(57)【要約】エネルギー貯蔵装置用の制御システムが、電力送電網上のセンサに接続されている。制御システムは、センサのそれぞれから測定値を受け取るように構成されている。制御システムは、受け取った測定値に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定する。制御システムは、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定したことに基づき、エネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択する。
2016504008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力送電網に接続されたエネルギー貯蔵装置と、
前記電力送電網に接続された複数のセンサであって、前記電力送電網は複数の計測ノードを異なる地理的位置に有し、各センサが計測ノードに接続されている複数のセンサと、
前記エネルギー貯蔵装置及び前記センサに接続された制御システムであって、
前記センサのそれぞれから測定値を受け取り、
前記受け取った測定値に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定し、
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定したことに基づき、前記エネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択するように構成されている制御システムと、を含むシステム。
【請求項２】
前記制御システムが、
第１送電網事象が局所的事象であると判定したことに応答して、第１速度で前記エネルギー貯蔵装置に有効電力を注入または吸収させて前記第１送電網事象を補償し、
第２送電網事象が分散的事象であると判定したことに応答して、前記第１速度よりも速い第２速度で前記エネルギー貯蔵装置に有効電力を注入または吸収させて前記第２送電網事象を補償するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、第１センサでの第１位相角と第２センサでの第２位相角の差を算出することを含み、前記差が閾値を超えていた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
第１センサから第２センサへの第１電力潮流を求めること、
前記第１センサから前記第２センサへの記録済みの電力潮流と前記第１電力潮流を比較し、前記記録済みの電力潮流による閾振動量を超えて前記第１電力潮流が振動していた場合、あるいは前記記録済みの電力潮流に対する前記電力潮流の変化率が閾変化率を超えていた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記電力網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、前記電力網事象を報告するセンサ数をカウントし、前記センサ数が閾センサ数を超えていた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記送電網は、送電網構成要素の第１レベル及び送電網構成要素の第２レベルで構成され、第１の複数のセンサが送電網構成要素の前記第１レベルに位置し、第２の複数のセンサが送電網構成要素の前記第２レベルに位置しており、前記電力網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、前記第１レベルでの前記送電網事象を報告する第１のセンサ数と前記第２レベルでの前記送電網事象を報告する第２のセンサ数とをカウントし、前記第１のセンサ数及び前記第２のセンサ数に基づき、前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数に基づいて送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数の差を求め、
前記差が閾差よりも大きい場合には前記送電網事象が局所的事象であると判定し、前記差が前記閾差よりも小さいかあるいは前記閾差と等しい場合には前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
前記センサのそれぞれから位置情報を受け取ること、及び
前記位置情報に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記位置情報に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
第１位置において前記送電網事象を報告する第１のセンサ数をカウントすること、
第２位置において前記送電網事象を報告する第２のセンサ数をカウントすること、
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数の差を求めること、及び
前記差が閾差よりも小さいかあるいは前記閾差と等しい場合には前記送電網事象が局所的事象であると判定し、前記差が前記閾差よりも大きい場合には、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムは、前記送電網における測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定したことにより、前記送電網事象が発生したと判定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定することは、前記測定済みの電気的パラメータの減少を前記最初のセンサが少なくとも閾期間中に報告したと判定することを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
電力送電網に接続された複数のセンサであって、前記電力送電網は複数の計測ノードを異なる地理的位置に有し、各センサが計測ノードに接続されている複数のセンサのそれぞれから測定値を受け取ること、
前記受け取った測定値に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定すること、及び
