技術 電源制御装置、電源装置、電源制御方法及び制御プログラム

0001

本発明は、複数の電源装置を含む自立系統において周波数を一定に保つために各電源装置を制御する電源制御装置等に関する。

0002

従来、商用系統（商用の電力系統）から電力供給を受けない自立系統において、複数の発電装置を制御して負荷に電力を供給する技術が知られている。例えば、特許文献１では、周波数や電圧の出力値が所定値になるように運転する一の発電装置と、当該一の発電装置の負担を軽減する他の発電装置とが接続された系統において系統の外乱の発生を当該他の発電装置の自端で検出し、ドループ特性（垂下特性）の傾きに応じた運転点に収束するまで、当該他の発電装置の出力を自律的に制御する方法を開示している。これにより、電源システムの安定性を維持し得る。

0003

特開２０１１−６７０７８号公報

0004

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、当該一の発電装置と他の発電装置それぞれのドループ特性に応じて出力配分がなされるため、必ずしも適切に出力の配分ができるものではない。また、給電システムにおいて各発電装置への出力に係る指令値を配分しても、総出力が小さい場合には配分の効果が小さくて、あまり有用ではない。

0005

そこで、本発明は、複数の電源装置を含む自立系統において周波数を一定に保つために各電源装置の出力の制御を適切に行う電源制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、その電源制御装置により制御される電源装置、複数の電源装置を含む自立系統において周波数を一定に保つために各電源装置の出力の制御を適切に行う電源制御方法、及び、各電源装置の出力の制御を適切に行わせるために電源制御装置において用いられる制御プログラムを提供することを目的とする。

0006

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る電源制御装置は、自立系統における複数の電源装置それぞれを制御する電源制御装置であって、前記自立系統の周波数を取得する周波数取得部と、前記周波数の変動を抑えるのに必要な前記複数の電源装置における総出力電力を算出する電力算出部と、前記複数の電源装置それぞれから、当該電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報を少なくとも含む電源情報を取得する電源情報取得部と、前記電源情報を参照して、前記複数の電源装置においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値と負荷周波数制御の指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う判定部と、前記判定部により前記第１出力値が前記第２出力値より大きいと判定された場合に、前記複数の電源装置それぞれに対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する垂下曲線決定部と、前記判定部により前記第２出力値が前記第１出力値より大きいと判定された場合に、前記複数の電源装置それぞれに対する負荷周波数制御の指令に係る指令電力を、前記電源情報と前記電力算出部により算出された前記総出力電力とに基づいて決定する指令電力決定部と、前記垂下曲線及び前記指令電力を、前記複数の電源装置に通知する通知部とを備える。

0007

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る電源装置は、上述の電源制御装置によって制御される電源装置であって、前記自立系統の周波数を取得する周波数取得部と、前記電源制御装置から、垂下曲線及び指令電力を取得する取得部と、前記周波数の変動を抑えるのに必要な出力電力を、当該電源装置における前記周波数取得部により取得された前記周波数と前記取得部により取得された前記垂下曲線とから算出する電力算出部と、当該電源装置における前記電力算出部により算出された前記出力電力と前記取得部により取得された前記指令電力とに基づいて算出した有効電力を示す有効電力指令により当該電源装置からの出力を制御する制御部と、前記電力算出部により算出された、当該電源装置においてガバナー制御により出力される前記出力電力に関する情報と、前記取得部により取得された前記指令電力に基づいて当該電源装置において負荷周波数制御の指令に応じて出力される出力電力に関する情報と、当該電源装置における電源の特性を示す電源特性情報とを含む前記電源情報を、前記電源制御装置に通知する通知部とを備える。

0008

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る電源制御方法は、自立系統における複数の電源装置それぞれを制御する電源制御方法であって、前記自立系統の周波数を取得する周波数取得ステップと、前記周波数の変動を抑えるのに必要な前記複数の電源装置における総出力電力を算出する電力算出ステップと、前記複数の電源装置それぞれから、当該電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報を少なくとも含む電源情報を取得する電源情報取得ステップと、前記電源情報を参照して、前記複数の電源装置においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値と負荷周波数制御の指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う判定ステップと、前記判定ステップで前記第１出力値が前記第２出力値より大きいと判定された場合に、前記複数の電源装置それぞれに対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する垂下曲線決定ステップと、前記判定ステップで前記第２出力値が前記第１出力値より大きいと判定された場合に、前記複数の電源装置それぞれに対する負荷周波数制御の指令に係る指令電力を、前記電源情報と前記電力算出ステップで算出された前記総出力電力とに基づいて決定する指令電力決定ステップと、前記垂下曲線を前記複数の電源装置に通知する垂下曲線通知ステップと、前記指令電力を前記複数の電源装置に通知する指令電力通知ステップとを含む。

