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技術 需給調整力提供システム

出願人 株式会社日立パワーソリューションズ
発明者 横田登志美高橋雅也田中和英星平祐吾岩永泰弥山根憲一郎山崎潤
出願日 2018年9月21日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-177494
公開日 2020年3月26日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-048386
状態 未査定
技術分野 給配電網の遠方監視・制御 交流の給配電
主要キーワード 想定期間 想定寿命 想定内 電力交換 提供指令 設備利用 調整力 指令センタ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (11)

課題

発電機能および充電機能を有するサイトから電力系統への柔軟な電力の供給と受給を実現する。

解決手段

需給調整力提供システムは、各風力発電サイトの蓄電池充放電の合算が調整力要求値となるように、調整力提供指令値を計算して指令する。需給調整力提供システムは、蓄電池が提供した調整力の積算値である調整力提供積算値、および、調整力提供積算値の上限値を受けて調整力提供積算指標を計算する進捗指標算出部201と、蓄電池の容量、充放電量、および各時刻における充電率を受けて、需給調整力可能量を計算する需給調整力可能量算出部202と、蓄電池の調整力提供指令値を計算する需給調整力指令算出部とを備える。

概要

背景

CO2排出抑制のために、電力をまかなうエネルギ源として、化石燃料のかわりに、太陽光発電風力発電などの再生可能エネルギ比率を高める必要がある。火力発電機解列すると、需要の変動に対して系統安定のための調整力供給能力が低下してしまう。一方、個々の再生可能エネルギ発電機には自身の発電値の変動を緩和するための蓄電池を併設している場合がある。風力発電値の変動が最も激しい状況に備えて蓄電池容量を設計しているので、季節天候によって安定的に発電できる期間には、蓄電池の能力が使われないままとなる。そこで、この蓄電池の能力を調整力として活用できれば、系統安定に貢献できる。

系統安定に貢献するための先行技術として、例えば、特許文献1に記載の発明がある。特許文献1には、分散電源からの供給電力を考慮しつつ、所定地域内の電力需要家機器の間で電力の需給調整を行う方法が開示されている。

概要

発電機能および充電機能を有するサイトから電力系統への柔軟な電力の供給と受給を実現する。需給調整力提供システムは、各風力発電サイトの蓄電池の充放電の合算が調整力要求値となるように、調整力提供指令値を計算して指令する。需給調整力提供システムは、蓄電池が提供した調整力の積算値である調整力提供積算値、および、調整力提供積算値の上限値を受けて調整力提供積算指標を計算する進捗指標算出部201と、蓄電池の容量、充放電量、および各時刻における充電率を受けて、需給調整力可能量を計算する需給調整力可能量算出部202と、蓄電池の調整力提供指令値を計算する需給調整力指令算出部とを備える。

目的

国際公開第2012/147155号






風力発電者所有の変動緩和用蓄電池は、再生可能エネルギの変動緩和要件満足するのみならず、アンシラリーサービス(需給調整力)用に蓄電池能力を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

1つ以上のサイトに設置した蓄電池充放電の合算が調整力要求値となるように、各前記サイトの蓄電池の調整力提供指令値を計算して各前記サイトの蓄電池に指令する需給調整力提供システムにおいて、前記需給調整力提供システムは、各前記サイトの蓄電池が提供した調整力の各時刻における積算値である調整力提供積算値、および、前記調整力提供積算値の上限値を受け、各前記サイトの蓄電池の調整力提供積算指標を計算する指標算出部と、各前記サイトの蓄電池の容量、充放電量、および各時刻における充電率を受けて、各前記サイトの蓄電池の需給調整力可能量を計算する需給調整力可能量算出部と、前記調整力要求値と前記調整力提供積算指標と前記需給調整力可能量に基づいて、各前記サイトの蓄電池の調整力提供指令値を計算する需給調整力指令算出部と、を備えることを特徴とする需給調整力提供システム。

請求項2

各前記サイトの蓄電池は、再生可能エネルギ発電機サイトに併設され変動緩和に用いられ、気象情報から前記再生可能エネルギ発電機サイトの発電量を計算し、前記発電量の変動緩和に基づき各前記サイトの蓄電池の充放電量を計算する変動緩和算出部を更に備える、ことを特徴とする請求項1に記載の需給調整力提供システム。

請求項3

各前記サイトの蓄電池は、停電バックアップ用の蓄電池であり、前記需給調整力可能量算出部は、バックアップ用に必要な蓄電池の充電率を保持し、前記蓄電池の充電率から、各時刻における需給調整力可能量を算出する、ことを特徴とする請求項1に記載の需給調整力提供システム。

請求項4

前記需給調整力指令算出部は、前記調整力提供積算値が調整力提供積算上限値以上となる各前記サイトの蓄電池には、調整力提供指令値を割り当てない、ことを特徴とする請求項1に記載の需給調整力提供システム。

請求項5

各前記サイトの蓄電池の調整力提供と異なる用途に利用する充放電量を計算する需給調整力用途外充放電算出部、を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の需給調整力提供システム。

請求項6

前記需給調整力用途外充放電算出部は、前記サイトごと蓄電池の用途に応じて、前記サイトごと蓄電池の需給調整力用途外の充放電量を計算する、ことを特徴とする請求項5に記載の需給調整力提供システム。

請求項7

指令センタより、出力上限指令値と、充放電指令値と、需給調整力指令値を受けて、前記出力上限指令値以下に発電電力を抑制する機能を備える再生可能エネルギ発電機と、前記充放電指令値に従って蓄電池を充放電して現在の充電率を出力する蓄電池システムと、前記出力上限指令値と前記充放電指令値の合算値を、前記需給調整力指令値を差し引いた第1の電力と前記需給調整力指令値に従う第2の電力に分配する電力変換器と、前記第1の電力を測定する第1の電力メータと、前記第2の電力を測定する第2の電力メータ、を備える需給調整力提供システム。

請求項8

前記指令センタは、前記第1の電力が満足すべき変動緩和要件を保持し、前記変動緩和要件に基づいて、前記出力上限指令値と、前記充放電指令値と、前記需給調整力指令値を算出する、ことを特徴とする請求項7に記載の需給調整力提供システム。

