電力制御装置、電力算出方法および電力算出プログラム
【課題】電池のうち一部の電池を使用せずに残りの電池で充放電する場合、充放電を行う電池の負担を軽減する。
【解決手段】各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置であって、他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出部４と、検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出し、発電電力と平滑化した電力の差に基づいて、発電電力の変動を抑制するのに必要な充放電電力を算出する連系点電力算出部６４と、算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出部６８と、電池が充放電する電力が小さいほど、所定の透過帯域の上限を低くする平滑化方法選択部６３と、を備える。
【解決手段】各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置であって、他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出部４と、検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出し、発電電力と平滑化した電力の差に基づいて、発電電力の変動を抑制するのに必要な充放電電力を算出する連系点電力算出部６４と、算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出部６８と、電池が充放電する電力が小さいほど、所定の透過帯域の上限を低くする平滑化方法選択部６３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御装置、電力算出方法および電力算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などの二次電池で大容量ユニット（１００ｋＷｈ以上）を構成する場合、電池を直並列に接続した組電池を、インバータ、チョッパなどの電力変換器を使用して並列接続するのが一般的である。
【０００３】
図１３は、従来の大容量電池ユニットである給電装置１００のブロック構成図の１例である。給電装置１００は、複数のインバータと、複数のチョッパと、複数の組電池とを備える。１つのインバータには、複数のチョッパが接続されており、それぞれのチョッパには、１つの組電池が接続されている。給電装置１００は、それぞれのインバータから供給された電力を合算した電力を商用系統に供給する。同図において、バツ印が描かれた組電池に異常が発生した場合が示されている。
【０００４】
インバータ、電池等の給電装置１００を構成する機器の一部に何らかの異常が発生した場合、統合制御装置（不図示）は、通常、給電装置全体を停止させるよう制御する。
【０００５】
図１４は、風車や太陽電池などの自然現象を利用することにより得られるエネルギーである自然エネルギーの出力電力と、自然エネルギー出力電力と大容量電池ユニットの出力電力との合わせた電力との時間変化を示した１例である。給電装置１００に異常が発生する前には、給電装置１００は、自然エネルギーの出力電力を平滑化し、平滑化した電力を商用系統へ出力する。一方、異常が発生した後には、給電装置１００は、自ユニット全体を停止させるので、自然エネルギーの出力電力を平滑化することができず、自然エネルギーの出力電力をそのまま商用系統へ出力する。
【０００６】
図１４に示されるように、従来の給電装置１００は、給電装置１００を構成する機器の一部に異常が発生する時に、自然エネルギーの出力電力を平滑化する機能が失われるという問題があった。
例えば、インバータ１列×チョッパ３列などの小容量ユニット（１００ｋＷｈ以下）では並列数も少なく、異常時にユニット全体を停止させることで大きな問題とはならなかった。しかし、例えば数ＭＷｈクラスの大容量ユニットの場合は並列数も多くなり、ユニット構成機器の一部に異常が発生しただけでユニット全体を停止させていては、ユニット運用が非効率となる。
【０００７】
その問題を解決するために、従来、給電装置は、給電装置の異常時に運転を継続するために、機能縮退モードとして、給電装置を構成する各電池の負荷の分担率を変更していた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−３０６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
給電装置の異常時に運転を継続する場合、電池のうち一部の電池を使用せずに残りの電池で充放電によって、自然エネルギーの出力電力の平滑化を行わなければならないので、充放電を行う電池の負担が増加するという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電池のうち一部の電池を使用せずに残りの電池で充放電する場合、充放電を行う電池の負担を軽減することを可能とする電力制御装置、電力算出方法および電力算出プログラムを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様である電力制御装置は、各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置であって、他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出部と、前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出部と、前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出部と、前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出部と、前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力制御装置は、電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする。これにより、電力制御装置は、電池のうち一部の電池を使用せずに残りの電池で充放電する場合、充放電を行う電池の負担を軽減することができるので、電池の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】給電装置が、異常が発生した後も運転を継続した場合における電力の時間変化である。
【図２】本発明の実施形態における給電システムのブロック構成図である。
【図３】統合制御部のブロック構成図である。
【図４】インバータの出力上限値の総和に応じた平滑化方法の選択の１例について説明するための図である。
【図５】電力会社が所有する発電設備の系統周波数維持における役割分担が示された図である。
【図６】第１の電力算出部について説明するための図である。
【図７】第２の電力算出部について説明するための図である。
【図８】第３の電力算出部について説明するための図である。
【図９】第３の電力算出部のフィルタ部の変形例について説明するための図である。
【図１０】通常運転時におけるインバータの出力電力とチョッパの出力電力との分担の１例が示された図である。
【図１１】図１０に示された組電池の出力電力の分担例において、１つの組電池に異常が発生した場合におけるインバータの出力電力とチョッパの出力電力との分担の１例が示された図である。
【図１２】給電装置の処理の流れを示したフローチャートである。
【図１３】従来の大容量電池ユニットのブロック構成図の１例である。
【図１４】風車や太陽電池などの自然現象を利用することにより得られるエネルギーである自然エネルギーの出力電力と、自然エネルギー出力電力と大容量電池ユニットの出力電力との合算との時間変化を示した１例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、給電装置が、異常が発生した後も運転を継続した場合における電力の時間変化である。同図において、自然エネルギーの出力電力と、自然エネルギーの出力電力と給電装置の出力電力とを加算した電力との時間変化が示されている。同図には、ある電池に異常が発生した後も、所定の電力範囲では上記加算した電力は平滑化された電力が示されている。
【００１５】
しかし、給電装置のインバータの電力が、設定されたインバータ上限値を超えると、給電装置はインバータ上限値を超える電力を出力できず、上記自然エネルギーの出力電力と給電装置の出力電力とを加算した電力は、本来出力すべき平滑化された電力から乖離した電力となる。
すなわち、設定されたインバータ出力上下限値の範囲を逸脱した場合のみ、給電装置による自然エネルギーの平滑化性能が劣化するという問題がある。
【００１６】
給電装置は、インバータ列またはチョッパ列が停止した場合にも運転を継続する(機能縮退モード)ことによりユニット運用の効率化および稼働率向上を図る。ただし、本給電装置に求められる機能(例えば，自然エネルギーの出力変動平滑化機能など)はできるだけ劣化させないようにする必要がある。
そこで、本発明の実施形態では，下記に示す方法により機能縮退モードを実現する。実施形態について、図２に示すインバータ３列×チョッパ３列の給電システムの例を用いて説明する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態における給電システム１のブロック構成図である。給電システム１は、給電装置２と、電力制御装置３とを備える。給電システム１は、他の発電装置により発電された発電電力に、給電装置４が充放電する充放電電力を加算することにより平滑化した電力を商用系統に出力する。
【００１８】
給電装置４は、インバータ（充放電部）１０１〜１０３と、チョッパ２０ｉｊ（ｉは１から３までの整数、ｊは１から３までの整数）と、組電池３０ｉｊと、電池制御部４０ｉｊと、制御部５０１〜５０３と、を備える。
【００１９】
ｉ番目のインバータ１０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、それぞれに接続されたチョッパ２０ｉｊから供給された直流電力を交流電力に変換し、商用系統に出力する。ここで、ｉ番目のインバータ１０ｉは、チョッパ２０ｉｊ（ｊは１から３までの整数）と接続されている。
【００２０】
チョッパ２０ｉｊは、それぞれが接続されている制御部５０ｉの指令に基づいて、電流のＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことによって電池の電圧から、上記指令に基づく電圧を生成する。そして、チョッパ２０ｉｊは、制御部５０ｉから要求された電力をそれぞれが接続したインバータ１０ｉに供給する。
【００２１】
具体的には、例えば、チョッパ２０１1、チョッパ２０１２、チョッパ２０１３は、制御部５０１に接続され、制御部５０１の指令に基づく電圧を生成することにより、制御部５０１から要求された電力をインバータ１０１に供給する。
【００２２】
また、チョッパ２０２1、チョッパ２０２２またはチョッパ２０２３は、制御部５０２に接続され、制御部５０２の指令に基づいて電圧を生成することにより、制御部５０２から要求された電力をインバータ１０２に供給する。
また、チョッパ２０３1、チョッパ２０３２またはチョッパ２０３３は、制御部５０３に接続され、制御部５０３の指令に基づいて電圧を生成することにより、制御部５０３から要求された電力をインバータ１０３に供給する。
【００２３】
組電池３０ｉｊは、電池が直列に繋がったものであり、それぞれ接続されているチョッパ２０ｉに電力を供給する。
電池制御部４０ｉｊは、それぞれが接続されている組電池３０ｉｊの電圧を検出し、検出した電圧を示す情報を制御部５０ｉに出力するよう制御する。
【００２４】
具体的には、電池制御部４０１１は、組電池３０１１の電圧を検出し、検出した組電池３０１１の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０１２に出力する。
電池制御部４０１２は、組電池３０１２の電圧を検出し、検出した組電池３０１２の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０１１から受け取った組電池３０１１の電圧を示す情報と共に、電池制御部４０１３に出力する。
電池制御部４０１３は、組電池３０１３の電圧を検出し、検出した組電池３０１３の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０１２から受け取った組電池３０１１の電圧を示す情報と組電池３０１２の電圧を示す情報と共に、制御部５０１に出力する。
【００２５】
同様にして、電池制御部４０２１は、組電池３０２１の電圧を検出し、検出した組電池３０２１の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０２２に出力する。
電池制御部４０２２は、組電池３０２２の電圧を検出し、検出した組電池３０２２の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０２１から受け取った組電池３０２１の電圧を示す情報と共に、電池制御部４０２３に出力する。
電池制御部４０２３は、組電池３０２３の電圧を検出し、検出した組電池３０２３の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０２２から受け取った組電池３０２１の電圧を示す情報と組電池３０２２の電圧を示す情報と共に、制御部５０２に出力する。
【００２６】
同様にして、電池制御部４０３１は、組電池３０３１の電圧を検出し、検出した組電池３０３１の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０３２に出力する。
電池制御部４０３２は、組電池３０３２の電圧を検出し、検出した組電池３０３２の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０３１から受け取った組電池３０３１の電圧を示す情報と共に、電池制御部４０３３に出力する。
電池制御部４０３３は、組電池３０３３の電圧を検出し、検出した組電池３０３３の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０３２から受け取った組電池３０３１の電圧を示す情報と組電池３０３２の電圧を示す情報と共に、制御部５０３に出力する。
【００２７】
制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧を示す情報に基づいて、それぞれの組電池に接続されているチョッパを閉じる。具体的には、例えば、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧が予め決められた所定の範囲を逸脱する場合、それぞれの組電池に接続されているチョッパの運転を停止させる。一方、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧が予め決められた所定の範囲内の場合、それぞれの組電池に接続されているチョッパの運転を継続させる。