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定したことに基づき、エネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択すること、を含む方法。
【請求項１３】
第１送電網事象が局所的事象であると判定したことに応答して、第１速度で前記エネルギー貯蔵装置に有効電力もしくは無効電力を注入または吸収させて前記第１送電網事象を補償すること、及び
第２送電網事象が分散的事象であると判定したことに応答して、前記第１速度よりも速い第２速度で前記エネルギー貯蔵装置に有効電力もしくは無効電力を注入または吸収させて前記第２送電網事象を補償することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電力網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、前記電力網事象を報告するセンサ数をカウントし、前記センサ数が閾センサ数を超えていた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記送電網は、送電網構成要素の第１レベル及び送電網構成要素の第２レベルで構成され、第１の複数のセンサが送電網構成要素の前記第１レベルに位置し、第２の複数のセンサが送電網構成要素の前記第２レベルに位置しており、前記電力網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、前記第１レベルでの前記送電網事象を報告する第１のセンサ数と前記第２レベルでの前記送電網事象を報告する第２のセンサ数とをカウントし、前記第１のセンサ数及び前記第２のセンサ数に基づき、前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のセンサ数及び前記第２のセンサ数に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数の差を求め、
前記差が閾差よりも大きい場合には前記送電網事象が局所的事象であると判定し、前記差が前記閾差よりも小さいかあるいは前記閾差と等しい場合には前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
前記センサのそれぞれから位置情報を受け取ること、及び
前記位置情報に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記位置情報に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
第１位置において前記送電網事象を報告する第１のセンサ数をカウントすること、
第２位置において前記送電網事象を報告する第２のセンサ数をカウントすること、
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数の差を求めること、及び
前記差が閾差よりも小さいかあるいは前記閾差と等しい場合には前記送電網事象が局所的事象であると判定し、前記差が前記閾差よりも大きい場合には、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記送電網における測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定したことにより、前記送電網事象が発生したと判定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定することは、前記測定済みの電気的パラメータの減少を前記最初のセンサが少なくとも閾期間中に報告したと判定することを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体として電力潮流管理に関し、より具体的には、電力送電網において各種事象に応答してエネルギー配給を管理することに関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の電力システムでは、効率良く確実にエネルギーを配給する必要があるが、これは、人々が電気に大きく依存しているためである。電気は、コンピュータ、携帯電話、照明、電化製品及び機械装置などの多くの機器に電力を供給しているが、それらは全て、多くの市民の生活にとって不可欠のものである。エネルギーに対する社会の需要が高まるにつれて、このようにいっそう重要性が増している電気の供給原を効率的かつ確実な方法で提供するために、電力システム基盤を向上させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大規模な発電所では、通常、電力を発電し、電力送電網分配システムを通じてその電力を送る。その後、対象となる負荷に電力が到達する。しかしながら、電力システムでは、発電機からの電力出力が変動したり、負荷が大幅に変化したり、分配基盤が物理的に損傷したりするなど、問題となる諸々の事象が生じる恐れがある。電力配給システムの信頼性を向上させるためには、このような事象に合わせて電力配給システムを調整し、かつ適応させる必要がある。
【０００４】
１つ以上のエネルギー貯蔵装置用の制御システムが、電力送電網上のセンサに接続されている。制御システムは、センサのそれぞれから測定値を受け取るように構成されている。制御システムは、受け取った測定値に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定する。制御システムは、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定したことに基づき、１つ以上のエネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択する。
【０００５】
