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公開番号2024112543
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-21
出願番号2023017655
出願日2023-02-08
発明の名称分散型電源制御システム
出願人東京瓦斯株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H02J 3/38 20060101AFI20240814BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】マイクログリッド内の個人宅等の複数の需要家間において、蓄積されている電力及び発電した電力にばらつきがある場合でも、蓄積されている電力及び発電した電力を共有して利用可能とする。
【解決手段】分散型電源制御装置10は、外部系統から供給される電源の異常が検出された場合、マイクログリッドを外部系統から解列させて、複数の需要家であるA宅20A～F宅20Fのうちの1つを供給元として選択し、供給元として選択した需要家のPCS35から出力された非常用電源がマイクログリッド内の他の需要家に供給されるような切り替えを行う。そして、分散型電源制御装置10は、供給先の各需要家では、供給元から供給されてきた非常用電源がコンバータ37によりそれぞれ直流電力に変換されてそれぞれのPCS35に入力されるように制御する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
電力を発電又は電力を蓄積する機能を備えた分散型電源と、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記分散型電源と外部系統との間の系統連携運転を制御する電力変換装置とをそれぞれ備えた複数の需要家により構成されたマイクログリッドの制御を行うための分散型電源制御システムであって、
外部系統から供給される電源の異常が検出された場合、マイクログリッドを前記外部系統から解列させて、前記複数の需要家のうちの１つを供給元として選択し、供給元として選択した需要家の電力変換装置から出力された非常用電源がマイクログリッド内の他の需要家に供給されるような切り替えを行い、供給先の各需要家では、前記供給元から供給されてきた非常用電源が前記コンバータによりそれぞれ直流電力に変換されてそれぞれの電力変換装置に入力されるように制御する制御部を備えた、
分散型電源制御システム。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
前記制御部は、外部系統から供給される電源の異常が検出された場合、マイクログリッド内の複数の需要家のうち、特定の分散型電源を備えた需要家を供給元として選択する請求項１記載の分散型電源制御システム。
【請求項３】
前記制御部は、供給元として選択した需要家に備えられた分散型電源に蓄積されている電力残量が、予め設定された量以下となった場合、マイクログリッド内の他の需要家を新たな供給元として切り替えるような制御を行う請求項１記載の分散型電源制御システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の需要家内の電力変換装置内においてそれぞれ配置された複数の子機と、前記複数の子機を介して前記複数の需要家内の各電力変換装置の状態を監視して各電力変換装置を制御する親機とから構成されている請求項１記載の分散型電源制御システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数の需要家内の電力変換装置内においてそれぞれ分散して配置され、お互いに情報を送受信して各電力変換装置を制御する複数の制御装置により構成されている請求項１記載の分散型電源制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源制御システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システム等の再生可能エネルギーを利用した発電装置や、家庭用蓄電池等の分散型電源（ＤＥＲ：Distributed Energy Resources）の普及拡大や、災害発生の際にも電源を確保したいという要求の高まりを背景に、マイクログリッドが注目されつつある。特に家庭用の分散型電源は今後も普及拡大が見込まれ、需給調整が可能な家庭用蓄電池を用いた低圧マイクログリッドについても実現性が高まってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、停電時における給電系統の電力変動を抑制し、商用系統の異常状態が長時間継続しても、自立範囲にある負荷に対して、従来よりも長く継続して電力を供給することができるようにした分散型電源の自立運転システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１２１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そして、停電発生時にマイクログリッド内の電力を利用する場合、マイクログリッド内において発電された電力や、蓄えられている電力を複数の住宅（需要家）で共用して消費することが望ましい。しかし、家庭用の分散型電源を利用してマイクログリッドを実現した際に、マイクログリッド内で複数の需要家の間で電力を融通しようとした場合に下記に説明するような技術的な問題が発生する場合がある。
【０００６】
先ず、分散型電源による電力と外部系統からの電力を利用するために、需要家である各家庭には、パワーコンディショナ（以下ＰＣＳ（Power Conditioning System）と略す。）と呼ばれる電力変換装置が配置されており、このＰＣＳにおいて太陽光発電システムで発電された直流電源の交流電源への変換や、家庭用蓄電池へ蓄電等の制御が行われている。
【０００７】
そして、このＰＣＳに自立運転機能が備えられている場合、外部系統において停電が発生すると、ＰＣＳは自立運転モードで動作する。ＰＣＳは、停電していない通常時であれば系統連携モードで動作するため、接続されている外部系統の周波数に同期させて交流電源を生成するので、生成される交流電源の電力品質は高い。しかし、自立運転モードでは、ＰＣＳは、生成する電源の周波数を外部系統の周波数に同期させることができず、自装置において電圧・周波数を調整した電力を非常用電源として出力する。そのため、自立運転モードにおいて生成される非常用電源の電圧、周波数等の電力品質は低くなり、精密機器には使用できないという制限がある。しかし、家庭内において予め選択しておいた特定負荷に対して非常用電源を供給するようにすれば停電が発生した場合でも特定負荷を動作させることが可能となる。
【０００８】
このように停電が発生してマイクログリッドを外部系統から切り離して自立化する場合、マイクログリッド内の１つの需要家が供給元となって、その供給元のＰＣＳにおいて生成された非常用電源による電力をマイクログリッド系統内の他の需要家にも供給することが考えらえる。この場合、供給先となった他の需要家では、供給元から供給された電力を受けて各家庭におけるＰＣＳを起動して、特定負荷に電源を供給することになる。
【０００９】
しかし、ＰＣＳにおいて出力される非常用電源は、一般的に通常よりも使用可能な電力に上限が課されており、マイクログリッド全体の負荷総量と比較して小さいため、負荷の変動に対する周波数や電圧の擾乱が通常時と比較して大きくなる。また、上述したようにＰＣＳにおいて生成される非常用電源の電力品質はもともと低いため、負荷変動よりますます電力品質が低下する。
【００１０】
そして、ＰＣＳは、系統連系保護機能が備えられており、外部系統からの電源品質が予め設定された基準を満たしていない場合、外部系統から解列するように設定されている。この電源品質の基準としては、例えば、日本電気協会が定める系統連携規程に記載されている電圧・周波数等の基準が用いられる。例えば、系統連携規程において標準電圧１０１±６Ｖという基準が設定されている場合、外部系統の電圧が１１０Ｖになると、ＰＣＳでは電源異常であると判定して外部系統から解列するような動作を行う。
（【００１１】以降は省略されています）

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