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公開番号2023043076
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-28
出願番号2021150582
出願日2021-09-15
発明の名称バイパス回路、電力システムの制御方法、及びプログラム
出願人株式会社東芝
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/32 20060101AFI20230320BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】配電系統の急激な負荷変動、電力変動に対応することが可能なバイパス回路、電力システムの制御方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】電力システム1000において、バイパス回路300は、自然エネルギーに基づく発電電力を変換して配電系統に出力する第1電力変換装置100で変換されなかった余剰電力を変換して蓄電装置210に充電又は蓄電装置から放電された電力を変換して第1電力変換装置に供給する第2電力変換装置200に並列に接続され、第1電力変換装置と蓄電装置との間を短絡するスイッチを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
自然エネルギーに基づく発電電力を変換して配電系統に出力する第１電力変換装置で変換されなかった余剰電力を変換して蓄電装置に充電または前記蓄電装置から放電された電力を変換して前記第１電力変換装置に供給する第２電力変換装置に並列に接続され、前記第１電力変換装置と前記蓄電装置との間を短絡するスイッチ
を備えたバイパス回路。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記スイッチの開閉を制御する制御部
を備えた請求項１に記載のバイパス回路。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１電力変換装置が出力する電圧に基づき、前記スイッチを制御する
請求項２に記載のバイパス回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１電力変換装置が出力する前記電圧と、第１電圧との差分に基づいて前記スイッチを制御する
請求項３に記載のバイパス回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記電圧と前記第１電圧との前記差分が閾値以上の場合は、前記スイッチを閉じる
請求項４に記載のバイパス回路。
【請求項６】
前記第１電圧は、電力指令値に基づく標準電圧である
請求項４又は５に記載のバイパス回路。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１電力変換装置が出力する電力の周波数に基づき、前記スイッチを制御する
請求項２～５のいずれか一項に記載のバイパス回路。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１電力変換装置が出力する電力の前記周波数と、第１周波数との差分に基づいて前記スイッチを制御する
請求項７に記載のバイパス回路。
【請求項９】
前記制御部は、前記周波数と前記第１周波数との前記差分が閾値以上の場合は、前記スイッチを閉じる
請求項８に記載のバイパス回路。
【請求項１０】
前記第１周波数は、電力指令値に基づく標準周波数である
請求項８又は９に記載のバイパス回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、バイパス回路、電力システムの制御方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽光などの自然エネルギーを利用し発電をする自然エネルギー発電システムは、変動の大きく安定化していない自然エネルギーを利用して発電するため、発電量も不安定である。
発電量を安定化する方法として、大規模な発電システムを構築することで、安定化をする方法がある。発電システムは大量導入したことによる問題があるが、解決方法についても研究されている。
【０００３】
例えば、小規模自立系統（マイクログリッド）に接地された自然エネルギー発電システムに、蓄電システムを組み合わせる方法がある。これにより、エネルギーの平坦化を図り、系統の周波数、および、出力電力を安定化させることができる。
例えば、大規模な電力系統で用いられる発電機と同様な出力制御原理をマイクログリッドに設置される半導体を用いた発電インバータに適用する方法がある。これにより、配電系統の周波数、および、電力を安定化することができる。
【０００４】
例えば、発電機と同様な出力制御原理を発電インバータの電力制御動作として用いる方法がある。これにより、発電インバータは、仮想同期発電機、または、仮想同期インバータとして動作することで、マイクログリッドで配電系統が安定化に寄与することができるようになる。
【０００５】
このような自然エネルギー発電システムでは、従来の発電システムと同様の方法で、発電機およびインバータを使用するため、配電系統の状態に応じた出力調整、電力変換速度の限界による慣性力の低下という課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開2013-46503号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施形態は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、配電系統の急激な負荷変動、電力変動に対応することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態のバイパス回路は、自然エネルギーに基づく発電電力を変換して配電系統に出力する第１電力変換装置で変換されなかった余剰電力を変換して蓄電装置に充電または前記蓄電装置から放電された電力を変換して前記第１電力変換装置に供給する第２電力変換装置に並列に接続され、前記第１電力変換装置と前記蓄電装置との間を短絡するスイッチを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係る電力システムの全体構成図。
本実施形態に係る電力変換装置とその周辺装置のブロック図。
本実施形態に係る電力変換装置と蓄電装置、バイパス回路のブロック図。
本実施形態に係る電力変換装置とその周辺装置のブロック図
本実施形態に係る制御装置のブロック図。
特定の日照量を照射された太陽光パネルが発電する発電電力と端子電圧の関係のグラフ。
図６で示す電力指令値が最大電力点を超える場合を示すグラフ。
配電系統の負荷変動による電圧の時間変化の図。
本実施形態に係る電力システムの配電系統への電力供給を概略的に示すフローチャート。
本実施形態に係る電力システムにおいて配電系統に出力をしつつ、蓄電装置へ充電する場合の動作を概略的に示すフローチャート。
発電した電力の全てを蓄電装置に充電するために利用する場合を概略的に示すフローチャート。
バイパス回路をバイパス動作する場合の周波数を判定する動作を概略的に示すフローチャート。
バイパス回路をバイパス動作する場合の電圧を判定する動作を概略的に示すフローチャート。
バイパス回路をバイパス動作する場合の動作を概略的に示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る電力システム１０００に係る全体構成を示す。
電力システム１０００は、実線で示すように、電力変換装置１００と電力変換装置４００（第１電力変換装置）が直流リンク２０００で接続されている。電力変換装置２００（第２電力変換装置）は、直流リンク２０００と接点１００１で接続している。電力変換装置２００は、接点１００１とで直流リンク２０００と接続し、電力変換装置１００、４００と接続されている。バイパス回路３００は、電力変換装置２００と接点１００２、１００３とで並列に接続されている。
電力変換装置１００は、太陽光パネル１５０と接続されている。電力変換装置２００は、蓄電装置２１０と接続している。電力変換装置４００は、配電系統４１０と接続している。制御装置５００（制御部の一部）は、電力変換装置１００、２００、４００と、蓄電装置２１０と鎖線で示すように通信可能に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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