【００２８】
制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧を示す情報に基づいて、インバータ１０ｉを遮断する。具体的には、例えば、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧の全てが、予め決められた所定の範囲を逸脱する場合、インバータ１０ｉの運転を停止させる。一方、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧のいずれかが、予め決められた所定の範囲内の場合、インバータ１０ｉの運転を継続させる。
【００２９】
制御部５０１は、インバータ１０１を遮断したか否かを示す情報と、各チョッパ２０１ｊ（ｊは１から３までの整数）を遮断したか否かを示す情報とを電力制御装置３の後述する統合制御部６０に出力する。
同様に、制御部５０２は、インバータ１０２を遮断したか否かを示す情報と、各チョッパ２０２ｊ（ｊは１から３までの整数）を遮断したか否かを示す情報とを電力制御装置３の後述する統合制御部６０に出力する。
同様に、制御部５０３は、インバータ１０３を遮断したか否かを示す情報と、各チョッパ２０３ｊ（ｊは１から３までの整数）を遮断したか否かを示す情報とを電力制御装置３の後述する統合制御部６０に出力する。
【００３０】
ここで、インバータを遮断したか否かを示す情報をインバータの運転状態を示す情報と称する。また、チョッパを遮断したか否かを示す情報をチョッパの運転状態を示す情報と称する。
これにより、インバータの運転状態を示す情報、チョッパの運転状態を示す情報および各制御装置が有する情報は、図３に示すように、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）を通信、デジタル信号、アナログ信号の媒体で接続し、電力制御装置３の後述する統合制御部６０に集約される。
【００３１】
また、制御部５０ｉは、電力制御装置３の後述する統合制御部６０のチョッパ出力電力算出部６６から入力されたチョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）を示す情報に基づいて、その出力電力Ｐｃ（ｍｎ）になるように、各チョッパ２０ｍｎを制御する。
また、制御部５０ｉは、電力制御装置３の後述する統合制御部６０のチョッパ出力電力算出部６６から入力されたインバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）を示す情報に基づいて、その出力電力ＰＩ（ｍ）になるように、各インバータ１０ｍを制御する。
【００３２】
電力制御装置３は、電力検出部４と、統合制御部６０とを備える。電力検出部４は、他の発電装置により発電された発電電力を検出する。具体的には、例えば、電力検出部４は、風力発電装置または太陽発電装置により発電された自然エネルギーの出力電力を検出する。電力検出部４は、検出した発電電力を示す情報を統合制御部６０の後述する記憶部６７に記憶させる。
【００３３】
続いて、統合制御部６０の処理について説明する。まず、統合制御部６０の処理の概要について説明する。統合制御部６０は、各インバータ１０ｉの運転状態を示す情報と各チョッパ２０ｉｊ（ｉは１から３までの整数、ｊは１から３までの整数）の運転状態を示す情報とに基づいて、運転中の各列の出力分担率が均等になるように、各インバータ１０ｉ、各チョッパ２０ｉｊの出力電圧を算出する。
【００３４】
図３は、統合制御部６０のブロック構成図である。統合制御部６０は、インバータ出力上限値算出部６１と、インバータ出力上限値総和算出部６２と、平滑化方法選択部（透過帯域変更部）６３と、充放電電力算出部６４と、記憶部６７と、電池電力算出部６８とを備える。
電池電力算出部６８は、インバータ出力電力算出部６５と、チョッパ出力電力算出部（６６とを備える。
【００３５】
記憶部６７には、電力検出部４により検出された発電電力を示す情報が記憶されている。
最初に、各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を算出する際には、平滑化方法選択部６３は、記憶部６７から発電電力を示す情報を読み出す。平滑化方法選択部６３は、例えば、第１の平滑化方法を選択し、連系点電力算出部６４が備える第１の電力算出部７０に前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出させる。
【００３６】
第１の電力算出部７０において、第１の電力算出部７０の後述するフィルタ部（平滑化電力算出部）は、発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する。
第１の電力算出部７０の後述する減算部（充放電電力算出部）７４は、発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、上記発電電力の変動を抑制するのに必要な充放電電力を算出する。
【００３７】
電池電力算出部６８は、前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する。
【００３８】
平滑化方法選択部６３は、上記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする。これにより電池が充放電する電力が小さくなるほど、所定の周波数より高い周波数で変動する発電電力を平滑化する必要がなくなるので、電池の負担が減り、電池の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
なお、平滑化方法選択部６３は、上記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の下限を高くしてもよい。これにより、電池が充放電する電力が小さいほど、低い周波数で変動する発電電力を平滑化する必要がなくなるので、電池の負担が減り、電池の寿命を延ばすことができる。
【００４０】
以下、統合制御部６０の各部の処理の詳細について説明する。平滑化方法選択部６３は、インバータ出力上限値総和算出部６２から入力されたインバータ出力上限値の総和を示す情報に基づいて、平滑化方法を選択する。具体的な方法について、図４を使って説明する。
【００４１】
図4は、インバータの出力上限値の総和に応じた平滑化方法の選択の１例について説明するための図である。同図において、インバータ出力上限値の総和がＰ１以上Ｐｒ以下の場合４１は、第１の平滑化方法が選択されることが示されている。また、インバータ出力上限値の総和がＰ２以上Ｐ１未満の場合４２は、第２の平滑化方法が選択されることが示されている。インバータ出力上限値の総和がＰ２未満の場合４３は、第３の平滑化方法が選択されることが示されている。
【００４２】
平滑化方法選択部６３は、第１の実施形態で説明したインバータ出力上限値の総和に対して、電力のしきい値Ｐ１およびＰ２を予め設定する。
平滑化方法選択部６３は、上記パラメータを用いて、平滑化能力が損なわれないように平滑化方法を切り替える。例えば、平滑化方法選択部６３は、インバータ出力上限値の総和がＰ１以上の場合は、通常の第１の平滑化方法を選択する。平滑化方法選択部６３ｂは、インバータ出力上限値の総和がＰ２以上Ｐ１未満の場合は、ユニットの出力を抑えることができる第２の平滑化方法を選択する。平滑化方法選択部６３は、インバータ出力上限値の総和がＰ２未満の場合はさらに出力を抑えることができる第３の平滑化方法を選択する。
【００４３】
図３に戻って、平滑化方法選択部６３は、選択した平滑化方法に基づいて、連系点電力算出部６４に連系点電力Ｐｇを算出させ、算出された連系点電力Ｐｇを示す情報を連系点電力算出部６４から取得する。
ここで、連系点電力算出部６４は第１の電力算出部７０と、第２の電力算出部８０と、第３の電力算出部９０とを備える。
【００４４】
具体的には、例えば、平滑化方法選択部６３は、第ｋの平滑化方法を選択した場合（ｋは１から３までの整数）、第ｋの電力算出部に連系点電力Ｐｇを算出させ、算出された連系点電力Ｐｇを示す情報を第ｋの電力算出部から取得する。
平滑化方法選択部６３は、取得した連系点電力Ｐｇを示す情報をインバータ出力電力算出部６５に出力する。
【００４５】
＜連系点電力算出方法について＞
続いて、連系点電力算出部６４の処理の詳細について説明する。図５は、電力会社が所有する発電設備の系統周波数維持における役割分担が示された図である。同図において、数十秒程度から２分程度の負荷変動用のガバナフリー領域５１と、２分程度から２０分程度の負荷変動用のＬＦＣ（Ｌｏａｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ、負荷周波数制御）領域５２と、２０分程度異常の負荷変動用のＥＤＣ（Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏａｄ Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ）領域５３とが示されている。
【００４６】
自然エネルギーに蓄電池を併設した系統平滑化システムへの要求として、２分程度から２０分程度の負荷変動用のＬＦＣ（負荷周波数制御）領域での出力変動抑制が望まれている。
そこで、連系点電力算出部６４における第１の電力算出部７０は、インバータ出力上限値の総和がＰ１以上Ｐｒ以下の場合、以下に説明する方法により連系点電力Ｐｇの値を算出する。
【００４７】
＜第１の電力算出部７０＞
図６は、第１の電力算出部７０について説明するための図である。図６（ａ）は、第１の電力算出部７０における系統平滑化用の制御ブロック図の１例である。第１の電力算出部７０は、フィルタ部（平滑化電力算出部）７１と、減算部（充放電電力算出部）７４とを備える。
【００４８】
同図において、フィルタ部７１は、入力された自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、同図に示された１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数をかけることにより（ここで、時定数Ｔ１は２０分）、商用系統の連系点に出力したい電力である系統連系点目標電力を示す情報を算出する。この系統連系点目標電力は、２０分より遅い変動の電力を示す値である。フィルタ部７１は、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部７５に出力する。
【００４９】
減算部７５は、フィルタ部７１から入力された系統連系点目標電力を示す情報から自然エネルギーの出力電力を示す情報を減算することにより、給電装置２が出力すべき充放電電力を示す情報を算出する。減算部７５は、算出した充放電電力を示す情報を平滑化方法選択部６３に出力する。
【００５０】
これにより、充放電電力は、２０分よりも短い周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、給電装置２は、２０分よりも早い周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制することができる。
【００５１】
図６（ｂ）は、フィルタ部７１の利得と周波数の関係を示した図である。同図において、ローパスフィルタの利得は、周波数が１／（２０×６０）Ｈｚにおいて、電力の利得が−３［ｄＢ］となることが示されている。また、フィルタ部７１の利得は、１／（２０×６０）Ｈｚをカットオフ周波数として、そのカットオフ周波数以上の周波数においては、周波数が大きくなるほど利得が小さくなることが示されている。
【００５２】
＜第２の電力算出部８０＞
第１の平滑化方法では、数分以下のガバナフリー領域の出力変動も抑制することが可能であるが、その分、インバータ出力上限値の総和が所定の電力Ｐ１以上必要となる。一方、インバータ出力上限値の総和が上記所定の電力Ｐ１未満の場合、統合制御部６０の平滑化方法選択部６３は、数分以下の変動が系統に流入することを許容する第２の平滑化方法を選択する。
【００５３】
図７は、第２の電力算出部８０について説明するための図である。図７（ａ）は、第２の電力算出部８０における系統平滑化用の制御ブロック図の１例である。
第２の電力算出部８０は、フィルタ部（平滑化電力算出部）８１と、減算部（充放電電力算出部）８４とを備える。
【００５４】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示されたフィルタ部８１の利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタ部８１の利得は、周波数が１／（２０×６０）Ｈｚと１／（２×６０）Ｈｚにおいて、電力の利得が−３ｄＢとなることが示されている。また、フィルタ部８１の利得は、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（２×６０）Ｈｚとの間の周波数帯域において、抑制されていることが示されている。これにより、フィルタ部８１は、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（２×６０）Ｈｚの間の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００５５】
フィルタ部８１は、電圧検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、バンドストップフィルタを掛けることにより、系統連系点目標電力を算出し、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部８５に出力する。フィルタ部８１は、ハイパスフィルタ部８２と、ローパスフィルタ部８３と、加算部８４とを備える。
【００５６】
ハイパスフィルタ部８２は、電圧検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力に対して、同図に示されたＴ２ｓ／（１＋Ｔ２ｓ）の伝達関数で表されるハイパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ２は２分）、ハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部８４に出力する。
【００５７】
ローパスフィルタ部８３は、電圧検出部４から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数で表されるローパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ１は２０分）、ローパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部８４に出力する。