一般に、本明細書に述べた主題の一態様は、電力送電網に接続された複数のセンサであって、電力送電網は複数の計測ノードを異なる地理的位置に有し、各センサが計測ノードに接続された複数のセンサのそれぞれから測定値を受け取る動作；受け取った測定値に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定する動作；及び送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定したことに基づき、電力送電網に接続されたエネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択する動作を含む方法で具現化することができる。本態様の他の実施形態は、上記方法の動作を行うように構成され、コンピュータ記録装置に符号化された、相当のシステム、装置及びコンピュータ・プログラムを含む。１つ以上のコンピュータで構成されたシステムは、システムに組み込まれて動作時にシステムに当該動作を行わせるソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアまたはそれらの組み合わせを有することによって特定の動作を行うように構成されている。１つ以上のコンピュータ・プログラムは、データ処理装置によって実行される際に装置に当該動作を行わせる命令を含むことによって特定の動作を行うように構成することができる。
【０００６】
これらの及び他の実施形態はそれぞれ、必要に応じて以下の特徴の１つ以上を含むことができる。本動作は、第１送電網事象が局所的事象であると判定したことに応答して、第１速度でエネルギー貯蔵装置に有効電力もしくは無効電力を注入または吸収させて、第１送電網事象を補償すること；及び第２送電網事象が分散的事象であると判定したことに応答して、第１速度よりも速い第２速度でエネルギー貯蔵装置に有効電力もしくは無効電力を注入または吸収させて、第２送電網事象を補償することを含む。電力網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、電力網事象を報告するセンサ数をカウントし、センサ数が閾センサ数を超えていた場合、送電網事象が分散的事象であると判定することを含む。送電網は、送電網構成要素の第１レベル及び送電網構成要素の第２レベルで構成され、第１の複数のセンサが送電網構成要素の第１レベルに位置し、第２の複数のセンサが送電網構成要素の第２レベルに位置しており、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、第１レベルでの送電網事象を報告する第１のセンサ数と第２レベルでの送電網事象を報告する第２のセンサ数とをカウントし、第１のセンサ数及び第２のセンサ数に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む。第１のセンサ数及び第２のセンサ数に基づいて送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、第１のセンサ数と第２のセンサ数の差を求め、差が閾差よりも大きい場合には送電網事象が局所的事象であると判定し、差が閾差よりも小さいかあるいは閾差と等しい場合には送電網事象が分散的事象であると判定することを含む。送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、センサのそれぞれから位置情報を受け取ること、及び位置情報に基づいて送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む。位置情報に基づいて送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、第１位置において送電網事象を報告する第１のセンサ数をカウントすること；第２位置において送電網事象を報告する第２のセンサ数をカウントすること；第１のセンサ数と第２のセンサ数の差を求めること；及び差が閾差よりも小さいかあるいは閾差と等しい場合には送電網事象が局所的事象であると判定し、差が閾差よりも大きい場合には、送電網事象が分散的事象であると判定することを含む。上記動作は、送電網における測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定したことにより、送電網事象が発生したと判定することを含む。上記動作に含まれる、測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定することは、測定済みの電気的パラメータの減少を最初のセンサが少なくとも閾期間中に報告したと判定することを含む。
【発明の効果】
【０００７】
制御システムの特定の実施態様により、以下の利点の１つ以上を得ることができる。すなわち、制御システムは、分散した送電網事象に対してより積極的に応答することが可能であり、それによって、送電網を利用する消費者により優れたサービスが提供される。制御システムは、局所的な電力網事象にはそれほど積極的に応答しないことが可能であり、それによって電力網に予期せぬ影響を及ぼしにくくする。さらに、制御システムは、センサから受け取った種々のデータを用いて送電網事象が局所的なのか分散的なのかを判定することが可能であり、それによって、送電網事象が局所的なのか分散的なのかをより確実に判定する。
【０００８】
１つ以上の開示された実施態様の詳細について、添付図面及び以下の説明を用いて記載する。他の特徴、態様及び利点については、これらの説明、図面及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な電力送電網のブロック図である。
【図２】分配ネットワークに接続された例示的な電力管理システム（ｐｏｗｅｒ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ：ＰＭＳ）のブロック図である。
【図３】１つ以上の電力管理システム用の例示的な制御システムのブロック図である。
【図４】送電網事象に応答して１つ以上のエネルギー貯蔵装置を制御する例示的な工程のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、例示的な電力送電網１００のブロック図である。この送電網は、１次レベル１０２、２次レベル１０４及び局所的レベル１０６を含む複数レベルの階層構造として構成されている。この送電網には、電力管理システム１０８ａ〜ｄが接続されており、これらのシステムは、センサ１１０ａ〜ｆから信号を受け取り、各エネルギー貯蔵装置から有効電力及び無効電力を注入または吸収して送電網事象を補償するように構成されている。
