JP5074268B2 - Distributed power system - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統に連系される分散型電源システムに関する。 The present invention relates to a distributed power supply system linked to a power system.
地球温暖化の原因と考えられている二酸化炭素排出量削減が大きな課題になっている。二酸化炭素排出量削減の手段の一つとして、太陽光発電や風力発電などの分散型電源の導入が盛んになってきている。これらの分散型電源は電力系統に連系されて用いられることが多いが、日射量や風速の変動により、発電出力が変動し、連系している系統の電圧や、大量に導入された場合には、系統の周波数に影響を及ぼすことが懸念されている。 Reducing carbon dioxide emissions, which is thought to cause global warming, has become a major issue. As one means of reducing carbon dioxide emissions, the introduction of distributed power sources such as solar power generation and wind power generation has become popular. These distributed power sources are often used in conjunction with the power system, but when the power generation output fluctuates due to fluctuations in the amount of solar radiation and wind speed, the voltage of the connected system or when it is introduced in large quantities There is a concern that the frequency of the system may be affected.
電圧変動の抑制方法については、無効電力を利用する、いくつかの提案がなされている。 Several proposals for using reactive power have been made regarding methods for suppressing voltage fluctuations.
風力発電機が変換器を介して電力系統に連系された場合の連系点(位置)での電圧変動を抑制する方法として、特許文献1、2が知られている。特許文献1では、有効電力の変動分と電圧変動の各検出値から、無効電力を決定するパラメータ(以下、系統パラメータと呼ぶ)を算出し、有効電力の変動に起因する電圧変動を打ち消すような無効電力を供給することにより、電圧変動を抑制する方法が開示されている。
また、特許文献2では、次数間高潮波を発生させる装置を付加することにより、次数間高潮波を利用して、電圧変動に係わる系統パラメータを求める方法が開示されている。
Further,
太陽光発電は、導入に適した地域が多く、特に、わが国では、大規模化と大量の導入が計画されている。電圧変動抑制に関して経済性の観点からは、特許文献2のように新たな装置を付加することなく、変換器自体で電圧変動を抑制するのが望ましい。また、変換器自体で電圧変動を抑制する場合でも、変換器の最適な運転条件を決定するために、無効電力を能動的に変化させると、最適な運転条件を算出する段階では、電力系統に人工的な擾乱を与えることになる。
There are many areas where solar power generation is suitable for introduction. In particular, in Japan, large-scale and large-scale introduction are planned. From the economical point of view regarding voltage fluctuation suppression, it is desirable to suppress voltage fluctuation by the converter itself without adding a new device as in
また、特許文献1においては、上述の問題はないが、風力の周期的な変動を利用して、風力発電出力以外に起因する電圧変動要因を除いており、太陽光発電のように周期性のない出力変動を示す分散型電源に対して、自身の出力変動以外に起因する電圧変動要因を除ききれない可能性がある。
Moreover, in
本発明は以上の問題点を鑑みてなされたもので、周期性のない出力変動を示す分散型電源を、電力系統に接続して運用する場合において、同分散型電源の出力が変動しても、出力変動に起因する電圧変動を抑制できる、分散型電源システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when a distributed power source that exhibits non-periodic output fluctuation is connected to an electric power system and operated, even if the output of the distributed power source fluctuates. An object of the present invention is to provide a distributed power supply system that can suppress voltage fluctuation caused by output fluctuation.
本発明では、分散型電源システムが連系される系統の系統定数から、電圧変動を最小化する系統パラメータを算出することにより、上記目的を達成する。しかし、気温や送電線を流れる電力により送電線の温度が変わるため、系統定数の内、送電線の抵抗分が変動するため、一定の値を用いると算出された系統パラメータに誤差を生ずることになる。 In the present invention, the above object is achieved by calculating a system parameter that minimizes voltage fluctuation from the system constant of the system to which the distributed power system is connected. However, since the temperature of the transmission line changes depending on the temperature and the power flowing through the transmission line, the resistance of the transmission line fluctuates among the system constants, so using a constant value causes an error in the calculated system parameter. Become.