【００５８】
加算部８４は、ハイパスフィルタ部８２から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力とローパスフィルタ部８３から入力されたローパスフィルタ後の出力電力とを加算し、加算後の電圧を系統連系点目標電力として、その系統連系点目標電力を示す情報を減算部８５に出力する。
【００５９】
減算部８５は、加算部８４から入力された系統連系点目標電力から電圧検出部４から入力された自然エネルギー出力電力を減算することにより、充放電電力を算出し、充放電電力を示す情報を平滑化方法選択部６３に出力する。
【００６０】
これにより、第２の電力算出部８０から出力される充放電電力は、２分から２０分の範囲の周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、２分から２０分の範囲の周期で変動する電力変動を抑制するよう制御することができる。
【００６１】
＜第３の電力算出部９０＞
第２の平滑化方法では、上記に示したように、時定数Ｔ１を２０分、時定数Ｔ２を２分と設定することにより、ＬＦＣ領域に限定した対応が可能となり、ガバナフリー領域に対応しない分、給電装置２の出力電力を低くすることができた。
【００６２】
更に、出力低減が要求される第３の平滑化方法では、第１の電力算出部７０のフィルタ部７１における時定数Ｔ１を２０分以下の所定の値（ここでは、１例として１０分）に設定する。これによって、電力制御装置３は、第１の平滑化方法と比べて、更に１０分から２０分の間の周期で変動する電力を抑制する必要がなくなるので、電池の負担を更に軽減することができる。その結果、電力制御装置３は、電池の寿命を延ばすことができる
【００６３】
図８は、第３の電力算出部９０について説明するための図である。図８（ａ）は、第３の電力算出部９０における系統平滑化用の制御ブロック図の１例である。第３の電力算出部９０は、第１の電力算出部７０と同様に、フィルタ部（平滑化電力算出部）９１と、減算部（充放電電力算出部）９４とを備える。
【００６４】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に示されたフィルタ部９１の利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタの利得は、周波数が１／（１０×６０）Ｈｚにおいて、電力の利得が−３［ｄＢ］となることが示されている。また、フィルタ部９１の利得は、１／（１０×６０）Ｈｚをカットオフ周波数として、そのカットオフ周波数以上の周波数においては、周波数が大きくなるほど利得が小さくなることが示されている。これにより、フィルタ部９１は、１／（１０×６０）Ｈｚ以上の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００６５】
フィルタ部９１は、入力された自然エネルギー出力電力を示す情報に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数をかけることにより（ここで、時定数Ｔ１は１０分）、商用系統の連系点に出力したい電力である系統連系点目標電力を示す情報を算出する。この系統連系点目標電力は、１０分より遅い変動の電力を示す値である。フィルタ部９１は、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００６６】
減算部９５は、フィルタ部９１から入力された系統連系点目標電力から自然エネルギー出力電力を減算することにより、給電装置２が出力すべき充放電電力を示す情報を算出する。減算部７５は、算出した充放電電力を示す情報を平滑化方法選択部６３に出力する。
【００６７】
これにより、充放電電力は、１０分よりも短い周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、１０分よりも短い周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制するよう制御することができる。
【００６８】
＜第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第１の変形例＞
第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１は、図８で示されたものに限定されず、以下のようなものでもよい。
図９は、第３の電力算出部９０のフィルタ部９１の変形例であるフィルタ部９１ｂについて説明するための図である。フィルタ部９１ｂは、１０分から２０分の範囲の周期で変動する電力を抑制する。図９（ａ）は、第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第１の変形例のフィルタ部９１ｂである。
【００６９】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示されたフィルタ部９１ｂの利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタ部９１ｂの利得は、周波数が１／（２０×６０）Ｈｚと１／（１０×６０）Ｈｚとにおいて、電力の利得が−３ｄＢとなることが示されている。また、フィルタ部９１ｂの利得は、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（１０×６０）Ｈｚとの間の周波数帯域において、抑制されていることが示されている。これにより、フィルタ部９１ｂは、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（１０×６０）Ｈｚの間の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００７０】
フィルタ部９１ｂは、ハイパスフィルタ部９２ｂと、ローパスフィルタ部９３ｂと、加算部９４ｂとを備える。
【００７１】
フィルタ部９１ｂは、電力検出部４から入力された自然エネルギー出力電力に対して、バンドストップフィルタを掛けることにより、系統連系点目標電力を算出し、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００７２】
ハイパスフィルタ部９２ｂは、電力検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力に対して、Ｔ２ｓ／（１＋Ｔ２ｓ）の伝達関数で表されるハイパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ２は１０分）、ハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｂへ出力する。
【００７３】
ローパスフィルタ部９３ｂは、電力検出部４から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数で表されるローパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ１は２０［分］）、ローパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｂへ出力する。
【００７４】
加算部９４ｂは、ハイパスフィルタ部９２ｂから入力されたハイパスフィルタ後の出力電力とローパスフィルタ部９３ｂから入力されたローパスフィルタ後の出力電力とを加算し、加算後の電圧を系統連系点目標電力として、その系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００７５】
これにより、第３の電力算出部９０から出力される充放電電力は、１０分から２０分の範囲の周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、１０分から２０分の範囲の周期で変動する電力変動を抑制するよう制御することができる。これにより、第３の電力算出部９０は、第２の電力算出部８０に比べて、２分から１０分までの周期で変動する自然エネルギーの出力電力を抑制する必要がなくなるので、電池の負担を更に軽減することができ、その結果、電池の寿命を延ばすことができる。
【００７６】
＜第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第２の変形例＞
続いて、第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第２の変形例であるフィルタ部９１ｃについて説明する。フィルタ部９１ｃは、５分から１０分の範囲の周期で変動する電力を抑制する。図９（ｃ）は、第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第２の変形例のフィルタ部９１ｃである。フィルタ部９１ｃは、ハイパスフィルタ部９２ｃと、ローパスフィルタ部９３ｃとを備える。
【００７７】
図９（ｄ）は、図９（ｃ）に示されたフィルタ部９１ｃの利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタ部９１ｃの利得は、周波数が１／（１０×６０）Ｈｚと１／（５×６０）Ｈｚとにおいて、電力の利得が−３ｄＢとなることが示されている。また、フィルタ部９１ｃの利得は、１／（１０×６０）Ｈｚと１／（５×６０）Ｈｚとの間の周波数帯域において、抑制されていることが示されている。これにより、フィルタ部９１ｘは、１／（１０×６０）Ｈｚと１／（５×６０）Ｈｚの間の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００７８】
フィルタ部９１ｃは、電力検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、バンドストップフィルタを掛けることにより、系統連系点目標電力を算出し、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
フィルタ部９１ｃは、ハイパスフィルタ部９２ｃと、ローパスフィルタ部９３ｃと、加算部９４ｃとを備える。
【００７９】
ハイパスフィルタ部９２ｃは、電力検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力に対して、Ｔ２ｓ／（１＋Ｔ２ｓ）の伝達関数で表されるハイパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ２は５分）、ハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｃに出力する。
【００８０】
ローパスフィルタ部９３ｃは、電力検出部４から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数で表されるローパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ１は１０分）、ローパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｃへ出力する。
【００８１】
加算部９４ｃは、ハイパスフィルタ部９２ｃから入力されたハイパスフィルタ後の出力電力とローパスフィルタ部９３ｃから入力されたローパスフィルタ後の出力電力とを加算し、加算後の電圧を系統連系点目標電力として、その系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００８２】
これにより、第３の電力算出部９０から出力される充放電電力は、５分から１０分の範囲の周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、５分から１０分の範囲の周期で変動する電力変動を抑制するよう制御することができる。これにより、第３の電力算出部９０は、第２の電力算出部８０に比べて、２分から５分までの周期で変動する自然エネルギーの出力電力と、１０分から２０分までの周期で変動する自然エネルギーの出力電力とを抑制する必要がなくなるので、電池の負担を更に軽減することができ、その結果、電池の寿命を延ばすことができる。
【００８３】
＜インバータ・チョッパの出力分担＞
続いて、インバータ・チョッパの出力分担について説明する。給電装置４の組電池のうち少なくともいずれか１つに異常が発生した場合、各制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、異常が発生した組電池を切り離してユニット運転を継続する。
それとともに、統合制御部６０は、運転中の各組電池の出力分担率が均等になるように、各インバータの出力電力の値およびチョッパの出力電力の値を決定する。
【００８４】
インバータ出力電力算出部６５は、平滑化方法選択部６３から入力された連系点電力Ｐｇの値と、制御部５０ｉから入力されたチョッパの運転状態を示す情報(有効または無効)およびインバータの運転状態(有効または無効)を示す情報と、インバータ１０ｉに接続されているｊ番目のチョッパ２０ｉｊの定格出力電力Ｐｒ（ｉｊ）の値と、に基づいて、インバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）を算出する。
具体的には、例えば、インバータ出力電力算出部６５は、下記の式に従って、インバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）を算出する。
【００８５】
【数１】
【００８６】
ここで、チョッパ有効（ｊ）は、インバータ１０ｍに接続されているｊ番目のチョッパ２０ｍｊが運転可能であれば１であり、運転不能であれば０である。また、インバータ有効（ｍ）は、インバータ１０ｍが運転可能であれば１であり、運転不能であれば０である。
インバータ出力電力算出部６５は、算出したインバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）の値を示す情報をチョッパ出力電力算出部６６に出力する。
【００８７】
チョッパ出力電力算出部６６は、インバータ出力電力算出部６５により算出されたインバータの出力電力ＰＩ（ｍ）の値と、インバータ１０ｍに接続されているｎ番目（ｎは正の整数）のチョッパ２０ｍｎの定格出力電力Ｐｒ（ｍｎ）の値と、チョッパの運転状態(有効または無効)を示す情報と、１０ｍのインバータに接続されているｊ番目のチョッパ２０ｍｊの定格出力電力Ｐｒ（ｍｊ）の値とに基づいて、チョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）の値を算出する。
具体的には、チョッパ出力電力算出部６６は、下記の式に従って、チョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）の値を算出する。
【００８８】
【数２】
【００８９】
