(57)【要約】【課題】  新たな分散電源の導入や系統構成変更等に柔軟に対応して制御機能や保護機能を容易に調整できると共に、導入箇所に応じた適切な制御機能および保護機能を自動的に実行可能とする。【解決手段】  電力系統連系装置１は、制御保護機能決定部２、制御保護機能実行部３、および主回路部４から構成される。制御保護機能決定部２は、変換器制御保護機能決定部２１、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２、情報受信部２３、情報発信部２４から構成されており、情報ネットワークＮを介して電力系統と分散電源の情報を取込み、この情報に基づいて、主回路部４の制御機能と保護機能を決定する。制御保護機能実行部３は、変換器制御保護機能実行部３１と電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２から構成されており、決定された制御機能と保護機能に応じた制御信号と保護信号を主回路部４に送信して、当該制御機能と保護機能を実行する。【選択図】  図１
2006238665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力会社の電力系統と分散電源とを連系する２台の交直変換器と電力貯蔵装置からなる主回路部を備えた電力系統連系装置において、
情報ネットワークを介して前記電力系統と前記分散電源の情報を取込み、この取込んだ情報に基づいて、前記主回路部の制御機能および保護機能を決定する制御保護機能決定手段と、
決定された制御機能および保護機能に応じた制御信号と保護信号を前記主回路部に送信して、当該制御機能および当該保護機能を実行する制御保護機能実行手段
を備えたことを特徴とする電力系統連系装置。
【請求項２】
前記制御保護機能決定手段は、
評価対象となる制御機能および保護機能を決定する評価対象決定手段と、
決定された制御機能および保護機能の評価対象を評価する機能評価手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力系統連系装置。
【請求項３】
前記機能評価手段は、シミュレーション解析による評価を行う機能解析評価手段である
ことを特徴とする請求項２に記載の電力系統連系装置。
【請求項４】
前記評価対象決定手段は、予め用意された制御機能および保護機能に関する制御保護情報に基づいて評価対象を決定するように構成され、
前記制御保護機能決定手段は、
制御機能および保護機能に関する制御保護情報を保存する制御保護情報保存手段と、
前記情報ネットワークを介して制御機能および保護機能に関する最新の情報を取込み、この取込んだ情報に基づいて、前記制御保護情報保存手段に保存された制御保護情報を更新する制御保護情報更新処理手段を有する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電力系統連系装置。
【請求項５】
前記機能評価手段は、予め用意された評価項目および評価条件に基づいて評価を行うように構成され、
前記制御保護機能決定手段は、
評価項目および評価条件に関する評価情報を保存する評価情報保存手段と、
前記情報ネットワークを介して評価項目および評価条件に関する最新の情報を取込み、この取込んだ情報に基づいて、前記制御保護情報保存手段に保存された評価情報を更新する評価情報更新処理手段を有する
ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の電力系統連系装置。
【請求項６】
前記制御保護機能決定手段は、
前記交直変換器の制御機能および保護機能を決定する第１の制御保護機能決定手段と、
前記電力貯蔵装置の制御機能および保護機能を決定する第２の制御保護機能決定手段を有し、
前記第１と第２の制御保護機能決定手段の各々が、前記評価対象決定手段と前記機能評価手段をそれぞれ有する
ことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の電力系統連系装置。
【請求項７】
前記第１の制御保護機能決定手段は、前記情報ネットワークを介して取込んだ前記電力系統と前記分散電源の情報に基づいて、前記交直変換器の制御機能および保護機能を決定するように構成され、
前記第２の制御保護機能決定手段は、前記情報ネットワークを介して取込んだ前記電力系統と前記分散電源の情報と前記第１の制御保護機能決定手段により得られた情報に基づいて、前記電力貯蔵装置の制御機能および保護機能を決定するように構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の電力系統連系装置。
【請求項８】
前記第１の制御保護機能決定手段は、連系点からみた電力系統のモデル同定を行う電力系統同定手段を有する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電力系統連系装置。
【請求項９】
電力会社の電力系統と分散電源とを連系する２台の交直変換器と電力貯蔵装置からなる主回路部を備えた電力系統連系装置の制御方法において、
制御保護機能決定手段により、情報ネットワークを介して前記電力系統と前記分散電源の情報を取込み、この取込んだ情報に基づいて、前記主回路部の制御機能および保護機能を決定する制御保護機能決定ステップと、
制御保護機能実行手段により、決定された制御機能および保護機能に応じた制御信号と保護信号を前記主回路部に送信して、当該制御機能および当該保護機能を実行する制御保護機能実行ステップ
を含むことを特徴とする電力系統連系装置の制御方法。
【請求項１０】
コンピュータを利用して、電力会社の電力系統と分散電源とを連系する２台の交直変換器と電力貯蔵装置からなる主回路部を備えた電力系統連系装置を制御するためのプログラムにおいて、
情報ネットワークを介して前記電力系統と前記分散電源の情報を取込み、この取込んだ情報に基づいて、前記主回路部の制御機能および保護機能を決定する制御保護機能決定手段と、
決定された制御機能および保護機能に応じた制御信号と保護信号を前記主回路部に送信して、当該制御機能および当該保護機能を実行する制御保護機能実行手段
