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JP4992134B2 - Control method and apparatus of photovoltaic power generation system - Google Patents

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JP4992134B2 JP2007225035A JP2007225035A JP4992134B2 JP 4992134 B2 JP4992134 B2 JP 4992134B2 JP 2007225035 A JP2007225035 A JP 2007225035A JP 2007225035 A JP2007225035 A JP 2007225035A JP 4992134 B2 JP4992134 B2 JP 4992134B2
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Description

本発明は太陽光発電システムの制御方法とその装置に関するものである。   The present invention relates to a control method and apparatus for a photovoltaic power generation system.

地球温暖化対策として省エネルギーが叫ばれる一方、電気エネルギーの分野でも再生可能エネルギーの利用が見直され、太陽光発電、風力発電や燃料電池、或いはバイオマス発電など自然エネルギーの分散型発電が盛んになりつつある。このような自然エネルギーを利用した電力システムとしては非特許文献1などによって公知となっており、自然エネルギーのような再生可能エネルギーの本格的導入のためには、配電系統の電圧変動や系統の周波数変動など電力系統に与える影響を緩和する必要がある。   While energy conservation is screamed as a measure against global warming, the use of renewable energy has been reviewed in the field of electrical energy, and distributed generation of natural energy such as solar power generation, wind power generation, fuel cells, or biomass power generation is becoming popular. is there. Such a power system using natural energy is known from Non-Patent Document 1 and the like. For the full-scale introduction of renewable energy such as natural energy, voltage fluctuations in the distribution system and frequency of the system are known. It is necessary to mitigate the effects of fluctuations on the power system.

電気は貯蔵できない特性を有していることから、瞬時瞬時で需要と供給のバランスが一致していないと安定した供給ができないため、既存電力会社の送電ネットワークを利用する事業者は、需要量と供給量について同時同量を達成することが求められている。例えば、従来での制度では30分ごとに送電サービス契約電力の3%の変動範囲内での同時同量が求められている。近年、この変動範囲を弾力化して、30分3%を基本としつつ、10%までは変動の程度に応じた段階別の不足供給料金(インバランス料金)を設定している。   Since electricity cannot be stored, if the balance between demand and supply does not match instantaneously and instantaneously, stable supply cannot be achieved. It is required to achieve the same amount of supply. For example, in the conventional system, the same amount within a fluctuation range of 3% of the transmission service contract power is required every 30 minutes. In recent years, the fluctuation range has been made elastic, and a short supply charge (imbalance charge) is set for each stage according to the degree of fluctuation up to 10%, while being basically 3% for 30 minutes.

また、送電ネットワークを利用する事業者は、電力系統との協調として、負荷平準化と電力品質向上で系統に寄与する運転も求められている。負荷平準化は、ピークシェイブ(電力波形のひげとり、潮流変動抑制)運転、ピークカット(電力ピーク量の別エネルギーへの変換)運転、ピークシフト(電力ピーク時間のシフト)運転が、その役割に応じ、それぞれ個別または組み合わせて状況に応じた適切な運転を行うことである。   In addition, operators who use the power transmission network are also required to perform operations that contribute to the system by load leveling and power quality improvement as cooperation with the power system. For load leveling, peak shave (shaping of power waveform, suppression of power flow fluctuation) operation, peak cut (conversion of power peak amount to another energy) operation, peak shift (shift of power peak time) operation Therefore, it is to perform an appropriate operation according to the situation individually or in combination.

図11は再生可能エネルギー電源を用いた分散電力のネットワーク図の例を示したものである。A,B,Cは分散電源系統で、それぞれ複数の再生可能エネルギー電源と電力負荷とでネットワークを有して一つの電力供給系統を構成している。図11ではAの分散電源系統が電力会社の系統に連系され、他の分散電源系統B,Cは分散電源系統Aに連系されている。再生可能エネルギー電源として太陽光発電システムが使用される場合、電力貯蔵装置(キャパシタや蓄電池)や変動追従性のある発電機(ガス発電機)を組み合わせて潮流変動抑制制御、需給同時同量制御、一定出力制御制御を実現している。これは電力変動分を、これら変動追従性の高い分散型電源に出力または吸収させることで、平準化を図ったものである。このような技術は、非特許文献1によって公知となっている。   FIG. 11 shows an example of a network diagram of distributed power using a renewable energy power source. A, B, and C are distributed power systems, each having a network of a plurality of renewable energy power sources and power loads to form one power supply system. In FIG. 11, the distributed power system A is connected to the power company system, and the other distributed power systems B and C are connected to the distributed power system A. When a solar power generation system is used as a renewable energy power source, a power storage device (capacitor or storage battery) or a generator with a tracking capability (gas generator) is combined to control tidal current fluctuation, Constant output control is realized. This is to achieve leveling by outputting or absorbing power fluctuations to these distributed power sources with high fluctuation tracking. Such a technique is known from Non-Patent Document 1.

図12は需給制御方法の概略図で、制御としては、運転計画に従った制御、負荷追従制御及びローカル追従制御が実行される。運転計画に従った制御としては予備発電力の不足発生による計画変更に基づく短時間運転計画変更や運転計画データに基づく運転パターン制御がある。負荷追従制御は、需給バランスの差分を制御し、ローカル追従制御は、高周波数成分の負荷変動に電力貯蔵装置からの充放電による追従制御が行われる。   FIG. 12 is a schematic diagram of the supply and demand control method. As control, control according to the operation plan, load following control, and local following control are executed. As the control according to the operation plan, there are short-time operation plan change based on the plan change due to the shortage of standby power generation and operation pattern control based on the operation plan data. The load follow-up control controls the difference between supply and demand balance, and the local follow-up control performs follow-up control by charging / discharging from the power storage device to load fluctuations of high frequency components.

太陽光発電システムでは、気候の予測による運転計画を動的に行い、かつ、自立運転用に用意する電力貯蔵装置などの変動追従電源を有効利用することにより、自然エネルギーの導入比を向上させている。また、分散電源系統では、需要と供給の時間的ミスマッチを解消し、間欠的なエネルギーを安定化することも可能とする。
舟橋他、「小規模電力系統(マイクログリッド)における発電機最適運転の検討」学会誌「EICA」第11巻第1,3合併号、pp.127−133、2006
In the solar power generation system, the natural energy introduction ratio is improved by dynamically performing an operation plan based on climate prediction and making effective use of a variable-tracking power source such as a power storage device prepared for independent operation. Yes. In addition, the distributed power supply system eliminates a time mismatch between supply and demand, and makes it possible to stabilize intermittent energy.
Funahashi et al., “Examination of optimal generator operation in small-scale power grid (microgrid)”, Journal of EICA, Vol. 127-133, 2006

これらの分散型電源、特に電力貯蔵装置は、高価であり、これが大規模な太陽光発電普及の障害となっている。また、家庭用太陽光発電においても、同じ地域に一定規模以上の太陽光発電装置が集中すると系統の潮流への悪影響が大きいことから、まとまった単位で電力貯蔵装置を接続し、系統の安定化を図る計画が持たれている。この際にも、電力貯蔵装置の価格が弊害となっており、普及の妨げとなっているのが現状である。   These distributed power sources, particularly power storage devices, are expensive, which is an obstacle to the spread of large-scale photovoltaic power generation. Also, in the case of photovoltaic power generation for home use, if photovoltaic power generation devices of a certain size or more are concentrated in the same area, the power flow of the system will be adversely affected. There is a plan to plan. At this time, the current situation is that the price of the power storage device has become a harmful effect and has become a hindrance to its spread.

