JP7531340B2

JP7531340B2 - 蓄電池制御装置および蓄電池システム

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Publication number: JP7531340B2
Application number: JP2020124866A
Authority: JP
Inventors: 純一熊野; 康弘小島; 智之輔森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2024-08-09
Anticipated expiration: 2040-07-22
Also published as: JP2022021370A

Description

本開示は、電力系統に接続される蓄電池を制御する蓄電池制御装置、およびこの蓄電池制御装置を備える蓄電池システムに関する。

電力系統（以下、単に系統ともいう）の電力の周波数（以下、系統周波数ともいう）は、需要と供給のバランスの変化などに依存して変化する。電力の周波数の変化が大きいと、需要家設備および発電機に影響を与えるため、電力の周波数を安定化させることが望まれている。

特許文献１には、系統周波数を安定化させるために、系統に接続される蓄電池の放電量を制御する技術が開示されている。特許文献１に記載の系統安定化装置は、発電所における発電機の合計の出力の変化に課せられる制限値を運転中の発電機の定格出力を用いて算出し、発電機および蓄電池の出力の合計値の潮流の計測値の変化が、算出した制限値以内となるように蓄電池の放電量を制御する。特許文献１に記載の系統安定化装置は、このように、発電機全体の出力の変化を系統周波数の変化に影響を与えないように制限できることから、系統周波数を安定化させることができる。

国際公開第２０１３／１４０９１６号

電力系統では、電力の需要量と供給量とをバランスさせることが要求される。このため、複数の発電機のうち１台の発電機が故障などで停止した場合、運転を継続している他の発電機が自動的に出力を増加させることで、供給力の不足を回避している。しかしながら、この方法では、運転を継続している発電機の出力が急増するため、系統周波数が変動するという問題点がある。また、特許文献１に記載の技術では、発電機および蓄電池の出力の合計値の潮流の計測値を用いるため、一部の発電機が停止したことを検出できない。これは、上述したように、停止した発電機の発電量を補うように他の発電機が自動的に出力を増やすため、一部の発電機が停止したとしても発電機全体の出力値はほとんど変わらないためである。このため、特許文献１に記載の技術では、発電機の１台が停止したことにより他の発電機が自動的に出力を増加させることにより生じる系統周波数の変動を抑制するができないという問題がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、一部の発電機が停止したことにより他の発電機が自動的に出力を増加させることにより生じる系統周波数の変動を抑制することができる蓄電池制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる蓄電池制御装置は、電力系統に接続される蓄電池を制御する蓄電池制御装置であって、電力系統に接続される複数の発電機のそれぞれの出力の計測値を取得する計測データ取得部、を備える。蓄電池制御装置は、さらに、計測値に基づいて、複数の発電機のそれぞれが停止したか否かを判断する発電機停止判定部と、発電機停止判定部によって複数の発電機のうち一部の発電機である第１の発電機が停止し、複数の発電機のうち第１の発電機以外の発電機である第２の発電機が運転を継続していると判定された場合に、蓄電池の放電量を増加させる充放電量決定部と、を備える。

本開示によれば、一部の発電機が停止したことにより他の発電機が自動的に出力を増加させることにより生じる系統周波数の変動を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態の電力系統システムの構成例を示す図実施の形態の蓄電池制御装置の構成例を示す図処理回路がプロセッサを備える回路である場合の処理回路の構成例を示す図実施の形態の蓄電池制御装置における発電機停止時の制御の一例を示すフローチャート実施の形態の発電機停止時の制御の様子を示す図実施の形態の蓄電池制御装置における発電機停止時の制御の別の一例を示すフローチャート図４、図６に例示した処理によって蓄電池の放電量の増加が開始された後の処理手順の一例を示すフローチャート