技術分野

0001

本発明は、需給調整力提供のために蓄電池を併設した需給調整力提供システムに関する。

背景技術

0002

CO2排出抑制のために、電力をまかなうエネルギ源として、化石燃料のかわりに、太陽光発電風力発電などの再生可能エネルギ比率を高める必要がある。火力発電機解列すると、需要の変動に対して系統安定のための調整力供給能力が低下してしまう。一方、個々の再生可能エネルギ発電機には自身の発電値の変動を緩和するための蓄電池を併設している場合がある。風力発電値の変動が最も激しい状況に備えて蓄電池容量を設計しているので、季節天候によって安定的に発電できる期間には、蓄電池の能力が使われないままとなる。そこで、この蓄電池の能力を調整力として活用できれば、系統安定に貢献できる。

0003

系統安定に貢献するための先行技術として、例えば、特許文献1に記載の発明がある。特許文献1には、分散電源からの供給電力を考慮しつつ、所定地域内の電力需要家機器の間で電力の需給調整を行う方法が開示されている。

先行技術

0004

国際公開第2012/147155号

発明が解決しようとする課題

0005

風力発電者所有の変動緩和用蓄電池は、再生可能エネルギの変動緩和要件満足するのみならず、アンシラリーサービス(需給調整力)用に蓄電池能力を提供することで有効に活用が可能である。いずれの先行技術文献にも、風力発電の変動緩和と調整力用電力提供を両立し、変動緩和に利用する想定期間を通して寿命を確保する蓄電池の充放電制御の詳細は明らかにされていない。したがって、調整力提供によって、想定していた蓄電池使用期間の前に蓄電池が劣化し、調整力提供も変動緩和もできなくなる恐れがある。

0006

そこで、本発明は、発電機能および充電機能を有するサイトから電力系統への柔軟な電力の供給と受給を実現することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

前記した課題を解決するため、第1の発明は、1つ以上のサイトに設置した蓄電池の充放電の合算が調整力要求値となるように、各前記サイトの蓄電池の調整力提供指令値を計算して各前記サイトの蓄電池に指令する需給調整力提供システムにおいて、前記需給調整力提供システムは、各前記サイトの蓄電池が提供した調整力の各時刻における積算値である調整力提供積算値、および、前記調整力提供積算値の上限値を受け、各前記サイトの蓄電池の調整力提供積算指標を計算する指標算出部と、各前記サイトの蓄電池の容量、充放電量、および各時刻における充電率を受けて、各前記サイトの蓄電池の需給調整力可能量を計算する需給調整力可能量算出部と、前記調整力要求値と前記調整力提供積算指標と前記需給調整力可能量に基づいて、各前記サイトの蓄電池の調整力提供指令値を計算する需給調整力指令算出部と、を備えることを特徴とする需給調整力提供システムである。

0008

第2の発明は、指令センタより、出力上限指令値と、充放電指令値と、需給調整力指令値を受けて、前記出力上限指令値以下に発電電力を抑制する機能を備える再生可能エネルギ発電機と、前記充放電指令値に従って蓄電池を充放電して現在の充電率を出力する蓄電池システムと、前記出力上限指令値と前記充放電指令値の合算値を、前記需給調整力指令値を差し引いた第1の電力と前記需給調整力指令値に従う第2の電力に分配する電力変換器と、前記第1の電力を測定する第1の電力メータと、前記第2の電力を測定する第2の電力メータ、を備える需給調整力提供システムである。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。

発明の効果

0009

本発明によれば、発電機能および充電機能を有するサイトから電力系統への柔軟な電力の供給と受給を実現することができる。

図面の簡単な説明

0010

第1と第2の実施形態に係る指令センタの構成の例を示す図である。
第1実施形態に係る再生可能エネルギ発電機システムの構成の例を示す図である。
第1実施形態に係る蓄電池充電可能値の算出方法の説明図である。
SOCから蓄電池充放電可能量を算出する例を示したグラフである。
第1と第2の実施形態に係る指令センタの処理を示すフローチャートである。
第2実施形態に係る再生可能エネルギ発電機システムの構成の例を示す図である。
第2実施形態に係る蓄電池充電可能値の算出方法の説明図である。
第3の実施形態に係る指令センタの構成の例を示した図である。
第3の実施形態の充放電必要量に係る説明のグラフである。
第3の実施形態に係る指令センタの処理を示すフローチャートである。

実施例

0011

以降、本発明を実施するための形態を、各図と数式を参照して詳細に説明する。
《第1実施形態》
図1は、第1と第2の実施形態に係る指令センタの構成の例を示す図である。
ここでは、第1の第2の実施形態に係る蓄電池併設再生可能エネルギ発電の指令センタ200(以下、指令センタ200と称する)と、グループをなして需給調整力を提供する1つ以上の風力発電サイト1000a〜1000cの例を示す。ここでは、再生可能エネルギの例として、風力発電を用いて説明する。また、系統安定のための調整力は需給調整力用の電力取引にて提供するものとする。以下、各風力発電サイト1000a〜1000cを区別しないときには、風力発電サイト1000と記載する。

0012

指令センタ200は、需給調整力提供の開始時刻ts、終了時刻teと、この期間中に番号IDWFの風力発電サイト1000が提供可能な需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)と、各風力発電サイト1000の蓄電池容量Cc(IDWF)の設定を受ける。更に指令センタ200は、時刻tにおける、開始時刻ts以降の各風力発電サイト1000の需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)、蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)を各風力発電サイト1000より受ける。更に指令センタ200は、各風力発電サイト1000の気象情報Wi(IDWF,t)と需給調整力要求値Wr(t)を受け、これらの値を用いて各風力発電サイト1000への需給調整力W(IDWF,t)、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)、風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)を計算して、各風力発電サイト1000に送信する。

0013

需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)を用いるのは、各風力発電サイト1000に設置された変動緩和用蓄電池の寿命を想定期間確保するためである。蓄電池の寿命は、サイクル数で決定され、サイクル数は需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)が蓄電池容量の何倍に相当するかで換算できる。各風力発電サイト1000に設置された変動緩和用の蓄電池は、単時間断面において必要な需給調整力W(IDWF,t)や、需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)のみならず、20年などの設備利用期間を通して蓄電池寿命を確保するために必要な需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)の容量となっている。したがって、単時間断面において必要な需給調整力W(IDWF,t)や、需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)のみに着目して需給調整力を提供すると、主目的である変動緩和に利用できる期間を短縮してしまう。そこで、需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)を与えて、この範囲内で需給調整力Wを提供することで、変動緩和用蓄電池の寿命を想定期間確保する。

