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小規模マイクログリッドの簡略化モデル

この例では、典型的な 1 日における小規模マイクログリッドの簡略化モデルの挙動を説明します。このモデルでは、シミュレーション速度を上げるために、Specialized Power Systems で提供されるフェーザ法を使用します。

Hiroumi Mita (MathWorks)

説明

マイクログリッドは、単相 AC 回路網です。エネルギー源は、電気回路網、太陽光発電システム、および蓄電池です。

蓄電池はバッテリー コントローラーで制御されます。これは、マイクロ回路網に余分なエネルギーがあれば余剰電力を吸収し、マイクロ回路網に電力不足があれば追加の電力を供給します。3 軒の一般的な家で、エネルギー (最大値 2.5 kW) が電気量として消費されます。

マイクロアレイは、電柱に取り付けられた変圧器を経由して電力回路網に接続されています。この変圧器は 6.6 kV の電圧を 200 V に降下させます。

太陽光発電および蓄電池は、単相 AC に変換される DC 電力源です。制御戦略では、マイクロアレイは電力網によって供給される電力に完全には依存せず、太陽光発電および蓄電池によって供給される電力は常に十分であると仮定されます。

シミュレーション

20 時から 4 時までの太陽光発電は 0 W です。太陽光発電は、14 時から 15 時の間にピーク量に達します (5 kW)。

一般的家庭での典型的な負荷の変化として、電力負荷の量は 9 時 (6,500 W)、19 時、22 時 (7,500 W) にピーク消費に達します。

0 時から 12 時および 18 時から 24 時の間、バッテリー コントローラーがバッテリーを制御します。バッテリー制御により、柱上変圧器の二次側からシステムに流入する有効電力が 0 になるように、電流のトラッキング制御が行われます。そうすることで、柱上変圧器の二次側の有効電力は常に 0 付近に保たれます。

蓄電池は、マイクログリッドの電力が不十分な場合には足りない電流を供給し、電力が電気負荷を超えると余剰電流をマイクログリッドから吸収します。

12 時から 18 時の間は、バッテリー制御は行われません。蓄電池の SOC (充電状態) は定数に固定され、変化しません。

これは、蓄電池の充電または放電が、バッテリー コントローラーによって行われないためです。マイクログリッドで電力不足が発生すると、システム電源から足りない電力が供給されます。マイクログリッドに余剰電力があると、余剰電力はシステム電源に戻されます。

8 時には、一般的な家の電気負荷 No. 3 が、ブレーカーによって 10 秒間オフに設定されます。柱上変圧器の二次側と蓄電池の電力で、有効電力にスパイクが観察されます。