【００１１】
送電網の１次レベルは、１次発電機１１２ａ〜ｂを含む。１次発電機は、例えば、石炭火力発電所、原子力発電所、風力発電所、太陽電池及び水力発電所とすることができる。送電網の１次レベルと送電網の２次レベルは接続されている。１つ以上の変圧器を用いて、１次レベルと２次レベルの間の電圧を降圧させることができる。
【００１２】
２次レベルは、２次発電機１１４を含むと共に、ある実施態様では負荷を含む。２次発電機は、例えば、１次発電機に満たない電力を発電する石炭火力発電所とすることができる。負荷は、例えば、消費者の負荷とすることができる。
【００１３】
２次レベルは、局所的レベルに接続されている。１つ以上の変圧器を用いて、２次レベルと局所的レベルの間の電圧を降圧させることができる。局所的レベルは、局所的消費者１２０ａ〜ｂ及び局所的発電機１２２ａ〜ｂを有する局所的送電網１１８ａ〜ｂを含むことができる。局所的消費者は、例えば、居住消費者、企業消費者及び工業消費者とすることができる。
【００１４】
各センサは、地理的に分散した各計測ノードにて送電網にそれぞれ接続されている。これらのセンサは、送電網の各種レベルに配置することができ、また、局所的送電網の各種分岐に配置することもできる。これらのセンサの一部を特定の負荷付近に配置して、各負荷を監視することができる。また、これらのセンサの一部を特定の発電機付近に配置して、各発電機を監視することもできる。
【００１５】
各センサは、例えば、電流、電圧、周波数、位相、抵抗及び温度のうちの１つ以上を各計測ノードにて測定することができる。各センサは、例えば、周期的にあるいは問い合わせに応答して、１つ以上の測定値を電力管理システムの１つ以上に報告するように構成されている。各センサは、データネットワークによって（例えば、電力線を介して、または携帯通信塔を経由したインターネット通信によって、または既存の次世代送電網（ｓｍａｒｔ  ｇｒｉｄ）基盤によって）電力管理システムに報告することができる。電力管理システムは、これらの測定値を受け取り、送電網事象に応答するために応答モードを決定するように構成されている。
【００１６】
送電網事象としては、例えば、電流、電圧、位相角、高調波及び周波数の変化を挙げることができる。電力管理システムは、例えば、送電網上の電力周波数が一定期間にわたって一定量低下したとき、あるいは電力システム上の各分散位置にて位相角に大幅な差が生じたときなどに送電網事象が発生したと判定することができる。電力管理システム用の応答モードでは、例えば、電力管理システムが１つ以上のエネルギー貯蔵装置から有効電力もしくは無効電力を注入または吸収するかどうかや、システムが１つ以上のエネルギー貯蔵装置から電力を注入または吸収する際の速度などを決定することができる。
【００１７】
電力管理システムは、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかに基づき、１つ以上のエネルギー貯蔵装置から電力を注入または吸収する際の速度を決定することができる。ある実施態様では、電力管理システムは、局所的事象に応答して第１速度で１つ以上のエネルギー貯蔵装置から電力を注入または吸収し、分散的事象に応答して第１速度よりも速い第２速度で１つ以上のエネルギー貯蔵装置から電力を注入または吸収する。
【００１８】
図２は、分配ネットワーク２５０に接続された例示的な電力管理システム（ＰＭＳ）２００のブロック図である。この電力管理システムは、エネルギー貯蔵アレイ２１１，２２１，２３１を含む。これらのエネルギー貯蔵アレイは、各電力変換システム２１２，２２２，２３２にそれぞれ接続されており、これらの電力変換システムは、各変圧器２１５，２２５，２３５にそれぞれ接続されている。電力変換システムは、例えば、双方向インバータとすることができる。ある実施態様では、エネルギー貯蔵アレイは、直列構成、並列構成または直並列構成で結合された電池を含む。他の実施態様では、エネルギー貯蔵アレイは、例えば、コンデンサ、フライホイール、超伝導磁性体またはこれらの組み合わせを含んでもよい。
【００１９】
上記変圧器は、間欠電源２６０及び送電網２７０（例えば、図１の送電網１００）に接続された変電所２５４に接続されている。間欠電源は、例えば、風力発電所または太陽光発電機とすることができる。運用時には、電力管理システムは、１つ以上の支援サービスを間欠電源に提供し、かつ／または１つ以上の補助サービスを送電網に提供する。
【００２０】
電力管理システムは、通信インターフェースを介して各インバータに動作可能に連結された制御システム１４０を含む。制御システムは、例えば、目標有効電力設定及び目標無効電力設定、分配ネットワーク状態情報及び作動／待機制御コマンドを含むインバータ制御信号及び／またはデータを、通信インターフェースを経由して提供する。分配ネットワーク状態情報は、例えば、電圧、電流、有効電力、無効電力及び周波数についての情報を含む。これらの情報は、例えば、送電網に接続された１つ以上のセンサから得られたものである。この情報に基づき、各電力変換システムの動作を制御システムが制御することにより、分配ネットワークにとって電力管理システムが１つの高容量システムとして見えるようにすることができる。
【００２１】
制御システムは、システム性能要求に基づき、各インバータに目標有効電力設定（「Ｐコマンド」）及び目標無効電力設定（「Ｑコマンド」）を発行する。例えば、周波数調整モードでは、分配ネットワーク上の周波数低下を検出したことに応答してエネルギー貯蔵アレイから分配ネットワークに移動する有効電力量を増加させるために、制御システムはＰコマンドを発行してよい。
【００２２】
制御システムは、目標周波数高調波設定を発行して、不要な周波数を除去するのに用いられる逆位相高調波を生成する。例えば、送電網の基本周波数は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであってよい。不要な１０Ｈｚの発振が送電網上に存在すると制御システムが判断した場合、制御システムは、エネルギー貯蔵システムに逆位相信号を生成させて、不要な周波数を除去することができる。
【００２３】
