JP7700499B2 - Distributed power supply control device, control program, and distributed power supply system - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、分散電源から電力系統に供給する無効電力を制御して系統電圧を適正範囲に維持するための制御装置、制御プログラム、及び分散電源システムに関する。The present invention relates to a control device, a control program, and a distributed power supply system for controlling reactive power supplied from a distributed power supply to a power grid and maintaining the grid voltage within an appropriate range.

近年、太陽光発電システム等の分散電源の導入に伴い、有効電力出力の変動に起因する系統電圧の変動や適正範囲からの逸脱（電圧上限逸脱、電圧下限逸脱）等が発生している。
これらの問題を解決する対策の一つとして、従来より、ＳＶＣ（静止型無効電力補償装置）を導入して電力系統に無効電力を供給することにより、系統電圧を適正範囲に制御する方法が知られている。 In recent years, with the introduction of distributed power sources such as photovoltaic power generation systems, fluctuations in active power output have led to system voltage fluctuations and deviations from the appropriate range (deviations from upper and lower voltage limits).
As one of the measures for solving these problems, a method has been known in the past in which a static var compensator (SVC) is introduced to supply reactive power to the power grid, thereby controlling the grid voltage within an appropriate range.

ＳＶＣの制御方式には電圧制御、電圧変動抑制制御等があり、何れもＳＶＣの連系点電圧を計測し、その電圧に応じて無効電力を出力する。
例えば、電圧制御では、連系点電圧が電圧指令値またはその近傍値と一致するようにＳＶＣが無効電力を出力する。電圧制御の応用としては、電圧上下限逸脱防止のために、電圧がある閾値を超過した場合に無効電力を出力する方式もある。また、電圧変動抑制制御では、連系点電圧から抽出した電圧変動成分に応じてこれを抑制するようにＳＶＣが無効電力を出力する。
このように、ＳＶＣの設置は系統電圧の変動や適正範囲逸脱の対策として効果的であるが、送配電事業者や再生エネルギー発電事業者にとって、ＳＶＣを新たに導入することは設備費用が嵩むという問題がある。 SVC control methods include voltage control and voltage fluctuation suppression control, and all of them measure the interconnection point voltage of the SVC and output reactive power according to that voltage.
For example, in voltage control, the SVC outputs reactive power so that the interconnection point voltage matches the voltage command value or a value close to it. An application of voltage control is a method of outputting reactive power when the voltage exceeds a certain threshold to prevent deviation from the upper or lower voltage limits. In voltage fluctuation suppression control, the SVC outputs reactive power to suppress the voltage fluctuation component extracted from the interconnection point voltage.
As such, the installation of SVCs is effective as a countermeasure against fluctuations in grid voltage and deviations from the appropriate range, but for power transmission and distribution companies and renewable energy power generation companies, the introduction of new SVCs comes with the problem of high equipment costs.

ＳＶＣを設置する以外の電圧変動対策としては、分散電源が力率一定制御を行うことが考えられる。力率一定制御では、力率指令値に基づき、分散電源の有効電力出力に対して一定割合の無効電力を出力する。これにより、分散電源の有効電力出力の変動に起因する電圧変動を抑制する効果を期待できるが、電圧に応じた制御ではないため、連系点電圧を適正範囲に維持できるとは限らない。As a measure to combat voltage fluctuations other than installing SVCs, it is possible for the distributed power source to perform constant power factor control. With constant power factor control, a constant ratio of reactive power is output relative to the active power output of the distributed power source based on a power factor command value. This is expected to have the effect of suppressing voltage fluctuations caused by fluctuations in the active power output of the distributed power source, but because the control is not dependent on voltage, it is not necessarily possible to maintain the interconnection point voltage within an appropriate range.

力率一定制御に関連したその他の方式として、Watt-power factor mode（IEC/TR 61850-90-7）というものがある。この方式は力率指令値を固定するのではなく、分散電源の有効電力出力に応じた力率指令値特性カーブを定義し、この特性カーブに基づいて、有効電力出力に応じた無効電力を分散電源に出力させるものである。
この方式は、連系系統の特性に応じた力率指令値特性カーブを予め設定しておくことにより、連系点電圧を、力率一定制御よりも適正範囲に維持する効果を期待できる。しかし、電圧に応じた制御ではない点で力率一定制御と変わらないため、必ずしも連系点電圧を適正範囲に維持できるとは限らない。 Another method related to constant power factor control is the Watt-power factor mode (IEC/TR 61850-90-7). This method does not fix the power factor command value, but defines a power factor command value characteristic curve according to the active power output of the distributed power source, and based on this characteristic curve, makes the distributed power source output reactive power according to the active power output.
This method is expected to maintain the interconnection point voltage in an appropriate range more effectively than constant power factor control by setting in advance a power factor command value characteristic curve according to the characteristics of the interconnection system. However, since this method is the same as constant power factor control in that it is not a control according to voltage, it does not necessarily maintain the interconnection point voltage in an appropriate range.

また、ＳＶＣの電圧制御に近い方式として、Volt-var mode（IEC/TR 61850-90-7）というものがある。これは分散電源の連系点電圧に応じた無効電力出力特性カーブを定義し、連系点電圧に応じて前記特性カーブに基づき無効電力を出力するものである。この方式は、連系点電圧に応じた制御であるため、連系点電圧を適正範囲に維持する効果が期待できる。Also, there is a method similar to SVC voltage control called Volt-var mode (IEC/TR 61850-90-7). This defines a reactive power output characteristic curve according to the interconnection point voltage of the distributed power source, and outputs reactive power based on said characteristic curve according to the interconnection point voltage. Since this method is control according to the interconnection point voltage, it is expected to have the effect of maintaining the interconnection point voltage within an appropriate range.

しかし、例えば連系点電圧が下がっている場合、分散電源の有効電力出力がほぼゼロであっても無効電力を出力する等、分散電源自身に起因しない電圧変動要因に対しても補償を行うことから、本方式を実装している分散電源と実装していない分散電源との間で負担の軽重による不公平が生じる。更に、有効電力出力よりも無効電力出力を優先するように設定した場合、他の分散電源に起因する電圧変動に対して自ら無効電力を出力した結果、本来売電できるはずの有効電力が制限され、売電機会の損失が生じる可能性もある。However, because compensation is also performed for voltage fluctuation factors that are not caused by the distributed power source itself, such as outputting reactive power when the active power output of the distributed power source is almost zero when the interconnection point voltage is low, an unfair burden can arise between distributed power sources that implement this method and those that do not. Furthermore, if the system is set to prioritize reactive power output over active power output, the distributed power source will output reactive power in response to voltage fluctuations caused by other distributed power sources, limiting the active power that could otherwise be sold, which could result in lost opportunities to sell electricity.

なお、連系点電圧を適正範囲に維持する他の方法として、分散電源を構成するパワーコンディショナーの力率を連系点電圧に応じて制御する従来技術が、特許文献１に記載されている。
この従来技術は、前記パワーコンディショナーに対して、通信回線を経由して力率制御指令を出力する遠隔力率指令部を備え、系統電圧（連系点電圧）の測定値が不感帯の範囲内にある場合にも力率１００％を目標値とし、最適化制御を行って連系点電圧を適正範囲に維持することを目的としている。 As another method for maintaining the interconnection point voltage within an appropriate range,Patent Document 1 describes a conventional technique for controlling the power factor of a power conditioner that constitutes a distributed power source in accordance with the interconnection point voltage.
This conventional technology is equipped with a remote power factor command unit that outputs a power factor control command to the power conditioner via a communication line, and aims to set a power factor of 100% as a target value even when the measured value of the system voltage (interconnection point voltage) is within the dead band, and to perform optimization control to maintain the interconnection point voltage within an appropriate range.

