JPH11262186A - 電力貯蔵システムの制御装置 - Google Patents
電力貯蔵システムの制御装置Info
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- JPH11262186A JPH11262186A JP10056432A JP5643298A JPH11262186A JP H11262186 A JPH11262186 A JP H11262186A JP 10056432 A JP10056432 A JP 10056432A JP 5643298 A JP5643298 A JP 5643298A JP H11262186 A JPH11262186 A JP H11262186A
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
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Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数周期が混在した発電出力変動を電力貯蔵装
置により効果的に補償する。 【解決手段】風力電力算出部３１で算出した出力変動を
もとに、短周期変動補償部３２と長周期変動補償部３３
とでそれぞれの変動周期ごとに補償量を算定し、その合
計と定常的な充放電指令値との和により二次電池１１へ
の電力指令値を設定する。設定した電力指令値をもとに
電力制御部３４，電流制御部３５，パルス発生部３６に
より電力変換器１２への制御信号を作成する。短周期変
動補償部３２と長周期変動補償部３３では、それぞれの
補償対象とする変動周期成分をフィルタにより抽出し、
適当な位相補償と補償ゲインとを設定して、電力貯蔵シ
ステムの応答性や容量に見合った適切な変動補償制御を
実現する。
置により効果的に補償する。 【解決手段】風力電力算出部３１で算出した出力変動を
もとに、短周期変動補償部３２と長周期変動補償部３３
とでそれぞれの変動周期ごとに補償量を算定し、その合
計と定常的な充放電指令値との和により二次電池１１へ
の電力指令値を設定する。設定した電力指令値をもとに
電力制御部３４，電流制御部３５，パルス発生部３６に
より電力変換器１２への制御信号を作成する。短周期変
動補償部３２と長周期変動補償部３３では、それぞれの
補償対象とする変動周期成分をフィルタにより抽出し、
適当な位相補償と補償ゲインとを設定して、電力貯蔵シ
ステムの応答性や容量に見合った適切な変動補償制御を
実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池など電力貯
蔵システムの入力または出力電力を制御する制御装置に
係り、特に風力発電など自然エネルギー発電の出力変動
補償を行うのに好適な制御装置に関する。
蔵システムの入力または出力電力を制御する制御装置に
係り、特に風力発電など自然エネルギー発電の出力変動
補償を行うのに好適な制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、風力や太陽光など自然エネルギー
を利用した発電の電力系統への連系が増加している。し
かし、自然エネルギーには変動があり、発電出力に変動
が生じるため、その影響による系統の周波数や電圧の変
動が問題となる場合がある。
を利用した発電の電力系統への連系が増加している。し
かし、自然エネルギーには変動があり、発電出力に変動
が生じるため、その影響による系統の周波数や電圧の変
動が問題となる場合がある。
【０００３】そこで二次電池などの電力貯蔵システムを
用いて、電力の吸収または放出により、発電出力の変動
分を補償する方式が考案されている。発電出力が大きく
なったときには、電力貯蔵の電力放出を増大、または電
力吸収を減少させ、発電出力が小さくなったときには、
その逆に動作させることにより、発電出力の変動を補償
することができる。
用いて、電力の吸収または放出により、発電出力の変動
分を補償する方式が考案されている。発電出力が大きく
なったときには、電力貯蔵の電力放出を増大、または電
力吸収を減少させ、発電出力が小さくなったときには、
その逆に動作させることにより、発電出力の変動を補償
することができる。
