JP2002112460A - 電源台数制御システム、電力供給システム、および電力供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一台以上の電源ユニットを有しそれらの動作
を自動的に設定可能な電源台数制御システムを提供する
こと。メンテナンス性および電力供給コストを考慮した
電源台数制御システム、電力供給システム、電力供給方
法を提供すること。 【解決手段】 電力系統から負荷へ供給される電力値を
検出し、検出された電力値を一定の値と比較し、比較さ
れた結果に基づき動作すべき電源ユニットを特定し、特
定された電源ユニットを動作すべく制御指令を出力し、
出力された制御指令に基づき動作し、負荷に電力を供給
し得る一台以上の電源ユニットとを有する。また、一台
以上の電源ユニットが供給する電力の供給単価が電力系
統が供給する電力の供給単価より高い時間帯には、負荷
に供給する電力はすべて電力系統からのものにする。ま
た、電源台数制御システムと電源台数制御システムを発
信源として通信可能な監視システムとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統に接続さ
れた負荷に電力を供給可能な電源ユニットを一台以上有
する電源（以下、「分散電源」という。）の電力出力電
源台数を制御する電源台数制御システム、そのような電
源台数制御システムを含む電力供給システム、および電
力供給システムで用いられる電力供給方法に係り、特
に、自動運転に適する電源台数制御システム、電力供給
システム、および電力供給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】分散電源を有する電力供給システムに
は、マイクロガスタービン方式等の発電機を利用する形
態が考えられている。

【０００３】このような分散電源を有する電力供給シス
テムは、工場やプラントで行われてきた自家発電システ
ムとは異なる側面を有する。すなわち、マイクロガスタ
ービン等による分散電源は、１台の発電機当り出力がせ
いぜい数十ｋＷ程度であり、利用対象として、ごく小規
模を超える程度の事業所や事務所までが考えられること
である。

【０００４】また、このような小出力の電源を電力系統
に接続して利用する形態は、電力自由化の進展を背景に
容認されつつあり、この形態により、分散電源と従来の
電力系統とで利用者が供給単価の小さい方を選択の上、
電力の供給を受けることも可能である。その場合には、
電源ユニット（発電機）を複数設けた分散電源とし、必
要とする電力に応じてその一部のみ稼動する形態も考え
られる。

【０００５】このように利用対象が広いものとなり得る
分散電源を有する電力供給システムは、分散電源の管理
面・運用面での簡便性を確立することが必須である。す
なわち、分散電源を電力系統に接続して利用する場合に
は、利用者にとっては、実際に利用する電力を従来の電
力系統からとするか分散電源からとするか、また分散電
源からとする場合にはその台数は何台かを特に意識的に
選択することなく利用できなければ、使い勝手が悪く分
散電源導入の利点を十分享受したとは言えない。

【０００６】また、利用対象が広いので、多数の利用者
における電力供給システムそれぞれのメンテナンスを能
率的に行うという意味においても管理面・運用面での簡
便性を確立することが必要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、分
散電源を有する電力供給システムは、実際に利用する電
力を従来の電力系統からとするか分散電源からとする
か、また分散電源からとする場合にはその台数は何台か
を自動的に設定することや、多数の利用者における電力
供給システムそれぞれのメンテナンスを能率的に行うこ
とに課題が存在する。

【０００８】本発明は、上記の状況を考慮してなされた
もので、一台以上の電源ユニットを有しそれらの動作を
自動的に設定可能な電源台数制御システム、電力供給シ
ステム、および電力供給方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】また、メンテナンス性の向上を考慮した電
源台数制御システム、電力供給システム、および電力供
給方法を提供することを目的とする。

【００１０】また、電力需要者にとって電力コストがよ
り安価となる電力供給が可能な電源台数制御システム、
電力供給システム、および電力供給方法を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る電源台数制御システムは、電力系統か
ら負荷へ供給される電力値を検出する手段と、前記検出
された電力値を一定の値と比較する手段と、前記比較さ
れた結果に基づき動作すべき電源ユニットを特定する手
段と、前記特定された電源ユニットを動作すべく制御指
令を出力する手段と、前記出力された制御指令に基づき
動作し、負荷に電力を供給し得る一台以上の電源ユニッ
トとを有することを特徴とする（請求項１）。

【００１２】電力系統から負荷へ供給される電力値を検
出することにより、これに代えるべき電力を出力する電
源ユニット数がわかる。そこで動作させる電源ユニット
を特定する。これに応じて制御指令をその電源ユニット
に発する。したがって、一台以上存在する電源ユニット
の動作は、それらの起動・停止が、電力需要者の意識的
な選択なしで自動的に設定される。