さらに、電圧調整モードでは、電圧降下の検出に応答してエネルギー貯蔵アレイと分配ネットワークの間を移動する無効電力量を増加させるために、制御システムはＱコマンドを発行することができる。その上、ＶＡＲ調整モードでは、制限状態から外れたことに応答してエネルギー貯蔵アレイと分配ネットワークの間を移動する無効電力量を調整するために、制御システムはＱコマンドを発行することができる。
【００２４】
制御システムは、必要に応じてＰコマンド及びＱコマンドを発行して、間欠電源と送電網の間の接続点（ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ：ＰＯＩ）２６５で移動される電力を管理することができる。例えば、間欠電源での電力出力の急増中に正のランプ速度制限に違反しないようにするため、制御システムは、Ｐコマンドを発行して間欠電源で生成された電力を吸収することができる。同様に、間欠電源での電力出力が急激に低下したときに負のランプ速度制限に違反しないようにするため、制御システムは、Ｐコマンドを発行して電力を分配ネットワーク１５０に供給することができる。
【００２５】
図３は、１つ以上の電力管理システム用の例示的な制御システム３０２のブロック図である。例えば、この制御システムは、図２の制御システム２４０とすることができる。制御システムは、図２によって上述したように、少なくともセンサデータ（例えば、図１のセンサ１１０ａ〜ｆからのデータ）を受け取り、コマンド（例えば、Ｐコマンド及びＱコマンド）を電力変換システムに送る。制御システムは、例えば、実行可能命令の１つ以上のモジュールを実行する１つ以上のコンピュータ上に実装することができる。
【００２６】
制御システムは、事象検出モジュール３０４、応答選択モジュール３０６及びエネルギー貯蔵制御モジュール３０８を含む。事象検出モジュールは、センサデータを分析して送電網事象が発生したかどうかを判定する。ある実施態様では、事象検出モジュールは、測定した送電網パラメータが一定期間中に一定量変化したときに送電網事象が発生したと判定する。例えば、事象検出モジュールは、送電網上で測定した周波数が一定期間中に閾周波数よりも低下したときに送電網事象が発生したと判定することができる。
【００２７】
送電網事象が発生したと判定したことに応答して、応答選択モジュールは、１つ以上のエネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択する。応答選択モジュールは、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定する。
【００２８】
ある実施態様では、局所的事象は、閾数以下のセンサによって報告された事象であり、分散的事象は、閾数を超えた数のセンサによって報告された送電網事象である。例えば、閾センサ数を２とする。１つまたは２つのセンサが送電網上で位相角の変化を測定した場合、応答選択モジュールは、その送電網事象が局所的事象であると判定する。２つよりも多いセンサが送電網上で位相角の変化を測定した場合、応答選択モジュールは、その送電網事象が分散的事象であると判定する。応答選択モジュールは、その送電網事象が局所的事象であると判定する。
【００２９】
ある実施態様では、応答選択モジュールは、位置情報を用いて事象が局所的なのか分散的事象なのかを判定する。例えば、応答選択モジュールは、センサの位置を示す格納済みの情報にアクセスしてよく、あるいは各センサが位置情報を報告してもよい。次いで、応答選択モジュールは、一定領域（例えば、図１によって上述した送電網レベルの１つ）内のセンサによって報告された送電網事象を局所的事象であると判定することができ、１つよりも多い領域内、または閾数を超えた領域内のセンサによって報告された送電網事象を分散的事象であると判定することができる。
【００３０】
ある実施態様では、応答選択モジュールは、時間に同期したセンサデータと共に、地理データ及び送電網構成データを用いて、局所的制御応答及び分散的制御応答を生成する。例えば、応答選択モジュールは、時間枠を動かすことによって電圧、周波数及び位相を対時間で分析し、時間に同期した分散的応答を必要とするかどうかを判定することができる。
【００３１】
ある実施態様では、応答選択モジュールは、地理的な位置情報ではなく階層情報を位置情報として用いる。例えば、図１に示した例示的な送電網について考える。センサ１１０ａ及びセンサ１１０ｂは、送電網の１次レベルに位置している。応答選択モジュールは、センサ１１０ａ及びセンサ１１０ｂの一方または両方によって報告された送電網事象が分散的事象であると判定することができる。センサ１１０ｅ及びセンサ１１０ｆは、送電網の局所的レベルに位置している。応答選択モジュールは、センサ１１０ｅ及びセンサ１１０ｆの一方または両方によって報告された送電網事象が局所的事象であると判定することができる。
【００３２】
応答選択モジュールは、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定してから、１つ以上のエネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択する。例えば、応答モードでは、エネルギー貯蔵装置から電力を一定速度で注入または吸収することを指定することができ、あるいは送電網上の周波数変化率を用いてフィードバックループ内のエネルギー貯蔵装置から電力を注入または吸収することを指定することができる。応答モードでは、図４によって以下でさらに説明するように、エネルギー貯蔵装置から電力を注入あるいは吸収するための各種パラメータを指定することができる。
【００３３】
エネルギー貯蔵制御モジュールは、１つ以上のエネルギー貯蔵装置からの電力の注入または吸収を制御する。１種以上の制御アルゴリズムをエネルギー貯蔵制御モジュールに適用してエネルギー貯蔵装置を制御してよく、この制御アルゴリズムは、例えば、測定した間欠電源の電力出力、間欠電源の電力出力の変化率、及びエネルギー貯蔵装置の変化状態などの各種要素の１つ以上を用いてよい。送電網事象の検出に応答して、エネルギー貯蔵制御モジュールは、応答選択モジュールで選択された応答モードを用いてエネルギー貯蔵装置からの電力の注入または吸収を制御する。
【００３４】