0014

図1に示すように、各風力発電サイト1000a〜1000cは、指令センタ200より需給調整力W(IDWF,t)、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)、風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)を受けて、指令値に応じた風車および蓄電池の制御後の実際の風力変動緩和結果と充放電量から蓄電池の充電率SOC(t+1)と需給調整力積算WhSUM(IDWF,t+1)を計算して指令センタ200に送る。また、風力発電サイト1000aは、需給調整力W(IDWF,t)、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)、風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)に従って、電力線1100aに風力発電として売る電力を、電力線1200aに需給調整力Wとして売る電力を送る。風力発電サイト1000b,1000cも同様である。需給調整力Wとして売る電力線1200a〜1200cの電力は合計して、指令センタ200が受けた需給調整力要求値Wr(t)に対して発電する需給調整力Wとなる。需給調整力Wは、上げ取引の時にはプラスW値であるが、下げ取引の時にはマイナスのW値である。各風力発電サイト1000a〜1000cの構成は、図2〜3により後述する。

0015

以下、指令センタ200の構成について説明する。進捗指標算出部201は、需給調整力提供の開始時刻ts、終了時刻teと、この期間中に番号IDWFの風力発電サイト1000が提供可能な需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)と、開始時刻ts以降の各風力発電サイトの需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)から、WhA(IDWF,ts,te)に対し、需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)の進捗に応じて、どの程度、需給調整力Wを提供する余力があるか調整力提供積算の指標Is(IDWF,t)を算出する。

0016

Is(IDWF,t)=(WhA(IDWF,ts,te)−WhSUM(IDWF,t))
/WhA(IDWF,ts,te)…(1)

但し、Is(IDWF,t):指標
WhA(IDWF,ts,te):需給調整力積算上限値
WhSUM(IDWF,t):需給調整力積算

0017

ここでは、指標Is(IDWF,t)を式(1)で定義しているが、需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)と、需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)との差によって定義してもよい。指標Is(IDWF,t)が1に近いほど需給調整力を提供する余力があり、0に近いほど余力がない。進捗指標算出部201は、需給調整力指令算出部204に指標Is(IDWF,t)を送る。

0018

変動緩和算出部203は、各風力発電サイト1000の気象情報Wi(IDWF,t)を受けて、時刻tにおける各風力発電サイト1000の風力発電予測値Wf(IDWF,t)を予測する。更に変動緩和算出部203は、蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)と蓄電池容量Cc(IDWF)から、蓄電池の充放電可能量Caを算出し、蓄電池の充放電可能量Caの範囲で、変動緩和要件に従うために必要な蓄電池の充放電量Cio(IDWF,t)と風力発電出力の上限値W1t(IDWF,t)を計算する。変動緩和要件とは、ここでは、一定時間枠内の発電値の最大値最小値の差が所定の範囲内になるよう各機器を制御する構成を備える。所定の範囲内とは、例えば、風力発電設備容量の10%などである。蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)が100%に近ければ充電可能量は小さくなり、逆に0%に近ければ放電可能量は小さくなり、変動緩和や調整力提供に使える充放電量Cioは乏しくなる。変動緩和算出部203は、需給調整力可能量算出部202に蓄電池の充放電量Cio(IDWF,t)を、需給調整力指令算出部204に風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)を送る。

0019

変動緩和要件について説明する。図1の図示しないデータ格納部には、各風力発電サイト1000の過去の風力発電値の履歴が保存されている。変動緩和算出部203は、この値を用いて各風力発電サイト1000の変動緩和後の上限値W1t(IDWF,t)および下限値W1b(IDWF,t)を算出する。
需給調整力可能量算出部202は、蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)と蓄電池容量Cc(IDWF)から、蓄電池の充放電可能量Ca(IDWF,t)を算出し、変動緩和算出部203から受けた蓄電池の充放電量Cio(IDWF,t)を用いて、各風力発電サイト1000の需給の調整力提供可能量Wn(IDWF,t)を算出する。需給調整力可能量算出部202は、需給調整力指令算出部204に調整力提供可能量Wn(IDWF,t)を送る。

0020

需給調整力指令算出部204は、指標Is(IDWF,t)と、調整力提供可能量Wn(IDWF,t)を用いて、需給調整力要求値Wr(t)を満足する各風力発電サイト1000の需給調整力W(IDWF,t)と蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)を計算し、変動緩和算出部203より受けた風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)とともに、SOC調整充放電算出部205に送る。これら需給調整力W(IDWF,t)と蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)は、各風力発電サイト1000の蓄電池の調整力提供指令値である。

0021

需給調整力指令算出部204は、IDソート部204−1とソート順割当部204−2からなる。IDソート部204−1は、指標Is(IDWF,t)を受けて、指標が大きい順すなわち需給調整力を提供する余力がある順に風力発電サイトの優先順位を決定する。IDソート部204−1は、ソート順割当部204−2に、風力発電サイト1000の優先順位を送る。ソート順割当部204−2は、風力発電サイト1000の優先順位の順に、割り当てた調整力提供可能量Wn(IDWF,t)の総和が需給調整力要求値Wr(t)となるように、調整力提供可能量Wn(IDWF,t)以下の値を、番号IDWFの風力発電サイト1000に割り当て、それに必要な蓄電池の充放電量Cioを計算する。ソート順割当部204−2は、計算した需給調整力W(IDWF,t)、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)と、変動緩和算出部203より受けた風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)をSOC調整充放電算出部205に送る。もし割り当て前の調整力提供可能量Wn(IDWF,t)の総和が需給調整力要求値Wr(t)より小さければ、割り当て前の調整力提供可能量Wn(IDWF,t)の総和の上限まで割り当てて処理を終える。風力発電サイト1000が1箇所のみであっても同様に需給調整力の割り当てを行うことができ,もしそのひとつの風力発電サイト1000の指標Is(IDWF,t)が0以下であれば需給調整力を提供しない。これにより、指標Is(IDWF,t)が0以下の風力発電サイト1000の需給調整力の割り当ては0となり、その風力発電サイト1000の蓄電池の寿命を計画通りとすることができる。

0022

需給調整力W(IDWF,t)を提供すれば、蓄電池充放電によって蓄電池は劣化するが、指標Is(IDWF,t)を用いて需給調整力W(IDWF,t)を計算することで、需給調整力による劣化を想定内にとどめることができ、各風力発電サイト1000の事業計画に沿った蓄電池の想定寿命を確保できる。