0009

また、上記目的を達成するために本発明の一態様に係るプログラムは、マイクロプロセッサを備えて複数の電源装置を含む自立系統における各電源装置の出力を制御する電源制御装置に、電源制御処理を実行させるための制御プログラムであって、前記電源制御処理は、前記自立系統の周波数を取得する周波数取得ステップと、前記周波数の変動を抑えるのに必要な前記複数の電源装置における総出力電力を算出する電力算出ステップと、前記複数の電源装置それぞれから、当該電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報を少なくとも含む電源情報を取得する電源情報取得ステップと、前記電源情報を参照して、前記複数の電源装置においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値と負荷周波数制御の指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う判定ステップと、前記判定ステップで前記第１出力値が前記第２出力値より大きいと判定された場合に、前記複数の電源装置それぞれに対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する垂下曲線決定ステップと、前記判定ステップで前記第２出力値が前記第１出力値より大きいと判定された場合に、前記複数の電源装置それぞれに対する負荷周波数制御の指令に係る指令電力を、前記電源情報と前記電力算出ステップで算出された前記総出力電力とに基づいて決定する指令電力決定ステップと、前記垂下曲線を前記複数の電源装置に通知する垂下曲線通知ステップと、前記指令電力を前記複数の電源装置に通知する指令電力通知ステップとを含む。

0010

本発明によれば、複数の電源装置を含む自立系統において周波数を一定に保つために各電源装置の出力を適切に制御することができる。

0011

実施の形態１に係る給電システムの概略構成を示す図である。
電源制御装置の機能ブロック図である。
垂下特性に係る垂下曲線の一例を示す図である。
電源装置の機能ブロック図である。
電源制御装置における負荷周波数制御（ＬＦＣ）処理の一例を示すフローチャートである。
電源制御装置における制御用情報決定処理の一例を示すフローチャートである。
他の実施の形態（変形例１）に係る給電システムの概略構成を示す図である。
他の実施の形態（変形例２）に係る給電システムの概略構成を示す図である。

0012

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意に付加可能な構成要素である。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。

0013

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施形態に係る給電システムについて説明する。

0014

（構成）
図１は、本実施の形態に係る給電システム１０の概略構成を示す図である。

0015

給電システム１０は、複数の電源装置を含み、商用系統から電力供給を受けない自立系統である。給電システム１０は、系統周波数を一定に保つようにガバナー制御及び負荷周波数制御（ＬＦＣ：Load Frequency Control）により複数の電源装置の出力を適切に調整する。

0016

図１に示すように給電システム１０は、電力源１０１と、電力変換装置（パワーコンディショナー）１０２と、発電装置１１０と、負荷１２０と、電源制御装置２００とを備える。電力変換装置１０２及び発電装置１１０は、電力線１３０を介して、電力需要を有する負荷１２０に対して電力を供給する。電力変換装置１０２及び発電装置１１０を制御する電源制御装置２００は、電力線１３０と接続されており、また、電力変換装置１０２及び発電装置１１０と、制御に係る情報の授受を行うために通信線１４０で接続されている。図１で電力線１３０に接続されている負荷１２０を１つ示しているが、負荷１２０の個数はいくつでもよく、また、電源装置（電力変換装置１０２、或いは、発電装置１１０）も何台存在してもよい。なお、電力変換装置１０２は、接続されている１つ以上の電力源１０１と一体となって電源装置として機能し得るが、ここでは出力電力の制御を行う単位として１台の電力変換装置１０２を１台の電源装置であることとして説明する。従って、図１の例では電源装置は、電力変換装置１０２及び発電装置１１０の合計２台存在する。

0017

電力源１０１は、例えば、再生可能エネルギー電源であり、具体例としては、太陽光発電のための太陽電池パネル等である。なお、再生可能エネルギー電源は、再生可能エネルギーのうち太陽光以外のもの（例えば風力、波力、潮力、水力、地熱、バイオマス等）を用いる電源であってもよい。また、電力源１０１は、例えば鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池であってもよい。さらに、複数の電力源１０１が電力変換装置１０２に接続されてもよい。

0018

電力変換装置１０２は、電力源１０１と接続され、直流電力と交流電力との変換等を行う装置である。電力変換装置１０２は、例えば電力源１０１として太陽電池パネル及び蓄電池が接続されている場合に、太陽電池パネルからの電力を蓄電池に充電して必要時に放電させる等の充放電制御を行い得る。

0019

発電装置１１０は、例えばディーゼル発電機、ガスエンジン発電機等といった同期発電機である。

0020

電源装置である電力変換装置１０２及び発電装置１１０は、電源制御装置２００によるＬＦＣの指令に応じて出力電力を制御する機能を有する。ＬＦＣは、概ね数分から十数分の需要変動を吸収して系統の周波数を一定に保つための制御である。また、電源装置である電力変換装置１０２及び発電装置１１０は、ガバナー制御を行う機能を有する。ガバナー制御は、概ね、ＬＦＣより短い、例えば１分以下等といった比較的短期の電力需要の変動に対応して同期発電機の回転数を維持するように出力を変化させる制御、又は、これを仮想的に模擬した制御である。