以下に、実施の形態にかかる蓄電池制御装置および蓄電池システムを図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本開示にかかる実施の形態の電力系統システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の電力系統システムは、蓄電設備である蓄電池１と、蓄電池１を制御する蓄電池制御装置２と、発電機３－１～３－３と、需給制御装置５と、を備える。蓄電池１および発電機（図１ではＧと記載）３－１～３－３は、連系線１１を介して、電力系統１０に連系している。すなわち、蓄電池１および発電機３－１～３－３は、電力系統１０に接続される。電力系統１０には、負荷（図１ではＬと記載）４が接続されている。なお、電力系統１０に接続される負荷４は一般にはひとつではないが、複数の負荷をまとめて負荷４と記載している。また電力系統１０には、発電機３－１～３－３以外の発電設備が接続されていてもよい。電力系統１０は、例えば、マイクログリッドと呼ばれる離島などにおける小規模な独立系統であるが、電力系統１０はこれに限定されない。

需給制御装置５は、電力系統１０の全体の需給バランスを管理しており、負荷４の消費する電力量すなわち需要量に応じて発電機３－１～３－３の運転の開始および停止を制御するとともに、運転中の発電機３－１～３－３の出力を制御する。電力系統１０に発電機３－１～３－３以外の発電機が接続されている場合には、需要量に応じて、電力系統１０の全体で需給のバランスがとれるように、発電機３－１～３－３の出力である発電量を決定する。

発電機３－１～３－３は、例えば、発電所に設置され、需給制御装置５からの制御指令に基づいて、液体、気体または固体の燃料を用いて発電を行う。発電機３－１～３－３は、例えば、発電を行う出力すなわち発電量を調整可能な発電機である。発電機３－１～３－３は、例えば、液体、気体または固体の燃料を用いて発電を行う火力発電機、水力発電機である。

発電機３－１～３－３は、系統周波数の変動に対応するため、調速機（ガバナ）などににより、自動的に出力を制御する機能を有している。発電機３－１～３－３の出力は上述したように需給制御装置５によって管理されるが、需給制御装置５の制御指令は発電機３－１～３－３が正常である前提で生成される。需給制御装置５は、図示しない保護リレーなどからの事故信号などに基づいて発電機３－１～３－３の故障を検出するが、需給制御装置５が、事故信号を受信してから、当該事故信号に基づいて故障を検出して制御指令を変更するまでには時間を要する。したがって、需給制御装置５からの制御指令により、発電機３－１～３－３の全てが運転中であるときに、発電機３－１～３－３のうちの１台が故障などにより停止した場合、発電機３－１～３－３のうち運転を継続している他の発電機は、ガバナの機能により、需要に対する供給力の不足を周波数の変化として検知して出力を増加させることにより需給のアンバランスの発生を防いでいる。すなわち、発電機３－１～３－３のそれぞれは、発電機３－１～３－３の合計の出力が目標値に保たれるように出力を制御する。これにより、需給のアンバランスを抑制するとともに系統周波数の変動を抑制することができる。このように、停止した発電機の分の供給量を他の発電機によって補うことができるので、発電機３－１～３－３の出力の合計値は、発電機３－１～３－３のうちの１台が停止したとしてもほぼ変化しない。

蓄電池１と蓄電池制御装置２とは蓄電池システムを構成する。蓄電池１は、電気を蓄えることが可能な電池本体と、当該電池本体に蓄えられた電力を交流電力に変換するインバータと、交流電力を直流電力に変換するコンバータとを備える蓄電設備である。蓄電池１は、蓄電池制御装置２から受信する充電指令に基づいて充電を行い、蓄電池制御装置２から受信する放電指令に基づいて放電を行う。

以下、発電機３－１～３－３のそれぞれを個別に区別せずに示すときは発電機３と記載し、計測装置６－１～６－３のそれぞれを個別に区別せずに示すときは計測装置６と記載する。図１に示した例では、３台の発電機３を備える例を示しているが、発電機３は複数であればよく、発電機３の数は図１に示した例に限定されない。計測装置６は発電機３ごとに設けられる。

