特許 7273175 マイクログリッドを含む配電システムを制御する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-01

(45)【発行日】2023-05-12

(54)【発明の名称】マイクログリッドを含む配電システムを制御する方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20230502BHJP

   H02J 3/06 20060101ALI20230502BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20230502BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 311R

H02J13/00 301A

H02J3/06

H02J3/38 110

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021549388

(86)(22)【出願日】2020-02-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-06

(86)【国際出願番号】 EP2020054592

(87)【国際公開番号】W WO2020169788

(87)【国際公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-10-19

(31)【優先権主張番号】19158755.9

(32)【優先日】2019-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】505056845

【氏名又は名称】アーベーベー・シュバイツ・アーゲー

【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢ Ｓｃｈｗｅｉｚ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｕｇｇｅｒｓｔｒａｓｓｅ ６６， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(73)【特許権者】

【識別番号】519431812

【氏名又は名称】ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＨＩＴＡＣＨＩ ＥＮＥＲＧＹ ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マジュンダー，リトゥック

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１５２９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９３９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００３６３４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／２１１３９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－２０７７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０００５４７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｊ ３／０６

Ｈ０２Ｊ ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１部分（１ａ）と第２部分（１ｂ）とを含む配電ネットワーク（１）を制御する方法（３００）であって、前記第１部分および前記第２部分（１ａ；１ｂ）の各々はアセット（３～７）を含み、前記第１部分（１ａ）および前記第２部分（１ｂ）は、接続点（ＰＣＣ）で選択的に互いに接続されて相互接続状態になり、前記配電ネットワーク（１）は、配電ネットワークコントローラ（９）とマイクログリッドコントローラ（８）とをさらに含み、前記方法は、
前記配電ネットワーク（１）の電気的エンティティを含めて前記配電ネットワーク（１）をモニタリングするステップ（３０１，３０６）と、
前記モニタリングするステップ（３０１，３０６）に基づいて、前記配電ネットワーク（１）の前記アセット（３～７）を制御するステップ（３１０）とを含み、
前記制御するステップ（３１０）は、第１制御モード（３１０Ａ）に従い、前記相互接続状態の前記配電ネットワーク（１）の前記アセット（３～７）を制御するステップ（３１０）をさらに含み、前記第１部分（１ａ）の前記アセット（３～７）は前記配電ネットワークコントローラ（９）によって制御され、前記第２部分（１ｂ）の前記アセット（３～７）は前記マイクログリッドコントローラ（８）によって制御され、
前記方法は、
－前記第１制御モード（３１０Ａ）に従い、前記相互接続状態の前記配電ネットワーク（１）の前記アセットを制御すること（３１０）と、
－前記第１部分（１ａ）の前記アセット（３～７）と前記第２部分（１ｂ）の前記アセット（３～７）とが前記配電ネットワークコントローラ（９）によって制御される第２制御モード（３１０Ｂ）に従い、前記相互接続状態の前記配電ネットワーク（１）の前記アセット（３～７）を制御すること（３１０）との間で、
選択するステップ（３０３）を含むことを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記選択するステップ（３０３）は前記マイクログリッドコントローラ（８）によって実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記選択するステップ（３０３）は、前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）の少なくとも１つの電気的エンティティの評価（３０５）を、評価される各電気的エンティティのそれぞれのしきい値帯域幅に鑑みて、行うことと、いずれかの電気的エンティティが前記電気的エンティティのしきい値帯域幅に違反する場合に前記第２制御モード（３１０Ｂ）から前記第１制御モード（３１０Ａ）に切り替えることとを含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記第２部分（１ｂ）の評価される前記少なくとも１つの電気的エンティティは、
－前記配電ネットワークの前記第１部分（１ａ）と前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）との間の前記接続（ＰＣＣ）における電圧レベル、
－前記配電ネットワークの前記第１部分（１ａ）と前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）との間の無効電力潮流、
－前記配電ネットワークの前記第１部分（１ａ）と前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）との間の有効電力潮流、
－前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）におけるアセット（３～７）での電圧レベル、または
－前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）におけるアセット（３～７）からの電流、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

－前記配電ネットワークコントローラ（９）の特定の制御機能を選択するステップ（３０８）と、
－前記制御機能に従い、前記第１モード（３１０Ａ）で前記第１部分（１ａ）における前記アセット（３～７）を制御し（３１０）、前記第２モード（３１０Ｂ）で前記配電ネットワーク（１）における前記アセット（３～７）を制御する（３１０）ステップとを含み、
前記第１モード（３１０Ａ）または前記第２モード（３１０Ｂ）は、前記配電ネットワークコントローラ（９）が現在使用しているのはどの特定の制御機能であるかを前記マイクログリッドコントローラ（８）に通知すること（３１１）をさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

遮断器が前記ＰＣＣに配置され、前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分をモニタリングすること（３０１）は、前記遮断器のステータスをモニタリングすること（３０２）を含み、前記方法は、前記遮断器が開くと第３制御モード（３１０Ｃ）に切り替えるステップ（３０４）をさらに含み、前記第３制御モード（３１０Ｃ）において、前記第２部分（１ｂ）は、前記マイクログリッドコントローラ（８）によって、アイランド化されたマイクログリッドとして制御される、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

配電ネットワーク（１）の一部を制御するためのマイクログリッドコントローラ（８）であって、前記配電ネットワーク（１）は、アセット（３～７）を含む第１部分（１ａ）と第２部分（１ｂ）とを含み、前記第１部分（１ａ）および前記第２部分（１ｂ）は、接続点（ＰＣＣ）で選択的に互いに接続されて相互接続状態になり、前記配電ネットワーク（１）は配電ネットワークコントローラ（９）をさらに含み、前記マイクログリッドコントローラ（８）は、
－前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）をモニタリングする（３０１）ように構成されたモニタリング機能（８１）と、
－前記第２部分（１ｂ）の前記モニタリング（３０１）に基づいて前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）におけるアセット（３～７）を制御する（３１０）ように構成されたコントローラ（８０）とを備え、前記制御（３１０）は、前記相互接続状態において第１制御モード（３１０Ａ）に従って実行され、
前記マイクログリッドコントローラ（８）は、
－モード選択部（８２）であって、
－前記第１制御モード（３１０Ａ）に従い、前記相互接続状態の前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）の前記アセット（３～７）を制御すること（３１０）と、
－前記第２部分（１ｂ）の前記アセット（３～７）が前記配電ネットワークコントローラ（９）によって制御される第２制御モード（３１０Ｂ）に従い、前記相互接続状態の前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）の前記アセット（３～７）を制御すること（３１０）との間で、
選択する（３０３）ように構成された、モード選択部（８２）と、
－前記第２制御モード（３１０Ｂ）においてモニタリングされたデータを前記配電ネットワークコントローラ（９）に仲介する（３１３Ｂ）ように構成された、モニタリングされたデータの仲介部（８３）とを備えることを特徴とする、マイクログリッドコントローラ（８）。

