(57)【要約】【課題】分散型電源の選択や構成の決定段階から、各分散型電源の性能に見合った運転が実現できるように考慮することで、発電と負荷とのバランスを一致させることができるマイクログリッドシステムの構築方法を提供することを目的としている。【解決手段】複数種類の分散型電源２〜５を統合的に制御して運用するネットワークを構築して特定エリアに電力を供給するマイクログリッドシステム１の構築方法において、特定エリアの負荷変動を計測して、その計測データを周波数解析する工程と、各分散型電源２〜５の各々の周波数応答特性を基に各分散型電源２〜５がそれぞれ担当する分担周波数を決定し、分担周波数に基づいて負荷変動の周波数解析結果を各分散型電源２〜５に割り当て、各分散型電源２〜５の容量を求める工程と、を備える。【選択図】図１
2008067544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の分散型電源を統合的に制御して運用するネットワークを構築して特定エリアに電力を供給するマイクログリッドシステムの構築方法において、
前記特定エリアの負荷変動を計測して、その計測データを周波数解析する工程と、
各分散型電源の各々の周波数応答特性を基に各分散型電源がそれぞれ担当する分担周波数を決定し、該分担周波数に基づいて負荷変動の周波数解析結果を各分散型電源に割り当て、各分散型電源の容量を求める工程と、
を備えることを特徴とするマイクログリッドシステムの構築方法。
【請求項２】
請求項１記載のマイクログリッドシステムの構築方法において、
負荷変化量の遷移確率分布と負荷変化率の遷移確率分布との両方又は何れか一方を作成することで、前記負荷変動の計測周期を決定することを特徴とするマイクログリッドシステムの構築方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のマイクログリッドシステムの構築方法において、
燃料を使用する分散型電源について、定常運転時における発電効率と過渡運転時における発電効率とを併せて当該分散型電源の燃費特性を評価し、その評価結果に基づいて当該分散型電源の運用を決定することを特徴とするマイクログリッドシステムの構築方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか記載のマイクログリッドシステムの構築方法において、
回転機型の発電機からなる分散型電源について、負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行い、その評価結果に基づいて前記発電機からなる分散型電源の出力値の範囲を決定することを特徴とするマイクログリッドシステムの構築方法。
【請求項５】
請求項４記載のマイクログリッドシステムの構築方法において、
前記発電機からなる分散型電源に検査用のダミーロードを接続して模擬的な仮想系統を構築し、該仮想系統を用いて前記負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行うことを特徴とするマイクログリッドシステムの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の分散型電源がネットワーク化された構成からなるマイクログリッドシステムの構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、近年、天然ガスコージェネレーションや燃料電池といった様々な分散型電源の開発が進められている。そのような分散型電源を建物における自家発電設備として採用することにより、熱電供給による優れた総合エネルギー効率が得られ、地球温暖化ガスの排出量削減が期待でき、商用系統（電力会社からの買電）の契約電力量の削減や配電設備の簡略化によるコスト削減を図ることができ、震災や火災時の自立安定性も確保し易いといった様々な利点がある。したがって、分散型電源を用いた電力配給システムは、今後広く普及する気運にあり、例えば分散型電源を複数の需要家で融通し合うシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、上記した分散型電源を用いた電力配給システムでは、分散型電源と商用系統（電力会社の電力網）とを併用して当該分散型電源をベースロード運転させると、電力会社が電圧や周波数変動のアンシラリー機能を一手に引き受けることになり、商用系統には負荷変動の補償ばかりが求められて電力会社の負担が大きくなる。したがって、近年では、分散型電源を負荷追従運転させる技術が提案されている。例えば、複数の分散型電源と複数の需要家とをネットワーク化してなるマイクログリッドシステム全体をまとめて制御して負荷変動に追従するように最適運転させる技術が提案されている。このような技術によれば、商用系統にかかる負荷変動補償の負担を軽減させることができるだけでなく、負荷変動補償を商用系統に頼らないため、商用系統から独立したマイクログリッドシステムの運転（自立運転）を実現させることができる。（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３８１６８号公報