上述したように、運転中の複数の発電機３のうちの１台が停止すると、運転を継続している他の発電機３が出力を増加させる。このとき、運転を継続している他の発電機３は、急激に出力を増加させることになるため、応答速度の遅い燃料系が追従できない。このため、発電機３の回転子が持つ回転エネルギーに関して、燃焼系から入力されるエネルギーと電気エネルギーに変換されることによるエネルギー消費とが大きく乖離することにより系統周波数が不安定になる。電力系統１０の負荷４の需要量が少ないほど、系統周波数が不安定となることの影響が大きいため、離島などの小規模な系統では系統の不安定の影響が大きくなる。本実施の形態では、発電機３－１～３－３のそれぞれの出力を計測装置６－１～６－３によってそれぞれ計測し、蓄電池制御装置２が、計測装置６－１～６－３の計測値を用いて発電機３－１～３－３のいずれかが停止したか否かを判定し、発電機３－１～３－３のいずれかが停止したと判定した場合に、蓄電池１の放電量を増加させる。これにより、運転を継続している他の発電機３の出力の変化率を抑制することができ、系統周波数の変動を抑制することができる。また、蓄電池１を放電させることにより発電機３の燃料費を抑制することができる。

また、本実施の形態では、発電機３の出力の計測値を用いて発電機３の停止を判定しているので、事故信号などを受信する必要がない。事故信号を受信するためには電力系統１０を制御する制御システムとの間で通信を行う必要があるが、本実施の形態では制御システムとの間で通信回線を設ける必要はない。このため、既設の設備に、蓄電池１および蓄電池制御装置２を追加する場合であっても、また、本実施の形態では、発電機３の出力の計測値を用いて発電機３の停止を判定しているので、事故信号を用いて発電機３の停止を判定する場合より、速やかに発電機３の停止を判定することができる。

図２は、本実施の形態の蓄電池制御装置２の構成例を示す図である。図２に示すように、本実施の形態の蓄電池制御装置２は、計測データ取得部２１、発電機停止判定部２２、充放電量決定部２３、指令部２４およびデータ記憶部２５を備える。

計測データ取得部２１は、計測装置６から当該計測装置６に対応する発電機３の出力の計測値を示す計測データを取得する。すなわち、計測データ取得部２１は、複数の発電機である発電機３－１～３－３のそれぞれの出力の計測値を取得する。計測装置６は、発電機３の出力として例えば有効電力を計測する。なお、図２では計測装置６を１台示しているが、計測データ取得部２１は、各計測装置６から対応する発電機３の出力の計測値を示す計測データを取得する。計測データ取得部２１は、各計測装置６から取得した計測データをデータ記憶部２５へ格納する。

発電機停止判定部２２は、データ記憶部２５に記憶されている計測データに基づいて停止した発電機３があるか否かを判断する。すなわち、発電機停止判定部２２は、発電機３－１～３－３の出力の計測値に基づいて、発電機３－１～３－３のうち一部の発電機である第１の発電機が停止したか否かを判断する。また、発電機停止判定部２２は、計測データ取得部２１から直接取得した計測データを用いて、停止した発電機３があるか否かを判断してもよい。

充放電量決定部２３は、蓄電池１の充放電量を決定する。充放電量決定部２３は、例えば、停止した発電機３があると発電機停止判定部２２によって判定された場合、蓄電池１の放電量を増加させるように放電電力を決定する。充放電量決定部２３は、発電機停止判定部２２によって第１の発電機が停止したと判定された場合に、蓄電池１の放電量を増加させる。充電電力の増加のさせ方としてはどのような方法が用いられてもよいが、例えば、一秒あたり増加させる充電電力すなわち充電電力を増加させる場合の時間に対する傾きをあらかじめ定めておいてもよいし、計測データに基づいて充電電力を決定してもよい。充放電量決定部２３の動作の詳細については後述する。

指令部２４は、充放電量決定部２３により、決定された充放電量に応じて充電指令または放電指令を生成し、生成した指令を蓄電池１へ出力する。データ記憶部２５は、上述した計測データを記憶する。

ここで、蓄電池制御装置２のハードウェア構成について説明する。蓄電池制御装置２の計測データ取得部２１、発電機停止判定部２２、充放電量決定部２３および指令部２４は処理回路により実現される。また、データ記憶部２５はメモリにより実現される。

蓄電池制御装置２の計測データ取得部２１、発電機停止判定部２２、充放電量決定部２３および指令部２４を実現する処理回路は、プロセッサを備える回路であってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

計測データ取得部２１、発電機停止判定部２２、充放電量決定部２３および指令部２４を実現する処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