図４は、送電網事象に応答して１つ以上のエネルギー貯蔵装置を制御する例示的な工程４００のフロー図である。この工程は、例えば、図１の電力管理システムの１つにより、あるいは図２の制御システム２４０によって行うことができる。説明の目的上、本工程を行うあるシステムを用いて本工程を説明する。
【００３５】
本システムは、電力送電網に接続された複数のセンサのそれぞれから測定値を受け取る（４０２）。これらの測定値は、時間に同期することができる。ある実施態様では、これらの測定値は、電圧及び電流の大きさ、位相角並びに周波数、またはこれらの組み合わせを含む。電力送電網は複数の計測ノードを種々の地理的位置に有し、各センサの少なくとも一部は計測ノードに接続されている。
【００３６】
本システムは、上記測定値に基づいて送電網事象が発生したかどうかを判定する（４０４）。例えば、本システムは、測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと少なくとも閾期間中に判定することができる。
【００３７】
本システムは、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定する（４０６）。例えば、本システムは、送電網事象を報告するセンサ数をカウントすることにより、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することができ、センサ数が閾センサ数を超えていた場合、送電網事象が分散的事象であると判定する。
【００３８】
ある実施態様では、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、第１センサでの第１位相角と第２センサでの第２位相角の差を算出することを含み、その差が閾値を超えていた場合、送電網事象が分散的事象であると判定する。ある実施態様では、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、階層的な領域間の電力潮流を算出することを含み、振動または変化率の閾値を超えていた場合、送電網事象が分散的事象であると判定する。
【００３９】
例えば、本システムは、第１センサから第２センサへの第１電力潮流を求め、その第１電力潮流を第１センサから第２センサへの記録済みの電力潮流と比較することができる。記録済みの電力潮流による閾振動量を超えて第１電力潮流が振動していた場合、あるいは記録済みの電力潮流に対する電力潮流の変化率が閾変化率を超えていた場合、本システムは、送電網事象が分散的事象であると判定することができる。
【００４０】
ある実施態様では、送電網は、送電網構成要素の第１レベル及び送電網構成要素の第２レベルで構成されている。本システムは、第１レベルの送電網事象を報告する第１のセンサ数と、第２レベルの送電網事象を報告する第２のセンサ数とをカウントすることにより、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定し、第１のセンサ数及び第２のセンサ数に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定する。例えば、本システムは、第１のセンサ数と第２のセンサ数の差を求めて、その差が閾差よりも大きい場合には送電網事象が局所的事象であると判定し、その差が閾差よりも小さいかあるいは閾差と等しい場合には送電網事象が分散的事象であると判定することができる。
【００４１】
ある実施態様では、本システムは、各センサから位置情報を受け取り、その位置情報に基づいて送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定する。例えば、本システムは、第１位置において送電網事象を報告する第１のセンサ数と第２位置において送電網事象を報告する第２のセンサ数とをカウントすることができる。次いで、本システムは、第１のセンサ数と第２のセンサ数の差を求めることができる。本システムは、その差が閾差よりも小さいかあるいは閾差と等しい場合には送電網事象が局所的事象であると判定し、その差が閾差よりも大きい場合には、本システムは、送電網事象が分散的事象であると判定する。
【００４２】
送電網事象が局所的事象であった場合、本システムは、局所的応答モードを選択する（４０８）。送電網事象が分散的事象であった場合、本システムは、分散的応答モードを選択する（４１０）。例えば、本システムは、局所的応答モードでは第１速度でエネルギー貯蔵装置に電力を注入または吸収させ、分散的応答モードでは第１速度よりも速い第２速度でエネルギー貯蔵装置に電力を注入または吸収させることができる。
【００４３】
ある実施態様では、送電網事象が周波数低下であり、かつ送電網事象が分散的事象であると本システムが判定した場合には、本システムは、周波数偏差の絶対値を最小化する目的で、以下の式で制御されるように、エネルギー貯蔵装置に周波数応答を高利得で出力させる。
【数１】
2016504008.tif 000003
あるいは、本システムは、他の様々な従来の制御アルゴリズムに従って、エネルギー貯蔵装置に周波数応答を出力させることができる。
【００４４】
本明細書に述べた主題の実施形態及び本明細書に述べた動作は、本明細書に開示された構成及びその構成的な均等物を含むデジタル電子回路またはコンピュータ・ソフトウェア、ファームウェアもしくはハードウェアを用いて、あるいはそれらの１つ以上の組み合わせを用いて実装することができる。本明細書に述べた主題の実施形態は、１つ以上のプログラムとして、例えば、データ処理装置で実行するための（すなわち、データ処理装置の動作を制御するための）コンピュータ記録媒体に符号化されたコンピュータ・プログラム命令の１つ以上のモジュールとして実装することができる。あるいはまたは加えて、プログラム命令は、人工的に生成された伝搬信号上に符号化することができる。このような伝搬信号としては、例えば、機械によって生成された電気的、光学的または電磁的信号があり、これらの信号を生成して情報を符号化することにより、適切な受信装置にその情報を伝送し、データ処理装置によって実行できるようにする。コンピュータ記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録装置、コンピュータ読み取り可能な記録基体、ランダムアクセスもしくは連続アクセスのメモリアレイもしくはメモリ装置、またはこれらの１つ以上の組み合わせとすることができ、あるいはその内部に組み込むことができる。さらに、コンピュータ記録媒体は伝搬信号ではないが、人工的に生成された伝搬信号内に符号化されるコンピュータ・プログラム命令の送信元または送信先とすることができる。コンピュータ記録媒体はまた、１つ以上の別々の物理的構成要素または物理的媒体（例えば、複数のＣＤ、複数のディスクもしくは他の複数の記録装置）とすることもでき、あるいはその内部に組み込むこともできる。