【特許文献２】特開２００５−１６０２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したマイクログリッドシステムを商用系統に連系させて負荷追従運転を行うためには、発電と負荷（需要）のバランスが常に一致していることが求められる。また、マイクログリッドシステムを商用系統から独立させて自立運転させる場合には、そのシステムの範囲内に安定した品質の電力を安定して供給することが求められ、瞬時々々における発電と負荷とのバランスが常に一致していることが求められる。マイクログリッドシステムのような小規模な分散型電源で構成されるシステムでは、電力の需給バランスが崩れることによって大きく電力品質が損なわれるおそれがある。すなわち、商用系統連系時の負荷追従運転や、自立運転時の安定した品質の電力供給を実現するためには、発電と負荷のバランスを常に一致させなければならない。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、分散型電源の選択や構成の決定段階から、各分散型電源の性能に見合った運転が実現できるように考慮することで、発電と負荷とのバランスを一致させることができるマイクログリッドシステムの構築方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数種類の分散型電源を統合的に制御して運用するネットワークを構築して特定エリアに電力を供給するマイクログリッドシステムの構築方法において、前記特定エリアの負荷変動を計測して、その計測データを周波数解析する工程と、各分散型電源の各々の周波数応答特性を基に各分散型電源がそれぞれ担当する分担周波数を決定し、該分担周波数に基づいて負荷変動の周波数解析結果を各分散型電源に割り当て、各分散型電源の容量を求める工程と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような特徴により、負荷変動の計測データが周波数解析されるため、非常に遅い負荷変動から瞬間的な負荷変動までの様々な速さの負荷変動が重なり合って構成された特定エリアの負荷変動が、各周波数成分に分解されて把握される。また、複数種類の分散型電源には各々異なる負荷追従特性（応答特性）があるが、各々の周波数応答特性を基に各分散型電源がそれぞれ担当する分担周波数が決定される。そして、その分担周波数に基づいて周波数解析結果（分解された各周波数成分）が各分散型電源に割り当てられるため、各分散型電源は各々に適した周波数帯域をそれぞれ担当することになる。さらに、上記した周波数解析結果と分担周波数とにより、各分散型電源の容量がそれぞれ算出されるため、分散型電源が適正な容量となる。
【０００８】
また、本発明は、負荷変化量の遷移確率分布と負荷変化率の遷移確率分布との両方又は何れか一方を作成することで、前記負荷変動の計測周期を決定するようにしてもよい。
【０００９】
これにより、負荷変化量や負荷変化率の遷移確率分布をみれば、計測周期によってどの程度の負荷変動を捉えることができるかが可視化されるため、負荷変動を適切に補償するために必要となる計測周期を明確にすることができる。
【００１０】
また、本発明は、燃料を使用する分散型電源について、定常運転時における発電効率と過渡運転時における発電効率とを併せて当該分散型電源の燃費特性を評価し、その評価結果に基づいて当該分散型電源の運用を決定するようにしてもよい。
【００１１】
これにより、燃料を使用する分散型電源を効率的に稼動させることができ、当該分散型電源の燃費を減らし、経済性を加味したマイクログリッドシステムの運用を実現することができる。
【００１２】
また、本発明は、回転機型の発電機からなる分散型電源について、負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行い、その評価結果に基づいて前記発電機からなる分散型電源の出力値の範囲を決定するようにしてもよい。
【００１３】
これにより、分散型電源だけから電力供給を行う自立運転時に、系統周波数の変動を所定の偏差内に収めることができ、所望の電力品質を確保することができる。
【００１４】
さらに、本発明は、前記発電機からなる分散型電源に検査用のダミーロードを接続して模擬的な仮想系統を構築し、該仮想系統を用いて前記負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行うことが好ましい。
