(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々が、電力系統に連系し電源からの直流電力を交流電力へ変換し前記交流電力を前記電力系統へ出力し、前記電力系統へ出力する有効電力の制御の強度を示す有効電力制御レベルと前記電力系統への連系点の周波数である連系点周波数との関係を示す有効電力関係情報を記憶する、複数の電力変換装置と、
前記電力系統において測定された電力の周波数である系統周波数を示す情報を繰り返し受信し、前記有効電力制御レベルを前記系統周波数に基づいて決定し、前記有効電力制御レベルを前記複数の電力変換装置へ送信する制御装置と、
を備え、
前記複数の電力変換装置の夫々は、前記連系点周波数を繰り返し測定し、前記制御装置から前記有効電力制御レベルを受信し、前記測定された連系点周波数と前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて前記有効電力を制御し、
前記電力系統は、複数の配電線を含み、
前記複数の配電線には、複数の測定装置が夫々設けられ、
前記複数の電力変換装置の夫々は、前記複数の配電線の何れか一つに連系し、前記電力系統へ出力する無効電力の制御の強度を示す無効電力制御レベルと前記連系点の電圧である連系点電圧との関係を示す無効電力関係情報を記憶し、
前記制御装置は、前記複数の配電線の夫々の配電線に対し、前記配電線に対応する測定装置により測定された前記配電線の電圧である配電線電圧を示す情報を繰り返し受信し、前記配電線に連系する電力変換装置の無効電力制御レベルを、前記配電線電圧に基づいて決定し、前記無効電力制御レベルを前記電力変換装置へ送信し、
前記複数の電力変換装置の夫々は、前記連系点電圧を繰り返し測定し、前記制御装置から前記無効電力制御レベルを受信し、前記測定された連系点電圧と前記受信された無効電力制御レベルと前記無効電力関係情報とに基づいて前記無効電力を制御し、
前記有効電力関係情報は、前記有効電力制御レベルと前記連系点周波数の目標範囲の上限である目標周波数上限値との関係を含み、
前記電力変換装置は、前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて、前記目標周波数上限値を決定し、前記連系点周波数が前記目標周波数上限値を上回るか否かを判定し、前記連系点周波数が前記目標周波数上限値を上回ると判定された場合、前記連系点周波数に応じて前記有効電力を減少させ、
前記無効電力関係情報は、前記無効電力制御レベルと前記連系点電圧の目標範囲である目標電圧範囲との関係を含み、
前記電力変換装置は、前記受信された無効電力制御レベルと、前記無効電力関係情報とに基づいて、前記目標電圧範囲を決定し、前記連系点電圧が前記目標電圧範囲を逸脱するか否かを判定し、前記連系点電圧が前記目標電圧範囲を逸脱すると判定された場合、前記連系点電圧に応じて前記無効電力の大きさを増加させ、
前記制御装置は、前記系統周波数が、予め定められた規定周波数上限値を上回るか否かを判定し、前記系統周波数が前記規定周波数上限値を上回ると判定された場合、前記有効電力制御レベルを増加させ、
前記電力変換装置は、前記増加した有効電力制御レベルを受信した場合、前記目標周波数上限値を減少させ、
前記制御装置は、前記配電線電圧が、予め定められた規定電圧範囲を逸脱するか否かを判定し、前記配電線電圧が前記規定電圧範囲を逸脱すると判定された場合、前記無効電力制御レベルを増加させ、
前記電力変換装置は、前記増加した無効電力制御レベルを受信した場合、前記目標電圧範囲を狭める電力系統制御システム。
【請求項２】
前記目標周波数上限値は、前記規定周波数上限値より低く、
前記目標電圧範囲の下限は、前記規定電圧範囲の下限より高く、
前記目標電圧範囲の上限は、前記規定電圧範囲の上限より低い、
請求項１に記載の電力系統制御システム。
【請求項３】
前記複数の電力変換装置の夫々は、前記制御装置と通信できるか否かを判定し、前記制御装置と通信できないと判定された場合、前記測定された連系点周波数に基づいて有効電力制御レベルを選択し、前記測定された連系点周波数と前記選択された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて有効電力を制御する、
請求項１に記載の電力系統制御システム。
【請求項４】
前記複数の電力変換装置の夫々は、前記制御装置と通信できるか否かを判定し、前記制御装置と通信できないと判定された場合、前記測定された連系点電圧に基づいて無効電力制御レベルを選択し、前記測定された連系点電圧と前記選択された無効電力制御レベルと前記無効電力関係情報とに基づいて無効電力を制御する、
請求項３に記載の電力系統制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記複数の電力変換装置の夫々に対して送信された有効電力制御レベル及び無効電力制御レベルを表示装置に表示させる、
請求項１に記載の電力系統制御システム。
【請求項６】
複数の電力変換装置の夫々が、電力系統に連系し電源からの直流電力を交流電力へ変換し前記交流電力を前記電力系統へ出力し、前記電力系統へ出力する有効電力の制御の強度を示す有効電力制御レベルと前記電力系統への連系点の周波数である連系点周波数との関係を示す有効電力関係情報を記憶し、
制御装置が、前記電力系統において測定された電力の周波数である系統周波数を示す情報を繰り返し受信し、前記有効電力制御レベルを前記系統周波数に基づいて決定し、前記有効電力制御レベルを前記複数の電力変換装置へ送信し、
前記複数の電力変換装置の夫々が、前記連系点周波数を繰り返し測定し、前記制御装置から前記有効電力制御レベルを受信し、前記測定された連系点周波数と前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて前記有効電力を制御し、
前記複数の電力変換装置の夫々は、前記電力系統に含まれる複数の配電線の何れか一つに連系し、前記電力系統へ出力する無効電力の制御の強度を示す無効電力制御レベルと前記連系点の電圧である連系点電圧との関係を示す無効電力関係情報を記憶し、
前記制御装置は、前記複数の配電線の夫々の配電線に対し、前記配電線に対応する測定装置により測定された前記配電線の電圧である配電線電圧を示す情報を繰り返し受信し、前記配電線に連系する電力変換装置の無効電力制御レベルを、前記配電線電圧に基づいて決定し、前記無効電力制御レベルを前記電力変換装置へ送信し、
前記複数の電力変換装置の夫々は、前記連系点電圧を繰り返し測定し、前記制御装置から前記無効電力制御レベルを受信し、前記測定された連系点電圧と前記受信された無効電力制御レベルと前記無効電力関係情報とに基づいて前記無効電力を制御し、
前記有効電力関係情報は、前記有効電力制御レベルと前記連系点周波数の目標範囲の上限である目標周波数上限値との関係を含み、
前記電力変換装置は、前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて、前記目標周波数上限値を決定し、前記連系点周波数が前記目標周波数上限値を上回るか否かを判定し、前記連系点周波数が前記目標周波数上限値を上回ると判定された場合、前記連系点周波数に応じて前記有効電力を減少させ、