この問題を解決するため、本発明では、電力発生部と電力変換器からなり、連系線で電力系統に接続して運用される分散型電源システムにおいて、データベースに予め記録された分散型電源システムが連系される電力系統の系統定数および代表的負荷パターンと、気温情報とに基づき、電圧変動を最小化する系統パラメータを算出し、その系統パラメータから有効・無効電力指令値を生成し、それらの指令値に応じた電力変換器の制御信号を生成することにより電力変換器を駆動することを特徴とする。 In order to solve this problem, in the present invention, a distributed power supply system that is pre-recorded in a database in a distributed power supply system that includes a power generation unit and a power converter and is connected to a power system through a connection line. Based on the system constants and representative load patterns of the power system that is connected to the power system and the temperature information, system parameters that minimize voltage fluctuations are calculated, and active and reactive power command values are generated from the system parameters. The power converter is driven by generating a control signal of the power converter according to the command value.
さらに、太陽光発電の発電量が大きい場合は、送電線の通過電力に与える影響を無視できなくなる。このため、系統定数および代表的負荷パターン、気温情報に加え、分散型電源システム内に設けられた電圧センサおよび電流センサの計測値から算出される電力変換器の出力電力を用い、電圧変動を最小化する系統パラメータを算出することを特徴とする。 Furthermore, when the amount of power generated by solar power generation is large, the influence on the power passing through the transmission line cannot be ignored. For this reason, in addition to system constants, typical load patterns, and temperature information, the output power of the power converter calculated from the measured values of the voltage sensor and current sensor provided in the distributed power system is used to minimize voltage fluctuations. The system parameter to be converted is calculated.
本発明による分散型電源システムによれば、予め記録した連系系統の系統定数および代表負荷パターンと、気温情報と、電力変換器の出力から、電圧変動を最小化する最適な系統パラメータが得られ、同系統パラメータに基づく電力変換器の運転を行うことにより、出力変動にともなう電圧変動を打ち消す無効電力の変動を変換器で発生させることができ、連系点の電圧変動を抑制する効果がある。 According to the distributed power supply system of the present invention, the optimum system parameters for minimizing the voltage fluctuation can be obtained from the system constants and representative load patterns of the interconnected system, the temperature information, and the output of the power converter. By operating the power converter based on the same system parameters, the converter can generate fluctuations in reactive power that cancel out voltage fluctuations due to output fluctuations, and has the effect of suppressing voltage fluctuations at the interconnection point .
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明では、予め記録した連系系統の系統定数および代表負荷パターンと、気温情報と、電力変換器の出力電力から、最適な系統パラメータを求め、それに基づき変換器を駆動することにより、電圧変動を最小化する運転を実現した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present invention, the voltage fluctuations are obtained by determining the optimum system parameters from the system constants and representative load patterns of the interconnection system recorded in advance, the temperature information, and the output power of the power converter, and driving the converter based on the system parameters. The operation which minimizes is realized.
図1は、本発明の一実施例である太陽光発電装置をもつ分散電源システムの構成図である。太陽光発電装置は、電力変換部(太陽光パネル)9と電力変換器8からなっている。電力発生部9は、電力変換器8を介して連系点4で連系線2に接続されており、連系線2は主幹系統1に接続されている。連系線2には負荷3が連系されている。電力変換器8は、電流センサ5と電圧センサ8および温度センサ7の計測値に基づき、制御器10で生成された信号により駆動される。
FIG. 1 is a configuration diagram of a distributed power supply system having a photovoltaic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention. The solar power generation device includes a power conversion unit (solar panel) 9 and a
制御器10は、電圧電力演算器100、気温演算器105、系統パラメータ演算器110、電力指令値演算器120、電力制御器130からなる。データベース20には、太陽光発電システムが連系される電力系統の系統定数、代表的な負荷パターンが記録されている。系統定数は、送電線の区間毎のインピーダンス(抵抗分、リアクタンンス分)、変圧器の変圧比やインピーダンス、発電設備の出力や運転力率などである。負荷は、季節によっても、一日のうちでも変化するが、系統パラメータに影響するのは、季節による負荷の違いのような大きな違いである。
The
図2に代表的負荷パターンの例を示す。この例は、晴天であれば太陽光発電出力が大きくなる10:00〜14:00の平均的な負荷を冬期、春期、夏期、秋期について示したものである。なお、季節のかわり目について本パターンを適用する場合は、図中に破線で示したように、季節のかわり目の前後一定(例えば、片側2週間)の期間は負荷が徐々に(線形に)変化するものとして扱う。 FIG. 2 shows an example of a typical load pattern. In this example, the average load of 10:00 to 14:00, which increases the photovoltaic power generation output if it is fine, is shown for the winter, spring, summer, and fall seasons. In addition, when applying this pattern for the turn of the season, as shown by the broken line in the figure, the load gradually (linearly) during the period before and after the change of the season (for example, two weeks on one side) Treat as changing.