【００１５】
これにより、電気機器などの実負荷を用いて評価を行うと、低品質の電力により当該実負荷に故障を引き起こすおそれがあるが、ダミーロードを用いて評価することで、実負荷を故障させずに系統周波数レベルの評価を実施することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るマイクログリッドシステムの構築方法によれば、負荷変動の速さ（周波数成分）および分散型電源の応答性能に基づいてマイクログリッドシステムが構築されるため、補償対象となる負荷変動を適切に捉えて効率的な負荷変動の補償を行うことができるとともに、分散型電源の容量を最適化することができ、分散型電源の容量不足や過剰設備を防止することができる。このように、分散型電源の選択や構成の決定段階から、各分散型電源の性能に見合った運転が実現できるように考慮されているため、マイクログリッドシステムにおける発電と負荷とのバランスを一致させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るマイクログリッドシステムの構築方法の実施の形態について、図面に基いて説明する。なお、本実施の形態は、ある施設を特定エリアとし、その施設内にマイクログリッドシステム１を構築する場合を例にして説明する。
【００１８】
まず、本実施の形態におけるマイクログリッドシステム１について説明する。
【００１９】
図１は本実施の形態におけるマイクログリッドシステム１の概略構成を表した概要図である。
図１に示すように、本実施の形態におけるマイクログリッドシステム１は、複数種類の分散型電源２〜５を制御手段６で統合的に制御して運用するネットワークを構築して特定エリアの負荷９…（電気機器等）に電力を供給するシステムである。このマイクログリッドシステム１は、受電点Pを介して商用系統７に接続されている。受電点Pには、スイッチ８が設けられており、このスイッチ８を切替えることで自在にマイクログリッドシステム１を商用系統７に接続させたり商用系統７から切り離したりすることができる。したがって、スイッチ８によりマイクログリッドシステム１が商用系統７に接続されているときには、当該商用系統７からの買電と各分散型電源２〜５による発電とにより特定エリア（施設）全体の負荷９…を賄う運転（連系運転）となる。一方、マイクログリッドシステム１が商用系統７から切り離されているときには、各分散型電源２〜５による発電だけで特定エリア全体の負荷９…を賄う運転（自立運転）となる。
【００２０】
次に、上記した構成のマイクログリッドシステム１を構築する手順について説明する。
【００２１】
［負荷変動の性質調査］
まず、マイクログリッドシステム１を構築するに当たり、分散型電源２〜５の総容量を決定する必要があるため、特定エリアの負荷変動を計測する工程を行う。
【００２２】
負荷変動を計測する工程を詳しく説明すると、マイクログリッドシステム１の構築予定箇所の負荷９…、及び商用系統７に接続させる受電点Ｐの予定箇所に図示せぬ電力計測器をそれぞれ設置し、それらの計測器によって年間における日負荷変動を計測する。そして、計測した電力値を基に分散型電源２〜５の総容量を決定する。
図２は日負荷変動の計測結果の具体例を示した日負荷曲線である。図２に示すように、日負荷変動の具体例として、最大で６００ｋＷ程度の負荷電力がある場合、これを分散型電源２〜５の総容量とする。
【００２３】
また、連系運転時の負荷追従運転および自立運転時の安定した電力供給を実現するためには、急峻な負荷変動に対して分散型電源２〜５による変動補償を行う必要があるが、このときの「急峻」とはどの程度の時間変動を指すのか明確にする必要がある。そこで、負荷変動の計測周期を決定する工程を行う。
【００２４】
負荷変動の計測周期を決定する工程を詳しく説明すると、負荷変化量の遷移確率分布と負荷変化率の遷移確率分布とを作成することで、負荷変動の計測周期を決定する。これにより、負荷変動補償を適切に行うために必要となる計測周期を採用することができる。遷移確率分布とは、ある計測時間から次の計測時間において計測値や計測値の変化率がどのように変化するかをプロットしたもので、計測周期によってどの程度の変動を捉えることができるかを可視化したものである。
【００２５】
図３は負荷変化量の遷移確率分布の作成方法を表した図であり、図４は負荷変化率の遷移確率分布の作成方法を表した図である。
