特開 2023-117600 電力系統安定化システム及び電力貯蔵装置並びに直流送電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023117600

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】電力系統安定化システム及び電力貯蔵装置並びに直流送電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/48 20060101AFI20230817BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20230817BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20230817BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20230817BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

H02J3/48

H02J3/38 120

H02J3/32

H02J7/34 D

H02J13/00 311R

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022020250

(22)【出願日】2022-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】吉原 徹

(72)【発明者】

【氏名】大原 伸也

(72)【発明者】

【氏名】原口 瑠理子

(72)【発明者】

【氏名】中山 靖章

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G064AC06

5G064AC09

5G064CB08

5G064CB12

5G064CB16

5G064DA02

5G066HA11

5G066HA13

5G066HA15

5G066HB01

5G066HB02

5G066HB06

5G066HB09

5G066JA01

5G066JB03

5G066KA01

5G503AA01

5G503AA06

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503DA04

5G503GB06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】再生可能エネルギー電源が多数接続された電力系統に電源脱落や系統分離などの事故が発生した場合でも、発電機毎の周波数変動の違いを考慮し、発電機脱落による停電リスクを低減する電力系統安定化システム、電力貯蔵装置及び直流送電システムを提供する。
【解決手段】電力系統１、複数の発電機２Ａ～２Ｃ及び電力貯蔵装置３からの情報が入力され、その情報に基づいて電力貯蔵装置の出力を制御する中央演算装置４は、電力貯蔵装置指令演算部を含む。電力貯蔵装置指令演算部は、複数の発電機の周波数に基づき電力系統内の複数点の周波数変化率を算出する周波数変化率演算部と、周波数変化率演算部が算出した周波数変化率、周波数変化率の感度及び複数の発電機の運転情報に基づき、電力貯蔵装置の制御で、複数の発電機のどの発電機を安定に動かすべきか判定する判定値演算部と、電力貯蔵装置の有効電力の出力を計算する有効電力制御量演算部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統に接続された複数の発電機と、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置と、前記電力系統、複数の前記発電機及び前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置からの情報が入力され、その情報に基づいて前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の出力を制御する中央演算装置とを備え、
前記中央演算装置は、少なくとも前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置指令演算部から成り、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置指令演算部は、複数の前記発電機の周波数に基づき前記電力系統内の複数点の周波数変化率を算出する周波数変化率演算部と、該周波数変化率演算部で算出された周波数変化率、該周波数変化率の感度及び複数の前記発電機の運転情報に基づき、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の制御によって、複数の前記発電機のうちのどの発電機を安定に動かすべきか判定する判定値演算部と、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の有効電力の出力を計算する有効電力制御量演算部と、を備えていることを特徴とする電力系統安定化システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電力系統安定化システムであって、
前記中央演算装置からの出力を前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置に送信する制御端末を更に備えていることを特徴とする電力系統安定化システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電力系統安定化システムであって、
前記周波数変化率演算部では、前記電力系統に接続された前記発電機又は母線ごとに前記周波数変化率が計算されることを特徴とする電力系統安定化システム。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力系統安定化システムであって、
前記判定値演算部は、前記周波数変化率演算部において計算された前記周波数変化率と、前記電力系統に接続された前記発電機の定格容量或いは前記発電機の出力を用いて判定値を計算し、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の発電或いは受電の方向を決定することを特徴とする電力系統安定化システム。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力系統安定化システムであって、
前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置を複数備え、前記判定値演算部は、前記電力系統に接続された複数の前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の出力に対する前記発電機の前記周波数変化率への感度を基に、複数の前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置のうちのどの前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置に出力指令を与えるか決定することを特徴とする電力系統安定化システム。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力系統安定化システムであって、
前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置は、直流側に蓄電装置を備える電力貯蔵装置であり、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置指令演算部は、電力貯蔵装置指令演算部であることを特徴とする電力系統安定化システム。

【請求項7】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力系統安定化システムであって、
前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置は、直流側に直流系統を備える直流送電システムであり、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置指令演算部は、直流送電システム指令演算部であることを特徴とする電力系統安定化システム。

【請求項8】

電力系統に接続され、直流側に蓄電装置を備える電力貯蔵装置であって、
前記電力貯蔵装置は、請求項６に記載の電力系統安定化システムから与えられた有効電力指令に基づき、有効電力出力を決定することを特徴とする電力貯蔵装置。