0023

SOC調整充放電算出部205は、蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)を受けて、これがあらかじめ定めたSOC上限(IDWF)とSOC下限(IDWF)の範囲にあるかをチェックし、範囲を外れていれば範囲内に近づけるよう蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)と、変動緩和Wm(IDWF,t)を修正、外れていなければそのままとする。SOC調整充放電算出部205は、計算した需給調整力W(IDWF,t)、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)と、風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)を各風力発電サイト1000に送る。修正は次のように行う。この時、各風力発電サイト1000の変動緩和の上下限値と需給調整力可能量算出部202で計算した充放電可能量Ca(IDWF,t)を用いて、次のように行う。

0024

蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)<SOC下限(IDWF):SOCを上げるため、充電できる条件にあれば充電する。充電できる条件を、式(2)に示す。

0025

Wm(IDWF,t)>Wmb(IDWF,t)…(2)

但し、Wm(IDWF,t) :変動緩和
Wmb(IDWF,t):変動緩和下限値

0026

充電すると変動緩和Wm(IDWF,t)は低下するため、低下しても変動緩和要件を満足できる必要がある
蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)が充電であれば、式(3)のようになる。

0027

Ca(IDWF,t)>Co(IDWF,t)…(3)

但し、Ca(IDWF,t):充放電可能量
Co(IDWF,t):蓄電池充放電指令値

0028

蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)が充電であれば、式(2)の右辺と式(3)の右辺の小さいほうの値、充電でなければ式(2)の右辺の充電が可能なので、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)にその値を加算し、変動緩和Wm(IDWF,t)からその値を減算して修正する。

0029

蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)>SOC上限(IDWF):SOCを下げるため、放電できる条件にあれば放電する。放電できる条件と、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)と変動緩和Wm(IDWF,t)の修正方法は、充電と同様の考え方で行う。
SOC調整充放電算出部205を備えることで、調整力要求量が長い時間にわたり、上げ取引または下げ取引に偏っていた場合に、風力発電から蓄電池に電力を補うため調整力を提供し続けることができる。

0030

以下、図2〜3を用いて、風力発電サイト1000aの構成と動作について説明する。ほかの風力発電サイト1000b,1000cの構成も同様である。図2は、第1実施形態に係る再生可能エネルギ発電機システムの構成の例を示す図である。図3は、第1実施形態に係る蓄電池充電可能値の算出方法の説明図である。
本実施形遺体では、需給調整力は変動緩和要件とは無関係に提供できる契約とする。この契約は、風力発電サイト1000が連系する連系線容量に余裕がある場合には、変動緩和要件の枠を外れたとしても調整力提供が優先される場合に用いられると考えられる。一方、風力発電サイト1000が連系する連系線容量に余裕がない場合には、需給調整力は変動緩和要件の範囲で提供されると考えられ、これについては別の実施形態にて後述する。

0031

図2に、風力発電サイト1000の例を示す。
風力発電サイト1000は、指令センタ200より受けた需給調整力W(IDWF,t)、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)、風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)に従って、電力系統2000に発電電力を出力する。その結果、風力発電として売る電力W1は、課された変動緩和要件を満足するものである。風力発電サイト1000は、電力線1100を介して風力発電として売る電力W1を送り、電力線1200を介して需給調整力として売る電力W2を送る。

0032

風力発電サイト1000は、電力メータ9,10,11と、電力変換器(BTB:Back-to-back)8と、制御部300と、蓄電池システム3と、風力発電設備2と、受給調整力積算部4とを備える。風力発電サイト1000は、電力変換器12を介して電力系統2000に接続される。
電力メータ10は、電力線1100と電力線1200の合流点より風力発電サイト1000側に設置され、風力発電として売る電力W1を測定する。電力メータ10は、電力線101,103と電力変換器13を介して風力発電設備2に接続される。更に電力メータ10は、電力線101,104と電力変換器14を介して蓄電池システム3に接続される。

0033

電力メータ11は、電力線1100と電力線1200の合流点より電力変換器8側に設置され、需給調整力として売る電力W2を測定する。この電力メータ11は、電力線102を介して電力変換器8に接続される。この電力メータ11が必要な理由は、風力発電として売る電力W1と、需給調整力として売る電力W2を区別するためである。特に、需給調整力要求量が下げ取引の場合でも対価が生じるが、合算後のみの電力測定では、需給調整力として売る電力W2と風力発電として売る電力W1の量がわからなくなるのを防ぐためである。

0034

電力変換器8は、潮流を分ける働きをもち、変圧器15,16と、AC/DCコンバータ17とDC/ACコンバータ18とを備える。電力変換器8の一方は、電力線102,1200を介して電力変換器12に接続され、他方は電力線101,103,104に接続される。DC/ACコンバータ18は、制御部300より受給調整力Wを受けて動作する。

0035

風力発電設備2は、風を受け、かつ風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)に従って発電する設備であり、電力変換器13と電力線103,101,1100を介して電力変換器12に接続される。風力発電設備2の風なり発電とは、出力抑制を受けずに風力発電する場合の発電のことである。風力発電設備2は、制御部300より風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)を受ける。風なり発電値が風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)より大きい場合、風力発電設備2は、発電電力が風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)になるように発電電力を抑制する。風が弱く風なりの発電値が風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)より小さい場合は、風なり発電値で発電する。電力メータ9は、風力発電設備2の発電電力を測定する。風なり発電は、指令センタ200にて風力発電予測値Wf(IDWF,t)として予測される値である。

0036

蓄電池システム3は、いずれも図示されない一または複数の蓄電池と、その充放電を交流に変換するための電力交換器と、蓄電池の充電率SOC(State of charge)を測定または推定し出力するSOC検出部からなる。なお、SOC検出部は、蓄電池システム3ではなく制御部300に設けてもよい。蓄電池システム3は、指令センタ200より受けた蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)を受けて充放電する。SOC状態に応じて指令どおりの充放電ができない場合がある。充電率SOCが100%の状態であれば、充電はできないし、充電率SOCが0%の状態であれば、放電はできない。そのため、蓄電池システム3は、電圧値やそれまでの充放電履歴から蓄電池の充電率SOCを測定または推定し、指令センタ200にその値を出力する。