【請求項8】

前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）の少なくとも１つの電気的エンティティの評価（３０５）を、評価される各電気的エンティティのそれぞれのしきい値帯域幅に鑑みて、行うように構成された評価部（８４）をさらに備え、前記モード選択部（８２）は、いずれかの電気的エンティティが前記電気的エンティティのしきい値帯域幅に違反する場合に前記第２制御モード（３１０Ｂ）から前記第１制御モード（３１０Ａ）に切り替えるように適合されている、請求項７に記載のマイクログリッドコントローラ（８）。

【請求項9】

前記第２部分（１ｂ）の評価される前記少なくとも１つの電気的エンティティは、
－前記配電ネットワークの前記第１部分（１ａ）と前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）との間の前記接続（ＰＣＣ）における電圧レベル、
－前記配電ネットワークの前記第１部分（１ａ）と前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）との間の無効電力潮流、
－前記配電ネットワークの前記第１部分（１ａ）と前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）との間の有効電力潮流、
－前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）におけるアセット（３～７）での電圧レベル、または
－前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）におけるアセット（３～７）からの電流、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載のマイクログリッドコントローラ（８）。

【請求項10】

前記モード選択部（８２）は、評価された電気的エンティティが前記電気的エンティティのしきい値帯域幅に再び入ったときに、切り替えて前記第１制御モード（３１０Ａ）から前記第２制御モード（３１０Ｂ）に戻すように適合されている、請求項８に記載のマイクログリッドコントローラ（８）。

【請求項11】

前記モニタリング機能（８１）は、前記配電ネットワーク（１）の前記第１部分（１ａ）と前記第２部分（１ｂ）との相互接続のために前記ＰＣＣに配置された遮断器のステータスをモニタリングする（３０２）ように適合され、前記モード選択部（８２）は前記遮断器が開くと第３制御モード（３１０Ｃ）に切り替える（３０４）ように適合され、前記マイクログリッドコントローラ（８）は、前記第３制御モード（３１０Ｃ）に従い、前記第２部分（１ｂ）をアイランド化されたマイクログリッドとして制御する（３１０）ように構成されている、請求項７～１０のいずれか１項に記載のマイクログリッドコントローラ（８）。

【請求項12】

前記第２制御モード（３１０Ｂ）において、前記配電ネットワークコントローラ（９）から前記配電ネットワーク（１）の前記第２部分（１ｂ）のアセット（３～７）に、制御設定を仲介するように構成された、制御信号の仲介部（８５）をさらに備える、請求項７～１１のいずれか１項に記載のマイクログリッドコントローラ（８）。

【請求項13】

前記第２制御モードにおいて、前記マイクログリッドコントローラ（８）によってモニタリングおよび評価される前記第２部分（１ｂ）の前記アセット（３～７）のいずれかが対応するしきい値に違反する場合に、前記マイクログリッドコントローラ（８）が前記第２部分（１ｂ）の制御を回復することをさらに含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

前記第１部分（１ａ）は、送電グリッドに電気的に結合可能に構成される、請求項１～６、１３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

前記第２制御モードにおいて、前記マイクログリッドコントローラ（８）は、前記第２部分（１ｂ）の前記アセット（３～７）をモニタリングおよび評価して、前記アセット（３～７）のいずれかが対応するしきい値に違反する場合に、前記第２部分（１ｂ）の制御を回復させる、請求項７～１２のいずれか１項に記載のマイクログリッドコントローラ（８）。

【請求項16】

前記第１部分（１ａ）は、送電グリッドに電気的に結合可能に構成される、請求項７～１２、１５のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力システムに関し、特にマイクログリッドを含む配電システムの制御に関する。本発明のある局面は、マイクログリッドコントローラを提供する。

【背景技術】

【0002】

背景および先行技術
典型的な電力システムは、発電所において電気エネルギを生成する発電機を含む。電力システムはさらに、生成された電力を、電力が消費される電力システムの配電側に送るための、たとえば１４０ｋＶを超える高電圧の送電線を有する送電システムを含む。送電システムは、通常高圧線を含み、電力は、１ｋＶを超えるが１００ｋＶ未満の、たとえば１５ｋＶと４５ｋＶとの間の中間電圧を使用する下流の配電システムで変圧される。したがって、配電システムは、変電所の変圧器から始まるシステムであり、中間電圧および低電圧の電力を消費する負荷に送るためのグリッドまたはネットワーク内の配電線を含み得る。

【0003】

マイクログリッドを含む配電システム
配電システムは、負荷に加えて、分散型発電機、エネルギ貯蔵部および電圧源コンバータ等の、その他のアセットを含み得る。そのため、配電システムは、発電設備を含むものの、電力の純消費を提供し得るものである。また、配電システムネットワークは、電力の生成も消費も行い単独で運転可能な部分である、マイクログリッドを含み得る。このように、配電ネットワークは、送電システムに接続された第１部分と、電気エネルギの純消費を提供し得る第２部分、たとえばマイクログリッドとを含み得る。この第２部分は送電システムからの方向において第１部分の下流に配置され、第２部分を、第１部分から切り離し、第２部分すなわちマイクログリッド内に配置された分散型発電機によって単独で運転することが可能であるが、この第２部分は(通常は）送電グリッドに接続されない。第２部分またはマイクログリッドは、いわゆるＰＣＣ（連係点（point of common coupling））に配置された遮断器によって第１部分に接続することおよび第１部分から切断することが可能である。このように、マイクログリッドは、配電ネットワークの第１部分を介して送電グリッドに接続可能である。

【0004】

配電システムおよびマイクログリッドの制御
配電グリッド内の電力の制御のために、配電管理システム（ＤＭＳ：Distribution Management System）を使用する配電ネットワークコントローラのようなネットワーク制御システムまたは配電ネットワークコントローラを、配電グリッドに設けてもよい。ＤＭＳは、測定値を分析しネットワークを制御するためのソフトウェアを含み、一般的に、ＤＭＳは、配電ネットワークをモニタリングし配電ネットワークを制御する機能を提供する。ＤＭＳは、たとえばタップ変更器および直列キャパシタを制御することによって配電ネットワーク内の電圧レベルおよび無効電力をモニタリングし制御する電圧－無効電力制御（ＶＶＣ：Volt-VAR control）を好適に含む。また、ＤＭＳは、配電ネットワークにおける望ましくない電気的条件の場合に配電ネットワーク内の負荷を切断するために、負荷制限アプリケーション（ＬＳＡ：Load Shedding application）を好適に含む。また、ＤＭＳは、電力潮流制御および故障管理を提供してもよい。ＤＭＳは、自動化されたネットワーク制御を提供するとともに、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス（Graphical User Interface））を用いてオペレータに対するネットワークデータを提供してもよい。

【0005】

配電ネットワークコントローラは、ＤＭＳを利用して、配電ネットワークを送電ネットワークに接続する変圧器と、配電ネットワークをマイクログリッドに接続するＰＣＣとの間の配電ネットワークをモニタリングする、すなわち配電ネットワークの第１部分をモニタリングすることができる。配電ネットワークの第１部分のモニタリングに基づいて、配電ネットワークの第１部分のアセットが、たとえばエネルギ貯蔵部、制御可能な負荷、タップ変更変圧器、分散型発電機、および制御対象の直列キャパシタ等が、制御される。

