(57)【要約】【課題】蓄電池電源を含む分散電源装置と、商用系統電源との連系により特定の需要家に電力を供給する分散電源システムにおいて、１台の蓄電池電源によって電力ピークカットと系統安定化を図り、しかも蓄電池の寿命を延ばす。【解決手段】蓄電池電源の充放電制御部１１は、自家発電装置１の運用発電電力、および蓄電池４Ａに必要とする蓄積電力量を基に調節した充放電電力指令に、一定量の充放電バイアス電力を加算または減算した充放電電力指令に従って充放電制御する。  充放電モード切換は、運用発電電力ＰGからバイアス電力ＰBを減算し、この減算結果（ＰG−ＰB）が負荷電力ＰLよりも大きいときに充電モードに切換え、運用発電電力ＰGにバイアス電力ＰBを加算し、この加算結果（ＰG＋ＰB）が負荷電力ＰLよりも小さいときに放電モードに切換える。【選択図】図１
2008118805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自家発電装置と１台の蓄電池電源をもつ分散電源装置と、商用系統電源との連系により特定の需要家に電力を供給する分散電源システムにおいて、
前記蓄電池電源は、
自家発電装置の運用発電電力、および蓄電池電源の蓄電池に必要とする蓄積電力量を基に調節した充放電電力指令に、一定量の充放電バイアス電力を加算または減算した充放電電力指令に従って蓄電池を充放電制御する充放電制御部と、
前記運用発電電力ＰGから前記バイアス電力ＰBを減算し、この減算結果（ＰG−ＰB）が負荷電力ＰLよりも大きいときに前記充放電制御部を充電モードに切換え、前記運用発電電力ＰGに前記バイアス電力ＰBを加算し、この加算結果（ＰG＋ＰB）が負荷電力ＰLよりも小さいときに前記充放電制御部を放電モードに切換える充放電モード切換手段と、
を備えたことを特徴とする分散電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自家発電装置と蓄電池電源をもつ分散電源装置と、商用系統電源との連系により特定の需要家に電力を供給する分散電源システムに係り、特に蓄電池の充放電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散電源システムの系統構成例を図４に示す。自家発電装置１は、自家発電機や他の発電装置（太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池など）によって発電し、電力会社の商用系統電源２と連系して需要家３に給電を行い、また発電余力がある場合には電力会社に売電する分散電源装置として設備される。蓄電池電源４は、蓄電池を直流電力蓄積装置とし、交直電力変換器（双方向電力変換器）の制御によって電源母線との間で電力授受を行う分散電源装置として設備される。
【０００３】
蓄電池電源４の役割は２つある。１つは、電力のピークカット（負荷平準化）のための役割であり、これは、昼間の電力ピークをカットするため、図５に蓄電池の充放電制御例を示すように、夜間は蓄電池を充電しておき、昼間の電力使用がピークに達する時間帯に蓄電池から放電することで、電力系統の負荷電力ピークを抑える。
【０００４】
２つ目は、夜間昼間を問わず、自家発電装置１の発電能力や商用系統電源２からの買電契約容量では吸収できないような需要負荷急増、あるいは、分散電源装置に太陽光発電装置や風力発電装置などが含まれる場合にその発電量の急変を吸収する役割であり、これら負荷急変には図６に示すように、負荷電力と発電電力との差分を蓄電池の充電あるいは放電によって補い、電力系統の安定化を図る。
【０００５】
このような分散電源装置は、その最適運用を図ることが要求され、基本的には予め作成した運用計画書に従って運用される。この運用計画としては、季節や時間帯別の電力需要を予測し、この予測を基に分散電源装置の発電効率および運転コストを考慮した運用計画書を作成し、さらに電力需要予測と実際の電力需要量とに大きな差が発生したときには発電効率および運転コストの再計算によって最適な発電電力量として求め、この発電電力量に自動修正する。
【０００６】
蓄電池電源４自体の最適運用には、蓄電量や蓄電コストを記憶し、充放電の増減をシミュレーションし、電力系統との売買電力コストと蓄電池の蓄電コストを基に蓄電池の充放電量を調整する手法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４３２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蓄電池電源４において、ほとんどの大容量蓄電池には、充放電の切り替えの回数（以降サイクル回数と略）に制限があり、充放電を繰り返すと著しく蓄電池は寿命を短くしてしまう。
【０００８】
つまり、蓄電池の充放電によって電力ピークを抑えるような計画を立て、なおかつこの蓄電池に電力系統の安定を図る役割を与えた場合、図５における時間Ｔ０及び時間Ｔ１においては、負荷変動によっては蓄電池が充放電を繰り返し、サイクル回数の制限からすぐに寿命に達してしまう。
【０００９】
これを避けるために、２台の蓄電池電源を設置し、一方の蓄電池電源を電力ピークカット用に、他方の蓄電池電源を電力系統の安定化用に機能分散することが考えられるが、大容量蓄電池は高価なものであり、この機能分散のためだけに２台導入するのでは設備コスト上で問題となる。
【００１０】