【００１３】また、電力系統から負荷へ供給される電力
値の検出より、電力系統への電力の逆流を検出すること
もできる。電力の逆流は、電力系統の電力供給者との契
約上、これを禁ずる場合が多く、上記の手段によれば逆
流を検出したら直ちに電源ユニットに停止の制御指令を
発することができる。したがって、逆流を起こさない範
囲で起動すべき適切な電源ユニット台数を自動的に設定
することができる。

【００１４】ここで、前記一定の値は、前記一台以上の
電源ユニットのうちｎ台分（ｎは非負整数）が供給する
電力値に相当する値とすることができる（請求項２）。
上記検出された電力値を最も簡単に比較するための基準
値である。

【００１５】また、電力系統から負荷へ供給される電力
値を検出する手段と、前記検出された電力値を一定の値
と比較する手段と、前記比較された結果に基づき動作す
べき電源ユニットの数とそれら電源ユニットそれぞれの
発電すべき電力とを計算する手段と、前記計算された数
の電源ユニットを、それら電源ユニットそれぞれの前記
計算された発電電力で動作すべく制御指令を出力する手
段と、前記出力された制御指令に基づき動作し、負荷に
電力を供給し得る一台以上の電源ユニットとを有するこ
とを特徴とする（請求項３）。

【００１６】電源ユニットそれぞれには、起動・停止以
外に、ある程度の幅で出力を調整できるものも存在す
る。その場合には、電力系統から負荷へ供給される電力
値を検出することにより、これに代えるべき電力を出力
する電源ユニットの数に加えて、それらの電源ユニット
それぞれの出力すべき電力を計算する。

【００１７】したがって、動作すべき電源ユニットの数
およびそのそれぞれの出力すべき電力が導出されるの
で、一台以上存在する電源ユニットの動作は、それらの
起動・停止、および出力すべき電力が、電力需要者の意
識的な選択なしで自動的に設定される。

【００１８】また、制御指令に基づき動作し、負荷に電
力を供給し得る一台以上の電源ユニットと、前記一台以
上の電源ユニットそれぞれの稼動履歴を反映するデータ
を収集し記録する手段と、電力系統から前記負荷へ供給
される電力値を検出する手段と、前記検出された電力値
を一定の値と比較する手段と、前記記録されたデータを
呼び出す手段と、前記比較された結果と前記呼び出され
たデータとに基づき動作すべき電源ユニットを特定しそ
の数とそれら電源ユニットそれぞれの発電すべき電力と
を計算する手段と、前記計算された数の前記特定された
電源ユニットを、それら電源ユニットそれぞれの前記計
算された発電電力で動作すべく制御指令を出力する手段
とを有することを特徴とする（請求項４）。

【００１９】電源ユニットそれぞれは、稼動履歴により
余寿命が異なってくる。単純には稼動時間が長ければ余
寿命は小さいが、その要素以外に、起動・停止回数の多
寡によっても余寿命は変化する。起動・停止は、熱的な
時間変化割合が大きく電源ユニットへのストレスが通常
動作時より大となるからである。さらには、緊急時のフ
ェールセーフのため、通常の停止ではなく緊急停止させ
る場合もある。これは、電源ユニットにさらにストレス
を発生させ余寿命低下の要素となる。

【００２０】したがって、電源ユニットそれぞれの稼動
履歴（稼動時間、制御出力、起動・停止回数、緊急停止
回数など）を収集し記録しておくことで、適切に動作す
べき電源ユニットを特定しその数とそれら電源ユニット
それぞれの発電すべき電力とを計算することが可能にな
る。例えば、電源ユニットそれぞれの余寿命をそろえる
ように制御指令を発することもできるし、電源ユニット
それぞれの寿命が順繰りに尽きるように制御指令を発す
ることもできる。

【００２１】前者は、寿命が尽きた分散電源を一度に交
換する場合に適し、後者は、電源ユニットを一台ずつ交
換していく場合に適する。

【００２２】よって、動作すべき電源ユニットの特定を
含めたその数およびそのそれぞれの出力すべき電力を知
ることができるので、一台以上存在する電源ユニットの
動作は、余寿命を加味してそれらの起動・停止、および
出力すべき電力が、電力需要者の意識的な選択なしで自
動的に設定される。

【００２３】なお、上記の請求項１、２、４において、
「電力系統から負荷へ供給される電力値を検出する」こ
とに代えて、「負荷が消費する電力値を検出する」こと
にしても同様の作用および効果を奏する（請求項５、
６、７）。