【0006】

マイクログリッドには、通常、中央コントローラであるかまたはマイクログリッドのアセット間に分散されたコントローラである、マイクログリッドコントローラが設けられる。マイクログリッドコントローラは、通常、ＰＣＣから下流の、配電ネットワークの第２部分を、たとえば、ＰＣＣにおける電圧レベルおよび電力潮流をモニタリングし、かつ、マイクログリッドまたは第２部分内のいくつかの場所における電気的エンティティを、たとえば、マイクログリッド内の伝送線またはケーブル内、発電機、負荷、および変圧器における電圧および電流をモニタリングする。マイクログリッドがグリッド接続されたとき、およびマイクログリッドが配電グリッドの残りの部分から切断されたときすなわちマイクログリッドがアイランド化されたときに、マイクログリッドコントローラは、マイクログリッドネットワーク内の電圧レベル制御、無効電力制御、負荷制限、電力潮流制御、および有効電力バランスを、提供してもよい。

【0007】

このように、マイクログリッドを含む典型的な配電ネットワークは、一般的に、ＰＣＣから上流の配電ネットワークの第１部分内のアセットをモニタリングおよび制御するために設けられた配電ネットワークコントローラを含んでいてもよく、その一方で、マイクログリッドコントローラがＰＣＣから下流の配電ネットワークの第２部分であるマイクログリッドをモニタリングするために設けられる。マイクログリッドコントローラは、ＰＣＣにおける、すなわちマイクログリッドと配電ネットワークの第１部分との間における電力潮流を制御するために設けられてもよい。

【0008】

マイクログリッドは、通常、自身の動作を最適化するものであって、配電システムの全体の機能を劇的に高めるものではない。ＵＳ２０１７／０１６０７１（Ｅ１）は、マイクログリッドには配電管理システム（ＤＭＳ）との相互運用性がないという課題を解決することを目的とする。Ｅ１の§０００４および§０００５を参照されたい。Ｅ１には、マイクログリッドは「総合的電力グリッド最適化」に寄与すべきであるという認識がある（§００２５）。Ｅ１は、マイクログリッドを用いて実現すべきものの例を示しており、それは、たとえば、配電グリッドにおける無効電力に対する寄与（§００１２、§００３６）、電圧／無効電力制御（§００２３、§００３２）および「エネルギとコストの最適化」（§００２４）である。

【0009】

これらの目標を達成するために、Ｅ１のマイクログリッドは、いわゆる「ＶＰＰモード」（§００３０のバーチャルパワープラント（Virtual Power Plant）を指す）で動作することに適合するようにされており、このモードにおいて、マイクログリッドは、有効および無効電力を注入し電圧および周波数をサポートするために使用される（Ｅ１の§００３６）。

【0010】

Ｅ１で提案されているバーチャルパワープラントの欠点として、Ｅ１の制御方式は複雑になる傾向があり、マイクログリッドは突然の地形的または電気的変動に見舞われると動作が不安定になる可能性があり、そうするとマイクログリッドの停電または断線が生じる可能性がある点が、挙げられる。加えて、マイクログリッドをバーチャルパワープラントとみなすことは単純化である、なぜなら、通常、マイクログリッドは発電所（パワープラント）よりも複雑であるからである。また、マイクログリッドは、たとえば、例として太陽光発電所または風力発電所のような再生可能エネルギ源からの変動する出力を用いる分散型発電機を含む、いくつかの分散型発電機を含み得るものであり、マイクログリッドをＶＰＰとみなした場合、専用マイクログリッドコントローラが提供し得る従来の制御よりも遥かに最適化度が低いやり方でマイクログリッドを使用することになる可能性がある。ＶＰＰの動作は、ＰＣＣにおけるマイクログリッドの目標値を達成することによって配電グリッドをサポートすることを目的としており、このような動作は、ＰＣＣの上流の配電ネットワークに対する機能の最適化の提供に寄与することができるが、マイクログリッドには悪影響を及ぼす可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

発明の概要
本発明の目的は、先行技術の欠点のない、マイクログリッド制御の代案を提供することである。この目的のために、本発明の局面は、配電ネットワークの制御を、配電ネットワークに接続されたマイクログリッド内に拡張する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

第１の局面に従い、本発明は、配電ネットワーク内のアセットを制御する方法を提供し、この配電ネットワークは第１部分と第２部分とを含み、第１部分および第２部分は、発電機および負荷等のアセットを含む。配電ネットワークの第１部分および第２部分は、選択的に互いに接続されて相互接続状態になる。配電ネットワークはネットワークコントローラとマイクログリッドコントローラとをさらに含む。この方法は、配電ネットワークの電気的エンティティを含めて配電ネットワークをモニタリングするステップと、モニタリングに基づいて、配電ネットワークのアセットを制御するステップとを含む。制御するステップは、第１制御モードに従い、相互接続状態の配電ネットワークのアセットを制御するステップをさらに含み、第１部分のアセットは配電ネットワークコントローラによって制御され、第２部分のアセットはマイクログリッドコントローラによって制御される。

【0013】

特に、この第１の局面の方法は、第１モードに従い、相互接続状態の配電ネットワークのアセットを制御することと、第１部分のアセットと第２部分のアセットとが配電ネットワークコントローラによって制御される第２制御モードに従い、相互接続状態の配電ネットワークのアセットを制御することとの間で、選択するステップを含む。

【0014】

第２部分が配電ネットワークコントローラによって制御される第２モードを使用することは、配電ネットワークの制御におけるより高いパフォーマンスに寄与する。第１モードにおいてマイクログリッドコントローラが第２部分を制御することは、グリッド接続状態において第２部分を制御するためのフォールバックシステムを提供する。第２部分またはマイクログリッドの不適切な制御は、先行技術のシステムよりも一層簡単に回避できる。

【0015】

第１の局面のある実施形態において、上記選択するステップはマイクログリッドコントローラによって実行される。

【0016】

マイクログリッドコントローラにモードの切り替えを実行させることは、さまざまな配電ネットワーク制御システムでの実現を容易にすることに寄与する。なぜなら、マイクログリッドを配電ネットワークに追加するときに、マイクログリッドコントローラが主要な機能を提供できるからである。

【0017】

第１の局面のある実施形態において、選択するステップは、配電ネットワークの第２部分の少なくとも１つの電気的エンティティを評価することと、いずれかの電気的エンティティがこの電気的エンティティのしきい値帯域幅に違反する場合に第２モードから第１モードに切り替えることとを含む。

【0018】

さらに他の実施形態において、第２部分の評価される少なくとも１つの電気的エンティティは、
－配電ネットワークとマイクログリッドとの間の接続（ＰＣＣ）における電圧レベル、
－配電ネットワークの第１部分と配電ネットワークの第２部分との間の無効電力潮流、
－配電ネットワークの第１部分と配電ネットワークの第２部分との間の有効電力潮流、
－配電ネットワークの第２部分におけるアセットでの電圧レベル、および
－配電ネットワークの第２部分におけるアセットからの電流、
のうちの少なくとも１つを含む。