本発明の目的は、１台の蓄電池電源によって電力ピークカットと系統安定化を図り、しかも蓄電池の寿命を延ばすことができる分散電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記の課題を解決するため、蓄電池の充放電電力に一定量のバイアス電力を含ませておき（下駄を履かせておき）、急激な負荷変動または自家発電装置の急激な発電力変動にも、蓄電池の充放電の切換頻度を下げるようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１２】
（１）自家発電装置と１台の蓄電池電源をもつ分散電源装置と、商用系統電源との連系により特定の需要家に電力を供給する分散電源システムにおいて、
前記蓄電池電源は、
自家発電装置の運用発電電力、および蓄電池電源の蓄電池に必要とする蓄積電力量を基に調節した充放電電力指令に、一定量の充放電バイアス電力を加算または減算した充放電電力指令に従って蓄電池を充放電制御する充放電制御部と、
前記運用発電電力ＰGから前記バイアス電力ＰBを減算し、この減算結果（ＰG−ＰB）が負荷電力ＰLよりも大きいときに前記充放電制御部を充電モードに切換え、前記運用発電電力ＰGに前記バイアス電力ＰBを加算し、この加算結果（ＰG＋ＰB）が負荷電力ＰLよりも小さいときに前記充放電制御部を放電モードに切換える充放電モード切換手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のとおり、本発明によれば、蓄電池の充放電電力に一定量のバイアス電力を含ませておき（下駄を履かせておき）、急激な負荷変動または自家発電装置の急激な発電力変動にも、蓄電池の充放電の切換頻度を下げるようにしたため、１台の蓄電池電源によって電力ピークカットと系統安定化を図り、しかも蓄電池の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態を示す分散電源システムにおける蓄電池の充放電制御装置である。１台設置構成の蓄電池電源４は、蓄電池４Ａと充放電電力変換器４Ｂおよび充放電制御装置４Ｃで構成され、蓄電池４Ａと負荷母線との間で電力の充放電を行い、電力ピークカットと系統安定化を可能にする。
【００１５】
充放電制御装置４Ｃは、充放電制御部１１によって充放電電力変換器４Ｂの充放電モード切換制御と充放電電力制御を行う。このうち、充放電電力は、自家発電装置１の運用発電電力（発電曲線）、および蓄電池に必要とする蓄積電力量を基に調節した充放電電力指令に、加減算部１０で一定量の充放電バイアス電力（下駄電力）を加算または減算し、この下駄を履かせた充放電電力指令に従って制御される。
【００１６】
図２は、充放電バイアス電力を付加した蓄電池の充放電例を示す。同図が図５と異なる点は、負荷電力が低い夜間における蓄電池の充電、負荷電力のピーク時間帯における蓄電池の放電、さらに負荷電力の変化が大きい時間帯Ｔ０、Ｔ１における充放電に際して、一定量のバイアス電力を加算しておく場合である。
【００１７】
次に、充放電モード切換は、従来システムでは負荷電力と自家発電装置の運用発電電力（発電曲線）との大小比較で決定されている。本実施形態では、運用発電電力に一定量の充放電バイアス電力（下駄電力）を含ませ、これと負荷電力との大小比較で充放電モードを切換える。
【００１８】
この充放電モード切換制御には、減算部１２は自家発電装置の運用発電電力ＰGからバイアス電力ＰBを減算し、比較部１３は減算結果（ＰG−ＰB）が負荷電力ＰLよりも大きいときに充電モード指令を発生する。逆に、減算部１４は運用発電電力ＰGにバイアス電力ＰBを加算し、比較部１５は加算結果（ＰG＋ＰB）が負荷電力ＰLよりも小さいときに放電モード指令を発生する。ここで、バイアス電力ＰBは、同じ値で無く、減算側と加算側で異なる値としてもよい。
【００１９】
図３の（ａ）は蓄電池に常時充電の下駄を履かせた場合の負荷曲線と運用発電曲線の関係図を示し、図３の（ｂ）は蓄電池に常時放電の下駄を履かせた場合の関係図を示す。図３の（ａ）では負荷曲線の急変に対して自家発電装置１の発電電力では不足する分を、常時充電の下駄を履かせておいた蓄電池の放電で吸収することができ、蓄電池の充放電反転が起きるのを防止できる。図３の（ｂ）では自家発電装置１の風車発電機などの発電機のオーバシュート分を、常時放電の下駄を履かせておいた蓄電池の充電で吸収することができ、蓄電池の充放電反転が起きるのを防止できる。
【００２０】
このような充放電制御装置４Ｃを設けることにより、２台の蓄電池を使用することなく、１台の蓄電池に２台分の役割を与え、しかも蓄電池の充放電頻度を下げてその寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を示す蓄電池の充放電制御装置。
【図２】充放電バイアス電力を付加した蓄電池の充放電例。
【図３】負荷曲線と運用発電曲線の関係図。
【図４】分散電源システムの系統構成例。
【図５】蓄電池の充放電例。
【図６】負荷曲線と運用発電曲線の関係図。
【符号の説明】
【００２２】
１  自家発電装置
２  商用系統
３  需要家
４  蓄電池電源
４Ａ  蓄電池
４Ｂ  充放電電力変換器
４Ｃ  充放電制御装置
１０  加減算器
１１  充放電制御部
１２  減算器
１３、１５  比較部
１４  加算部
【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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