チョッパ出力電力算出部６６は、算出したチョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）の値を示す情報を、インバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）の値を示す情報とともに、制御部５０ｉに出力する。
【００９０】
＜インバータ出力上限値＞
異常が発生した列を切り離して給電装置２が運転を継続する場合、給電装置２が最大で発揮できる供給電力は制限されることとなる。そのため、上述した負荷分担だけではインバータが過負荷となり，給電装置２が非常停止する恐れがある。
【００９１】
そこで、インバータ出力上限値算出部６１は、制御部５０ｉから入力されたチョッパの運転状態（有効／無効）を示す情報と、インバータ１０ｍに接続されている各チョッパ２０ｍｊの定格出力電力Ｐｒ（ｍｊ）の値と、インバータ１０ｍの定格出力電力Ｐｒ（ｍ）の値とに基づいて、インバータ１０ｍ（ｍは１から３までの整数）のインバータ上限値ＰＩｍａｘ（ｍ）を算出する。具体的には、インバータ出力上限値算出部６１は、インバータ出力指令の上限値を下記の式に従って設定する。また、インバータ出力上限値算出部６１は、インバータ下限値を、インバータ上限値の符号を反転させたものに設定する。
【００９２】
【数３】
【００９３】
インバータ出力上限値算出部６１は、算出したインバータ出力上限値を示す情報とインバータ出力下限値を示す情報をインバータ出力電力算出部６５に出力する。
【００９４】
インバータ出力電力算出部６５は、インバータ出力上限値算出部６１から入力されたインバータ出力上限値とインバータ出力下限値との間で、インバータ出力電力を算出する。
【００９５】
＜本実施形態の変形例＞
なお、本実施形態における統合制御部６０の平滑化方法選択部（抑制周波数設定部）６３は、インバータ出力電力上限値の総和に基づいて、自然現象を利用して発電された自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更したが、これに限ったものではない。
【００９６】
本実施形態の変形例では、チョッパ出力電力算出部６６が、各組電池３０ｉｊが分担する電力の値を算出することに着目する。
まず、記憶部６７に、チョッパ出力電力算出部６６により最初に算出された各電池が充放電する電力の値を示す情報が記憶されていることとする。
平滑化方法選択部６３は、記憶部６７から各電池が充放電する電力の値を示す情報を読み出す。チョッパ出力電力算出部６６により算出された各電池が充放電する電力に応じて、自然現象を利用して発電された自然エネルギーの出力電力の変動を抑制する対象である周波数帯域を設定し、連系点電力算出部６４は、設定した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力の変動を抑制する連系点電力の値を算出してもよい。
これにより、統合制御部６０は、各電池の負担を軽減することができ、各電池の寿命を延ばすことができる。
【００９７】
また、平滑化方法選択部６３は、各電池の出力電力が第１の閾値電力よりも低い場合、変動を抑制する対象である周波数帯域を所定の周波数より高い周波数帯域を設定してもよい。これにより、統合制御部６０は、所定の時間よりも短い周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制することができ、その結果、各電池の負担を軽減することができるので、各電池の寿命を延ばすことができる。
【００９８】
また、平滑化方法選択部６３は、前記各電池が分担する電力が第２の閾値電力よりも低い場合、変動を抑制する対象である周波数帯域を所定の範囲の周波数帯域を設定してもよい。これにより、統合制御部６０は、所定の時間範囲の周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制することができ、その結果、各電池の負担を軽減することができるので、各電池の寿命を延ばすことができる。
【００９９】
＜チョッパの出力電力の分担例＞
図１０は、通常運転時におけるインバータの出力電力とチョッパの出力電力との分担の１例が示された図である。通常運転時は３０ｋＷ／チョッパで均等に運転することにより、給電装置２は商用系統に系統連系点の電力Ｐｇとして２７０ｋＷを供給する。
【０１００】
図１１は、図１０に示された組電池の出力電力の分担例において、１つの組電池に異常が発生した場合におけるインバータの出力電圧とチョッパの出力電圧との分担の１例が示された図である。異常が発生した組電池が接続されたチョッパを除いて、各チョッパ３０ｉｊは、３３．７５ｋＷ／チョッパで均等に運転することにより、給電装置２は商用系統に供給する系統連系点の電力Ｐｇを２７０ｋＷに維持する。
【０１０１】
図１２は、電力制御装置３の処理の流れを示したフローチャートである。
まず、電力検出部４は、他の発電装置により発電された発電電力を検出する（ステップＳ１０１）。
次に、平滑化電力算出部（フィルタ部７１、フィルタ部８１またはフィルタ部９１）は、前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する（ステップＳ１０２）。
【０１０２】
次に、充放電電力算出部（減算部７５、減算部８５または減算部９５）は、前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する（ステップＳ１０３）。次に、電池電力算出部６８は、前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、各組電池３０ｉｊが充放電する電力を算出する（ステップＳ１０４）。
【０１０３】
次に、平滑化方法選択部（透過帯域変更部）６３は、前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする（ステップＳ１０５）。次に、統合制御部６０は、発電電力の平滑化を終了するか否か判定する（ステップＳ１０６）。統合制御部６０は、発電電力の平滑化を終了しない場合（ステップＳ１０６ ＮＯ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。一方、統合制御部６０は、発電電力の平滑化を終了する場合（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、その処理を終了する。以上で、本フォローチャートの処理を終了する。
【０１０４】
以上、本実施形態における電力制御装置３は、給電装置２における多並列の組電池のうちの少なくともいずれか１つの組電池に異常が発生しても運転を継続するよう制御することが可能となる。また、本実施形態における電力制御装置３は、出力分担を適切に行うことにより、給電装置２が効率的な運転を行うよう制御することができる。
また、電力制御装置３は、設定されたインバータ出力上下限値の範囲を超えても、平滑化性能は劣化させないように制御することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、統合制御部６０がインバータ出力電力の上限値の総和に基づいて、３つの平滑化方法を切り替えることとしたが、これに限らず、統合制御部６０が２つの平滑化方法を切り替えてもよいし、４つ以上の平滑化方法を切り替えてもよい。
さらに、統合制御部６０は、インバータ出力電力の上限値の総和に基づいて、平滑化方法を切り替えるのではなく、インバータ出力電力の上限値の総和に基づいて、抑制する対象である周波数帯域を無段階に変更してもよい。
【０１０６】
なお、本発明の実施形態における電力制御装置３は、異常時のみならず、通常運転時においても、風力発電または太陽電池の一次発電の給電負荷変動により急な充放電を行う場合に、各電池が負担する電力またはインバータ出力電力上限値に基づいて、自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更し、変更した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力を平滑化するよう制御してもよい。
【０１０７】
これにより、電力制御装置３は、各組電池３０ｉｊにかかる負担を軽減するように制御することができるので、各組電池３０ｉｊの寿命を延ばすことができる。すなわち、電力制御装置３は、急な充放電を行うことによる電池（例えば、リチウム電池）の短寿命化という問題を解決することができる。
【０１０８】
また、本発明の実施形態における電力制御装置３は、組電池３０ｉｊのいずれかを交換する際に、交換する組電池３０ｉｊに接続されているチョッパが出力を切断した場合に、各電池が負担する電力またはインバータ出力電力上限値に基づいて、自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更し、変更した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力を平滑化するよう制御してもよい。
これにより、電力制御装置３は、各組電池３０ｉｊにかかる負担を軽減するように制御することができるので、各組電池３０ｉｊの寿命を延ばすことができる。
【０１０９】
また、本発明の実施形態における電力制御装置３は、商用系統が要求する電力が高い場合に、各電池が負担する電力またはインバータ出力電力上限値に基づいて、自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更し、変更した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力を平滑化するよう制御してもよい。
これにより、電力制御装置３は、各組電池３０ｉｊにかかる負担を軽減することができるので、各組電池３０ｉｊの寿命を延ばすことができる。
【０１１０】
また、本発明の実施形態におけるフィルタ部７１またはフィルタ部９１は、自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、時定数Ｔ１で表される一次遅れフィルタをかけたが、これに限らず、自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、移動平均フィルタをかけてもよい。
【０１１１】
また、本発明の実施形態である統合制御部６０の機能またはその機能の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、その機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のコンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 給電システム
２ 給電装置
３ 電力制御装置
４ 電力検出部
１０１〜１０３ インバータ
２０１１〜２０３３ チョッパ
３０１１〜３０３３ 組電池
４０１１〜４０３３ 電池制御部
５０１〜５０３ 制御部
６０ 統合制御部
６１ インバータ出力上限値算出部
６２ インバータ出力上限値総和算出部
６３ 平滑化方法選択部（透過帯域変更部）
６４ 連系点電力算出部
６５ インバータ出力電力算出部
６６ チョッパ出力電力算出部
６７ 記憶部
６８ 電池電力算出部
７１、８１、９１ フィルタ部（平滑化電力算出部）
７５、８５、９５ 減算部（充放電電力算出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御装置、電力算出方法および電力算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などの二次電池で大容量ユニット（１００ｋＷｈ以上）を構成する場合、電池を直並列に接続した組電池を、インバータ、チョッパなどの電力変換器を使用して並列接続するのが一般的である。
【０００３】
図１３は、従来の大容量電池ユニットである給電装置１００のブロック構成図の１例である。給電装置１００は、複数のインバータと、複数のチョッパと、複数の組電池とを備える。１つのインバータには、複数のチョッパが接続されており、それぞれのチョッパには、１つの組電池が接続されている。給電装置１００は、それぞれのインバータから供給された電力を合算した電力を商用系統に供給する。同図において、バツ印が描かれた組電池に異常が発生した場合が示されている。
【０００４】
インバータ、電池等の給電装置１００を構成する機器の一部に何らかの異常が発生した場合、統合制御装置（不図示）は、通常、給電装置全体を停止させるよう制御する。
【０００５】
図１４は、風車や太陽電池などの自然現象を利用することにより得られるエネルギーである自然エネルギーの出力電力と、自然エネルギー出力電力と大容量電池ユニットの出力電力との合わせた電力との時間変化を示した１例である。給電装置１００に異常が発生する前には、給電装置１００は、自然エネルギーの出力電力を平滑化し、平滑化した電力を商用系統へ出力する。一方、異常が発生した後には、給電装置１００は、自ユニット全体を停止させるので、自然エネルギーの出力電力を平滑化することができず、自然エネルギーの出力電力をそのまま商用系統へ出力する。
【０００６】
図１４に示されるように、従来の給電装置１００は、給電装置１００を構成する機器の一部に異常が発生する時に、自然エネルギーの出力電力を平滑化する機能が失われるという問題があった。
例えば、インバータ１列×チョッパ３列などの小容量ユニット（１００ｋＷｈ以下）では並列数も少なく、異常時にユニット全体を停止させることで大きな問題とはならなかった。しかし、例えば数ＭＷｈクラスの大容量ユニットの場合は並列数も多くなり、ユニット構成機器の一部に異常が発生しただけでユニット全体を停止させていては、ユニット運用が非効率となる。
【０００７】
その問題を解決するために、従来、給電装置は、給電装置の異常時に運転を継続するために、機能縮退モードとして、給電装置を構成する各電池の負荷の分担率を変更していた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−３０６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
給電装置の異常時に運転を継続する場合、電池のうち一部の電池を使用せずに残りの電池で充放電によって、自然エネルギーの出力電力の平滑化を行わなければならないので、充放電を行う電池の負担が増加するという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電池のうち一部の電池を使用せずに残りの電池で充放電する場合、充放電を行う電池の負担を軽減することを可能とする電力制御装置、電力算出方法および電力算出プログラムを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様である電力制御装置は、各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置であって、他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出部と、前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出部と、前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出部と、前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出部と、前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力制御装置は、電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする。これにより、電力制御装置は、電池のうち一部の電池を使用せずに残りの電池で充放電する場合、充放電を行う電池の負担を軽減することができるので、電池の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】給電装置が、異常が発生した後も運転を継続した場合における電力の時間変化である。
