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公開番号2025082682
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023196178
出願日2023-11-17
発明の名称全体コントローラ、プログラム、及び処理方法
出願人株式会社ダイヘン,関西電力送配電株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 5/00 20160101AFI20250522BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】交流配電系統から直流配電系統への電力融通の要否判定に基づく処理を効率的に行う全体コントローラ、プログラム及び処理方法を提供する。
【解決手段】直流配電システムにおいて、直流配電系統S1と交流配電系統K1との間に介在するACDCコンバータS101と、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラ1とに、通信可能に接続される全体コントローラ100は、直流配電系統における系統電圧を安定させる処理を行う処理部を備える。処理部は、複数の個別コントローラ夫々から、個別コントローラが担う需要家における需要家情報を取得し、取得した需要家情報に基づき、交流配電系統から直流配電系統への電力融通の要否を判定し、交流配電系統からの電力融通が要であると判定した場合、ACDCコンバータに対し、交流配電系統から直流配電系統に電力融通を行うための出力電力指令を出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流配電系統と交流配電系統との間に介在するＡＣＤＣコンバータと、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラとに、通信可能に接続される全体コントローラであって、
前記直流配電系統における系統電圧を安定させる処理を行う処理部を備え、
前記処理部は、
複数の前記個別コントローラそれぞれから、前記個別コントローラが担う需要家における需要家情報を取得し、
取得した前記需要家情報に基づき、前記交流配電系統から前記直流配電系統への電力融通の要否を判定し、
前記交流配電系統からの電力融通が要であると判定した場合、前記ＡＣＤＣコンバータに対し、前記交流配電系統から前記直流配電系統に電力融通を行うための出力電力指令を出力する
全体コントローラ。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記個別コントローラは、前記個別コントローラと通信可能に接続される蓄電池ユニットに含まれる蓄電池の充電率が所定値以上である際は、全体コントローラからの指令を受けることなく自立制御を行い、
前記処理部は、前記交流配電系統からの電力融通が不要であると判定した場合、前記ＡＣＤＣコンバータに対し出力電力指令を出力せず、前記個別コントローラによる自立制御を継続させる
請求項１に記載の全体コントローラ。
【請求項３】
前記需要家情報は、前記個別コントローラと通信可能に接続される蓄電池ユニットに含まれる蓄電池の充電率を含み、
前記処理部は、
需要家それぞれにおける前記蓄電池の充電率の偏差が所定値以上となった場合、又は、いずれかの前記蓄電池の充電率が所定値以下となった場合、対象となる前記蓄電池ユニットに接続される前記個別コントローラに対し、充電指令を出力する
請求項１又は請求項２に記載の全体コントローラ。
【請求項４】
前記処理部は、
前記個別コントローラそれぞれとの間における通信状態に基づき、前記個別コントローラとの通信における異常判定を行い、
前記個別コントローラとの通信が異常と判定した場合、異常と判定された個別コントローラ以外の個別コントローラを対象として前記直流配電系統における系統電圧を安定させる処理を継続し、
前記通信異常と判定された個別コントローラに接続される蓄電池ユニットに対し停止要求を出力するための処理を行う
請求項１又は請求項２に記載の全体コントローラ。
【請求項５】
前記処理部は、前記直流配電系統における系統全域停電が発生したことを検出した場合、
前記個別コントローラそれぞれからの連系要求を取得し、
前記連系要求を取得した１つ以上の個別コントローラそれぞれに対し、順次に連系許可指令を出力する
請求項１又は請求項２に記載の全体コントローラ。
【請求項６】
前記処理部は、前記直流配電系統における作業停電に関する指令を取得した場合、
前記個別コントローラそれぞれに対し充電指令を出力することにより、前記個別コントローラに接続される蓄電池ユニットに含まれる蓄電池の充電率を所定値以上に上昇させ、
充電率が所定値以上となる蓄電池ユニットそれぞれに接続される個別コントローラそれぞれに対し、順次に解列指令を出力する
請求項１又は請求項２に記載の全体コントローラ。
【請求項７】
前記需要家情報は、前記個別コントローラと通信可能に接続される蓄電池ユニットと並列接続される直列負荷及び再生可能エネルギー発電機による直流過不足量を含み、
前記処理部は、
前記個別コントローラそれぞれから、前記個別コントローラが配置される需要家それぞれの直流過不足量を取得し、
取得した直流過不足量に基づき、前記個別コントローラそれぞれに対し、充電指令又は放電指令を出力する
請求項１又は請求項２に記載の全体コントローラ。
【請求項８】
前記需要家それぞれに応じて引き込まれた直流引込線の受電点に配置されたブレーカ装置と、通信可能に接続され、
前記処理部は、
前記ブレーカ装置から、前記ブレーカ装置に含まれるヒューズの状態情報を取得し、