特開２０２０－１７１１８９号公報JP 2020-171189 A

特許文献１に記載された従来技術では、連系点電圧に応じてパワーコンディショナーの力率を徐々に変えていくため、例えばＳＶＲ（自動電圧調整器）のタップ切換等により連系点電圧が大きく急変した場合には、同文献の段落［００５０］，［００５１］に指摘されているように適正な力率に収束するまでに時間がかかり、その結果、連系点電圧が適正範囲を逸脱するおそれがある。In the conventional technology described inPatent Document 1, the power factor of the power conditioner is gradually changed according to the interconnection point voltage. Therefore, if the interconnection point voltage changes suddenly due to, for example, tap switching of an SVR (automatic voltage regulator), it takes time to converge to the appropriate power factor, as pointed out in paragraphs [0050] and [0051] of the same document, and as a result, there is a risk that the interconnection point voltage will deviate from the appropriate range.

そこで、本発明の解決課題は、連系点電圧に応じた電圧－力率指令値特性カーブを定義し、連系点電圧が急変した場合でも上記特性カーブに従って分散電源の力率を所定値に調整することにより、連系点電圧を適正範囲に維持可能とした分散電源の制御装置、制御プログラム、及び分散電源システムを提供することにある。The problem to be solved by the present invention is to provide a control device, control program, and distributed power supply system for a distributed power supply that can maintain the interconnection point voltage within an appropriate range by defining a voltage-power factor command value characteristic curve according to the interconnection point voltage and adjusting the power factor of the distributed power supply to a predetermined value according to the characteristic curve even if the interconnection point voltage suddenly changes.

上記課題を解決するため、形態１に係る分散電源の制御装置は、
電力系統に連系された分散電源により前記電力系統に無効電力を供給するための制御装置であって、前記分散電源の力率を調整して前記無効電力を制御する制御装置において、
前記分散電源の出力電圧相当値に応じて力率指令値を連続的に変化させた電圧－力率指令値特性カーブを備え、前記出力電圧相当値に応じて前記電圧－力率指令値特性カーブから求めた力率指令値に従って前記分散電源を制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a control device for a distributed power source according to a first aspect ofthe present invention comprises:
A control device for supplying reactive power to a power system from a distributed power source connected to the power system, the control device controlling the reactive power by adjusting a power factor of the distributed power source,
The power factor command value is continuously changed according to the output voltage equivalent value of the distributed power source, and the distributed power source is controlled according to the power factor command value calculated from the voltage-power factor command value characteristic curve according to the output voltage equivalent value.

形態２に係る分散電源の制御装置は、形態１に係る分散電源の制御装置において、
前記電圧－力率指令値特性カーブは、前記出力電圧相当値の所定範囲内において、前記出力電圧相当値が高くなるほど力率指令値が遅れ側に連続的に変化する特性を有することを特徴とする。A control device for a distributed power source according to a secondaspect of the present invention is the control device for a distributed power sourceaccording to the firstaspect ,
The voltage-power factor command value characteristic curve has a characteristic in which, within a predetermined range of the output voltage equivalent value, the power factor command value changes continuously to the lagging side as the output voltage equivalent value increases.

形態３に係る分散電源の制御装置は、形態１または２に係る分散電源の制御装置において、
前記電圧－力率指令値特性カーブから求めた力率指令値と前記分散電源の有効電力計測値とを用いて無効電力指令値を演算する手段と、
前記無効電力指令値と前記分散電源の無効電力計測値とを用いて前記分散電源を制御する手段と、
を備えたことを特徴とする。A control device for a distributed power source according to a thirdaspect is the control device for a distributed power sourceaccording to the first or secondaspect ,
a means for calculating a reactive power command value using a power factor command value obtained from the voltage-power factor command value characteristic curve and a measured active power value of the distributed power source;
a means for controlling the distributed power source using the reactive power command value and a reactive power measurement value of the distributed power source;
The present invention is characterized by comprising:

形態４に係る分散電源の制御装置は、形態１または２に係る分散電源の制御装置において、
前記力率指令値と前記分散電源の皮相電力最大値とを乗算して第１の有効電力制限値を求め、前記分散電源の有効電力計測値及び前記第１の有効電力制限値のうち低い値を有効電力指令値として選択する手段と、
前記分散電源の無効電力指令値、前記有効電力指令値、前記有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて前記分散電源を制御する手段と、
を備えたことを特徴とする。A control device for a distributed power source according to a fourthaspect is the control device for a distributed power sourceaccording tothe first or second aspect ,
means for multiplying the power factor command value by a maximum apparent power value of the distributed power source to obtain a first active power limit value, and selecting the lower value of the active power measurement value of the distributed power source and the first active power limit value as an active power command value;
a means for controlling the distributed power source using a reactive power command value, an active power command value, an active power measurement value, and a reactive power measurement value of the distributed power source;
The present invention is characterized by comprising:

形態５に係る分散電源の制御装置は、形態４に係る分散電源の制御装置において、
前記第１の有効電力制限値と、前記分散電源が出力可能な有効電力最大値により制限される第２の有効電力制限値及び／または前記有効電力計測値と、のうち最も低い値を前記有効電力指令値として選択することを特徴とする。A control device for a distributed power source according to a fifthaspect is the control device for a distributed power sourceaccording to the fourthaspect ,
The method is characterized in that the lowest value among the first active power limit value, a second active power limit value limited by the maximum active power that the distributed power source can output and/or the active power measurement value isselected as the active power command value.

形態６に係る分散電源の制御装置は、形態１～５の何れか一の形態に係る分散電源の制御装置において、
前記出力電圧相当値に平均化処理を行った結果を前記電圧－力率指令値特性カーブに与えて力率指令値を求めることを特徴とする。A control device for a distributed power source according to a sixthaspect is a control device for a distributed power sourceaccording to anyone of the first to fifthaspects ,
The power factor command value is calculated by applying an averaging process to the output voltage equivalent value to the voltage-power factor command value characteristic curve.

形態７に係る制御プログラムは、電力系統に連系された分散電源の力率を調整して前記分散電源が前記電力系統に供給する無効電力を制御するための制御プログラムであって、
前記分散電源の出力電圧相当値に応じて連続的に変化する力率指令値を生成する機能と、
前記力率指令値と前記分散電源の有効電力計測値または有効電力指令値とを用いて前記分散電源の無効電力指令値を生成する機能と、
前記無効電力指令値と前記分散電源の無効電力計測値とを用いて前記分散電源が前記電力系統に供給する無効電力を制御する機能と、
を演算処理装置に実現させることを特徴とする。A control program according to a seventhaspect is a control program for adjusting a power factor of a distributed power source connected to an electric power grid to control reactive power supplied from the distributed power source to the electric power grid, the control program comprising:
a function of generating a power factor command value that changes continuously in response to an output voltage equivalent value of the distributed power source;
a function of generating a reactive power command value for the distributed power source using the power factor command value and an active power measurement value or an active power command value for the distributed power source;
a function of controlling reactive power supplied from the distributed power source to the power grid using the reactive power command value and a reactive power measurement value of the distributed power source;
The present invention is characterized in that the above is realized by a processor.