【００４５】
本明細書に述べた動作は、１つ以上のコンピュータ読み取り可能な記憶装置に格納され、あるいは他の送信元から受け取ったデータに対してデータ処理装置により行われる動作として実装することができる。
【００４６】
「データ処理装置」という用語は、データを処理するための全ての種類の装置、機器及び機械を包含する。一例としては、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、システム・オン・チップ、またはその複数のもの、あるいは上述したものの組み合わせなどがある。本装置は、例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）などの専用論理回路を含むことができる。本装置はまた、ハードウェアに加えて、当コンピュータ・プログラム用の実行環境を構築するコードも含むことができる。このようなコードとしては、例えば、プロセッサのファームウェア、プロトコル・スタック、データベース管理システム、クロスプラットフォームの実行環境、またはこれらの１つ以上の組み合わせを構成するコードなどがある。
【００４７】
本明細書に述べた工程及び論理フローは、入力データに対して作動し、出力を生成することによって各動作を行うために、１つ以上のコンピュータ・プログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェア・アプリケーション、スクリプトまたはコードとしても知られている）を実行する１つ以上のプログラム可能なプロセッサによって行うことができる。本工程及び論理フローはまた、装置によって行うこともでき、その装置は、専用論理回路として実装することができる。このような専用論理回路としては、例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）などがある。
【００４８】
本明細書は多くの具体的な態様の詳細事項を含むが、それらは、何らかの発明の範囲または特許請求され得るものの範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、むしろ特定の発明の特定の実施形態に特有である特徴の説明として解釈されるべきである。個別の実施形態に関連して本明細書に記載された特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実装することもできる。逆に、単一の実施形態に関連して記載された種々の特徴を、複数の実施形態において別々に実装することもでき、あるいは任意の好適な部分的組み合わせで実装することもできる。さらに、各特徴が特定の組み合わせで作用するように上述され、また最初にそのように特許請求され得るとしても、特許請求された組み合わせからの１つ以上の特徴は、いくつかの場合において、その組み合わせから除外することができ、特許請求された組み合わせは、部分的組み合わせ、または部分的組み合わせの変形を対象としてよい。
【００４９】
同様に、各動作は図面中で特定の順序で示されているが、これは、所望の結果を達成するために、このような動作が図示された特定の順序もしくは逐次的な順序で実行されること、または、図示された全ての動作が実行されることを必要とするとして理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスク処理及び並列処理を用いることが好ましい。さらに、上述した本実施形態における種々のシステム構成要素の分離は、このような分離が全ての実施形態で必要とされると理解すべきではなく、記載されたプログラム構成要素及びシステムは、通常、単一のソフトウェア製品に一体化して統合することができ、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化することができることを理解すべきである。
【００５０】
このように、本主題の特定の実施形態について説明してきた。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。ある場合においては、特許請求の範囲に述べる動作は、異なる順序で行うことができ、それでも所望の結果を達成することができる。加えて、添付図面に示した工程は、所望の結果を達成するために、必ずしも図示された特定の順序または逐次的な順序を必要とするわけではない。特定の実施態様では、マルチタスク処理及び並列処理を用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００５１】
１００・・・電力送電網、１０２・・・１次レベル、１０４・・・２次レベル、１０６・・・局所的レベル、２００・・・電力管理システム（ＰＭＳ）、２５０・・・分配ネットワーク、３０２・・・制御システム。
【図１】
2016504008.tif 000004
【図２】
2016504008.tif 000005
【図３】
2016504008.tif 000006
【図４】
2016504008.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月16日(2015.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力送電網に接続されたエネルギー貯蔵装置と、
前記電力送電網に接続された複数のセンサであって、前記電力送電網は複数の計測ノードを異なる地理的位置に有し、各センサが計測ノードに接続されている複数のセンサと、
前記エネルギー貯蔵装置及び前記センサに接続された制御システムであって、
前記センサのそれぞれから測定値を受け取り、