前記無効電力関係情報は、前記無効電力制御レベルと前記連系点電圧の目標範囲である目標電圧範囲との関係を含み、
前記電力変換装置は、前記受信された無効電力制御レベルと、前記無効電力関係情報とに基づいて、前記目標電圧範囲を決定し、前記連系点電圧が前記目標電圧範囲を逸脱するか否かを判定し、前記連系点電圧が前記目標電圧範囲を逸脱すると判定された場合、前記連系点電圧に応じて前記無効電力の大きさを増加させ、
前記制御装置は、前記系統周波数が、予め定められた規定周波数上限値を上回るか否かを判定し、前記系統周波数が前記規定周波数上限値を上回ると判定された場合、前記有効電力制御レベルを増加させ、
前記電力変換装置は、前記増加した有効電力制御レベルを受信した場合、前記目標周波数上限値を減少させ、
前記制御装置は、前記配電線電圧が、予め定められた規定電圧範囲を逸脱するか否かを判定し、前記配電線電圧が前記規定電圧範囲を逸脱すると判定された場合、前記無効電力制御レベルを増加させ、
前記電力変換装置は、前記増加した無効電力制御レベルを受信した場合、前記目標電圧範囲を狭める電力系統制御方法。
【請求項７】
電力系統へ出力する有効電力の制御の強度を示す有効電力制御レベルと前記電力系統への連系点の周波数である連系点周波数との関係を示す有効電力関係情報と、前記電力系統へ出力する無効電力の制御の強度を示す無効電力制御レベルと前記連系点の電圧である連系点電圧との関係を示す無効電力関係情報とを記憶する記憶部と、
前記連系点周波数と、前記連系点電圧とを繰り返し測定する測定部と、
前記有効電力制御レベルと、前記無効電力制御レベルとを受信する通信部と、
電源に接続され、前記測定された連系点周波数と前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて前記有効電力を制御し、前記測定された連系点電圧と前記受信された無効電力制御レベルと前記無効電力関係情報とに基づいて前記無効電力を制御するＤＣ／ＤＣ変換部と、
前記電力系統に連系し、前記ＤＣ／ＤＣ変換部からの直流電力を交流電力へ変換し前記交流電力を前記電力系統へ出力するＤＣ／ＡＣ変換部と、
を備え、
前記有効電力関係情報は、前記有効電力制御レベルと前記連系点周波数の目標範囲の上限である目標周波数上限値との関係を含み、
前記ＤＣ／ＤＣ変換部は、前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて、前記目標周波数上限値を決定し、前記連系点周波数が前記目標周波数上限値を上回るか否かを判定し、前記連系点周波数が前記目標周波数上限値を上回ると判定された場合、前記連系点周波数に応じて前記有効電力を減少させ、
前記無効電力関係情報は、前記無効電力制御レベルと前記連系点電圧の目標範囲である目標電圧範囲との関係を含み、
前記ＤＣ／ＤＣ変換部は、前記受信された無効電力制御レベルと前記無効電力関係情報とに基づいて、前記目標電圧範囲を決定し、前記連系点電圧が前記目標電圧範囲を逸脱するか否かを判定し、前記連系点電圧が前記目標電圧範囲を逸脱すると判定された場合、前記連系点電圧に応じて前記無効電力の大きさを増加させ、
前記通信部は、前記電力系統において測定された電力の周波数である系統周波数が予め定められた規定周波数上限値を上回る場合に増加された前記有効電力制御レベルを受信すると、前記ＤＣ／ＤＣ変換部は、前記目標周波数上限値を減少させ、
前記通信部は、前記電力系統が含む配電線の電圧である配電線電圧が予め定められた規定電圧範囲を逸脱する場合に増加された前記無効電力制御レベルを受信すると、前記ＤＣ／ＤＣ変換部は、前記目標電圧範囲を狭める電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＶ（photovoltaics：太陽光発電）や風力発電等の再生可能エネルギーの導入拡大に伴う逆潮流の急増により、系統の周波数変動問題（系統予備容量不足）や電圧上昇問題がある。特に系統が小さい島嶼地域では、その傾向が顕著である。そのため、ＰＶの接続の申請に時間が掛かる場合や、ＰＶの設置が許可されない場合が発生している。
【０００３】
このような問題に対して、配電系統の周波数や電圧の上昇時には、ＰＶの出力を抑制することや、一定時間、ＰＶの出力を停止することなどの対策がされている。近年では、上位システムと連携しながら上記問題に対応するシステムが提案されている。
【０００４】
特許文献１の配電自動化システムは、スマートメータを介して分散電源（太陽光発電）が配電線に連系されるシステムであって、配電線における分散電源が連系されるノードの電圧値と、配電用変電所の電圧値とを収集し、スマートメータで計測された配電線へ送り出される電力量を、メータデータ管理システムを介して収集する。ノードの電圧値が電圧目標値を上回る場合に、その配電自動化システムは、ノードの電圧値と、配電用変電所の電圧値と、電圧目標値と、スマートメータで取得された電力量と、ノードの配電線インピーダンスとを用いて無効電力制御量を計算し、無効電力制御量を分散電源へ配分した量を指令値としてメータデータ管理システムを介してスマートメータに送信し、太陽光インバータの無効電力を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１８３６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の配電自動化システムは、配電自動化システムがインバータへ無効電力制御量を送信することにより、インバータを制御するため、配電自動化システムとインバータが短い時間間隔で通信する必要があり、通信量が多い。配電自動化システム及び通信経路の負荷の増大により、インバータを制御できなくなる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、制御装置と電力変換装置の間の通信量を削減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様である電力系統制御システムは、夫々が、電力系統に連系し電源からの直流電力を交流電力へ変換し前記交流電力を前記電力系統へ出力し、前記電力系統へ出力する有効電力の制御の強度を示す有効電力制御レベルと前記電力系統への連系点の周波数である連系点周波数との関係を示す有効電力関係情報を記憶する、複数の電力変換装置と、前記電力系統において測定された電力の周波数である系統周波数を示す情報を繰り返し受信し、前記有効電力制御レベルを前記系統周波数に基づいて決定し、前記有効電力制御レベルを前記複数の電力変換装置へ送信する制御装置と、を備える。前記複数の電力変換装置の夫々は、前記連系点周波数を繰り返し測定し、前記制御装置から前記有効電力制御レベルを受信し、前記測定された連系点周波数と前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて前記有効電力を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例の配電系統の構成を示す。