形態８に係る分散電源システムは、電力系統に複数台の分散電源が接続された分散電源システムにおいて、
形態３～５の何れか一の形態に係る分散電源の制御装置を用いて、前記複数台の分散電源を一括して制御するように構成され、
前記制御装置は、前記無効電力指令値を前記複数台の分散電源に分配する手段を備えたことを特徴とする。
A distributed power supply system according to an eighthaspect of the present invention is a distributed power supply system in which a plurality of distributed power supplies are connected to a power grid,
A control device for a distributed power sourceaccording to anyone ofaspects 3 to 5 is configured to collectively control the plurality of distributed power sources;
The control device is characterized by comprising a means for distributing the reactive power command value to the plurality of distributed power sources.

本発明によれば、電圧－力率指令値特性カーブに基づき、分散電源の出力電圧相当値、例えば連系点電圧に応じた力率指令値に従って分散電源の力率を調整することにより、電力系統に供給する無効電力を連続的に制御して連系点電圧を速やかに変化させ、適正範囲に維持することができる。
また、分散電源自身に起因しない電圧変動要因に対してまで過度に補償を行う恐れがないので、他の分散電源等に起因する電圧変動発生時に無効電力を出力することで本来売電できるはずの有効電力が制限されて売電機会を逸失する、という心配もない。このため、経済的な利益を期待することができる。 According to the present invention, by adjusting the power factor of the distributed power source in accordance with a power factor command value corresponding to a value equivalent to the output voltage of the distributed power source, for example, a value corresponding to the interconnection point voltage, based on a voltage-power factor command value characteristic curve, it is possible to continuously control the reactive power supplied to the power system, quickly change the interconnection point voltage, and maintain it within an appropriate range.
In addition, because there is no risk of excessive compensation being made for voltage fluctuation factors that are not caused by the distributed power source itself, there is no need to worry about the output of reactive power when voltage fluctuations occur due to other distributed power sources, etc., limiting the active power that could otherwise be sold, and resulting in the loss of opportunities to sell electricity. Therefore, economic benefits can be expected.

本発明の実施形態を含む電力系統の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a power system including an embodiment of the present invention.本発明の第１実施例に係る制御装置の主要部を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a main part of a control device according to a first embodiment of the present invention;本発明の実施形態における電圧－力率指令値特性カーブの設定例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of setting a voltage-power factor command value characteristic curve in the embodiment of the present invention.図２における分散電源制御系及び発電部等の主要部の構成図である。3 is a configuration diagram of main parts such as a distributed power supply control system and a power generation unit in FIG. 2.本発明の第２実施例及び第３実施例に係る制御装置の主要部を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a main part of a control device according to a second and third embodiments of the present invention.本発明の第４実施例に係る制御装置により、無効電力指令値を複数台の分散電源に分配する手順を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a procedure for distributing a reactive power command value to a plurality of distributed power sources by a control device according to a fourth embodiment of the present invention.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態を含む電力系統の全体構成図である。図１において、例えば三相の交流電源２０に接続された電力系統２１には、変圧器４０を介して分散電源３０が接続されている。また、２２は抵抗及びインダクタンスからなる系統インピーダンス、４１は電力系統２１との連系点、３３は分散電源接続点を示す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is an overall configuration diagram of a power system including an embodiment of the present invention. In Fig. 1, adistributed power source 30 is connected to apower system 21 connected to, for example, a three-phaseAC power source 20 via atransformer 40. Also, 22 denotes a system impedance consisting of resistance and inductance, 41 denotes an interconnection point with thepower system 21, and 33 denotes a connection point of the distributed power source.

分散電源３０は、太陽電池パネル等の直流電力源３１と、電力変換器の動作により直流／交流変換を行うパワーコンディショナシステム（ＰＣＳ）等の発電部３２と、発電部３２を制御する制御装置５０と、を備えている。
制御装置５０は、連系点４１の電圧Ｖ_ｍ及び電流Ｉ_ｍ等に基づいて発電部３２内の電力変換器を制御する。ここで、連系点４１の電圧Ｖ_ｍ及び電流Ｉ_ｍに代えて分散電源接続点３３の電圧及び電流を制御装置５０に入力して制御に用いても良い。すなわち、請求項における「分散電源の出力電圧相当値」は、上述した連系点４１の電圧や分散電源接続点３３の電圧を含む概念である。 Thedistributed power source 30 includes aDC power source 31 such as a solar panel, apower generation unit 32 such as a power conditioner system (PCS) that performs DC/AC conversion by operating a power converter, and acontrol device 50 that controls thepower generation unit 32.
Thecontrol device 50 controls the power converter in thepower generation unit 32 based on the voltage_Vm and current_Im of theinterconnection point 41. Here, instead of the voltage_Vm and current_Im of theinterconnection point 41, the voltage and current of the distributed powersource connection point 33 may be input to thecontrol device 50 and used for control. In other words, the "value equivalent to the output voltage of the distributed power source" in the claims is a concept that includes the voltage of theinterconnection point 41 and the voltage of the distributed powersource connection point 33 described above.

図示されていないが、分散電源としては、直流電力または機械的動力を交流電力（有効電力及び無効電力）に変換して出力する機能を備えていれば良い。このため、太陽光以外に風力等の再生可能エネルギーを利用して発生させた直流電力、または蓄電池や燃料電池等の直流電力を交流電力に変換する装置でも良いし、火力や水力を利用して発生させた機械的動力を交流電力に変換する同期発電機や誘導発電機等であっても良い。Although not shown, the distributed power source may have the function of converting DC power or mechanical power into AC power (active power and reactive power) and outputting it. For this reason, it may be a device that converts DC power generated using renewable energy sources such as wind power other than solar power, or DC power from a storage battery or fuel cell into AC power, or it may be a synchronous generator or induction generator that converts mechanical power generated using thermal or hydroelectric power into AC power.

次に、制御装置５０の構成及び機能について説明する。
本実施形態における制御装置５０の構成及び機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を含む演算処理装置のハードウェア及びソフトフェア（プログラム）によって実現される。 Next, the configuration and functions of thecontrol device 50 will be described.
The configuration and functions of thecontrol device 50 in this embodiment are realized by the hardware and software (programs) of an arithmetic processing device including a CPU (Central Processing Unit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc.

図２は、制御装置５０の第１実施例の主要部を示すブロック図である。ここでは、第１実施例による無効電力の制御を、電圧－可変力率制御と呼ぶことにする。
図２において、連系点電圧（計測値）Ｖ_ｍは平均化処理手段としての一次遅れフィルタ（ローパスフィルタ）５１に入力されて急峻な変動成分が除去された後、電圧・力率指令値特性カーブ５２に与えられる。なお、一次遅れフィルタ５１の構成は特に限定されない。また、平均化処理手段としては、一次遅れフィルタ５１だけでなく移動平均処理を行う手段であっても良い。このことは、後述する他の実施例についても同様である。 2 is a block diagram showing the main parts of a first embodiment of thecontrol device 50. Here, the reactive power control according to the first embodiment is referred to as voltage-variable power factor control.
2, the interconnection point voltage (measured value)_Vm is input to a first-order lag filter (low-pass filter) 51 as an averaging processing means, where steep fluctuation components are removed, and then the voltage is applied to a voltage/power factor command valuecharacteristic curve 52. The configuration of the first-order lag filter 51 is not particularly limited. The averaging processing means may be not only the first-order lag filter 51 but also a means for performing moving average processing. This is the same for the other embodiments described later.