同時に、気象変化による太陽光発電の変動は大きく、変動追従特性の高い分散型電源を利用した平準化方式でも、太陽光発電の気象変化による発電量の変動に追従するのが困難であるのが現状であり、風力の出力変動緩和制御の例として「風力発電所出力の1分平均値を計算し、平時は、任意の20分間において、周波数変動対策後の風力発電設備合成出力(1分間平均値)の「最大電力−最小電力」が風力発電機の定格出力合計値の10%以下であること。」といった厳しい制限が太陽光発電に適用された場合、その条件を満たすには困難となっている。   At the same time, fluctuations in photovoltaic power generation due to weather changes are large, and even with a leveling method using a distributed power source with high fluctuation tracking characteristics, it is difficult to follow fluctuations in power generation due to weather changes in photovoltaic power generation. As an example of current output fluctuation mitigation control, the wind power plant output is calculated as a one-minute average value. During normal times, wind power generation equipment combined output after frequency fluctuation countermeasures (average for one minute) Value) of “maximum power minus minimum power” is 10% or less of the total rated output of the wind power generator. When strict restrictions such as “are applied to photovoltaic power generation, it is difficult to satisfy the conditions.

図13は太陽光発電の出力特性を示したもので、点線が太陽光発電のピーク曲線、実線が出力曲線で、雲の影響による日射強度の変化により大きく変動する。このように変動するものに対し、変動追従運転に用いる発電機として電力貯蔵装置を用いる場合には、電力貯蔵装置の残存容量の管理が問題となる。電力貯蔵装置の種類によっては直流電圧から残存容量を把握可能な場合もあるが、そうでない場合には残存容量を電流の積算(Ah)によって算出することが必要となる。残存容量の管理値の上下限に達した場合には充電または放電の何れかが行えなくなるため、残存容量を一定または設定した範囲内に納めるように運転計画による発電出力の運転パターンを修正する。太陽光発電能力と同等かつ十分な容量(5時間以上)の電力貯蔵装置が準備でき、適切な運転計画プログラムが用意できれば問題はないが、電力貯蔵装置の容量によっては、それ以上充放電ができない場合ができてしまう場面が出現し、運転の継続が困難となる。   FIG. 13 shows the output characteristics of photovoltaic power generation. The dotted line is the peak curve of photovoltaic power generation, and the solid line is the output curve, which varies greatly with changes in solar radiation intensity due to the influence of clouds. When the power storage device is used as the generator used for the fluctuation follow-up operation, management of the remaining capacity of the power storage device becomes a problem. Depending on the type of power storage device, the remaining capacity may be grasped from the DC voltage, but in other cases, it is necessary to calculate the remaining capacity by integrating the current (Ah). When the upper and lower limits of the remaining capacity management value are reached, either charging or discharging cannot be performed. Therefore, the operation pattern of the power generation output according to the operation plan is corrected so that the remaining capacity falls within a fixed or set range. There is no problem if a power storage device with the same capacity as the solar power generation capacity (5 hours or more) can be prepared and an appropriate operation planning program can be prepared. However, depending on the capacity of the power storage device, charging and discharging cannot be further performed. A scene that can be created appears and it is difficult to continue driving.

本発明は、蓄電装置に頼らず、複数の太陽光発電装置ユニットを随時オン/オフ制御することで安定した電力を供給することができる太陽光発電システムの制御方法とその装置を提供することにある。   The present invention provides a control method and a device for a solar power generation system capable of supplying stable power by performing on / off control of a plurality of solar power generation unit units as needed without depending on a power storage device. is there.

本発明の請求項1は、複数の太陽光発電装置ユニットを併設して太陽光発電システムを構成し、制御装置を介して太陽光発電システムの需給制御を行うものにおいて、
晴れ,曇りを含む天候に対応した複数の出力波形パターンからなる各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線を予め作成し、作成された各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線に沿って複数の時間帯を設定して各天候に対応した各時間帯の出力の目標値を決定して前記制御装置に格納すると共に、
前記制御装置において各太陽光発電装置ユニットの発電量を収集して各時間帯中でそれぞれ繰返し各太陽光発電装置ユニットの発電量を予測し、予測値に基づいて発電量の出力合計値が前記天候に対応した当該の目標値に近くなるよう太陽光発電装置ユニットの太陽光発電システムへの接続・解列制御を行うことを特徴としたものである。
Claim 1 of the present invention comprises a plurality of photovoltaic power generation unit units to constitute a photovoltaic power generation system, and performs supply and demand control of the photovoltaic power generation system via a control device.
Create a total power generation peak curve for each solar power generation unit for each weather, consisting of multiple output waveform patterns corresponding to the weather including sunny and cloudy, and create the total of the solar power generation units for each weather created A plurality of time zones are set along the power generation amount peak curve to determine the target value of the output of each time zone corresponding to each weather and store it in the control device,
In the control device, the power generation amount of each solar power generation unit is collected, and the power generation amount of each solar power generation unit is repeatedly predicted in each time period, and the output total value of the power generation amount is calculated based on the predicted value. The connection / disconnection control of the photovoltaic power generation unit to the photovoltaic power generation system is performed so as to be close to the target value corresponding to the weather.

本発明の請求項2は、前記太陽光発電装置ユニットの太陽光発電システムへの接続・解列制御を行うためのオン/オフ決定には、太陽光発電装置ユニット固有のインデックスと、当該インデックスの太陽光発電装置ユニットの出力推定値の降順で予め配列し、出力推定値の大きな順で太陽光発電システムへの接続制御を行い、接続された太陽光発電装置ユニットの合計出力が前記目標値を超えたとき、最後の一つを合計が目標値に近くなるよう選択することを特徴としたものである。   According to claim 2 of the present invention, an on / off determination for performing connection / disconnection control of the photovoltaic power generation unit to the photovoltaic power generation system includes an index unique to the photovoltaic power generation unit, and an index of the index. Arrange in advance in descending order of the estimated output value of the photovoltaic power generation unit, and perform connection control to the photovoltaic power generation system in descending order of the estimated output value, and the total output of the connected photovoltaic power generation unit units sets the target value When it exceeds, the last one is selected so that the sum is close to the target value.

本発明の請求項3は、前記目標値は、天候を参照して少なくとも4つに分類されたことを特徴としたものである。   A third aspect of the present invention is characterized in that the target value is classified into at least four with reference to weather.

本発明の請求項4は、前記太陽光発電システムに蓄電装置を設け、この蓄電装置を前記制御装置を介して充電モード制御、放電モード制御および停止制御を行うことを特徴としたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, a power storage device is provided in the solar power generation system, and the power storage device is subjected to charge mode control, discharge mode control, and stop control via the control device.

本発明の請求項5は、複数の太陽光発電装置ユニットを併設して太陽光発電システムを構成し、制御装置を介して太陽光発電システムの需給制御を行うものにおいて、
前記制御装置に、晴れ,曇りを含む天候に対応した複数の出力波形パターンからなる各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線を予め作成し、作成された各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線に沿って複数の時間帯を設定して各天候に対応した各時間帯の出力の目標値を決定する目標値決定部と、
前記複数の時間帯よりも十分に短い時間間隔でタイミング信号を出力する反復制御部と、
このタイミング信号に基づいて各太陽光発電装置ユニットの発電量を収集する計測値収集部と、
収集した計測値に基づいて各太陽光発電装置ユニットの発電出力を予測する短期予測部と、
この発電出力の合計が前記目標値に近づくよう各太陽光発電装置ユニットの太陽光発電システムへの接続・解列決定を行い、制御指示部を介してオン/オフ制御を行うオン/オフ決定部を備えたことを特徴としたものである。
Claim 5 of the present invention comprises a plurality of photovoltaic power generation unit units to constitute a photovoltaic power generation system, and performs supply and demand control of the photovoltaic power generation system via a control device.
In the control device, a total power generation amount peak curve of the solar power generation unit unit in each weather composed of a plurality of output waveform patterns corresponding to the weather including sunny and cloudy is created in advance, and the generated sunlight in each weather is created A target value determination unit that sets a plurality of time zones along the total power generation amount peak curve of the power generation unit and determines a target value of output in each time zone corresponding to each weather ;
An iterative control unit that outputs a timing signal at a time interval sufficiently shorter than the plurality of time zones;
A measurement value collection unit that collects the power generation amount of each photovoltaic power generation unit based on this timing signal,
A short-term prediction unit that predicts the power generation output of each photovoltaic power generation unit based on the collected measurement values;
An on / off determination unit that performs connection / disconnection determination to the photovoltaic power generation system of each photovoltaic power generation unit so that the total of the power generation output approaches the target value, and performs on / off control via the control instruction unit It is characterized by having.