前記受け取った測定値に基づき、送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定し、
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定したことに基づき、前記エネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択するように構成されている制御システムと、を含むシステム。
【請求項２】
前記制御システムが、
第１送電網事象が局所的事象であると判定したことに応答して、第１速度で前記エネルギー貯蔵装置に有効電力を注入または吸収させて前記第１送電網事象を補償し、
第２送電網事象が分散的事象であると判定したことに応答して、前記第１速度よりも速い第２速度で前記エネルギー貯蔵装置に有効電力を注入または吸収させて前記第２送電網事象を補償するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、第１センサでの第１位相角と第２センサでの第２位相角の差を算出すること、及び前記差が閾値を超えていた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
第１センサから第２センサへの第１電力潮流を求めること、
前記第１センサから前記第２センサへの記録済みの電力潮流と前記第１電力潮流を比較すること、及び前記記録済みの電力潮流による閾振動量を超えて前記第１電力潮流が振動していた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記電力網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、第１センサから第２センサへの第１電力潮流を求めること、前記第１センサから前記第２センサへの記録済みの電力潮流と前記第１電力潮流を比較すること、及び前記記録済みの電力潮流に対する前記第１電力潮流の変化率が閾変化率を超えていた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記電力網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、前記送電網事象を報告するセンサ数をカウントすること、及び前記センサ数が閾センサ数を超えていた場合、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記送電網が送電網構成要素の第１レベル及び送電網構成要素の第２レベルで構成され、第１の複数のセンサが送電網構成要素の前記第１レベルに位置し、第２の複数のセンサが送電網構成要素の前記第２レベルに位置している、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
前記第１レベルでの前記送電網事象を報告する第１のセンサ数と前記第２レベルでの前記送電網事象を報告する第２のセンサ数とをカウントすること、及び前記第１のセンサ数及び前記第２のセンサ数に基づき、前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数の差を求めること、及び
前記差が閾差よりも大きい場合には前記送電網事象が局所的事象であると判定し、前記差が前記閾差よりも小さいかあるいは前記閾差と等しい場合には前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
前記センサのそれぞれから位置情報を受け取ること、及び
前記位置情報に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することを含む、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記位置情報に基づいて前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定することは、
第１位置において前記送電網事象を報告する第１のセンサ数をカウントすること、
第２位置において前記送電網事象を報告する第２のセンサ数をカウントすること、
前記第１のセンサ数と前記第２のセンサ数の差を求めること、及び
前記差が閾差よりも小さいかあるいは前記閾差と等しい場合には前記送電網事象が局所的事象であると判定し、前記差が前記閾差よりも大きい場合には、前記送電網事象が分散的事象であると判定することを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムは、前記送電網における測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定したことにより、前記送電網事象が発生したと判定するように構成されている、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記測定済みの電気的パラメータの減少を少なくとも最初のセンサが報告したと判定することは、前記測定済みの電気的パラメータの減少を前記最初のセンサが少なくとも閾期間中に報告したと判定することを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記送電網事象が周波数低下であり、かつ前記送電網事象が分散的事象であると前記システムが判定した場合、前記システムは、前記エネルギー貯蔵装置に周波数応答を高利得で出力させて周波数偏差値を最小化するように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の前記システムによって行われる方法であって、
前記電力送電網に接続された前記複数のセンサのそれぞれから測定値を受け取ること、
前記受け取った測定値に基づき、前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定すること、及び
前記送電網事象が局所的事象なのか分散的事象なのかを判定したことに基づき、前記エネルギー貯蔵装置を制御するための応答モードを選択すること、を含む方法。
【国際調査報告】
2016504008.tif 000008
2016504008.tif 000009