電圧－力率指令値特性カーブ５２は、例えば図３（ａ），（ｂ）に示すように、連系点電圧Ｖ_ｍに応じて変化する分散電源３０の力率指令値ＰＦ_ｒｅｆを設定したものであり、連系点電圧Ｖ_ｍと力率指令値ＰＦ_ｒｅｆとの関係は、数式またはテーブルとしてメモリに格納されている。 The voltage-power factor command valuecharacteristic curve 52, as shown in, for example, FIGS. 3( a) and 3(b), sets a power factor command value PF_ref of the dispersedpower source 30 that changes according to the interconnection point voltage V_m , and the relationship between the interconnection point voltage V_m and the power factor command value PF_ref is stored in memory as a formula or a table.

図３（ａ）は、連系点電圧Ｖ_ｍが系統電圧の基準値Ｖ_０（例えば、実効値１００［Ｖ］の低圧配電系統では、１０１［Ｖ］等）以下の範囲では力率指令値ＰＦ_ｒｅｆを１.０（１００％）とし、連系点電圧Ｖ_ｍが基準値Ｖ_０より高い範囲では力率指令値ＰＦ_ｒｅｆを一定の傾きで「遅れ」側へ連続的に変化させる特性である。
また、図３（ｂ）は、基準値Ｖ_０を中心として連系点電圧Ｖ_ｍが高いほど力率指令値ＰＦ_ｒｅｆを「遅れ」側へ、連系点電圧Ｖ_ｍが低いほど「進み」側へ、連続的に変化させる特性である。
何れにしても、電圧－力率指令値特性カーブ５２は、連系点電圧Ｖ_ｍの所定範囲内において、連系点電圧Ｖ_ｍが高くなるほど力率指令値が「遅れ」側へ連続的に変化する特性を有していれば良い。
図３（ａ），（ｂ）から分かるように、連系点電圧がＶ_ｍ１である時の力率指令値ＰＦ_ｒｅｆ１は連系点電圧がＶ_ｍ２（Ｖ_ｍ１＜Ｖ_ｍ２）である時の力率指令値ＰＦ_ｒｅｆ２よりも高くなり、１.０（１００％）に近付いていく。 FIG. 3A shows a characteristic in which the power factor command value PFref is set to 1.0 (100%) when the interconnection point voltage_Vm is in a range below the system voltage reference value_V0 (for example, 101 [V] in a low-voltage distribution system with an effective value of 100 [V]), and the power factor command value_PFref is continuously changed to the “lagging” side at a constant gradient when the interconnection point voltage_Vm is in a range above the_reference value_V0 .
FIG. 3B shows_a characteristic in which the power factor command value_PFref is continuously changed toward the "lagging" side as the interconnection point voltage_Vm is higher, and toward the "leading" side as the interconnection point voltage_Vm is lower, with the reference value V0 as the center.
In any case, it is sufficient that the voltage-power factor command valuecharacteristic curve 52 has a characteristic that, within a predetermined range of the interconnection point voltage_Vm, the power factor command value changes continuously to the "lagging" side as the interconnection point voltage Vm increases.
As can be seen from Figures 3(a) and (b), the power factor command value PF_ref1 when the interconnection point voltage is V_m1 is higher than the power factor command value PF_ref2 when the interconnection point voltage is V_m2 (V_m1 < V_m2 ), and approaches 1.0 (100%).

ここで、図３（ａ），（ｂ）における力率指令値ＰＦ_ｒｅｆの「遅れ」とは、分散電源３０を遅れ力率により運転して電力系統２１に遅れ無効電力（誘導性の無効電力）を供給することであり、力率指令値ＰＦ_ｒｅｆの「進み」とは、分散電源３０を進み力率により運転して電力系統２１に進み無効電力（容量性の無効電力）を供給することである。
一般的に、電力系統の電圧を適正範囲に維持するためには、分散電源を原則的に０.８５（８５％）以上の遅れ力率で運転することが求められている。 Here, the “lag” of the power factor command value PF_ref in FIGS. 3( a) and 3(b) means that the distributedpower source 30 is operated with a lagging power factor to supply lagging reactive power (inductive reactive power) to thepower grid 21, and the “lead” of the power factor command value PF_ref means that the distributedpower source 30 is operated with a leading power factor to supply leading reactive power (capacitive reactive power) to thepower grid 21.
Generally, in order to maintain the voltage of a power system within an appropriate range, a distributed power source is required to be operated with a lagging power factor of 0.85 (85%) or more in principle.

図２に戻って、電圧－力率指令値特性カーブ５２から求めた力率指令値ＰＦ_ｒｅｆは、無効電力指令値演算部５３に入力されている。また、図１に示した連系点４１の電圧Ｖ_ｍ及び電流Ｉ_ｍから求めた有効電力計測値Ｐ_ｍも、無効電力指令値演算部５３に入力されている。 2, the power factor command value PF_ref calculated from the voltage-power factor command valuecharacteristic curve 52 is input to a reactive power commandvalue calculation unit 53. In addition, the active power measurement value P_m calculated from the voltage V_m and current I_m of theinterconnection point 41 shown in FIG.

無効電力指令値演算部５３では、力率指令値ＰＦ_ｒｅｆに基づき、有効電力計測値Ｐ_ｍに対して一定割合の無効電力を出力するように、数式１に基づいて無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを算出する。
［数式１］
Ｑ_ｒｅｆ＝Ｐ_ｍ√{（１－ＰＦ_ｒｅｆ^２）／ＰＦ_ｒｅｆ^２} The reactive power commandvalue calculation unit 53 calculates a reactive power command value_Qref based on the power factor command value_PFref andequation 1 so as to output a constant ratio of reactive power to the active power measurement value_Pm .
[Formula 1]
Q_ref =P_m √{(1-PF_ref² )/PF_ref² }

上記の無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆは、無効電力計測値Ｑ_ｍと共に分散電源制御系５４に入力される。なお、無効電力計測値Ｑ_ｍは、有効電力計測値Ｐ_ｍと同様に連系点４１の電圧Ｖ_ｍ及び電流Ｉ_ｍから算出可能である。
分散電源制御系５４は、無効電力計測値Ｑ_ｍが無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆに一致するように、図１における発電部３２内の電力変換器を運転して電力系統２１に出力する無効電力（無効電流）を調整し、これによって連系点４１の電圧を制御する。 The reactive power command value_Qref is input to the distributedpower control system 54 together with the reactive power measurement value_Qm . The reactive power measurement value_Qm can be calculated from the voltage_Vm and current_Im of theinterconnection point 41, similarly to the active power measurement value_Pm .
The distributed powersource control system 54 operates the power converter in thepower generation unit 32 in FIG. 1 to adjust the reactive power (reactive current) to be output to thepower grid 21 so that the reactive power measurement value_Qm coincides with the_reactive power command value Qref, thereby controlling the voltage of theinterconnection point 41.