【００２４】また、請求項１ないし７のいずれかにおい
て、前記一台以上の電源ユニットそれぞれの出力状況を
反映するデータを収集する手段と、前記収集されたデー
タに異常がないかを判断する手段と、前記判断された結
果が異常を示す場合に前記判断に係る電源ユニットを前
記制御指令を出力する対象から除外するよう制御する手
段とをさらに有することを特徴とする（請求項８）。

【００２５】出力状況には、例えば、制御指令通りの出
力が発生しているか、時間的な変動が大きくないかなど
が挙げられる。また、特定部位の温度を検出・測定する
ことにより出力状況を検知することも考えられる。この
ような状況を反映するデータを収集し異常監視すること
で、異常時に制御対象から除外することが可能になる。

【００２６】したがって、一台以上存在する電源ユニッ
トの動作は、異常を生じた電源ユニットを除外するよう
に起動・停止、および出力すべき電力などが、電力需要
者の意識的な選択なしで自動的に設定される。

【００２７】また、上記で、前記制御指令を出力する手
段は、その出力する周期が、前記一台以上の電源ユニッ
トへの制御指令から発電出力に至る応答特性を考慮して
設定され得る（請求項９）。

【００２８】また、あるいは上記で、前記制御指令を出
力する手段は、伝送路を用いて前記一台以上の電源ユニ
ットに前記制御指令を伝送し、その出力する周期が、前
記伝送路の特性と前記一台以上の電源ユニットへの制御
指令から発電出力に至る応答特性とを考慮して設定され
得る（請求項１０）。

【００２９】制御指令の出力から実際の発電出力までの
応答は、発電機や伝送路に固有に存在する遅れ時間や無
駄時間などの特性に依存する。そこで、それらを考慮し
て制御指令を出力する。例えば、制御指令が出力されて
から実際の発電出力が整定するまでの時間を割り込まな
い範囲で制御指令の出力周期を設定する。

【００３０】また、請求項４、７、８、９、１０のいず
れかにおいて、前記一台以上の電源ユニットそれぞれの
出力状況を反映するデータおよび／または前記一台以上
の電源ユニットそれぞれの稼動履歴を反映するデータ
を、通信回線に乗せて送信する手段をさらに有すること
を特徴とする（請求項１１）。

【００３１】すなわち、電源台数制御システムが通信回
線とアクセス可能となることで、遠隔地においてその現
在・過去の状態を監視することが可能になる。したがっ
て、電源台数制御システムに不具合があれば自動的に通
報されるなどそのメンテナンス性の向上に寄与すること
ができる。

【００３２】また、請求項１ないし１１のいずれかにお
いて、前記一台以上の電源ユニットが供給する電力の供
給単価が前記電力系統が供給する電力の供給単価より高
い時間帯には、前記負荷に供給する電力はすべて電力系
統からのものにすることを特徴とする（請求項１２）。

【００３３】電力系統が供給する電力の単価は、時間帯
などにより変動する場合がある。例えば、夜間は需要者
が少ないため需要喚起を意図して安価な設定がされるな
どである。そこで、電源ユニットが供給する電力の供給
単価が電力系統が供給する電力の供給単価より高い場合
には、負荷への供給電力はすべて電力系統からのものに
する。これにより、一台以上存在する電源ユニットの動
作は、電力料金を勘案して、起動・停止、および出力す
べき電力などが、電力需要者の意識的な選択なしで自動
的に設定される。すなわち、電力需要者にとってはより
コストが安価となる電力供給が可能となる。

【００３４】また、本発明に係る電力供給システムは、
請求項８または９記載の電源台数制御システムと前記電
源台数制御システムを発信源として通信可能な監視シス
テムとを有し、前記監視システムは、前記通信回線に乗
せて送信されたデータを受信し記録する手段と、前記受
信されたデータを用いて前記一台以上の電源ユニットが
人手によるメンテナンスを要するか否かを判断し記録す
る手段と、前記判断された結果が人手によるメンテナン
スを要する場合にその旨を報知する手段とを有すること
を特徴とする（請求項１３）。

【００３５】監視システムは、通信回線により電源台数
制御システムとは遠隔の地に設置できる。すなわち、電
源台数制御システムを使用する複数の電力需要者につい
て、ひとつの監視システムを設けることができ、これに
より一元的に複数の電源台数制御システムの監視ができ
る。これらの監視のうち、特に人手によるメンテナンス
を要するものを検出することにより人の派遣を円滑に行
い、電源台数制御システムのメンテナンス性の向上が可
能となる。また、人手によるメンテナンスを要しない性
質のものについても管理することができる。例えば、電
源ユニットの稼動履歴による余寿命の推定精度を向上す
るため、その計算方法をアップデートして個々の電源台
数制御システムに送信して保持させるなどである。