計測値演算器100では、分散型電源システム内に設けられた電圧センサおよび電流センサの計測値から、有効電力、無効電力を算出する。計測値(電圧、電流)は、電力制御器130に送られるとともに、算出した電力は電力指令値演算器120に送られる。
The measured
電力指令値演算器120は、系統パラメータ更新されていなければ、前回の系統パラメータを用いて、有効電力および無効電力の指令値を生成し、電力制御器130に送る。電力制御器130では、有効電力および無効電力の指令値と計測値演算器100からの計測値に基づき、電力変換器6の駆動信号を生成する。
If the system parameter has not been updated, the power
一方、系統パラメータ演算器110では、データベース20から系統定数や代表的負荷パターンを取得するとともに、一定周期(例えば30分)で、温度センサ7の計測値に基づき、気温演算器105で算出した気温と該当日の負荷の推定値から、温度変化を考慮して系統定数を求め、これを反映した系統パラメータを算出する。
On the other hand, the
系統パラメータが更新された場合には、上述した電力指令値演算器120の処理において、新たな系統パラメータに基づき、有効電力および無効電力の指令値を生成し、電力制御器130に送る。電力制御器130での処理は、上述した系統パラメータが更新されていない場合と同様である。
When the system parameters are updated, in the process of the power
次に、系統パラメータを求める方法について説明する。図3の系統の例を考える。主幹系統は左端の電源(VS)で近似する。主幹系統から、送電線が延びており、送電線末端の近くに負荷と太陽光発電が接続されている。送電線は、抵抗分r1、リアクタンス分x1で表すことができ、負荷は抵抗分r2、リアクタンス分x2で近似できる。 Next, a method for obtaining system parameters will be described. Consider the example system of FIG. The main system is approximated by the leftmost power supply (VS). A transmission line extends from the main system, and a load and photovoltaic power generation are connected near the end of the transmission line. The power transmission line can be represented by a resistance component r1 and a reactance component x1, and the load can be approximated by a resistance component r2 and a reactance component x2.
図4は太陽光発電システムから送電線、負荷を見た場合の系統モデルである。図3に示す系統の送電線、負荷は、図4に示す合成インピーダンス(抵抗分R,リアクタンス分X)と等価である。主幹系統の電圧(V0)は一定である。太陽光発電システムが接続されている連系点の電圧(VS)は、太陽光発電システムの出力変動や負荷の変動により変動する。 FIG. 4 is a system model when the transmission line and the load are viewed from the photovoltaic power generation system. The transmission line and load of the system shown in FIG. 3 are equivalent to the combined impedance (resistance R, reactance X) shown in FIG. The main system voltage (V0) is constant. The voltage (VS) at the interconnection point to which the photovoltaic power generation system is connected varies depending on the output fluctuation of the photovoltaic power generation system and the fluctuation of the load.
太陽光発電システムで、有効電力変動ΔPと無効電力変動ΔQが生じた場合、連系点電圧の変動ΔVSは、式(1)で表せる。 When the active power fluctuation ΔP and the reactive power fluctuation ΔQ occur in the photovoltaic power generation system, the fluctuation ΔVS of the connection point voltage can be expressed by Expression (1).
ΔVS≒(ΔP・R+ΔQ・X)/VS …(1)
ここで、Rは、合成インピーダンスの抵抗分、Xは、合成インピーダンスのリアクタンス分である。
ΔVS≈ (ΔP · R + ΔQ · X) / VS (1)
Here, R is the resistance of the combined impedance, and X is the reactance of the combined impedance.
仮に、無効電力変動ΔQを式(2)のように有効電力変動ΔPに比例して発生させ、更に、式(3)のようにαを決めれば、式1において連系点電圧変動ΔVSを0にできる。このαを系統パラメータと呼ぶことにする。
If reactive power fluctuation ΔQ is generated in proportion to active power fluctuation ΔP as shown in equation (2), and α is determined as shown in equation (3), interconnection point voltage fluctuation ΔVS in
ΔQ=−α・ΔP …(2)
ただし、α=R/X …(3)
次に、合成インピーダンスを求める方法について説明する。合成インピーダンスは、テブナンの定理を用いて求める。図3の系統と等価な図5の回路について、同定理を適用すると、抵抗分Rとリアクタンス分Xは、次のように与えられる。
ΔQ = −α · ΔP (2)
However, α = R / X (3)
Next, a method for obtaining the synthetic impedance will be described. The synthetic impedance is obtained using Thevenin's theorem. When the identification theory is applied to the circuit of FIG. 5 equivalent to the system of FIG. 3, the resistance component R and the reactance component X are given as follows.