0037

風力発電サイト1000は、風力発電として売る電力W1は課された変動緩和要件を満足しつつ、電力線1200に需給調整力を電力系統に出力もしくは電力系統から受け取る。指令センタ200では、変動緩和要件と需給調整力提供を両立するため、需給調整力W(IDWF,t)、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)、風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)を計算して送ってくるので、制御部300は、情報受信部5にて指令値を受け取って、電力変換器8や蓄電池システム3や風力発電設備2に指令値を送る。制御部300は、需給調整力W(IDWF,t)を潮流を分ける電力変換器8に送り、蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)を蓄電池システム3に送り、風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)を風力発電設備2に送る。

0038

潮流を分ける電力変換器8は、電力線103と電力線104を介して出力される風力発電設備2と蓄電池システム3の電力から需給調整力W(IDWF,t)として指定された電力を電力線102に分流する。電力変換器8は、電力線102への接続側に変圧器15および電力線104への接続側に変圧器16を備える。変圧器15または変圧器16は、どちらか一方には必ず備える必要がある。電力線101,102,105は、ループを構成しているため、変圧器15または変圧器16によって経路を断っている。これにより、安定した動作をさせ、かつノイズ拡散を防止させることができる。

0039

図3は、第1実施形態に係る蓄電池充電可能値の算出方法の説明図である。
図3を用いて、指令センタ200の変動緩和算出部203と需給調整力可能量算出部202で計算する需給調整力可能量WA(IDWF,t)算出方法を説明する。以下、風力発電サイト1000の番号IDWFを省略して以下説明する。図3は、風力発電サイト1000の発電値の例を示している。

0040

図3の第1グラフの横軸は、時刻である。第1グラフの縦軸発電出力であり、電力メータ10で計測される出力値W1oを示している。説明を簡単にするため、この図では、電力取引用の電力メータ11で計測される電力値は0とする。図3の第2グラフの横軸は時刻、縦軸は蓄電池システム3の出力値であり、放電は正の値を、充電は負の値をとる。図3の第2グラフの横軸は時刻、縦軸は蓄電池システム3の備える蓄電池の充電率である。図3の各グラフの横軸の時刻は、同一の時刻である。

0041

図3の第1グラフに示す電力メータ10で計測される出力値W1oは、電力系統に連系するための変動緩和要件が課されており、変動緩和要件はn分間の最大値と最小値の差がL以下とする。第1グラフには、各時刻における、上記変動緩和要件を満足するための出力値W1oの許容範囲である上限値W1tと下限値W1bを示している。

0042

風なり発電値は、変動緩和算出部203で予測した風力発電予測値Wf(t)である。蓄電池の充放電可能量Caの範囲で、変動緩和要件に従うために必要な蓄電池の充放電量Cio(IDWF,t)と風力発電出力の上限値W1t(IDWF,t)を計算する。上限値W1t≧出力値W1o≧下限値W1bとなるよう、風力発電予測値Wf(t)から、充放電値、出力上限指令値、W2出力の指令値を算出する。風なりの発電値およびその予測値として風力発電予測値Wf(t)を示している。時刻t1においては、出力値W1o(t1)=風なり発電値Wf(t1)であり、蓄電池からの充放電がなくても風なりの発電値Wfで上限値W1t以下かつ下限値W1b以上である。時刻t2においては、風なり発電値Wfが下限値W1bを下回ってしまうため、蓄電池より放電することで出力値W1oが下限値W1bと同じくなるようにし、要件を満足させる。時刻t3においては、風なり発電値が上限値W1tを上回るため、蓄電池が充電することで出力値W1oが上限値W1tと同じくなるようにし、要件を満足させる。

0043

蓄電池の放電を行うと、第3グラフに示すように蓄電池の充電率SOCは低下し、充電を行えば蓄電池の充電率SOCは上昇する。また、蓄電池の端子電圧制約により、SOCに応じて、蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdが変化する。需給調整力指令算出部204は、SOCから蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdを算出する。

0044

図3の第1グラフには、各時刻のSOC値に応じた蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdを示している。

0045

需給調整力指令算出部204は、各時刻における、電力取引に供給可能な電力を次のように算出する。
時刻t1においては、風力発電予測値Wf(t)は上限値W1tと下限値W1bの範囲に収まっている。この場合、変動緩和に蓄電池の充放電は使われないため、蓄電池のSOCに応じた充放電可能量Caをすべて調整力に提供できる。

0046

Td(t)=Xc(t)…(4)
但し、Td(t):W2下げ取引可能値
Xc(t):蓄電池充電可能値

Ti(t)=Xd(t)…(5)
但し:Ti(t):W2上げ取引可能値
Xd(t):蓄電池放電可能値

Zd(t)=0…(6)
但し:Zd(t):変動緩和用放電値

Zc(t)=0…(7)
但し:Zc(t):変動緩和用充電値

0047

時刻t2においては、風力発電予測値Wf(t)が下限値W1bを下回ってしまうため、変動緩和用に蓄電池より放電する。そこで、電力取引に向けられる量は、変動緩和用の放電を差し引き、次のように計算できる。

0048

Td(t)=Xc(t)…(4)

但し、Td(t):W2下げ取引可能値
Xc(t):蓄電池充電可能値

Ti(t)=Xd(t)−Zd(t)…(8)

但し:Ti(t):W2上げ取引可能値
Xd(t):蓄電池放電可能値
Zd(t):変動緩和用放電値

Zd(t)=MIN(W1b(t)−Wf(t),Xd(t))…(9)

但し:Zd(t) :変動緩和用放電値
W1b(t):下限値
Wf(t) :風力発電予測値
Xd(t) :蓄電池放電可能値

Zc(t)=0…(10)
但し:Zc(t):変動緩和用充電値

0049

時刻t3においては、風力発電予測値Wf(t)が上限値W1tを上回るため、変動緩和用に蓄電池が充電する。そこで、電力取引に向けられる充電量は、変動緩和用の充電を差し引き、次のように計算する。

0050

Ti(t)=Xd(t)…(5)

但し、Ti(t):W2上げ取引可能値
Xd(t):蓄電池放電可能値

Td(t)=Xc(t)−Zc(t)…(11)
但し、Td(t):W2下げ取引可能値
Xc(t):蓄電池充電可能値
Zc(t):変動緩和用充電値

Zd(t)=0…(6)
但し:Zd(t):変動緩和用放電値

Zc(t)=MIN(Wf(t)−W1t(t),Xc(t))…(12)
但し、Zc(t):変動緩和用充電値
Wf(t):風力発電予測値
W1t(t):上限値
Xc(t):蓄電池充電可能値