を前記コンピュータにより実現させることを特徴とする電力系統連系装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力会社の電力系統と分散電源とを連系する２台の交直変換器と電力貯蔵装置からなる主回路部を備えた電力系統連系装置に関するものであり、特に、主回路部を制御するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、分散電源の電力系統連系装置は、国内の電力会社が所有する電力系統と連系して、分散電源の発電力を電力系統へ流通させると同時に、電力系統で発生する事故等から分散電源を保護し、また、保安上の問題から電力系統での単独運転防止や分散電源自身の故障による電力系統への事故波及防止等、分散電源を安全に、かつ、公共設備とも言うべき電力系統への影響を最小限に抑える働きをするものである。
【０００３】
このような電力系統連系装置としては、分散電源の効率的な運用や制御を目的とするものや、保護リレーや単独運転防止機能を有する系統連系保護装置がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
また、分散電源の効率的な運用や制御を目的とする装置としては、太陽光発電、風力発電と蓄電池を活用して余剰電力の運用制御を効果的に行うもの（例えば、特許文献１参照）や、分散電源が導入された地域全体の負荷平準化や総合効率向上を図る系統連系システム（例えば、特許文献２参照）等がある。また、系統連系保護装置としては、分散電源の単独運転検出装置（例えば、特許文献３参照）や、並列接続された複数の太陽光発電装置の単独運転検出を確実に行うための系統連系システム（例えば、特許文献４参照）等がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４１３３６
【特許文献２】特開２００３−１６４０６４
【特許文献３】特開２０００−４１３３８
【特許文献４】特開２００３−２８４２４５
【非特許文献１】「解説  電力系統連系技術要件ガイドライン2003」、エネルギーフォーラム編、2003年10月30日発行
【非特許文献２】「直流送電工学」、町田武彦編、電機大出版局、８章、ｐ２２６〜
【非特許文献３】「電気学会技術報告第７５４号、電力系統の標準モデル」、１９９９年１１月発行
【非特許文献４】足立修一著「システム同定理論」、計測自動制御学会、1993年7月発行
【非特許文献５】R.V.Overschee and B.D.Moor，N4SID，「Subspace algorithms for the identification of combined deterministic-stochastic system」，Automatica，30-1，75/93(1994)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような電力系統連系装置においては、分散電源の効率的な運用や確実な保護を行うために、導入地点の電力系統と分散電源を含む需要家系統に合わせて、制御機能や保護機能を決定することが必要である。
【０００７】
しかしながら、従来の電力系統連系装置においては、それらの制御機能や保護機能が、現在の系統構成に応じて予め固定されているため、新たな分散電源の連系や配電線の増設等により系統構成が変更された場合には、当初の性能が維持できなくなり、制御機能や保護機能の見直し、装置毎の調整、等が必要となる。その結果、新たな分散電源の導入や系統構成の変更までに相当な時間とコストを要するという問題点があった。
【０００８】
本発明は上述したような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、新たな分散電源の導入や系統構成変更等に柔軟に対応して制御機能や保護機能を容易に調整できると共に、導入箇所に応じた適切な制御機能および保護機能を自動的に実行でき、導入箇所に関わらず、電力系統への影響最小化（電力品質改善）や供給信頼度の維持が可能な、電力系統連系装置とその制御方法、および制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するために、情報ネットワークを介して電力系統と分散電源の情報を取込み、この情報に基づいて主回路部の制御機能および保護機能を決定し、決定した機能に応じた信号を主回路部に送信することにより、新たな分散電源の導入や系統構成変更等に柔軟に対応して制御機能や保護機能を容易に調整できると共に、導入箇所に応じた適切な制御機能および保護機能を自動的に実行できるようにしたものである。
【００１０】
本発明の電力系統連系装置は、電力会社の電力系統と分散電源とを連系する２台の交直変換器と電力貯蔵装置からなる主回路部を備えた電力系統連系装置において、制御保護機能決定手段と制御保護機能実行手段を備えたことを特徴としている。ここで、制御保護機能決定手段は、情報ネットワークを介して前記電力系統と前記分散電源の情報を取込み、この取込んだ情報に基づいて、前記主回路部の制御機能および保護機能を決定する手段である。また、制御保護機能実行手段は、決定された制御機能および保護機能に応じた制御信号と保護信号を前記主回路部に送信して、当該制御機能および当該保護機能を実行する手段である。
【００１１】
また、本発明の電力系統連系装置の制御方法と制御プログラムは、電力系統連系装置の上記特徴を、異なる観点から把握したものである。
【００１２】
このような特徴を有する本発明によれば、新たな分散電源の導入時や系統構成の変更時においても、その情報を情報ネットワークから取込んで制御機能および保護機能を決定することができるため、最新の状況に柔軟に対応して制御機能や保護機能を容易に調整することができる。そして、分散電源の導入時には、その導入箇所に関する情報に基づき、導入箇所に応じて適切な制御機能および保護機能を自動的に決定し、決定に応じた制御信号および保護信号を主回路部に送信することにより、導入箇所に応じた適切な制御機能および保護機能を自動的に実行することができる。
【００１３】
