JPS6315821B2 - - Google Patents
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- JPS6315821B2 JPS6315821B2 JP56002678A JP267881A JPS6315821B2 JP S6315821 B2 JPS6315821 B2 JP S6315821B2 JP 56002678 A JP56002678 A JP 56002678A JP 267881 A JP267881 A JP 267881A JP S6315821 B2 JPS6315821 B2 JP S6315821B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電力貯蔵用電池を利用した電力系統の
周波数改善方式に関する。
周波数改善方式に関する。
近年、電源中に占める火力、原子力等の大規模
な汽力発電の比重が増加の一途にあるが、これら
汽力発電は定常的に定格出力運転に適しているた
め、夜間の余剰電力を貯え、昼間のピーク時に電
力を放出する負荷応答特性、部分負荷特性の優れ
た電力貯蔵設備が必要となつてくる。現在は揚水
発電がこの役割を果しているが、揚水発電所の立
地は必ずしも十分とはいえず、汽力発電の比重増
加にともなつて、揚水発電に匹敵する他の電力貯
蔵方式が求められている。このような電力貯蔵方
式の有力な代替案として、ナトリウム・硫黄電池
レドツクス・フロー電池等の電力貯蔵用電池が考
えられる。これら電池は、電池反応の特徴から負
荷速応性に優れ、部分負荷でも効率は低下せず、
過負荷にも耐えられる。したがつて、負荷応答特
性と部分負荷特性の悪い汽力発電設備を高効率の
定格で運用し、負荷変動を電池に負担させること
により、系統周波数の改善等を図り、系統全体の
効率を高めることが期待できる。また、電力貯蔵
用電池は、回転部分が少なく、燃焼を全くともな
わず汚染源がないので、都市近傍や都市内設置が
可能であり、遠隔地揚水発電方式に比し、送電損
失を減少できる。以上のような理由により、系統
周波数の改善方式として、電力貯蔵電池を利用す
ることは非常に有益である。
な汽力発電の比重が増加の一途にあるが、これら
汽力発電は定常的に定格出力運転に適しているた
め、夜間の余剰電力を貯え、昼間のピーク時に電
力を放出する負荷応答特性、部分負荷特性の優れ
た電力貯蔵設備が必要となつてくる。現在は揚水
発電がこの役割を果しているが、揚水発電所の立
地は必ずしも十分とはいえず、汽力発電の比重増
加にともなつて、揚水発電に匹敵する他の電力貯
蔵方式が求められている。このような電力貯蔵方
式の有力な代替案として、ナトリウム・硫黄電池
レドツクス・フロー電池等の電力貯蔵用電池が考
えられる。これら電池は、電池反応の特徴から負
荷速応性に優れ、部分負荷でも効率は低下せず、
過負荷にも耐えられる。したがつて、負荷応答特
性と部分負荷特性の悪い汽力発電設備を高効率の
定格で運用し、負荷変動を電池に負担させること
により、系統周波数の改善等を図り、系統全体の
効率を高めることが期待できる。また、電力貯蔵
用電池は、回転部分が少なく、燃焼を全くともな
わず汚染源がないので、都市近傍や都市内設置が
可能であり、遠隔地揚水発電方式に比し、送電損
失を減少できる。以上のような理由により、系統
周波数の改善方式として、電力貯蔵電池を利用す
ることは非常に有益である。
このような電力貯蔵用電池を利用した電力系統
周波数改善方式として第1図に示すようなものが
ある。すなわち周波数検出器2では、電力系統8
の系統周波数が検出され、周波数信号aとして出
力される。周波数信号aは周波数設定bとの偏差
をとられ、周波数改善指令cとして制御装置7に
入力される。制御装置7では、周波数改善指令c
はまず自動電力制御装置3に入力され、補償演算
をされた後、位相指令dとして位相制御回路4へ
出力される。位相制御回路4は、位相指令dを入
力され、ゲート指令eをゲート回路5に出力す
る。ゲート回路5は、ゲート指令eを入力されゲ