図３に示すように、負荷変化量の遷移確率分布は、所定周期で計測されたときの前の計測値（Ｐ［ｎ］）を横軸に後の計測値（Ｐ［ｎ+１］）を縦軸にしたグラフであり、各計測周期（Ｉ〜Ｖ）における前の計測値（Ｐ［ｎ］）と後の計測値（Ｐ［ｎ+１］）とから各計測周期（Ｉ〜Ｖ）をそれぞれプロットすることで作成される。また、図４に示すように、負荷変化率の遷移確率分布は、所定周期で計測されたときの前の計測値変化率（ｄＰ［ｎ］）を横軸に後の計測値変化率（ｄＰ［ｎ+１］）を縦軸にしたグラフであり、各計測周期における前の計測値変化率（ｄＰ［ｎ］）と後の計測値変化率（ｄＰ［ｎ+１］）とから各計測周期をそれぞれプロットすることで作成される。
【００２６】
図５、図６は負荷変化量の遷移確率分布および負荷変化率の遷移確率分布の具体例を示したグラフであり、図５（ａ）は１０秒周期で計測した場合の負荷変化量の遷移確率分布であり、図５（ｂ）は１０秒周期で計測した場合の負荷変化率の遷移確率分布であり、図６（ａ）は１秒周期で計測した場合の負荷変化量の遷移確率分布であり、図６（ｂ）は１秒周期で計測した場合の負荷変化率の遷移確率分布である。
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、１０秒周期で計測された場合、負荷変化量や負荷変化率の遷移確率分布の特徴が漠然として把握しきれないが、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、１秒周期で計測された場合、負荷変化量や負荷変化率の遷移確率分布の特徴が形状に表れて明確に把握される。したがって、この具体例におけるマイクログリッドシステム１では、１秒周期で負荷を計測してその変動を補償する必要があることが分かる。
【００２７】
次に、上述したように計測された負荷変動を周波数解析する工程を行う。具体的には、所定周期で計測された有効電力データをフーリエ変換により周波数解析する。これにより、計測されたデータは各周波数成分に分解される。
【００２８】
図７は負荷変動の周波数解析結果の具体例を表したグラフである。
図７に示すように、様々な周波数帯域の負荷変動が含まれていることが確認できるので、各周波数帯域の補償に適した分散型電源２〜５を選択する必要があることが分かる。なお、この具体例では、１秒周期で計測を行うこととしているので、周波数解析結果では、０．５Ｈｚ（２秒周期）より遅い変動成分にのみ分解されている。
【００２９】
［電源性能評価］
上述した周波数帯域でどのタイプの分散型電源２〜５が追従可能な応答性能を有するかを知る必要がある。そこで、各分散型電源２〜５が出力指令を受けてから実際にその出力に到達するまでの出力応答特性を計測し、周波数応答特性を評価する。応答性能を評価するために、各分散型電源２〜５において出力指令が最大から最小へと変化する際の正弦波応答特性を計測する。
【００３０】
図８は指令値を正弦波状に変化させた場合の応答特性を表しており、図８（ａ）は応答特性が限界である場合を示しており、図８（ｂ）は応答特性が限界の２倍である場合を示している。
各図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、正弦波指令値の周波数を大きくしていくと、指令（Ｐｒｅｆ）に対して出力（Ｐｏｕｔ）が追従できなくなる。その結果、出力（Ｐｏｕｔ）の正弦波の振幅が小さくなり、指令（Ｐｒｅｆ）の正弦波と出力（Ｐｏｕｔ）の正弦波との位相差が大きくなっていく。したがって、各分散型電源２〜５について、指令の周波数を変化させたときの正弦波指令値に対する正弦波出力値の振幅比や、指令の周波数を変化させたときの正弦波指令値に対する正弦波出力値の位相差から、各分散型電源２〜５の周波数応答特性を評価することができる。
【００３１】
本実施の形態としては、分散型電源２〜５として、ゆっくりした変動に追従可能なガスエンジン２及びガスエンジン３と、速い変動に追従可能なニッケル水素電池４と、電気二重層キャパシタ５とを選択している。この場合、指令の周波数を変化させたときの正弦波指令値に対する正弦波出力値の振幅の比は、図９（ａ）のグラフのようになる。また、指令の周波数を変化させたときの正弦波指令値に対する正弦波出力値の位相差は、図９（ｂ）のグラフのようになる。
【００３２】
図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、ガスエンジン２は、約０．０１Ｈｚまで振幅比（ゲイン）が０（ｄＢ）になっているが、約０．０１Ｈｚを超えると振幅比（ゲイン）が低下する。これは、約０．０１Ｈｚまでの範囲であれば、ガスエンジン２が指令に対して適正に応答可能であることを意味する。また、図９（ａ）、図９（ｂ）のグラフより、ガスエンジン３についても同様に約０．０３Ｈｚまで応答可能であり、また、ニッケル水素電池４については約０．１Ｈｚまで応答可能であり、さらに、電気二重層キャパシタ５については０．１Ｈｚ以上でも応答可能であることが分かる。
【００３３】