なお、本発明において、「分散電源」は、電力会社の電力系統に連系されて分散型の電力システムを構成する個々の連系先を示す用語であり、分散電源やマイクログリッド、電力会社以外の電力系統を含む広い概念である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、新たな分散電源の導入や系統構成変更等に柔軟に対応して制御機能や保護機能を容易に調整できると共に、導入箇所に応じた適切な制御機能および保護機能を自動的に実行でき、導入箇所に関わらず、電力系統への影響最小化（電力品質改善）や供給信頼度の維持が可能な、電力系統連系装置とその制御方法、および制御プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下には、本発明に係る電力系統連系装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
［システム構成］
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係る電力系統連系装置のシステム構成を示す構成図である。この図１に示すように、電力系統連系装置１は、制御保護機能決定部（制御保護機能決定手段）２、制御保護機能実行部（制御保護機能実行手段）３、および主回路部４から構成されており、電力会社電力系統５と需要家等電力系統（分散電源）６を電気的に連系している。
【００１７】
また、電力系統連系装置１は、分散電源や電力系統等の情報を得るために、情報ネットワークＮと接続されており、情報ネットワークＮには、電力会社情報サーバ７、分散電源情報サーバ８、および系統連系装置情報サーバ９が接続されている。ここで、電力会社情報サーバ７は電力系統データベース７１を、分散電源情報サーバ８は分散電源データベース８１を、系統連系装置情報サーバ９は制御機能・保護機能データベース９１を、それぞれ管理している。
【００１８】
なお、図１中においては、簡略化の観点から「データベース」を「ＤＢ」と略して示しているが、他の図面および以降の説明においても、同様に「データベース」を適宜「ＤＢ」と略称している。
【００１９】
また、電力系統連系装置１の概略構成は次の通りである。制御保護機能決定部２は、情報ネットワークＮを介して電力系統と分散電源の情報を取込み、この取込んだ情報に基づいて、主回路部４の制御機能および保護機能を決定する手段であり、変換器制御保護機能決定部（第１の制御保護機能決定手段）２１、電力貯蔵装置制御保護機能決定部（第２の制御保護機能決定手段）２２、情報受信部２３、および情報発信部２４から構成されている。
【００２０】
制御保護機能実行部３は、決定された制御機能および保護機能に応じた制御信号と保護信号を主回路部４に送信して、当該制御機能および当該保護機能を実行する手段であり、変換器制御保護機能実行部３１と電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２から構成されている。主回路部４は、２台の交直変換器４１，４２と電力貯蔵装置４３から構成されている。
【００２１】
なお、このような電力系統連系装置１のうち、制御保護機能決定部２と制御保護機能実行部３は、具体的には、コンピュータのメインメモリとそれに記憶された電力系統連系装置制御用として特化されたプログラム、そのプログラムによって制御されるＣＰＵ、等により実現される。
【００２２】
［電力系統連系装置各部の構成］
以下には、電力系統連系装置１のうち、変換器制御保護機能決定部２１、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２、変換器制御保護機能実行部３１、電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２、および主回路部４の詳細な構成について順次説明する。
【００２３】
［変換器制御保護機能決定部］
図２は、変換器制御保護機能決定部２１の構成を示す構成図である。この図２に示すように、変換器制御保護機能決定部２１は、系統モデル作成部２１１、系統モデル特性把握部２１２、制御機能評価対象決定部２１３、保護機能評価対象決定部２１４、制御保護機能決定結果送信処理部２１５、制御保護データベース部２１６、制御保護機能解析評価部２１７、および評価データベース部２１８から構成されている。このうち、さらに複数の下位要素から構成されている各部２１３，２１４，２１６〜２１８の構成は次の通りである。
【００２４】
制御機能評価対象決定部２１３は、評価対象となる制御機能を決定する手段であり、制御方式決定部２１３１と制御定数選定部２１３２から構成されている。保護機能評価対象決定部２１４は、評価対象となる保護機能を決定する手段であり、保護方式決定部２１４１と保護整定値選定部２１４２から構成されている。
【００２５】
制御保護データベース部２１６は、制御機能および保護機能に関する制御保護情報を保存するための制御方式ＤＢ２１６１、制御定数パターンＤＢ２１６２、保護方式ＤＢ２１６３、保護整定値ＤＢ２１６４と、最新の情報に基づいてこれらのデータベース２１６１〜２１６４の更新処理を行う制御保護ＤＢ更新処理部２１６５から構成されている。
【００２６】
制御保護機能解析評価部２１７は、評価対象として決定された制御機能および保護機能に対して、シミュレーション解析を行い、その解析結果を評価する手段であり、シミュレーション解析実行部２１７１、解析結果評価部２１７２、および評価結果判定部２１７３から構成されている。
【００２７】
評価データベース部２１８は、制御保護機能解析評価部２１７の解析結果評価部２１７２で使用する評価項目および評価条件に関する評価情報を保存するための評価項目・条件ＤＢ２１８１と、最新の情報に基づいてこのデータベース２１８１の更新処理を行う評価ＤＢ更新処理部２１８２から構成されている。
【００２８】
［電力貯蔵装置制御保護機能決定部］
図３は、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２の構成を示す構成図である。この図３に示すように、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２は、変換器・直流回路モデル作成部２２１、変換器・直流回路モデル特性把握部２２２、制御機能評価対象決定部２２３、保護機能評価対象決定部２２４、制御保護機能決定結果送信処理部２２５、制御保護データベース部２２６、制御保護機能解析評価部２２７、および評価データベース部２２８から構成されている。
【００２９】
このうち、さらに複数の下位要素から構成されている各部２２３，２２４，２２６〜２２８は、変換器制御保護機能決定部２１の対応する各部２１３，２１４，２１６〜２１８と同様の機能および構成を有する手段であり、その構成は次の通りである。
【００３０】