【請求項9】

請求項８に記載の電力貯蔵装置であって、
前記電力貯蔵装置は、前記電力系統に接続された前記発電機の周波数変化率に基づいて、有効電力出力値を決定することを特徴とする電力貯蔵装置。

【請求項10】

請求項８又は９に記載の電力貯蔵装置であって、
前記電力貯蔵装置は、電力変換装置と蓄電装置から構成されると共に、自端の電圧を電圧センサで検出し、周波数計算部及び周波数変化率計算部にて周波数及び周波数変化率を計算し、かつ、有効電力指令値計算部で制御端末から送られてきた有効電力指令値になるよう前記電力変換装置を制御して有効電力を出力することを特徴とする電力貯蔵装置。

【請求項11】

電力系統に接続され、直流側に直流系統を備える直流送電システムであって、
前記直流送電システムは、請求項７に記載の電力系統安定化システムから与えられた有効電力指令に基づき、有効電力出力を決定することを特徴とする直流送電システム。

【請求項12】

請求項1１に記載の直流送電システムであって、
前記直流送電システムは、前記電力系統に接続された前記発電機の周波数変化率に基づいて、有効電力出力値を決定することを特徴とする直流送電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電力系統安定化システム及び電力貯蔵装置並びに直流送電システムに係り、特に、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー電源を用いるものに好適な電力系統安定化システム及び電力貯蔵装置並びに直流送電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー電源の導入拡大に伴い、火力発電や原子力発電など従来電源の連系比率が低下している。

【0003】

火力発電や原子力発電などの従来の電力系統に用いる発電機の大半は、一定の回転速度で運転する同期発電機であった。この同期発電機は、回転速度を一定に保つ慣性を持ち、また、電力系統を介して複数の同期発電機が同じ回転速度に補正し合う作用として、同期化力を持つ。

【0004】

一方、太陽光発電や風力発電など、近年、導入が拡大している再生可能エネルギー電源の多くは、直流の電力を交流に変換するインバータを介して電力系統に連系されるため、火力発電や原子力発電など従来電源で保有していた慣性や同期化力を持たない。その結果、再生可能エネルギー電源の割合が高い電力系統においては、電源脱落や系統分離などの事故が発生した場合、従来の電力系統に比べ事故が拡大しやすい。

【0005】

例えば、電源脱落により電力系統の需給バランスが崩れる場合、慣性の低下により、電力系統に残された発電機の動揺は従来よりも大きくなる。このため、単位時間当たりの周波数の変化ｄｆ／ｄｔは増加傾向となる。

【0006】

なお、以下の説明では、単位時間あたりの周波数変化ｄｆ／ｄｔを周波数の時間微分といい、単位時間当たりの周波数変化の大きさ|ｄｆ／ｄｔ|を周波数変化率（ＲｏＣｏＦ:Ｒａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）という。

【0007】

また、再生可能エネルギー電源には、事故時運転継続(Ｆａｕｌｔ Ｒｉｄｅ Ｔｈｒｏｕｇｈ)要件(以下、ＦＲＴ要件という)が定められており、現在、±２［Ｈｚ／ｓ］以内のＲｏＣｏＦに対して、運転を継続することが要求されている。

【0008】

電源脱落や系統分離などの事故により、同期電源の動揺が発生し、ＲｏＣｏＦがＦＲＴ要件を超えて検出された場合、再生可能エネルギー電源が連鎖的に脱落し、更なる周波数低下が生じる恐れがある。

【0009】

以下では、系統事故に伴い再生可能エネルギー電源がＲｏＣｏＦ逸脱により脱落する場合を「連鎖脱落」という。

【0010】

このような課題に対し、同期調相機の設置による慣性の増加や系統増強による同期化力の増加が有効である。しかし、同期調相機は回転機であるため保守コストが大きく、また、系統増強は膨大なコストと期間を要する。

【0011】

一方、再生可能エネルギー電源の導入促進に伴い、今後、再生可能エネルギーの適地から需要地までの長距離送電に、直流送電を用いる形態が増加すると考えられる。特に、自励式変換器を用いた直流送電システムは、有効電力と無効電力の独立した高速制御が可能であり、同期発電機のガバナによる有効電力調整よりも応答が速いため、瞬時調整力としての効果が高いと考えられる。