【0019】

第１の局面のある実施形態は、
－配電ネットワークコントローラのいわゆるＤＭＳ機能（配電管理システム）のような特定の制御機能を選択すること、
－この制御機能に従い、第１モードで第１部分におけるアセットを制御すること、または
－この制御機能に従い、第２モードで配電ネットワーク、すなわち第１および第２部分におけるアセットを制御することとを含む。

【0020】

この実施形態において、第１モードおよび／または第２モードは、配電ネットワークコントローラが現在使用しているのはどの特定の制御機能であるかをマイクログリッドコントローラに通知することをさらに含み得る。このようにして、マイクログリッドコントローラを、第２部分の制御時に、第２部分またはマイクログリッドが配電ネットワークの第１部分をサポートし得るよう、選択されたＤＭＳ機能の実行に寄与するように、適合させることができる。たとえば、第２モードにおいて配電ネットワークコントローラが電圧制御等のＤＭＳ機能を提供すると通知された場合、第２部分は、第１モードに切り替えられた後に、ＰＣＣにおける電圧レベルをサポートし、引続きマイクログリッド内の測定値に基づいてマイクログリッドを制御することにより、ＤＭＳ機能に寄与することができる。

【0021】

第１の局面のある実施形態において、遮断器がＰＣＣに配置され、配電ネットワークの第２部分をモニタリングすることは、遮断器のステータスをモニタリングすることを含み、方法は、遮断器が開くと第３制御モードに切り替えるステップをさらに含み、第３制御モードにおいて、第２部分は、マイクログリッドコントローラによって、アイランド化されたマイクログリッドとして制御される。

【0022】

第２の局面に従い、本発明は、配電ネットワークの一部を、特にマイクログリッドを制御するためのマイクログリッドコントローラを提供する。配電ネットワークは第１部分と第２部分とを含み、第１および第２部分の各々はアセットを含み、第１部分および第２部分は、接続点（ＰＣＣ）で選択的に互いに接続されて相互接続状態になる。配電ネットワークはネットワークコントローラをさらに含む。マイクログリッドコントローラは、
－配電ネットワークの第２部分をモニタリングするように構成されたモニタリング機能またはモニタリング手段と、
－第２部分のモニタリングに基づいて配電ネットワークの第２部におけるアセットを制御するように構成されたコントローラとを備え、上記制御は、相互接続状態において第１制御モードに従って実行される。

【0023】

特に、マイクログリッドコントローラは、
－第１モードに従い、相互接続状態の配電ネットワークの第２部分のアセットを制御することと、第２部分のアセットが配電ネットワークコントローラによって制御される第２制御モードに従い、相互接続状態の配電ネットワークの第２部分のアセットを制御することとの間で、選択するように構成された、モード選択部と、
－第２制御モードにおいてモニタリングされたデータを配電ネットワークコントローラに仲介するように構成された、モニタリングされたデータの仲介部とを備える。

【0024】

このように、マイクログリッドコントローラは、モニタリング機能による第２部分のモニタリングに基づいて制御モードを選択し、第２部分のモニタリング中に取り出されたデータを第２制御モードにおいて配電ネットワークコントローラに仲介するように構成されている。

【0025】

第２の局面のある実施形態において、マイクログリッドコントローラは、配電ネットワークの第２部分の少なくとも１つの電気的エンティティの評価を、評価される各電気的エンティティのそれぞれのしきい値帯域幅に鑑みて、行うように構成された評価部をさらに備え、モード選択部は、ある電気的エンティティがこの電気的エンティティのしきい値帯域幅に違反する場合に第２制御モードから第１制御モードに切り替えるように適合されている。

【0026】

第２の局面のある実施形態において、第２部分の評価される少なくとも１つの電気的エンティティは、
－配電ネットワークの第１部分と配電ネットワークの第２部分との間の接続（ＰＣＣ）における電圧レベル、
－配電ネットワークの第１部分と配電ネットワークの第２部分との間の無効電力潮流、
－配電ネットワークの第１部分と配電ネットワークの第２部分との間の有効電力潮流、
－配電ネットワークの第２部分におけるアセットでの電圧レベル、または
－配電ネットワークの第２部分におけるアセットからの電流、
のうちの少なくとも１つを含む。

【0027】

第２の局面のある実施形態において、モード選択部は、評価された電気的エンティティがこの電気的エンティティのしきい値帯域幅に再び入り好ましくは予め定められた時間この帯域幅の中に留まったときに、切り替えて第１制御モードから第２制御モードに戻すように適合されている。

【0028】

このように、マイクログリッドコントローラは、モニタリングされ評価された電気的エンティティがしきい値違反でなくなり好ましくは予め定められた期間この帯域幅の中に留まり安定しているときに、切り替えて元に戻るように構成されている。

【0029】

第２の局面のある実施形態において、モニタリング手段は、配電ネットワークの第１部分と第２部分との相互接続のためにＰＣＣに配置された遮断器のステータスをモニタリングするように適合されている。この実施形態において、モード選択部は、遮断器が開くと第３制御モードに切り替えるように適合され、マイクログリッドコントローラは、第３制御モードに従い、第２部分をアイランド化されたマイクログリッドとして制御するように構成されている。

【0030】

第２の局面のある実施形態において、マイクログリッドコントローラは、配電ネットワークコントローラから配電ネットワークの第２部分のアセットに、特に第２部分の分散型発電機、電圧源コンバータおよび／またはエネルギ貯蔵部に、制御設定を仲介するように構成された、制御信号の仲介部をさらに備える。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】マイクログリッドを含む配電ネットワークを示す図である。

【図2A】３つの制御モードのうちの１つを示す図である。

【図2B】３つの制御モードのうちの１つを示す図である。

【図2C】３つの制御モードのうちの１つを示す図である。

【図3】マイクログリッドおよび配電ネットワークを制御する方法のある実施形態を示す図である。

【図4】マイクログリッドコントローラおよびネットワークコントローラのある実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

実施形態の説明
図１は、２つの部分を構成する配電ネットワーク１を示し、これらの２つの部分のうち、第１部分１ａは、変圧器１０を介して送電グリッドに接続され、マイクログリッドである第２部分１ｂは、ＰＣＣ（連係点）で第１部分１ａに接続される。配電ネットワーク１はいくつかのアセット３～７を含み、アセットの具体例として、負荷３、電圧源コンバータ４、分散型発電機５、直列キャパシタ６、およびエネルギ貯蔵部７がある。エネルギ貯蔵部７および分散型発電機５は、配電ネットワークグリッド１に電圧源コンバータ４を介して接続されてもよい。アセット３～７は、第１部分１ａだけでなくマイクログリッド１ｂにも配置されている。第１部分１ａは配電ネットワークコントローラ９を含み、配電ネットワークコントローラ９は、第１部分１ａのアセット３～７に作動的に接続され、ＰＣＣを含めて配電グリッド１の第１部分１ａをモニタリングするように配置されている。マイクログリッド１ｂはマイクログリッドコントローラ８を含み、マイクログリッドコントローラ８は、ＰＣＣを含めてマイクログリッド１ｂをモニタリングするように配置され、マイクログリッドのアセット３～７を制御する、たとえばアセットの接続および切断を制御するために、または分散型発電機５の制御についての設定を調整するために、これらのアセット３～７に作動的に接続されている。配電ネットワークコントローラ９およびマイクログリッドコントローラ８は、通信可能に互いに接続される。