【図２】ＰＣＳ統合制御装置５００の構成を示す。
【図３】ＰＣＳ４００の構成を示す。
【図４】実データ格納テーブル５４０を示す。
【図５】ＰＣＳ管理テーブル５５０を示す。
【図６】制御パターン管理テーブル４６０を示す。
【図７】系統周波数最適化処理により制御される地域を示す。
【図８】配電線電圧最適化処理により制御される地域を示す。
【図９】系統周波数最適化処理を示す。
【図１０】配電線電圧最適化処理を示す。
【図１１】連系点周波数最適化処理を示す。
【図１２】連系点電圧最適化処理を示す。
【図１３】周波数−出力抑制制御パターンの一例を示す。
【図１４】太陽光発電装置のＰ−Ｖ特性を示す。
【図１５】周波数−出力抑制制御レベル毎の周波数−出力抑制制御パターンを示す。
【図１６】周波数−出力抑制制御レベルの増加を示す。
【図１７】周波数−出力抑制制御レベルの減少を示す。
【図１８】電圧−無効電力制御パターンの一例を示す。
【図１９】ＤＣ／ＡＣインバータ４２０から出力される電圧及び電流の時間変化を示す。
【図２０】電圧−無効電力制御レベル毎の電圧−無効電力制御パターンを示す。
【図２１】電圧−無効電力制御レベルの増加を示す。
【図２２】電圧−無効電力制御レベルの減少を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例の配電系統の構成を示す。
【００１２】
本実施例の配電系統制御システムは、配電系統を制御する。配電系統は、配電用変電所１００と、配電網２００と、需要家設備３００とを含む。配電網２００は、複数の配電線２１０を含む。配電線２１０上には、データ収集装置２２０が設けられている。データ収集装置２２０は、配電線２１０の電圧を測定する。データ収集装置２２０は例えば、柱上変圧器に設けられ、柱上変圧器の２次側電圧を測定するセンサである。データ収集装置２２０の下流の配電線２１０には、幾つかの需要家設備３００が接続されている。需要家設備３００は、分電盤３１０と、ＰＣＳ（Power  Conditioning  System）４００と、再生可能エネルギー発電装置３３０と、負荷３４０とを含む。分電盤３１０は、配電線２１０に接続され、配電線２１０からの電力を負荷３４０へ供給すると共に、ＰＣＳ４００からの電力を配電線２１０へ供給する。再生可能エネルギー発電装置３３０は、再生可能エネルギーを用いて直流電力を発電する。再生可能エネルギー発電装置３３０は、太陽光発電装置や風力発電装置等である。ＰＣＳ４００は、再生可能エネルギー発電装置３３０からの直流電力を交流電力に変換する。負荷３４０は、分電盤３１０又はＰＣＳ４００からの電力を消費する。負荷３４０は例えば、照明や空調等である。
【００１３】
配電系統制御システムは、ＰＣＳ統合制御装置５００と、複数のＰＣＳ４００とを含む。ＰＣＳ統合制御装置５００は、電力専用通信網６００を介して配電用変電所１００及びデータ収集装置２２０に接続され、公衆通信回線７００を介して複数のＰＣＳ４００に接続されている。ＰＣＳ統合制御装置５００は、ＤＭＳ（Distribution  Management  System）、ＥＭＳ（Energy  Management  System）等に設けられていてもよい。なお、電力専用通信網６００及び公衆通信回線７００は、同一の通信網であってもよい。
【００１４】
配電用変電所１００は、配電線２１０の周波数等を測定し、得られた測定値をＰＣＳ統合制御装置５００へ送信する。データ収集装置２２０は、電圧等を測定し、得られた測定値をＰＣＳ統合制御装置５００へ送信する。ＰＣＳ４００は、出力の有効電力、無効電力、電圧等を測定し、得られた測定値をＰＣＳ統合制御装置５００へ送信する。ＰＣＳ統合制御装置５００は、配電用変電所１００やデータ収集装置２２０からの測定値に基づいて、ＰＣＳ４００の連系点の状態に対し制御すべき範囲の大きさを示す制御レベルを決定し、制御レベルを示す指令をＰＣＳ４００へ送信する。ＰＣＳ４００は、制御レベルに対応する制御パターンに従って、配電線への電力を制御する。
【００１５】
制御パターンは、周波数に応じた出力抑制を定義する周波数−出力抑制制御パターンと、電圧に応じた無効電力制御を定義する電圧−無効電力制御パターンとを含む。制御パターンは、制御レベルにより指定される。周波数−出力抑制制御パターンは、周波数−出力抑制制御レベルにより指定される。電圧−無効電力制御パターンは、電圧−無効電力制御レベルにより指定される。周波数−出力抑制制御レベルが高くなるほど、出力抑制が実行される周波数の範囲が広くなり、電圧−無効電力制御レベルが高くなるほど、無効電力制御が実行される電圧の範囲が広くなる。
【００１６】
以下、配電系統制御システムの構成について説明する。
【００１７】
図２は、ＰＣＳ統合制御装置５００の構成を示す。
【００１８】
ＰＣＳ統合制御装置５００は、通信部５１０と、最適化部５２０と、監視部５３０と、実データ格納テーブル５４０と、ＰＣＳ管理テーブル５５０と、閾値テーブル５６０とを含む。
【００１９】
通信部５１０は、配電用変電所１００及びデータ収集装置２２０に接続され、配電用変電所１００及びデータ収集装置２２０との通信を行うと共に、ＰＣＳ４００に接続され、ＰＣＳ４００との通信を行う。
【００２０】
実データ格納テーブル５４０は、通信部５１０により配電用変電所１００及びデータ収集装置２２０から受信された測定値と、通信部５１０によりＰＣＳ４００から受信された測定値とを格納する。ＰＣＳ管理テーブル５５０は、ＰＣＳ４００を管理するための情報を格納する。閾値テーブル５６０は、配電系統の周波数及び電圧を判定する閾値を格納する。例えば、閾値テーブル５６０は、規定周波数範囲と、規定電圧範囲とを格納する。規定周波数範囲は、規定周波数下限値と規定周波数上限値により定義される。規定周波数下限値は、配電系統の周波数に対して予め定められた基準値である周波数基準値より低く、規定周波数上限値は、周波数基準値より高い。例えば、規定周波数下限値は、電力会社又は法律により定められた周波数の下限値に所定のマージンを加えた値である。例えば、規定周波数上限値は、電力会社又は法律により定められた周波数の上限値から所定のマージンを減じた値である。規定電圧範囲は、規定電圧下限値と規定電圧上限値により定義される。規定電圧下限値は、配電系統の電圧に対して予め定められた基準値である電圧基準値より低く、規定電圧上限値は、電圧基準値より高い。例えば、規定電圧下限値は、電力会社又は法律により定められた電圧の下限値に所定のマージンを加えた値である。例えば、規定電圧上限値は、電力会社又は法律により定められた電圧の上限値から所定のマージンを減じた値である。
【００２１】
監視部５３０は、実データ格納テーブル５４０に基づいて、配電系統の周波数及び電圧を監視する。最適化部５２０は、監視部５３０による監視結果に基づいて制御レベルを決定する。
【００２２】