ートパルスfを交直順逆変換器1へ送る。交直順
逆変換器1はゲートパルスfを入力され、このゲ
ートパルスfに応じた、従つて結局は、周波数改
善指令cに応じた電力を電力系統8と電力貯蔵用
電池6との間でやり取りさせる。すなわち、電力
系統8の系統周波数が周波数設定bよりも高い場
合には、系統周波数と周波数設定bとの偏差に比
例した有効電力が電力系統8で余剰に存在してい
るから、電力系統8の余剰な交流電力を交直順逆
変換器1で直流電力に変換し、電力貯蔵用電池6
へ充電する。逆に系統周波数が周波数設定bより
低い場合には、電力系統8側で有効電力が欠乏し
ていることになるから、この欠乏分に相応した直
流電力を電力貯蔵用電池6から放電し、交直順逆
変換器1で交流電力に変換し、電力系統8に供給
する。電力貯蔵用電池6、交直順逆変換器1とも
速応性に優れているため、電力系統8の発電機に
よる周波数改善では十分応じられないような周期
の短い周波数変動に対しても速やかに応答し、周
波数変動を抑制することができる。
周波数改善方式として第1図に示すようなものが
ある。すなわち周波数検出器2では、電力系統8
の系統周波数が検出され、周波数信号aとして出
力される。周波数信号aは周波数設定bとの偏差
をとられ、周波数改善指令cとして制御装置7に
入力される。制御装置7では、周波数改善指令c
はまず自動電力制御装置3に入力され、補償演算
をされた後、位相指令dとして位相制御回路4へ
出力される。位相制御回路4は、位相指令dを入
力され、ゲート指令eをゲート回路5に出力す
る。ゲート回路5は、ゲート指令eを入力されゲ
ートパルスfを交直順逆変換器1へ送る。交直順
逆変換器1はゲートパルスfを入力され、このゲ
ートパルスfに応じた、従つて結局は、周波数改
善指令cに応じた電力を電力系統8と電力貯蔵用
電池6との間でやり取りさせる。すなわち、電力
系統8の系統周波数が周波数設定bよりも高い場
合には、系統周波数と周波数設定bとの偏差に比
例した有効電力が電力系統8で余剰に存在してい
るから、電力系統8の余剰な交流電力を交直順逆
変換器1で直流電力に変換し、電力貯蔵用電池6
へ充電する。逆に系統周波数が周波数設定bより
低い場合には、電力系統8側で有効電力が欠乏し
ていることになるから、この欠乏分に相応した直
流電力を電力貯蔵用電池6から放電し、交直順逆
変換器1で交流電力に変換し、電力系統8に供給
する。電力貯蔵用電池6、交直順逆変換器1とも
速応性に優れているため、電力系統8の発電機に
よる周波数改善では十分応じられないような周期
の短い周波数変動に対しても速やかに応答し、周
波数変動を抑制することができる。
しかし、以上に述べた第1図の方式には次のよ
うな欠点がある。以下にその欠点を第2図を用い
て説明する。一般に、交直順逆変換器1としては
サイリスタ変換器を用いるが、サイリスタ変換器
には制御上の問題として点弧角の制限があり、小
電力の変換に限界がある。すなわち、第2図に示
すように位相指令dがdml<d<dplの範では、
サイリスタが転流失敗する懸念があり、したがつ
て変換電力PがPml<P<Pplの範囲では電力変
換制御が不能となる。このため、第1図に示した
方式では、周波数設定bの近辺での細かな系統周
波数改善ができない。
うな欠点がある。以下にその欠点を第2図を用い
て説明する。一般に、交直順逆変換器1としては
サイリスタ変換器を用いるが、サイリスタ変換器
には制御上の問題として点弧角の制限があり、小
電力の変換に限界がある。すなわち、第2図に示
すように位相指令dがdml<d<dplの範では、
サイリスタが転流失敗する懸念があり、したがつ
て変換電力PがPml<P<Pplの範囲では電力変
換制御が不能となる。このため、第1図に示した
方式では、周波数設定bの近辺での細かな系統周
波数改善ができない。
本発明の目的は電力系統と交直順逆変換器を介
して接続された電力貯蔵用電池に並列に直流負荷
系を接続し、この直流負荷系には電力貯蔵用電池
から電力を供給するようになし、電力系統と電力
貯蔵用電池側との電力変換が常に順変換領域で行