本発明の請求項6は、前記計測値の収集からオン/オフ制御信号の出力は、前記時間帯毎に複数回実行されることを特徴としたものである。   A sixth aspect of the present invention is characterized in that the output of the on / off control signal from the collection of the measurement values is executed a plurality of times for each time period.

本発明の請求項7は、前記太陽光発電システムに蓄電装置を設けると共に、前記制御装置に充放電量決定部を設け、この充放電量決定部で前記目標値及び短期予測信号に基づいて充電電力、放電電力を決定することを特徴としたものである。   According to a seventh aspect of the present invention, a power storage device is provided in the photovoltaic power generation system, and a charge / discharge amount determining unit is provided in the control device, and charging is performed based on the target value and the short-term prediction signal in the charge / discharge amount determining unit. It is characterized by determining power and discharge power.

以上のとおり、本発明によれば、太陽光発電システムにおける需給制御において、太陽光発電装置ユニットを短い周期でオン/オフ制御することで、需給に必要な電力のみ出力し、余分なものをカットしたことでシステム或いは電力系統に安定した発電出力を出すことが可能となる。このため、蓄電装置が無くとも安定的な電力の供給が可能となり、太陽光発電システムに高価な蓄電装置の導入がなくとも、システム構築が可能となるものである。また、例え蓄電装置が導入されたとしても、より小さな容量でよく、しかも、寿命をのばせる運転が可能となるものである。   As described above, according to the present invention, in the supply and demand control in the photovoltaic power generation system, by turning on / off the photovoltaic power generation unit in a short cycle, only the power necessary for the supply and demand is output, and the excess is cut off. As a result, a stable power output can be output to the system or power system. For this reason, it is possible to supply stable power without a power storage device, and it is possible to construct a system without introducing an expensive power storage device into the photovoltaic power generation system. In addition, even if a power storage device is introduced, a smaller capacity is required, and an operation that extends the life is possible.

本発明は、複数の太陽光発電装置ユニット(以下、ユニットという)を分散配置した太陽光発電システムにおいて、この太陽光発電システムで十分に発電できる発電出力の目標値を時間帯ごとに設定し、ユニットごとの発電出力を随時(1〜数秒周期程度で)計測して合計発電出力が目標値を超える場合には一部のユニットを一時的に切り離して太陽光発電システム全体では略目標通りの発電出力にて制御するものである。
ここで、時間帯は、例えば30分ごとや1時間ごとの区切りで一時間帯とされ、この時間帯ごとの発電出力の目標値は事前に発電出力予測を行って設定する。
In the present invention, a photovoltaic power generation system in which a plurality of photovoltaic power generation unit units (hereinafter referred to as units) are arranged in a distributed manner, a target value of power generation output that can be sufficiently generated by this photovoltaic power generation system is set for each time zone, If the total power output exceeds the target value by measuring the power output of each unit at any time (with a cycle of 1 to several seconds), some units are temporarily disconnected, and the entire photovoltaic power generation system generates power almost as targeted. It is controlled by output.
Here, the time zone is set to one hour zone, for example, every 30 minutes or every hour, and the target value of the power generation output for each time zone is set by performing power generation output prediction in advance.

図2は本発明が適用されるイメージを示したもので、住宅、学校、及びビル等よりなる市街地で太陽光発電システムが数十台以上のユニットが設置された区域や、メガソーラ(ソーラファーム、ソーラパーク)のような広域に太陽光パネルを規則的に配置したシステムでオン/オフ制御するものである。以下、具体的に説明する。   FIG. 2 shows an image to which the present invention is applied. In an urban area composed of houses, schools, buildings, etc., an area where dozens or more units of photovoltaic power generation systems are installed, mega solar (solar farm, On / off control is performed by a system in which solar panels are regularly arranged in a wide area such as (Solar Park). This will be specifically described below.

図1は、本発明の実施例を示すシステム構成図を示したものである。1(1a,1b,…1n)は太陽光発電装置ユニットで、各ユニットはそれぞれ太陽電池10、パワーコンデショナー11、電力計12、及び遮断器13を有し、ユニット1個又は数個をグループとして遮断器、変圧器を介して太陽光発電システム変電所6の母線に接続されている。ここでは、太陽光発電システム変電所6は母線を介して電力会社の電力網に接続されている。2は制御装置で、各ユニット1の遮断器13に対するオン/オフ指令、及び発電電力のサンプリング等を実行する。3は電気二重層キャパシタなどが用いられる蓄電装置、4は発電機で、ガスエンジン発電機や燃料電池などの太陽光発電装置以外の発電機、5は負荷である。システム構成は、ユニットの配置やシステム全体の規模により変更される。   FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention. 1 (1a, 1b,..., 1n) is a photovoltaic power generation unit, and each unit has a solar cell 10, a power conditioner 11, a power meter 12, and a circuit breaker 13, and one or several units are grouped together. It is connected to the bus of the photovoltaic power generation system substation 6 through a circuit breaker and a transformer. Here, the photovoltaic power generation system substation 6 is connected to the power grid of the electric power company via a bus. Reference numeral 2 denotes a control device that executes an on / off command to the circuit breaker 13 of each unit 1 and sampling of generated power. 3 is a power storage device using an electric double layer capacitor or the like, 4 is a generator, and a generator other than a solar power generator such as a gas engine generator or a fuel cell, and 5 is a load. The system configuration is changed depending on the arrangement of units and the scale of the entire system.

図3は制御装置2の構成図を示したものである。この実施例では、ユニット1のオン/オフ制御についてのみを示したもので、蓄電装置3、発電機4、及び負荷5は制御に含まないものとして扱っている。
図3において20は目標値決定部で、この目標値決定部20では一日を幾つかの時間帯に分け、システム内で十分に発電できる発電出力の目標値が設定される。時間帯としては、ここでは毎正時からの1時間を一つの時間帯とした場合を例として記述するが、各時間帯は必ずしも同じ長さでなくてもよく、適宜設定される。なお、太陽光発電の性質上、夜間の時間帯は必要がないので当該時間帯の制御は省くことができる。
FIG. 3 shows a configuration diagram of the control device 2. In this embodiment, only the on / off control of the unit 1 is shown, and the power storage device 3, the generator 4, and the load 5 are handled as not included in the control.
In FIG. 3, reference numeral 20 denotes a target value determining unit. The target value determining unit 20 divides a day into several time zones, and sets a target value of power generation output that can sufficiently generate power in the system. Here, the time zone is described as an example in which one hour from every hour is one time zone, but each time zone does not necessarily have the same length and is set as appropriate. Note that because of the nature of solar power generation, there is no need for a night time zone, so control of the time zone can be omitted.