R =A/(A・A+B・B) …(4)
X =B/(A・A+B・B) …(5)
ここで、
A =r1/(r1・r1+x1・x1)+r2/(r2・r1+x2・x2) …(6)
B =x1/(r1・xr1+x1・x1)+x2/(r2・r1+x2・x2)…(7)
式(4)、(5)で求めたRとXを用いて、式(3)で連系点の電圧変動を最小化する系統パラメータαが求められる。これに対応する力率PF(最適力率と呼ぶ)は、次式で与えられる。
R = A / (A · A + B · B) (4)
X = B / (A · A + B · B) (5)
here,
A = r1 / (r1 · r1 + x1 · x1) + r2 / (r2 · r1 + x2 · x2) (6)
B = x1 / (r1 · xr1 + x1 · x1) + x2 / (r2 · r1 + x2 · x2) (7)
Using R and X obtained in equations (4) and (5), a system parameter α that minimizes voltage fluctuation at the interconnection point is obtained in equation (3). The corresponding power factor PF (referred to as the optimum power factor) is given by the following equation.
PF =cos(arctan(−α)) …(8)
図6は約25kmの送電線の末端付近に太陽光発電システムを接続した場合の最適力率の例である。冬期は気温2℃、夏期は気温31℃を想定している。夏期は、負荷も大きく、気温も高いため、送電線の導体温度が高いため、電気抵抗も大きくなり、最適力率は低目(1から遠い値)になる。冬期の負荷は夏期に次いで大きくなるが、気温が低いため、送電線の導体温度が他の季節よりは低く、最適力率は高目(1から近い値)になる。
PF = cos (arctan (−α)) (8)
FIG. 6 is an example of the optimum power factor when a photovoltaic power generation system is connected near the end of a transmission line of about 25 km. The temperature is assumed to be 2 ° C in winter and 31 ° C in summer. In summer, the load is high and the temperature is high, so the conductor temperature of the transmission line is high, so the electrical resistance is large and the optimum power factor is low (a value far from 1). The winter load is the second largest after summer, but the temperature is low, so the conductor temperature of the transmission line is lower than in other seasons, and the optimum power factor is high (a value close to 1).
次に、制御器10の機能の一部である系統パラメータ演算器110の動作について説明する。図7は、系統パラメータ演算器の処理を示すフローチャートである。太陽光発電システムの起動に合せ処理が開始される。日が変わったかどうかを判定し(301)、対象日を変更する(302)。対象日は負荷を予測するための基準になる日である。
Next, the operation of the
システムが連系される系統の系統定数を、データベースから取得する(303)。季節毎の負荷パターンを取得する(304)。対象日と取得した負荷パターンから、対象日の負荷を算出する(305)。対象日がどの季節に属するかを判定するとともに、対象日が季節の変わり目にあたる時は、図2で示したように、負荷が所定の期間で徐々に変化するものと仮定して、負荷を推定する。なお、負荷パターンは季節よりも短い単位(例えば、月単位)で与えても良い。302〜305の処理は1日一回行われる。
The system constant of the system connected to the system is acquired from the database (303). A load pattern for each season is acquired (304). The load on the target day is calculated from the target day and the acquired load pattern (305). In addition to determining which season the target day belongs to, when the target day is at the turn of the season, as shown in FIG. 2, the load is estimated on the assumption that the load gradually changes over a predetermined period. To do. The load pattern may be given in units shorter than the season (for example, monthly). The
次に、系統パラメータの見直しのタイミングかどうかを判定する(306)。見直しのタイミングは、例えば、1時間に1回のように、予め定めておく。該当する時刻が、見直しのタイミングである場合は以下の一連の処理を行う。気温演算器105より気温を取得する(307)。気温と負荷から送電線の導体温度を算出する(308)。送電線の導体温度に基づき、系統定数の抵抗分を補正する(309)。式(3)〜(7)を用いて、系統パラメータ(α)を算出する(310)。電力指令値演算器120に算出した系統パラメータ(α)を送信する(311)。 Next, it is determined whether it is the timing for reviewing the system parameters (306). The review timing is determined in advance, for example, once every hour. When the corresponding time is the review timing, the following series of processing is performed. The temperature is acquired from the temperature calculator 105 (307). The conductor temperature of the transmission line is calculated from the temperature and the load (308). Based on the conductor temperature of the transmission line, the system constant resistance is corrected (309). A system parameter (α) is calculated using equations (3) to (7) (310). The calculated system parameter (α) is transmitted to the power command value calculator 120 (311).