【図２】本発明の実施形態における給電システムのブロック構成図である。
【図３】統合制御部のブロック構成図である。
【図４】インバータの出力上限値の総和に応じた平滑化方法の選択の１例について説明するための図である。
【図５】電力会社が所有する発電設備の系統周波数維持における役割分担が示された図である。
【図６】第１の電力算出部について説明するための図である。
【図７】第２の電力算出部について説明するための図である。
【図８】第３の電力算出部について説明するための図である。
【図９】第３の電力算出部のフィルタ部の変形例について説明するための図である。
【図１０】通常運転時におけるインバータの出力電力とチョッパの出力電力との分担の１例が示された図である。
【図１１】図１０に示された組電池の出力電力の分担例において、１つの組電池に異常が発生した場合におけるインバータの出力電力とチョッパの出力電力との分担の１例が示された図である。
【図１２】給電装置の処理の流れを示したフローチャートである。
【図１３】従来の大容量電池ユニットのブロック構成図の１例である。
【図１４】風車や太陽電池などの自然現象を利用することにより得られるエネルギーである自然エネルギーの出力電力と、自然エネルギー出力電力と大容量電池ユニットの出力電力との合算との時間変化を示した１例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、給電装置が、異常が発生した後も運転を継続した場合における電力の時間変化である。同図において、自然エネルギーの出力電力と、自然エネルギーの出力電力と給電装置の出力電力とを加算した電力との時間変化が示されている。同図には、ある電池に異常が発生した後も、所定の電力範囲では上記加算した電力は平滑化された電力が示されている。
【００１５】
しかし、給電装置のインバータの電力が、設定されたインバータ上限値を超えると、給電装置はインバータ上限値を超える電力を出力できず、上記自然エネルギーの出力電力と給電装置の出力電力とを加算した電力は、本来出力すべき平滑化された電力から乖離した電力となる。
すなわち、設定されたインバータ出力上下限値の範囲を逸脱した場合のみ、給電装置による自然エネルギーの平滑化性能が劣化するという問題がある。
【００１６】
給電装置は、インバータ列またはチョッパ列が停止した場合にも運転を継続する(機能縮退モード)ことによりユニット運用の効率化および稼働率向上を図る。ただし、本給電装置に求められる機能(例えば，自然エネルギーの出力変動平滑化機能など)はできるだけ劣化させないようにする必要がある。
そこで、本発明の実施形態では，下記に示す方法により機能縮退モードを実現する。実施形態について、図２に示すインバータ３列×チョッパ３列の給電システムの例を用いて説明する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態における給電システム１のブロック構成図である。給電システム１は、給電装置２と、電力制御装置３とを備える。給電システム１は、他の発電装置により発電された発電電力に、給電装置４が充放電する充放電電力を加算することにより平滑化した電力を商用系統に出力する。
【００１８】
給電装置４は、インバータ（充放電部）１０１〜１０３と、チョッパ２０ｉｊ（ｉは１から３までの整数、ｊは１から３までの整数）と、組電池３０ｉｊと、電池制御部４０ｉｊと、制御部５０１〜５０３と、を備える。
【００１９】
ｉ番目のインバータ１０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、それぞれに接続されたチョッパ２０ｉｊから供給された直流電力を交流電力に変換し、商用系統に出力する。ここで、ｉ番目のインバータ１０ｉは、チョッパ２０ｉｊ（ｊは１から３までの整数）と接続されている。
【００２０】
チョッパ２０ｉｊは、それぞれが接続されている制御部５０ｉの指令に基づいて、電流のＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことによって電池の電圧から、上記指令に基づく電圧を生成する。そして、チョッパ２０ｉｊは、制御部５０ｉから要求された電力をそれぞれが接続したインバータ１０ｉに供給する。
【００２１】
具体的には、例えば、チョッパ２０１1、チョッパ２０１２、チョッパ２０１３は、制御部５０１に接続され、制御部５０１の指令に基づく電圧を生成することにより、制御部５０１から要求された電力をインバータ１０１に供給する。
【００２２】
また、チョッパ２０２1、チョッパ２０２２またはチョッパ２０２３は、制御部５０２に接続され、制御部５０２の指令に基づいて電圧を生成することにより、制御部５０２から要求された電力をインバータ１０２に供給する。
また、チョッパ２０３1、チョッパ２０３２またはチョッパ２０３３は、制御部５０３に接続され、制御部５０３の指令に基づいて電圧を生成することにより、制御部５０３から要求された電力をインバータ１０３に供給する。
【００２３】
組電池３０ｉｊは、電池が直列に繋がったものであり、それぞれ接続されているチョッパ２０ｉに電力を供給する。
電池制御部４０ｉｊは、それぞれが接続されている組電池３０ｉｊの電圧を検出し、検出した電圧を示す情報を制御部５０ｉに出力するよう制御する。
【００２４】
具体的には、電池制御部４０１１は、組電池３０１１の電圧を検出し、検出した組電池３０１１の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０１２に出力する。
電池制御部４０１２は、組電池３０１２の電圧を検出し、検出した組電池３０１２の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０１１から受け取った組電池３０１１の電圧を示す情報と共に、電池制御部４０１３に出力する。
電池制御部４０１３は、組電池３０１３の電圧を検出し、検出した組電池３０１３の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０１２から受け取った組電池３０１１の電圧を示す情報と組電池３０１２の電圧を示す情報と共に、制御部５０１に出力する。
【００２５】
同様にして、電池制御部４０２１は、組電池３０２１の電圧を検出し、検出した組電池３０２１の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０２２に出力する。
電池制御部４０２２は、組電池３０２２の電圧を検出し、検出した組電池３０２２の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０２１から受け取った組電池３０２１の電圧を示す情報と共に、電池制御部４０２３に出力する。
電池制御部４０２３は、組電池３０２３の電圧を検出し、検出した組電池３０２３の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０２２から受け取った組電池３０２１の電圧を示す情報と組電池３０２２の電圧を示す情報と共に、制御部５０２に出力する。
【００２６】
同様にして、電池制御部４０３１は、組電池３０３１の電圧を検出し、検出した組電池３０３１の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０３２に出力する。
電池制御部４０３２は、組電池３０３２の電圧を検出し、検出した組電池３０３２の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０３１から受け取った組電池３０３１の電圧を示す情報と共に、電池制御部４０３３に出力する。
電池制御部４０３３は、組電池３０３３の電圧を検出し、検出した組電池３０３３の電圧を示す情報を隣の電池制御部４０３２から受け取った組電池３０３１の電圧を示す情報と組電池３０３２の電圧を示す情報と共に、制御部５０３に出力する。
【００２７】
制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧を示す情報に基づいて、それぞれの組電池に接続されているチョッパを閉じる。具体的には、例えば、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧が予め決められた所定の範囲を逸脱する場合、それぞれの組電池に接続されているチョッパの運転を停止させる。一方、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧が予め決められた所定の範囲内の場合、それぞれの組電池に接続されているチョッパの運転を継続させる。
【００２８】
制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧を示す情報に基づいて、インバータ１０ｉを遮断する。具体的には、例えば、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧の全てが、予め決められた所定の範囲を逸脱する場合、インバータ１０ｉの運転を停止させる。一方、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、電池制御部４０ｉ３から入力されたそれぞれの組電池の電圧のいずれかが、予め決められた所定の範囲内の場合、インバータ１０ｉの運転を継続させる。
【００２９】
制御部５０１は、インバータ１０１を遮断したか否かを示す情報と、各チョッパ２０１ｊ（ｊは１から３までの整数）を遮断したか否かを示す情報とを電力制御装置３の後述する統合制御部６０に出力する。
同様に、制御部５０２は、インバータ１０２を遮断したか否かを示す情報と、各チョッパ２０２ｊ（ｊは１から３までの整数）を遮断したか否かを示す情報とを電力制御装置３の後述する統合制御部６０に出力する。
同様に、制御部５０３は、インバータ１０３を遮断したか否かを示す情報と、各チョッパ２０３ｊ（ｊは１から３までの整数）を遮断したか否かを示す情報とを電力制御装置３の後述する統合制御部６０に出力する。
【００３０】
ここで、インバータを遮断したか否かを示す情報をインバータの運転状態を示す情報と称する。また、チョッパを遮断したか否かを示す情報をチョッパの運転状態を示す情報と称する。
これにより、インバータの運転状態を示す情報、チョッパの運転状態を示す情報および各制御装置が有する情報は、図３に示すように、制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）を通信、デジタル信号、アナログ信号の媒体で接続し、電力制御装置３の後述する統合制御部６０に集約される。
【００３１】
また、制御部５０ｉは、電力制御装置３の後述する統合制御部６０のチョッパ出力電力算出部６６から入力されたチョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）を示す情報に基づいて、その出力電力Ｐｃ（ｍｎ）になるように、各チョッパ２０ｍｎを制御する。
また、制御部５０ｉは、電力制御装置３の後述する統合制御部６０のチョッパ出力電力算出部６６から入力されたインバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）を示す情報に基づいて、その出力電力ＰＩ（ｍ）になるように、各インバータ１０ｍを制御する。
【００３２】
電力制御装置３は、電力検出部４と、統合制御部６０とを備える。電力検出部４は、他の発電装置により発電された発電電力を検出する。具体的には、例えば、電力検出部４は、風力発電装置または太陽発電装置により発電された自然エネルギーの出力電力を検出する。電力検出部４は、検出した発電電力を示す情報を統合制御部６０の後述する記憶部６７に記憶させる。
【００３３】
続いて、統合制御部６０の処理について説明する。まず、統合制御部６０の処理の概要について説明する。統合制御部６０は、各インバータ１０ｉの運転状態を示す情報と各チョッパ２０ｉｊ（ｉは１から３までの整数、ｊは１から３までの整数）の運転状態を示す情報とに基づいて、運転中の各列の出力分担率が均等になるように、各インバータ１０ｉ、各チョッパ２０ｉｊの出力電圧を算出する。
【００３４】
図３は、統合制御部６０のブロック構成図である。統合制御部６０は、インバータ出力上限値算出部６１と、インバータ出力上限値総和算出部６２と、平滑化方法選択部（透過帯域変更部）６３と、充放電電力算出部６４と、記憶部６７と、電池電力算出部６８とを備える。
電池電力算出部６８は、インバータ出力電力算出部６５と、チョッパ出力電力算出部（６６とを備える。
【００３５】
記憶部６７には、電力検出部４により検出された発電電力を示す情報が記憶されている。
最初に、各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を算出する際には、平滑化方法選択部６３は、記憶部６７から発電電力を示す情報を読み出す。平滑化方法選択部６３は、例えば、第１の平滑化方法を選択し、連系点電力算出部６４が備える第１の電力算出部７０に前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出させる。
【００３６】
第１の電力算出部７０において、第１の電力算出部７０の後述するフィルタ部（平滑化電力算出部）は、発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する。
第１の電力算出部７０の後述する減算部（充放電電力算出部）７４は、発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、上記発電電力の変動を抑制するのに必要な充放電電力を算出する。
【００３７】
電池電力算出部６８は、前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する。
【００３８】