【００３６】また、本発明に係る電力供給方法は、電力
系統からの電力と一台以上の電源ユニットからの電力と
が負荷に供給され得る電力供給システムにおいて前記負
荷が必要とする電力を前記電力系統からの電力と前記一
台以上の電源ユニットからの電力とに割り付ける電力供
給方法であって、前記一台以上の電源ユニットそれぞれ
が供給可能な電力値の部分和であって前記負荷が必要と
する電力値を超えない最大の値を計算し、前記計算され
た最大の値に相当する電力を、前記電力系統からの電力
と前記一台以上の電源ユニットからの電力のうち供給対
価が安い方に割り付けて電力供給し、前記計算された最
大の値と前記負荷が必要とする電力値との差に相当する
電力を、前記電力系統からの電力に割り付けて電力供給
することを特徴とする（請求項１４）。

【００３７】このような電力供給方法によれば、電力需
要者にとって電力コストをより安価にすることができ、
特に、分散電源を導入した場合に需要者にとってコスト
ミニマムとなる電力供給が実現できる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。

【００３９】図１は、本発明に係る電源台数制御システ
ムの一実施形態の構成を説明するブロック図である。

【００４０】同図に示すように、この電源台数制御シス
テムは、事業所や事務所など電力を消費する負荷１３が
電力系統１１より電力計１２を介して電力供給される場
合に利用され得るものである。これら負荷１３、電力系
統１１、電力計１２の接続に限っては在来の電力供給シ
ステムと変わるところはない。

【００４１】このような電力供給がなされる負荷に対し
て、電源ユニットを複数有する分散電源を接続し、電力
需要者が実際に利用する電力を従来の電力系統からとす
るか分散電源からとするか、また分散電源からとする場
合にはその台数は何台かを特に意識的に選択することな
く利用できるようにしたところに特徴がある。

【００４２】分散電源は、電源ユニット１５、…、１９
と台数制御部１４とを具備する。また、それぞれの電源
ユニット１５、…、１９は、発電機１６、…、２０、発
電機制御部１７、…、２１、出力検出部１８、…、２２
を有する。

【００４３】台数制御部１４は、電力系統１１から負荷
１３に供給されている電力の値を電力計１２を用いて検
出する。この検出された電力値を用いて処理を行い、各
電源ユニット１５、…、１９の動作を制御するための信
号を生成する。生成された信号は、各電源ユニット１
５、…、１９の発電機制御部１７、…、２１に出力され
る。

【００４４】電源ユニット１５、…、１９は、上記の制
御信号により起動・停止などが制御され、また、出力検
出部１８、…、２２により発電機１６、…、２０の出力
状態を台数制御部１４に伝送する。

【００４５】発電機制御部１７、…、２１は、台数制御
部１４からの制御信号（制御指令）を受けて発電機１
６、…、２０を制御する。台数制御部１４からの制御の
ほかに出力検出部１８、…、２２から局所的（ローカ
ル）に制御もなされる。

【００４６】発電機１６、…、２０は、発電機制御部１
７により動作が制御される。その発電方式は、例えば、
マイクロガスタービンによるものであり、出力は、例え
ば一台当り３０ｋＷ、燃料は、例えば天然ガス、灯油な
どである。電力出力は、その出力路が電力計１２の下流
側で電力供給路に接続されることにより、負荷１３に供
給される。

【００４７】出力検出部１８、…、２２は、発電機１
６、…、２０の出力を検出し、検出した出力を発電機制
御部１７、…、２１に供給するとともに、検出出力を台
数制御部１４に伝送する。

【００４８】図１に示した電源台数制御システムの動作
の一例を図２を参照して説明する。図２は、図１に示し
た電源台数制御システムの動作の一例を示す流れ図であ
る。

【００４９】まず、ここでは、説明を簡単にする前提と
して電源ユニット１５、…、１９は、すべて定格出力が
同一とし、負荷１３がゼロ消費から徐々に消費電力を増
加していく状況にあるとする。

【００５０】負荷１３の消費電力がゼロから立上がると
電力系統１１から電力が供給される。このとき電力計１
２は、消費電力を刻々と検出する。台数制御部１４は、
この検出された刻々の消費電力値を電源ユニット１５、
…、１９一台分の出力電力値、およびゼロ台分（すなわ
ちゼロ値）と比較する（ステップ３１）。