【０００４】たとえば、電気学会電力技術研究会資料Ｐ
Ｅ−９７−１１１には、超電導エネルギー貯蔵装置を用
いて２〜４秒周期の出力変動を抑制するよう変動補償出
力を制御する方式が記載されている。
Ｅ−９７−１１１には、超電導エネルギー貯蔵装置を用
いて２〜４秒周期の出力変動を抑制するよう変動補償出
力を制御する方式が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】自然エネルギーの発電
出力変動には、複数の周期の変動が混在している場合が
ある。たとえば風力発電の場合、羽の回転に伴う０.５
〜２秒周期の変動と、風の強さの変化に伴う１０秒以上
の周期の変動が混在することがある。
出力変動には、複数の周期の変動が混在している場合が
ある。たとえば風力発電の場合、羽の回転に伴う０.５
〜２秒周期の変動と、風の強さの変化に伴う１０秒以上
の周期の変動が混在することがある。
【０００６】しかし、上述した方式においては、複数の
周期の変動が混在している場合に、その両方を効果的に
補償する方法について検討がなされていなかった。
周期の変動が混在している場合に、その両方を効果的に
補償する方法について検討がなされていなかった。
【０００７】本発明の目的は、複数の周期の発電出力変
動が混在している場合にも、十分な変動補償効果が発揮
できる電力貯蔵装置の制御装置を提供することにある。
動が混在している場合にも、十分な変動補償効果が発揮
できる電力貯蔵装置の制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、補償対象とする変動周期成分を抽出するフィルタ手
段と、抽出した変動周期成分に応じた変動補償量を定め
る補償量算定手段とを備えた。また、複数の変動周期に
対してそれぞれフィルタ手段と補償量算定手段とを備
え、それぞれの変動補償量を合計して全体の変動補償量
とするようにした。
め、補償対象とする変動周期成分を抽出するフィルタ手
段と、抽出した変動周期成分に応じた変動補償量を定め
る補償量算定手段とを備えた。また、複数の変動周期に
対してそれぞれフィルタ手段と補償量算定手段とを備
え、それぞれの変動補償量を合計して全体の変動補償量
とするようにした。
【０００９】これにより、対象とする変動周期ごとに適
切な補償ゲインや位相補償などの制御定数を設定するこ
とができ、電力貯蔵システムの応答性や容量に応じた効
果的な変動補償を行うことができるようになる。
切な補償ゲインや位相補償などの制御定数を設定するこ
とができ、電力貯蔵システムの応答性や容量に応じた効
果的な変動補償を行うことができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１１】図１は本発明を適用した二次電池電力貯蔵
システムの構成図である。システムは二次電池１１，電
力変換器１２，制御装置１３とからなり、変換用変圧器
１４を介して電力系統に接続されている。また、自然エ
ネルギー発電として風力発電機１５が系統に連系されて
いる。
システムの構成図である。システムは二次電池１１，電
力変換器１２，制御装置１３とからなり、変換用変圧器
１４を介して電力系統に接続されている。また、自然エ
ネルギー発電として風力発電機１５が系統に連系されて
いる。
【００１２】電力変換器１２は、ＩＢＧＴやダイオード
など半導体素子を用いて構成されており、制御装置１３
からの制御信号に基づいて、二次電池１１の直流電力を
交流電力に、あるいはその逆に変換する。
など半導体素子を用いて構成されており、制御装置１３
からの制御信号に基づいて、二次電池１１の直流電力を
交流電力に、あるいはその逆に変換する。
【００１３】制御装置１３は、風力電力算出部３１，変
動補償部３２〜３３，電力制御部３４，電流制御部３
５，パルス発生部３６とから構成される。
動補償部３２〜３３，電力制御部３４，電流制御部３
５，パルス発生部３６とから構成される。
【００１４】風力電力算出部３１は、風力電流センサ２
１と系統電圧センサ２２が検出した電流、電圧をもとに
風力発電の出力電力を算出する。変動補償部３２〜３３
は、風力電力の算出値に基づき、変動補償量を算出す
る。詳細については後述する。変動補償部３２〜３３の
出力の和と、充放電指令値との合計が電池に対する有効
電力指令値となる。