0021

負荷１２０は、電力を使用する電気機器であり、例えば照明機器、空調機器、テレビジョン受信装置、冷蔵庫、電磁調理器、電気自動車の充電装置等である。

0022

電源制御装置２００は、電源装置である電力変換装置１０２及び発電装置１１０それぞれの出力を制御する。電源制御装置２００は、例えばプロセッサ（マイクロプロセッサ）、メモリ、通信回路等の電子回路により構成される情報処理装置（コンピュータ）であり、メモリに格納された制御プログラムをプロセッサで実行することにより、電源制御処理を実行する。

0023

以下、電源制御装置２００の具体的な構成について説明する。

0024

図２は、電源制御装置２００の機能ブロック図である。電源制御装置２００は、各電源装置の出力を適切に制御する機能等を実現するために、図２に示すように周波数取得部２１０、電力算出部２２０、電源情報取得部２３０、判定部２４０、指令電力決定部２５０、垂下曲線決定部２６０、及び、通知部２７０を備える。これらの構成要素は、例えば電源制御処理に係る制御プログラムを実行するプロセッサ、通信回路等の電子回路により実現される。

0025

周波数取得部２１０は、給電システム１０である自立系統の周波数を取得する。具体的には、周波数取得部２１０は、電圧源として動作している電力変換装置１０２若しくは発電装置１１０、又はそれら両方の出力電圧の周波数を取得して、その周波数を電力算出部２２０に伝達する。周波数取得部２１０は、例えば数秒程度の周期で繰り返し周波数を測定することで、周波数の取得を行い得る。

0026

電力算出部２２０は、周波数取得部２１０から伝達された周波数に基づいて、自立系統の周波数の変動を抑えるのに必要な複数の電源装置における総出力電力を算出する。具体的には電力算出部２２０は、周波数取得部２１０から伝達された周波数と目標周波数（一定に保つべき周波数）とに基づき、その偏差を打ち消すために電力変換装置１０２及び発電装置１１０それぞれの出力電力を総合したものに相当する総出力電力を算出する。電力算出部２２０は、例えば、（総出力電力）＝−α×（（周波数取得部２１０から伝達された周波数）−（目標周波数））により、総出力電力を算出する。電力算出部２２０は、例えば、数秒程度の周期で総出力電力の算出を行い、総出力電力を指令電力決定部２５０に伝達する。

0027

電源情報取得部２３０は、各電源装置（電力変換装置１０２及び発電装置１１０のそれぞれ）から、その電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報（第１出力情報）を少なくとも含む電源情報を取得する。電源情報取得部２３０は、取得した電源情報を判定部２４０に伝達する。電源装置の電源情報は、ガバナー制御で出力される出力電力に関する情報を含み、その他に例えば、その電源装置における電源の特性を示す電源特性情報を含む。例えば電力変換装置１０２についての電源情報に係る電源特性情報は、接続されている電力源１０１の定格等の情報の他に、蓄電池である電力源１０１と接続されている場合にはＳＯＨ（State Of Health）、ＳＯＣ（State Of Charge）等の変化し得る情報を含んでもよい。また、電源装置の電源情報は、その電源装置においてＬＦＣの指令に応じて出力される出力電力に関する情報（第２出力情報）を含んでもよい。電源制御装置２００は、送信したＬＦＣの指令を、記憶しておくことで、必ずしも電源装置から取得する必要はない。ここでは、電源情報が、第１出力情報、第２出力情報及び電源特性情報を含んでいるものとして説明する。電源情報取得部２３０による電源情報の取得は、例えば５分から１０分程度の周期で繰り返し行われる。

0028

判定部２４０は、電源情報を参照して複数の電源装置（電力変換装置１０２及び発電装置１１０）においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値と、ＬＦＣの指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う。第１出力値及び第２出力値は、所定期間の積算値であってもよいし、瞬時値であってもよい。判定部２４０は、第１出力値を、複数の電源装置から取得した電源情報における第１出力情報に基づいて特定する。判定部２４０は、第２出力値を、その複数の電源装置から取得した電源情報における第２出力情報に基づいて特定する。判定部２４０は、特定した第１出力値と特定した第２出力値との比較により判定（つまり大小関係の判定）を行う。判定部２４０によるこの判定は、例えば５分から１０分程度の周期で繰り返し行われる。判定部２４０は判定を、繰り返し発生する所定タイミング毎に（例えば５分から１０分程度の周期で）行い、所定タイミングにおいて第１出力値及び第２出力値の少なくとも一方を特定できない場合には、第２出力値が第１出力値より大きいと看做して判定を行う。判定部２４０は判定結果を指令電力決定部２５０及び垂下曲線決定部２６０に伝達する。