ＰＣＳ統合制御装置５００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、通信部５１０とを含むコンピュータにより実現されても良い。この場合、メモリは、実データ格納テーブル５４０と、ＰＣＳ管理テーブル５５０と、閾値テーブル５６０と、プログラムとを格納する。このプログラムは、ＣＰＵを、最適化部５２０及び監視部５３０として機能させる。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されてＣＰＵにより読み出されてもよい。
【００２３】
ＰＣＳ統合制御装置５００は、表示装置及び入力装置に接続されてもよい。また、ＰＣＳ統合制御装置５００は、実データ格納テーブル５４０と、ＰＣＳ管理テーブル５５０と、閾値テーブル５６０との何れかの情報を表示装置に表示させてもよい。これにより、ＰＣＳ統合制御装置５００の管理者は、各ＰＣＳ４００の制御レベルを確認することができ、現在の出力抑制及び無効電力制御の状況を把握することができる。
【００２４】
図３は、ＰＣＳ４００の構成を示す。
【００２５】
ＰＣＳ４００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０と、ＤＣ／ＡＣインバータ４２０と、センサ４３０と、制御部４４０と、通信部４５０と、制御パターン管理テーブル４６０とを含む。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０は、再生可能エネルギー発電装置３３０に接続され、再生可能エネルギー発電装置３３０の電圧を制御し、昇圧してＤＣ／ＡＣインバータ４２０へ供給する。ＤＣ／ＡＣインバータ４２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０から出力される直流電力を交流電力に変換し、負荷３４０及び分電盤３１０へ出力する。センサ４３０は、ＤＣ／ＡＣインバータ４２０と配電線２１０との間の連系点における、有効電力、無効電力、電圧、周波数等を測定する。以後、センサ４３０により測定される周波数を連系点周波数と呼び、センサ４３０により測定される電圧を連系点電圧と呼ぶ。制御部４４０は、センサ４３０による測定結果と、制御パターン管理テーブル４６０とに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０及びＤＣ／ＡＣインバータ４２０を制御する。通信部４５０は、公衆通信回線７００に接続され、センサ４３０による測定結果をＰＣＳ統合制御装置５００へ送信すると共に、ＰＣＳ統合制御装置５００からの指令を受信する。制御パターン管理テーブル４６０は、制御レベル毎に、予め定められた制御パターンの設定値を格納する。
【００２７】
制御部４４０と、制御パターン管理テーブル４６０は、ＣＰＵと、メモリとを含むコンピュータにより実現されても良い。この場合、メモリは、制御パターン管理テーブル４６０と、プログラムとを格納する。このプログラムは、ＣＰＵを、制御部４４０として機能させる。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されてＣＰＵにより読み出されてもよい。
【００２８】
図４は、実データ格納テーブル５４０を示す。
【００２９】
実データ格納テーブル５４０は、配電系統測定テーブル５４１と、ＰＣＳ測定テーブル５４２とを含む。
【００３０】
配電系統測定テーブル５４１は、測定値の送信元毎のエントリを含む。一つの送信元に対応するエントリは、当該送信元の識別子である実データ送信元名と、当該送信元で測定された電圧と、当該測定元で測定された周波数とを含む。各エントリは、電圧及び周波数の何れか一つを含んでいてもよい。例えば、送信元が配電用変電所１００であるエントリは、その配電用変電所１００で測定された周波数を含む。送信元がデータ収集装置２２０であるエントリは、そのデータ収集装置２２０で測定された電圧を含む。データ収集装置２２０が周波数を測定してもよい。
【００３１】
ＰＣＳ測定テーブル５４２は、測定値の送信元のＰＣＳ４００毎のエントリを含む。一つの送信元に対応するエントリは、当該送信元の識別子である実データ送信元名と、当該送信元で測定された有効電力と、当該送信元で測定された無効電力と、当該送信元で測定された電圧とを含む。
【００３２】
図５は、ＰＣＳ管理テーブル５５０を示す。
【００３３】
ＰＣＳ管理テーブル５５０は、ＰＣＳ４００毎のエントリを含む。一つのＰＣＳ４００に対応するエントリは、当該ＰＣＳの識別子であるＰＣＳ名と、配電線２１０において当該ＰＣＳの上流に位置するデータ収集装置２２０の識別子であるデータ収集装置名と、当該ＰＣＳの周波数−出力抑制制御レベルと、当該ＰＣＳの電圧−無効電力制御レベルとを含む。
【００３４】
本実施例において、周波数−出力抑制制御レベルは、０、１、２、３の何れか一つを示し、電圧−無効電力制御レベルは、０、１、２、３の何れか一つを示す。即ち、周波数−出力抑制制御レベルの上限値である周波数−出力抑制制御レベル上限値は、３であり、電圧−無効電力制御レベルの上限値である電圧−無効電力制御レベル上限値は、３である。る。各ＰＣＳの周波数−出力抑制制御レベルの初期値は０であり、このとき、当該ＰＣＳは、周波数に応じた出力抑制を実行しない。周波数−出力抑制制御レベルが１以上に設定されたＰＣＳは、周波数に応じた出力抑制を実行する。各ＰＣＳの電圧−無効電力制御レベルの初期値は０であり、このとき、当該ＰＣＳは、電圧に応じた無効電力制御を実行しない。電圧−無効電力制御レベルが１以上に設定されたＰＣＳは、電圧に応じた無効電力制御を実行する。
【００３５】
図６は、制御パターン管理テーブル４６０を示す。
【００３６】
制御パターン管理テーブル４６０は、規定周波数範囲テーブル４６１と、目標周波数範囲テーブル４６２と、規定電圧範囲テーブル４６３と、目標電圧範囲テーブル４６４と、制御レベルテーブル４６５とを含む。目標周波数範囲は、目標周波数上限値により定義される。目標電圧範囲は、目標電圧下限値と目標電圧上限値により定義される。
【００３７】
規定周波数範囲テーブル４６１は、規定周波数上限値を含む。目標周波数範囲テーブル４６２は、周波数−出力抑制制御レベル毎のエントリを有する。一つの周波数−出力抑制制御レベルのエントリは、周波数−出力抑制制御レベルと、目標周波数上限値とを含む。目標周波数上限値は、周波数基準値より高く、且つ規定周波数上限値より低い。
【００３８】
規定電圧範囲テーブル４６３は、規定周波数下限値及び規定周波数上限値を含む。目標周波数範囲テーブル４６２は、電圧−無効電力制御レベル毎のエントリを有する。一つの電圧−無効電力制御レベルのエントリは、電圧−無効電力制御レベルと、目標電圧下限値と目標電圧上限値とを含む。目標電圧下限値は、規定電圧下限値より高く、且つ電圧基準値より低い。目標電圧上限値は、電圧基準値より高く、且つ規定電圧上限値より低い。
【００３９】
制御レベルテーブル４６５は、自己に対して設定されている、周波数−出力抑制制御レベル及び電圧−無効電力制御レベルを記憶する。
【００４０】
制御パターン管理テーブル４６０は、ＰＣＳ４００に対して予め入力された情報であってもよいし、ＰＣＳ統合制御装置５００へ入力されＰＣＳ４００へ送信された情報であってもよい。
