(57)【要約】【課題】蓄電デバイスの総合的なコストを低減できる複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置およびその制御方法。【解決手段】互いに異なる種類の複数の蓄電デバイス５，６、複数の蓄電デバイスの各々に対する入力電力および出力電力の変換を行う複数の電力変換器７，８、電力系統１の電圧および電流に基づき電力系統の系統電力を演算する電力演算器１１、複数の電力変換器の電力を検出する複数の電力検出部１２，１３、蓄電デバイスの電圧および電流を検出する複数の電圧電流検出部１４，１５、電力演算器からの系統電力と複数の電力検出部からの電力と複数の電圧電流検出部からの電圧および電流とに基づき系統電力の変動を抑制する制御回路２０を備え、制御回路は、電力演算器からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を複数の蓄電デバイスのそれぞれに配分する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる種類の複数の蓄電デバイスと、
電力系統に連系され且つ前記複数の蓄電デバイスに対応して設けられ、前記複数の蓄電デバイスの各々に対する入力電力および出力電力の変換を行う複数の電力変換器と、
前記電力系統の電圧および電流に基づき前記電力系統の系統電力を演算する電力演算器と、
前記複数の電力変換器に対応して設けられ、前記複数の電力変換器の電力を検出する複数の電力検出部と、
前記複数の蓄電デバイスに対応して設けられ、前記蓄電デバイスの電圧および電流を検出する複数の電圧電流検出部と、
前記電力演算器からの系統電力と前記複数の電力検出部からの電力と前記複数の電圧電流検出部からの電圧および電流とに基づき前記系統電力の変動を抑制する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記電力演算器からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を、前記複数の蓄電デバイスのそれぞれに配分することを特徴とする複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置。
【請求項２】
前記制御回路は、値が小さい順に第１乃至第（ｎ−１）（ｎ≧２の整数）のしきい値を設定し、前記電力演算器からの系統電力の振幅値が第１のしきい値未満である場合には第１の蓄電デバイスの充放電を制御し、前記電力演算器からの系統電力の振幅値が第（ｎ−１）のしきい値以上である場合には第１乃至第ｎの蓄電デバイスの充放電制御を行うことを特徴とする請求項１記載の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置。
【請求項３】
前記制御回路は、ｎが３以上で且つ前記電力演算器からの系統電力の振幅値が第（ｎ−２）のしきい値以上で第（ｎ−１）のしきい値未満である場合には第１乃至第（ｎ−１）の蓄電デバイスの充放電制御を行うことを特徴とする請求項２記載の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記電力演算器からの系統電力の振幅値に基づく変動抑制指令値と前記系統電力との偏差を充放電指令値として算出する充放電指令値加算器と、
前記第１乃至第（ｎ−１）のしきい値に対応して設けられた第１乃至第（ｎ−１）のリミッタと、
前記第１乃至第（ｎ−１）のリミッタに対応して設けられ、且つ前記第１乃至第（ｎ−１）のリミッタの入出力端子に接続された第１乃至第（ｎ−１）の加算器とを備え、前記第１乃至第（ｎ−１）のリミッタと前記第１乃至第（ｎ−１）の加算器とが縦続接続され、
前記第１のリミッタは、前記充放電指令値を一定の振幅値に制限することにより前記第１の蓄電デバイスの充放電を制御するための第１の指令値を作成し、
前記第１の加算器は、前記充放電指令値から前記第１の指令値を引いて加算値を得て、
第２のリミッタ以降の各々は、前段の前記加算器からの加算値を一定の振幅値に制限することにより第２の蓄電デバイス以降の各々の指令値を作成し、
第２の加算器以降の各々は、前段の前記加算器からの加算値から前段の前記リミッタからの指令値を引いて加算値を得ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置。
【請求項５】
互いに異なる種類の複数の蓄電デバイスの各々に対する入力電力および出力電力の変換を複数の電力変換器で行う電力変換ステップと、