0029

指令電力決定部２５０は、判定部２４０により第２出力値（ＬＦＣの指令に応じて出力された出力電力の値）が第１出力値（ガバナー制御により出力された出力電力の値）より大きいと判定された場合に、各電源装置に対するＬＦＣの指令に係る指令電力を、電源情報と電力算出部２２０により算出された総出力電力とに基づいて決定する。指令電力決定部２５０は、詳細には、係数算出部２５１と配分部２５２とを有する。

0030

係数算出部２５１は、判定部２４０により第２出力値が第１出力値より大きいと判定された場合に、電力算出部２２０により算出された総出力電力の各電源装置への配分比を表す電源装置毎についての係数を、電源特性情報に基づいて算出する。電源特性情報（例えばＳＯＨ、ＳＯＣ等）に基づく係数の算出について、係数算出部２５１は、例えば複数の電源装置（電力変換装置１０２及び発電装置１１０）の運用が経済的に最適となるように算出する。複数の電源装置の運用が経済的に最適になることの一例は、複数の電源装置の経済的価値が最大となることである。係数算出部２５１は、算出した係数を配分部２５２に伝達する。係数算出部２５１は、例えば係数の算出を周期的（例えば略一定時間毎）に実行する。

0031

配分部２５２は、各電源装置に対するＬＦＣの指令に係る指令電力を、電力算出部２２０により算出された総出力電力と係数算出部２５１により算出されたその電源装置についての係数とに基づいて決定する。配分部２５２は、例えば、各電源装置に対する指令電力の決定を周期的（例えば略一定時間毎）に実行する。例えば、配分部２５２による指令電力の決定の実行周期は、係数算出部２５１による係数の算出の実行周期より短く、指令電力の決定は、最後に算出された係数に基づいて実行される。これにより、指令電力の算出時間を短くすることができる。配分部２５２は、決定した指令電力を通知部２７０に伝達する。

0032

垂下曲線決定部２６０は、判定部２４０により、第１出力値が第２出力値より大きいと判定された場合に、各電源装置に対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する。この垂下曲線は、周波数と電力との関係を規定する曲線（周波数と電力との２次元座標系において基本的な一例としては一定の傾きを有する直線）である。図３に、一例としての垂下特性に係る垂下曲線Ｃを示す。例えば垂下曲線決定部２６０は、オフセット値（例えば一定の傾きを有する直線の定数項）を決定することで、垂下曲線を決定し得る。なお、垂下曲線決定部２６０は、垂下曲線の決定において、例えば一定の傾きを有する直線のその傾きを変動させ得ることとしてもよいし、垂下曲線は、直線ではない曲線であってもよく、この場合に曲線そのもの（例えば曲線に対応する多項式の各項の係数等）を決定してもよい。垂下曲線決定部２６０は、決定した垂下曲線を通知部２７０に伝達する。

0033

通知部２７０は、垂下曲線決定部２６０から各電源装置についての垂下曲線が伝達されるとその各垂下曲線を、各電源装置に通知（送信）し、また、配分部２５２から各電源装置についての指令電力が伝達されるとその各指令電力を、各電源装置に通知（送信）する。

0034

以下、電源制御装置２００によって制御される電源装置の具体的な構成について説明する。ここでは、電源装置として主に電力変換装置１０２を例として説明する。電力変換装置１０２は、直流電力と交流電力との変換を行う構成の他に通信回路、出力電力を調整するための制御回路等の電子回路を含む。

0035

図４は、電源装置（例えば電力変換装置１０２）の機能ブロック図である。電力変換装置１０２等の電源装置は、周波数の変動を抑制すべく出力電力を調整する機能等を実現するために、図４に示すように、周波数取得部５０１、取得部５０２、電力算出部５０３、制御部５０４、及び、通知部５０５を備える。なお、電力変換装置１０２以外の電源装置（例えば発電装置１１０）においても同様に、図４に示す構成を備える。

0036

周波数取得部５０１は、電力線１３０について周波数を測定することで自立系統の周波数を取得してその周波数を電力算出部５０３に伝達する。

0037

取得部５０２は、電源制御装置２００から垂下曲線を受信することで取得して、その垂下曲線を電力算出部５０３に伝達する。また、取得部５０２は、電源制御装置２００から指令電力を受信することで取得して、その指令電力を制御部５０４に伝達する。

0038

電力算出部５０３は、ガバナー制御により自立系統の周波数の変動を抑えるのに必要な出力電力を、周波数取得部５０１から伝達された周波数と取得部５０２から伝達された垂下曲線とから算出する。