なお、電力指令演算器120においては、上述の処理により、系統パラメータが変更されるまでは、系統パラメータ(α)の前回値が用いられて、有効・無効電力の指令値が算出される。
In the power
次に、電力制御器の機能について説明する。図8は、電力制御器の処理ブロック図である。501のブロックでは、三相電圧の計測値(va,vb,vc)に、三相二相変換(式(9),(10))および回転座標変換(式(11),(12))を行い、直軸、横軸電圧(vd,vq)を算出する(電気工学ハンドブック(第6版)、電気学会、P.136参照)。
vα=√2/3)・va−√(1/6)・vb−√(1/6)・vc …(9)
vβ=√(1/2)・vb−√(1/2)・vc …(10)
vd=cos(θ)・vα+sin(θ)・vβ …(11)
vq=−sin(θ)・vα+cos(θ)・vβ …(12)
ここで、θは系統電圧位相角(角速度×時間)である。
Next, the function of the power controller will be described. FIG. 8 is a processing block diagram of the power controller. In the
vα = √2 / 3) · va−√ (1/6) · vb−√ (1/6) · vc (9)
vβ = √ (1/2) · vb−√ (1/2) · vc (10)
vd = cos (θ) · vα + sin (θ) · vβ (11)
vq = −sin (θ) · vα + cos (θ) · vβ (12)
Here, θ is the system voltage phase angle (angular velocity × time).
502のブロックでは、三相電流の計測値(ia,ib,ic)に、三相二相変換(式(13),(14))および回転座標変換(式(15),(16))を行い、直軸、横軸電流(id,iq)を算出する。
iα=√2/3)・ia−√(1/6)・ib−√(1/6)・ic…(13)
iβ=√(1/2)・ib−√(1/2)・ic …(14)
id=cos(θ)・iα+sin(θ)・iβ …(15)
iq=−sin(θ)・iα+cos(θ)・iβ …(16)
503のブロックでは、電力指令値演算器120で求めた有効・無効電力の指令値と、501のブロックで求めた直軸、横軸電圧(vd,vq)を用いて、直軸、横軸電流の指令値(id*,iq*)を算出する。
In the
iα = √2 / 3) · ia−√ (1/6) · ib−√ (1/6) · ic (13)
iβ = √ (1/2) · ib−√ (1/2) · ic (14)
id = cos (θ) · iα + sin (θ) · iβ (15)
iq = −sin (θ) · iα + cos (θ) · iβ (16)
The
504のブロックでは、直軸、横軸電流の計測値と直軸、横軸電流の指令値を比較するとともに、式(9),(10)により比例積分制御処理を行い、必要となる電圧形変換器の電圧(二相)ed,eqを式(17),(18)より算出する。
In the
ed=∫k・(id−id*)・dt …(17)
eq =∫k・(iq−iq*)・dt …(18)
ここで、kは比例係数、dtは微小時間である。
ed = ∫k · (id-id *) · dt (17)
eq = ∫k · (iq−iq *) · dt (18)
Here, k is a proportional coefficient, and dt is a minute time.
505では、非干渉制御、すなわち、直軸・横軸電流による電圧の変化を考慮した電圧形変換器の電圧指令値(二相)ed*,eq*を式(19),(20)より算出する。 In 505, non-interference control, that is, voltage command values (two-phase) ed * and eq * of the voltage source converter considering the voltage change due to the direct and horizontal currents are calculated from the equations (19) and (20) To do.
ed* =ed−R・id+ω・L・iq …(19)
eq* =eq−ω・L・id+R・iq …(20)
ここで、Rは抵抗、Lはインダクタンス、ωは角周波数である。
ed * = ed−R · id + ω · L · iq (19)
eq * = eq−ω · L · id + R · iq (20)
Here, R is a resistance, L is an inductance, and ω is an angular frequency.