制御機能評価対象決定部２２３は、制御方式決定部２２３１と制御定数選定部２２３２から構成されており、保護機能評価対象決定部２２４は、保護方式決定部２２４１と保護整定値選定部２２４２から構成されている。
【００３１】
制御保護データベース部２２６は、制御方式ＤＢ２２６１、制御定数パターンＤＢ２２６２、保護方式ＤＢ２２６３、保護整定値ＤＢ２２６４、および制御保護ＤＢ更新処理部２２６５から構成されている。
【００３２】
制御保護機能解析評価部２２７は、シミュレーション解析実行部２２７１、解析結果評価部２２７２、および評価結果判定部２２７３から構成されており、評価データベース部２２８は、評価項目・条件ＤＢ２２８１と評価ＤＢ更新処理部２２８２から構成されている。
【００３３】
［変換器制御保護機能実行部］
図４は、変換器制御保護機能実行部３１の構成を示す構成図である。この図４に示すように、変換器制御保護機能実行部３１は、変換器制御機能実行部３１１、変換器保護機能実行部３１２、第１の変換器用制御信号発信部３１３、第１の変換器用保護信号発信部３１４、第２の変換器用制御信号発信部３１５、および第２の変換器用保護信号発信部３１６から構成されている。このうち、さらに複数の下位要素から構成されている変換器制御機能実行部３１１と変換器保護機能実行部３１２の構成は次の通りである。
【００３４】
変換器制御機能実行部３１１は、交直変換器４１，４２の制御機能を実行するための処理を行う手段であり、制御機能プログラム設定部３１１１、設定制御機能テスト実行部３１１２、テスト結果評価部３１１３、制御実行部３１１４、制御機能プログラム設定異常処理部３１１５、および制御用入力電気量検出部３１１６から構成されている。
【００３５】
変換器保護機能実行部３１２は、交直変換器４１，４２の保護機能を実行するための処理を行う手段であり、保護機能プログラム設定部３１２１、設定保護機能テスト実行部３１２２、テスト結果評価部３１２３、保護実行部３１２４、保護機能プログラム設定異常処理部３１２５、および保護用入力電気量検出部３１２６から構成されている。
【００３６】
［変換器制御保護機能実行部］
図５は、電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２の構成を示す構成図である。この図５に示すように、電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２は、電力貯蔵装置制御機能実行部３２１、電力貯蔵装置保護機能実行部３２２、電力貯蔵装置用制御信号発信部３２３、および電力貯蔵装置用保護信号発信部３２４から構成されている。このうち、さらに複数の下位要素から構成されている電力貯蔵装置制御機能実行部３２１と電力貯蔵装置保護機能実行部３２２の構成は次の通りである。
【００３７】
電力貯蔵装置制御機能実行部３２１は、電力貯蔵装置４３の制御機能を実行するための処理を行う手段であり、変換器制御機能実行部３１１の各部３１１１〜３１１６に対応する各部３２１１〜３２１６、すなわち、制御機能プログラム設定部３２１１、設定制御機能テスト実行部３２１２、テスト結果評価部３２１３、制御実行部３２１４、制御機能プログラム設定異常処理３２１５、および制御用入力電気量検出部３２１６から構成されている。
【００３８】
電力貯蔵装置保護機能実行部３２２は、電力貯蔵装置４３の保護機能を実行するための処理を行う手段であり、変換器保護機能実行部３１２の各部３１２１〜３１２６に対応する各部３２２１〜３２２６、すなわち、保護機能プログラム設定部３２２１、設定保護機能テスト実行部３２２２、テスト結果評価部３２２３、保護実行部３２２４、保護機能プログラム設定異常処理部３２２５、および保護用入力電気量検出部３２２６から構成されている。
【００３９】
［主回路部］
図１において、主回路部４を構成する第１の交直変換器４１は、電力会社電力系統５と三相交流で接続されている。交直変換器４１は、三相の交直変換器であり、主として、サイリスタやＧＴＯ，ＩＧＢＴ，ＩＥＧＴ等の半導体素子で構成され、三相交流電力を直流電力へ変換、または、直流電力を三相交流電力へ変換する（例えば、非特許文献２参照）。
【００４０】
同様に、第２の交直変換器４２は、分散電源等が接続される需要家等電力系統６と三相交流で接続されている。第１と第２の交直変換器４１，４２の間は、直流回路で接続されており、この直流回路に電力貯蔵装置４３が接続されている。
【００４１】
［制御手順の概略］
図６は、本実施形態における電力系統連系装置１の制御保護機能決定部２と制御保護機能実行部３による主回路部４の制御手順の概略を示すフローチャートである。
【００４２】
この図６に示すように、電力系統連系装置１が連系している電力系統の接続構成の変化や、分散電源の追加連系等、装置の制御機能や保護機能の低下が懸念される場合に、ユーザからの制御保護機能決定指示が与えられる（Ｓ１１０のＹＥＳ）と、この指示に応答して、制御保護機能決定部２による制御保護機能決定処理（Ｓ１２０）が開始される。この場合、ユーザからの指示は、電力系統連系装置に付けられたスイッチまたは情報ネットワークを介した信号によって行われる。
【００４３】
制御保護機能決定処理（Ｓ１２０）においてはまず、情報受信部２３により、情報ネットワークＮを介して、電力系統と分散電源の情報を受信する（Ｓ１２１、情報受信処理）。すなわち、情報受信部２３は、電力会社情報サーバ７の電力系統ＤＢ７１から、系統連系装置が連系する近傍の電力会社電力系統の情報（例えば、系統接続・構成や発電機、負荷等の電力機器の情報）を受信し、また、需要家等電力系統の構成情報をもとに運用されている分散電源の情報を分散電源サーバ１０の分散電源ＤＢ８１から受信する。受信したそれらの情報は、変換器制御保護機能決定部２１と電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２へ送られる。
【００４４】
次に、変換器制御保護機能決定部２１により、情報受信部２３からの情報に基づいて、電力系統連系装置１が連系する連系点からみた電力会社電力系統５と需要家等電力系統６の系統モデルが作成され、系統モデルの周波数応答特性に基づいて、安定に制御できる制御方式と制御定数が決定されると共に、交直変換器４１，４２と系統モデルにおけるシステム動特性に基づいて、保護方式と整定値が決定される（Ｓ１２２、変換器制御保護機能決定処理）。この変換器制御保護機能決定処理においては、系統モデルに、制御方式と制御定数の情報および保護方式と整定値の情報を組み込んでシミュレーション解析が実行され、その結果が評価される。