目標値決定部20において設定された時間帯毎の目標値信号は、遮断器13の投入と開放を演算し、決定するオン/オフ決定部24に出力する。21は反復制御部で、この反復制御部21は時間帯中に1〜数秒の周期タイミング信号を発生して計測値収集部22、短期予測部23、オン/オフ決定部24、及び制御指示部25にそれぞれ出力する。計測値収集部22では、印加されたタイミング信号で各ユニットの電力の出力計測値を収集し、短期予測部23では、収集された出力計測値に基づいてタイミング信号毎にΔt後の各ユニット1の発電出力の短期予測演算を実行する。オン/オフ決定部24はタイミング信号毎にユニットを太陽光発電システムへの接続・解列(オン/オフ)を選択するもので、そのために、設定された目標値と予測発電出力を用いて太陽光発電システムの合計出力が目標値に十分に近くなるようユニットのオン/オフ制御の組み合わせを計算して決定し、制御指示部25に出力する。制御指示部25では、計測からΔt後における選択されたユニットに対し、オン又はオフの信号を遮断器13に出力して当該ユニットの電力系統からの解列、又は接続制御を実行する。   The target value signal for each time period set in the target value determination unit 20 is output to the on / off determination unit 24 that calculates and determines whether the circuit breaker 13 is turned on or off. Reference numeral 21 denotes an iterative control unit. The iterative control unit 21 generates a periodic timing signal of 1 to several seconds during a time period, and a measurement value collecting unit 22, a short-term prediction unit 23, an on / off determination unit 24, and a control instruction unit 25 respectively. The measurement value collection unit 22 collects output measurement values of the power of each unit with the applied timing signal. The short-term prediction unit 23 collects each unit 1 after Δt for each timing signal based on the collected output measurement value. The short-term prediction calculation of the power generation output is executed. The on / off determination unit 24 selects the connection / disconnection (on / off) of the unit to the photovoltaic power generation system for each timing signal. For this purpose, the on / off determination unit 24 uses the set target value and the predicted power generation output. The combination of on / off control of the unit is calculated and determined so that the total output of the photovoltaic system is sufficiently close to the target value, and is output to the control instruction unit 25. The control instruction unit 25 outputs an on or off signal to the circuit breaker 13 for the selected unit after Δt from the measurement, and executes disconnection or connection control from the power system of the unit.

図4は制御装置2の動作タイミングの1例を示したもので、時刻tが計測値収集部22によるユニット1からの電力収集を実行するタイミング、Δtは予め設定された演算処理時間で、t+Δtが時間帯中における1回の制御指令が制御指示部25から出力されるタイミングである。この演算出力は、各時間帯毎に複数回繰返されて出力する。なお、時間Δtは処理時間と予測精度の関係で適切な範囲で決められる。また、反復周期(タイミング周期)がΔtより長ければ22〜25の各部を図4(a)(c)のように一つのシーケンス処理で構成できるが、反復時間がΔtより短い場合には、図4(b)で示すように処理の一部を並列化してパイプライン処理する。   FIG. 4 shows an example of the operation timing of the control device 2, where time t is the timing at which the measurement value collecting unit 22 collects power from the unit 1, Δt is a preset calculation processing time, and t + Δt Is the timing at which a single control command is output from the control instruction unit 25 during the time period. This calculation output is repeated and output a plurality of times for each time period. Note that the time Δt is determined within an appropriate range depending on the relationship between the processing time and the prediction accuracy. Further, if the repetition period (timing period) is longer than Δt, each part of 22 to 25 can be configured by one sequence process as shown in FIGS. 4A and 4C, but if the repetition time is shorter than Δt, As shown by 4 (b), part of the processing is parallelized and pipeline processing is performed.

図5は時間帯毎の目標値決定の説明図である。本発明による制御を実行するためには、時間帯の開始前までに目標値を決定していればよいが、しかし、電力販売の契約では前日まで、あるいは当日の該当時間帯の2時間前までの通告が求められる場合が多い。この制約を考慮しながら、ここでは、天候により太陽光発電の出力波形が大別されることを利用し、天気予報を参考として目標値が決定される。すなわち、線Aは「晴れ」のときの発電量のピーク曲線で、そのときの時間帯毎の目標値は線aのように決定される。「晴れ、曇り」の場合の発電量のピーク曲線はBで、そのときの時間帯毎の目標値は線bのように決定する。同様に、「曇り」の場合は線Cとc、「雨、雪」の場合には線Dとdのように決定される。このように天候を4通りに分類し、各天候時の発電量のピーク曲線(A〜D)に予め用意した出力波形バターン(a〜d)から各時間帯の目標値を決定する。目標値は全ユニット合計で予測される出力波形パターンの下限値以下に設定する。   FIG. 5 is an explanatory diagram of target value determination for each time zone. In order to execute the control according to the present invention, it is sufficient that the target value is determined before the start of the time period, but in the power sales contract, it is up to the previous day or up to two hours before the corresponding time period of the day. Is often requested. In consideration of this restriction, the target value is determined with reference to the weather forecast using the fact that the output waveform of the photovoltaic power generation is roughly classified according to the weather. That is, the line A is a peak curve of the power generation amount when “sunny”, and the target value for each time zone at that time is determined as the line a. The peak curve of the power generation amount in the case of “sunny, cloudy” is B, and the target value for each time zone at that time is determined as shown by the line b. Similarly, the lines C and c are determined in the case of “cloudy”, and the lines D and d are determined in the case of “rain and snow”. In this way, the weather is classified into four ways, and the target value for each time zone is determined from the output waveform patterns (a to d) prepared in advance in the peak curves (A to D) of the power generation amount in each weather. Set the target value below the lower limit of the output waveform pattern predicted for all units.

図6は制御装置2における時間帯毎の制御処理フローの1サイクル分を示したものである。ステップS1では、目標値決定部20において目標値が決定され、図5に基づいて当該時間帯における太陽光発電システムの出力目標値が決定される。ステップS2では、時間帯中で随時反復か否かが判断され、当該時間帯中の場合には、S3において電力計12で積算した各ユニットの発電出力値の計測収集が行われる。ステップS4では、短期予測部23において出力の短期予測が行われ、時刻t+Δtにおける各ユニットの出力を予測する。S5では、オン/オフ決定部24において各ユニットに対するオン/オフ決定のための演算が実行され、時刻t+Δtにおける出力合計が目標値に近くなるようオン/オフが決定される。S6では、制御指示部25において、時刻t+Δtにおける各ユニットへのオン/オフ制御指令を出力する。
一方、ステップS2で随時反復か終了したと判定された場合には、或る一つの当該時間帯の制御が終了される。
FIG. 6 shows one cycle of the control processing flow for each time zone in the control device 2. In step S1, the target value is determined by the target value determination unit 20, and the output target value of the photovoltaic power generation system in the time zone is determined based on FIG. In step S2, it is determined whether or not it is repeated at any time during the time period. If it is during the time period, the power generation output value of each unit accumulated by the wattmeter 12 is collected in S3. In step S4, short-term prediction of output is performed in the short-term prediction unit 23, and the output of each unit at time t + Δt is predicted. In S5, the ON / OFF determination unit 24 performs an operation for determining ON / OFF for each unit, and ON / OFF is determined so that the total output at time t + Δt is close to the target value. In S6, the control instruction unit 25 outputs an on / off control command to each unit at time t + Δt.
On the other hand, if it is determined in step S2 that the repetition is completed at any time, the control for a certain time period is ended.