取得したヒューズの状態情報に基づき、前記需要家を前記直流配電系統から切り離すための解列指令を前記ブレーカ装置に出力する
請求項１又は請求項２に記載の全体コントローラ。
【請求項９】
直流配電系統と交流配電系統との間に介在するＡＣＤＣコンバータと、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラとに、通信可能に接続されるコンピュータに、
複数の前記個別コントローラそれぞれから、前記個別コントローラが担う需要家における需要家情報を取得し、
取得した前記需要家情報に基づき、前記交流配電系統から前記直流配電系統への電力融通の要否を判定し、
前記交流配電系統からの電力融通が要であると判定した場合、前記ＡＣＤＣコンバータに対し、前記交流配電系統から前記直流配電系統に電力融通を行うための出力電力指令を出力する
処理を実行させるプログラム。
【請求項１０】
直流配電系統と交流配電系統との間に介在するＡＣＤＣコンバータと、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラとに、通信可能に接続されるコンピュータに、
複数の前記個別コントローラそれぞれから、前記個別コントローラが担う需要家における需要家情報を取得し、
取得した前記需要家情報に基づき、前記交流配電系統から前記直流配電系統への電力融通の要否を判定し、
前記交流配電系統からの電力融通が要であると判定した場合、前記ＡＣＤＣコンバータに対し、前記交流配電系統から前記直流配電系統に電力融通を行うための出力電力指令を出力する
処理を実行させる処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体コントローラ、プログラム、及び処理方法に関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
直流電圧供給回路を用いた電力システムが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の直流電圧供給回路においては、当該地絡検出回路が、直流電源と負荷との間に設けられている電力システムの一例が開示されている。直流電源の正側端が地絡した場合、地絡電流が、地絡箇所からグランドへ流れ、更にグランドから接地点Ｇを通じて地絡検出リレーを通して流れる。当該地絡検出回路は、地絡検出リレーを通して流れる電流を用いて地絡を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－０３００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された電力システムは、直流配電系統と交流配電系統との間に介在するＡＣＤＣコンバータと、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラとに、通信可能に接続される全体コントローラを用いて、交流配電系統から直流配電系統への電力融通の要否判定に基づく処理を効率的に行う点について考慮されていない。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、交流配電系統から直流配電系統への電力融通の要否判定に基づく処理を効率的に行うことができる全体コントローラ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る全体コントローラは、直流配電系統と交流配電系統との間に介在するＡＣＤＣコンバータと、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラとに、通信可能に接続される全体コントローラであって、前記直流配電系統における系統電圧を安定させる処理に関する処理を行う処理部を備え、前記処理部は、複数の前記個別コントローラそれぞれから、前記個別コントローラが担う需要家における需要家情報を取得し、取得した前記需要家情報に基づき、前記交流配電系統から前記直流配電系統への電力融通の要否を判定し、前記交流配電系統からの電力融通が要であると判定した場合、前記ＡＣＤＣコンバータに対し、前記交流配電系統から前記直流配電系統に電力融通を行うための出力電力指令を出力する。
【０００７】
本態様にあたっては、全体コントローラは、直流配電系統と交流配電系統との間に介在するＡＣＤＣコンバータ（配電コンバータ）と、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラとに、通信可能に接続され、直流配電系統における安定性を担保（維持）する系統コントローラとして機能する。全体コントローラは、系統電圧を安定させる処理、すなわち系統における電圧を所定の範囲に維持する処理を行う。当該系統電圧を安定させる処理を行うにあたり、全体コントローラは、系統内の電力需給を一致させる必要があり、その解決のためギャップを蓄電池の充放電又は交流系統との連携に埋める制御を行う。全体コントローラは、直流配電系統に接続される需要家それぞれに応じて分散配置された複数の個別コントローラそれぞれから、周期的又は定常的に当該需要家における需要家情報（以降、自端情報と称する）を取得する。当該自端情報（需要家情報）は、例えば、需要家それぞれに載置される蓄電池ユニットからの出力電力（出力電圧、出力電流）、蓄電池の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）、再生可能エネルギーなどを利用した発電機（再生可能エネルギー発電機）による発電量（ＰＶ(Photovoltaic)発電量）、直流電力消費量（直流負荷電力）、交流電力消費量（交流負荷電力）、パワーコンディショナーの出力電力、直流配電系統に設けられた受電点（連系点）の電力（直流受電点電力）、及び交流配電系統に設けられた受電点（連系点）の電力（交流受電点電力）を含む。