【００４５】
続いて、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２により、情報受信部２３からの情報と変換器制御保護機能決定部２１からの情報に基づいて、電力貯蔵装置４３が交直変換器４１，４２の動作に応じて適切な充電・放電を行えるような制御方式と制御定数が決定されると共に、交直変換器４１、４２と直流回路における動特性に基づいて、保護方式と整定値が決定される（Ｓ１２３、電力貯蔵装置制御保護機能決定処理）。この電力貯蔵装置制御保護機能決定処理においては、変換器制御保護機能決定処理と同様に、系統モデルに、制御方式と制御定数の情報および保護方式と整定値の情報を組み込んでシミュレーション解析が実行され、その結果が評価される。
【００４６】
また、情報発信部２４により、変換器制御保護機能決定部２１と電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２で決定された制御方式と制御定数および保護方式と整定値の各情報は、制御保護機能実行部３へ送られると共に、情報ネットワークＮを介して系統連系装置情報サーバ９へ送信され、制御機能・保護機能ＤＢ９１に格納される（Ｓ１０４、情報送信処理）。
【００４７】
制御保護機能決定部２からの情報を受信すると、制御保護機能実行部３による制御保護機能実行処理（Ｓ１３０）が開始される。この制御保護機能実行処理（Ｓ１３０）においては、変換器制御保護機能実行部３１による変換器制御保護機能実行処理（Ｓ１３１）と電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２による電力貯蔵装置制御保護機能実行処理（Ｓ１３２）が、例えば、同時並行的に行われる。
【００４８】
すなわち、変換器制御保護機能実行部３１による変換器制御保護機能実行処理（Ｓ１３１）においては、変換器制御保護機能決定部２１で決定された交直変換器４１，４２の制御方式と制御定数および保護方式と整定値の情報に基づいて、交直変換器４１，４２の制御を行うための制御信号と保護用の保護信号が生成され、交直変換器４１、４２へ送信される。
【００４９】
一方、電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２による電力貯蔵装置制御保護機能実行処理（Ｓ１３２）は、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２で決定された電力貯蔵装置４３の制御方式と制御定数および保護方式と整定値の情報に基づいて、電力貯蔵装置４３の制御を行うための制御信号と保護用の保護信号が生成され、電力貯蔵装置４３へ送信される。
【００５０】
このような制御保護機能実行処理（Ｓ１３０）により一連の制御手順が完了すると、主回路部４では、変換器制御保護機能実行部３からの制御信号と保護信号に応じた運転が行われる。
【００５１】
すなわち、交直変換器４１，４２は、変換器制御保護実行部３１からの制御信号と保護信号に応じてそれぞれ運転される。例えば、需要家等電力系統６で発生した余剰電力を交直変換器４１と４２を介して電力会社電力系統５へ送電し、逆に、需要家等電力系統６の不足電力を電力会社電力系統５から受電する。
【００５２】
また、電力貯蔵装置４３は、電力貯蔵装置制御保護実行部３２からの制御信号と保護信号に応じて、電力会社電力系統５への電力授受の状況から電力会社電力系統５への影響が小さくなるように、充電または放電を行う。
【００５３】
［処理の詳細］
以下には、図６に示した変換器制御保護機能決定処理（Ｓ１２２）、電力貯蔵装置制御保護機能決定処理（Ｓ１２３）、変換器制御保護機能実行処理（Ｓ１３１）、電力貯蔵装置制御保護機能実行処理（Ｓ１３２）の詳細について、図２〜図５を参照しながら順次説明する。
【００５４】
［変換器制御保護機能決定処理］
以下には、変換器制御保護機能決定部２１による変換器制御保護機能決定処理（Ｓ１２２）の詳細について、図２を用いて説明する。
【００５５】
系統モデル作成部２１１は、情報受信部２３から得たデータのうち、電力会社電力系統の情報（例えば、系統接続・構成や発電機、負荷等の電力機器の情報）を用いて、電力系統連系装置が連系している箇所の周辺の系統モデルを作成する。この系統モデルは、電力系統のシミュレーション解析で使用する場合と同等のモデルである。なお、電力系統のモデリングとしては、公知の技術を使用すればよい（例えば、非特許文献３参照）。
【００５６】
系統モデル特性把握部２１２では、作成した系統モデルを用いて、系統モデルの周波数応答解析、固有値解析を行い、系統モデルの特性を抽出する。
【００５７】
制御機能評価対象決定部２１３の制御方式決定部２１３１では、系統モデル特性把握部２１２で得た系統モデルの特性に基づいて、不安定となる固有値の改善、高調波不安定の抑制など、電力品質や供給信頼度を改善するための変換器の制御方式を、制御方式ＤＢ２１６１から選択する。例えば、固有値の実数部の値と虚数部の値の範囲から、予め制御方式ＤＢ２１６１に登録されている、伝達関数の組み合わせによる制御系ブロックまたは制御アルゴリズム（ロジック）を選択する。
【００５８】
次に、制御定数選定部２１３２は、制御定数パターンＤＢ２１６２から、選択した制御方式の制御定数を取り出す。選択された制御方式（制御アルゴリズム）と制御定数（制御パラメータ）の情報は、制御・保護機能決定結果送信処理２１５へ送られる。
【００５９】
一方、保護機能評価対象決定部２１４の保護方式決定部２１４１では、系統モデルの特性に基づいて、変換器の保護方式を、保護方式ＤＢ２１６３から選択する。例えば、通常、変換器に必要な基本的な保護は、過電流保護、過電圧保護等である。次に、選択された保護方式の整定値を、保護整定値パターンＤＢ２１６４から抽出する。選択された変換器の保護方式と整定値の情報は、制御保護機能決定結果送信処理部２１５へ送られる。
【００６０】
制御保護機能決定結果送信処理部２１５は、選択された変換器の制御方式と制御定数および保護方式と整定値の情報を、情報発信部２４と変換器制御保護機能実行部３１へそれぞれ送る。
【００６１】