0039

制御部５０４は、電力算出部５０３が算出した出力電力と、取得部５０２から伝達された指令電力とに基づいて有効電力を算出し、算出した有効電力を示す有効電力指令により、直流電力と交流電力との変換による電力変換装置１０２からの出力を、制御する。制御部５０４は有効電力の算出を、例えば略一定周期の算出タイミングで行う。また、制御部５０４は有効電力の算出を、例えば、逐次、電力算出部５０３が算出した出力電力と取得部５０２が取得した指令電力とを加算することによって行う。これにより、有効電力は、出力電力と指令電力との和、或いは、その和に何らかの演算結果等を加えたものとなる。制御部５０４は、有効電力の算出の際に取得部５０２が一定時間内（つまり算出タイミングの一定時間前から算出タイミングまで）に指令電力を取得できていない場合には、電力算出部５０３が算出した出力電力を有効電力であると見做してその算出を行う。

0040

通知部５０５は、制御部５０４から情報を取得することにより、電源情報を電源制御装置２００に通知（送信）する。この電源情報は、例えば、電力算出部５０３により算出された、ガバナー制御により電力変換装置１０２から出力される出力電力に関する情報と、取得部５０２により取得された指令電力に基づいて電力変換装置１０２からＬＦＣの指令に応じて出力される出力電力に関する情報と、電力変換装置１０２における電源（電力源１０１）の特性を示す電源特性情報とを含む。

0041

（動作）
以下、上述の構成を備える給電システム１０の動作例について、電源制御装置２００の動作を中心に説明する。

0042

図５は、電源制御装置２００における負荷周波数制御（ＬＦＣ）処理の一例を示すフローチャートである。以下、同図に即してＬＦＣ処理を説明する。

0043

電源制御装置２００は、周波数取得部２１０により、自立系統の周波数を取得する（ステップＳ３０１）。

0044

次に、電源制御装置２００は、取得した周波数に基づいて、電力算出部２２０で、自立系統の周波数の変動を抑えるのに必要な複数の電源装置における総出力電力を算出する（ステップＳ３０２）。

0045

次に、電源制御装置２００は、指令電力決定部２５０で、各電源装置に対するＬＦＣの指令に係る指令電力を、電源情報取得部２３０で得られた電源情報と総出力電力とに基づいて決定する（ステップＳ３０３）。

0046

そして、電源制御装置２００は、指令電力決定部２５０（具体的には配分部２５２）により各指令電力が決定された場合においては通知部２７０によりその各指令電力を各電源装置に通知する（ステップＳ３０４）。指令電力の通知を受けた各電源装置、つまり電力変換装置１０２及び発電装置１１０のそれぞれは、ガバナー制御による周波数変動の抑制に必要な出力電力とその指令電力とに基づいて有効電力を算出しその有効電力に応じて、出力電力の調整を行う。

0047

ステップＳ３０１〜Ｓ３０４は、例えば数秒程度の周期で繰り返し行われる。

0048

図６は、電源制御装置２００における制御用情報決定処理の一例を示すフローチャートである。制御用情報決定処理では、ＬＦＣの指令に係る指令電力を各電源装置に配分するために用いる係数、及び、各電源装置におけるガバナー制御で用いられるべき垂下曲線の決定を行う。制御用情報決定処理は、上述のＬＦＣ処理と並行して実行される。以下、図６に即して制御用情報決定処理を説明する。

0049

電源制御装置２００は、電源情報取得部２３０により、各電源装置（電力変換装置１０２及び発電装置１１０のそれぞれ）から、電源情報を取得する（ステップＳ４０１）。

0050

次に、電源制御装置２００は、判定部２４０で、電源情報を参照し、電源装置においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値とＬＦＣの指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う（ステップＳ４０２）。

0051

ステップＳ４０２で第１出力値が第２出力値より大きいと判定された場合に、電源制御装置２００は、垂下曲線決定部２６０により、各電源装置に対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する（ステップＳ４０３）。

0052

続いて、電源制御装置２００は、通知部２７０により、ステップＳ４０３で決定された各垂下曲線を、対応する電源装置に通知する（ステップＳ４０４）。垂下曲線の通知を受けた各電源装置、つまり電力変換装置１０２及び発電装置１１０のそれぞれは、電力算出部５０３でガバナー制御に係る出力電力の算出のためにその垂下曲線（つまり最後に通知された垂下曲線）を利用する。

0053

また、ステップＳ４０２で第１出力値が第２出力値より大きくないと判定された場合に、電源制御装置２００は、係数算出部２５１により、ＬＦＣの指令電力の配分に用いる係数を、各電源装置に係る電源特性情報に基づいて算出する（ステップＳ４０５）。最後に算出された係数に基づいて、配分部２５２において、ステップＳ３０３（図５参照）での各指令電力の決定が行われることになる。

0054

ステップＳ４０４或いはステップＳ４０５での処理の後に、電源制御装置２００はステップＳ４０１に戻り、再び電源情報の取得を行う。これにより、例えば５分から１０分程度の周期で、ステップＳ４０１及びＳ４０２が繰り返される。