【００５１】そして、比較結果から動作すべき電源ユニ
ット数を計算する（ステップ３２）。例えば、比較結果
が、電源ユニット一台分の出力電力値に達しないもので
あれば動作すべき電源ユニット数は０であり、電源ユニ
ット１台分の出力電力値に達したものであれば動作すべ
き電源ユニット数は１であるということである。なお、
ここでは、ゼロ値との比較は必ず一方の側の結果になる
ので注目の用はない。

【００５２】動作すべき電源ユニット数が０の場合は、
電源ユニット１５、…、１９を動作させる必要がないの
で何もする必要がないが、動作すべき電源ユニット数が
１である場合は、ある１台の電源ユニットを動作すべく
制御指令を出力する（ステップ３３）。この制御指令
は、動作していない状態の電源ユニット（この場合はい
ずれの電源ユニット１５、…、１９も該当）のうち１台
のみを新たに動作するように発せられる。

【００５３】例えば、この制御指令により電源ユニット
１５が動作状態にされたとする。これにより、電源ユニ
ット１５の出力電力は電力供給路により負荷１３に供給
される。したがって、電力系統１１から電力計１２を介
して負荷１３に供給される電力は、電源ユニット１５が
出力する電力の分だけ減少する。

【００５４】以上により、電源ユニットを１台動作させ
る自動的な電力供給切り換えが完了する。

【００５５】同様にして、さらに徐々に負荷１３が消費
する電力が増加すると、電力計１２で検出される電力が
電源ユニット一台分の出力電力に達するので、この場合
は、すでに動作している電源ユニット１５を含めて動作
すべき電源ユニット数は２であるということになる。そ
こで、すでに動作すべく制御指令を出力している電源ユ
ニット１５のほかのいずれかの電源ユニットを動作すべ
く制御指令を出力する。これにより、電源ユニットを２
台動作させる自動的な電力供給切り換えが完了する。

【００５６】さらに、負荷１３が消費する電力が増加し
た場合も同様に処理がなされて、３台以上の電源ユニッ
トが動作する状態になる。

【００５７】また、負荷１３が消費する電力が徐々に減
少する場合も、図２に示したフローを実行することによ
り適切に電源ユニット１５、…、１９の動作を制御する
ものとなる。これを説明する。

【００５８】例えば、１台の電源ユニット１５のみが動
作していて、電力計１２により検出される電力量がゼロ
になったすると、ステップ３１によりゼロ値との比較結
果が反転する。そこで、次にステップ３２により、動作
すべき電源ユニット数を０とするように計算がなされ
る。これに基づきステップ３３により、必要な分だけの
電源ユニットを動作すべく制御指令がなされる。すなわ
ち、今まで動作していた電源ユニット１５は動作が停止
される。

【００５９】以上の説明でわかるように、図２に示した
フローは、ある一定の周期ごとに行うことにより、より
木目細かく負荷１３が消費する電力の、分散電源による
切り換えを保証するするものとなる。

【００６０】なお説明を続けるに、図２に示したフロー
によると、電力計１２で結果的に検出される電力値は、
ゼロと電源ユニット１５、…、１９一台分の出力電力値
との間の値となる。したがって、最も分散電源を活用す
る場合の処理ということになる。

【００６１】これは、ステップ３１で比較される基準値
として電源ユニット１５、…、１９一台分の出力電力値
とゼロ値とを用いることにより達せられる結果である。
しかし、ステップ３１で比較される基準値はこれに限ら
れる性質のものではない。例えば、２台分の出力電力値
と１台分の出力電力値とすることもできる。この場合
は、電力計１２で結果的に検出される電力値は、電源ユ
ニット１５、…、１９一台分の出力電力値と２台分の出
力電力値との間の値となる。

【００６２】さらには、１台分と３台分のようにその差
が複数台分となる場合や、０．５台分と１．５台分、
０．５台分と２台分、あるいは０．２台分と１．５台分
のように整数でない設定や差が整数とならない設定とす
ることもできる。

【００６３】一組の基準値のうち下側のものをより大き
なものとすると、分散電源の活用度が下がるが、分散電
源側から電力計１２を介して電力系統１１側に逆流しよ
うとする電力の発生頻度を効果的に減少させることがで
きる。

【００６４】分散電源側から電力計１２を介して電力系
統１１側への電力の逆流は、電力系統１１を有する事業
者との契約上、禁止される場合があり、電源ユニット１
５、…、１９の停止応答が遅い場合は、上記の一組の基
準値のうち下側のものをより大きなものとする設定が好
ましい。

【００６５】また、一組の基準値の差が１台分とならな
いようにすると、各電源ユニットへの動作／停止の制御
指令にいわゆるチャタリングが発生するのを効果的に抑
制することができる。すなわち、負荷１３が消費する電
力変動に対して応答する上記制御指令に履歴特性が生ず
るからである。