制御保護機能解析評価部２１７のシミュレーション解析実行部２１７１では、系統モデル作成部２１１で作成した系統モデルデータに、制御機能評価対象決定部２１３で選択された変換器の制御方式および制御定数と、保護機能評価対象決定部２１４で選択された変換器の保護方式および整定値を組み込み、シミュレーション解析を実行する。この場合、使用するシミュレーションプログラムとしては、電気量を実効値ベースで電力系統の過渡動特性を計算するものや、電気量を瞬時値ベースで計算するものを使用すればよい。これらは、計算対象とする現象の種類と評価対象の時間領域で使い分ける。シミュレーション解析で得られた数値結果は、解析結果評価部２１７２へ送られる。
【００６２】
解析結果評価部２１７２では、予め登録されている評価項目評価条件ＤＢ２１８の内容に沿って、計算結果の処理を行い、評価条件に合致するかどうかを評価結果判定部２１７３で判断し、計算結果が評価基準を満足していれば、制御保護機能決定結果送信処理部２１５へ「問題なし」であることを示す信号を送る。計算結果が評価基準を満足していない場合には、制御機能評価対象決定部２１３または保護機能評価対象決定部２１４により次の評価対象となる制御機能または保護機能を再度取得し、取得した制御機能または保護機能を再度検討する。なお、再検討の回数は予め決めておき、最終的に評価基準を満足できない場合には、制御機能、保護機能が不十分であることをユーザにわかるように表示、通知する。
【００６３】
制御保護データベース部２１３の制御保護ＤＢ更新処理部２１６５と、評価項目条件データベース２１８の評価項目ＤＢ更新処理部２１８２は、それぞれ、情報受信部２３からＤＢ更新信号を受信した場合に、図１の情報ネットワークＮを介して系統連系装置情報サーバ９の制御機能・保護機能ＤＢ９１から、更新対象となるデータをダウンロードして、対象となるＤＢに最新データをダウンロードする。
【００６４】
［電力貯蔵装置制御保護機能決定処理］
以下には、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２による電力貯蔵装置制御保護機能決定処理（Ｓ１２３）の詳細について、図３を用いて説明する。
【００６５】
変換器・直流回路モデル作成部２２１は、情報受信部２３から得たデータのうち、変換器と直流回路部分のデータを用いて、電力系統連系装置の変換器と電力貯蔵装置を含む直流回路部分の解析用モデルを作成する。変換器・直流回路モデル特性把握部２２２では、作成したモデルを用いて、モデルの周波数応答解析、固有値解析を行い、変換器と電力貯蔵装置を含む直流回路の特性を抽出する。
【００６６】
制御機能評価対象決定部２２３の制御方式決定部２２３１では、変換器・直流回路特性把握部２２２で得た変換器と電力貯蔵装置を含む直流回路の特性に基づいて、不安定となる固有値の改善、直流電圧変動の抑制など、電力貯蔵装置の充放電に伴い発生する不安定性を改善するための電力貯蔵装置の制御方式を、制御方式ＤＢ２２６１から選択する。例えば、直流電圧変動の大きさと変動周期から、予め制御方式ＤＢ２２６１に登録されている、伝達関数の組み合わせによる制御系ブロックまたは制御アルゴリズム（ロジック）を選択する。
【００６７】
次に、制御定数選定部２２３２は、制御定数パターンＤＢ２２６２から、選択した制御方式の制御定数を取り出す。選択された制御方式（制御アルゴリズム）と制御定数（制御パラメータ）の情報は、制御・保護機能決定結果送信処理部２２５へ送られる。
【００６８】
一方、保護機能評価対象決定部２２４の保護方式決定部２２４１では、変換器と電力貯蔵装置を含む直流回路の特性に基づいて、電力貯蔵装置の保護方式を、保護方式ＤＢ２２６３から選択する。例えば、電力貯蔵装置に必要な基本的な保護は、直流過電圧保護、直流過電流保護、等である。次に、選択された保護方式の整定値を、保護整定値パターンＤＢ２２６４から抽出する。選択された電力貯蔵装置の保護方式と整定値の情報は、制御保護機能決定結果送信処理部２２５へ送られる。
【００６９】
制御・保護機能決定結果送信処理部２２５は、選択された電力貯蔵装置の制御方式と制御定数および保護方式と整定値の情報を、情報発信部２４と電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２へそれぞれ送る。
【００７０】
制御保護機能解析評価部２２７のシミュレーション解析実行部２２７１では、変換器・直流回路モデル作成部２２１で作成した解析モデルデータに、制御機能評価対象決定部２２３で選択された電力貯蔵装置の制御方式および制御定数と、保護機能評価対象決定部２２４で選択された電力貯蔵装置の保護方式および整定値を組み込み、シミュレーション解析を実行する。この場合、シミュレーションプログラムとしては、直流回路の瞬時過渡現象を解析するため、電気量を瞬時値ベースで計算するものを使用する。シミュレーション解析で得られた数値結果は、解析結果評価部２２７２へ送られる。
【００７１】
解析結果評価部２２７２では、予め登録されている評価項目評価条件ＤＢ２２８の内容に沿って、計算結果の処理を行い、評価条件に合致するかどうかを評価結果判定部２２７３で判断し、計算結果が評価基準を満足していれば、制御保護機能決定結果送信処理２２５へ「問題なし」である信号を送る。計算結果が評価基準を満足していない場合には、制御機能評価対象決定部２２３または保護機能評価対象決定部２２４により次の評価対象となる制御機能または保護機能を再度取得し、取得した制御機能または保護機能を再度検討する。なお、再検討の回数は予め決めておき、最終的に評価基準を満足できない場合には、制御機能、保護機能が不十分であることをユーザにわかるように表示、通知する。
【００７２】
制御保護データベース部２２３の制御保護ＤＢ更新処理部２２６５と、評価項目条件データベース２２８の評価項目ＤＢ更新処理部２２８２は、それぞれ、情報受信部２３からＤＢ更新信号を受信した場合に、図１の情報ネットワークＮを介して系統連系装置情報サーバ９の制御機能・保護機能ＤＢ９１から、更新対象となるデータをダウンロードして、対象となるＤＢに最新データをダウンロードする。
【００７３】
［変換器制御保護機能実行処理］
以下には、変換器制御保護機能実行部３１による変換器制御保護機能実行処理（Ｓ１３１）の詳細について、図４を用いて説明する。
【００７４】