前記電力系統の電圧および電流に基づき前記電力系統の系統電力を電力演算器で演算する演算ステップと、
前記複数の電力変換器に対応して設けられた複数の電力検出部で前記複数の電力変換器の電力を検出する電力検出ステップと、
前記複数の蓄電デバイスに対応して設けられた複数の電圧電流検出部で前記蓄電デバイスの電圧および電流を検出する電圧電流検出ステップと、
前記電力演算器からの系統電力と前記複数の電力検出部からの電力と前記複数の電圧電流検出部からの電圧および電流とに基づき前記系統電力の変動を抑制する制御ステップとを備え、
前記制御ステップは、
前記電力演算器からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を、前記複数の蓄電デバイスのそれぞれに配分することを特徴とする複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の変動を抑制する複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギーを用いた発電装置、例えば太陽光発電などを用いた発電装置が電力系統に大量に導入されることが予想される。この太陽光発電装置は不安定電源であり、電力系統に多数連系された場合、電力系統においても電力変動を抑制する必要がある。
【０００３】
従来、電力変動を抑制する電力変動抑制装置は、蓄電デバイスとして鉛蓄電池のような安価な蓄電池を用い、この蓄電池を充放電させて蓄電池のエネルギーにより、太陽光発電装置から供給される電力の変動および負荷で消費される電力の変動を抑制していた。
【０００４】
また、従来の技術として、特許文献１が知られている。特許文献１に記載された電力変動補償システムは、電力供給部から供給される電力の変動および負荷で消費される電力の変動を補償するシステムであって、蓄電部と、蓄電部への入力電力および蓄電部からの出力電力を変換するコンバータと、コンバータを制御する制御部とを備え、制御部は、補償対象となる電力の変動量に基づいて、補償電力の値を演算する補償電力演算部と、変動量に基づいて、コンバータの運転および停止を判断する判断部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４６３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鉛蓄電池のような安価な蓄電池により全ての充放電を行う場合、充放電サイクル数が増加するため、蓄電池の寿命が短くなる。蓄電池は電気二重層キャパシタのような高サイクル寿命を持つ蓄電池と比べて安価であるが、メンテナンス回数が増加するので、コストが増加し、総合的なコストが増加する。
【０００７】
本発明は、蓄電デバイスの総合的なコストを低減することができる複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置は、互いに異なる種類の複数の蓄電デバイスと、電力系統に連系され且つ前記複数の蓄電デバイスに対応して設けられ、前記複数の蓄電デバイスの各々に対する入力電力および出力電力の変換を行う複数の電力変換器と、前記電力系統の電圧および電流に基づき前記電力系統の系統電力を演算する電力演算器と、前記複数の電力変換器に対応して設けられ、前記複数の電力変換器の電力を検出する複数の電力検出部と、前記複数の蓄電デバイスに対応して設けられ、前記蓄電デバイスの電圧および電流を検出する複数の電圧電流検出部と、前記電力演算器からの系統電力と前記複数の電力検出部からの電力と前記複数の電圧電流検出部からの電圧および電流とに基づき前記系統電力の変動を抑制する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記電力演算器からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を、前記複数の蓄電デバイスのそれぞれに配分することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制制御方法は、互いに異なる種類の複数の蓄電デバイスの各々に対する入力電力および出力電力の変換を複数の電力変換器で行う電力変換ステップと、前記電力系統の電圧および電流に基づき前記電力系統の系統電力を電力演算器で演算する演算ステップと、前記複数の電力変換器に対応して設けられた複数の電力検出部で前記複数の電力変換器の電力を検出する電力検出ステップと、前記複数の蓄電デバイスに対応して設けられた複数の電圧電流検出部で前記蓄