われ、かつ変直順逆変換器の制御不能帯以上で制
御するようにした周波数改善方式を得るにある。
して接続された電力貯蔵用電池に並列に直流負荷
系を接続し、この直流負荷系には電力貯蔵用電池
から電力を供給するようになし、電力系統と電力
貯蔵用電池側との電力変換が常に順変換領域で行
われ、かつ変直順逆変換器の制御不能帯以上で制
御するようにした周波数改善方式を得るにある。
以下、第3図および第4図を用いて本発明を説
明する。第3図は本発明の一実施例を示す構成図
である。本発明の要点は電力貯蔵用電池6と並列
に直流負荷系9が接続されている点と、第1図の
方式で交直順逆変換器1を使用していたのに対し
て、より構成の簡単な交直順変換器10を使用し
ている点と、周波数信号aと周波数設定bとの偏
差が調整ゲイン11で重み係数を掛けられ、更に
電力設定hだけバイアスをかけられる構成になつ
ている点である。
明する。第3図は本発明の一実施例を示す構成図
である。本発明の要点は電力貯蔵用電池6と並列
に直流負荷系9が接続されている点と、第1図の
方式で交直順逆変換器1を使用していたのに対し
て、より構成の簡単な交直順変換器10を使用し
ている点と、周波数信号aと周波数設定bとの偏
差が調整ゲイン11で重み係数を掛けられ、更に
電力設定hだけバイアスをかけられる構成になつ
ている点である。
本発明の直流負荷系9としては、比較的大容量
の直流負荷である電気鉄道、圧延ミル、電気炉等
である。第3図に示した本発明の一実施例では、
一般的な直流負荷系として直流負荷15の電圧を
電圧検出器16で検出し、電圧検出器16の出力
mと電圧設定lの偏差nが零になるようチヨツパ
制御装置13でチヨツパ14を制御するような直
流負荷系であるが、直流負荷系9は必ずしもこの
構成に規定されない。また、第3図では電力貯蔵
用電池6に並列に接続された直流負荷系9は単一
となつているが、直流負荷系9は複数であつても
かまわない。
の直流負荷である電気鉄道、圧延ミル、電気炉等
である。第3図に示した本発明の一実施例では、
一般的な直流負荷系として直流負荷15の電圧を
電圧検出器16で検出し、電圧検出器16の出力
mと電圧設定lの偏差nが零になるようチヨツパ
制御装置13でチヨツパ14を制御するような直
流負荷系であるが、直流負荷系9は必ずしもこの
構成に規定されない。また、第3図では電力貯蔵
用電池6に並列に接続された直流負荷系9は単一
となつているが、直流負荷系9は複数であつても
かまわない。
次に第3図に示した本発明の一実施例の作用に
ついて説明する。電力系統8から系統周波数が周
波数検出器2で検出され、周波数信号aとして出
力される。周波数信号aは周波数設定bとの偏差
をとられ、周波数偏差信号gとして調整ゲイン1
1へ入力される。調整ゲイン11は周波数偏差信
号gを入力され、この周波数偏差信号gに重み係
数を乗じ、偏差信号iとして出力する。偏差信号
iは電力設定hを加えられ、周波数改善指令cと
して制御装置7に入力される。制御装置7では第
1図に示した従来例と同様の過程を踏んでゲート
パルスfを交直順変換器10へ出力する。交直順
変換器10はゲートパルスfを入力され、ゲート
パルスfに応じて電力系統8側の交流電力を直流
電力に変換して電力貯蔵用電池6および直流負荷
系9よりなる直流系へ供給する。
ついて説明する。電力系統8から系統周波数が周
波数検出器2で検出され、周波数信号aとして出
力される。周波数信号aは周波数設定bとの偏差
をとられ、周波数偏差信号gとして調整ゲイン1
1へ入力される。調整ゲイン11は周波数偏差信
号gを入力され、この周波数偏差信号gに重み係
数を乗じ、偏差信号iとして出力する。偏差信号
iは電力設定hを加えられ、周波数改善指令cと
して制御装置7に入力される。制御装置7では第
1図に示した従来例と同様の過程を踏んでゲート
パルスfを交直順変換器10へ出力する。交直順
変換器10はゲートパルスfを入力され、ゲート
パルスfに応じて電力系統8側の交流電力を直流
電力に変換して電力貯蔵用電池6および直流負荷
系9よりなる直流系へ供給する。