0051

以上の考え方により、時刻t1、t2、t3の各場合について、W2上げ取引可能値TiとW2下げ取引可能値Tdを算出できる。

0052

図4は、蓄電池システム3のSOCと蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdを説明するグラフである。
蓄電池充電可能値Xcは、SOC充電下限値以上かつSOC充電上限値以下で単調増加する。なお、SOC充電下限値は、0%である。
蓄電池放電可能値Xdは、SOC放電下限値以上かつSOC放電上限値以下で単調増加する。なお、SOC放電上限値は、100%である。なお、蓄電池放電可能値Xdは、負の値として示している。
つまり、蓄電池システム3から放電できるのは、SOCがSOC放電下限値以上、充電できるのは、SOCがSOC充電上限値以下の範囲である。蓄電池システム3は、SOCが100%近くなれば充電はできない。

0053

図5に、指令センタ200の動作フローを示す。
まず、ステップS100において、指令センタ200は、初期化処理を行う。進捗指標算出部201は、需給調整力提供の開始時刻ts、終了時刻te、需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)の設定を受ける。また、需給調整力積算WhSUM(IDWF,ts)=0に初期化する。需給調整力可能量算出部202は、蓄電池容量Cc(IDWF)の設定を受ける。変動緩和算出部203は、各風力発電サイト1000の風力発電設備容量の設定を受ける。変動緩和要件を計算するのに必要だからである。

0054

ステップS101において、指令センタ200は、現在時刻tが開始時刻ts以前ならば(No)、このステップS101の判定を繰り返し、現在時刻tが開始時刻tsよりも後ならば(Yes)、ステップS102に進む。

0055

ステップS102において、指令センタ200は、現在時刻tが終了時刻te以前ならば(No)、ステップS103に進み、現在時刻tが終了時刻teよりも後ならば(Yes)、図5の処理を終了する。
つまり、需給調整力提供の開始時刻ts以降の各時刻において、設定された開始時刻tsから終了時刻teまで、指令センタ200は、ステップS103〜S109の処理を繰り返す。

0056

ステップS103において、変動緩和算出部203は、各風力発電サイト1000の気象情報Wiを受けて変動緩和W(IDWF,t)を算出する。
ステップS104において、進捗指標算出部201は、各風力発電サイト1000より需給調整力積算WhSUM(IDWF,t)を受信し、進捗指標WhI(IDWF,t)を算出する。
ステップS105において、需給調整力可能量算出部202は、蓄電池の充電率SOC(t)を受信し、需給調整力可能量WA(IDWF,t)を算出する。

0057

ステップS106において、需給調整力指令算出部204は、需給調整力要求値Wr(t)を受信し、需給調整力W(IDWF,t)指令を算出する。
ステップS107において、SOC調整充放電算出部205は、SOC調整のための蓄電池充放電指令値Co(IDWF,t)を算出し、ステップS108において、計算結果を各風力発電サイト1000に送付する。

0058

ステップS109において、指令センタ200は、次の時刻に更新する。ここでは、1秒ごとに計算と送受信ができるものとしているが、送受信に時間が掛かるのであれば、その時間以上の待ち時間を入れてステップS103〜S109の処理を繰り返すことでもよい。

0059

本実施形態では、需給調整力指令算出部204は、IDソート部204−1とソート順割当部204−2からなると説明したが、それ以外の構成や方法で、需給調整力W(IDWF,t)指令を算出することもできる。例えば、需給調整力指令算出部204は、指標Is(IDWF,t)>0である風力発電サイト1000の中で、調整力提供可能量Wn(IDWF,t)の割合にしたがって需給調整力要求値Wr(t)を案分して需給調整力W(IDWF,t)を決定してもよい。例えば調整力提供可能量Wn(IDWF,t)の割合にしたがって需給調整力要求値Wr(t)を案分したのち、指標Is(IDWF,t)=0の風力発電サイト1000に割り当てられた需給調整力W(IDWF,t)を、調整力提供可能量Wn(IDWF,t)が需給調整力W(IDWF,t)より大きい風力発電サイト1000に、前式左辺の大きい順や小さい順に割り当ててもよく、また、按分に割り当ててもよい。

0060

以上に説明した方法により、需給調整力指令算出部204は、指標Is(IDWF,t)>0である風力発電サイト1000のみに調整力提供可能量Wn(IDWF,t)を割り当てることになる。したがって、指令センタ200は、需給調整力提供の開始時刻tsから終了時刻teまでの期間中に、番号IDWFの風力発電サイト1000に、需給調整力積算が需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)以下となるように、需給調整力W(IDWF,t)の指令を出すことができる。
なお、気象情報Wiは、各風力発電サイト1000の気象情報Wi(IDWF,t)のみならず、より広範囲の気象情報を用いてもよい。

0061

本実施形態では、再生可能エネルギ発電機として風力発電機を用いる場合について説明したが、そのほかの太陽光発電や地熱発電も変動緩和のための蓄電池を備えていれば、同様に利用することができる。
本実実施形態では、需給調整力可能量算出部202は、指令センタ200内にあるとして説明したが、各風力発電サイト1000やその他のサイトで計算してその結果受け取る構成であってもよい。そのほかの構成要素も、指令センタ200外で計算し、その結果を受け取ることでも同様の効果がある。
本実施形態では、風力発電サイト1000やその他のサイトが複数あるものとして説明したが、単一のサイトの構成でも良い。その場合は、そのひとつのサイトの指標Is(IDWF,t)が0以下であれば需給調整力を提供しない。これにより、指標Is(IDWF,t)が0以下の風力発電サイトの需給調整力の割り当ては0となるが、その風力発電サイト1000の蓄電池の寿命を計画通りとすることができる。

0062

《第2の実施形態》
第1の実施形態では、風力発電サイト1000の例として、需給調整力は変動緩和要件とは無関係に提供できる契約であるとして図2の構成を示した。この契約は、風力発電サイト1000が連系する連系線容量に余裕がある場合には、変動緩和要件の枠を外れたとしても調整力提供が優先される場合に用いられると考えられる。一方、風力発電サイト1000が連系する連系線容量に余裕がない場合には、需給調整力は変動緩和要件の範囲で提供されると考えられ、これについて、第2の実施形態で説明する。各風力発電サイト1000で、両方の場合が混在することもあるため、指令センタ200では、各風力発電サイト1000の調整力提供可能量Wn(IDWF,t)を計算する際に、各風力発電サイト1000がどちらの場合であるかを判断して計算する。