続いて、上述したように評価された各分散型電源２〜５の周波数応答特性を基に、各分散型電源２〜５の分担周波数をそれぞれ決定する。具体的には、ガスエンジン２に０．０１Ｈｚより低い周波数を担当させ、ガスエンジン３に０．０１〜０．０３Ｈｚまでの周波数を担当させ、ニッケル水素電池４に０．０３〜０．１０Ｈｚまでの周波数を担当させ、電気二重層キャパシタ５に０．１Ｈｚより高い周波数を担当させる。
【００３４】
また、各分散型電源２〜５は、各々が担当する分担周波数帯域の負荷変動の全てを補償する必要があるが、分散型電源２〜５の容量が小さすぎると、その分担周波数の負荷変動の全てを補償できなくなる。一方、分散型電源２〜５の容量が大きすぎると、電源の過剰設備となり、不経済となる。そこで、上記した各分散型電源２〜５の分担周波数に基づいて負荷変動の周波数解析結果を各分散型電源２〜５に割り当てて、各分散型電源２〜５の最適な容量をそれぞれ求める。具体的には、各分散型電源２〜５の分担周波数帯域の強度を積分することで、その分散型電源２〜５の最適な容量を算出する。
【００３５】
図１０は上記した例におけるニッケル水素電池４が担当する負荷変動の周波数解析を表したグラフである。
ニッケル水素電池４を例にとると、図１０に示すように、ニッケル水素電池４が担当する分担周波数帯域の強度を積分することで、ニッケル水素電池４の最適な容量を算出することができる。
【００３６】
ところで、長時間周期の負荷変動に対しては、商用系統と同様に経済性を考慮した出力決定が望ましいが、電源の母数が少ないマイクログリッドシステム１では一定出力で運転できる分散型電源２〜５は非常に少なくなる。そこで、燃料を使用するガスエンジン２，３について、定常運転時における発電効率と過渡運転時における発電効率とを併せてガスエンジン２，３の燃費特性を評価し、その評価結果に基づいて当該ガスエンジン２，３の運用を決定する。定常運転時の発電効率は、各電源の出力を一定にした状態で発電電気量と消費燃料量とから算出される。一方、過渡運転時の発電効率は、各周波数について最大振幅で正弦波出力指令を与えたときの発電電気量と消費燃料量とから算出される。
【００３７】
図１１（ａ）は定常運転時における発電効率を表したグラフであり、図１１（ｂ）は過渡運転時における発電効率を表したグラフである。
図１１（ａ）に示すように、定常運転時のガスエンジン２，３は、高出力であるほど高効率で発電できる。一方、過渡運転時のガスエンジン２，３は、発電効率が出力変化の速さに依存していないことが分かる。これは、ガスエンジン２，３の発電効率が、平均的な出力のみに依存していることを示している。よって、運用時に出力を頻繁に変化させても問題なく、平均的に高出力が保たれるようにガスエンジン２，３を運用させるようにする。
【００３８】
ところで、上記した分散型電源２〜５の少なくとも一つが回転機型の発電機である場合、自立運転時には、その発電機の回転速度が負荷変動に応じて変化するため、系統周波数に変動が生じる。この発電機の変動を連系運転時の受電点における買電電力に置き換えることで、連系運転時の負荷追従運転制御の制御から自立運転時の系統周波数の品質レベルを判定する。これにより、自立運転に移行した際の系統周波数の品質を、連系運転しながら評価することができる。
【００３９】
具体的には、比例運転時における発電機の出力が最低出力から最大出力に変化するまでの時間を変化させ、電力変化率と系統周波数の変動の関係を評価する。これにより、系統周波数をある変動範囲内に抑えるために必要な単位時間当たりの発電機の出力変動の大きさが明確になる。また、正弦波運転時における発電機への出力指令が最大から最小へと変化する正弦波応答に対する系統周波数変動を評価する。これにより、負荷周波数応答性能が取得される。
【００４０】
図１２（ａ）は、ガスエンジン２で比例運転を行った際の系統周波数変動を示したグラフであり、図１２（ｂ）は、ガスエンジン２で正弦波運転を行った際の系統周波数変動を示したグラフである。
図１２（ａ）に示すように、自立運転時の系統周波数偏差を設定すれば、その偏差内に収まるようにするのに必要な発電機出力の許容変化率の範囲が決定する。このため、連系運転時の買電電力を一定にさせた運転の制御精度から、自立運転時の発電機出力を変動抑制する制御の精度を計る目安として使用することができる。また、図１２（ｂ）に示すように、設定された系統周波数偏差に収めるために必要な周波数帯域が判明する。したがって、実際に自立運転を行う際には、発電機出力が上記した周波数帯域で負荷追従するように制御させる。
【００４１】
図１３は系統周波数レベルの評価を行う際の系統を表した模式図である。