【0033】

配電ネットワークのＰＣＣから上流の第１部分１ａをモニタリングする配電ネットワークコントローラ９によって配電ネットワークの第１部分１ａを制御することは、従来の先行技術のシステムと同様である。配電ネットワークのＰＣＣから下流の第２部分１ｂまたはマイクログリッドをモニタリングするマイクログリッドコントローラによって配電ネットワークの第２部分１ｂを制御することは、従来の先行技術のシステムと同様である。そのため、本発明の実施形態は、先行技術のシステムと同様のやり方で、第２部分１ｂが第１部分１ａに接続されているグリッド接続状態にあるマイクログリッド、すなわち第２部分１ｂの制御を提供することができる。

【0034】

しかしながら、本発明の実施形態に従うと、配電ネットワークコントローラ９は、配電ネットワーク１の第１部分１ａのアセット３～７のモニタリングおよび制御に加えて、第２部分１ｂ（すなわちマイクログリッド）のアセット３～７のモニタリングおよび制御も行うように構成されている。第２部分１ｂのアセット３～７のこのモニタリングおよび制御は、本発明の実施形態において、マイクログリッドコントローラ８を介して配電ネットワークコントローラ９によって行われてもよい。このように、本発明の実施形態は、グリッド接続状態のマイクログリッド、すなわち第２部分１ｂのアセット制御の追加のモードを提供する。また、実施形態は、グリッド接続状態の２つの制御モードを選択的に使用できるように、これら２つの制御モード間の切り替えを行う方法を提供する。

【0035】

図２Ａ～図２Ｃは、マイクログリッドコントローラの第１、第２、および第３動作モードを示す。第１および第２動作モードでは、第１部分１ａが接続点であるＰＣＣで第２部分１ｂ（すなわちマイクログリッド）に接続され、第１モードおよび第２モードは、このグリッド接続状態におけるマイクログリッドコントローラ８の選択可能な動作モードを構成する。

【0036】

第１動作モードでは、図２Ａの点線のモニタリングおよび制御線で示されるように、マイクログリッドコントローラ８は、ＰＣＣを含めてマイクログリッドをモニタリングし、マイクログリッドのアセット３～７を制御する。配電ネットワークコントローラ９は、配電グリッド１の第１部分１ａをモニタリングおよび制御し、これはＰＣＣのモニタリングを含む。マイクログリッドコントローラ８は、ＰＣＣの下流の配電ネットワーク１、すなわち第２部分１ｂを制御するために設けられ、配電ネットワークコントローラ９は、ＰＣＣの上流の配電ネットワーク１、すなわち第１部分１ａを制御するために設けられる。電力潮流および電圧の双方が、配電ネットワークコントローラ９およびマイクログリッドコントローラ８の双方によって、ＰＣＣでモニタリングされる。また、相互接続遮断器（図示せず）のステータス等の、ＰＣＣにおける接続のステータスが、コントローラ８および９の双方によってモニタリングされる。

【0037】

図２Ｃに示される第３動作モードでは、配電ネットワーク１の第１部分１ａおよび第２部分１ｂがＰＣＣで互いに切り離され、マイクログリッドコントローラ８は、ＰＣＣの下流の配電ネットワーク、すなわち第２部分１ｂとも呼ぶマイクログリッドを制御するために設けられ、配電ネットワークコントローラ９は、ＰＣＣの上流の配電ネットワーク、すなわち第１部分１ａを制御するために設けられる。この場合、ＰＣＣに電力潮流はなく、電圧のみがＰＣＣの両側でモニタリングされる。

【0038】

図２Ｂは第２動作モードを示し、このモードにおいて、マイクログリッドコントローラ８は、マイクログリッド８のアセット３～７を含むマイクログリッド１ｂと配電ネットワークコントローラ９との間のモニタリングおよび制御信号を仲介するために設けられる。配電ネットワークコントローラ９は、第１部分１ａおよびマイクログリッド１ｂ（第２部分）の双方のモニタリングとともに、配電ネットワーク１の第１部分１ａおよび第２部分１ｂの双方のアセット３～７の制御も行うために設けられる。この第２動作モードにおいて、マイクログリッドコントローラ８は、マイクログリッド１ｂ内の電気的エンティティをモニタリングおよび評価し、いずれかの電気的エンティティがこのエンティティの対応するしきい値に違反する場合は制御モードを切り替えるために設けられる。このように、マイクログリッドコントローラ８は、モニタリング機能を提供するとともに、電気的エンティティがしきい値に違反する場合は、たとえば安全もしくは安定化のためまたは電力損失を回避するために、第２部分１ｂの制御を回復させるように構成されている。

【0039】

図３は、本発明のある実施形態において、配電ネットワーク１を、特に配電ネットワーク１のアセット３～７を制御する方法３００を示す。この方法３００は、配電ネットワーク１の第１部分１ａをモニタリングすること３０６と、配電ネットワークの第２部分１ｂをモニタリングすること３０１と、配電ネットワーク１の第１部分１ａおよび第２部分１ｂを制御すること３１０とを含む。より詳しくは、配電ネットワークコントローラ９は第１部分１ａのモニタリングおよび制御３１０Ａを行い、マイクログリッドコントローラ８は第２部分１ｂのモニタリングおよび制御を行い、この制御３１０は「第１」制御モードで実施される。これらのモニタリング３０１、３０６および制御３１０、３１０Ａは、マイクログリッド（第２部分１ｂ）を含むまたはこれに接続された配電ネットワーク１の従来の制御と同様である。そのため、第１制御モード（３１０Ａ）において、配電ネットワーク１の制御はコントローラ８および９の双方によって行われ、各コントローラ８または９は、配電ネットワーク１の対応する部分１ａまたは１ｂを制御する。

【0040】

制御方法３００はまた、制御モードの選択３０３を含む。すなわち、制御モードの選択３０３は、第２部分１ｂのモニタリング３０１に基づき、グリッド接続状態では、第１制御モード３１０Ａまたは第２制御モード３１０Ｂのいずれかが選択される。第２制御モード３１０Ｂにおいて、配電ネットワーク１の第１部分１ａおよび第２部分１ｂの双方の制御３１０は、配電ネットワークコントローラ９により、第１部分１ａのモニタリング３０６および第２部分１ｂのモニタリング３０１に基づいて行われる。このように、配電ネットワークコントローラ９は、配電ネットワーク１の全体をモニタリングし、配電ネットワーク１の全体の中のアセット３～７を、すなわち、ＰＣＣの下流および上流のアセット３～７を制御する。