変換器制御機能実行部３１１の制御機能プログラム設定部３１１１は、変換器制御保護機能決定部２１から、変換器の制御方式と制御定数の情報を受信して、変換器の制御プログラムを制御テスト用演算回路の記憶装置（メモリ）に設定する。
【００７５】
設定制御機能テスト実行部３１１２は、制御機能テスト用演算回路の記憶装置に設定された制御プログラムを実行し、制御機能として問題ないかチェックする。例えば、擬似的な入力信号を与えて、制御機能の出力応答が予め用意された結果と一致するかどうかを確認する。
【００７６】
設定制御機能テスト実行部３１１２のテスト結果は、テスト結果評価部３１１３に送られ、テスト結果に問題がある場合は、制御機能プログラム設定異常処理３１１５により、ユーザに対して、新たに更新する制御機能に問題があり、更新できなかったことを通知する。テスト結果に問題がない場合は、変換器の制御プログラムは、制御実行部３１１４の制御演算回路の記憶装置に複写される。なお、複写が完了するまでは、制御実行部３１１４は、更新前の制御プログラムを実行する。
【００７７】
制御実行部３１１４は、制御用入力電気量検出部３１１６で検出した電気量を入力信号として、制御演算回路の記憶装置に設定された制御プログラムを実行し、交直変換器４１，４２の制御信号を、第１の変換器用制御信号発信部３１５および第２の変換器用制御信号発信部３１３にそれぞれ送る。
【００７８】
変換器保護機能実行部３１２の保護機能プログラム設定部３１２１は、変換器制御保護機能決定部２１から、変換器の保護方式と整定値の情報を受信して、変換器の保護プログラムを保護機能テスト用演算回路の記憶装置（メモリ）に設定する。
【００７９】
設定保護機能テスト実行部３１２２は、保護機能テスト用演算回路の記憶装置に設定された保護プログラムを実行し、保護機能として問題ないかチェックする。例えば、擬似的な入力信号を与えて、保護機能の動作が予め用意された結果と一致するかどうかを確認する。
【００８０】
設定保護機能テスト実行部３１２２のテスト結果は、テスト結果評価部３１２３に送られ、テスト結果に問題がある場合は、保護機能プログラム設定異常処理３１２５により、ユーザに対して、新たに更新する保護機能に問題があり、更新できなかったことを通知する。テスト結果に問題がない場合は、変換器の保護プログラムは、保護実行部３１２４の保護演算回路の記憶装置に複写される。なお、複写が完了するまでは、保護実行部３１２４は、更新前の保護プログラムを実行する。
【００８１】
保護実行部３１２４は、保護用入力電気量検出部３１２６で検出した電気量を入力信号として、保護演算回路の記憶装置に設定された保護プログラムを実行し、交直変換器４１，４２の保護信号を、第１の変換器用保護信号発信部３１６および第２の変換器用保護信号発信部３１４にそれぞれ送る。
【００８２】
第１の変換器用制御信号発信部３１５と第１の変換器用保護信号発信部３１６は交直変換器４１に、また、第２の変換器用制御信号発信部３１３と第２の変換器用保護信号発信部３１４は交直変換器４２に、制御信号と保護信号をそれぞれ発信する。
【００８３】
［電力貯蔵装置制御保護機能実行処理］
以下には、電力貯蔵装置制御保護機能実行部３２による電力貯蔵装置制御保護機能実行処理（Ｓ１３２）の詳細について、図５を用いて説明する。
【００８４】
電力貯蔵装置制御機能実行部３２１の制御機能プログラム設定部３２１１は、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２から、電力貯蔵装置の制御方式と制御定数の情報を受信して、電力貯蔵装置の制御プログラムを制御テスト用演算回路の記憶装置（メモリ）に設定する。
【００８５】
設定制御機能テスト実行部３２１２は、制御機能テスト用演算回路の記憶装置に設定された制御プログラムを実行し、制御機能として問題ないかチェックする。例えば、擬似的な入力信号を与えて、制御機能の出力応答が予め用意された結果と一致するかどうかを確認する。
【００８６】
設定制御機能テスト実行部３２１２のテスト結果は、テスト結果評価部３２１３に送られ、テスト結果に問題がある場合は、制御機能プログラム設定異常処理３２１５により、ユーザに対して、新たに更新する制御機能に問題があり、更新できなかったことを通知する。テスト結果に問題がない場合は、電力貯蔵装置の制御プログラムは、制御実行部３２１４の制御演算回路の記憶装置に複写される。なお、複写が完了するまでは、制御実行部３２１４は、更新前の制御プログラムを実行する。
【００８７】
制御実行部３２１４は、制御用入力電気量検出部３２１６で検出した電気量を入力信号として、制御演算回路の記憶装置に設定された制御プログラムを実行し、電力貯蔵装置４３の制御信号を電力貯蔵装置用制御信号発信部３２３に送る。
【００８８】
電力貯蔵装置保護機能実行部３２２の保護機能プログラム設定部３２２１は、電力貯蔵装置制御保護機能決定部２２から、電力貯蔵装置の保護方式と整定値の情報を受信して、電力貯蔵装置の保護プログラムを保護機能テスト用演算回路の記憶装置（メモリ）に設定する。
【００８９】
設定保護機能テスト実行部３２２２は、保護機能テスト用演算回路の記憶装置に設定された保護プログラムを実行し、保護機能として問題ないかチェックする。例えば、擬似的な入力信号を与えて、保護機能の動作が予め用意された結果と一致するかどうかを確認する。
【００９０】
設定保護機能テスト実行部３２２２のテスト結果は、テスト結果評価部３２２３に送られ、テスト結果に問題がある場合は、保護機能プログラム設定異常処理３２２５により、ユーザに対して、新たに更新する保護機能に問題があり、更新できなかったことを通知する。テスト結果に問題がない場合は、電力貯蔵装置の保護プログラムは、保護実行部３２２４の保護演算回路の記憶装置に複写される。なお、複写が完了するまでは、保護実行部３２２４は、更新前の保護プログラムを実行する。
【００９１】
保護実行部３１２４は、保護用入力電気量検出部３２２６で検出した電気量を入力信号として、保護演算回路の記憶装置に設定された保護プログラムを実行し、電力貯蔵装置４３の保護信号を、電力貯蔵装置用保護信号発信部３２４に送る。
【００９２】
電力貯蔵装置用制御信号発信部３２３と電力貯蔵装置用保護信号発信部３２４は、電力貯蔵装置４３に制御信号と保護信号を発信する。
【００９３】
［効果］