図３は、処理回路がプロセッサを備える回路である場合の処理回路の構成例を示す図である。計測データ取得部２１、発電機停止判定部２２、充放電量決定部２３および指令部２４を実現する処理回路がプロセッサを備える場合、処理回路は例えば図３に示すように、プロセッサ１０１およびメモリ１０２を備える。処理回路が図３に示す処理回路である場合、計測データ取得部２１、発電機停止判定部２２、充放電量決定部２３および指令部２４の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０２に格納される。処理回路では、メモリ１０２に記憶されたプログラムをプロセッサ１０１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。このプログラムは、プログラムが記録された記録媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。また、メモリ１０２は、プロセッサ１０１が処理を実行する際に必要なデータを記憶する記憶領域としても用いられる。

ここで、プロセッサ１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ１０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

データ記憶部２５を実現するメモリは、上述したメモリ１０２の一部であってもよいし、メモリ１０２とは別にデータ記憶部２５を実現するメモリが設けられてもよい。また、計測データ取得部２１および指令部２４の実現には、受信機および送信機を備える通信回路が用いられてもよい。

計測データ取得部２１、発電機停止判定部２２、充放電量決定部２３および指令部２４の各機能は、一部が専用のハードウェアで実現され、一部がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。

次に、本実施の形態の蓄電池制御装置２の動作について説明する。以下では、運転中の発電機３が事故などにより停止した際の蓄電池１の充放電の制御（以下、発電機停止時の制御ともいう）について説明するが、蓄電池制御装置２は、事故などによる発電機３の停止が発生していないときにも、需要変動、自然エネルギーを用いた発電設備による発電量の変動などによる需給バランスの変動による系統周波数の変動を抑制するために、蓄電池１を用いた系統周波数の安定化制御を行ってもよい。この需要変動による系統周波数の変動を抑制するための制御は、どのような方法が用いられてもよいが、例えば、特許文献１に記載されている制御方法を用いることができる。例えば、蓄電池制御装置２は、運転中の発電機の定格出力を示す発電情報を需給制御装置５から取得し、発電所における発電機の合計の出力の変化に課せられる制限値を、運転情報を用いて算出する。そして、蓄電池制御装置２は、連系線１１における潮流の計測値、すなわち発電機および蓄電池１の出力の合計値の計測値を取得し、計測値の変化が、算出した制限値以内となるように蓄電池１の放電量を制御する。

次に、本実施の形態の蓄電池制御装置２における発電機停止時の制御について説明する。計測装置６－１～６－３は、定期的に、計測値を示す計測データを蓄電池制御装置２に送信する。または、蓄電池制御装置２の計測データ取得部２１が定期的に計測装置６－１～６－３にデータの取得を指示し、計測装置６－１～６－３が指示を受信すると計測データを蓄電池制御装置２へ送信してもよい。

図４は、本実施の形態の蓄電池制御装置２における発電機停止時の制御の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、発電機３－１～３－３は、通常時は全てが運転されるとし、運転中は同じ均等な出力で発電するように制御されているとする。なお、需給制御装置５が、発電機３－１～３－３のうち何台を運転させるかを変更可能な場合には、蓄電池制御装置２は、需給制御装置５によって運転することが指示されている発電機３（以下、運転中の発電機３という）を示す情報を、需給制御装置５から取得する。そして、蓄電池制御装置２は、運転中の発電機３を対象として、図４に示す処理を行う。

図４に示すように、計測データ取得部２１が計測装置６－１～６－３から計測データを取得する（ステップＳ１）。計測データは上述したように各発電機３－１～３－３の出力の計測値を示すデータである。計測データ取得部２１は、データ記憶部２５へ計測データを格納する。発電機停止判定部２２は、データ記憶部２５に格納された計測データを参照し、計測値が第１のしきい値未満の発電機３があるか否かを判断する（ステップＳ２）。第１のしきい値は、発電機３が停止しているときの出力に相当する値であり、例えば、計測装置６－１～６－３の計測誤差または計測誤差の最大値の１．５倍などのように小さい値に設定される。第１のしきい値は、発電機３が事故などにより停止したと判定するためのしきい値であればよく上述した例に限定されない。