【００６６】なお、以上の説明からわかるように、上記
の一組の基準値は、その上側のものは、これを超えたら
動作させる電源ユニット数を増加させる基準の値であ
り、その下側のものは、これを割り込んだら動作させる
電源ユニット数を減少させる基準の値である。したがっ
て、図２に示した処理をより単純化する方法として、ス
テップ３２における動作すべき電源ユニット数を計算す
る代わりに、これを省略し、電力計１２に検出される電
力値が基準値をクロスするに従って単純に動作させる電
源ユニットを一つづつ増加または減少する制御指令を発
するようステップ３３で処理してもよい。

【００６７】次に、図１に示した電源台数制御システム
の動作の他の例を図３を参照して説明する。図３は、図
１に示した電源台数制御システムの動作の他の例を示す
流れ図である。

【００６８】この例は、電源ユニット１５、…、１９の
動作が単純に動作と停止のみでなく、動作において２以
上の出力値の状態をとることができる場合を想定したも
のである。

【００６９】したがって、ステップ４１はすでに説明し
たステップ３１と変わらないが、ステップ４２では、動
作すべき電源ユニット数に加えて、それら電源ユニット
それぞれの発電すべき電力を計算する。

【００７０】このステップ４２をさらに具体化するには
種々の方法が考えられる。例えば、電源ユニット１５、
…、１９それぞれの動作が２種の出力値の状態（例え
ば、全出力と半出力）を取り得るとする場合には、なる
べくいずれの電源ユニットも動作状態に置くことを優先
し、それでも不足する分を半出力から全出力に変更する
ことで対処するという方法があり得る。これは、停止と
動作状態との変更より半出力と全出力との変更の方がよ
り円滑に状態が移行できる場合に有用である。

【００７１】また、反対になるべく全出力で動作するこ
とを優先し、半出力は木目細かく分散電源を活用するた
めの対処に用いる方法もあり得る。これは、全出力での
動作の方が効率がよく、したがって供給単価が安価にで
きる場合に有用である。

【００７２】さらに、電源ユニット１５、…、１９それ
ぞれの動作が３種以上の出力値の状態を取り得るについ
ても同様に考えることができる。

【００７３】以上のようにして計算された動作すべき電
源ユニット数と、それら電源ユニットそれぞれの発電す
べき電力に基づき電源ユニットに制御指令を出力する
（ステップ４３）。

【００７４】また、この図３に示した例においても、ス
テップ４１における比較の基準値については図２での説
明と同様に変更することができる。

【００７５】次に、図１に示した電源台数制御システム
における台数制御部１４が有し得る機能であって、この
電源台数制御システムを高機能化するためのものについ
て図４を参照して説明する。図４は、台数制御部１４の
有する一機能を示す流れ図である。

【００７６】台数制御部１４は、上記で説明したように
電源ユニット１５、…、１９の制御指令を発する。この
制御指令により電源ユニット１５、…、１９は、起動・
停止などの動作が制御され、また、出力検出部１８、
…、２２は、発電機１６、…、２０の出力状況を検出
し、これを発電機制御部１７、…、２１に供給するとと
もに台数制御部１４に伝送する。

【００７７】そこで、台数制御部１４は、上記の制御指
令の履歴、発電機の出力状況履歴・稼動履歴を記録する
（ステップ５１）。このため、台数制御部１４に記録部
５２を備える。記録部５２には、例えばハードディス
ク、不揮発性半導体メモリなどを用いることができる。
発電機の出力状況には、例えば、出力電力値の時間変動
（微視的、巨視的）、特定部位の温度変動などが挙げら
れる。稼動履歴には、制御指令に起因する、稼動時間、
制御出力、起動・停止回数、緊急停止回数などが挙げら
れる。緊急停止とは、発電機１６、…、２０に何らかの
重大な異常が発生した場合に、フェールセーフのため通
常の停止とは異なるルーチンで速やかかつ安全に停止状
態に移行させることをいう。

【００７８】このようにして記録された制御指令履歴お
よび稼動履歴は、以下で説明する電源台数制御システム
において用いられる。

【００７９】次に、図１に示した電源台数制御システム
の動作のさらに他の例を図５を参照して説明する。図５
は、図１に示した電源台数制御システムの動作のさらに
他の例を示す流れ図である。

【００８０】この例は、動作すべき電源ユニット１５、
…、１９を、電力計１２における電力値のみでなく、電
源ユニット１５、…、１９の稼動履歴を考慮の上、特定
するところに特徴がある。