図２において、有効電力計測値、無効電力計測値、無効電力指令値の代わりに、有効電流計測値、無効電流計測値、無効電流指令値を用いても良い。
更に、平均化処理手段としての一次遅れフィルタ５１は必須の構成ではないが、入力電圧から瞬時の変動成分を除去することにより、分散電源が過敏に反応して不安定になるのを回避することができる。 In FIG. 2, an active current measurement value, a reactive current measurement value, and a reactive current command value may be used instead of the active power measurement value, the reactive power measurement value, and the reactive power command value.
Furthermore, although the first-order lag filter 51 as an averaging processing means is not an essential component, by removing the instantaneous fluctuation components from the input voltage, it is possible to prevent the distributed power sources from reacting too sensitively and becoming unstable.

次に、図４は、分散電源制御系５４及び発電部３２の主要部の構成を示している。
図４において、発電部３２は、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御により直流電力源３１の直流電力を交流電力に変換するインバータ部３２ａを備えている。 Next, FIG. 4 shows the configuration of the distributed powersupply control system 54 and the main part of thepower generation unit 32.
In FIG. 4, thepower generating unit 32 includes aninverter unit 32a that converts the DC power of theDC power source 31 into AC power by PWM (pulse width modulation) control.

分散電源制御系５４内の制御指令演算部５４ａは、前述した無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆ及び無効電力計測値Ｑ_ｍと、センサ３４，３５により検出した入出力電圧Ｖ_ｄ，Ｖ_ａ及び電流Ｉ_ｄ，Ｉ_ａ等に基づいて、インバータ部３２ａに対する制御指令（電圧指令）を生成する。
ＰＷＭ回路５４ｂは、制御指令演算部５４ａからの制御指令とキャリアとを比較してＰＷＭパルスを生成し、このＰＷＭパルスに基づく駆動信号によりインバータ部３２ａの半導体スイッチング素子をオン・オフ制御して無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆ通りの無効電力をＰＣＳ接続端３３から電力系統２１に出力する。また、必要に応じて有効電力の制御も行う。 The controlcommand calculation unit 54a in the distributed powersupply control system 54 generates a control command (voltage command) for theinverter unit 32a based on the reactive power command value_Qref and reactive power measurement value_Qm described above, and the input/output voltages_Vd ,_Va and currents_Id ,_Ia , etc. detected by thesensors 34, 35.
ThePWM circuit 54b compares the control command from the controlcommand calculation unit 54a with the carrier to generate a PWM pulse, and controls the on/off of the semiconductor switching elements of theinverter unit 32a using a drive signal based on this PWM pulse to output reactive power according to the reactive power command value_Qref from thePCS connection end 33 to thepower grid 21. In addition, active power control is also performed as necessary.

以上のように、本発明の第１実施例によれば、連系点電圧Ｖ_ｍが高い場合には、分散電源３０の有効電力に応じて、より誘導性の無効電力を出力し、連系点電圧Ｖ_ｍが低い場合には、分散電源３０の有効電力に応じて（連系点電圧Ｖ_ｍが高い時よりも）誘導性の無効電力を減らすか、あるいは容量性の無効電力を出力することにより、連系点電圧Ｖ_ｍを適正範囲に維持することが可能になる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, when the interconnection point voltage_Vm is high, more inductive reactive power is output in accordance with the active power of the distributedpower source 30, and when the interconnection point voltage_Vm is low, the inductive reactive power is reduced (compared to when the interconnection point voltage_Vm is high) in accordance with the active power of the distributedpower source 30, or capacitive reactive power is output, thereby making it possible to maintain the interconnection point voltage_Vm within an appropriate range.

更に、分散電源３０の有効電力に応じて無効電力を出力するので、分散電源自身の有効電力出力の変動に起因する電圧変動を抑制することができる。また、連系点電圧Ｖ_ｍが低下していても分散電源３０の有効電力出力がほぼゼロであれば無効電力を出力しないため、分散電源自身に起因しない連系点電圧の変動要因に対してまで過度に補償を行うことはなく、同様に、電力系統２１に連系している他の分散電源等に起因する電圧変動に対して無効電力を出力した結果、本来売電できるはずの有効電力が制限されて売電機会を逸失する恐れもない。 Furthermore, since reactive power is output according to the active power of the distributedpower source 30, it is possible to suppress voltage fluctuations caused by fluctuations in the active power output of the distributed power source itself. Even if the interconnection point voltage_Vm drops, if the active power output of the distributedpower source 30 is almost zero, reactive power is not output, so excessive compensation is not performed for interconnection point voltage fluctuation factors that are not caused by the distributed power source itself. Similarly, there is no risk of losing an opportunity to sell electricity because the active power that could have been sold was limited as a result of outputting reactive power in response to voltage fluctuations caused by other distributed power sources, etc., interconnected to thepower grid 21.

次いで、制御装置５０の第２実施例、第３実施例による無効電力の制御を、図５を参照しつつ説明する。
まず、第２実施例は、第１実施例による電圧－可変力率制御と、発電部３２のＶＡ制限制御とを組み合わせたものであり、ＶＡ制限制御とは、発電部３２から出力される皮相電力最大値ＶＡ_ｍａｘ（ＶＡ制約）を超えないように発電部３２の有効電力及び無効電力を制御する方法である。 Next, reactive power control by second and third embodiments of thecontrol device 50 will be described with reference to FIG.
First, the second embodiment is a combination of the voltage-variable power factor control according to the first embodiment and the VA limit control of thepower generation unit 32. The VA limit control is a method of controlling the active power and reactive power of thepower generation unit 32 so that the apparent power output from thepower generation unit 32 does not exceed the maximum apparent power VA_max (VA constraint).

具体的には、図５に示す有効電力ＶＡ制限値演算部５５により、電圧－力率指令値特性カーブ５２から求めた力率指令値ＰＦ_ｒｅｆとＶＡ最大値ＶＡ_ｍａｘとを乗算し、ＶＡ制約と力率指令値ＰＦ_ｒｅｆとから採り得る最大の有効電力値としての有効電力ＶＡ制限値を求める。この有効電力ＶＡ制限値は、請求項における第１の有効電力制限値に相当する。
この第１の有効電力制限値としての有効電力ＶＡ制限値と有効電力計測値Ｐ_ｍとを低値優先部５７により比較して低い方の値を選択し（図１の直流電力源３１として蓄電池を用いる場合のように、正負両方向の有効電力が得られる時は、絶対値で低い方の値を選択し）、これを有効電力指令値Ｐ_ｒｅｆとして出力する。 5 multiplies the power factor command value PF_ref calculated from the voltage-power factor command valuecharacteristic curve 52 by the VA maximum value VA_max to calculate the active power VA limit value as the maximum active power value that can be obtained from the VA constraint and the power factor command value PF_ref . This active power VA limit value corresponds to the first active power limit value in the claims.
The active power VA limit value as the first active power limit value is compared with the active power measurement value_Pm by a lowervalue priority unit 57 to select the lower value (when active power in both positive and negative directions is available, such as in the case of using a storage battery as theDC power source 31 in FIG. 1 , the lower absolute value is selected), and this is output as the active power command value_Pref .