【0012】

なお、事故などのより発生した電力系統の動揺を抑制して電力系統を安定化させる電力系統安定化装置が特許文献１に記載されている。

【0013】

この特許文献１には、有効電力と無効電力の供給、吸収が可能な電力系統安定化装置を得るために、事故検出直後に系統事故検出部によって母線電圧および線路潮流等事故時に急変する情報から系統事故を検出し、制御目標値を強制的に最大の吸収量となるよう強制制御して電力系統安定化効果が高い有効電力を補償することができることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２０１２－１２５０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

上述した特許文献１では、母線周波数又は特定の発電機の回転速度を検出し、算出した周波数変動に基づいて有効電力制御の目標値を算出している。しかし、慣性や同期化力が低下した系統の場合、系統内のエリアごとに発電機の動揺が異なる場合が考えられる。

【0016】

例えば、同一系統に二つの発電機（発電機Ａと発電機Ｂ）がある場合を仮定する。系統事故により、発電機Ａが加速し発電機Ｂが減速する場合、発電機Ａの加速を抑制するための有効電力制御が、発電機Ｂの減速を助長する可能性がある。この時、発電機ＢのエリアＢにおけるＲｏＣｏＦがＦＲＴ要件を逸脱し、再生可能エネルギー電源が連鎖脱落してしまうリスクがある。

【0017】

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、再生可能エネルギー電源が多数接続された電力系統に電源脱落や系統分離などの事故が発生した場合であっても、発電機ごとの周波数変動の違いを考慮し、発電機脱落による停電リスクを低減することができる電力系統安定化システム及び電力貯蔵装置並びに直流送電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】

【0018】

本発明の電力系統安定化システムは、上記目的を達成するために、電力系統に接続された複数の発電機と、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置と、前記電力系統、複数の前記発電機及び前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置からの情報が入力され、その情報に基づいて前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の出力を制御する中央演算装置とを備え、前記中央演算装置は、少なくとも前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置指令演算部から成り、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置指令演算部は、複数の前記発電機の周波数に基づき前記電力系統内の複数点の周波数変化率を算出する周波数変化率演算部と、該周波数変化率演算部で算出された周波数変化率、該周波数変化率の感度及び複数の前記発電機の運転情報に基づき、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の制御によって、複数の前記発電機のうちのどの発電機を安定に動かすべきか判定する判定値演算部と、前記電力系統に電力変換回路を介して接続された装置の有効電力の出力を計算する有効電力制御量演算部と、を備えていることを特徴とする。

【0019】

また、本発明の電力貯蔵装置は、上記目的を達成するために、電力系統に接続され、直流側に蓄電装置を備える電力貯蔵装置であって、前記電力貯蔵装置は、電力系統安定化システムから与えられた有効電力指令に基づき、有効電力出力を決定することを特徴とする。

【0020】

また、本発明の直流送電システムは、上記目的を達成するために、電力系統に接続され、直流側に直流系統を備える直流送電システムであって、前記直流送電システムは、電力系統安定化システムから与えられた有効電力指令に基づき、有効電力出力を決定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、再生可能エネルギー電源が多数接続された電力系統に電源脱落や系統分離などの事故が発生した場合であっても、発電機ごとの周波数変動の違いを考慮し、発電機脱落による停電リスクを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の電力系統安定化システムの実施例１の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の電力系統安定化システムの実施例１に用いられる中央演算装置の構成を示す図である。

【図3】本発明の電力系統安定化システムの実施例１における電力貯蔵装置指令演算部に入力される想定事故データの一例を示す図である。

【図4(a)】本発明の電力系統安定化システムの実施例１における感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳの第１の算出方法の説明図であり、電力貯蔵装置の出力を示す図である。

【図4(b)】本発明の電力系統安定化システムの実施例１における感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳの第１の算出方法の説明図であり、複数の発電機のうちのある発電機の周波数を示す図である。

【図5(a)】本発明の電力系統安定化システムの実施例１における感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳの第２の算出方法の説明図であり、電力貯蔵装置の出力を変化させた場合を示す図である。

【図5(b)】本発明の電力系統安定化システムの実施例１における感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳの第２の算出方法の説明図であり、図５（ａ）のときの発電機の周波数の変化を示す図である。