電デバイスの電圧および電流を検出する電圧電流検出ステップと、前記電力演算器からの系統電力と前記複数の電力検出部からの電力と前記複数の電圧電流検出部からの電圧および電流とに基づき前記系統電力の変動を抑制する制御ステップとを備え、前記制御ステップは、前記電力演算器からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を、前記複数の蓄電デバイスのそれぞれに配分することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電力演算器からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を、異なる種類の複数の蓄電デバイスのそれぞれに配分するので、蓄電デバイスの総合的なコストを低減することができる電力変動抑制装置およびその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の回路構成図である。
【図２】本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の複数の蓄電デバイスに対する充放電パターンを示す図である。
【図３】図２に示す充放電パターンから抽出された正負に一定振幅Ａを持つ第１充放電パターンおよび図２に示す充放電パターンから第１充放電パターンを差し引いて得られた第２充放電パターンを示す図である。
【図４】本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。
【図５】本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の複数の蓄電デバイスによるシミュレーション結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。
【図７】本発明の実施例３の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。
【図８】本発明の実施例４の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の回路構成図である。
【図９】本発明の実施例４の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の複数の蓄電デバイスに対する充放電パターンを示す図である。
【図１０】本発明の実施例４の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置およびその制御方法を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の回路構成図である。電力変動抑制装置は、充放電パターンの振幅および頻度を、異なる種類の第１蓄電デバイスと第２蓄電デバイスとのそれぞれに配分することにより最適化を行い、蓄電デバイスの総合的なコスト低減を行うことを特徴とする。
【００１４】
図１において、交流電源などの電力系統１には電力系統母線Ｌを介して負荷２が接続され、電力系統１から系統電力が負荷２に供給される。電力系統１と負荷２との間には、電力変換器４を介して太陽光発電装置３が接続されている。太陽光発電装置３は、自然エネルギーを用いた発電装置である風力発電などでも良い。太陽光発電装置３は、太陽光により発電し、発電量を電力変換器４に出力する。電力変換器４は、太陽光発電装置３の発電量を所定の電力に変換して電力系統母線Ｌに供給する。
【００１５】
図１に示す電力変動抑制装置は、蓄電デバイス５、蓄電デバイス６、電力変換器７，８、電流検出器９、電圧検出器１０、電力演算器１１、電力検出部１２，１３、電圧電流検出部１４，１５、制御回路２０を備えている。
【００１６】
電力系統１と電力変換器４を介する太陽光発電装置３との間には、電力変換器７，８を介して異なる種類の蓄電デバイス５，６が接続されている。
【００１７】
蓄電デバイス５は、小振幅の充放電パターンにより充放電を行う。例えば、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ：Electric Double Layer Capacitor）やフライホイールなどを用いることができる。蓄電デバイス６は、大振幅の充放電パターンが可能な例えば鉛蓄電池やリチウムイオン電池の二次電池などを用いることができる。なお、蓄電デバイス５、蓄電デバイス６の各々は、複数個設けても良い。
【００１８】