【0041】

配電ネットワーク１の第２部分１ｂのようなマイクログリッドは、切断されてアイランドモードで制御されてもよい。制御方法３００は、このようなアイランドモード、すなわち第３制御モード３１０Ｃも含む。アイランド化は、計画されたものであってもよく、または計画外のイベントであってもよい。計画外のイベントに備えるために、第２部分１ｂのモニタリング３０１は、ＰＣＣにおける接続をモニタリングすること３０２、特に、第１部分１ａと第２部分１ｂとを選択的に接続および切断するためにＰＣＣに配置された遮断器のステータスをモニタリングすること３０２を含む。遮断器が開いている場合、この方法は、第３制御モードすなわちアイランドモード３１０Ｃを選択することを含み、この場合、配電ネットワークコントローラは第１部分１ａを制御し、マイクログリッドコントローラ８は第２部分１ｂを制御する。計画されたアイランド化は、マイクログリッドコントローラ８が、配電ネットワークコントローラ９のような制御システムからのメッセージを受信することを含み得る。

【0042】

図３の制御方法３００の実施形態はまた、破線の中に示された、任意であるが好ましいいくつかの制御処置を示している。好ましくは、制御モードの選択３０２は、第２部分１ｂでモニタリング３０１されている電気的エンティティを評価すること３０５を含む。評価すること３０５は、しきい値帯域幅を含む基準を用いて電気的エンティティを比較し、しきい値違反が検出されると第１制御モード３１０Ａを選択することを含み得る。評価される各電気的エンティティは、それぞれ自身の帯域幅を、たとえば、範囲、最小レベルまたは最大レベルを有し、マイクログリッドコントローラ８は、許容帯域幅の違反が検出されると第１制御モード３１０Ａを選択するように構成されている。

【0043】

モニタリングおよび評価される電気的エンティティのいくつかの例を以下に示す。
グリッド接続状態におけるモード切り替えの基準は、
－マイクログリッド（第２部分１ｂ）内の電力バランスをモニタリングし、マイクログリッド（１ｂ）の電力バランスが、電力バランシングしきい値である第１しきい値に違反すると、第１動作モード３１０Ａに切り替えることを含み得る。第１動作モード３１０Ａは、好ましくはマイクログリッド（１ｂ）の電力バランシングを含み得る。

【0044】

グリッド接続状態におけるモード切り替えの基準は、
－マイクログリッド（１ｂ）内の電圧レベルをモニタリングし、電圧レベルしきい値である第２しきい値に達すると、第１動作モード３１０Ａに切り替えることを含み得る。第１動作モード３１０Ａは、好ましくはマイクログリッド１ｂ内の電圧制御を含む。

【0045】

グリッド接続状態におけるモード切り替えの基準は、
－無効電力をモニタリングし、無効電力しきい値である第３しきい値に達すると、第１動作モード３１０Ａに切り替えることを含み得る。第１動作モード３１０Ａは、好ましくはマイクログリッド１ｂ内の無効電力制御を含む。

【0046】

グリッド接続状態におけるモード切り替えの基準は、
－マイクログリッド１ｂ内の電圧レベルおよび無効電力をモニタリングし、第２および／または第３しきい値に達すると、第１モード３１０Ａに切り替えることを含み得る。第１モード３１０Ａは、好ましくは、マイクログリッド１ｂおよび／または第１部分１ａのＶＶＣ（電圧－無効電力制御）を含み得る。第１モード３１０Ａは、ＶＣＣを含むマイクログリッド（１ｂ）または第１部分１ａにおける電圧－無効電力最適化、および、たとえばシステム損失または電圧降下を同時に最小に保つことを、含み得る。

【0047】

グリッド接続状態におけるモード切り替えの基準は、
－マイクログリッド１ｂ内の高調波をモニタリングし、高調波のしきい値である第４しきい値に達すると、第１動作モード３１０Ａに切り替えることを含み得る。第１動作モード３１０ａは、好ましくはマイクログリッド内の高調波を抑制することを含み得る。

【0048】

マイクログリッドコントローラ８はさらに、上記基準、たとえば第１、第２、第３、および第４の基準が、許容可能な帯域幅に再び入り好ましくは安定したとき、または問題のしきい値に違反しなくなったときに、切り替えて第１動作モードに戻るように、構成されてもよい。

【0049】

図３の実施形態のさらに他の好適な制御処置は、選択された制御モードを配電ネットワークコントローラ９に通知すること３０７を含む。制御モードの選択３０３は、配電ネットワークコントローラ９に選択を適切に通知する３０７マイクログリッドコントローラ８によって実施される。

【0050】

配電ネットワークコントローラ９は、配電ネットワーク１内の制御機能、好ましくはいわゆるＤＭＳ機能を用いるように、好適に選択または構成される。配電ネットワークコントローラ９は、好ましくは、使用すべき特定の制御機能を選択する３０８。また、配電ネットワークコントローラ９は、好ましくは、選択した制御機能、たとえば選択したＤＭＳ機能をマイクログリッドコントローラ８に通知する３０９ように構成される。配電ネットワークコントローラ９は、その後、第１モードに従って第１部分１ａを制御する３１０Ａときは、選択したＤＭＳ機能を使用する。配電ネットワークコントローラ９は、第２モードに従って第１および第２部分１ａ、１ｂを制御する３１０Ｂときは、選択したＤＭＳ機能を使用する。第１モードにおいて、マイクログリッドコントローラは、（３０９で）受信したＤＭＳ機能の表示に鑑みて、選択されたＤＭＳ機能をサポート３１２Ａしてもよい。配電ネットワークコントローラ９は、第１および第２モードの双方において、また第３モードにおいても、選択したＤＭＳ機能をマイクログリッドコントローラ８に通知してもよく、そうすると、マイクログリッドコントローラ８は、第１モード３１０ＡにおいてＤＭＳ機能をサポートする３１２Ａ準備が整う。

【0051】

配電ネットワークコントローラ９は、第２部分１ｂのモニタリングおよび制御のために直接通信するように構成されてもよい。しかしながら、図３に示される、ある好ましい実施形態において、マイクログリッドコントローラ８は、第２部分１ｂの電気的エンティティの測定値等のモニタリングを仲介する３１３Ｂ。また、図３に示される、ある好ましい実施形態において、マイクログリッドコントローラ８は、第２部分１ｂのアセット３～７に対する制御設定等の制御信号を仲介する３１４Ｂ。このように、第２制御モード３１０Ｂを実行するとき、マイクログリッドコントローラ８は、第２部分１ｂと配電ネットワークコントローラ９との間で、測定された電気的エンティティの仲介３１３Ｂおよび制御設定の仲介３１４Ｂを行うように構成されている。