平滑化方法選択部６３は、上記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする。これにより電池が充放電する電力が小さくなるほど、所定の周波数より高い周波数で変動する発電電力を平滑化する必要がなくなるので、電池の負担が減り、電池の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
なお、平滑化方法選択部６３は、上記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の下限を高くしてもよい。これにより、電池が充放電する電力が小さいほど、低い周波数で変動する発電電力を平滑化する必要がなくなるので、電池の負担が減り、電池の寿命を延ばすことができる。
【００４０】
以下、統合制御部６０の各部の処理の詳細について説明する。平滑化方法選択部６３は、インバータ出力上限値総和算出部６２から入力されたインバータ出力上限値の総和を示す情報に基づいて、平滑化方法を選択する。具体的な方法について、図４を使って説明する。
【００４１】
図4は、インバータの出力上限値の総和に応じた平滑化方法の選択の１例について説明するための図である。同図において、インバータ出力上限値の総和がＰ１以上Ｐｒ以下の場合４１は、第１の平滑化方法が選択されることが示されている。また、インバータ出力上限値の総和がＰ２以上Ｐ１未満の場合４２は、第２の平滑化方法が選択されることが示されている。インバータ出力上限値の総和がＰ２未満の場合４３は、第３の平滑化方法が選択されることが示されている。
【００４２】
平滑化方法選択部６３は、第１の実施形態で説明したインバータ出力上限値の総和に対して、電力のしきい値Ｐ１およびＰ２を予め設定する。
平滑化方法選択部６３は、上記パラメータを用いて、平滑化能力が損なわれないように平滑化方法を切り替える。例えば、平滑化方法選択部６３は、インバータ出力上限値の総和がＰ１以上の場合は、通常の第１の平滑化方法を選択する。平滑化方法選択部６３ｂは、インバータ出力上限値の総和がＰ２以上Ｐ１未満の場合は、ユニットの出力を抑えることができる第２の平滑化方法を選択する。平滑化方法選択部６３は、インバータ出力上限値の総和がＰ２未満の場合はさらに出力を抑えることができる第３の平滑化方法を選択する。
【００４３】
図３に戻って、平滑化方法選択部６３は、選択した平滑化方法に基づいて、連系点電力算出部６４に連系点電力Ｐｇを算出させ、算出された連系点電力Ｐｇを示す情報を連系点電力算出部６４から取得する。
ここで、連系点電力算出部６４は第１の電力算出部７０と、第２の電力算出部８０と、第３の電力算出部９０とを備える。
【００４４】
具体的には、例えば、平滑化方法選択部６３は、第ｋの平滑化方法を選択した場合（ｋは１から３までの整数）、第ｋの電力算出部に連系点電力Ｐｇを算出させ、算出された連系点電力Ｐｇを示す情報を第ｋの電力算出部から取得する。
平滑化方法選択部６３は、取得した連系点電力Ｐｇを示す情報をインバータ出力電力算出部６５に出力する。
【００４５】
＜連系点電力算出方法について＞
続いて、連系点電力算出部６４の処理の詳細について説明する。図５は、電力会社が所有する発電設備の系統周波数維持における役割分担が示された図である。同図において、数十秒程度から２分程度の負荷変動用のガバナフリー領域５１と、２分程度から２０分程度の負荷変動用のＬＦＣ（Ｌｏａｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ、負荷周波数制御）領域５２と、２０分程度異常の負荷変動用のＥＤＣ（Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏａｄ Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ）領域５３とが示されている。
【００４６】
自然エネルギーに蓄電池を併設した系統平滑化システムへの要求として、２分程度から２０分程度の負荷変動用のＬＦＣ（負荷周波数制御）領域での出力変動抑制が望まれている。
そこで、連系点電力算出部６４における第１の電力算出部７０は、インバータ出力上限値の総和がＰ１以上Ｐｒ以下の場合、以下に説明する方法により連系点電力Ｐｇの値を算出する。
【００４７】
＜第１の電力算出部７０＞
図６は、第１の電力算出部７０について説明するための図である。図６（ａ）は、第１の電力算出部７０における系統平滑化用の制御ブロック図の１例である。第１の電力算出部７０は、フィルタ部（平滑化電力算出部）７１と、減算部（充放電電力算出部）７４とを備える。
【００４８】
同図において、フィルタ部７１は、入力された自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、同図に示された１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数をかけることにより（ここで、時定数Ｔ１は２０分）、商用系統の連系点に出力したい電力である系統連系点目標電力を示す情報を算出する。この系統連系点目標電力は、２０分より遅い変動の電力を示す値である。フィルタ部７１は、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部７５に出力する。
【００４９】
減算部７５は、フィルタ部７１から入力された系統連系点目標電力を示す情報から自然エネルギーの出力電力を示す情報を減算することにより、給電装置２が出力すべき充放電電力を示す情報を算出する。減算部７５は、算出した充放電電力を示す情報を平滑化方法選択部６３に出力する。
【００５０】
これにより、充放電電力は、２０分よりも短い周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、給電装置２は、２０分よりも早い周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制することができる。
【００５１】
図６（ｂ）は、フィルタ部７１の利得と周波数の関係を示した図である。同図において、ローパスフィルタの利得は、周波数が１／（２０×６０）Ｈｚにおいて、電力の利得が−３［ｄＢ］となることが示されている。また、フィルタ部７１の利得は、１／（２０×６０）Ｈｚをカットオフ周波数として、そのカットオフ周波数以上の周波数においては、周波数が大きくなるほど利得が小さくなることが示されている。
【００５２】
＜第２の電力算出部８０＞
第１の平滑化方法では、数分以下のガバナフリー領域の出力変動も抑制することが可能であるが、その分、インバータ出力上限値の総和が所定の電力Ｐ１以上必要となる。一方、インバータ出力上限値の総和が上記所定の電力Ｐ１未満の場合、統合制御部６０の平滑化方法選択部６３は、数分以下の変動が系統に流入することを許容する第２の平滑化方法を選択する。
【００５３】
図７は、第２の電力算出部８０について説明するための図である。図７（ａ）は、第２の電力算出部８０における系統平滑化用の制御ブロック図の１例である。
第２の電力算出部８０は、フィルタ部（平滑化電力算出部）８１と、減算部（充放電電力算出部）８４とを備える。
【００５４】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示されたフィルタ部８１の利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタ部８１の利得は、周波数が１／（２０×６０）Ｈｚと１／（２×６０）Ｈｚにおいて、電力の利得が−３ｄＢとなることが示されている。また、フィルタ部８１の利得は、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（２×６０）Ｈｚとの間の周波数帯域において、抑制されていることが示されている。これにより、フィルタ部８１は、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（２×６０）Ｈｚの間の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００５５】
フィルタ部８１は、電圧検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、バンドストップフィルタを掛けることにより、系統連系点目標電力を算出し、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部８５に出力する。フィルタ部８１は、ハイパスフィルタ部８２と、ローパスフィルタ部８３と、加算部８４とを備える。
【００５６】
ハイパスフィルタ部８２は、電圧検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力に対して、同図に示されたＴ２ｓ／（１＋Ｔ２ｓ）の伝達関数で表されるハイパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ２は２分）、ハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部８４に出力する。
【００５７】
ローパスフィルタ部８３は、電圧検出部４から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数で表されるローパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ１は２０分）、ローパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部８４に出力する。
【００５８】
加算部８４は、ハイパスフィルタ部８２から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力とローパスフィルタ部８３から入力されたローパスフィルタ後の出力電力とを加算し、加算後の電圧を系統連系点目標電力として、その系統連系点目標電力を示す情報を減算部８５に出力する。
【００５９】
減算部８５は、加算部８４から入力された系統連系点目標電力から電圧検出部４から入力された自然エネルギー出力電力を減算することにより、充放電電力を算出し、充放電電力を示す情報を平滑化方法選択部６３に出力する。
【００６０】
これにより、第２の電力算出部８０から出力される充放電電力は、２分から２０分の範囲の周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、２分から２０分の範囲の周期で変動する電力変動を抑制するよう制御することができる。
【００６１】
＜第３の電力算出部９０＞
第２の平滑化方法では、上記に示したように、時定数Ｔ１を２０分、時定数Ｔ２を２分と設定することにより、ＬＦＣ領域に限定した対応が可能となり、ガバナフリー領域に対応しない分、給電装置２の出力電力を低くすることができた。
【００６２】
更に、出力低減が要求される第３の平滑化方法では、第１の電力算出部７０のフィルタ部７１における時定数Ｔ１を２０分以下の所定の値（ここでは、１例として１０分）に設定する。これによって、電力制御装置３は、第１の平滑化方法と比べて、更に１０分から２０分の間の周期で変動する電力を抑制する必要がなくなるので、電池の負担を更に軽減することができる。その結果、電力制御装置３は、電池の寿命を延ばすことができる
【００６３】
図８は、第３の電力算出部９０について説明するための図である。図８（ａ）は、第３の電力算出部９０における系統平滑化用の制御ブロック図の１例である。第３の電力算出部９０は、第１の電力算出部７０と同様に、フィルタ部（平滑化電力算出部）９１と、減算部（充放電電力算出部）９４とを備える。
【００６４】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に示されたフィルタ部９１の利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタの利得は、周波数が１／（１０×６０）Ｈｚにおいて、電力の利得が−３［ｄＢ］となることが示されている。また、フィルタ部９１の利得は、１／（１０×６０）Ｈｚをカットオフ周波数として、そのカットオフ周波数以上の周波数においては、周波数が大きくなるほど利得が小さくなることが示されている。これにより、フィルタ部９１は、１／（１０×６０）Ｈｚ以上の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００６５】
フィルタ部９１は、入力された自然エネルギー出力電力を示す情報に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数をかけることにより（ここで、時定数Ｔ１は１０分）、商用系統の連系点に出力したい電力である系統連系点目標電力を示す情報を算出する。この系統連系点目標電力は、１０分より遅い変動の電力を示す値である。フィルタ部９１は、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００６６】
減算部９５は、フィルタ部９１から入力された系統連系点目標電力から自然エネルギー出力電力を減算することにより、給電装置２が出力すべき充放電電力を示す情報を算出する。減算部７５は、算出した充放電電力を示す情報を平滑化方法選択部６３に出力する。
【００６７】
これにより、充放電電力は、１０分よりも短い周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、１０分よりも短い周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制するよう制御することができる。
【００６８】
＜第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第１の変形例＞
第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１は、図８で示されたものに限定されず、以下のようなものでもよい。
図９は、第３の電力算出部９０のフィルタ部９１の変形例であるフィルタ部９１ｂについて説明するための図である。フィルタ部９１ｂは、１０分から２０分の範囲の周期で変動する電力を抑制する。図９（ａ）は、第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第１の変形例のフィルタ部９１ｂである。
【００６９】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示されたフィルタ部９１ｂの利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタ部９１ｂの利得は、周波数が１／（２０×６０）Ｈｚと１／（１０×６０）Ｈｚとにおいて、電力の利得が−３ｄＢとなることが示されている。また、フィルタ部９１ｂの利得は、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（１０×６０）Ｈｚとの間の周波数帯域において、抑制されていることが示されている。これにより、フィルタ部９１ｂは、１／（２０×６０）Ｈｚと１／（１０×６０）Ｈｚの間の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００７０】