１と系統電圧センサ２２が検出した電流、電圧をもとに
風力発電の出力電力を算出する。変動補償部３２〜３３
は、風力電力の算出値に基づき、変動補償量を算出す
る。詳細については後述する。変動補償部３２〜３３の
出力の和と、充放電指令値との合計が電池に対する有効
電力指令値となる。
【００１５】電力制御部（ＡＰＲ：Automatic Power Re
gulator ）３４は、実際のインバータ出力電力を系統電
圧センサ２２とインバータ電流センサ２３が検出した電
圧，電流から算出し、有効電力指令値との偏差を求め、
それに基づいてインバータの電流指令値を作成する。
gulator ）３４は、実際のインバータ出力電力を系統電
圧センサ２２とインバータ電流センサ２３が検出した電
圧，電流から算出し、有効電力指令値との偏差を求め、
それに基づいてインバータの電流指令値を作成する。
【００１６】電流制御部（ＡＣＲ：Automatic Current
Regulator ）３５は、インバータ電流指令値と実際のイ
ンバータ電流との偏差を求め、その偏差がなくなるよう
電力変換器の出力電圧指令値を作成する。パルス発生器
３６は、出力電圧指令値をもとにＰＷＭ（Pulse Width
Modulation）により電力変換器１２のゲートパルス信号
を作成する。
Regulator ）３５は、インバータ電流指令値と実際のイ
ンバータ電流との偏差を求め、その偏差がなくなるよう
電力変換器の出力電圧指令値を作成する。パルス発生器
３６は、出力電圧指令値をもとにＰＷＭ（Pulse Width
Modulation）により電力変換器１２のゲートパルス信号
を作成する。
【００１７】次に、変動補償部３２〜３３について図２
を用いて説明する。変動補償部は短周期変動補償部３２
と長周期変動補償部３３とから成り、それぞれフィルタ
４１，位相補償４２，ゲイン４３，リミッタ４４とから
構成される。一般に風力発電の出力変動には、羽の回転
に伴う０.５ 〜２秒周期の短周期変動と、風の強さの変
動に伴う１０秒周期以上の長周期変動があると言われて
おり、その２つの変動周期を独立の変動補償部で補償す
るようにする。
を用いて説明する。変動補償部は短周期変動補償部３２
と長周期変動補償部３３とから成り、それぞれフィルタ
４１，位相補償４２，ゲイン４３，リミッタ４４とから
構成される。一般に風力発電の出力変動には、羽の回転
に伴う０.５ 〜２秒周期の短周期変動と、風の強さの変
動に伴う１０秒周期以上の長周期変動があると言われて
おり、その２つの変動周期を独立の変動補償部で補償す
るようにする。
【００１８】短周期変動補償部３２では、まずフィルタ
４１で０.５ 〜２秒周期の変動成分を抽出し、インバー
タの応答遅れを考慮して位相補償４２で位相進み補償を
かける。実際の定数の値としては、例えば、Ｔａ１＝
０.０２，Ｔａ２＝１.０，Ta3＝０.０２，Ｔａ４＝０.
０４，Ｋａ＝０.９とする。
４１で０.５ 〜２秒周期の変動成分を抽出し、インバー
タの応答遅れを考慮して位相補償４２で位相進み補償を
かける。実際の定数の値としては、例えば、Ｔａ１＝
０.０２，Ｔａ２＝１.０，Ta3＝０.０２，Ｔａ４＝０.
０４，Ｋａ＝０.９とする。
【００１９】長周期変動補償部３３では、まずフィルタ
４１で１０秒以上の周期の変動成分を抽出する。インバ
ータの応答遅れは、長周期に対しては影響がないので位
相補償は必要ない。ゲインについては、風力発電の容量
と電力貯蔵システムの容量との差を考慮して定める。一
般に風の変動による出力変動は変動幅が大きく、電力貯
蔵システムの容量が十分に大きくない場合には、ゲイン
を小さく設定して、出力限界に張り付かないようにする
などの工夫が必要である。定数の例としては、Ｔｂ１＝
１.０，Ｔｂ２＝３０，Ｔｂ３＝１.０，Ｔｂ４＝１.
０，Ｋｂ＝０.４などとする。
４１で１０秒以上の周期の変動成分を抽出する。インバ
ータの応答遅れは、長周期に対しては影響がないので位
相補償は必要ない。ゲインについては、風力発電の容量
と電力貯蔵システムの容量との差を考慮して定める。一
般に風の変動による出力変動は変動幅が大きく、電力貯
蔵システムの容量が十分に大きくない場合には、ゲイン
を小さく設定して、出力限界に張り付かないようにする
などの工夫が必要である。定数の例としては、Ｔｂ１＝
１.０，Ｔｂ２＝３０，Ｔｂ３＝１.０，Ｔｂ４＝１.