【図6】本発明の電力系統安定化システムの実施例１における発電機の出力と周波数の挙動を示す概念図である。

【図7】本発明の電力系統安定化システムの実施例１における電力貯蔵装置の出力指令の表示例を示す図である。

【図8】本発明の電力系統安定化システムの実施例１に用いられる電力貯蔵装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図示した実施例に基づいて本発明の電力系統安定化システム及び電力貯蔵装置並びに直流送電システムを説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。

【実施例0024】

図１に、本発明の電力系統安定化システムの実施例１の概略構成を示す。

【0025】

図１に示すように、本実施例の電力系統安定化システムは、電力系統１と、この電力系統１に接続された複数の発電機（本実施例では第１の発電機２Ａ、第２の発電機２Ｂ、第３の発電機２Ｃ）と、電力系統１に接続され、直流側（例えば、太陽光発電装置や風力発電装置側）に蓄電装置を備え、電力系統１の電力の供給又は需要のバランスを取る電力系統１に電力変換回路を介して接続された装置である電力貯蔵装置３と、電力系統１、第１の発電機２Ａ、第２の発電機２Ｂ、第３の発電機２Ｃ及び電力貯蔵装置３からの情報（第１の発電機２Ａからの情報は点線矢印Ｇ１、第２の発電機２Ｂからの情報は点線矢印Ｇ２、第３の発電機２Ｃからの情報は点線矢印Ｇ３、電力系統１からの情報は点線矢印Ｒ１、電力貯蔵装置３からの情報は点線矢印Ｒ２でそれぞれ示す）が入力され、その情報に基づいて電力貯蔵装置３の出力を制御する中央演算装置４と、この中央演算装置４からの出力を電力貯蔵装置３に送信する制御端末５とから概略構成されている。

【0026】

図２に、上述した中央演算装置４の詳細構成を示す。

【0027】

図２に示すように、本実施例の中央演算装置４は、電力系統データ６、想定事故データ７及び感度データ８が入力される電力貯蔵装置指令演算部９から成り、この電力貯蔵装置指令演算部９は、第１の発電機２Ａ、第２の発電機２Ｂ及び第３の発電機２Ｃの周波数に基づき電力系統１内の複数点の周波数変化率を算出する周波数変化率演算部９ａと、この周波数変化率演算部９ａで算出された周波数変化率、周波数変化率の感度及び第１の発電機２Ａ、第２の発電機２Ｂ及び第３の発電機２Ｃの運転情報に基づき、電力貯蔵装置３の制御によって、第１の発電機２Ａ、第２の発電機２Ｂ及び第３の発電機２Ｃのうちのどの発電機を安定に動かすべきか判定する判定値演算部９ｂと、電力貯蔵装置３の有効電力の出力を計算する有効電力制御量演算部９ｃとから概略構成されている。

【0028】

そして、中央演算装置４の電力貯蔵装置指令演算部９から出力された電力貯蔵装置３の出力指令である制御内容１０は、制御端末５を介して電力貯蔵装置３に送信される。

【0029】

上記した電力貯蔵装置指令演算部９に入力される電力系統データ６は、電力系統１に関するデータであり、第１の発電機２Ａ、第２の発電機２Ｂ及び第３の発電機２Ｃや再生可能エネルギーの諸元、第１の発電機２Ａ、第２の発電機２Ｂ及び第３の発電機２Ｃの出力、送電ネットワークの構成やインピーダンス、電力需要の大きさなどの情報のデータである。

【0030】

また、上記した電力貯蔵装置指令演算部９に入力される想定事故データ７は、中央演算装置４が接続された電力系統１における想定事故の情報のデータである。その一例を図３に示す。

【0031】

また、上記した電力貯蔵装置指令演算部９に入力される感度データ８は、制御対象の電力貯蔵装置３の有効電力の変化量ΔＰＢＥＳＳに対する発電機のＲｏＣｏＦの感度を算出したデータである。本実施例では、上記した感度をｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳと定義する。

【0032】

次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）と図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて、ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳの算出方法を説明する。

【0033】

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本実施例における感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳの第１の算出方法の説明図であり、図４（ａ）の波形が電力貯蔵装置３の出力、図４（ｂ）の波形が、複数の発電機のうちのある発電機の周波数をそれぞれ示す。