全体コントローラの処理部は、複数の需要家それぞれに対応した個別コントローラそれぞれから送信される自端情報を取得及び集約し、当該集約した自端情報に基づき、交流配電系統から直流配電系統への電力融通の要否を判定する。全体コントローラの処理部は、例えば、自端情報それぞれに含まれる充電率（個別コントローラが通信可能に接続される蓄電池ユニットに含まれる蓄電池の充電率）の平均値が所定値未満となった場合、交流配電系統から直流配電系統への電力融通が要（必要）であると判定するものであってもよい。又は、全体コントローラの処理部は、例えば、自端情報それぞれに含まれる充電率を用いて算出した残容量（Σ(ＳＯＣ*容量)）が所定値未満となった場合、交流配電系統から直流配電系統への電力融通が要（必要）であると判定するものであってもよい。又は、全体コントローラの処理部は、例えば、残容量（Σ(ＳＯＣ*容量)）に加え、直流負荷電力に対するＰＶ発電電力の不足分（ＤＣ不足電力）を加味「（Σ負荷電力＞ΣＰＶ発電電力）＆｛Σ(ＳＯＣ*容量)＜所定値｝」して、交流配電系統から直流配電系統への電力融通の要否を判定するものであってもよい。全体コントローラの処理部は、交流配電系統から直流配電系統への電力融通が要（必要）であると判定した場合、ＡＣＤＣコンバータ（配電コンバータ）対し、交流配電系統から直流配電系統に電力融通を行うための出力電力指令を出力する。これにより、直流配電系統と交流配電系統との間に介在するＡＣＤＣコンバータ（配電コンバータ）は、交流配電系統から出力される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流配電系統に出力（供給）する。このように全体コントローラは、交流配電系統から直流配電系統への電力融通の要否判定に基づく処理を効率的に行うことができ、直流配電系統の安定性を効率的に担保（維持）することができる。
【０００８】
本開示の一態様に係る全体コントローラは、前記個別コントローラは、前記個別コントローラと通信可能に接続される蓄電池ユニットに含まれる蓄電池の充電率が所定値以上である際は、全体コントローラからの指令を受けることなく自立制御を行い、前記処理部は、前記交流配電系統からの電力融通が不要であると判定した場合、前記ＡＣＤＣコンバータに対し出力電力指令を出力せず、前記個別コントローラによる自立制御を継続させる。
【０００９】
本態様にあたっては、個別コントローラは、取得した自端情報等に応じて、自立制御を行っている。すなわち、直流配電システムに含まれる複数の個別コントローラそれぞれが自立制御を行うことにより、当該直流配電システムとしては、これら複数の個別コントローラによる、自立分散制御が行われものとなる。このように構成される個別コントローラは、当該個別コントローラが配置される需要家における自家消費を行う、又は、蓄電池ユニット（蓄電池）の出力電圧を増減されて、積極的に直流電力を売買電するものであってもよい。全体コントローラの処理部は、交流配電系統からの電力融通が不要であると判定した場合、ＡＣＤＣコンバータ（配電コンバータ）に出力電力指令を出力することなく、個別コントローラによる自立制御を継続させる。全体コントローラの処理部は、複数の個別コントローラそれぞれから周規定に送信される自端情報（蓄電池の充電率を含む）を受信しており、これら充電率が所定値以下となった場合、又は所定値以下となる可能性が高くなった場合、自立制御を基調とする個別コントローラに対し、強制指令を出力（介入）するものであってもよい。このように全体コントローラの処理部は、個別コントローラによる自立制御を前提としつつ、直流配電系統内において電力が賄えるよう、複数の個別コントローラそれぞれに対して必要に応じて強制指令（受電点電力指令）を出力するものであってもよい。需要家それぞれに対応して配置される個別コントローラは、対応する需要家において、例えば、太陽光発電機等の再生可能エネルギー発電機による発電電力（ＰＶ電力）の自家消費（交流負荷又は直流負荷による消費）を最優先とする制御（蓄電池ユニットの充放電）を行うように構成され、自立制御を基調としている。その上で、個別コントローラは、例えば自家消費に対応した制御等の自立制御を実行しつつ、全体コントローラからの指令（優先指令／強制電力指令）を受信した場合、に応じた割込み処理を行う。当該全体コントローラからの指令は、直流受電点の電力（直流受電点電力）の目標値（目標電力）を指示する受電点電力指令を含む。従って、交流配電系統からの電力融通が不要であると判定した場合、全体コントローラの処理部は、ＡＣＤＣコンバータによる交流配電系統から直流配電系統への電力の供給を停止し、個別コントローラそれぞれによる自立制御を継続させる（制御を監視し必要に応じて強制）することにより、直流配電系統における安定性を担保（維持）することができる。
【００１０】
本開示の一態様に係る全体コントローラは、前記需要家情報は、前記個別コントローラと通信可能に接続される蓄電池ユニットに含まれる蓄電池の充電率を含み、前記処理部は、需要家それぞれにおける前記蓄電池の充電率の偏差が所定値以上となった場合、又は、いずれかの前記蓄電池の充電率が所定値以下となった場合、対象となる前記蓄電池ユニットに接続される前記個別コントローラに対し、充電指令を出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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