電力変換器７は、蓄電デバイス５と電力系統母線Ｌとに接続され、蓄電デバイス５への入力電力および蓄電デバイス５からの出力電力を変換する。電力変換器８は、蓄電デバイス６と電力系統母線Ｌとに接続され、蓄電デバイス６への入力電力および蓄電デバイス６からの出力電力を変換する。
【００１９】
電力系統１と負荷２との間の電力系統母線Ｌには電力系統母線Ｌに流れる電流を検出する電流検出器９が設けられている。また、電力系統母線Ｌには電力系統１の地点Ａにおける電圧を検出する電圧検出器１０が接続されている。電力演算器１１は、電流検出器９と電圧検出器１０とに接続され、電流検出器９で検出された電流と電圧検出器１０で検出された電圧とに基づき電力系統１の系統電力を演算して制御回路２０に出力する。
【００２０】
電力検出部１２は、電力変換器７に接続され、電力変換器７で変換された電力を検出し、検出された電力を制御回路２０に出力する。電力検出部１３は、電力変換器８に接続され、電力変換器８で変換された電力を検出し、検出された電力を制御回路２０に出力する。
【００２１】
電圧電流検出部１４は、蓄電デバイス５に接続され、蓄電デバイス５の端子電圧と蓄電デバイス５に流れる電流とを検出し、検出された電圧および電流を制御回路２０に出力する。電圧電流検出部１５は、蓄電デバイス６に接続され、蓄電デバイス６の端子電圧と蓄電デバイス６に流れる電流とを検出し、検出された電圧および電流を制御回路２０に出力する。
【００２２】
制御回路２０は、電力演算器１１からの電力系統１の系統電力と、電力検出部１２，１３で検出された電力変換器７，８の電力と、電圧電流検出部１４，１５で検出された蓄電デバイス５，６の電圧および電流とに基づいて電力系統１からの電力および負荷２の電力の変動を抑制する。
【００２３】
（実施例１の電力変動抑制装置の特徴的な構成部分）
図２は、本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の複数の蓄電デバイスに対する充放電パターンを示す図である。図２は蓄電デバイスの複数化が適する充放電パターンの一例を示しており、各充放電パターンの振幅にばらつきがあることが特徴である。例えば、図２に示す充放電パターンによる変動抑制を蓄電デバイス５のみで行う場合、充放電頻度が少なく、振幅が大きい充放電パターンを考慮した蓄電容量設定とする必要がある。このため、蓄電デバイス５の容量が大きくなり、コストが増加する。
【００２４】
一方、全ての充放電を蓄電デバイス６で行う場合にも、背景技術の欄で既に説明したように、コストが増加する。
【００２５】
このように図２に示す充放電パターンを単一の蓄電デバイスで行う場合には、コスト面では最適とは言えない。このため、実施例１の電力変動抑制装置は、充放電パターンの頻度と振幅を、蓄電デバイス５と蓄電デバイス６とのそれぞれに配分することで最適化を図るようにした。
【００２６】
上記最適化を実現するために、制御回路２０は、電力演算器１１からの電力系統１の系統電力（地点Ａにおける電力）の振幅値に応じて、図２に示す充放電パターンの振幅および頻度を、蓄電デバイス５と蓄電デバイス６とのそれぞれに配分することを特徴とする。
【００２７】
より具体的に上記最適化を実現するために、本発明者らは、図２に示す充放電パターンの振幅、充放電サイクル数（頻度）、サイクル寿命と総コストに着目した。
【００２８】
即ち、図２に示す充放電パターンを、図３（ａ）に示す±Ａの振幅値を持ち充放電頻度が例えば１８回である第１充放電パターンと、図２に示す充放電パターンから図３（ａ）に示す第１充放電パターンを差し引いて得られた図３（ｂ）に示す充放電頻度が例えば１２回である第２充放電パターンとに分割して取り扱うことにより、蓄電デバイス５と蓄電デバイス６とのそれぞれに充放電パターンの振幅と頻度とを配分する。
【００２９】
このようにするため、制御回路２０は、電力演算器１１からの電力系統１の系統電力の振幅値が±Ａの振幅値内である場合には、即ち、振幅値が小さい図３（ａ）に示す第１充放電パターンである場合には、第１充放電パターンにより蓄電デバイス５の充放電を制御する。
【００３０】
また、制御回路２０は、系統電力の振幅値が±Ａの振幅値を超える場合には、即ち、振幅値が大きい充放電パターンである場合には、図３（ａ）に示す第１充放電パターンによる蓄電デバイス５の充放電制御と、図３（ｂ）に示す第２充放電パターンによる蓄電デバイス６の充放電制御とを行う。
【００３１】