計測値が第１のしきい値未満の発電機３がある場合（ステップＳ２Ｙｅｓ）、発電機停止判定部２２は、他の発電機３の計測値、すなわちステップＳ２で計測値が第１のしきい値未満であると判定された発電機３の計測値が、第２のしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。第２のしきい値は、第１のしきい値と同じ値であってもよいし、第１のしきい値より大きい値であってもよい。第２のしきい値は、他の発電機３が運転を継続していると判断するためのしきい値である。

他の発電機３の計測値が第２のしきい値以上である場合（ステップＳ３Ｙｅｓ）、充放電量決定部２３は、蓄電池１の放電量を増加させるように放電量を決定する（ステップＳ４）。詳細には、他の発電機３の計測値が第２のしきい値以上である場合、発電機停止判定部２２は、停止した発電機３がありかつ他の発電機３が運転を継続していること、すなわち一部の発電機の停止を充放電量決定部２３へ通知する。充放電量決定部２３は、一部の発電機の停止の通知を受けると、蓄電池１の放電量を増加させるように放電量を決定する。

ステップＳ４では、充放電量決定部２３は、単位時間当たりの増加量が一定値となるように充電量を増加させてもよいし、あらかじめ定められた時間の関数によって充電量を増加させてもよい。また、充放電量決定部２３は、データ記憶部２５に格納された計測データに基づいて発電機３ごとに、前回取得した計測値に応じて単位時間当たりの増加量を決定してもよいし、前回までの一定期間の計測値の平均値を求め、当該平均値に応じて、単位時間当たりの増加量を決定してもよい。

ステップＳ４の後、指令部２４は、放電指令を蓄電池１へ送信する（ステップＳ５）。詳細には、充放電量決定部２３は、ステップＳ４で決定した放電量を指令部２４に通知する。指令部２４は、通知された放電量に基づいて放電指令を生成し、放電指令を蓄電池１へ送信する。これにより、蓄電池１からの放電量が増加する。

ステップＳ２でＮｏの場合、およびステップＳ３でＮｏの場合、蓄電池制御装置２は、蓄電池１の充放電量を変更せずに、処理を終了する。以上のように、図４に示した例では、発電機停止判定部２２は、発電機３のうち第１の発電機の計測値が第１のしきい値未満であり、かつ、第１の発電機以外の複数の発電機３である第２の発電機の計測値が第２のしきい値以上である場合に、第１の発電機が停止したと判断する。

図５は、本実施の形態の発電機停止時の制御の様子を示す図である。図５において、横軸は時間（ｔｉｍｅ）を示し、縦軸は電力（Ｐｏｗｅｒ）を示す。図５は、運転中の発電機３－１～３－３のうち、発電機３－１が事故などにより停止した例を示している。出力２０１は、事故などにより停止した発電機３－１の出力を示し、出力２０２は、発電機３－１の停止後も運転を継続している他の発電機３である発電機３－２の出力を示している。発電機３－３の出力も出力２０２と同様である。放電量２０３は、蓄電池１の放電電力を示す。

図５に示すように、発電機３－１の停止する前は、出力２０１および出力２０２はほぼ同じ値であるが、時刻Ｔ_１において発電機３－１が停止すると、出力２０１は急激に低下する。一方、出力２０２は、発電機３－１の出力の低下に伴って、ガバナによる自動制御により急激に増加する。発電機３－２の出力を急激に増加させた場合、上述したように燃焼系の応答速度の問題などにより系統周波数が変動になる。このため、本実施の形態では、蓄電池制御装置２が、発電機３－１の停止を検出すると、蓄電池１の放電量２０３を増加させることにより発電機３－２，３の出力を抑制する。これにより系統周波数の変動を抑制することができる。上述した図４に示した例では、発電機３の出力の計測値が第１のしきい値未満であるか否かに基づいて、発電機３が停止したか否かが判定されており、発電機３の停止が検出されると蓄電池１の放電量２０３が増加する。これにより、発電機３－２の出力２０２は、自動で徐々に減少する。なお、図５では、発電機３－１が停止した例を示しているが、発電機３－２または発電機３－３が停止した場合も同様の動作が行われる。