以上のように、本実施形態においては、情報ネットワーク上から電力系統連系装置が連系する電力会社電力系統の情報および分散電源の情報を得て、連系点からの系統モデルを作成し、そのシステム動特性分析から制御方式および制御定数を決定している。
【００９４】
したがって、本実施形態によれば、新たな分散電源の導入や系統構成変更等の最新の状況に柔軟に対応して系統連系装置の制御機能や保護機能を容易に調整することができる。そして、分散電源の導入時には、その導入箇所に応じて適切な制御機能および保護機能を自動的に決定できるため、導入箇所に応じた適切な制御機能および保護機能を自動的に実行することができる。その結果、分散電源の導入箇所に関わらず、電力系統への影響最小化（電力品質改善）や供給信頼度の維持が可能である。
【００９５】
［第２の実施形態］
図７は、本発明を適用した第２の実施形態に係る電力系統連系装置の変換器制御保護機能決定部２１の構成を示す構成図である。この図７に示すように、本実施形態は、第１の実施形態に係る変換器制御保護機能決定部２１において、系統モデル作成部２１１を系統モデル同定部２１９に置き換えたものである。
【００９６】
また、図８は、系統モデル同定部２１９の構成を示している。この図８に示すように、系統モデル同定部２１９は、同定用入力電気量検出部２１９１と系統モデル同定処理部２１９２から構成されている。同定用入力電気量検出部２１９１では、連系点からみた系統モデルを同定するために必要な電気量を検出し、系統モデル同定処理部２１９２へ送る。系統モデル同定処理部２１９２では、公知のシステム同定技術（例えば、非特許文献４および非特許文献５参照）を用いて、連系点からみた系統モデルを作成する。なお、この系統モデル同定部２１９以外の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００９７】
このような構成を有する本実施形態においては、変換器制御保護機能決定部２１による変換器制御保護機能決定処理の一部が第１の実施形態と異なる。すなわち、第１の実施形態における変換器制御保護機能決定部２１では、情報ネットワークＮの電力会社情報サーバ７の電力系統ＤＢ７１から連系点近傍の電力系統の情報を獲得し、系統モデルを作成しているが、本実施形態においては、系統モデル同定部２１９により、連系点からみた電力系統の系統モデルを、公知のシステム同定技術を利用して作成する。これ以降の手順は、第１の実施形態における変換器制御保護機能決定処理と同様である。
【００９８】
以上のような本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、システム同定技術を利用して、電力系統連系装置が連系する電力系統をモデル化することにより、情報ネットワーク上の電力会社情報サーバの電力系統ＤＢから情報が得られない場合でも、電力系統の特性を把握することができる。したがって、情報ネットワークから電力系統の情報が得られない場合でも、電力系統の構成変化に柔軟に対応して適切な制御機能と保護機能を決定することができる。
【００９９】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。例えば、図面に示したシステム構成や装置構成は、一例にすぎず、具体的な構成は適宜選択可能である。また、図面に示したフローチャートは、一例にすぎず、具体的な動作手順や各処理の詳細は適宜選択可能である。
【０１００】
さらに、前述した実施形態においては、本発明の手法を、コンピュータのハードウェアとプログラムによりシステムおよび方法として実現する場合について説明したが、本発明の手法は、電力系統連系装置制御用として特化されたコンピュータプログラムのみの形態でも実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る電力系統連系装置のシステム構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態における変換器制御保護機能決定部の構成を示す構成図。
【図３】第１の実施形態における電力貯蔵装置制御保護機能決定部の構成を示す構成図。
【図４】第１の実施形態における変換器制御保護機能実行部の構成を示す構成図。
【図５】第１の実施形態における電力貯蔵装置制御保護機能実行部の構成を示す構成図。
【図６】第１の実施形態における制御保護機能決定部と制御保護機能実行部による主回路部の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図７】本発明を適用した第２の実施形態に係る電力系統連系装置における変換器制御保護機能決定部の構成を示す構成図。
【図８】第２の実施形態における系統モデル同定部の構成を示す構成図。
【符号の説明】
【０１０２】
Ｎ…情報ネットワーク
１…電力系統連系装置
２…制御保護機能決定部（制御保護機能決定手段）
２１…変換器制御保護機能決定部（第１の制御保護機能決定手段）
２１１…系統モデル作成部
２１２…系統モデル特性把握部
２１３，２２３…制御機能評価対象決定部
２１４，２２４…保護機能評価対象決定部
２１５，２２５…制御保護機能決定結果送信処理部
２１６，２２６…制御保護データベース部
２１７，２２７…制御保護機能解析評価部
２１８，２２８…評価データベース部
２１９…系統モデル同定部
２２…電力貯蔵装置制御保護機能決定部（第２の制御保護機能決定手段）
２２１…変換器・直流回路モデル作成部
２２２…変換器・直流回路モデル特性把握部
２３…情報受信部
２４…情報発信部
３…制御保護機能実行部（制御保護機能実行手段）
３１…変換器制御保護機能実行部
３２…電力貯蔵装置制御保護機能実行部
４…主回路部
４１，４２…交直変換器
４３…電力貯蔵装置
５…電力会社電力系統
６…需要家等電力系統（分散電源）
７…電力会社情報サーバ
７１…電力系統データベース
８…分散電源情報サーバ
８１…分散電源データベース
９…系統連系装置情報サーバ
９１…制御機能・保護機能データベース
【図１】
2006238665.tif 000003
【図２】
2006238665.tif 000004
【図３】
2006238665.tif 000005
【図４】
2006238665.tif 000006
【図５】
2006238665.tif 000007
【図６】
2006238665.tif 000008
【図７】
2006238665.tif 000009
【図８】
2006238665.tif 000010