0055

このように電源制御装置２００は、各電源装置から収集した電源情報（ガバナー制御に係る第１出力情報、ＬＦＣに係る第２出力情報、電源特性情報等）に基づいて、ガバナー制御に係る第１出力値とＬＦＣに係る第２出力値とを比較判定する。そして電源制御装置２００は、その比較判定の結果により、必要に応じて適時、指令電力或いは垂下曲線を各電源装置に通知（送信）することで各電源装置の出力を制御する。第１出力値と第２出力値との比較により、例えば、ＬＦＣでの電力の配分調整の効果が小さい場合には特に配分を変動させるのではなくガバナー制御用の垂下曲線を指定する等といった効果的な制御を行い得る。このため、自立系統において周波数を一定に保つために各電源装置の出力の制御を適切に行うことが可能となる。

0056

（他の実施の形態等）
以上、実施の形態１により給電システム１０について説明したが、上述した実施の形態は一例にすぎず、各種の変更、付加、省略等が可能であることは言うまでもない。

0057

例えば、上述の実施の形態で示した給電システム１０は、図７に示す給電システム１１のように変形してもよい。図７は、変形例１に係る給電システム１１の概略構成を示す図である。給電システム１１は、実施の形態１に係る給電システム１０の一部の電源装置を変更したものである。図７に示すように給電システム１１は、電力源１０１と電力変換装置１０２との組を複数備え、負荷１２０と電源制御装置２００とを備える。複数の電力変換装置１０２は、電力線１３０を介して、負荷１２０に対して電力を供給する。電源制御装置２００は、複数の電力変換装置１０２を制御する。図７では、電力源１０１と電力変換装置１０２との組を２組示しているが、何組存在してもよい。図７では、図１に示した給電システム１０と同一の構成要素については同じ符号を付しており、これらについての説明を省略する。給電システム１１においても電源制御装置２００は、各電力変換装置１０２から収集した電源情報に基づいて、自立系統において周波数を一定に保つために各電力変換装置１０２の出力の制御を適切に行うことができる。

0058

また、上述した給電システム１０を、図８に示す給電システム１２のように変形してもよい。

0059

図８は、変形例２に係る給電システム１２の概略構成を示す図である。給電システム１２は、実施の形態１に係る給電システム１０の一部の電源装置を変更したものである。図８に示すように給電システム１２は、発電装置１１０を複数台備え、負荷１２０と電源制御装置２００とを備える。複数の発電装置１１０は、電力線１３０を介して、負荷１２０に対して電力を供給する。電源制御装置２００は、複数の発電装置１１０を制御する。図８では、発電装置１１０を２台示しているが、何台存在してもよい。図８では、図１に示した給電システム１０と同一の構成要素については同じ符号を付しており、これらについての説明を省略する。給電システム１２においても電源制御装置２００は、各発電装置１１０から収集した電源情報に基づいて、自立系統において周波数を一定に保つために各発電装置１１０の出力の制御を適切に行うことができる。

0060

また、上述の実施の形態では、判定部２４０が各電源装置について、その電源装置の第２出力値を、電源情報における第２出力情報に基づいて特定する例を示した。しかし、電源情報に第２出力情報が含まれないこととしてもよく、この場合に判定部２４０は、ある電源装置についての第２出力値を、配分部２５２でその電源装置に対して既に決定した指令電力に基づいて、特定してもよい。

0061

また、上述の給電システム１０、１１、１２における各処理の手順（例えば図５、図６に示したＬＦＣ処理、制御用情報決定処理の手順等）の実行順序は、必ずしも、上述した通りの順序に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えたり、複数の手順を並列に行ったり、その手順の一部を省略したりすることができる。また、上述のＬＦＣ処理及び制御用情報決定処理の全部又は一部は、電源制御装置２００のソフトウェア以外の方法で実現されてもよい。なお、ソフトウェアによる処理は、電源制御装置２００に含まれるプロセッサが実行することにより実現されるものである。また、そのプログラムを記録媒体に記録して頒布や流通させてもよい。例えば、頒布されたプログラムをある装置（コンピュータ）にインストールして、その装置のプロセッサに実行させることで、その装置にＬＦＣ処理及び制御用情報決定処理の全部又は一部を行わせることが可能となる。

0062

また、上述した実施の形態、変形例等で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明の範囲に含まれる。

0063

なお、本発明の包括的又は具体的な各種態様には、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体等の１つ又は複数の組み合わせが含まれる。