上記機能を実現するために、制御回路２０は、指令値生成部２１、指令値分離部２２、および制御器２３，２４を設けている。指令値生成部２１は、電力演算器１１からの電力系統１の系統電力（地点Ａにおける電力）の振幅値に応じて、図２に示す充放電パターンを、図３（ａ）に示す第１充放電パターンと、図３（ｂ）に示す第２充放電パターンとに分割するように、蓄電デバイス５と蓄電デバイス６とのそれぞれに充放電パターンの振幅と頻度とを配分するための指令値を作成する。
【００３２】
指令値分離部２２は、指令値生成部２１で生成された指令値を、蓄電デバイス５の充放電を制御するための第１指令値と、蓄電デバイス６の充放電を制御するための第２指令値とに分離する。
【００３３】
制御器２３は、指令値分離部２２からの第１指令値に基づき蓄電デバイス５の充放電を制御する。制御器２４は、指令値分離部２２からの第２指令値に基づき蓄電デバイス６の充放電を制御する。
【００３４】
図４は、本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。指令値生成部２１は、移動平均部２１１と加算器２１２とにより構成されている。
【００３５】
移動平均部２１１は、移動平均法により、即ち、電力変動を抑制する地点Ａの電力Ｐpvを平滑化する処理を行うことにより、変動抑制指令値Ｐｆを得る。加算器２１２は、移動平均部２１１からの変動抑制指令値Ｐｆと電力Ｐpvとの偏差を求め、この偏差を電力変動抑制装置全体で行う充放電指令値Ｐconvとして出力する。
【００３６】
リミッタ２１３は、加算器２１２からの充放電指令値Ｐconvを一定の振幅値に制限して第１指令値Ｐ1（図３（ａ）に示す第１充放電パターンに対応する指令値）を作成し、この第１指令値Ｐ1を蓄電デバイス５の充放電のために用いる。
【００３７】
加算器２１４は、加算器２１２からの充放電指令値Ｐconvから、リミッタ２１３からの第１指令値Ｐ1を差し引いて得られた第２指令値Ｐ2（図３（ｂ）に示す第２充放電パターンに対応する指令値）を作成し、この第２指令値Ｐ２を蓄電デバイス６の充放電のために用いる。即ち、リミッタ２１３と加算器２１４とを用いることにより、充放電指令値Ｐconvを第１指令値Ｐ1と第２指令値Ｐ2とに分離する。
【００３８】
次にこのように構成された実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の動作を図１乃至図４を参照しながら詳細に説明する。ここでは、図２、図３に示す充放電パターンの振幅および頻度を、蓄電デバイス５，６に対してそれぞれ配分する場合の動作のみを説明する。
【００３９】
まず、電力演算器１１により、電力変動を抑制する地点Ａの電力Ｐpvが検出される。移動平均部２１１により、変動抑制指令値Ｐｆが求められ、加算器２１２により、変動抑制指令値Ｐｆと電力Ｐpvとの偏差である充放電指令値Ｐconvが求められる。
【００４０】
さらに、リミッタ２１３により、充放電指令値Ｐconvは一定の振幅値に制限されて図３（ａ）に示す第１充放電パターンに対応する第１指令値Ｐ1が作成される。この第１指令値Ｐ1により、制御器２３は、蓄電デバイス５の充放電を制御する。
【００４１】
また、加算器２１４により、充放電指令値Ｐconvから、リミッタ２１３からの図３（ａ）に示す充放電パターンに対応する第１指令値Ｐ1を差し引いて得られた図３（ｂ）に示す第２充放電パターンに対応する第２指令値Ｐ2が作成される。この第２指令値Ｐ2により、制御器２４は、蓄電デバイス６の充放電を制御する。
【００４２】
即ち、振幅の小さな充放電パターンを蓄電デバイス５が取り扱い、振幅の大きな充放電パターンを、蓄電デバイス５と蓄電デバイス６とが取り扱うので、蓄電デバイス６よりも蓄電デバイス５の充放電サイクル数が多くなる。
【００４３】
なお、図３（ａ）に示すリミッタ値である振幅値±Ａは、蓄電デバイス５と蓄電デバイス６との特性に基づいて設定できる。
【００４４】
このように、実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置によれば、制御回路２０は、電力演算器１１からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を、蓄電デバイス５と蓄電デバイス６とのそれぞれに配分するので、蓄電デバイス６の充放電頻度を少なくできるため、長寿命化が実現できるとともに、蓄電デバイスの総合的なコストを低減することができる。
【００４５】