【0034】

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施例における感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳの第２の算出方法の説明図であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）に対し、電力貯蔵装置３の出力を変えた場合の発電機の周波数の変化の概念図を示す。

【0035】

例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、電源脱落の想定事故に対し、電力貯蔵装置３の有効電力を変化させない場合、発電機のＲｏＣｏＦが最大値として２．３［Ｈｚ／ｓ］をとる場合を考える。

【0036】

これに対し、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、電力貯蔵装置３を時刻ｔ_ｆｉｐにΔＰ＝９０ＭＷ制御した場合、ｔ_ｒｍａｘにおけるＲｏＣｏＦが１．７［Ｈｚ／ｓ］に減少するとする。このとき、感度｜ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳ｜は、９０／０．６＝１５０と計算される。

【0037】

図３は、上述したように、本実施例における想定事故を示す情報の構成例であり、想定事故ケース番号、監視点、想定事故の種別などの項目を備えている。

【0038】

次に、電力貯蔵装置指令演算部９の周波数変化率演算部９ａ、判定値演算部９ｂ及び有効電力制御量演算部９ｃの説明を、本実施例における動作例に合わせて説明する。なお、ここでは、第３の発電機２Ｃが電力系統１から解列した場合を例にして説明する。

【0039】

図６に、本実施例における発電機の出力と周波数の挙動を示す。

【0040】

図６に示すように、本実施例では、第３の発電機２Ｃの解列前の状態において、第１の発電機２Ａの出力Ｐ１が２５０［ＭＷ］、第２の発電機２Ｂの出力Ｐ２が５００［ＭＷ］であり、第３の発電機２Ｃの解列によるＲｏＣｏＦは、第１の発電機２Ａが－２．３［Ｈｚ／ｓ］、第２の発電機２Ｂが＋２．２［Ｈｚ／ｓ］であった場合を例にして説明する。

【0041】

まず、電力貯蔵装置指令演算部９も周波数変化率演算部９ａでは、発電機の回転速度又は母線の周波数から各発電機及び母線の位置するエリアの周波数変化率を演算する。ここでは、第１の発電機２Ａと第２の発電機２ＢのＲｏＣｏＦは、それぞれ－２．３［Ｈｚ／ｓ］、＋２．２［Ｈｚ／ｓ］と計算される。

【0042】

次に、電力貯蔵装置指令演算部９の判定値演算部９ｂでは、電力貯蔵装置３の出力方向（発電又は受電）を決定するための判定値の計算と電力貯蔵装置３の出力方向の決定を行う。本実施例では、各発電機のＲｏＣｏＦの基準値からの逸脱幅の絶対値と、第３の発電機２Ｃの解列前の発電機の出力の積の値を用いて判定を行う。

【0043】

本実施例での判定式は、ＲｏＣｏＦが大きく脱落リスクが高く、かつ、発電機の出力が大きい発電機を解列させないよう電力貯蔵装置３を制御することで、仮に発電機の連鎖的な脱落が発生しても、発電機の解列時の需給アンバランスの変化を極力小さくする、という思想に基づくものである。

【0044】

仮に、ＲｏＣｏＦ基準値を±２．０［Ｈｚ／ｓ］とした場合、第１の発電機２Ａの判定値は、｜―２．３＋２．０｜×２５０＝７５であり、第２の発電機２Ｂの判定値は、｜２．２―２．０｜×５００＝１００と計算される。

【0045】

本実施例では、第２の発電機２Ｂの判定値の方が大きいため、第２の発電機２Ｂが解列しないように、電力貯蔵装置３を制御する。即ち、第２の発電機２ＢのＲｏＣｏＦは正であり、第２の発電機２Ｂは加速しているため、電力貯蔵装置３の出力方向は、第２の発電機２Ｂの加速を打ち消す向き、つまり、受電となるように制御する。

【0046】

また、電力貯蔵装置指令演算部９の有効電力制御量演算部９ｃでは、電力貯蔵装置３の有効電力出力値を決定するが、有効電力制御量演算部９ｃでの有効電力出力値の大きさの決め方については、第２の発電機２ＢのＲｏＣｏＦ基準値からの逸脱幅の絶対値に、制御ゲインを乗じた比例制御が良い。