【0052】

さらに他の実施形態（図３には示されていない）において、マイクログリッドコントローラ８は、配電ネットワーク１の第１部分１ａにおける少なくとも１つの場所、たとえば配電ネットワーク内のアセット３～７、電線または遮断器をモニタリングするように構成されている。配電ネットワークコントローラ９は、配電ネットワーク１内の測定された１つまたは複数の電気的エンティティを含むモニタリング等を仲介するように構成されてもよい。第１部分１ａの配電ネットワークコントローラ９が実行するＤＭＳ機能をサポートする３１２Ａ場合、このようなモニタリングはマイクログリッドコントローラ８に好適となり得るものであり、ＤＭＳ機能のサポート３１２Ａは、たとえばその一部が、第２部分１ｂから離れた第１部分１ａ内の場所の電気的エンティティのモニタリングに基づいていてもよい。このように、配電ネットワークコントローラ９およびマイクログリッドコントローラ８は、互いに電気的エンティティの測定値を仲介するように適合されてもよく、この場合、配電ネットワークコントローラ９は第１部分１ａにおける電気的エンティティのデータをマイクログリッドコントローラ８に送信し、マイクログリッドコントローラ８は第２部分１ｂにおける電気的エンティティのデータを配電ネットワークコントローラ９に送信する。このようなやり取りは、測定値に加えて、配電ネットワーク１のそれぞれの部分１ａ、１ｂにおけるモニタリングされるデバイスのステータス情報を含み得る。

【0053】

図４は、本発明の制御方法を実行するためのマイクログリッドコントローラ８および配電ネットワークコントローラ９のある実施形態を示す。図４は、コントローラ８、９の構成を簡略化して示したものであり、主として、上記制御方法を実行するための制御機能を開示し、図３の制御方法３００の実行において協力するときのマイクログリッドコントローラ８と配電ネットワークコントローラ９とのやり取りの好ましい実施形態を開示する。マイクログリッドコントローラ８および配電ネットワークコントローラ９は、配電ネットワークの制御のためのさまざまな機能を実行するように選択され構成されたハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。これらのさまざまな機能は図４においてブロックとして示される。マイクログリッドコントローラ８および配電ネットワークコントローラ９は、これらの相互通信のためのそれぞれの通信インターフェイス８９、９９を含む。配電ネットワーク１の部分１ａ、１ｂのモニタリングおよび制御に利用される通信インターフェイスは、図４に明確に示されていない。しかしながら、このような通信は、図４において入力および出力を符号で表す水平方向の矢印で示されるように、同じ通信インターフェイス８９、９９によって提供されてもよく、制御システムネットワーク、たとえばＳＣＡＤＡシステムその他によって実施されてもよい。

【0054】

主な機能ブロックとして、マイクログリッドコントローラ８は、
－配電ネットワーク１の第２部分１ｂ、特にマイクログリッドを制御するように構成されたコントローラ８０と、
－配電ネットワークの第２部分１ｂをモニタリングするように構成されたモニタリング機能またはモニタ８１と、
－配電ネットワークに対する制御モードを選択するためのモード選択部８２と、
配電ネットワークコントローラ９と情報を交換するように構成された通信インターフェイス８９とを、含む。

【0055】

第２部分のためのコントローラ８０は、第１および第３制御モードにおいて、すなわち、図３の第１制御モード３１０Ａおよび第３制御モード３１０Ｃに従って、配電ネットワーク１の第２部分１ｂを制御するように構成されている。コントローラ８０は、好ましくは、第１モード３１０Ａにおいて、配電ネットワークコントローラ９が採用したＤＭＳ機能をサポートする３１２Ａように構成されたサポート機能８６を含む。図４に示されるように、通信インターフェイス８９は、好ましくは、配電ネットワークコントローラ９の通信インターフェイス９９を介して、配電ネットワークコントローラ９から「ＤＭＳ機能表示」を受けるために使用される。マイクログリッドコントローラ８の、第２部分１ｂのためのコントローラ８０は、好ましくは、第２制御モード３１０Ｂ中に第２部分１ｂのアセット３～７に対する設定等の制御信号を仲介する３１４Ｂように構成された制御信号の仲介部８５を含む。仲介部８５は、第２制御モード３１０Ｂ中、配電ネットワークコントローラ９から受けた制御信号を配電ネットワーク１の第２部分１ｂに送信するように構成されている。コントローラ８０は、図４に示されるように、配電ネットワークコントローラ９からの制御信号、たとえば、第２部分１ｂの分散型発電機５等のアセット３～７に対する設定を含む制御信号を、通信インターフェイス８９および９９を用いて受信するように構成されている。また、マイクログリッドコントローラ８も、配電ネットワークコントローラ９からの、配電ネットワークの第１部分１ａの測定値およびステータス情報を、通信インターフェイス８９を介して受信してもよい。ＤＭＳサポート機能８６は、好ましくは、第１制御モード３１０Ａにおいて配電ネットワークコントローラ９から受信した測定値およびステータス情報に基づいて、ＤＭＳ機能のサポート３１２Ａを提供するように適合されていてもよい。

【0056】

モニタリング機能８１は、配電ネットワーク１の第２部分１ｂのモニタリング３０１からのモニタリングデータ、特にステータスおよび測定情報の仲介部８３を含み、この仲介部８３は、第２制御モード３１０Ｂ中、第２部分１ｂのモニタリングデータ、特に電気的エンティティを、配電ネットワークコントローラ９に仲介する３１３Ｂように構成されている。

【0057】

また、モニタリング機能８１は、好ましくは、ＰＣＣにおける接続を、特にＰＣＣにおける相互接続遮断器のステータスをモニタリングする３０２ように、構成されている。第２部分１ｂの計画外のアイランド化の場合、マイクログリッドコントローラ８は、好ましくは、たとえば相互接続遮断器のステータスに基づいて第３制御モード３１０Ｃを選択する３０４ように構成されている。

【0058】

モード選択部８２は、配電ネットワーク１の第２部分１ｂのモニタリング３０１に基づいて制御モードの選択３０３を実行するように構成されている。モード選択部８２は、好ましくは、第２部分１ｂ内のモニタリングされた１つ以上の電気的エンティティを評価する３０５ように構成された評価部８４を含み、この評価３０５は、図３の実施形態を参照して本明細書に開示された範囲、最小および／または最大レベルのしきい値に鑑みて行われる。マイクログリッドコントローラ８は、好ましくは、図４に示されるように通信インターフェイス８９、９９を介してモード選択を配電ネットワークコントローラ９に通知する３０７ように構成されている。

【0059】

モード選択部８２はまた、好ましくは、図３に示されるように（図４には示されていない）、ＰＣＣステータスのモニタリング３０２に基づいて、第３制御モード３１０Ｃ、すなわちアイランドモードを選択する３０４ように構成されている。したがって、モード選択部８２は、ＰＣＣの遮断器のステータスが「オープン」に変化したときに第３制御モード３１０Ｃを選択する３０４ように適合されていてもよい。