【００８１】ステップ６１については、ステップ３１
（図２）またはステップ４１（図３）と変わるところは
ない。

【００８２】ステップ６２は、その機能は基本的にステ
ップ４２（図３）と同じであるものの、電源ユニット１
５、…、１９の稼動履歴を加味して電源ユニットの特定
および発電電力の計算をするところが異なる。なお、稼
動履歴は記録部５２から呼び出されて処理に使用され
る。

【００８３】稼動履歴を用いれば各発電機の余寿命を推
定することができるので、その余寿命が各発電機につい
てバランスするように動作すべき電源ユニットを特定す
る。言い換えると、余寿命が長いと推定される順に動作
すべき電源ユニットに優先順位を設けるものである。

【００８４】このように電源ユニットの特定を行えば、
複数存在する電源ユニットの余寿命は常にほぼそろった
まま減少する。したがって、分散電源としての寿命を最
大限に発揮させることができる。

【００８５】なお、分散電源としてはこのように全体と
して寿命が尽きるようにすることが求められる一方、別
の設計思想として電源ユニットごとに取り換えすること
を前提として稼動させる場合も考えられる。すなわち、
電源ユニット１５、…、１９の寿命が順繰りに尽きるよ
うに動作させる方法である。このような場合について
も、ステップ６２に示すような処理を行えば対応するこ
とができる。

【００８６】例えば、各電源ユニットの余寿命から各電
源ユニットごとに少しずつ異なる一定値を控除し、その
控除された値についてバランスするように動作すべき電
源ユニットを特定する、などの方法である。

【００８７】以上説明したステップ６２に続くステップ
６３については、ステップ３３（図２）、ステップ４３
（図３）と同じである。また、ステップ６２をさらに具
体化する方法はステップ４２と同様に考えることができ
る。さらに、ステップ６１における比較の基準値につい
ては図２での説明と同様に変更することができる。

【００８８】次に、図１に示した電源台数制御システム
の動作を高性能化する例を図６を参照して説明する。図
６は、図１に示した電源台数制御システムの動作を高性
能化する例を示す流れ図である。

【００８９】この処理の例は、各電源ユニット１５、
…、１９の出力を検出し、これに異常があるか否か判断
し、異常がある場合は動作すべき電源ユニットとしては
用いないようにするものである。こうすることにより、
異常を生じた電源ユニットを除外するように起動・停
止、および出力すべき電力などが、電力需要者の意識的
な選択なしで自動的に設定される。

【００９０】そこで、まず各電源ユニットの出力を検出
する（ステップ７１）。これは、出力検出部１８、…、
２２で検出された各出力を台数制御部１４に伝送するこ
とを含む。

【００９１】次に、台数制御部１４で、検出された各出
力に異常がないか判断する（ステップ７２）。この判断
は、例えば、制御指令通りの出力が発生しているか、意
図しない時間的な変動が一定値より大きくないかなどを
基準に行うことができる。

【００９２】次に、異常が判断された電源ユニットを制
御対象から除外する（ステップ７３）。このように除外
することにより、図２、図３、図５における各ステップ
３２、４２、６２では、その電源ユニットは動作すべき
電源ユニットとしては存在していないものとして扱われ
る。したがって、動作していても停止するように制御指
令が発せられる。

【００９３】次に、台数制御部１４と各電源ユニットと
の間の情報の伝送について図７を参照して説明する。同
図は、台数制御部１４と各電源ユニットの例としての電
源ユニット１５との間の情報伝送を説明する図であり、
すでに説明した要素には同一番号を付してある。

【００９４】同図に示すように、台数制御部１４からの
制御指令は、そのインタフェース部１４ａを介して伝送
路により発電機制御部１６のインタフェース部１６ａに
伝送される。このとき伝送８１には、伝送路や伝送方式
（イーサネット（登録商標）やシリアル通信など）に固
有の遅延が生じる。

【００９５】インタフェース部１６ａに伝送された制御
指令により発電機制御部１６が発電機１５を制御する。
このとき発電機制御部１６の出力から発電機１５の出力
までの応答８２には、発電機１５に特有の遅れが生じ
る。

【００９６】なお、発電機１５の出力は、出力検出部１
７により検出され、そのインタフェース部１６ａを介し
て台数制御部１４のインタフェース部１４ａに伝送され
る。このとき伝送８３にも、伝送路や伝送方式に固有の
遅延が生じる。