図５は、本発明の実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の複数の蓄電デバイスによるシミュレーション結果を示す図である。図５において、Ｐpvは太陽光発電装置３からの地点Ａでの出力、Ｐｆは変動抑制指令値、Ｐ1は第１指令値、Ｐ2は第２指令値である。図５からもわかるように、蓄電デバイス６（第２指令値Ｐ2に対応）の充放電頻度を少なくすることができる。
【００４６】
また、蓄電デバイス６の最大出力を１とすると、蓄電デバイス５の最大出力は０．７程度に制限でき、蓄電デバイス５を蓄電デバイス６の最大出力に比べて少なくすることができる。従って、蓄電デバイスの総合的なコストを低減することができる。
【００４７】
なお、実施例１の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置は、蓄電デバイスを選定する上で、充放電パターンの振幅と、充放電サイクル数の２つの条件を用いたが、必ずしも全ての充放電パターンに対して、上記条件の複数化が適用できるとは限らない。例えば、充放電パターンの振幅に、ばらつきがほとんどない場合には、蓄電デバイスを選定するための条件は、充放電サイクル数となるため、単一の蓄電デバイスを使用するのが適している。
【実施例２】
【００４８】
図６は、本発明の実施例２の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。図６に示す実施例２の電力変動抑制装置は、図１に示す実施例１の電力変動抑制装置に対して、さらに、加算器２１４の出力側にローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１５を設けたことを特徴とする。
【００４９】
ＬＰＦ２１５は、加算器２１４からの図３（ｂ）に示す充放電パターンの信号内の低域周波数成分のみを抽出するので、高域周波数成分が削除され、図４に示す第２指令値Ｐ2よりも、もっと滑らかな第２指令値Ｐ2を得ることができる。  
【実施例３】
【００５０】
図７は、本発明の実施例３の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。図７に示す実施例３の電力変動抑制装置は、図６に示す実施例２の電力変動抑制装置に対して、さらに、第１蓄電デバイス電圧制御系２１６、第２蓄電デバイス電圧制御系２１７、および加算器２１８，２１９を設けたことを特徴とする。
【００５１】
第１蓄電デバイス電圧制御系２１６は、蓄電デバイス５の充電容量を管理し、この充電容量に対応した値を加算器２１８に出力する。加算器２１８は、リミッタ２１３からの出力と第１蓄電デバイス電圧制御系２１６からの出力とを加算して得られた値を第１指令値Ｐ1とする。
【００５２】
第２蓄電デバイス電圧制御系２１７は、蓄電デバイス６の充電容量を管理し、この充電容量に対応した値を加算器２１９に出力する。加算器２１９は、ＬＰＦ２１５からの出力と第２蓄電デバイス電圧制御系２１７からの出力とを加算して得られた値を第２指令値Ｐ2とする。
【００５３】
このように第１蓄電デバイス電圧制御系２１６、および第２蓄電デバイス電圧制御系２１７の充電容量に応じて第１指令値Ｐ1および第２指令値Ｐ2を決定するので、より電力の変動を抑制することができる。
【実施例４】
【００５４】
図８は、本発明の実施例４の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の回路構成図である。図８に示す実施例４の電力変動抑制装置は、３つ以上の電力変換器７−１〜７−ｎ、３つ以上の蓄電デバイス５−１〜５−ｎ、３つ以上の電力検出部１２−１〜１２−ｎ、３つ以上の電圧電流検出部１４−１〜１４−ｎ、３つ以上の制御器２３−１〜２３−ｎ、指令値生成部２１ａ、指令値分離部２２ａを備えたことを特徴とする。
【００５５】
３つ以上の蓄電デバイス５−１〜５−ｎは、互いに異なる種類の蓄電デバイスである。蓄電デバイス５−１は、小振幅の充放電パターンにより充放電を行う例えば、電気二重層キャパシタなどを用いることができる。蓄電デバイス５−２は、大振幅の充放電パターンが可能な例えば、フライホイールなどを用いることができる。蓄電デバイス５−ｎは、大振幅の充放電パターンが可能な例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池の二次電池などを用いることができる。
【００５６】
図９は、本発明の実施例４の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の複数の蓄電デバイスに対する充放電パターンを示す図である。
【００５７】