0063

図6に、風力発電サイト1000の例を示し、図2の構成と異なる部分を中心に説明する。風力発電サイト1000は、電力線1100に風力発電として売る電力W3を、電力線1200に需給調整力として売る電力W2を送る。
第1の実施形態と異なる点は、変動緩和要件を満足するかを測定する電力メータ10を電力線1100と1200の合流点より電力系統側に、設置する構成であることである。本実施形態では以降、電力メータ10で計測する電力をW1と称する。需給調整力として売る電力W2を測定するための電力メータ11は、第1の実施形態と同様に合流点より風力発電サイト1000側に設置する。そのほかの構成は第1の実施形態と同様である。風力発電として売る電力W3を測定するために、電力メータ17を設置しているが、これを設置せずに、電力メータ10から電力メータ11を差し引いて計算することもできる。

0064

図7は、第2実施形態に係る蓄電池充電可能値の算出方法の説明図である。
また、この構成の場合、調整力提供可能量Wnは、変動緩和の上下限図7で示す方法で計算される。

0065

時刻t1においては、出力値W1o(t1)=風力発電予測値Wf(t)であるが、出力値W1o(t1)を下限値W1bまで下げて、(風力発電予測値Wf(t)−下限値W1b)の電力量を下げ電力取引に融通することができる。これをW2下げ取引可能値Td1(t1)とする。しかし、出力値W1oを下限値W1bまで下げるためには、風なり発電値と下限値W1bの差分を、蓄電池に充電する必要がある。すなわち、蓄電池充電可能値Xc(t)までしか出力値W1oを下げられない。下げ電力取引に融通できるのは、W2下げ取引可能値Td1(t)と蓄電池充電可能値Xc(t)のうち小さいほうの値である。また、下限値W1bは、直前のn分間の出力値W1oの最大値−Lにより算出し、上限値W1tは、直前のn分間の出力値W1oの最小値+Lにより算出する。

0066

Td1(t)=Wf(t)−W1b(t)…(13)
但し、Td1(t):W2下げ取引可能値
Wf(t) :風力発電予測値
W1b(t):下限値

Td(t)=MIN(Td1(t),Xc(t))…(14)

但し、Td(t):W2下げ取引可能値
Td1(t):W2下げ取引可能値
Xc(t):蓄電池充電可能値

Zd(t)=0
但し、Zd(t):変動緩和用放電値
Zc(t)=0
但し、Zc(t):変動緩和用充電値

0067

同様に、上限値W1tと風なり発電値との差の電力量を、上げ電力取引に融通することができ、これをW2上げ取引可能値Ti1(t1)とする。上げ電力取引に融通できるのは、W2上げ取引可能値Ti1(t)と蓄電池充電可能値Xc(t)のうち小さいほうの値である。

0068

Ti1(t)=W1t(t)−Wf(t)…(15)
但し、Ti1(t):W2上げ取引可能値
W1t(t):上限値
Wf(t):風力発電予測値

Ti(t)=MIN(Ti1(t),Xd(t))…(16)
但し:Ti(t):W2上げ取引可能値
Ti1(t):W2上げ取引可能値
Xd(t):蓄電池放電可能値

Zd(t)=0…(17)
但し、Zd(t):変動緩和用放電値

Zc(t)=0…(18)
但し、Zc(t):変動緩和用充電値

0069

時刻t2においては、風なり発電値が下限値W1bを下回ってしまうため、変動緩和用に蓄電池より放電する。そこで、電力取引に向けられる量を次のように計算できる。下げ取引であれば式(19)〜(21)により計算する。上げ取引であれば式(22)〜(23)により計算し、出力値W1oは下限値W1bとなっているためW2下げ取引可能値Td(t2)は0である。また、電力取引がなくても変動緩和用に蓄電池より放電する必要がある。この変動緩和用放電値も、蓄電池放電可能値Xd以下である必要がある。変動緩和用放電値Zdが蓄電池放電可能値Xdより大きい場合は、出力値W1oが変動緩和要件を逸脱することになる。

0070

Td(t)=Td1(t)=0…(19)
但し、Td(t):W2下げ取引可能値
Td1(t):W2下げ取引可能値

Zd(t)=MIN(W1b(t)−Wf(t),Xd(t)) …(20)
但し:Zd(t):変動緩和用放電値
W1b(t):下限値
Wf(t):風力発電予測値
Xd(t):蓄電池放電可能値

Zc(t)=0…(21)
但し、Zc(t):変動緩和用充電値

Ti1(t)=W1t(t)−W1b(t)…(22)
但し、Ti1(t):W2上げ取引可能値
W1t(t):上限値
W1b(t):下限値

Ti(t)=MIN(Ti1(t),Xd(t)−Zd(t))…(23)
但し、Ti(t):W2上げ取引可能値
Ti1(t):W2上げ取引可能値
Xd(t):蓄電池放電可能値
Zd(t):変動緩和用放電値

0071

時刻t3においては、風なり発電値が上限値W1tを上回るため、変動緩和用に蓄電池が充電する。そこで電力取引に向けられるのは、下げ取引であれば式(24)〜(26)により計算する。上げ取引であれば式(27)〜(28)により計算し、W2上げ取引可能値Ti(t3)は0である。

0072

Ti(t)=Ti1(t)=0…(24)
但し、Ti(t):W2上げ取引可能値
Ti1(t):W2上げ取引可能値

Zd(t)=0…(25)
但し、Zd(t):変動緩和用放電値

Zc(t)=MIN(Wf(t)−W1t(t),Xc(t))…(26)
但し:Zc(t):変動緩和用充電値
Wf(t):風力発電予測値
W1t(t):上限値
Xc(t):蓄電池充電可能値

Td1(t)=W1t(t)−W1b(t)…(27)
但し、Td1(t):W2下げ取引可能値
W1t(t):上限値
W1b(t):下限値

Td(t)=MIN(Td1(t),Xc(t)−Zc(t)) …(28)
但し、Td(t):W2下げ取引可能値
Td1(t):W2下げ取引可能値
Xc(t):蓄電池放電可能値
Zc(t):変動緩和用放電値