フィルタ部９１ｂは、ハイパスフィルタ部９２ｂと、ローパスフィルタ部９３ｂと、加算部９４ｂとを備える。
【００７１】
フィルタ部９１ｂは、電力検出部４から入力された自然エネルギー出力電力に対して、バンドストップフィルタを掛けることにより、系統連系点目標電力を算出し、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００７２】
ハイパスフィルタ部９２ｂは、電力検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力に対して、Ｔ２ｓ／（１＋Ｔ２ｓ）の伝達関数で表されるハイパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ２は１０分）、ハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｂへ出力する。
【００７３】
ローパスフィルタ部９３ｂは、電力検出部４から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数で表されるローパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ１は２０［分］）、ローパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｂへ出力する。
【００７４】
加算部９４ｂは、ハイパスフィルタ部９２ｂから入力されたハイパスフィルタ後の出力電力とローパスフィルタ部９３ｂから入力されたローパスフィルタ後の出力電力とを加算し、加算後の電圧を系統連系点目標電力として、その系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００７５】
これにより、第３の電力算出部９０から出力される充放電電力は、１０分から２０分の範囲の周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、１０分から２０分の範囲の周期で変動する電力変動を抑制するよう制御することができる。これにより、第３の電力算出部９０は、第２の電力算出部８０に比べて、２分から１０分までの周期で変動する自然エネルギーの出力電力を抑制する必要がなくなるので、電池の負担を更に軽減することができ、その結果、電池の寿命を延ばすことができる。
【００７６】
＜第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第２の変形例＞
続いて、第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第２の変形例であるフィルタ部９１ｃについて説明する。フィルタ部９１ｃは、５分から１０分の範囲の周期で変動する電力を抑制する。図９（ｃ）は、第３の電力算出部９０におけるフィルタ部９１の第２の変形例のフィルタ部９１ｃである。フィルタ部９１ｃは、ハイパスフィルタ部９２ｃと、ローパスフィルタ部９３ｃとを備える。
【００７７】
図９（ｄ）は、図９（ｃ）に示されたフィルタ部９１ｃの利得と周波数の関係を示した図である。同図において、フィルタ部９１ｃの利得は、周波数が１／（１０×６０）Ｈｚと１／（５×６０）Ｈｚとにおいて、電力の利得が−３ｄＢとなることが示されている。また、フィルタ部９１ｃの利得は、１／（１０×６０）Ｈｚと１／（５×６０）Ｈｚとの間の周波数帯域において、抑制されていることが示されている。これにより、フィルタ部９１ｘは、１／（１０×６０）Ｈｚと１／（５×６０）Ｈｚの間の周波数帯域の信号を透過させないようにすることができる。
【００７８】
フィルタ部９１ｃは、電力検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、バンドストップフィルタを掛けることにより、系統連系点目標電力を算出し、算出した系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
フィルタ部９１ｃは、ハイパスフィルタ部９２ｃと、ローパスフィルタ部９３ｃと、加算部９４ｃとを備える。
【００７９】
ハイパスフィルタ部９２ｃは、電力検出部４から入力された自然エネルギーの出力電力に対して、Ｔ２ｓ／（１＋Ｔ２ｓ）の伝達関数で表されるハイパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ２は５分）、ハイパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｃに出力する。
【００８０】
ローパスフィルタ部９３ｃは、電力検出部４から入力されたハイパスフィルタ後の出力電力に対して、１／（１＋Ｔ１ｓ）の伝達関数で表されるローパスフィルタをかけ（ここで、時定数Ｔ１は１０分）、ローパスフィルタ後の出力電力を示す情報を加算部９４ｃへ出力する。
【００８１】
加算部９４ｃは、ハイパスフィルタ部９２ｃから入力されたハイパスフィルタ後の出力電力とローパスフィルタ部９３ｃから入力されたローパスフィルタ後の出力電力とを加算し、加算後の電圧を系統連系点目標電力として、その系統連系点目標電力を示す情報を減算部９５に出力する。
【００８２】
これにより、第３の電力算出部９０から出力される充放電電力は、５分から１０分の範囲の周期で変動する電力成分にマイナスを乗じたものになるので、電力制御装置３は、５分から１０分の範囲の周期で変動する電力変動を抑制するよう制御することができる。これにより、第３の電力算出部９０は、第２の電力算出部８０に比べて、２分から５分までの周期で変動する自然エネルギーの出力電力と、１０分から２０分までの周期で変動する自然エネルギーの出力電力とを抑制する必要がなくなるので、電池の負担を更に軽減することができ、その結果、電池の寿命を延ばすことができる。
【００８３】
＜インバータ・チョッパの出力分担＞
続いて、インバータ・チョッパの出力分担について説明する。給電装置４の組電池のうち少なくともいずれか１つに異常が発生した場合、各制御部５０ｉ（ｉは１から３までの整数）は、異常が発生した組電池を切り離してユニット運転を継続する。
それとともに、統合制御部６０は、運転中の各組電池の出力分担率が均等になるように、各インバータの出力電力の値およびチョッパの出力電力の値を決定する。
【００８４】
インバータ出力電力算出部６５は、平滑化方法選択部６３から入力された連系点電力Ｐｇの値と、制御部５０ｉから入力されたチョッパの運転状態を示す情報(有効または無効)およびインバータの運転状態(有効または無効)を示す情報と、インバータ１０ｉに接続されているｊ番目のチョッパ２０ｉｊの定格出力電力Ｐｒ（ｉｊ）の値と、に基づいて、インバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）を算出する。
具体的には、例えば、インバータ出力電力算出部６５は、下記の式に従って、インバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）を算出する。
【００８５】
【数１】
【００８６】
ここで、チョッパ有効（ｊ）は、インバータ１０ｍに接続されているｊ番目のチョッパ２０ｍｊが運転可能であれば１であり、運転不能であれば０である。また、インバータ有効（ｍ）は、インバータ１０ｍが運転可能であれば１であり、運転不能であれば０である。
インバータ出力電力算出部６５は、算出したインバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）の値を示す情報をチョッパ出力電力算出部６６に出力する。
【００８７】
チョッパ出力電力算出部６６は、インバータ出力電力算出部６５により算出されたインバータの出力電力ＰＩ（ｍ）の値と、インバータ１０ｍに接続されているｎ番目（ｎは正の整数）のチョッパ２０ｍｎの定格出力電力Ｐｒ（ｍｎ）の値と、チョッパの運転状態(有効または無効)を示す情報と、１０ｍのインバータに接続されているｊ番目のチョッパ２０ｍｊの定格出力電力Ｐｒ（ｍｊ）の値とに基づいて、チョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）の値を算出する。
具体的には、チョッパ出力電力算出部６６は、下記の式に従って、チョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）の値を算出する。
【００８８】
【数２】
【００８９】
チョッパ出力電力算出部６６は、算出したチョッパ２０ｍｎの出力電力Ｐｃ（ｍｎ）の値を示す情報を、インバータ１０ｍ（ｍは正の整数）の出力電力ＰＩ（ｍ）の値を示す情報とともに、制御部５０ｉに出力する。
【００９０】
＜インバータ出力上限値＞
異常が発生した列を切り離して給電装置２が運転を継続する場合、給電装置２が最大で発揮できる供給電力は制限されることとなる。そのため、上述した負荷分担だけではインバータが過負荷となり，給電装置２が非常停止する恐れがある。
【００９１】
そこで、インバータ出力上限値算出部６１は、制御部５０ｉから入力されたチョッパの運転状態（有効／無効）を示す情報と、インバータ１０ｍに接続されている各チョッパ２０ｍｊの定格出力電力Ｐｒ（ｍｊ）の値と、インバータ１０ｍの定格出力電力Ｐｒ（ｍ）の値とに基づいて、インバータ１０ｍ（ｍは１から３までの整数）のインバータ上限値ＰＩｍａｘ（ｍ）を算出する。具体的には、インバータ出力上限値算出部６１は、インバータ出力指令の上限値を下記の式に従って設定する。また、インバータ出力上限値算出部６１は、インバータ下限値を、インバータ上限値の符号を反転させたものに設定する。
【００９２】
【数３】
【００９３】
インバータ出力上限値算出部６１は、算出したインバータ出力上限値を示す情報とインバータ出力下限値を示す情報をインバータ出力電力算出部６５に出力する。
【００９４】
インバータ出力電力算出部６５は、インバータ出力上限値算出部６１から入力されたインバータ出力上限値とインバータ出力下限値との間で、インバータ出力電力を算出する。
【００９５】
＜本実施形態の変形例＞
なお、本実施形態における統合制御部６０の平滑化方法選択部（抑制周波数設定部）６３は、インバータ出力電力上限値の総和に基づいて、自然現象を利用して発電された自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更したが、これに限ったものではない。
【００９６】
本実施形態の変形例では、チョッパ出力電力算出部６６が、各組電池３０ｉｊが分担する電力の値を算出することに着目する。
まず、記憶部６７に、チョッパ出力電力算出部６６により最初に算出された各電池が充放電する電力の値を示す情報が記憶されていることとする。
平滑化方法選択部６３は、記憶部６７から各電池が充放電する電力の値を示す情報を読み出す。チョッパ出力電力算出部６６により算出された各電池が充放電する電力に応じて、自然現象を利用して発電された自然エネルギーの出力電力の変動を抑制する対象である周波数帯域を設定し、連系点電力算出部６４は、設定した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力の変動を抑制する連系点電力の値を算出してもよい。
これにより、統合制御部６０は、各電池の負担を軽減することができ、各電池の寿命を延ばすことができる。
【００９７】
また、平滑化方法選択部６３は、各電池の出力電力が第１の閾値電力よりも低い場合、変動を抑制する対象である周波数帯域を所定の周波数より高い周波数帯域を設定してもよい。これにより、統合制御部６０は、所定の時間よりも短い周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制することができ、その結果、各電池の負担を軽減することができるので、各電池の寿命を延ばすことができる。
【００９８】
また、平滑化方法選択部６３は、前記各電池が分担する電力が第２の閾値電力よりも低い場合、変動を抑制する対象である周波数帯域を所定の範囲の周波数帯域を設定してもよい。これにより、統合制御部６０は、所定の時間範囲の周期で変動する自然エネルギーの電力変動を抑制することができ、その結果、各電池の負担を軽減することができるので、各電池の寿命を延ばすことができる。
【００９９】
＜チョッパの出力電力の分担例＞
図１０は、通常運転時におけるインバータの出力電力とチョッパの出力電力との分担の１例が示された図である。通常運転時は３０ｋＷ／チョッパで均等に運転することにより、給電装置２は商用系統に系統連系点の電力Ｐｇとして２７０ｋＷを供給する。
【０１００】
図１１は、図１０に示された組電池の出力電力の分担例において、１つの組電池に異常が発生した場合におけるインバータの出力電圧とチョッパの出力電圧との分担の１例が示された図である。異常が発生した組電池が接続されたチョッパを除いて、各チョッパ３０ｉｊは、３３．７５ｋＷ／チョッパで均等に運転することにより、給電装置２は商用系統に供給する系統連系点の電力Ｐｇを２７０ｋＷに維持する。
【０１０１】
図１２は、電力制御装置３の処理の流れを示したフローチャートである。
まず、電力検出部４は、他の発電装置により発電された発電電力を検出する（ステップＳ１０１）。
次に、平滑化電力算出部（フィルタ部７１、フィルタ部８１またはフィルタ部９１）は、前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する（ステップＳ１０２）。
【０１０２】
次に、充放電電力算出部（減算部７５、減算部８５または減算部９５）は、前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する（ステップＳ１０３）。次に、電池電力算出部６８は、前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、各組電池３０ｉｊが充放電する電力を算出する（ステップＳ１０４）。
【０１０３】
次に、平滑化方法選択部（透過帯域変更部）６３は、前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする（ステップＳ１０５）。次に、統合制御部６０は、発電電力の平滑化を終了するか否か判定する（ステップＳ１０６）。統合制御部６０は、発電電力の平滑化を終了しない場合（ステップＳ１０６ ＮＯ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。一方、統合制御部６０は、発電電力の平滑化を終了する場合（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、その処理を終了する。以上で、本フォローチャートの処理を終了する。
【０１０４】
以上、本実施形態における電力制御装置３は、給電装置２における多並列の組電池のうちの少なくともいずれか１つの組電池に異常が発生しても運転を継続するよう制御することが可能となる。また、本実施形態における電力制御装置３は、出力分担を適切に行うことにより、給電装置２が効率的な運転を行うよう制御することができる。