図９に示す充放電パターンを、±Ａの振幅値を持つ第１充放電パターンと、±Ａ〜±Ｂの振幅値を持つ第２充放電パターンと、‥±ｎの振幅値を持つ第ｎ充放電パターンとに分割して取り扱うことにより、蓄電デバイス５−１〜５−ｎのそれぞれに充放電パターンの振幅と頻度とを配分する。
【００５８】
指令値生成部２１ａは、電力演算器１１からの電力系統１の系統電力（地点Ａにおける電力）の振幅値に応じて、図９に示す充放電パターンを、±Ａの振幅値を持つ第１充放電パターンと、±Ａ〜±Ｂの振幅値を持つ第２充放電パターンと、‥±ｎの振幅値を持つ第ｎ充放電パターンとに分割するように、蓄電デバイス５−１〜５−ｎのそれぞれに充放電パターンの振幅と頻度とを配分するための指令値を作成する。±Ａの振幅値は第１のしきい値に対応し、±Ｂの振幅値は第２のしきい値に対応し、±ｎの振幅値は第ｎのしきい値に対応する。
【００５９】
指令値分離部２２ａは、指令値生成部２１ａで生成された指令値を、蓄電デバイス５−１の充放電を制御するための第１指令値と、蓄電デバイス５−２の充放電を制御するための第２指令値と、‥蓄電デバイス５−ｎの充放電を制御するための第ｎ指令値とに分離する。
【００６０】
制御器２３−１は、指令値分離部２２ａからの第１指令値に基づき蓄電デバイス５−１の充放電を制御する。制御器２３−２は、指令値分離部２２ａからの第２指令値に基づき蓄電デバイス５−２の充放電を制御する。制御器２３−ｎは、指令値分離部２２ａからの第ｎ指令値に基づき蓄電デバイス５−ｎの充放電を制御する。
【００６１】
図１０は、本発明の実施例４の複数蓄電デバイスを用いた電力変動抑制装置の指令値生成部および指令値分離部の回路構成図である。指令値生成部２１ａは、移動平均部２１１と加算器２１２とにより構成されている。移動平均部２１１と加算器２１２は、図４に示すものと同じであるので、その説明は省略する。
【００６２】
また、ｎ個の蓄電デバイス５−１〜５−ｎに対して、（ｎ−１）個のリミッタ２１３−１〜２１３−（ｎ−１）と、（ｎ−１）個のリミッタ２１３−１〜２１３−（ｎ−１）のリミッタの入出力端子に接続された（ｎ−１）個の加算器２１４−１〜２１４−（ｎ−１）とが設けられている。（ｎ−１）個のリミッタ２１３−１〜２１３−（ｎ−１）と、（ｎ−１）個の加算器２１４−１〜２１４−（ｎ−１）とは縦続接続されている。
【００６３】
リミッタ２１３−１は、加算器２１２からの充放電指令値Ｐconvを一定の振幅値に制限することにより蓄電デバイス５−１の充放電を制御するための第１指令値を作成する。加算器２１４−１は、加算器２１２からの充放電指令値Ｐconvからリミッタ２１３−１からの第１指令値を引いて加算値を得る。
【００６４】
リミッタ２１３−２以降の各々は、前段の加算器からの加算値を一定の振幅値に制限することにより蓄電デバイス５−２以降の各々の指令値を作成する。
【００６５】
加算器２１４−２以降の各々は、前段の加算器からの加算値から前段のリミッタからの指令値を引いて加算値を得る。
【００６６】
このように、（ｎ−１）個のリミッタ２１３−１〜２１３−（ｎ−１）と、（ｎ−１）個の加算器２１４−１〜２１４−（ｎ−１）とを用いることにより、充放電指令値Ｐconvを第１乃至第ｎ指令値に分離することができる。
【００６７】
即ち、電力演算器１１からの系統電力の振幅値に応じて充放電パターンの振幅および頻度を、蓄電デバイス５−１〜５−ｎのそれぞれに配分するので、実施例１の効果と同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、太陽光発電システム等の電力変動が大きいシステムに適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  電力系統
２  負荷
３  太陽光発電装置（ＰＶ）
４，７，８  電力変換器
５，６  蓄電デバイス    
９  電流検出器
１０  電圧検出器
１１  電力演算器
１２，１３  電力検出部
１４，１５  電圧電流検出部
２０  制御回路
２１  指令値生成部
２２  指令値分離部
２３，２４  制御器
２１１  移動平均部
２１２，２１４，２１８，２１９  加算器
２１３  リミッタ
２１５  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
２１６  第１蓄電デバイス電圧制御系
２１７  第２蓄電デバイス電圧制御系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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