506のブロックでは、回転座標逆変換(式(21),(22))および二相三相変換(式(23),(24))により、三相の電圧指令値が生成される。
eα*=cos(θ)・ed*−sin(θ)・eq* …(21)
eβ*=sin(θ)・ed*+cos(θ)・ed* …(22)
ea*=√(2/3)・eα* …(23)
eb*=−√(1/6)・eα*+√(1/2)・eβ* …(24)
ec*=−√(1/6)・eα*−√(1/2)・eβ* …(25)
507のブロックでは、電力変換器8を駆動するための、PWM(パルス幅変調)方式によりゲート信号を生成する。すなわち、三角波の搬送波信号(例えば、周波数3kHz)と電圧指令値を比較することにより、スイッチング素子をオン、オフするゲート信号(駆動信号)を生成する。
In the
eα * = cos (θ) · ed * −sin (θ) · eq * (21)
eβ * = sin (θ) · ed * + cos (θ) · ed * (22)
ea * = √ (2/3) · eα * (23)
eb * =-√ (1/6) · eα * + √ (1/2) · eβ * (24)
ec * = − √ (1/6) · eα * −√ (1/2) · eβ * (25)
In a
次に、前述した約25kmの送電線の末端付近に太陽光発電システムを接続した場合の電圧変動について、シミュレーションにより評価した。図9は、太陽光発電出力に変動(低下)がある場合の例である。図10はシミュレーションの結果であり、出力変動による連系点における電圧変動を潮流計算した結果で、力率一定の制御を行った場合と本発明の制御を行った場合を示した。力率一定制御の場合は、連系点で0.35%の電圧低下が見られたが、本発明の制御を行った場合は、電圧の低下は0.03%に留まった。 Next, voltage fluctuations when a photovoltaic power generation system was connected near the end of the transmission line of about 25 km described above were evaluated by simulation. FIG. 9 is an example when there is a fluctuation (decrease) in the photovoltaic power generation output. FIG. 10 shows the result of the simulation, and shows the result of the flow calculation of the voltage fluctuation at the interconnection point due to the output fluctuation, and shows the case where the control with the constant power factor is performed and the case where the control of the present invention is performed. In the case of constant power factor control, a voltage drop of 0.35% was observed at the connection point, but in the case of performing the control of the present invention, the voltage drop was only 0.03%.
これまでは、対象系統の負荷に対する太陽光発電出力の割合が比較的小さい場合を扱ってきたが、太陽光発電出力の割合が大きくなると、太陽光発電の影響を無視することができなくなる。 Until now, the case where the ratio of the photovoltaic power generation output to the load of the target system is relatively small has been dealt with. However, when the ratio of the photovoltaic power generation output increases, the influence of the photovoltaic power generation cannot be ignored.
図11は、実施例2による太陽光発電装置をもつ分散電源システムの構成図である。制御器11には、図1の場合と同じように、電圧電力演算器100、気温演算器105、系統パラメータ演算器110、電力指令値演算器120、電力制御器130が含まれる。制御器11では、系統パラメータ演算器111が、気温のほか、電圧電力演算器100から電力の計測値を取得する点が異なっている。
FIG. 11 is a configuration diagram of a distributed power supply system having a photovoltaic power generation apparatus according to the second embodiment. As in the case of FIG. 1, the
図12は、系統パラメータ演算器111での処理を示すフローチャートである。太陽光発電システムの起動に合せ、日が変わったかどうかを判定し(401)、対象日を変更する(402)。系統定数の取得(403)、季節毎の負荷パターンの取得(404)、対象日の負荷の算出(405)を行うことは図7の場合と同様である。 FIG. 12 is a flowchart showing processing in the system parameter calculator 111. In accordance with the start of the photovoltaic power generation system, it is determined whether the day has changed (401), and the target date is changed (402). The acquisition of the system constant (403), the acquisition of the load pattern for each season (404), and the calculation of the load on the target day (405) are the same as in the case of FIG.
次に、系統パラメータの見直しのタイミングかどうかを判定する(406)。該当する時刻が、見直しのタイミングである場合は、以下の一連の処理を行う。まず、気温演算器105より気温を取得する(407)。次に、電圧電力演算器100より太陽光発電電力(電力変換器の有効・無効電力)を取得する(408)。これら気温、負荷、太陽光発電電力から送電線の導体温度を算出する(409)。送電線の導体温度に基づき、系統定数の抵抗分を補正する(410)。式(3)〜(7)を用いて、系統パラメータ(α)を算出する(411)。電力指令値演算器120に算出した系統パラメータ(α)を送信する(412)。 Next, it is determined whether it is the timing for reviewing the system parameters (406). When the corresponding time is the review timing, the following series of processing is performed. First, the temperature is acquired from the temperature calculator 105 (407). Next, photovoltaic power (effective / reactive power of the power converter) is acquired from the voltage / power calculator 100 (408). The conductor temperature of the transmission line is calculated from these temperature, load, and photovoltaic power (409). Based on the conductor temperature of the transmission line, the system constant resistance is corrected (410). A system parameter (α) is calculated using equations (3) to (7) (411). The calculated system parameter (α) is transmitted to the power command value calculator 120 (412).