0073

第2の実施形態においても、変動緩和要件は、一定時間枠内の発電値の最大値と最小値の差が所定の範囲内とする内容を前提として説明した。それ以外の変動緩和要件として、太陽光発電と協調して風力発電するサイトにおいて、合成出力が所定の閾値Wth[kW]を超えないようにする内容もある。その場合に、例えば風力発電の出力が、所定の閾値[kW]と太陽光発電値Ws[kW]となるように蓄電池の充放電を行うとして、上記時刻t1または時刻t3の制御において、上限値W1tと下限値W1bを以下のように設定して計算できる。

0074

W1t(t)=Wth−Ws(t)…(29)
但し、W1t(t):上限値
Wth:所定の閾値[kW]
Ws(t):太陽光発電値[kW]

W1b(t)=−∞…(30)
但し、W1b(t):下限値

0075

《第3の実施形態》
図8は、第3の実施形態に係る指令センタ200Bの構成の例を示した図である。
第1、第2の実施形態では、変動緩和用蓄電池を対象とした調整力提供の方法を説明した。蓄電池は、変動緩和用途以外に停電バックアップ用途など、需給調整力以外に用途を兼ねている蓄電池を用いることができる。図8にその指令センタ200Bと風力発電サイト1000b,1000cを含む各蓄電池サイトの構成例を示す。第1の実施形態との差異は、第1の実施形態の風力発電サイト1000aを、バックアップ用蓄電池システム1000dとしている点、指令センタ200Bに需給調整力用途外充放電算出部203Bを備える点である。なお、バックアップ用蓄電池システム1000dは、風力発電設備2を備えていないほかは、風力発電サイト1000aと同様に構成されている。
バックアップ用蓄電池は、時刻tにおけるバックアップ用途に必要な電力量の計算が異なるため、需給調整力用途外充放電算出部203Bでこれを計算する。

0076

図9は、第3の実施形態の充放電必要量に係る説明のグラフである。
時刻tにおけるバックアップ用途に必要な電力量の計算は次のように行う。バックアップ対象オフィスであれば、平日日中は多くの電力を利用するが休日や夜間は必要な電力は少ない。そうした電力需要から、時刻ごとバックアップに必要なSOCを図9のように表せる。
具体的にいうと、前日の夜の19時から午前5時までSOCをaだけ低くして、午前5時から午前9時に掛けてSOCを100%に変化させる。午後の16時になると、SOCを次第に低くして,夜の19には再びSOCをaだけ低くする。
したがって、蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)がバックアップに必要なSOC以上であれば、バックアップに必要な充放電量は0と計算し、すなわち需給調整力にすべて使うことが可能である。蓄電池の充電率SOC(IDWF,t)がバックアップに必要なSOC以下であれば、バックアップに必要な放電量は無限大、充電量は0とする。すなわち放電の場合は需給調整力に使える電力は0であり充電の場合はすべて使うことが可能である。

0077

図10は、第3の実施形態に係る指令センタ200Bの処理を示すフローチャートである。
第3の実施形態の指令センタ200Bの動作フローは、図5に示した第1の実施形態の動作フローのうち、ステップS103の変動緩和Wm(IDWF,t)算出を、図10に示す調整力用途外充放電算出処理に変えることで実現できる。図10の処理は、需給調整力用途外充放電算出部203Bにて行う。
ステップS200において、需給調整力用途外充放電算出部203Bは、すべての蓄電池サイトについて処理を実施したか判定する。需給調整力用途外充放電算出部203Bは、未処理の蓄電池サイトがあるならば(No)、ステップS201の処理に進み、すべての蓄電池サイトの処理を実施したならば(Yes)、図10の処理を終了する。

0078

ステップS201において、需給調整力用途外充放電算出部203Bは、次の番号IDWFをセットする。ステップS202において、需給調整力用途外充放電算出部203Bは、番号IDWFの蓄電池サイトはバックアップ用であるかどうかを判定する。この判定がYesであれば、ステップS203に進み、時刻ごとのバックアップに必要なSOCから蓄電池の充放電量Cio(IDWF,t)を算出すると、ステップS200の処理に戻る。
ステップS202の判定がNoならば、ステップS204に進み、変動緩和W(IDWF,t)算出により風力出力上限指令値Wo(IDWF,t)と蓄電池の充放電量Cio(IDWF,t)を算出すると、ステップS200の処理に戻る。

0079

以上、第3の実施形態では、バックアップ用蓄電池と変動緩和用蓄電池を用いた需給調整力提供の方法を述べた。バックアップ用蓄電池においても、設置にあたっての想定寿命を確保することが必要であるため、調整力提供期間における需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)を用いて提供量を決定する必要がある。また、バックアップ用、変動緩和用以外の用途の蓄電池でも、同様に行うことができる。すなわち、需給調整力用途外充放電算出部203Bは、再生可能エネルギの変動緩和用途やバックアップ用途など、調整力提供と異なる用途に利用する蓄電池の充放電量Cioを計算することができる。

0080

図1の各風力発電サイトの蓄電池の用途が、第1の実施形態〜第3の実施形態までに説明した以外であっても、調整力提供期間における需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)を適切に設定することで、指令センタ200Bは、その範囲内の調整力提供指令値を算出できる。

0081

また、一部のサイトの蓄電池の用途が調整力提供専用である場合も、需給調整力積算上限値WhA(IDWF,ts,te)を無限大に設定し、指令センタ200Bは同様に指令値計算することで実現できる。その場合は、調整力提供専用の蓄電池から優先して調整力を提供し、調整力提供専用の蓄電池で調整力提供できない場合のみ、ほかのサイトの蓄電池に充放電が割り当てられることになる。

0082

(変形例)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

0083

上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラム解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリハードディスクSSD(Solid State Drive)などの記録装置、または、フラッシュメモリカード、DVD(Digital Versatile Disk)などの記録媒体に置くことができる。

0084

各実施形態に於いて、制御線情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

0085

2風力発電設備
3蓄電池システム
4需給調整力積算部
5情報受信部
8電力変換器
9,10,11電力メータ
12,13,14 電力変換器
15,16変圧器
17 AC/DCコンバータ
18 DC/ACコンバータ
101,102,103,104電力線
200,200B指令センタ
201進捗指標算出部 (指標算出部)
202 需給調整力可能量算出部
203 変動緩和算出部
203B 需給調整力用途外充放電算出部
204 需給調整力指令算出部
300 制御部
1000a〜1000c風力発電サイト(サイトの一例)
1000dバックアップ用蓄電池システム(サイトの一例)
1100a〜1100c,1200a〜1200c 電力線
2000 電力系統

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