また、電力制御装置３は、設定されたインバータ出力上下限値の範囲を超えても、平滑化性能は劣化させないように制御することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、統合制御部６０がインバータ出力電力の上限値の総和に基づいて、３つの平滑化方法を切り替えることとしたが、これに限らず、統合制御部６０が２つの平滑化方法を切り替えてもよいし、４つ以上の平滑化方法を切り替えてもよい。
さらに、統合制御部６０は、インバータ出力電力の上限値の総和に基づいて、平滑化方法を切り替えるのではなく、インバータ出力電力の上限値の総和に基づいて、抑制する対象である周波数帯域を無段階に変更してもよい。
【０１０６】
なお、本発明の実施形態における電力制御装置３は、異常時のみならず、通常運転時においても、風力発電または太陽電池の一次発電の給電負荷変動により急な充放電を行う場合に、各電池が負担する電力またはインバータ出力電力上限値に基づいて、自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更し、変更した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力を平滑化するよう制御してもよい。
【０１０７】
これにより、電力制御装置３は、各組電池３０ｉｊにかかる負担を軽減するように制御することができるので、各組電池３０ｉｊの寿命を延ばすことができる。すなわち、電力制御装置３は、急な充放電を行うことによる電池（例えば、リチウム電池）の短寿命化という問題を解決することができる。
【０１０８】
また、本発明の実施形態における電力制御装置３は、組電池３０ｉｊのいずれかを交換する際に、交換する組電池３０ｉｊに接続されているチョッパが出力を切断した場合に、各電池が負担する電力またはインバータ出力電力上限値に基づいて、自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更し、変更した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力を平滑化するよう制御してもよい。
これにより、電力制御装置３は、各組電池３０ｉｊにかかる負担を軽減するように制御することができるので、各組電池３０ｉｊの寿命を延ばすことができる。
【０１０９】
また、本発明の実施形態における電力制御装置３は、商用系統が要求する電力が高い場合に、各電池が負担する電力またはインバータ出力電力上限値に基づいて、自然エネルギーの出力電力を抑制する対象である周波数帯域を変更し、変更した周波数帯域で自然エネルギーの出力電力を平滑化するよう制御してもよい。
これにより、電力制御装置３は、各組電池３０ｉｊにかかる負担を軽減することができるので、各組電池３０ｉｊの寿命を延ばすことができる。
【０１１０】
また、本発明の実施形態におけるフィルタ部７１またはフィルタ部９１は、自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、時定数Ｔ１で表される一次遅れフィルタをかけたが、これに限らず、自然エネルギーの出力電力を示す情報に対して、移動平均フィルタをかけてもよい。
【０１１１】
また、本発明の実施形態である統合制御部６０の機能またはその機能の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、その機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のコンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 給電システム
２ 給電装置
３ 電力制御装置
４ 電力検出部
１０１〜１０３ インバータ
２０１１〜２０３３ チョッパ
３０１１〜３０３３ 組電池
４０１１〜４０３３ 電池制御部
５０１〜５０３ 制御部
６０ 統合制御部
６１ インバータ出力上限値算出部
６２ インバータ出力上限値総和算出部
６３ 平滑化方法選択部（透過帯域変更部）
６４ 連系点電力算出部
６５ インバータ出力電力算出部
６６ チョッパ出力電力算出部
６７ 記憶部
６８ 電池電力算出部
７１、８１、９１ フィルタ部（平滑化電力算出部）
７５、８５、９５ 減算部（充放電電力算出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置であって、
他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出部と、
前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出部と、
前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出部と、
前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出部と、
前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更部と、
を備えることを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
電池電力算出部は、前記充放電電力算出部により算出された前記充放電電力と、前記チョッパの運転状態を示す情報と、前記インバータの運転状態を示す情報とに基づいて、前記各インバータの定格出力電力に対する当該インバータの出力電力の値の比が、運転が正常に継続中のインバータ間で一定となるように前記各インバータの出力電力を算出するインバータ出力電力算出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
電池電力算出部は、前記インバータ出力電力算出部により算出された前記インバータの出力電力の値のうち、出力電力を算出しようとする前記チョッパに接続されているインバータの出力電力の値と、該インバータに接続されている前記チョッパの運転状態を示す情報と、該インバータに接続されている前記チョッパの定格出力電力の値とに基づいて、前記各チョッパの定格出力電力に対する当該チョッパの出力電力の比が、運転が正常に継続中のチョッパ間で一定となるように前記各チョッパの出力電力を算出するチョッパ出力電力算出部を備えることを特徴とする請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記給電装置が備えるチョッパの運転状態を示す情報と、前記給電装置が備える充放電部に接続されている各チョッパの定格出力電力と、前記インバータの定格出力電力に基づいて、運転が正常に継続中のチョッパの定格出力電力の前記各インバータの出力電力の上限値を算出するインバータ出力上限値算出部と、
前記算出された各インバータの出力電力の上限値の総和を算出するインバータ出力上限値総和算出部と、
を備え、
前記平滑化電力算出部は、前記総和が小さくなるほど、前記所定の透過帯域の上限を低くすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記透過帯域変更部は、前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の下限を高くすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項６】
各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置が実行する電力算出方法であって、
他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出手順と、
前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出手順と、
前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出手順と、
前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出手順と、
前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更手順と、
を有することを特徴とする電力算出方法。
【請求項７】
他の発電装置により発電された発電電力を示す情報が記憶されている記憶部を備え、各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置のコンピュータに、
前記発電電力を示す情報を前記記憶部から読み出す読出しステップと、
前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出ステップと、
前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出ステップと、
前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出ステップと、
前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更ステップと、
を実行させるための電力算出プログラム。
【請求項１】
各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置であって、
他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出部と、
前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出部と、
前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出部と、
前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出部と、
前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更部と、
を備えることを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
電池電力算出部は、前記充放電電力算出部により算出された前記充放電電力と、前記チョッパの運転状態を示す情報と、前記インバータの運転状態を示す情報とに基づいて、前記各インバータの定格出力電力に対する当該インバータの出力電力の値の比が、運転が正常に継続中のインバータ間で一定となるように前記各インバータの出力電力を算出するインバータ出力電力算出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
電池電力算出部は、前記インバータ出力電力算出部により算出された前記インバータの出力電力の値のうち、出力電力を算出しようとする前記チョッパに接続されているインバータの出力電力の値と、該インバータに接続されている前記チョッパの運転状態を示す情報と、該インバータに接続されている前記チョッパの定格出力電力の値とに基づいて、前記各チョッパの定格出力電力に対する当該チョッパの出力電力の比が、運転が正常に継続中のチョッパ間で一定となるように前記各チョッパの出力電力を算出するチョッパ出力電力算出部を備えることを特徴とする請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記給電装置が備えるチョッパの運転状態を示す情報と、前記給電装置が備える充放電部に接続されている各チョッパの定格出力電力と、前記インバータの定格出力電力に基づいて、運転が正常に継続中のチョッパの定格出力電力の前記各インバータの出力電力の上限値を算出するインバータ出力上限値算出部と、
前記算出された各インバータの出力電力の上限値の総和を算出するインバータ出力上限値総和算出部と、
を備え、
前記平滑化電力算出部は、前記総和が小さくなるほど、前記所定の透過帯域の上限を低くすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記透過帯域変更部は、前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の下限を高くすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項６】
各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置が実行する電力算出方法であって、
他の発電装置により発電された発電電力を検出する電力検出手順と、
前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出手順と、
前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出手順と、
前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出手順と、
前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更手順と、
を有することを特徴とする電力算出方法。
【請求項７】
他の発電装置により発電された発電電力を示す情報が記憶されている記憶部を備え、各電池を多並列で用いる給電装置の充放電電力を制御する電力制御装置のコンピュータに、
前記発電電力を示す情報を前記記憶部から読み出す読出しステップと、
前記検出された発電電力を所定の透過帯域のフィルタにより平滑化した電力を算出する平滑化電力算出ステップと、
前記発電電力と前記平滑化した電力の差に基づいて、前記発電電力の変動を抑制するのに必要な前記充放電電力を算出する充放電電力算出ステップと、
前記算出された充放電電力と、正常に動作している電池の数とに基づいて、該電池が充放電する電力を算出する電池電力算出ステップと、
前記電池が充放電する電力が小さいほど、前記所定の透過帯域の上限を低くする透過帯域変更ステップと、
を実行させるための電力算出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１３９０３５（Ｐ２０１２−１３９０３５Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９７３３（Ｐ２０１０−２８９７３３）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「系統連系円滑化蓄電システム技術開発／実用化技術開発／リチウム二次電池による系統連系円滑化蓄電システムの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「系統連系円滑化蓄電システム技術開発／実用化技術開発／リチウム二次電池による系統連系円滑化蓄電システムの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]