【0047】

また、電力貯蔵装置３が２か所以上（複数）ある場合には、複数の電力貯蔵装置３に出力指令を配分して制御すれば良い。

【0048】

即ち、電力貯蔵装置指令演算部９の判定値演算部９ｂは、電力系統１に接続された複数の電力貯蔵装置３の出力に対する発電機の周波数変化率への感度を基に、複数の電力貯蔵装置３のうちのどの電力貯蔵装置３に出力指令を与えるか決定する。

【0049】

この場合、感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳを用いて、感度が高い電力貯蔵装置３に優先的に出力指令を与えることが良い。例えば、感度情報ｄＲｏＣｏＦ／ｄＰＢＥＳＳに応じて、第２の発電機２ＢのＲｏＣｏＦ基準値からの逸脱幅の絶対値に制御ゲインを乗じた値に補正係数を乗じることで、複数の電力貯蔵装置３の配分量の調整が可能となる。

【0050】

なお、有効電力出力値の正負（向き）については、電力貯蔵装置指令演算部９の判定値演算部９ｂで決定済みであるため、有効電力出力値の大きさに、この正負を乗じたものが、最終的な電力貯蔵装置３の出力指令値となる。

【0051】

以上が、電力貯蔵装置指令演算部９の周波数変化率演算部９ａ、判定値演算部９ｂ、有効電力制御量演算部９ｃの本実施例における動作例の説明である。

【0052】

図７に、本実施例における電力貯蔵装置３の出力指令の表示例を示す。

【0053】

例えば、図７は、制御内容テーブルのうち、最新時刻のものから事故検出された想定故障と電力貯蔵装置３の出力を表示している。

【0054】

次に、上述した本実施例で用いられる電力貯蔵装置３の構成について、図８を用いて説明する。

【0055】

図８に示すように、本実施例で用いられる電力貯蔵装置３は、電力変換装置３ａと蓄電装置３ｂとから構成されている。そして、電力貯蔵装置３は、自端の電圧が電圧センサ３ｃにて検出され、周波数計算部３ｄ及びＲｏＣｏＦ（周波数変化率）計算部３ｅで周波数及びＲｏＣｏＦを計算し、ＲｏＣｏＦ（周波数変化率）計算部３ｅで計算された計算値を有効電力指令値計算部３ｆに送信し、有効電力指令値計算部３ｆでは、制御端末５から送られてきた有効電力指令値になるよう電力変換装置３ａを制御し、有効電力を出力するものである。

【0056】

このような本実施例とすることにより、再生可能エネルギー電源が多数接続された電力系統１に電源脱落や系統分離などの事故が発生した場合であっても、発電機ごとの周波数変動の違いを考慮し、発電機脱落による停電リスクを低減することができる。

【0057】

なお、本実施例では、電力貯蔵装置指令演算部９の判定値演算部９ｂでの判定の際に、発電機の解列前の発電機の出力を用いたが、それに代わって発電機の定格容量を用いても本発明の効果は得られる。

【0058】

これは、発電機の定格容量の大きい電源が解列しないよう、電力貯蔵装置３を制御することで、電力系統１の慣性の低下を極力抑えることができるためである。

【0059】

また、本実施例では、電力系統１に電力変換回路を介して接続された装置として電力貯蔵装置３を例にして説明したが、電力貯蔵装置３に代えて直流側に直流系統を有する直流送電システムを用いても、本発明の効果は得られる。この際は、電力貯蔵装置指令演算部９に代えて直流送電システム指令演算部を備えていることは言うまでもない。

【0060】

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加える事も可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をする事が可能である。

【符号の説明】

【0061】

１…電力系統、２Ａ…第１の発電機、２Ｂ…第２の発電機、２Ｃ…第３の発電機、３…電力貯蔵装置、３ａ…電力変換装置、３ｂ…蓄電装置、３ｃ…電圧センサ、３ｄ…周波数計算部、３ｅ…ＲｏＣｏＦ（周波数変化率）計算部、３ｆ…有効電力指令値計算部、４…中央演算装置、５…制御端末、６…電力系統データ、７…想定事故データ、８…感度データ、９…電力貯蔵装置指令演算部、９ａ…周波数変化率演算部、９ｂ…判定値演算部、９ｃ…有効電力制御量演算部、１０…制御内容。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4(a)】

【図4(b)】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図6】

【図7】

【図8】