自立運転時には、系統の電力品質を一定に保つため、回転機型の発電機について、負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行う必要がある。しかし、コンピュータ等の実負荷中には高品質の電力でないと故障等を引き起こすものがあるため、実際に実負荷を用いて試験することは難しい。そこで、図１３に示すように、ダミーロード１１を分散型電源に接続し、模擬的な自立系統を構築する。そして、当該ダミーロードを制御することで様々な負荷変動ケースを模擬し、変動に対する分散型電源２〜５の応答を確認する。
【００４２】
上記した構成からなるマイクログリッドシステムの構築方法によれば、特定エリアの負荷変動を計測してその計測データを周波数解析する工程を行うため、非常に遅い負荷変動から瞬間的な負荷変動までの様々な速さの負荷変動が重なり合って構成された特定エリアの負荷変動が、各周波数成分に分解されて把握される。また、各分散型電源２〜５の各々の周波数応答特性を基に各分散型電源２〜５がそれぞれ担当する分担周波数を決定し、その分担周波数に基づいて負荷変動の周波数解析結果を各分散型電源２〜５に割り当て、各分散型電源２〜５の容量を求める工程を行うため、各分散型電源２〜５は、各々に適した周波数帯域をそれぞれ担当することになる。さらに、上記した周波数解析結果と分担周波数とにより、各分散型電源２〜５の容量がそれぞれ算出されるため、各分散型電源２〜５が適正な容量となる。このように、負荷変動の速さおよび分散型電源２〜５の応答性能に基づいてマイクログリッドシステム１が構築されるため、補償対象となる負荷変動を適切に捉えて効率的な負荷変動の補償を行うことができるとともに、分散型電源２〜５の容量不足や過剰設備を防止することができる。このように、分散型電源２〜５の選択や構成の決定段階から、各分散型電源２〜５の性能に見合った運転が実現できるように考慮されているため、マイクログリッドシステム１における発電と負荷とのバランスを一致させることができる。これにより、マイクログリッドシステム１を自立運転させたり、連系時運転時に負荷追従させたりすることができる。
【００４３】
また、負荷変化量の遷移確率分布と負荷変化率の遷移確率分布とを作成することで、負荷変動の計測周期を決定しているため、変動補償の対象とする変動の時間間隔を明確にすることができる。
【００４４】
また、燃料を使用するガスエンジン２，３について、定常運転時における発電効率と過渡運転時における発電効率とを併せて燃費特性を評価し、その評価結果に基づいて当該ガスエンジン２，３の運用を決定しているため、燃料を使用するガスエンジン２，３を効率的に稼動させることができ、ガスエンジン２，３の燃費を減らし、経済性を加味したマイクログリッドシステム１の運用を実現することができる。
【００４５】
また、回転機型の発電機からなる分散型電源について、負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行い、その評価結果に基づいて発電機の出力値の範囲を決定するため、自立運転時に、系統周波数の変動を所定の偏差内に収めることができ、所望の電力品質を確保することができる。
【００４６】
さらに、発電機からなる分散型電源に検査用のダミーロード１０を接続して模擬的な仮想系統を構築し、この仮想系統を用いて負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行うため、実負荷を故障させずに系統周波数レベルの評価を実施することができる。
【００４７】
以上、本発明に係るマイクログリッドシステムの構築方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、負荷変化量の遷移確率分布と負荷変化率の遷移確率分布とを用いて負荷変動の計測周期を決定しているが、本発明は、負荷変化量の遷移確率分布だけを用いて負荷変動の計測周期を決定してもよく、或いは負荷変化率の遷移確率分布だけを用いて負荷変動の計測周期を決定してもよい。さらに、本発明は、負荷変化量の遷移確率分布や負荷変化率の遷移確率分布を用いずに、計測周期を設定して行うことも可能である。例えば、予め計測周期を設定させておいてもよく、或いは、負荷変動の連続的に計測してもよい。
【００４８】
また、上記した実施の形態では、燃料を使用するガスエンジン２，３について、定常運転時における発電効率と過渡運転時における発電効率とを併せて燃費特性を評価し、その評価結果に基づいて当該ガスエンジン２，３の運用を決定しているが、本発明は、定常運転時における発電効率と過渡運転時における発電効率とを併せた燃費特性の評価を行わずに燃料を使用する分散型電源を運用させることも可能である。例えば、定常運転時における発電効率だけを考慮して燃費特性を評価してもよく、或いは、過渡運転時における発電効率だけを考慮して燃費特性を評価してもよく、さらには、燃費特性を考慮せずに分散型電源を運用させてもよい。
【００４９】