無効電力指令演算部５３Ａでは、力率指令値ＰＦ_ｒｅｆと有効電力指令値Ｐ_ｒｅｆとを用いて、数式２により無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを演算する。
［数式２］
Ｑ_ｒｅｆ＝Ｐ_ｒｅｆ√{（１－ＰＦ_ｒｅｆ^２）／ＰＦ_ｒｅｆ^２}
この無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆ、無効電力計測値Ｑ_ｍ、有効電力指令値Ｐ_ｒｅｆ、及び有効電力計測値Ｐ_ｍを分散電源制御系５４Ａに入力し、発電部３２の有効電力制御、無効電力・電流制御、ＰＷＭ制御等を行えば、発電部３２のＶＡ_ｍａｘを超えない範囲で所望の力率により連系点４１の有効電力及び無効電力を制御することができる。 The reactive power command calculation unit 53A calculates a reactive power command value Q_ref according to Equation 2 using the power factor command value PF_ref and the active power command value P_ref .
[Formula 2]
Q_ref =P_ref √{(1-PF_ref² )/PF_ref² }
By inputting the reactive power command value Q_ref , the reactive power measurement value Q_m , the active power command value P_ref , and the active power measurement value P_m to the distributed power source control system 54A and performing active power control, reactive power/current control, PWM control, etc. of thepower generation unit 32, it is possible to control the active power and reactive power of theinterconnection point 41 with a desired power factor within a range not exceeding VA_max of thepower generation unit 32.

次に、第３実施例は、前述した第１，第２実施例に加えて、発電部３２の有効電力制限制御を組み合わせたものであり、この有効電力制限制御は、発電部３２から出力される有効電力を必要に応じて制限する制御方法である。本実施例における有効電力制限値は、請求項における第２の有効電力制限値に相当する。Next, the third embodiment combines the first and second embodiments described above with active power limit control of thepower generation unit 32. This active power limit control is a control method for limiting the active power output from thepower generation unit 32 as necessary. The active power limit value in this embodiment corresponds to the second active power limit value in the claims.

すなわち、図５における有効電力制限制御部５６は、後述するように必要に応じて設定した有効電力制限値（第２の有効電力制限値）を出力する。低値優先部５７では、この第２の有効電力制限値と、前述した第１の有効電力制限値である有効電力ＶＡ制限値及び／または有効電力計測値Ｐ_ｍのうち最も小さい値（第２の有効電力制限値と有効電力ＶＡ制限値、第２の有効電力制限値と有効電力計測値Ｐ_ｍ、第２の有効電力制限値と有効電力ＶＡ制限値と有効電力計測値Ｐ_ｍ、の三つの組み合わせについて、それぞれ最も小さい値）を選択し、選択した値を有効電力指令値Ｐ_ｒｅｆとして出力する。前記同様に、直流電力源３１として蓄電池を用いる場合のように、正負両方向の有効電力が得られる時は、絶対値で低い方の値を選択し、有効電力指令値Ｐ_ｒｅｆとして出力する。 That is, the active powerlimit control unit 56 in Fig. 5 outputs an active power limit value (second active power limit value) set as necessary as described later. The lowvalue priority unit 57 selects the smallest value among this second active power limit value and the active power VA limit value and/or the active power measurement value_Pm, which is the first active power limit value described above (the smallest value for each of the three combinations of the second active power limit value and the active power VA limit value, the second active power limit value and the active power measurement value_Pm , and the second active power limit value, the active power VA limit value and the active power measurement value_Pm ), and outputs the selected value as the active power command value_Pref . Similarly to the above, when active power in both positive and negative directions is obtained, such as in the case of using a storage battery as theDC power source 31, the lower absolute value is selected and output as the active power command value_Pref .

ここで、有効電力制限制御部５６は、必要に応じて様々な構成・機能を有する。
例えば、分散電源３０が無効電力を出力してもなお連系点電圧Ｖ_ｍが高い時に有効電力出力を低下させたい場合は、連系点電圧Ｖ_ｍを有効電力制限制御部５６に入力して連系点電圧Ｖ_ｍが所定の連系点電圧閾値を超過した場合に有効電力制限値を所望の値に低下させるように構成しても良い。
また、余剰電力や送電線容量等が問題になって分散電源３０の有効電力出力を低下させたい場合には、外部から有効電力制限制御部５６に入力された出力制限指令に基づいて有効電力制限値を所望の値に低下させるように構成しても良い。 Here, the active powerlimit control unit 56 has various configurations and functions as required.
For example, in a case where it is desired to reduce the active power output when the interconnection point voltage_Vm is still high even when the distributedpower source 30 outputs reactive power, the interconnection point voltage_Vm may be input to the active powerlimit control unit 56, and the active power limit value may be reduced to a desired value when the interconnection point voltage_Vm exceeds a predetermined interconnection point voltage threshold value.
In addition, when surplus power, transmission line capacity, etc. become an issue and it is desired to reduce the active power output of the distributedpower source 30, the active power limit value may be configured to be reduced to a desired value based on an output limit command input from outside to the active powerlimit control unit 56.

次いで、電力系統２１に連系された複数台の分散電源からなる分散電源システムに関する本発明の第４実施例を説明する。
図示されていないが、電力系統２１に複数台の分散電源が連系されている場合には、各分散電源に前述した第１～第３実施例に係る制御装置５０を実装しても良い。
或いは、複数台の分散電源を一括して制御する構成とし、無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを各分散電源に分配しても良い。その場合の分配方法としては、例えば以下のような方法が考えられる。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described, which relates to a distributed power supply system including a plurality of distributed power supplies connected to thepower grid 21.
Although not shown, when a plurality of distributed power sources are connected to thepower system 21, thecontrol device 50 according to the first to third embodiments described above may be implemented in each of the distributed power sources.
Alternatively, a configuration may be adopted in which a plurality of dispersed power sources are collectively controlled, and the reactive power command value_Qref may be distributed to each dispersed power source. In this case, the following method, for example, may be considered as a distribution method.

（１）無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを分散電源の台数Ｎにより除算した値Ｑ_{ｒｅｆ ｎ}（ｎ＝１～Ｎ）を、各分散電源に対する無効電力指令値として分配する。この時の各分散電源に対する無効電力指令値を数式３に示す。
［数式３］
Ｑ_{ｒｅｆ ｎ}＝Ｑ_ｒｅｆ／Ｎ(1) The reactive power command value Q_ref is divided by the number N of distributed power sources to obtain a value Q_{ref n} (n=1 to N), which is then distributed as a reactive power command value to each distributed power source. The reactive power command value for each distributed power source at this time is shown in Equation 3.
[Formula 3]
Q_{ref n} =Q_ref /N

（２）無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを、各分散電源の有効電力出力Ｐ_ｎに応じて分配する。この時の各分散電源に対する無効電力指令値を数式４に示す。
［数式４］
Ｑ_{ｒｅｆ ｎ}＝Ｑ_ｒｅｆ×（Ｐ_ｎ／ΣＰ_ｎ）(2) The reactive power command value_Qref is distributed according to the active power output_Pn of each distributed power source. The reactive power command value for each distributed power source at this time is shown in Equation 4.
[Formula 4]
Q_{ref n} =Q_ref ×(P_n /ΣP_n )