以上の処理を行うことにより、負荷に対して太陽光発電出力が大きな場合でも、最適な系統パラメータを求めることができ、連系点における電圧変動を抑制することができる。 By performing the above processing, even when the photovoltaic power generation output is large with respect to the load, the optimum system parameter can be obtained, and the voltage fluctuation at the interconnection point can be suppressed.
上記の実施例1、2では、気温情報を得る手段として温度センサによる計測値から気温を算出する方法について説明してきた。しかし、当該地域あるいは付近地の気温に関し、過去何年ものデータが気象庁等から提供されているので、このデータを利用することも可能である。すなわち、過去の気温データから、各月の平均的な気温を求めて、データベース20に記録しておく。電力変換器を動作させる場合は、動作日が何月に当たるかを判別し、データベースからその月の平均気温を取得し、それを用いて系統パラメータを算出すれば、電圧変動を抑制できる、ほぼ最適な系統パラメータを得ることができる。
In the first and second embodiments, the method for calculating the air temperature from the measurement value by the temperature sensor has been described as means for obtaining the air temperature information. However, since the data for the past several years has been provided by the Japan Meteorological Agency etc. regarding the temperature in the region or the vicinity, it is also possible to use this data. That is, the average temperature of each month is obtained from the past temperature data and recorded in the
また、これまでは太陽光発電システムについて説明してきたが、系統パラメータは、電力系統や負荷の状態で決まるものであり、分散型電源の種類に依らない。従って、分散型電源として風力発電システムが電力系統に連系される場合も、図1または図11の実施例と同様の制御が可能である。 Further, the solar power generation system has been described so far, but the system parameters are determined by the state of the power system and the load, and do not depend on the type of the distributed power source. Therefore, even when the wind power generation system is linked to the power system as a distributed power source, the same control as in the embodiment of FIG. 1 or FIG. 11 is possible.
1…主幹系統、2…連系線、3…負荷、4…連系点、5…電流センサ、6…電圧センサ、7…温度センサ、8…電力変換器、9…電力発生部(太陽光パネル)、10…制御器、100…電力電圧演算器、105…気温演算器、110…系統パラメータ演算器、120…電力指令値演算器、130…電力制御器。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
続して運用される分散型電源システムにおいて、
前記制御器は、前記電力系統の系統定数および代表的負荷パターンを予め記録している
データベースと、前記系統定数および代表的負荷パターンと気温情報とに基づき、電圧変
動を最小化する系統パラメータを算出する系統パラメータ演算手段と、前記電力変換器出力の電圧、電流の計測値から連系線における有効・無効電力を演算する電力演算手段と、算出された系統パラメータと算出された有効・無効電力から有効・無効電力指令値を生成する電力指令値演算手段と、前記有効・無効電力指令値に応じた電力変換器の制御信号を生成する電力制御器を有し、前記制御信号により電力変換器を駆動するとともに前記系統パラメータは、前記代表的負荷パターンから対象日の負荷を算出し、前記気温情報と前記負荷から送電線の導体温度を算出し、該導体温度により前記系統定数の抵抗分を補正して算出することを特徴とする分散型電源システム。 In a distributed power system that consists of a power converter and a controller that converts power from the power generation unit, and is operated by connecting to the power system via a connection line,
The controller calculates a system parameter that minimizes voltage fluctuation based on a database in which system constants and representative load patterns of the power system are recorded in advance, and the system constants, representative load patterns, and temperature information. System parameter calculation means, power calculation means for calculating active / reactive power in the interconnection line from the measured voltage and current values of the power converter output, calculated system parameters and calculated active / reactive power Power command value calculation means for generating an active / reactive power command value, and a power controller for generating a control signal for a power converter according to the active / reactive power command value. the system parameters to drive calculates the load of the target date from the representative load patterns, calculate the conductor temperature of the transmission line from the load and the temperature information And, distributed power supply system and calculates to correct the resistance of the system constant by conductor temperature.