なお、一時的な需要量の変化など、発電機３の停止以外の理由で、発電機３の出力の計測値が第１のしきい値未満となることも考えられる。需要量の変化などの場合には、他の発電機３の出力も同様の変化をすると想定されることから、需要量の変化などの場合と区別するために、図４に示した例では、ステップＳ３で他の発電機３の出力が第２のしきい値以上であるか否かの判定を行っている。

蓄電池制御装置２は、ステップＳ４，Ｓ５により蓄電池１の放電量の増加が行われるまでは、計測装置６－１～６－３から計測データを受信するたびに、図４に示した処理を実施する。なお、計測装置６－１～６－３の計測データの送信周期は同一であるが、蓄電池制御装置２が計測装置６－１～６－３の計測データを受信するタイミングは同時でなくてもよい。蓄電池制御装置２は、同一の送信周期内に計測装置６－１～６－３から受信した計測データを用いて図４に示した処理を実施すればよい。

なお、図４に示した例では、ある発電機３の出力の計測値が低下して第１のしきい未満であり、かつ、他の発電機３の出力の計測値が低下していない、すなわち他の発電機３の出力の計測値が第２のしきい値以上である場合に、計測値が低下した発電機３が事故などにより停止したと判断したが、計測値に基づく発電機３の停止の判断の方法は上述した例に限定されない。

図６は、本実施の形態の蓄電池制御装置２における発電機停止時の制御の別の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１は図４に示した例と同様である。ステップＳ１の後、発電機停止判定部２２は、一部の発電機の計測値が、しきい値以下かつ減少レートがレートしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ６）。減少レートは、単位時間あたりの計測値の減少量である。詳細には、例えば、発電機停止判定部２２は、発電機３ごとに、１回前に受信した計測データが示す計測値より最新の計測データが示す計測値の方が小さい場合、最新の計測データが示す計測値を１回前に受信した計測データが示す計測値から引いた値を減少レートとして算出する。発電機停止判定部２２は、発電機３ごとに、最新の計測データが示す計測値がしきい値以下かつ減少レートがレートしきい値以上であるか否かを判断する。発電機停止判定部２２は、一部の発電機３が最新の計測データが示す計測値がしきい値以下かつ減少レートがレートしきい値以上であり、他の発電機３が、この条件を満たさない場合には、ステップＳ６でＹｅｓと判断する。発電機停止判定部２２は、運転中の全ての発電機３が最新の計測データが示す計測値がしきい値以下かつ減少レートがレートしきい値以上である場合には、ステップＳ６でＮｏと判断する。なお、最新の計測データが示す計測値を１回前に受信した計測データが示す計測値から引いた値を、計測データの送信周期で割ることにより減少レートを算出してもよいが、送信周期が一定であれば、送信周期を単位時間とみなして送信周期で割る処理を行わなくてもよい。

しきい値は、事故などの停止により急激な出力が生じていることを判断するためのしきい値である。このしきい値は上述した第１のしきい値と同程度の値であってもよいが、発電機３の正常運転時の出力の平均値の１／３程度の値など、ある程度大きな値に設定されてもよい。また、減少レートとして、１回前に受信した計測データと最新の計測データとの差に限定されず、直近の３回以上の計測データに基づいて算出されてもよい。例えば、２回前に受信した計測データが示す計測値を３回前に受信した計測データが示す計測値から引いた値と、１回前に受信した計測データが示す計測値を２回前に受信した計測データが示す計測値から引いた値と、最新の計測データが示す計測値を１回前に受信した計測データが示す計測値から引いた値との平均値を減少レートとしてもよい。

計測値がしきい値以下かつ減少レートがレートしきい値以上である場合（ステップＳ６Ｙｅｓ）、図４に示した例と同様にステップＳ４，Ｓ５が実施される。ステップＳ６でＮｏの場合、蓄電池制御装置２は、蓄電池１の充放電量を変更せずに、処理を終了する。以上のように、図６に示した例では、発電機停止判定部２２は、発電機３のうち第１の発電機の計測値がしきい値以下でありかつ第１の発電機の計測値の単位時間当たりの減少量がレートしきい値以上である場合に、第１の発電機が停止したと判断する。

