られる減算結果を、前記予測時間で除算することによって、前記第1変化率を計算する、請求項4に記載の出力平滑化方法。
In the step of calculating the first rate of change and the second rate of change,
An approximation function indicating a trend of the first measurement value at a first time is calculated, and a rate of change of the approximation function is set to the second rate of change,
The first rate of change is calculated by dividing the subtraction result obtained by subtracting the value at the first time of the approximation function from the predicted value ahead of the predicted time of the first time by the predicted time. The output smoothing method according to claim 4, wherein
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