以上の第3図で示す本発明の説明の中で、調整
ゲイン11で周波数偏差信号gに乗ぜられる重み
係数は、電力系統8の電力容量や、本発明の系統
周波数改善系12の他に複数存在する本発明と同
様なあるいは異なつた系統周波数改善系(図示せ
ず)の吸収あるいは放出可能な有効電力量の総量
や、本発明の系統周波数改善系12での電力貯蔵
用電池6の容量、直流負荷系9の負荷容量等で決
まる係数で、各々の電力系統周波数改善系が、電
力系統8の周波数変動で生ずる全有効電力変動の
どれ程の割合を負担するかを規定する。また、変
動有効電力の分担を複数の電力系統周波数改善系
間で最適にするよう、前記重み係数は可変である
としてもよい。また周波数の変動により電力の変
動を検出するようにしたが、直接電力の変動を検
出するようにしてもよい。
ゲイン11で周波数偏差信号gに乗ぜられる重み
係数は、電力系統8の電力容量や、本発明の系統
周波数改善系12の他に複数存在する本発明と同
様なあるいは異なつた系統周波数改善系(図示せ
ず)の吸収あるいは放出可能な有効電力量の総量
や、本発明の系統周波数改善系12での電力貯蔵
用電池6の容量、直流負荷系9の負荷容量等で決
まる係数で、各々の電力系統周波数改善系が、電
力系統8の周波数変動で生ずる全有効電力変動の
どれ程の割合を負担するかを規定する。また、変
動有効電力の分担を複数の電力系統周波数改善系
間で最適にするよう、前記重み係数は可変である
としてもよい。また周波数の変動により電力の変
動を検出するようにしたが、直接電力の変動を検
出するようにしてもよい。
次に第4図を用いて、第3図で示した本発明の
一実施例の動作を以下に説明する。第4図で、P
は位相指令dに応じて交直順変換器10で電力系
統8側から電力貯蔵用電池6と直流負荷系9より
なる直流系へ供給される有効電力量を示す。仮に
電力系統8で周波数変動が全くない場合には、偏
差信号iの値は零となるから電力設定hに相応し
たPrefだけの有効電力が前記直流系に電力系統8
から供給される。次に電力系統8の周波数が周波
数設定bより上がつた場合には偏差信号iの値は
正となり、偏差信号iと電力設定hの和に相応し
た有効電力としてPhが電力系統8から前記直流
系へ供給される。逆に電力系統8の周波数が周波
数設定bより下がつた場合には偏差信号iの値は
負となり、有効電力Plが電力系統8から前記直流
系へ供給される。以上の説明で、Ph−Pref、
Pref−Plはそれぞれ電力系統8の周波数変動で生
じた電力系統8の有効電力の余剰分、欠乏分に比
例する。この比例の割合は第3図の説明で示した
ように調整ゲイン11で周波数偏差iに乗ぜられ
る重み係数によつて決まる。したがつて、本発明
の系統周波数改善系12および他の本発明と同様
なまたは異なつた複数の系統周波数改善系(図示
せず)の組合わせで電力系統8の有効電力変動の
補償を行う。
一実施例の動作を以下に説明する。第4図で、P
は位相指令dに応じて交直順変換器10で電力系
統8側から電力貯蔵用電池6と直流負荷系9より
なる直流系へ供給される有効電力量を示す。仮に
電力系統8で周波数変動が全くない場合には、偏
差信号iの値は零となるから電力設定hに相応し
たPrefだけの有効電力が前記直流系に電力系統8
から供給される。次に電力系統8の周波数が周波
数設定bより上がつた場合には偏差信号iの値は
正となり、偏差信号iと電力設定hの和に相応し
た有効電力としてPhが電力系統8から前記直流
系へ供給される。逆に電力系統8の周波数が周波
数設定bより下がつた場合には偏差信号iの値は
負となり、有効電力Plが電力系統8から前記直流
系へ供給される。以上の説明で、Ph−Pref、
Pref−Plはそれぞれ電力系統8の周波数変動で生
じた電力系統8の有効電力の余剰分、欠乏分に比
例する。この比例の割合は第3図の説明で示した
ように調整ゲイン11で周波数偏差iに乗ぜられ
る重み係数によつて決まる。したがつて、本発明
の系統周波数改善系12および他の本発明と同様
なまたは異なつた複数の系統周波数改善系(図示
せず)の組合わせで電力系統8の有効電力変動の