また、上記した実施の形態では、回転機型の発電機からなる分散型電源について、負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行い、その評価結果に基づいてその発電機の出力値の範囲を決定しているが、本発明は、発電機について負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行わずに、発電機の出力値の範囲を決定することも可能である。例えば、予め設定された出力値の範囲に決定させてもよく、或いは、発電機の出力値の範囲を決めなくてもよい。
【００５０】
また、上記した実施の形態では、発電機に検査用のダミーロード１０を接続して模擬的な仮想系統を構築し、この仮想系統を用いて負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行っているが、本発明は、ダミーロード１０を構築せずに負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行うことも可能である。例えば、実負荷が、品質が低い電力であっても故障しないものである場合には、ダミーロードを構築せずに実負荷と実系統を用いて負荷変動に対する系統周波数変動の評価を行ってもよい。
【００５１】
また、上記した実施の形態では、ある施設を特定エリアとしてその施設内にマイクログリッドシステムを構築する場合について説明しているが、本発明は、一つの施設内にマイクログリッドシステムを構築する場合に限らず、例えば、複数の住宅等が集まった区域を特定エリアとしてその区域内にマイクログリッドシステムを構築してもよい。
【００５２】
また、上記した実施の形態では、分散型電源２〜５として、ガスエンジン２，３及びニッケル水素電池４、電気二重層キャパシタ５を選択しているが、本発明に係る分散型電源は上記した電源に限定されるものではなく、電源の種類は適宜変更である。例えば、原則的に一定出力の燃料電池やガスタービンを選択することもでき、或いは、ニッケル水素電池以外のＮＡＳ電池や鉛蓄電池等の二次電池（電力貯蔵装置）を選択することもでき、さらに、非常に速い変動に追従可能な超電導電力貯蔵システムなどの電力貯蔵施設を選択することもできる。また、本発明に係る分散型電源は上記した実施の形態における台数に限定されるものではなく、電源の台数については複数台であれば適宜変更である。
【００５３】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る実施の形態を説明するためのマイクログリッドシステムの概略構成を表した図である。
【図２】本発明に係る実施の形態を説明するための日負荷変動の計測結果を示したグラフである。
【図３】本発明に係る実施の形態を説明するための負荷変化量の遷移確率分布の作成方法を表した図である。
【図４】本発明に係る実施の形態を説明するための負荷変化率の遷移確率分布の作成方法を表した図である。
【図５】本発明に係る実施の形態を説明するための負荷変化量の遷移確率分布および負荷変化率の遷移確率分布を表したグラフである。
【図６】本発明に係る実施の形態を説明するための負荷変化量の遷移確率分布および負荷変化率の遷移確率分布を表したグラフである。
【図７】本発明に係る実施の形態を説明するための負荷変動の周波数解析結果を表したグラフである。
【図８】本発明に係る実施の形態を説明するための指令値を正弦波状に変化させた場合の応答特性を表したグラフである。
【図９】本発明に係る実施の形態を説明するための正弦波指令値に対する正弦波出力値の振幅比、及び正弦波指令値に対する正弦波出力値の位相差を表したグラフである。
【図１０】本発明に係る実施の形態を説明するためのニッケル水素電池が担当する負荷変動の周波数解析を表したグラフである。
【図１１】本発明に係る実施の形態を説明するための定常運転時及び過渡運転時における発電効率を表したグラフである。
【図１２】本発明に係る実施の形態を説明するための比例運転及び正弦波運転を行った際の系統周波数変動を示したグラフである。
【図１３】本発明に係る実施の形態を説明するための系統周波数レベルの評価を行う際の系統を表した模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  マイクログリッドシステム
２  ガスエンジン（分散型電源）
３  ガスエンジン（分散型電源）
４  ニッケル水素電池（分散型電源）
５  電気二重層キャパシタ（分散型電源）
９  負荷
１０  ダミーロード
【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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