図7はユニットの合計出力値が目標値に最も近くなるように選択制御を実行するフローチャートを示したものである。
出力の予測推定では、時刻tにおける各ユニットの出力計測値、或いはそれ以前の出力計測値も用いて、時刻t+Δtでユニットの出力を予測して推定するが、ここでは単純に時刻tでの出力計測値を時刻t+Δtでの出力推定値とする。
各ユニットのオン/オフ決定では、各ユニットの時刻t+Δtでの出力推定値を用いてオンであるユニットの合計出力が目標値に十分に近くなるユニットのオン/オフ組み合わせを決定する。ここでは、最初に各ユニットを出力推定値で降順で整列した上で、出力推定値の大きなものから順にオンに選択して行き、オンのユニットの合計出力が目標値を超えたら、最後の一つを合計が目標値に最も近くなるよう選択する。目標値を超えた発電電力はそのまま捨てられることになる。これによって、電力系統への発電電力の重畳が阻止されて系統の安定化が図れる。
FIG. 7 shows a flowchart for executing the selection control so that the total output value of the unit is closest to the target value.
In the prediction estimation of output, the output of each unit at time t or the output measurement value before that is also used to predict and estimate the output of the unit at time t + Δt, but here the output at time t is simply The measured value is the estimated output value at time t + Δt.
In the ON / OFF determination of each unit, an ON / OFF combination of units in which the total output of the units that are ON is sufficiently close to the target value is determined using the output estimation value of each unit at time t + Δt. Here, the units are first sorted in descending order by the estimated output value, then the units are selected in order from the largest estimated output value, and when the total output of the selected units exceeds the target value, the last one is selected. Select the sum so that the sum is closest to the target value. The generated power exceeding the target value is discarded as it is. Thereby, the superimposition of the generated power on the power system is prevented, and the system can be stabilized.

図7において、ステップS10ではユニット1のID(固有番号)とその時刻t+Δtでの出力推定値valを持つ構造体unitのユニットの個数n個分(unit[0]〜unit[n-1])の配列を用意する。また、各ユニットの合計出力sumの目標値をtargetとしてオン/オフを決定する。S11では、unit をunit[i].val(i=0~n-1)について降順で整理する。S12ではsumとワーク用番号iを設定し、S13ではi<nであるか否かが判断される。noの場合にはステップS14でユニットn個をk個とし、予め降順された先頭からk個のユニット(unit[0]〜unit[k−1])をオンにして電力系統に接続し、残りのn−k個のユニット(unit[k]〜unit[n−1])を系統から解列すべくオフとする。   In FIG. 7, in step S10, the number of units (unit [0] to unit [n-1]) of the unit unit having the ID (unique number) of the unit 1 and the estimated output value val at the time t + Δt. Prepare an array of Also, on / off is determined with the target value of the total output sum of each unit as the target. In S11, units are arranged in descending order with respect to unit [i] .val (i = 0 to n-1). In S12, sum and the work number i are set, and in S13, it is determined whether i <n. In the case of no, in step S14, n units are set to k units, k units (unit [0] to unit [k−1]) are turned on in advance and connected to the power system, and the remaining units are connected. N−k units (unit [k] to unit [n−1]) are turned off to be disconnected from the system.

ステップS13の比較でyesの場合には、S15でユニットの合計出力sumとi番ユニットの出力推定値valとの和を新たな合計出力sumとして書換え、S16でこのsumとsumの目標値targetとの大小比較を実行する。その結果、sum≦targetの場合にはS18でiを+1としてS13に戻る。また、noの場合にはS17でユニット番号iの値でオンとなるk個に書換え、S19で誤差e1をsum−targetと設定し、sumからunit[i].valを引戻し、iを+1とする。S20ではi<nの比較を行い、noの場合にはS21でtarget− sumの差演算を実行して誤差e2を求め、このe2とステップS19で求めたe1との大小比較をS22で行う。e2<e1の場合先頭からk個までのユニットをオン制御し、残りn−k個のユニットをオフとする。S22でnoの場合には、S23でunit[k]とunit[i-1]との交換を行い、S24でkを+1してk個のユニットをオンとし、残りn−k個のユニットをオフと決定する。   If the comparison in step S13 is yes, the sum of the total output sum of the unit and the estimated output value val of the i-th unit is rewritten as a new total output sum in S15, and the target value target of the sum and sum is changed in S16. Perform a size comparison of. As a result, if sum ≦ target, i is incremented by 1 in S18, and the process returns to S13. In the case of no, in S17, the unit number i is rewritten to k which is turned on, and in S19, the error e1 is set as sum-target, unit [i] .val is pulled back from sum, and i is set to +1. To do. In S20, i <n is compared. If no, the target-sum difference calculation is performed in S21 to obtain the error e2, and the magnitude comparison between this e2 and e1 obtained in step S19 is performed in S22. When e2 <e1, up to k units from the beginning are turned on, and the remaining n−k units are turned off. If no in S22, unit [k] and unit [i-1] are exchanged in S23, k is incremented by 1 in S24, k units are turned on, and the remaining nk units are replaced. Decide off.

一方、ステップS20でyesの場合には、S25でsum ←sum+unit[i].valの演算を実行し、求めたsumとtargetとの大小比較を行う。比較結果、sum>targetのときにはS19へ戻り、noの場合にはS27でtarget− sumの差演算を実行してe2を求め、このe2とステップS19で求めたe1との大小比較をS28で行う。S28でnoの場合にはS23でunit[k]とunit[i-1]との交換を行い、また、yesの場合にはS29でunit[k]とunit[i]との交換を行なった後、何れもS24でkを+1してk個のユニットをオン制御し、残りn−k個のユニットをオフ制御とする。つまり、ステップS19〜S24で最後の一つのユニット選択が実行される。   On the other hand, if “yes” in step S20, the operation of sum ← sum + unit [i] .val is executed in S25, and the obtained sum and target are compared in size. If the result of comparison is sum> target, the process returns to S19. If no, the difference calculation of target-sum is performed in S27 to obtain e2, and the magnitude comparison between e2 and e1 obtained in step S19 is performed in S28. . If no in S28, unit [k] and unit [i-1] are exchanged in S23, and if yes, unit [k] and unit [i] are exchanged in S29. Thereafter, in step S24, k is incremented by 1 and the k units are turned on, and the remaining n−k units are turned off. That is, the last one unit selection is executed in steps S19 to S24.

なお、この実施例の出力の予測推定において、各ユニットにおける時刻tでの計算値P[t]および一周期前の時刻sにおける計算値P[s]を使い、線形外挿法によって時刻t+Δtでの出力推定値P[t+Δt]を計算する方式も可能である。この場合の計算式は、
P[t+Δt]=P[t]+ Δt(P[t]−P[s])/(t−s)
となる。
In the prediction estimation of the output of this embodiment, the calculated value P [t] at time t in each unit and the calculated value P [s] at time s one cycle before are used, and at time t + Δt by linear extrapolation. It is also possible to calculate the estimated output value P [t + Δt]. The formula in this case is
P [t + Δt] = P [t] + Δt (P [t] −P [s]) / (ts)
It becomes.

図8は第2の実施例を示すオン/オフ制御のためのフローチャートである。
この実施例は、各ユニットのオン/オフ決定において、ユニットの整列を省略して予め決めた順にユニットを選択して行き、合計出力が目標値を超えたとき最後の一つを合計が目標に最も近くなるようユニット選択を行うものである。この実施例の場合、図7で示す実施例1と比較して出力の目標値とのズレは少し大きくなるが、演算時間は1/4程度になる。なお、出力の目標値とのズレは少し大きくなるといっても、現在及び近い将来の要求には十分であり、制御装置の演算性能が低く出力精度への要求が特に厳しくない場合に有効なものである。
FIG. 8 is a flow chart for on / off control showing the second embodiment.
In this embodiment, in determining ON / OFF of each unit, the units are selected in the predetermined order by omitting the arrangement of the units, and when the total output exceeds the target value, the final one is set as the target. Unit selection is performed so as to be closest. In this embodiment, the deviation from the output target value is slightly larger than that in the first embodiment shown in FIG. 7, but the calculation time is about 1/4. Even if the deviation from the output target value is a little larger, it is sufficient for current and near future requirements, and is effective when the calculation performance of the controller is low and the demand for output accuracy is not particularly strict. It is.