補償を行う。
次に直流負荷系9で必要な有効電力をPloadと
し、このPloadが変動し、かつPも電力系統8の
周波数変動に従つて変動した場合の前記直流系の
動作について説明する。このとき前記直流系へ電
力系統8から供給された有効電力PとPloadとの
差P−Ploadが正または零であれば、このP−
Ploadの有効電圧は電力貯蔵用電池6に充電さ
れ、Ploadの有効電力が直流負荷系9へ供給され
る。またP−Ploadが負の場合には|P−Pload
|の有効電力貯蔵用電池6から放電され、やはり
Ploadの有効電力が直流負荷系9へ供給される。
この際、Ploadが短い周期で変動しても、電力貯
蔵用電池6は負荷応答性が速いので、Ploadの変
動を吸収し、電力系統8に変動の影響を与えな
い。
し、このPloadが変動し、かつPも電力系統8の
周波数変動に従つて変動した場合の前記直流系の
動作について説明する。このとき前記直流系へ電
力系統8から供給された有効電力PとPloadとの
差P−Ploadが正または零であれば、このP−
Ploadの有効電圧は電力貯蔵用電池6に充電さ
れ、Ploadの有効電力が直流負荷系9へ供給され
る。またP−Ploadが負の場合には|P−Pload
|の有効電力貯蔵用電池6から放電され、やはり
Ploadの有効電力が直流負荷系9へ供給される。
この際、Ploadが短い周期で変動しても、電力貯
蔵用電池6は負荷応答性が速いので、Ploadの変
動を吸収し、電力系統8に変動の影響を与えな
い。
また、もともと、直流負荷系9の負荷容量はか
なり大きいので前記直流系へ電力系統8から供給
される有効電力もかなり大きくすることが可能で
ある。したがつて、電力系統8の周波数低下があ
つても、Plが電力制御不能限界Pplまでは落ちな
いようにPrefを設定しておけば、電力変換は常に
順変換領域で行ないかつ電力制御不能限界Pplを
超える領域で行うことが可能である。
なり大きいので前記直流系へ電力系統8から供給
される有効電力もかなり大きくすることが可能で
ある。したがつて、電力系統8の周波数低下があ
つても、Plが電力制御不能限界Pplまでは落ちな
いようにPrefを設定しておけば、電力変換は常に
順変換領域で行ないかつ電力制御不能限界Pplを
超える領域で行うことが可能である。
以上のように本発明によれば、電力貯蔵用電池
6の負荷応答特性がよいことにより、直流負荷系
9の負荷変動の平坦化が可能であり、かつ交直変
換器として、交直順逆変換器1より構成の簡単な
交直順変換器10を使うことができ、更に電力貯
蔵用電池6の電池化学反応の特性からくる応答の
速い電力系統周波数改善が可能となり、その効果
は大である。
6の負荷応答特性がよいことにより、直流負荷系
9の負荷変動の平坦化が可能であり、かつ交直変
換器として、交直順逆変換器1より構成の簡単な
交直順変換器10を使うことができ、更に電力貯
蔵用電池6の電池化学反応の特性からくる応答の
速い電力系統周波数改善が可能となり、その効果
は大である。
第1図は、電力貯蔵用電池を用いた従来の電力
系統周波数改善方式の一般的構成例を示すブロツ
ク図、第2図は、第1図に示した方式の殖順逆変
換器の動作を示す説明図、第3図は本発明の電力
系統周波数改善方式の一実施例を示すブロツク
図、第4図は本発明の順変換器の動作を示す説明
図である。 1……交直順逆変換器、2……周波数検出器、
3……自動電力制御装置、4……位相制御回路、
5……ゲート回路、6……電力貯蔵用電池、7…
…制御装置、8……電力系統、9……直流負荷
系、10……交直順変換器、11……調整ゲイ
ン、12……系統周波数改善系、13……チヨツ
パ制御装置、14……チヨツパ、15……直流負
荷、16……電圧検出器。
系統周波数改善方式の一般的構成例を示すブロツ
ク図、第2図は、第1図に示した方式の殖順逆変
換器の動作を示す説明図、第3図は本発明の電力
系統周波数改善方式の一実施例を示すブロツク
図、第4図は本発明の順変換器の動作を示す説明
図である。 1……交直順逆変換器、2……周波数検出器、