0064

以下、本発明の一態様に係る電源制御装置、電源制御方法、及び、電源制御装置で用いられるプログラムの構成、変形態様、効果等について示す。

0065

（１）本発明の一態様に係る電源制御装置は、自立系統における複数の電源装置（例えば発電装置１１０、電力変換装置１０２）それぞれを制御する電源制御装置２００であって、自立系統の周波数を取得する周波数取得部２１０と、自立系統の周波数の変動を抑えるのに必要な複数の電源装置における総出力電力を算出する電力算出部２２０と、複数の電源装置それぞれから、その電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報を少なくとも含む電源情報を取得する電源情報取得部２３０と、電源情報を参照して、複数の電源装置においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値と負荷周波数制御（ＬＦＣ）の指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う判定部２４０と、判定部２４０により第１出力値が第２出力値より大きいと判定された場合に、複数の電源装置それぞれに対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する垂下曲線決定部２６０と、判定部２４０により第２出力値が第１出力値より大きいと判定された場合に、複数の電源装置それぞれに対するＬＦＣの指令に係る指令電力を、電源情報と電力算出部２２０により算出された総出力電力とに基づいて決定する指令電力決定部２５０と、垂下曲線及び指令電力を、複数の電源装置に通知する通知部２７０とを備える。なお、電源情報は、ガバナー制御で出力される出力電力に関する情報を含む他に、ＬＦＣに係る指令に応じて出力される出力電力に関する情報を含み得る。

0066

これにより、電源制御装置２００は、自立系統の周波数を一定に保つために各電源装置の出力の制御を、ガバナー制御での第１出力値とＬＦＣでの第２出力値との比較結果を用いて適切に行うことが可能となる。

0067

（２）例えば、電源情報取得部２３０が複数の電源装置それぞれから取得する電源情報は、その電源装置における電源の特性を示す電源特性情報を含み、指令電力決定部２５０は、判定部２４０により第２出力値が第１出力値より大きいと判定された場合に、電力算出部２２０により算出された総出力電力の複数の電源装置それぞれへの配分比を表す電源装置毎についての係数を電源特性情報に基づいて算出する係数算出部２５１と、複数の電源装置それぞれに対するＬＦＣの指令に係る指令電力を、電力算出部２２０により算出された総出力電力と係数算出部２５１により算出されたその電源装置についての係数とに基づいて決定する配分部２５２とを備えることとしてもよい。

0068

これにより、指令電力の配分のための係数を、各電源装置における電源の特性を示す、例えば、定格等の情報、ＳＯＨ、ＳＯＣ等の電源特性情報に基づいて、例えば経済性等を考慮して、算出することができるので、指令電力の配分が適切になされ得る。

0069

（３）例えば、係数算出部２５１は係数の算出を周期的に実行し、配分部２５２は指令電力の決定を周期的に実行し、係数算出部２５１による係数の算出の実行周期は、配分部２５２により指令電力の決定の実行周期より長いこととしてもよい。

0070

これにより、ＬＦＣでの指令電力の決定を適宜行うことが可能となり、また、比較的長期的な変化が生じる各電源装置の状態（劣化の程度等）に対応して、効率的なタイミングで、状態に応じて指令電力の配分を変動させるために係数を算出することが可能となる。

0071

（４）例えば、係数算出部２５１は、複数の電源装置の運用が経済的に最適となるように係数を算出することとしてもよい。

0072

これにより、経済的に適切な指令電力の配分が可能となる。

0073

（５）例えば、電源情報取得部２３０が複数の電源装置それぞれから取得する電源情報は、その電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する第１出力情報とその電源装置においてＬＦＣの指令に応じて出力される出力電力に関する第２出力情報とを含み、判定部２４０は、第１出力値を、複数の電源装置から取得した第１出力情報に基づいて特定し、第２出力値を、複数の電源装置から取得した第２出力情報に基づいて特定し、特定した第１出力値と特定した第２出力値との比較により、判定を行うこととしてもよい。

0074

これにより、電源制御装置２００は第１出力値と第２出力値との比較に係る判定を、電源情報を参照することで容易に行うことが可能となる。

0075

（６）例えば、判定部２４０は、繰り返し発生する所定タイミング毎に判定を行い、一の所定タイミングにおいて、第１出力値及び第２出力値の少なくとも一方を特定できない場合には第２出力値が第１出力値より大きいと看做して判定を行うこととしてもよい。

0076

これにより、電源制御装置２００は、例えばＬＦＣの指令を開始する段階（指令電力が未決定の段階）等においても適切に電源装置を制御し得る。

0077

（７）本発明の一態様に係る電源装置は、上述の電源制御装置２００によって制御される電源装置（例えば電力変換装置１０２、発電装置１１０等）であって、自立系統の周波数を取得する周波数取得部５０１と、電源制御装置２００から、垂下曲線及び指令電力を取得する取得部５０２と、周波数の変動を抑えるのに必要な出力電力を周波数取得部５０１により取得された周波数と取得部５０２により取得された垂下曲線とから算出する電力算出部５０３と、電力算出部５０３により算出された出力電力と取得部５０２により取得された指令電力とに基づいて算出した有効電力を示す有効電力指令によりその電源装置からの出力を制御する制御部５０４と、電力算出部５０３により算出された、その電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報と、取得部５０２により取得された指令電力に基づいてその電源装置においてＬＦＣの指令に応じて出力される出力電力に関する情報と、その電源装置における電源の特性を示す電源特性情報とを含む電源情報を、電源制御装置２００に通知する通知部５０５とを備える。