【００４１】
以下、ＰＣＳ統合制御装置５００による制御レベルの決定の動作について説明する。
【００４２】
ＰＣＳ統合制御装置５００において最適化部５２０は、所定の時間間隔で、配電網２００の周波数を最適化する系統周波数最適化処理と、配電線２１０毎の電圧を最適化する配電線電圧最適化処理とを行う。時間間隔は例えば、数秒〜数十秒である。系統周波数最適化処理により制御される地域の広さと、配電線電圧最適化処理により制御される地域の広さとは、互いに異なる。
【００４３】
図７は、系統周波数最適化処理により制御される地域を示す。
【００４４】
系統周波数最適化処理において最適化部５２０は、配電用変電所１００で測定された周波数である系統周波数測定値に基づいて、ＰＣＳ統合制御装置５００と通信可能な全てのＰＣＳ４００に対して、同一の周波数−出力抑制制御レベルを設定する。これにより、ＰＣＳ統合制御装置５００は、配電系統の周波数を制御することができる。
【００４５】
図８は、配電線電圧最適化処理により制御される地域を示す。
【００４６】
配電線電圧最適化処理において最適化部５２０は、一つのデータ収集装置で測定された電圧に基づいて、当該データ収集装置の配電線に属するＰＣＳ４００の中でＰＣＳ統合制御装置５００と通信可能なＰＣＳ４００の電圧−無効電力制御を行う。これにより、ＰＣＳ統合制御装置５００は、データ収集装置の配電線毎に、電圧を制御することができる。
【００４７】
図９は、系統周波数最適化処理を示す。
【００４８】
Ｓ１２０において最適化部５２０は、実データ格納テーブル５４０から系統周波数測定値を取得する。その後、Ｓ１３０において最適化部５２０は、系統周波数測定値が、規定周波数上限値を超えたか否かを判定する。
【００４９】
系統周波数測定値が規定周波数上限値を超えていないと判定された場合、最適化部５２０は、このフローを終了する。
【００５０】
系統周波数測定値が規定周波数上限値を超えたと判定された場合、Ｓ１５０において最適化部５２０は、周波数−出力抑制制御レベルを一つ増加させる。この処理において、変更前の周波数−出力抑制制御レベルが最大値である場合、最適化部５２０は、周波数−出力抑制制御レベルを変更しない。その後、Ｓ１６０において最適化部５２０は、変更された周波数−出力抑制制御レベルを示す指令を全てのＰＣＳ４００へ送信する。その後、Ｓ１７０において最適化部５２０は、ＰＣＳ管理テーブル５５０における全てのＰＣＳ４００のエントリに対し、変更された周波数−出力抑制制御レベルを設定し、このフローを終了する。
【００５１】
なお、Ｓ１３０において最適化部５２０は、系統周波数測定値が規定周波数上限値を超えた状態が判定された場合、その状態が連続して判定された回数をカウントしてもよい。この場合、最適化部５２０は、その回数が所定回数を超えた場合に、処理をＳ１５０へ移行させ、そうでない場合にこのフローを終了する。最適化部５２０は、このような統計的処理を用いてＳ１３０の判定を行うことができる。これにより、測定値の一時的な変動による周波数−出力抑制制御レベルの変化を防ぐことができる。
【００５２】
以上の系統周波数最適化処理によれば、ＰＣＳ統合制御装置５００は、系統周波数測定値が規定周波数上限値を超えた場合に、全てのＰＣＳ４００の周波数−出力抑制制御レベルを増加させることができる。これにより、出力抑制が行われる状態を段階的に増加させることができる。
【００５３】
図１０は、配電線電圧最適化処理を示す。
【００５４】
Ｓ２１０において最適化部５２０は、実データ格納テーブル５４０の配電系統測定テーブル５４１に基づいて、一つのデータ収集装置２２０を対象データ収集装置として選択し、ＰＣＳ管理テーブル５５０に基づいて、対象データ収集装置の配電線に属するＰＣＳ４００を対象ＰＣＳとして選択する。その後、Ｓ２２０において最適化部５２０は、実データ格納テーブル５４０の配電系統測定テーブル５４１から、対象データ収集装置で測定された電圧である配電線電圧測定値を取得する。その後、Ｓ２３０において最適化部５２０は、配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱したか否かを判定する。この処理において最適化部５２０は、配電線電圧測定値が規定電圧上限値を上回る、又は規定電圧下限値を下回る場合、配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱したと判定する。
【００５５】
配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱していないと判定された場合、最適化部５２０は、処理をＳ２８０へ移行させる。
【００５６】
配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱したと判定された場合、Ｓ２５０において最適化部５２０は、ＰＣＳ管理テーブル５５０に格納されている対象ＰＣＳの電圧−無効電力制御レベルを一つ増加させる。この処理において、ＰＣＳ管理テーブル５５０に格納されている対象ＰＣＳの電圧−無効電力制御レベルが電圧−無効電力制御レベル上限値である場合、最適化部５２０は、電圧−無効電力制御レベルを変更しない。その後、Ｓ２６０において最適化部５２０は、変更された電圧−無効電力制御レベルを示す指令を、対象ＰＣＳへ送信する。その後、Ｓ２７０において最適化部５２０は、ＰＣＳ管理テーブル５５０における対象ＰＣＳのエントリに対し、変更された電圧−無効電力制御レベルを設定し、処理をＳ２８０へ移行させる。
【００５７】
Ｓ２８０において最適化部５２０は、全てのデータ収集装置２２０を選択したか否かを判定する。未だ選択していないデータ収集装置２２０があると判定された場合（Ｎｏ）、最適化部５２０は、処理をＳ２１０へ移行させ、次の対象データ収集装置及び対象ＰＣＳを選択する。全てのデータ収集装置２２０を選択したと選択された場合（Ｙｅｓ）、最適化部５２０は、このフローを終了する。
【００５８】
なお、前述のＳ１３０と同様、Ｓ２３０において最適化部５２０は、配電線電圧測定値が規定電圧上限値を超えた状態が判定された場合、その状態が連続して判定された回数をカウントしてもよい。この場合、最適化部５２０は、その回数が所定の判定回数を超えた場合に、処理をＳ２５０へ移行させ、そうでない場合にこのフローを終了する。最適化部５２０は、このような統計的処理を用いてＳ２３０の判定を行うことができる。これにより、測定値の一時的な変動による出力抑制を防ぐことができる。
【００５９】
以上の配電線電圧最適化処理によれば、ＰＣＳ統合制御装置５００は、対象データ収集装置により測定された配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱した場合に、対象データ収集装置の配電線に属するＰＣＳの電圧−無効電力制御レベルを増加させることができる。これにより、ＰＣＳ統合制御装置５００は、無効電力を制御する状態を段階的に増加させることができる。
【００６０】