図8において、ステップS30では、ユニットのIDとその時刻t+Δtでの出力推定値valを持つ構造体unitのユニットの個数n個分(unit[0]〜unit[n-1])の配列を用意する。また、各ユニットの合計出力sumの目標値をtargetとする。S31では合計出力sumとユニット数の初期値を設定し、S32でi<nの比較を行う。noの場合にはS33でユニット数n個をk個とし、先頭からk個のユニット(unit[0]〜unit[k-1])をオンにし、残りn−k個のユニット(unit[k]〜unit[n-1])をオフとする。S32でyesの場合にはS34でsum ←sum+unit[i].valの演算を実行し、S35でsum ≦targetの比較演算を実行する。その結果、yesの場合にはS32へ戻り、noの場合にはS37でi←k,i←m,e1←sum −target,sum ←sum−unit[i].val,及びi←i+1の各演算を実行する。   In FIG. 8, in step S30, an array of n units (unit [0] to unit [n-1]) of unit units having the unit ID and the estimated output value val at the time t + Δt is prepared. To do. The target value of the total output sum of each unit is assumed to be target. In S31, the total output sum and the initial value of the number of units are set, and in S32, i <n is compared. In the case of no, the number of units n is set to k in S33, k units (unit [0] to unit [k-1]) from the top are turned on, and the remaining n−k units (unit [k] ] To unit [n-1]) are turned off. If yes in S32, an operation of sum ← sum + unit [i] .val is executed in S34, and a comparison operation of sum ≦ target is executed in S35. As a result, if yes, the process returns to S32. If no, i ← k, i ← m, e1 ← sum-target, sum ← sum-unit [i] .val, and i ← i + 1 in S37. Perform the operation.

ステップS38では、i<nの比較が実行され、yesのときにはS39でsum+unit[i].valの演算を行い、S40で算出値s2とtargetとの比較演算を行う。s2≦targetの場合には、S41でtarget−s2の差演算を実行し、noの場合には、S42でs2−targetの差演算を実行する。S43では求めたe2とe1との比較判断が行われ、e2<e1の場合にはS44でm←i,e1←e2の書換えを行い、S45でi+1の演算を実行した後、S38へ戻る。   In step S38, i <n is compared. If yes, sum + unit [i] .val is calculated in S39, and the calculated value s2 is compared with target in S40. If s2 ≦ target, the difference calculation of target-s2 is executed in S41, and if no, the difference calculation of s2-target is executed in S42. In S43, the obtained e2 and e1 are compared and determined. If e2 <e1, m ← i and e1 ← e2 are rewritten in S44, and after i + 1 is calculated in S45, the process returns to S38.

一方、S38でnoの場合には、S46でtarget−sumの差演算が実行され、求まったe2とe1とでe2<e1か否かの比較がS47で行われる。その結果、yesの場合には先頭からk個のユニット(unit[0]〜unit[k-1])をオンにし、残りn−k個のユニット(unit[k]〜unit[n-1])をオフとする。また、noの場合には、S48でunit[k]とunit[m-1]との交換を行い、S49でkを+1してk個のユニットをオン制御し、残りn−k個のユニットをオフとする。この実施例の場合、ステップS38〜S49の部分で最後の一つのユニットが選択される。   On the other hand, in the case of no in S38, a target-sum difference calculation is executed in S46, and a comparison is made in S47 as to whether or not e2 <e1 between the obtained e2 and e1. As a result, in the case of yes, k units (unit [0] to unit [k-1]) from the head are turned on, and the remaining nk units (unit [k] to unit [n-1]) ) Off. If no, unit [k] and unit [m-1] are exchanged in S48, k is incremented by 1 in S49, and k units are turned on, and the remaining n-k units are controlled. Turn off. In this embodiment, the last unit is selected in steps S38 to S49.

表1は、実施例1と実施例2における目標値と実測値の誤差をシミュレーションした結果である。   Table 1 shows the result of simulating the error between the target value and the actual measurement value in Example 1 and Example 2.

Figure 0004992134
Figure 0004992134

計測値の収集及び各ユニットに制御指示する際には、伝達遅延が考えられる。また、出力の予測推定値及び各ユニットのオン/オフ決定には演算時間がかかる。
Δtはこれらの時間を考慮するためのものである。表1は、Δtによる精度の違いを検討するために、太陽光発電装置の1秒毎の発電電力実測データをもとに5〜25kWのユニット65台の条件で実施したシミュレーション結果である。その結果から、Δt=10秒の場合でも、現在及び近い将来に発電電力に求められる例えば、30分積算で3%以内、1分積算で10%のような要求水準と比べて十分に小さく、Δt<5秒なら1秒最大誤差でも10%程度まで安定した電力が供給できることが分かる。
また、演算時間は現在のパソコンの性能なら1ミリ秒程度なので、伝送路が極端に遅くなければΔt≦1秒が十分に可能であり、本発明で安定した電力供給が可能であることが確認できた。
When collecting measurement values and giving control instructions to each unit, a transmission delay can be considered. In addition, it takes time to calculate the estimated output value and the on / off determination of each unit.
Δt is for considering these times. Table 1 shows the results of a simulation carried out under the conditions of 65 units of 5 to 25 kW based on the actually generated power measurement data per second of the photovoltaic power generation apparatus in order to examine the difference in accuracy due to Δt. As a result, even when Δt = 10 seconds, it is sufficiently smaller than the required level required for generated power in the present and near future, for example, within 3% for 30 minutes integration, 10% for 1 minute integration, It can be seen that if Δt <5 seconds, stable power can be supplied up to about 10% even with a maximum error of 1 second.
In addition, since the computation time is about 1 millisecond in the current personal computer performance, if the transmission line is not extremely slow, Δt ≦ 1 second is sufficiently possible, and it is confirmed that stable power supply is possible with the present invention. did it.

なお、各ユニットのオン/オフ決定は、一般的には最適化問題と呼ばれる問題に属する。これに対して実施例1や実施例2で用いる方法は一般的には貧欲法と呼ばれるアルゴリズムで、高速に比較的よい結果を出す。しかし、組み合わせ最適化問題を解く方法はこれ以外にも多数あり、分枝限定法では時間がかかるが厳密な意味での最適解、すなわち、最も目標値に近い出力が得られるユニットのオン/オフ組み合わせが計算できる。   Note that the on / off determination of each unit belongs to a problem generally called an optimization problem. On the other hand, the method used in the first and second embodiments is an algorithm generally called a greedy method, and produces relatively good results at high speed. However, there are many other methods for solving the combinatorial optimization problem. The branch and bound method takes time, but the optimal solution in the strict sense, that is, the on / off of the unit that obtains the output closest to the target value. Combinations can be calculated.

図9は太陽光発電システムに蓄電装置が設置され、この蓄電装置の充放電を制御する場合の制御装置の構成図を示したものである。図3で示す制御装置の構成図と相違する点は、充放電量決定部26が追加されたことである。充放電量決定部26には、目標値決定部20により決定された目標値、及び短期予測部23によって演算された短期予測信号がそれぞれ入力され、充放電量決定部26からは制御指示部25に対して決定した充放電指令を出力する。したがって、この制御装置2’はユニットのオン/オフ制御の他に、蓄電装置3に対する充放電指令も出力する。   FIG. 9 shows a configuration diagram of a control device in a case where a power storage device is installed in the solar power generation system and charging / discharging of the power storage device is controlled. The difference from the configuration diagram of the control device shown in FIG. 3 is that a charge / discharge amount determination unit 26 is added. The charge / discharge amount determination unit 26 receives the target value determined by the target value determination unit 20 and the short-term prediction signal calculated by the short-term prediction unit 23, and the charge / discharge amount determination unit 26 controls the control instruction unit 25. The charge / discharge command determined for is output. Therefore, the control device 2 ′ outputs a charge / discharge command for the power storage device 3 in addition to the unit on / off control.