3……自動電力制御装置、4……位相制御回路、
5……ゲート回路、6……電力貯蔵用電池、7…
…制御装置、8……電力系統、9……直流負荷
系、10……交直順変換器、11……調整ゲイ
ン、12……系統周波数改善系、13……チヨツ
パ制御装置、14……チヨツパ、15……直流負
荷、16……電圧検出器。
Claims (1)
- 1 電力系統から交流直流変換器を介して電力を
蓄積する電力貯蔵用電池と、この電力貯蔵用電池
に接続され常時は前記交流直流変換器を介して前
記電力系統から供給される電力を消費する直流負
荷系と、前記電力系統から供給される電力量を制
御する制御装置とを有し、前記電力系統の周波数
が基準周波数より大のときはその偏差分に相当す
る電力量だけ前記電力貯蔵用電池に蓄積し、前記
周波数が前記基準周波数より小のときはその偏差
分に相当する電力量だけ前記電力系統からの受電
を減じ、その減じた電力量を前記電力貯蔵用電池
から前記直流負荷へ供給するようにした周波数改
善方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56002678A JPS57116550A (en) | 1981-01-13 | 1981-01-13 | Frequency improving system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56002678A JPS57116550A (en) | 1981-01-13 | 1981-01-13 | Frequency improving system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57116550A JPS57116550A (en) | 1982-07-20 |
| JPS6315821B2 true JPS6315821B2 (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=11535957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56002678A Granted JPS57116550A (en) | 1981-01-13 | 1981-01-13 | Frequency improving system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57116550A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3311299A1 (de) * | 1983-03-28 | 1984-10-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren und vorrichtung zum stabilisieren von frequenz und spannung eines aus einem antriebsaggregat gespeisten netzes |
| JP4155674B2 (ja) * | 1999-07-22 | 2008-09-24 | 関西電力株式会社 | 二次電池を含む電力系統の周波数制御装置 |
| EP2515408B1 (en) | 2009-12-15 | 2017-08-16 | NGK Insulators, Ltd. | Control device for secondary battery, and control method for secondary battery |
-
1981
- 1981-01-13 JP JP56002678A patent/JPS57116550A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57116550A (en) | 1982-07-20 |
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