図６に示した例において、ステップＳ６の後に、発電機停止判定部２２が、他の発電機３の出力の計測値が増加しているか否かの判定を行ってもよい。そして、蓄電池制御装置２は、他の発電機３の出力の計測値が増加している場合に、ステップＳ４，Ｓ５を実施し、他の発電機３の出力が増加していない場合には処理を終了する。

発電機３の停止の判定は、発電機３の出力に基づいて行われればよく、具体的な方法な、図４に示した方法であってもよく、図６に示した方法であってもよく、これら以外の例であってもよい。

図４、図６に例示した処理によって蓄電池１の放電量の増加が開始された後の充放量の制御方法に特に制約はないが、例えば、放電量を増加させた後、運転を継続している発電機３の出力が事故発生前の出力程度まで低下した場合に、放電量の増加を停止させる。図５に示した例では、時刻Ｔ_１から蓄電池１の放電量２０３を増加させることで発電機３－２の出力２０２は、自動で徐々に減少する。蓄電池制御装置２の充放電量決定部２３は、データ記憶部２５および発電機停止判定部２２を介して、発電機３－２の出力の計測データを取得し、発電機３－２の出力が事故発生前すなわち発電機３－１の停止前の出力程度まで低下した場合に、放電量の増加を停止させる。ただし、放電量の増加を停止させる前に、蓄電池の放電出力が上限値に到達した場合は、充放電量決定部２３は、上限値に達すると放電量の増加を停止させる。なお、充放電量決定部２３が、データ記憶部２５から直接、発電機３－２の出力の計測データを取得してもよい。発電機３－２は、出力が減少した後に、２台分の出力となるまで、高効率点で運転するように出力を徐々に増加させる。図５に示した例では、発電機３－２の出力の減少が終了してから一定時間後の時刻Ｔ_２で、発電機３－１の出力が増加し始めているが出力の増加タイミングはこの例に限定されない。蓄電池制御装置２の充放電量決定部２３は、発電機３－２の出力の計測データに基づいて、発電機３－２の出力の減少にともなって放電量２０３を減少させる。以上の動作により、運転を継続している発電機３－２は緩やかに出力を増加させることができるので、燃焼系の応答速度が遅いことによる系統周波数の変動を抑制して、停止した発電機３－１の出力を他の発電機３－２の出力によって補うことができる。また、停止した発電機３以外の運転を継続している発電機３が複数存在する場合には、充放電量決定部２３は、例えば、複数の発電機３の全てについて、出力の計測データが事故発生前の出力程度まで低下した場合、または放電量の上限値に達した場合に、放電量の増加を停止させる。なお、上述したように、蓄電池１の放電量の増加が開始された後の充放量の制御方法は、この例に限らず、発電機３－２の出力の急激な増加を抑制するような制御方法であればよい。また、図５に示した例は一例であり、各発電機３の出力、蓄電池１の放電量は負荷の状態、発電機３の制御方法など様々な条件によって定まる。

図７は、図４、図６に例示した処理によって蓄電池１の放電量の増加が開始された後の処理手順の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、計測データ取得部２１は、ステップＳ１と同様に、計測装置６－１～６－３から計測データを取得する（ステップＳ１１）。計測データ取得部２１は、データ記憶部２５へ計測データを格納する。発電機停止判定部２２は、データ記憶部２５に格納された計測データを参照し、蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１２）。

蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えた場合（ステップＳ１２Ｙｅｓ）、充放電量決定部２３は、蓄電池１の放電量を維持するように放電量を決定する（ステップＳ１３）。詳細には、蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えた場合、発電機停止判定部２２は、蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えたことを充放電量決定部２３へ通知する。充放電量決定部２３は、当該通知を受けると、蓄電池１の放電量を維持するように放電量を決定する。

蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えていない場合（ステップＳ１２Ｎｏ）、充放電量決定部２３は、ステップＳ４と同様に、蓄電池１の放電量を増加させるように放電量を決定する（ステップＳ１５）。詳細には、蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えていない場合、発電機停止判定部２２は、蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えていないことを充放電量決定部２３へ通知する。充放電量決定部２３は、当該通知を受けると、蓄電池１の放電量を増加させるように放電量を決定する。