（３）無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを、各分散電源の無効電力出力余力Ｑ_{ｍａｒｇｉｎ ｎ}に応じて分配する。この時の各分散電源に対する無効電力指令値を数式５に示す。
ここで、無効電力出力余力Ｑ_{ｍａｒｇｉｎ ｎ}とは、無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆに対して、ｎ番目の分散電源が出力可能な無効電力Ｑ_{ｒｅｆ ｎ}が大きいか（余力があるか）小さいか（余力がない）を判断する指標である。
［数式５］
Ｑ_{ｒｅｆ ｎ}＝Ｑ_ｒｅｆ×（Ｑ_{ｍａｒｇｉｎ ｎ}／ΣＱ_{ｍａｒｇｉｎ ｎ}）
例えば、無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆが“１００”であり、３台（Ｎ＝３）の分散電源の無効電力出力余力Ｑ_{ｍａｒｇｉｎ １}，Ｑ_{ｍａｒｇｉｎ ２}，Ｑ_{ｍａｒｇｉｎ ３}がそれぞれ“８５”，“４５”，“７０”である場合には、Ｑ_{ｒｅｆ １}に８５×（１００／２００）＝４２．５を、Ｑ_{ｒｅｆ ２}に２２．５を、Ｑ_{ｒｅｆ ３}に３５．０をそれぞれ分配する。(3) The reactive power command value_Qref is distributed in accordance with the reactive power output margin_Qmarginn of each distributed power source. The reactive power command value for each distributed power source at this time is shown in Equation 5.
Here, the reactive power output margin Q_{margin n} is an index for determining whether the reactive power Q_{ref nthat} the nth distributed power source can output is large (has margin) or small (has no margin) relative to the reactive power command value Q ref.
[Formula 5]
Q_{ref n} =Q_ref ×(Q_{margin n} /ΣQ_{margin n} )
For example, if the reactive power command value Q_ref is “100” and the reactive power output margins Q_{margin 1} , Q_{margin 2} , and Q_{margin 3} of three (N=3) distributed power sources are “85”, “45”, and “70”, respectively, then 85×(100/200)=42.5 is distributed to Q_{ref 1} , 22.5 to Q_{ref 2} , and 35.0 to Q_{ref 3} .

更に他の分配方法として、次の方法がある。
（４）無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを、各分散電源の無効電力出力の優先順位と前述した無効電力出力余力Ｑ_{ｍａｒｇｉｎ ｎ}とに応じて分配する。この分配方法による手順を図６に示す。
図６において、まず、Ｎ台の分散電源のうちの１台を無効電力出力の優先順位１番として（ｎ＝１）、無効電力指令値演算部により算出された無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを初期値としてセットする（ステップＳ１）。 Further distribution methods include the following.
(4) The reactive power command value Q_ref is distributed in accordance with the priority order of the reactive power output of each dispersed power source and the above-mentioned reactive power output margin Q_{margin n} . The procedure for this distribution method is shown in FIG.
In FIG. 6 , first, one of the N distributed power sources is assigned the highest priority in reactive power output (n=1), and the reactive power command value Q_ref calculated by the reactive power command value calculation unit is set as an initial value (step S1).

次に、その優先順位１番目の分散電源について、無効電力出力余力Ｑ_{ｍａｒｇｉ１}が無効電力指令値（初期値）のＱ_ｒｅｆ以下であるか否かを判断し、かつ、ｎ＜Ｎであることを確認する（ステップＳ２）。なお、無効電力出力余力Ｑ_{ｍａｒｇｉ１}が初期値のＱ_ｒｅｆを超えている場合（ステップＳ２ Ｎｏ）には、Ｑ_{ｒｅｆ ｎ}＝Ｑ_ｒｅｆ、つまり１番目の分散電源のみによって無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆに相当する無効電力を出力可能であるため、処理を終了する（ステップＳ６）。 Next, for the first-priority distributed power source, it is determined whether the reactive power output margin_Qmargi1 is equal to or less than the reactive power command value (initial value)_Qref , and confirms that n<N (step S2). If the reactive power output margin_Qmargi1 exceeds the initial value_Qref (No in step S2),_Qrefn =_Qref , that is, the first-priority distributed power source alone can output reactive power equivalent to the reactive power command value_Qref , and the process ends (step S6).

優先順位１番目の分散電源の無効電力出力余力Ｑ_{ｍａｒｇｉ１}が初期値Ｑ_ｒｅｆ以下であり、かつ、ｎ＜Ｎである場合（ステップＳ２ Ｙｅｓ）には、１番目の分散電源に対する無効電力指令値Ｑ_{ｒｅｆ １}＝Ｑ_{ｍａｒｇｉ１}として当該分散電源の余力を最大限使用することとし（ステップＳ３）、次に、初期値Ｑ_ｒｅｆからＱ_{ｒｅｆ １}を差し引いた値を新たな無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆとしてセットする（ステップＳ４）。
次いで、優先順位をインクリメントし（ステップＳ５）、以後は、ステップＳ２以降の処理をｎ＝Ｎとなるまで繰り返し実行する。 If the reactive power output margin Q_margin1 of the first-priority distributed power source is equal to or less than the initial value Q_ref and n<N (Yes in step S2), the reactive power command value Q_{margin1 for the first distributed power source is set to Q margin1} = Q_margin1 to maximize the margin of the first distributed power source (step S3), and then the value obtained by subtracting Q_ref1 from the initial value Q_ref is set as the new reactive power command value Q_ref (step S4).
Next, the priority is incremented (step S5), and thereafter, the processes from step S2 onwards are repeatedly executed until n=N.

上記のように、第４実施例によれば、無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆを種々の方法によって各分散電源に分配することにより、複数台の分散電源を一括して制御することが可能である。 As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to collectively control a plurality of distributed power sources by distributing the reactive power command value_Qref to each of the distributed power sources by various methods.

なお、本発明において、制御装置５０による電圧－可変力率制御や分散電源制御機能の一部または全部を遠隔のサーバー等に実装し、分散電源３０内の発電部３２との間で通信を介して計測や制御を行っても良い。
また、電圧－力率指令値特性カーブを、直接または通信を介した遠隔制御により手動または自動的に変更しても良く、予め決定したスケジュールに基づき、あるいは特定のトリガー入力によって変更しても良い。 In the present invention, some or all of the voltage-variable power factor control and distributed power source control functions of thecontrol device 50 may be implemented in a remote server or the like, and measurement and control may be performed via communication with thepower generation unit 32 in the distributedpower source 30.
Furthermore, the voltage-power factor command value characteristic curve may be changed manually or automatically by direct or remote control via communication, and may be changed based on a predetermined schedule or by a specific trigger input.