【0060】

配電ネットワークコントローラ９は、以下の主要な機能ブロック、すなわち、
－配電ネットワーク１内のアセット３～７を、特に、
第１、第３制御モード３１０Ａ／Ｃにおける第１部分１ａのアセット３～７、および、
第２制御モード３１０Ｂにおける第１および第２部分１ａ、１ｂ双方のアセット３～７を、
制御する３１０ように構成されたコントローラ９０と、
－配電ネットワーク１の第１部分１ａをモニタリングするように構成されたモニタリング機能９１と、
－配電ネットワークの制御３１０のための制御機能を選択する３０８ように構成された、特に、
第１モード３１０Ａにおける第１部分１ａの制御３１０、および
第２モード３１０Ｂにおける第１および第２部分１ａ、１ｂの制御３１０
のための制御機能を選択する３０８ように構成された、ＤＭＳセレクタと、
－マイクログリッドコントローラ８との通信のために、好ましくは配電ネットワーク１の第１部分１ａのモニタリング３０６のため、および、配電ネットワークの第１部分１ａのアセット３～７の制御３１０のために、構成された、通信インターフェイス９９とを、含む。

【0061】

さらに図４に示されるように、配電ネットワークコントローラ９は、好ましくは、制御モードの表示（図３の３０７参照）、ならびに、配電ネットワーク１の第２部分１ｂに関する測定値およびステータスの表示を、マイクログリッドコントローラ８から受信するように構成されている。またこれも示されているように、配電ネットワークコントローラ９は、ＤＭＳ機能の表示（図３の３０９参照）、ならびに、第２制御モード３１０Ｂにおける第１部分１ａの測定およびステータス情報および制御信号（図３の３１４Ｂ参照）を、マイクログリッドコントローラ８に送信するように構成されている。

【0062】

本発明を、本発明の局面の実施形態として、配電ネットワーク１を制御する方法３００およびこの方法に適合させたマイクログリッドコントローラ８を参照しながら説明してきた。配電ネットワーク１は、第１部分１ａおよび第２部分１ｂにおけるアセット３～７を含み、これらの部分１ａおよび１ｂは、接続点（ＰＣＣ）において選択的に相互接続されて相互接続状態になる。この方法は、配電ネットワーク１のアセット３～７をモニタリングすること３０１、３０６および制御すること３１０を含む。第１制御モード３１０Ａにおいて、第１部分１ａは配電ネットワークコントローラ９によって制御され、第２部分はマイクログリッドコントローラ８によって制御される。特に、この方法は、第１制御モード３１０Ａに従う相互接続状態で配電ネットワーク１を制御すること３１０と、第２制御モード３１０Ｂに従う相互接続状態で配電ネットワーク１を制御すること３１０との間で選択すること３０３を含み、第２制御モード３１０Ｂでは、第１部分１ａおよび第２部分１ｂの双方のアセット３～７が配電ネットワークコントローラ９によって制御される。

【0063】

本発明は、ＤＭＳモニタリングおよび制御機能をマイクログリッド（第２部分１ｂ）内に拡張するように構成された、マイクログリッド制御システム８、またはマイクログリッドコントローラを提供する。マイクログリッドコントローラ８は、アイランド状態およびグリッド接続状態においてマイクログリッド（第２部分１ｂ）を制御するように構成され、グリッド接続状態において２つの動作モード、すなわち、マイクログリッドを自律的に制御する第１動作モード３１０Ａと、ＤＭＳ機能をマイクログリッド内に拡張することを含む第２動作モード３１０Ｂとを、有する。マイクログリッドコントローラ８は、グリッド接続状態におけるＤＭＳモニタリングおよび制御を、マイクログリッド８の機能についての少なくとも１つの基準が満たされる限り、拡張するように、かつ、上記少なくとも１つの基準の違反が起こるとＤＭＳモニタリングおよび制御を中断し自律的に作用するように、構成されている。マイクログリッドコントローラ８は、少なくとも１つの基準の充足または違反に応じて、第１動作モード３１０Ａと第２動作モード３１０Ｂとの間で切り替えるように構成されている。

【0064】

上記ＤＭＳ拡張を放棄しマイクログリッドを自律的に制御する上記基準は、好ましくは、ＰＣＣの遮断器が開いているか否かを検出することも、含む。したがって、マイクログリッドコントローラ８は、ＰＣＣにおける遮断器のステータスと、ＰＣＣ遮断器のステータスが開放であるときにモードを切り替えるための「第５の」基準とをモニタリングするように構成されている。遮断器が開くと、マイクログリッドコントローラ８はアイランドモードに切り替わり、このアイランドモードは第３制御モード３１０Ｃとみなすことができる。第３制御モード３１０Ｃは、グリッド接続状態からアイランド化状態に至るまでのアイランド化段階を含み得る。

【0065】

本発明は、第１制御モード３１０Ａと第３制御モード３１０Ｃとを含み、マイクログリッドコントローラ８は、先行技術のマイクログリッドコントローラと同様のやり方で、マイクログリッドのアセットを制御する。このように、マイクログリッドコントローラ８は、グリッド接続されているとき（第１モード３１０Ａ）およびアイランド化されているとき（第３モード３１０Ｃ）のマイクログリッド（１ｂ）をモニタリングおよび制御することができる。第１動作モード３１０Ａおよび第３動作モード３１０Ｃ中、配電ネットワークコントローラ９は、マイクログリッドの上流の配電ネットワーク（すなわち第１部分１ａ）をモニタリングおよび制御する。好ましくは、マイクログリッドコントローラ８および配電ネットワークコントローラ９の双方が、ＰＣＣにおける電圧レベルおよび電力潮流をモニタリングする。

【0066】

先行技術との比較において本発明が先行技術と異なる点は、マイクログリッドコントローラ８および配電ネットワークコントローラ９が第２制御モード３１０Ｂで機能できる点である。マイクログリッドコントローラ８の第２制御モード３１０Ｂは、配電コントローラ９の拡張部として機能してマイクログリッド１ｂを制御し、マイクログリッド（すなわち第２部分１ｂ）における電気的エンティティに関するモニタリングデータを配電ネットワークコントローラ９に転送することを含む。配電ネットワークコントローラ９の第２制御モード３１０Ｂは、配電ネットワーク１を、第１部分１ａおよび第２部分１ｂの双方を含めて、特に部分１ａ、１ｂのアセット３～７を含めて、制御することを含み、この制御は部分１ａ、１ｂの双方のモニタリングに基づく。本発明の実施形態において、マイクログリッドコントローラ８の動作の第２制御モード３１０Ｂから第３制御モード３１０Ｃへの変更は、遮断器が開いたときに実施される。本発明の実施形態において、（図３の３０３における）第２動作モード３１０Ｂから第１動作モード３１０Ｃへの変更は、電気的エンティティに対する予め定められた少なくとも１つの基準が、(図３の３０５において）許容できる動作帯域幅から外れたときまたは最大もしくは最小しきい値に違反したときに、実施される。

【0067】

しかしながら、本発明は示された実施形態に限定される訳ではない。本発明の範囲は、添付の請求項で定められ、その範囲の中で当業者はこの発明をさまざまな形態で提供することができる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】