ステップＳ１３の後、およびステップＳ１５の後、指令部２４は、放電指令を蓄電池１へ送信する（ステップＳ１４）。以上の処理により、蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えるまでは、蓄電池１の放電量が増加し、蓄電池１の放電量が他の発電機３の計測値を超えると蓄電池１の放電量が一定値に維持される。その後、発電機停止判定部２２は、蓄電池１の放電量の増加の開始からΔＴだけ時間が経過すると、充放電量決定部２３にその旨を通知する。充放電量決定部２３は、当該通知を受けると、蓄電池１の放電量を緩やかに減少させる。このとき、放電量が減少する分、発電機３の発電量が増加することになるので、放電量の減少レートは、発電機３の燃焼系の応答速度などを考慮して系統周波数の変動を抑えつつ発電機３の出力が増加するように決定される。

上述した例では、３つの発電機３が運転中であるときに、１つの発電機３が停止する例を説明したが、運転中の発電機３の数、および停止する発電機３の数はこの例に限定されない。例えば、３つの発電機３のうち２つが停止した場合も同様の制御を行うことで、一部の発電機が停止したことにより他の発電機が自動的に出力を増加させることにより生じる系統周波数の変動を抑制することができる。

以上のように、本実施の形態では、蓄電池制御装置２が、発電機３ごとの出力の計測値に基づいて発電機３の停止を判定し、発電機３が停止したと判定した場合に、蓄電池１の放電量を増加させるようにした。これにより、一部の発電機が停止したことにより他の発電機が自動的に出力を増加させることにより生じる系統周波数の変動を抑制することができる。また、事故信号を監視する制御システムなどと通信を行う必要がないため、このための通信設備などを導入する必要がなく構成を簡素化できる。また、他の発電機の燃料費の増加を抑制することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１蓄電池、２蓄電池制御装置、３－１～３－３発電機、４負荷、５需給制御装置、６，６－１～６－３計測装置、１０電力系統、１１連系線、２１計測データ取得部、２２発電機停止判定部、２３充放電量決定部、２４指令部、２５データ記憶部。

Claims

電力系統に接続される蓄電池を制御する蓄電池制御装置であって、
前記電力系統に接続される複数の発電機のそれぞれの出力の計測値を取得する計測データ取得部と、
前記計測値に基づいて、前記複数の発電機のそれぞれが停止したか否かを判断する発電機停止判定部と、
前記発電機停止判定部によって前記複数の発電機のうち一部の発電機である第１の発電機が停止し、前記複数の発電機のうち前記第１の発電機以外の前記発電機である第２の発電機が運転を継続していると判定された場合に、前記蓄電池の放電量を増加させる充放電量決定部と、
を備えることを特徴とする蓄電池制御装置。
電力系統に接続される蓄電池を制御する蓄電池制御装置であって、
前記電力系統に接続される複数の発電機のそれぞれの出力の計測値を取得する計測データ取得部と、
前記計測値に基づいて、前記複数の発電機のそれぞれが停止したか否かを判断する発電機停止判定部と、
前記発電機停止判定部によって前記複数の発電機のうち一部の発電機である第１の発電機が停止したと判定された場合に、前記蓄電池の放電量を増加させる充放電量決定部と、
を備え、
前記発電機停止判定部は、前記第１の発電機の前記計測値が第１のしきい値未満であり、かつ、前記第１の発電機以外の前記複数の発電機である第２の発電機の前記計測値が第２のしきい値以上である場合に、前記第１の発電機が停止したと判断することを特徴とする蓄電池制御装置。
前記発電機停止判定部は、前記第１の発電機の前記計測値がしきい値以下でありかつ前記第１の発電機の前記計測値の単位時間当たりの減少量がレートしきい値以上である場合に、前記第１の発電機が停止したと判断することを特徴とする請求項１に記載の蓄電池制御装置。
前記複数の発電機のそれぞれは、前記複数の発電機の合計の出力が目標値に保たれるように出力を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電池制御装置。
電力系統に接続される蓄電池と、
前記蓄電池を制御する請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電池制御装置と、
を備えることを特徴とする蓄電池システム。