なお、ＰＣＳ統合制御装置５００は、系統周波数最適化処理の後に配電線電圧最適化処理を行ってもよい。
【００６１】
以下、ＰＣＳ４００による制御レベルの決定の動作について説明する。
【００６２】
ここでは、ＰＣＳ４００が、ＰＣＳ統合制御装置５００に接続されていない場合や、ＰＣＳ統合制御装置５００又は公衆通信回線７００に障害が発生した場合等、ＰＣＳ統合制御装置５００との通信が不可能である場合について説明する。この場合、ＰＣＳ４００の制御部４４０は、ＰＣＳ統合制御装置５００からの指令を受ける代わりに、定期的に、連系点の周波数を最適化する連系点周波数最適化処理と、連系点の電圧を最適化する連系点電圧最適化処理とを行う。
【００６３】
図１１は、連系点周波数最適化処理を示す。
【００６４】
Ｓ３２０において制御部４４０は、センサ４３０により測定された周波数である連系点周波数測定値を取得する。Ｓ３３０において制御部４４０は、連系点周波数測定値が、規定周波数上限値を超えたか否かを判定する。
【００６５】
連系点周波数測定値が規定周波数上限値を超えていないと判定された場合、制御部４４０は、このフローを終了する。
【００６６】
連系点周波数測定値が規定周波数上限値を超えたと判定された場合、Ｓ３５０において制御部４４０は、制御パターン管理テーブル４６０に格納されている周波数−出力抑制制御レベルを取得し、周波数−出力抑制制御レベルを一つ増加させる。この処理において、制御パターン管理テーブル４６０に格納されている周波数−出力抑制制御レベルが周波数−出力抑制制御レベル上限値である場合、制御部４４０は、周波数−出力抑制制御レベルを変更しない。その後、Ｓ３６０において制御部４４０は、変更された周波数−出力抑制制御レベルを制御パターン管理テーブル４６０へ書き込み、このフローを終了する。
【００６７】
以上の連系点周波数最適化処理によれば、ＰＣＳ４００は、ＰＣＳ統合制御装置５００との通信が不可能である場合でも、連系点周波数測定値が規定周波数上限値を超えた場合に、自己の周波数−出力抑制制御パターンを変更することができる。
【００６８】
ＰＣＳ統合制御装置５００との通信が不可能である場合、制御部４４０は、定期的に連系点電圧最適化処理を行う。
【００６９】
図１２は、連系点電圧最適化処理を示す。
【００７０】
Ｓ４２０において制御部４４０は、センサ４３０により測定された電圧である連系点電圧測定値を取得する。Ｓ４３０において制御部４４０は、連系点電圧測定値が、規定電圧範囲を逸脱したか否かを判定する。
【００７１】
連系点電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱していないと判定された場合、制御部４４０は、このフローを終了する。
【００７２】
連系点電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱したと判定された場合、Ｓ４５０において制御部４４０は、制御パターン管理テーブル４６０に格納されている電圧−無効電力制御レベルを取得し、電圧−無効電力制御レベルを一つ増加させる。この処理において、制御パターン管理テーブル４６０に格納されている電圧−無効電力制御レベルが電圧−無効電力制御レベル上限値である場合、制御部４４０は、電圧−無効電力制御レベルを変更しない。その後、Ｓ３６０において制御部４４０は、変更された電圧−無効電力制御レベルを制御パターン管理テーブル４６０へ書き込み、このフローを終了する。
【００７３】
以上の連系点電圧最適化処理によれば、ＰＣＳ４００は、ＰＣＳ統合制御装置５００との通信が不可能である場合でも、連系点電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱した場合に、電圧−無効電力制御パターンを変更することができる。
【００７４】
なお、ＰＣＳ４００は、ＰＣＳ統合制御装置５００から受信した指令、決定された制御レベル、発電量、日射量、天気、気温等について過去のデータの履歴を記憶してもよい。この場合、連系点周波数最適化処理及び連系点電圧最適化処理において、制御部４４０は、過去のデータの履歴の統計処理を行い、前日の制御レベル、同じ季節の制御レベル、同じ曜日の制御レベル、発電量の履歴が類似する日の制御レベル等を用いて、制御レベルを決定してもよい。
【００７５】
以上の連系点周波数最適化処理及び連系点電圧最適化処理により、ＰＣＳ４００は、ＰＣＳ統合制御装置５００との通信ができない場合に、自律分散制御を行うことができる。これにより、ＰＣＳ４００による出力抑制及び無効電力の制御は、ＰＣＳ統合制御装置５００とＰＣＳ４００の間の通信経路の負荷や障害の影響を受けにくくなる。
【００７６】
以下、ＰＣＳ４００における周波数−出力抑制制御について説明する。
【００７７】
図１３は、周波数−出力抑制制御パターンの一例を示す。
【００７８】
この図において横軸は連系点周波数測定値を示し、縦軸はＰＣＳ４００からの出力を示す。ここでの出力は、ＰＣＳ４００から出力される有効電力であり、最大値に対する割合で表される。この例における周波数基準値は６０．０Ｈｚである。
【００７９】
連系点周波数測定値が目標周波数上限値以下である場合、制御部４４０は、ＰＣＳ４００の出力電力を抑制しない。即ち、制御部４４０は、ＰＣＳ４００の出力を最大に保つ。連系点周波数測定値が目標周波数上限値を上回る場合、配電系統における電力の需要に対して供給が過剰であるため、制御部４４０は、連系点周波数測定値が高くなるほどＰＣＳ４００の出力電力を下降させる。配電系統に連系するＰＣＳ４００が出力電力を下降させることにより、配電系統の周波数を減少させることができる。また、ＰＣＳ４００は、規定周波数上限値より低い目標周波数上限値を用いることにより、連系点周波数が規定周波数上限値に達する前に出力抑制を行うことができる。
【００８０】
ここでは、再生可能エネルギー発電装置３３０が太陽光発電装置である場合の出力抑制方法について説明する。
【００８１】
図１４は、太陽光発電装置のＰ−Ｖ特性を示す。
【００８２】
この特性は、制御部４４０がＤＣ−ＤＣコンバータ４１０を用いて太陽光発電装置の運転電圧を制御することにより太陽光発電装置からの出力電力が変化することを示す。太陽光発電装置のＰ−Ｖ特性には、出力電力が最大となる最大電力点が存在する。太陽光発電装置からの出力電力は、日射量や温度により変化する。制御部４４０は例えば、ＭＰＰＴ（Maximum  Power  Point  Tracking：最大電力点追従制御）により、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１０を用いて運転電圧を制御する。ＭＰＰＴは、出力電力が最大出力電力Ｐ０になる最適運転電圧Ｖ０に合わせる。出力抑制を実行しない場合、制御部４４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１０を用いて運転電圧を制御し、出力電力が最大出力電力Ｐ０になる最適動作電圧Ｖ０に合わせる。出力抑制を実行する場合、制御部４４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１０を用いて運転電圧をＶ０からＶ１へ低下させることにより、出力電力をＰ０からＰ１へ低下させる。