続して運用される分散型電源システムにおいて、
前記制御器は、前記電力系統の系統定数および代表的負荷パターンを予め記録している
データベースと、前記系統定数および代表的負荷パターンと、気温情報と、前記電力変換
器出力の電圧、電流の計測値から算出した前記電力変換器出力の有効・無効電力とに基づ
き、電圧変動を最小化する系統パラメータを算出する系統パラメータ演算手段と、算出された系統パラメータと、前記電圧、電流の計測値とから有効・無効電力指令値を生成する
電力指令値演算手段と、前記有効・無効電力指令値に応じた電力変換器の制御信号を生成する電力制御器を有し、前記制御信号により電力変換器を駆動することを特徴とする分散
型電源システム。 In a distributed power system that consists of a power converter and a controller that converts power from the power generation unit, and is operated by connecting to the power system via a connection line,
The controller includes a database in which system constants and representative load patterns of the power system are recorded in advance, the system constants and representative load patterns, temperature information, and voltage and current measurements of the power converter output. Based on the active / reactive power of the power converter output calculated from the value, the system parameter calculating means for calculating the system parameter that minimizes the voltage fluctuation, the calculated system parameter, the measured values of the voltage and current, Power command value calculation means for generating an active / reactive power command value from the power controller, and a power controller for generating a control signal for a power converter corresponding to the active / reactive power command value. A distributed power supply system characterized by driving an electric power source.
前記系統パラメータαは、前記電圧、電流の計測値から算出した有効電力Pと無効電力
Qが変動する場合に、無効電力変動分ΔQが有効電力変動分ΔPに比例し、ΔQ=−αΔ
Pの関係となるように算出されることを特徴とする分散型電源システム。 In claim 2 ,
When the active power P and the reactive power Q calculated from the measured values of voltage and current fluctuate, the system parameter α is such that the reactive power fluctuation ΔQ is proportional to the active power fluctuation ΔP, and ΔQ = −αΔ
A distributed power supply system that is calculated so as to have a relationship of P.
前記系統パラメータは、前記代表的負荷パターンから対象日の負荷を算出し、前記気温
情報と前記負荷と、前記電力変換器出力の有効・無効電力とから送電線の導体温度を算出
し、該導体温度により前記系統定数の抵抗分を補正して算出することを特徴とする分散型
電源システム。 In claim 2,
The system parameter calculates a load on a target day from the representative load pattern, calculates a conductor temperature of a transmission line from the temperature information, the load, and active / reactive power of the power converter output, and the conductor A distributed power supply system, wherein the calculation is performed by correcting the resistance of the system constant according to temperature.
温または予めデータベースに記憶された過去の平均気温データ/日である分散型電源シス
テム。 In any of claims 1 4, wherein the temperature information distributed power supply system is the historical average temperature data / day stored in the temperature or a database in advance, which is calculated from the measured value of the temperature sensor.
前記電力発生部は太陽光発電装置である分散型電源システム。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The power generation unit is a distributed power supply system that is a solar power generation device.
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Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US8614525B2 (en) * | 2010-12-21 | 2013-12-24 | General Electric Company | Methods and systems for operating a power generation system |
JP5862955B2 (en) * | 2011-06-23 | 2016-02-16 | 一般財団法人電力中央研究所 | Customer voltage stabilization system in distribution system |
JP6138573B2 (en) * | 2013-05-15 | 2017-05-31 | 一般財団法人電力中央研究所 | Power generation device and power control method |
US10135247B2 (en) * | 2013-10-17 | 2018-11-20 | General Electric Company | Methods and systems for integrated Volt/VAr control in electric network |
KR101568873B1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-11-13 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | High-Speed Method for Large Scale Power Systems |
JP6502787B2 (en) * | 2015-08-20 | 2019-04-17 | 東北電力株式会社 | Distributed power supply device and distributed power interconnection system |
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JP4575272B2 (en) * | 2005-10-27 | 2010-11-04 | 株式会社日立製作所 | Distributed power system and system stabilization method |
JP4306760B2 (en) * | 2006-04-06 | 2009-08-05 | 東京電力株式会社 | Distributed power supply |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10348098B2 (en) | 2015-12-24 | 2019-07-09 | Lsis Co., Ltd. | Microgrid system including electric power load |
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Publication number | Publication date |
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