図10は、蓄電装置に対する制御装置一日の制御フローチャートを示したものである。蓄電装置は、次のような運転パターンを取る。
(1)朝の時点では蓄電装置での蓄電量は略空であり、満充電、或いは必要量の充電完了まで目標値を超える発電電力を使って充電する。
(2)蓄電装置が略空になるまで放電して目標値に足りない電力を供給する。
(3)蓄電装置が略空になったら当日の蓄電装置の運転を終了する。
制御装置2’は(1)〜(3)の3段階に応じて、時間帯毎の目標値の決定とオン/オフ制御を図10のように行う。
FIG. 10 shows a control flowchart for one day of the control device for the power storage device. The power storage device takes the following operation pattern.
(1) The amount of power stored in the power storage device is almost empty at the time of the morning, and charging is performed using the generated power exceeding the target value until full charge or the required amount of charge is completed.
(2) Discharge until the power storage device is almost empty and supply electric power that is less than the target value.
(3) When the power storage device becomes almost empty, the operation of the power storage device on that day is terminated.
The control device 2 'performs target value determination and on / off control for each time zone as shown in FIG. 10 according to the three stages (1) to (3).

第1段階の(1)では、ステップS50で蓄電装置は充電運転モードにされ、S51で充電モード制御を実行する。充電モード制御は、サブルーチンでの充電モード制御で示すように、S60で目標値の決定が行われる。目標値の決定は前述した実施例1と同様にして行うが、ただし、オン/オフ制御はせずに全ユニットをオンにして目標値を超える電力は充放電量決定部26で計算して蓄電装置に充電する。その制御を実行ために、S61では、時間帯中で随時反復か否かが判断される。時間帯中の場合にはS62で電力計12が積算した各ユニットの発電出力値の計測収集が行われる。ステップS63では、短期予測部23において出力の短期予測が行われ、時刻t+Δtにおける各ユニットの出力を予測する。S64では、充放電量決定部26により時刻t+Δtにおける出力合計−目標値の値を充電電力に決定し、制御指示部25を介して蓄電装置に出力し、S61に戻る。S61で時間帯終了の場合は充電モード制御を終了する。   In the first stage (1), the power storage device is set to the charging operation mode in step S50, and the charging mode control is executed in S51. In the charging mode control, as shown in the charging mode control in the subroutine, the target value is determined in S60. The target value is determined in the same manner as in the first embodiment. However, on / off control is not performed and all units are turned on, and the power exceeding the target value is calculated by the charge / discharge amount determination unit 26 and stored. Charge the device. In order to execute the control, in S61, it is determined whether or not it is repeated at any time during the time period. If it is during the time zone, the power generation output value of each unit accumulated by the power meter 12 is collected in S62. In step S63, short-term prediction of output is performed in the short-term prediction unit 23, and the output of each unit at time t + Δt is predicted. In S64, the charge / discharge amount determination unit 26 determines the output total-target value at time t + Δt as the charge power, and outputs it to the power storage device via the control instruction unit 25, and returns to S61. If the time period ends in S61, the charging mode control ends.

ステップS52で充電終了か否かの判定が実行され、充電終了後には(2)の第2段階を実行する。放電運転での目標値決定では予測される出力波形パターンの上限以上に目標値を設定し、目標値に足りない電力を充放電量決定部で計算して蓄電装置から放電する。オン/オフ制御は実施例1と同様にして行い、予測を超える出力があった場合にオフ制御する。すなわち、S53で蓄電装置を放電モードとし、S54で放電モード制御が実行される。放電モード制御は、サブルーチンでの充電モード制御で示すようにS70で目標値の決定が行われ、予想される出力波形パターンの上限以上に決定する。S71では、時間帯中で随時反復か否かが判断され、時間帯中の場合にはS72で電力計12が積算した各ユニットの発電出力値の計測収集が行われる。ステップS73では、収集した計測値に基づいた出力の短期予測が短期予測部23によって行われ、時刻t+Δtにおける各ユニットの出力を予測する。
ステップS74では、オン/オフ決定部24で各ユニットに対するオン/オフ決定のための演算が実行され、時刻t+Δtにおける出力合計が目標値に近くなるようなオン/オフ信号を生成し、制御指示部25を介して時刻t+Δtにおける各ユニットへのオン/オフ制御指令を出力する(S75)。
同時に、短期予測信号は充放電量決定部26にも出力され、S76で放電電力の決定が行われる。その際、目標値−時刻t+Δtにおける出力合計を放電電力として決定し、放電電力指令値として制御指示部25を介し蓄電装置に出力する(S77)。
In step S52, it is determined whether or not the charging is finished. After the charging is finished, the second stage (2) is executed. In the target value determination in the discharge operation, a target value is set to be equal to or higher than the upper limit of the predicted output waveform pattern, and electric power that is less than the target value is calculated by the charge / discharge amount determination unit and discharged from the power storage device. The on / off control is performed in the same manner as in the first embodiment, and when there is an output exceeding the prediction, the off control is performed. That is, the power storage device is set to the discharge mode in S53, and the discharge mode control is executed in S54. In the discharge mode control, as shown in the charging mode control in the subroutine, the target value is determined in S70 and is determined to be equal to or more than the upper limit of the expected output waveform pattern. In S71, it is determined whether or not it is repeated at any time during the time period. If it is during the time period, the power generation output value of each unit accumulated by the wattmeter 12 in S72 is collected. In step S73, the short-term prediction of the output based on the collected measurement values is performed by the short-term prediction unit 23, and the output of each unit at time t + Δt is predicted.
In step S74, the on / off determination unit 24 performs an operation for determining on / off for each unit, generates an on / off signal such that the total output at time t + Δt is close to the target value, and the control instruction unit 25, an on / off control command to each unit at time t + Δt is output (S75).
At the same time, the short-term prediction signal is also output to the charge / discharge amount determination unit 26, and the discharge power is determined in S76. At that time, the total output at target value−time t + Δt is determined as the discharge power, and is output to the power storage device via the control instruction unit 25 as the discharge power command value (S77).

(3)の第3段階では、ステップS55で放電は終了したか否かの判定が実行され、放電中であれば放電制御を継続する。また、放電が終了していればS56で蓄電装置を停止し、これを時間帯毎(S57)に実行した後、S58の1日が終了したことの判断によって1日の制御が終了する。
電力販売のために2時間前通告運転を行う場合には、予め蓄電装置の充電状況や残量を予測して段階の切換えが行われる。
In the third stage (3), it is determined in step S55 whether or not the discharge has been completed. If the discharge is being performed, the discharge control is continued. If the discharge is completed, the power storage device is stopped in S56, and this is executed for each time period (S57). Then, the control for one day is ended by determining that one day of S58 is ended.
When performing the notification operation for 2 hours in advance for selling electric power, the stage is switched by predicting the charging state and remaining amount of the power storage device in advance.

なお、太陽光発電システム中に、図1で示すように発電機が設置されている場合には、発電機の発電電力は一定として全力運転してもよく、或いは、常時低出力で運転し、目標値決定のための発電量予測が外れた場合の底上げに発電機を使用してもよく、適宜選択される。
また、太陽光発電システム中に負荷が含まれる場合には、目標決定のための発電量予測において負荷予測分を発電量から差し引いておく。オン/オフ制御においては、ユニット出力合計から負荷を差し引いた出力が目標値を超える分についてオフ制御する。
In addition, when a generator is installed in the solar power generation system as shown in FIG. 1, the generated power of the generator may be operated at full power as it is constant, or it is always operated at a low output, A generator may be used to raise the bottom when the power generation amount prediction for determining the target value is not selected, and is appropriately selected.
Further, when a load is included in the solar power generation system, the predicted load is subtracted from the power generation amount in the power generation amount prediction for target determination. In the on / off control, an off control is performed for an amount in which the output obtained by subtracting the load from the total unit output exceeds the target value.