【００８３】
このような運転電圧の制御を行うことにより、ＰＣＳ４００は出力電力を抑制することができる。
【００８４】
図１５は、周波数−出力抑制制御レベル毎の周波数−出力抑制制御パターンを示す。
【００８５】
系統周波数測定値が規定周波数上限値を上回る場合、ＰＣＳ統合制御装置５００は、周波数−出力抑制制御レベルＬｆを１つ増加させる。周波数−出力抑制制御レベルＬｆが大きくなるほど、目標周波数上限値が低くなり、周波数基準値に近づく。周波数−出力抑制制御レベルＬｆが大きくなると、ＰＣＳ４００は、周波数基準値からの連系点周波数測定値の偏差に対し、より小さい偏差であっても出力抑制を行うことになる。これにより、系統周波数を下降させる効果が大きくなる。なお、ＰＣＳ４００は、予め定められた算出式を用いて、周波数−出力抑制制御レベルから目標周波数上限値及び出力電力を算出してもよい。ＰＣＳ４００は、周波数−出力抑制制御レベルから運転電圧を算出してもよい。
【００８６】
図１６は、周波数−出力抑制制御レベルの増加を示す。
【００８７】
この図において、横軸は時間を示し、縦軸は系統周波数測定値を示す。周波数基準値は６０．０Ｈｚであり、規定周波数上限値は６０．５Ｈｚである。時刻Ｔ１１における周波数−出力抑制制御レベルは１であり、対応する周波数−出力抑制制御パターンにおける目標周波数上限値は６０．３Ｈｚである。その後、時刻Ｔ１２において系統周波数測定値が規定周波数上限値を上回ると、ＰＣＳ統合制御装置５００は、周波数−出力抑制制御レベルを２に増加させ、その周波数−出力抑制制御レベルをＰＣＳ４００へ送信する。これにより、ＰＣＳ４００は、対応する周波数−出力抑制制御パターンに従って目標周波数上限値を６０．２Ｈｚに減少させる。その後、時刻Ｔ１３において再び系統周波数測定値が規定周波数上限値を上回ると、ＰＣＳ統合制御装置５００は、周波数−出力抑制制御レベルを３に増加させ、その周波数−出力抑制制御レベルをＰＣＳ４００へ送信する。これにより、ＰＣＳ４００は、対応する周波数−出力抑制制御パターンに従って目標周波数上限値を６０．１Ｈｚに減少させる。なお、前述したように、系統周波数最適化処理において、ＰＣＳ４００がＰＣＳ統合制御装置５００と通信できない場合、系統周波数測定値の代わりに連系点周波数測定値が用いられる。
【００８８】
この系統周波数最適化処理によれば、目標周波数上限値が急激に減少することを防ぎ、過度な出力抑制を防ぐことができる。出力抑制は、需要家の売電量の低下につながるため、系統周波数最適化処理によれば、需要家は、再生可能エネルギー発電装置３３０の電力の売電量の低下を抑えることができる。また、周波数−出力抑制制御を行っても、周波数が規定周波数上限値を超える場合、周波数−出力抑制制御レベルを増加させ、目標周波数上限値を更に減少させることにより、周波数の安定化に与える影響を強めることができる。これにより、需要家の売電量への影響は大きくなるが、配電系統の安定化への寄与は大きくなる。
【００８９】
図１７は、周波数−出力抑制制御レベルの減少を示す。
【００９０】
系統周波数測定値が規定周波数上限値を超えない状態が、予め定められた周波数復元時間に亘って続いた場合、ＰＣＳ統合制御装置５００の最適化部５２０は、周波数−出力抑制制御レベルを１つ減少させる。周波数復元時間は、例えば、１日等、系統周波数最適化処理の周期に比べて十分長い。周波数復元時間は、管理者により設定されてもよい。同様に、ＰＣＳ４００の制御部４４０は、ＰＣＳ統合制御装置５００との通信が不可能である場合で、且つ連系点周波数測定値が規定周波数上限値を超えない状態が、周波数復元時間に亘って続いた場合、周波数−出力抑制制御レベルを１つ減少させる。このようにＰＣＳ統合制御装置５００が、周波数−出力抑制制御レベルを増加させる時間に比べて長い時間を掛けて、徐々に周波数−出力抑制制御レベルを減少させることにより、周波数−出力抑制制御レベルが減少した後、すぐに増加することを防ぐことができる。
【００９１】
以下、ＰＣＳ４００における電圧−無効電力制御について説明する。
【００９２】
図１８は、電圧−無効電力制御パターンの一例を示す。
【００９３】
この図において横軸は連系点電圧測定値を示し、縦軸はＰＣＳ４００から配電線２１０へ供給される無効電力を示す。ここでの無効電力は、最大値に対する割合で表される。無効電力が正である場合、容量性（Capacitive）であり、遅れ無効電力を発生することを示す。無効電力が負である場合、誘導性（Inductive）であり、遅れ無効電力を吸収する（進み無効電力を発生する）ことを示す。この例における電圧基準値は１００％で表される。
【００９４】
連系点電圧測定値が目標電圧範囲内である場合、制御部４４０は、ＰＣＳ４００の無効電力を制御しない。連系点電圧測定値が目標電圧下限値より小さい場合、制御部４４０は、連系点電圧測定値が低くなるほど正方向に無効電力の大きさを増加させることにより、ＤＣ／ＡＣインバータ４２０から配電線２１０へ遅れ無効電力を発生させる。これにより、配電線２１０に連系するＰＣＳ４００が遅れ無効電力を発生することにより、配電線２１０の電圧を上昇させることができる。連系点電圧測定値が目標電圧上限値より大きい場合、制御部４４０は、連系点電圧測定値が高くなるほど負方向に無効電力の大きさを増加させることにより、配電線２１０からＤＣ／ＡＣインバータ４２０へ遅れ無効電力を吸収させる。配電線２１０に連系するＰＣＳ４００が遅れ無効電力を吸収することにより、配電線２１０の電圧を下降させることができる。また、ＰＣＳ４００は、規定電圧範囲より狭い目標電圧範囲を用いることにより、連系点電圧が規定範囲を逸脱する前に無効電力を制御することができる。
【００９５】
ここでは、無効電力制御方法について説明する。
【００９６】
図１９は、ＤＣ／ＡＣインバータ４２０から出力される電圧及び電流の時間変化を示す。
【００９７】
この図において、横軸は時間であり、縦軸は電圧または電流を示す。連系点電圧測定値が目標電圧上限値より大きい場合、制御部４４０は、ＤＣ／ＡＣインバータ４２０から出力される電圧に対して電流の位相を進めることにより、配電線２１０に対して進み無効電力を供給し、配電線２１０の電圧を下降させる。また、連系点電圧測定値が目標電圧下限値より小さい場合、制御部４４０は、ＤＣ／ＡＣインバータ４２０の出力電圧に対して出力電流の位相を遅らせることにより、配電線２１０に対して遅れ無効電力を供給し、配電線２１０の電圧を上昇させる。
【００９８】
図２０は、電圧−無効電力制御レベル毎の電圧−無効電力制御パターンを示す。
【００９９】
配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱した場合、ＰＣＳ統合制御装置５００は、電圧−無効電力制御レベルＬｖが１つ増加させる。電圧−無効電力制御レベルＬｖが大きくなるほど、目標電圧範囲が狭くなり、目標電圧下限値及び目標電圧上限値が電圧基準値に近づく。これにより、電圧−無効電力制御レベルＬｖが大きくなると、ＰＣＳ４００は、電圧基準値からの連系点電圧測定値の偏差に対し、より小さい偏差であっても無効電力制御を行うことになる。