０，Ｋｂ＝０.４などとする。
【００２０】以上のように設定した変動補償部のシミュ
レーション例を図４〜図６に示す。風力の模擬出力とし
て図４に示すような、０.５秒，１.４秒，２０秒周期の
信号を合成した変動出力を発生させ、変動補償の効果を
検証した。
レーション例を図４〜図６に示す。風力の模擬出力とし
て図４に示すような、０.５秒，１.４秒，２０秒周期の
信号を合成した変動出力を発生させ、変動補償の効果を
検証した。
【００２１】図３に示すような単純なローパスフィルタ
とゲインのみの制御方式を用いた場合、図５に示すよう
に、短周期の変動抑制効果が十分に出ない。また電池シ
ステムの最大出力が２５ｋＷと小さいため、長周期変動
に対して出力が限界値に張り付いてしまっている。
とゲインのみの制御方式を用いた場合、図５に示すよう
に、短周期の変動抑制効果が十分に出ない。また電池シ
ステムの最大出力が２５ｋＷと小さいため、長周期変動
に対して出力が限界値に張り付いてしまっている。
【００２２】本発明の制御方式（図２）の場合は、図６
に示すように短周期の変動が十分に抑制されており、ま
た長周期変動についても小さい容量の範囲内で抑制効果
を発揮している。
に示すように短周期の変動が十分に抑制されており、ま
た長周期変動についても小さい容量の範囲内で抑制効果
を発揮している。
【００２３】このように本実施例では、風力発電の短周
期変動を十分に抑制し、また長周期振動も電力貯蔵シス
テムの容量に応じた抑制効果が発揮でき、全体として効
率的な変動補償ができるという効果がある。
期変動を十分に抑制し、また長周期振動も電力貯蔵シス
テムの容量に応じた抑制効果が発揮でき、全体として効
率的な変動補償ができるという効果がある。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、電力貯蔵システムによ
り自然エネルギー発電の出力変動を補償する際に、複数
の周期の出力変動が混在している際にも、電力貯蔵シス
テムの容量に見合った十分な変動補償を行うことができ
るという効果がある。
り自然エネルギー発電の出力変動を補償する際に、複数
の周期の出力変動が混在している際にも、電力貯蔵シス
テムの容量に見合った十分な変動補償を行うことができ
るという効果がある。
【図１】本発明を適用した二次電池電力貯蔵システムの
構成図。
構成図。
【図２】本発明による変動補償部のブロック図。
【図３】従来方式の変動補償部のブロック図。
【図４】模擬出力変動を示すグラフ。
【図５】従来方式による変動抑制効果を示すグラフ。
【図６】本方式による変動抑制効果を示すグラフ。
１１…二次電池、１２…電力変換器、１３…制御装置、
１４…変換用変圧器、１５…風力発電機、２１…風力電
流センサ、２２…系統電圧センサ、２３…インバータ電
流センサ、３１…風力電力算出部、３２…短周期変動補
償部、３３…長周期変動補償部、３４…電力制御部、３
５…電流制御部、３６…パルス発生部、４１…フィル
タ、４２…位相補償、４３…ゲイン、４４…リミッタ。
１４…変換用変圧器、１５…風力発電機、２１…風力電
流センサ、２２…系統電圧センサ、２３…インバータ電
流センサ、３１…風力電力算出部、３２…短周期変動補
償部、３３…長周期変動補償部、３４…電力制御部、３
５…電流制御部、３６…パルス発生部、４１…フィル
タ、４２…位相補償、４３…ゲイン、４４…リミッタ。
Claims (2)
- 【請求項１】電力貯蔵システムへの有効電力入力または
出力を制御する制御装置において、電力系統に連系され
た自然エネルギー発電からの発電出力変動を検出する出
力変動検出手段と、検出した出力変動に応じた変動補償
量を有効電力入力または出力の指令値に加える変動補償
手段とを備え、 前記変動補償手段は、前記検出した出力変動から補償対
象とする変動周期成分を抽出するフィルタ手段と、抽出
した変動周期成分に応じた変動補償量を定める補償量算
定手段とを備えたことを特徴とする電力貯蔵システムの
制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記フィルタ手段と前
記補償量算定手段とを、複数の変動周期に対してそれぞ
れ備え、それぞれの変動補償量の合計を全体の変動補償
量とすることを特徴とする電力貯蔵システムの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10056432A JPH11262186A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 電力貯蔵システムの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10056432A JPH11262186A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 電力貯蔵システムの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262186A true JPH11262186A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13026940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10056432A Pending JPH11262186A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 電力貯蔵システムの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11262186A (ja) |
Cited By (15)
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-
1998
- 1998-03-09 JP JP10056432A patent/JPH11262186A/ja active Pending
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