0078

これにより、電源装置は、状態に応じた電源情報を電源制御装置２００に通知できるので、自立系統における周波数を一定に保つために電源制御装置２００から適切に制御されるようになる。

0079

（８）例えば、制御部５０４は、逐次、電力算出部５０３が算出した出力電力と取得部５０２が取得した指令電力とを加算することで有効電力の算出を行い、制御部５０４は、有効電力の算出を行う際に、取得部５０２が一定時間内に指令電力を取得できていない場合には、電力算出部５０３が算出した出力電力を有効電力であると見做してその算出を行うこととしてもよい。

0080

これにより、電源装置は、例えばＬＦＣの指令を受ける前後で同様に適切に電力を出力できるようになる。

0081

（９）例えば、電源装置は、発電装置１１０のような発電機であってもよいし、電力源１０１を伴う電力変換装置１０２のような、再生可能エネルギー電源或いは蓄電池等であってもよい。

0082

このように多様な電源装置を含む自立系統において、電源制御装置２００の制御下で適切に系統周波数を保つことが可能となる。

0083

（１０）本発明の一態様に係る電源制御方法は、自立系統における複数の電源装置（例えば電力変換装置１０２、発電装置１１０等）それぞれを制御する電源制御方法であって、自立系統の周波数を取得する周波数取得ステップと、自立系統の周波数の変動を抑えるのに必要な複数の電源装置における総出力電力を算出する電力算出ステップと、複数の電源装置それぞれから、その電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報を少なくとも含む電源情報を取得する電源情報取得ステップと、その電源情報を参照して、複数の電源装置においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値とＬＦＣの指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う判定ステップと、判定ステップで第１出力値が第２出力値より大きいと判定された場合に、複数の電源装置それぞれに対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する垂下曲線決定ステップと、判定ステップで第２出力値が第１出力値より大きいと判定された場合に、複数の電源装置それぞれに対するＬＦＣの指令に係る指令電力を、電源情報と電力算出ステップで算出された総出力電力とに基づいて決定する指令電力決定ステップと、垂下曲線を複数の電源装置に通知する垂下曲線通知ステップと、指令電力を複数の電源装置に通知する指令電力通知ステップとを含む。

0084

これにより、自立系統の周波数を一定に保つために、各電源装置の出力の制御を、ガバナー制御での第１出力値とＬＦＣでの第２出力値との比較結果を用いて適切に行うことが可能となる。

0085

（１１）本発明の一態様に係る制御プログラムは、マイクロプロセッサを備えて複数の電源装置を含む自立系統における各電源装置の出力を制御する電源制御装置に、電源制御処理を実行させるための制御プログラムであって、この電源制御処理は、自立系統の周波数を取得する周波数取得ステップ（例えばステップＳ３０１）と、自立系統の周波数の変動を抑えるのに必要な複数の電源装置における総出力電力を算出する電力算出ステップ（例えばステップＳ３０２）と、複数の電源装置それぞれから、その電源装置においてガバナー制御により出力される出力電力に関する情報を少なくとも含む電源情報を取得する電源情報取得ステップ（例えばステップＳ４０１）と、その電源情報を参照して、複数の電源装置においてガバナー制御により出力された出力電力の値である第１出力値とＬＦＣの指令に応じて出力された出力電力の値である第２出力値との比較による判定を行う判定ステップ（例えばステップＳ４０２）と、判定ステップで第１出力値が第２出力値より大きいと判定された場合に、複数の電源装置それぞれに対するガバナー制御用の垂下曲線を決定する垂下曲線決定ステップ（例えばステップＳ４０３）と、判定ステップで第２出力値が第１出力値より大きいと判定された場合に、複数の電源装置それぞれに対するＬＦＣの指令に係る指令電力を、電源情報と電力算出ステップで算出された総出力電力とに基づいて決定する指令電力決定ステップ（例えばステップＳ３０３、Ｓ４０５）と、垂下曲線を複数の電源装置に通知する垂下曲線通知ステップ（例えばステップＳ４０４）と、指令電力を複数の電源装置に通知する指令電力通知ステップ（例えばステップＳ３０４）とを含む。

0086

この制御プログラムを、マイクロプロセッサを備える電源制御装置（コンピュータ）にインストールすれば、その電源制御処理を行い、上述した電源制御装置２００として機能し得る。この電源制御装置２００により、自立系統の周波数を一定に保つために、各電源装置の出力の制御を、ガバナー制御での第１出力値とＬＦＣでの第２出力値との比較結果を用いて適切に行うことが可能となる。

0087

１０２電力変換装置（電源装置）
１１０発電装置（電源装置）
２００電源制御装置
２１０、５０１周波数取得部
２２０、５０３電力算出部
２３０電源情報取得部
２４０ 判定部
２５０指令電力決定部
２５１係数算出部
２５２ 配分部
２６０ 垂下曲線決定部
２７０、５０５通知部
５０２ 取得部
５０４ 制御部