【０１００】
図２１は、電圧−無効電力制御レベルの増加を示す。
【０１０１】
この図において、横軸は時間を示し、縦軸は対象データ収集装置により測定された配電線電圧測定値を示す。規定電圧下限値は８８％であり、電圧基準値は１００％であり、規定電圧上限値は１１０％である。時刻Ｔ２１における電圧−無効電力制御レベルは１であり、対応する電圧−無効電力制御パターンにおける、目標電圧下限値は９４％であり、目標電圧上限値は１０９％である。その後、時刻Ｔ２２において配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱すると、ＰＣＳ統合制御装置５００は、電圧−無効電力制御パターン制御レベルを２に増加させ、その電圧−無効電力制御パターン制御レベルをＰＣＳ４００へ送信する。これにより、ＰＣＳ４００は、対応する電圧−無効電力制御パターンに従って、目標電圧下限値を９５％に増加させ、目標電圧上限値を１０８％に減少させる。その後、時刻Ｔ２３において再び配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱すると、ＰＣＳ統合制御装置５００は、電圧−無効電力制御パターン制御レベルを３に増加させ、その電圧−無効電力制御パターン制御レベルをＰＣＳ４００へ送信する。これにより、ＰＣＳ４００は、対応する電圧−無効電力制御パターンに従って、目標電圧下限値を９６％に増加させ、目標電圧上限値を１０７％に減少させる。なお、前述したように、配電線電圧最適化処理において、ＰＣＳ４００がＰＣＳ統合制御装置５００と通信できない場合、配電線電圧測定値の代わりに連系点電圧測定値が用いられる。
【０１０２】
この配電線電圧最適化処理によれば、目標電圧範囲が急激に狭まることを防ぎ、過度な無効電力の供給を防ぐことができる。また、電圧−無効電力制御を行っても、電圧が規定電圧範囲を逸脱する場合、電圧−無効電力制御レベルを増加させ、目標電圧範囲を更に狭める。これにより、配電線電圧を安定化させる効果が大きくなる。
【０１０３】
図２２は、電圧−無効電力制御レベルの減少を示す。
【０１０４】
配電線電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱しない状態が、予め定められた電圧復元時間に亘って続いた場合、ＰＣＳ統合制御装置５００の最適化部５２０は、電圧−無効電力制御レベルを減少させる。電圧復元時間は、例えば、数時間等、配電線電圧最適化処理の周期に比べて十分長く、周波数復元時間より短い。電圧復元時間は、管理者により設定されてもよい。同様に、ＰＣＳ４００の制御部４４０は、ＰＣＳ統合制御装置５００との通信が不可能である場合で、且つ連系点電圧測定値が規定電圧範囲を逸脱しない状態が、電圧復元時間に亘って続いた場合、電圧−無効電力制御レベルを１つ減少させる。このようにＰＣＳ統合制御装置５００が、電圧−無効電力制御レベルを増加させる時間に比べて長い時間を掛けて、徐々に電圧−無効電力制御レベルを減少させることにより、電圧−無効電力制御レベルが減少した後、すぐに増加することを防ぐことができる。
【０１０５】
なお、周波数復元時間や電圧復元時間は、ＰＣＳ４００の規模に基づいて設定されてもよい。例えば、大規模なＰＣＳ４００は、配電系統や配電線２１０に与える影響が大きいため、短い時間で制御レベルを変更することを避ける。
【０１０６】
以上の実施例で説明された技術は、次のように表現することもできる。
【０１０７】
（表現１）
夫々が電力系統に連系し電源からの直流電力を交流電力へ変換し前記交流電力を前記電力系統へ出力する複数の電力変換装置を、制御する制御装置であって、
前記電力系統において測定された電力の周波数である系統周波数を繰り返し受信する通信部と、
前記複数の電力変換装置の夫々により前記電力系統へ出力される有効電力の制御の強度を示す有効電力制御レベルを前記系統周波数に基づいて決定する決定部と、
を備え、
前記通信部は、前記有効電力制御レベルを前記複数の電力変換装置へ送信し、
前記複数の電力変換装置の夫々により、前記有効電力制御レベルと前記電力系統への連系点の周波数である連系点周波数との関係を示す有効電力関係情報が記憶され、前記連系点周波数が繰り返し測定され、前記制御装置から前記有効電力制御レベルが受信され、前記測定された連系点周波数と前記受信された有効電力制御レベルと前記有効電力関係情報とに基づいて前記有効電力が制御される、
制御装置。
【０１０８】
本発明の表現のための用語について説明する。電力系統として、配電系統等が用いられてもよい。電源として、再生可能エネルギー発電装置３３０等が用いられてもよい。電力変換装置として、ＰＣＳ４００等が用いられてもよい。制御装置として、ＰＣＳ統合制御装置５００等が用いられてもよい。有効電力関係情報として、制御パターン管理テーブル４６０等が用いられてもよい。無効電力関係情報として、制御パターン管理テーブル４６０等が用いられてもよい。有効電力制御レベルとして、周波数−出力抑制制御レベル等が用いられてもよい。無効電力制御レベルとして、電圧−無効電力制御レベル等が用いられてもよい。系統周波数として、系統周波数測定値等が用いられてもよい。配電線電圧として、配電線電圧測定値等が用いられてもよい。連系点周波数として、連系点周波数測定値等が用いられてもよい。連系点電圧として、連系点電圧測定値等が用いられてもよい。記憶部として、制御パターン管理テーブル４６０等が用いられてもよい。測定部として、センサ４３０等が用いられてもよい。電力変換装置における通信部として、通信部４５０等が用いられてもよい。ＤＣ／ＤＣ変換部として、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０等が用いられてもよい。ＤＣ／ＡＣ変換部として、ＤＣ／ＡＣインバータ４２０等が用いられてもよい。制御装置における通信部として、通信部５１０等が用いられてもよい。決定部として、最適化部５２０等が用いられてもよい。
【０１０９】
本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１００…配電用変電所  ２００…配電網  ２１０…配電線  ２２０…データ収集装置  ３００…需要家設備  ３１０…分電盤  ３３０…再生可能エネルギー発電装置  ３４０…負荷  ４００…ＰＣＳ  ４１０…ＤＣ／ＤＣコンバータ  ４２０…ＤＣ／ＡＣインバータ  ４３０…センサ  ４４０…制御部  ４５０…通信部  ４６０…制御パターン管理テーブル  ５００…ＰＣＳ統合制御装置  ５１０…通信部  ５２０…最適化部  ５３０…監視部  ５４０…実データ格納テーブル  ５５０…ＰＣＳ管理テーブル  ５６０…閾値テーブル
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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