２０：交流電源
２１：電力系統
２２：系統インピーダンス
３０：分散電源
３１：直流電力源
３２：発電部（ＰＣＳ）
３２ａ：インバータ部
３３：ＰＣＳ接続端
３４，３５：センサ
４０：変圧器
４１：連系点
５０：制御装置
５１：一次遅れフィルタ
５２：電圧－力率指令値特性カーブ
５３，５３Ａ：無効電力指令値演算部
５４，５４Ａ：分散電源制御系
５４ａ：制御指令演算部
５４ｂ：ＰＷＭ回路
５５：有効電力ＶＡ制限値演算部
５６：有効電力制限制御部
５７：低値優先部20: AC power source 21: Power system 22: System impedance 30: Distributed power source 31: DC power source 32: Power generation unit (PCS)
32a: inverter section 33:PCS connection end 34, 35: sensor 40: transformer 41: interconnection point 50: control device 51: first-order lag filter 52: voltage-power factor command valuecharacteristic curve 53, 53A: reactive power commandvalue calculation section 54, 54A: distributed powersupply control system 54a: controlcommand calculation section 54b: PWM circuit 55: active power VA limit value calculation section 56: active power limit control section 57: low value priority section

Claims (6)

Translated fromJapanese

電力系統に連系された分散電源により前記電力系統に無効電力を供給するための制御装置であって、前記分散電源の力率を調整して前記無効電力を制御する制御装置において、
前記分散電源の出力電圧相当値に応じて力率指令値を連続的に変化させた電圧－力率指令値特性カーブを備え、前記出力電圧相当値に応じて前記電圧－力率指令値特性カーブから求めた力率指令値に従って前記分散電源を制御するものであり、
前記力率指令値と前記分散電源の皮相電力最大値とを乗算して第１の有効電力制限値を求め、前記分散電源の有効電力計測値及び前記第１の有効電力制限値のうち低い値を有効電力指令値として選択する手段と、
前記分散電源の無効電力指令値、前記有効電力指令値、前記有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて前記分散電源を制御する手段と、
を備える、分散電源の制御装置。 A control device for supplying reactive power to a power system from a distributed power source connected to the power system, the control device controlling the reactive power by adjusting a power factor of the distributed power source,
a voltage-power factor command value characteristic curve that continuously changes a power factor command value in accordance with an output voltage equivalent value of the distributed power source, and the distributed power source is controlled in accordance with a power factor command value calculated from the voltage-power factor command value characteristic curve in accordance with the output voltage equivalent value;
means for multiplying the power factor command value by a maximum apparent power value of the distributed power source to obtain a first active power limit value, and selecting the lower value of the active power measurement value of the distributed power source and the first active power limit value as an active power command value;
a means for controlling the distributed power source using a reactive power command value, an active power command value, an active power measurement value, and a reactive power measurement value of the distributed power source;
A control device for a distributed power sourcecomprising : 請求項１に記載した分散電源の制御装置において、
前記電圧－力率指令値特性カーブは、
前記出力電圧相当値の所定範囲内において、前記出力電圧相当値が高くなるほど前記力率指令値が遅れ側に連続的に変化する特性を有する、分散電源の制御装置。 2. The control device for a distributed power source according to claim 1,
The voltage-power factor command value characteristic curve is
A control device for a distributed power source, the control device having a characteristic that, within a predetermined range of the output voltage equivalent value, the power factor command value continuously changes to the lagging side as theoutput voltage equivalent value becomes higher. 電力系統に連系された分散電源により前記電力系統に無効電力を供給するための制御装置であって、前記分散電源の力率を調整して前記無効電力を制御する制御装置において、
前記分散電源の出力電圧相当値に応じて力率指令値を連続的に変化させた電圧－力率指令値特性カーブを備え、前記出力電圧相当値に応じて前記電圧－力率指令値特性カーブから求めた力率指令値に従って前記分散電源を制御するものであり、
前記力率指令値と前記分散電源の皮相電力最大値とを乗算して第１の有効電力制限値を求め、前記第１の有効電力制限値と、前記分散電源が出力可能な有効電力最大値により制限される第２の有効電力制限値及び／または前記分散電源の有効電力計測値と、のうち最も低い値を有効電力指令値として選択する手段と、
前記分散電源の無効電力指令値、前記有効電力指令値、前記有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて前記分散電源を制御する手段と、
を備える、分散電源の制御装置。 A control device for supplying reactive power to a power system from a distributed power source connected to the power system, the control device controlling the reactive power by adjusting a power factor of the distributed power source,
a voltage-power factor command value characteristic curve that continuously changes a power factor command value in accordance with an output voltage equivalent value of the distributed power source, and the distributed power source is controlled in accordance with a power factor command value calculated from the voltage-power factor command value characteristic curve in accordance with the output voltage equivalent value;
a means for multiplying the power factor command value by a maximum apparent power value of the distributed power source to obtain a first active power limit value, and selecting, as an active power command value, the lowest value of the first active power limit value, a second active power limit value limited by the maximum active power that the distributed power source can output and/or a measuredactive power valueof the distributed power source;
a means for controlling the distributed power source using a reactive power command value, an active power command value, an active power measurement value, and a reactive power measurement value of the distributed power source;
A control device for a distributed power sourcecomprising : 請求項１から３の何れか１項に記載した分散電源の制御装置において、
前記出力電圧相当値に平均化処理を行った結果を前記電圧－力率指令値特性カーブに与えて前記力率指令値を求める、分散電源の制御装置。 The control device for a distributed power source according to any one of claims1 to 3 ,
The control device for adistributed power source obtains the power factor command value by applying an averaging process to the output voltage equivalent value to the voltage-power factorcommand value characteristic curve. 電力系統に連系された分散電源の力率を調整して前記分散電源が前記電力系統に供給する無効電力を制御するための制御プログラムであって、
前記分散電源の出力電圧相当値に応じて力率指令値を連続的に変化させた電圧－力率指令値特性カーブから、前記分散電源の出力電圧相当値に応じて連続的に変化する力率指令値を生成する機能と、
前記力率指令値と前記分散電源の皮相電力最大値とを乗算して第１の有効電力制限値を求め、前記分散電源の有効電力計測値及び前記第１の有効電力制限値のうち低い値を有効電力指令値として選択する機能と、
前記分散電源の無効電力指令値、前記有効電力指令値、前記有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて前記分散電源を制御する機能と、
を演算処理装置に実現させることを特徴とする制御プログラム。 1. A control program for adjusting a power factor of a distributed power source connected to a power system to control reactive power supplied from the distributed power source to the power system, comprising:
a function of generating a power factor command value that changes continuously in accordance with the output voltage equivalent value of the distributed power source from a voltage-power factor command value characteristic curve in which the power factor command value is continuously changed in accordance with the output voltage equivalent value of the distributed power source;
a function of multiplying the power factor command value by a maximum apparent power value of the distributed power source to obtain a first active power limit value, and selecting the lower value of the active power measurement value of the distributed power source and the first active power limit value as an active power command value;
a function of controlling the distributed power source using a reactive power command value, an active power command value, an active power measurement value, and a reactive power measurement value of the distributed power source;
A control program for causing a processor to realize the above.前記電力系統に複数台の分散電源が接続された分散電源システムにおいて、
請求項１から３の何れか１項に記載された分散電源の制御装置を用いて、前記複数台の分散電源を一括して制御するように構成され、
前記制御装置は、前記無効電力指令値を前記複数台の分散電源に分配する、分散電源システム。In adistributed power supply system in which a plurality of distributed power supplies are connected to the power grid,
A system configured to collectively control the plurality of distributed power sources using the distributed power source control device according to any one of claims1 to 3 ,
The control device distributes the reactive power command value to the plurality ofdistributed power sources.

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