本発明の実施形態を示す太陽光発電システムの構成図The block diagram of the solar energy power generation system which shows embodiment of this invention 太陽光発電システムのイメージの説明図Illustration of the image of the solar power generation system 本発明の制御装置の構成図Configuration diagram of control device of the present invention 制御演算のタイムチャートControl calculation time chart 時間帯の目標値決定説明図Illustration of target value determination in time zone 時間帯毎の制御フローチャートControl flowchart for each time zone オン/オフ決定時のフローチャートFlow chart at ON / OFF decision 他の実施例によるオン/オフ決定時のフローチャートFlowchart for determining on / off according to another embodiment 本発明の他の制御装置の構成図Configuration diagram of another control device of the present invention 蓄電装置設置時の一日の制御フローチャートFlow chart of daily control when power storage device is installed 太陽光発電システムの構成図Configuration diagram of solar power generation system 需給制御の概略構成図Schematic diagram of supply and demand control 太陽光発電の出力特性図Output characteristics diagram of photovoltaic power generation

符号の説明Explanation of symbols

1(1a,1b…1n)… 太陽光発電装置ユニット
2… 制御装置
3… 蓄電装置
4… 発電機
5… 負荷
6… 太陽光発電システム変電所
10… 太陽電池
11… パワーコンデショナー
12… 電力計
13… 遮断器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1a, 1b ... 1n) ... Photovoltaic power generation unit 2 ... Control device 3 ... Power storage device 4 ... Generator 5 ... Load 6 ... Photovoltaic power generation system substation 10 ... Solar cell 11 ... Power conditioner 12 ... Wattmeter 13 … Circuit breaker

Claims (7)

複数の太陽光発電装置ユニットを併設して太陽光発電システムを構成し、制御装置を介して太陽光発電システムの需給制御を行うものにおいて、
晴れ,曇りを含む天候に対応した複数の出力波形パターンからなる各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線を予め作成し、作成された各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線に沿って複数の時間帯を設定して各天候に対応した各時間帯の出力の目標値を決定して前記制御装置に格納すると共に、
前記制御装置において各太陽光発電装置ユニットの発電量を収集して各時間帯中でそれぞれ繰返し各太陽光発電装置ユニットの発電量を予測し、予測値に基づいて発電量の出力合計値が前記天候に対応した当該の目標値に近くなるよう太陽光発電装置ユニットの太陽光発電システムへの接続・解列制御を行うことを特徴とした太陽光発電システムの制御方法。
In what constitutes a solar power generation system with a plurality of solar power generation unit units, and performs supply and demand control of the solar power generation system via the control device,
Create a total power generation peak curve for each solar power generation unit for each weather, consisting of multiple output waveform patterns corresponding to the weather including sunny and cloudy, and create the total of the solar power generation units for each weather created A plurality of time zones are set along the power generation amount peak curve to determine the target value of the output of each time zone corresponding to each weather and store it in the control device,
In the control device, the power generation amount of each solar power generation unit is collected, and the power generation amount of each solar power generation unit is repeatedly predicted in each time period, and the output total value of the power generation amount is calculated based on the predicted value. A control method for a photovoltaic power generation system, wherein connection / disconnection control of the photovoltaic power generation unit to the photovoltaic power generation system is performed so as to be close to the target value corresponding to the weather.
前記太陽光発電装置ユニットの太陽光発電システムへの接続・解列制御を行うためのオン/オフ決定には、太陽光発電装置ユニット固有のインデックスと、当該インデックスの太陽光発電装置ユニットの出力推定値の降順で予め配列し、出力推定値の大きな順で太陽光発電システムへの接続制御を行い、接続された太陽光発電装置ユニットの合計出力が前記目標値を超えたとき、最後の一つを合計が目標値に近くなるよう選択することを特徴とした請求項1記載の太陽光発電システムの制御方法。 The on / off determination for connection / disconnection control of the photovoltaic power generation unit to the photovoltaic power generation system includes an index unique to the photovoltaic power generation unit and an output estimation of the photovoltaic power generation unit of the index. Arrange in advance in descending order of the values, perform connection control to the photovoltaic power generation system in descending order of the estimated output value, and when the total output of the connected photovoltaic power generation unit exceeds the target value, the last one 2. The method for controlling a photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the total is selected so that the sum is close to a target value. 前記目標値は、天候を参照して少なくとも4つに分類されたことを特徴とした請求項1又は2記載の太陽光発電システムの制御方法。 3. The control method for a photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the target value is classified into at least four with reference to weather. 前記太陽光発電システムに蓄電装置を設け、この蓄電装置を前記制御装置を介して充電モード制御、放電モード制御および停止制御を行うことを特徴とした請求項1乃至3記載の太陽光発電システムの制御方法。 4. The solar power generation system according to claim 1, wherein a power storage device is provided in the solar power generation system, and charge mode control, discharge mode control, and stop control are performed on the power storage device via the control device. Control method. 複数の太陽光発電装置ユニットを併設して太陽光発電システムを構成し、制御装置を介して太陽光発電システムの需給制御を行うものにおいて、
前記制御装置に、晴れ,曇りを含む天候に対応した複数の出力波形パターンからなる各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線を予め作成し、作成された各天候時の太陽光発電装置ユニットの合計発電量ピーク曲線に沿って複数の時間帯を設定して各天候に対応した各時間帯の出力の目標値を決定する目標値決定部と、
前記複数の時間帯よりも十分に短い時間間隔でタイミング信号を出力する反復制御部と、
このタイミング信号に基づいて各太陽光発電装置ユニットの発電量を収集する計測値収集部と、
収集した計測値に基づいて各太陽光発電装置ユニットの発電出力を予測する短期予測部と、
この発電出力の合計が前記目標値に近づくよう各太陽光発電装置ユニットの太陽光発電システムへの接続・解列決定を行い、制御指示部を介してオン/オフ制御を行うオン/オフ決定部を備えたことを特徴とした太陽光発電システムの制御装置。
In what constitutes a solar power generation system with a plurality of solar power generation unit units, and performs supply and demand control of the solar power generation system via the control device,
In the control device, a total power generation amount peak curve of the solar power generation unit unit in each weather composed of a plurality of output waveform patterns corresponding to the weather including sunny and cloudy is created in advance, and the generated sunlight in each weather is created A target value determination unit that sets a plurality of time zones along the total power generation amount peak curve of the power generation unit and determines a target value of output in each time zone corresponding to each weather ;
An iterative control unit that outputs a timing signal at a time interval sufficiently shorter than the plurality of time zones;
A measurement value collection unit that collects the power generation amount of each photovoltaic power generation unit based on this timing signal,
A short-term prediction unit that predicts the power generation output of each photovoltaic power generation unit based on the collected measurement values;
An on / off determination unit that performs connection / disconnection determination to the photovoltaic power generation system of each photovoltaic power generation unit so that the total of the power generation output approaches the target value, and performs on / off control via the control instruction unit A control device for a photovoltaic power generation system, comprising:
前記計測値の収集からオン/オフ制御信号の出力は、前記時間帯毎に複数回実行されることを特徴とした請求項5記載の太陽光発電システムの制御装置。 6. The control device for a photovoltaic power generation system according to claim 5, wherein the output of the on / off control signal from the collection of the measurement values is executed a plurality of times for each time period. 前記太陽光発電システムに蓄電装置を設けると共に、前記制御装置に充放電量決定部を設け、この充放電量決定部で前記目標値及び短期予測信号に基づいて充電電力、放電電力を決定することを特徴とした請求項5又は6記載の太陽光発電システムの制御装置。 A power storage device is provided in the photovoltaic power generation system, and a charge / discharge amount determination unit is provided in the control device, and the charge / discharge amount determination unit determines charging power and discharge power based on the target value and a short-term prediction signal. The control apparatus of the solar power generation system of Claim 5 or 6 characterized by these.
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