【００９７】したがって、台数制御部１４が制御指令を
発してから実際に発電機が所望の電力を出力するまでに
は遅れが存在する。すなわち、上記で述べた図２、図
３、あるいは図５の処理は、制御対象の動特性（図１に
おいて、台数制御部１４からの制御指令が発せられてか
ら、電源ユニット１５、…、１９の動作を介して電力計
１２により電力系統１１から負荷１３に供給される電力
の時間的変化が計測され、台数制御部１４に伝えられる
までの、無駄時間を含めた電力変化の特性）を考慮した
上で、繰り返し時間を決める必要がある。一般的には、
単純に処理の繰り返し時間を小さくしても、台数制御部
１４の装置費用が高くなる割に効果は少ない。また、図
７における伝送８１の伝送方式固有の遅れの場合、これ
よりも小さい時間間隔で処理を行うと、処理結果を電源
ユニット１５に伝送できないケースが生ずるので意味が
ない。

【００９８】そこで、このような不都合が生じないよう
に制御対象の動特性、あるいはその他の制約条件（例え
ば、図１において電力系統１１を有する事業者が分散電
源側から電力系統１１側への電力の逆潮流を数秒間しか
認めない場合など）を十分に考慮した、最適な処理の繰
り返し時間を決める必要がある。

【００９９】次に、図１に示した電源台数制御システム
の動作を高機能化する例を図８を参照して説明する。図
８は、図１に示した電源台数制御システムにおいて、電
力需要者がより安価な電力供給を受けるためのその動作
を説明する流れ図である。

【０１００】図８における処理ステップ３３ａ、４３
ａ、６３ａは、図２、図３、あるいは図５における処理
ステップ３３、４３、あるいは６３に代えて適用できる
ものである。

【０１０１】すなわち、動作させるべき電源ユニットを
ステップ３２、４２、あるいは６２で特定したあと、ス
テップ３３ａ、４３ａ、６３ａの中のステップ８８で、
その特定に係る電源ユニットの供給電力が電力系統１１
のものより安価か否かを判断する。そして、安価である
と判断される場合のみ制御指令を出力する（ステップ８
９）。したがって、そうでない場合には電源ユニットへ
動作すべき制御指令が出力されない。これにより負荷１
３が必要とする電力はすべて電力系統１１から供給され
る。

【０１０２】電源台数制御システムのこのような動作
は、電力系統１１の電力供給単価が時間帯等（季節など
長期間という意味合いもある。）により変動する場合に
は重要な要素である。そもそも、常に電力系統１１の電
力供給単価の方が安いのであれば分散電源を導入する利
点は経済的にはないのであり、常に電力系統１１の電力
供給単価の方が高いのであれば、図８に示すような判断
は必要ない。

【０１０３】時間や季節により電力系統１１の電力供給
単価が変動することにより、この図８に示すような処理
の有用性は高くなる。

【０１０４】なお、図８に示した処理を導入した図２に
示した処理は、電源ユニットそれぞれが供給可能な電力
値の部分和であって負荷１３が必要とする電力値を超え
ない最大の値を計算し、その計算された最大の値に相当
する電力を、電力系統１１からの電力と電源ユニットか
らの電力のうち供給単価が安いほうに割り付けて供給
し、その計算された最大の値と負荷１３が必要とする電
力値との差に相当する電力を、電力系統１１に割り付け
て電力供給しても、同じ結果を得る。

【０１０５】これは、図８に示した処理を導入した図３
に示した処理、あるいは図８に示した処理を導入した図
５に示した処理ついてもほぼ同様である。

【０１０６】次に、本発明に係る電力供給システムの実
施の形態について図９を参照して説明する。同図は、本
発明に係る電力供給システムの実施の形態を示す構成図
であり、すでに説明した要素には同一番号を付しその構
成・動作説明を省略する。

【０１０７】この電力供給システムは、個々の分散電源
を通信回線９１を介して監視センター９２と通信可能と
したものである。図示のように通信回線９１には、分散
電源のサイトが多数接続され得、これらを監視センター
９２が一括して監視し得る。

【０１０８】台数制御部１４には、通信用インターフェ
ース部（通信モデム等）１４ｂが具備され通信回線９１
と接続される。なお、通信回線９１は、一般の公衆回線
を利用し得る。通信用インターフェース１４ｂから送信
され得る情報には、記録部５２に記録された例えば電源
ユニットそれぞれの出力状況に関するデータや稼動履歴
に関するデータがある。これらのデータの具体的な内容
については図４ないし図６で説明したものと同様であ
る。

【０１０９】また、逆に監視センター９２から台数制御
部１４に送信され得る情報には、台数制御部１４のアッ
プデート化のための修正された制御プログラムや制御デ
ータが挙げられる。例えば、余寿命評価のための関数
（これは、例えば分散電源の稼動実績を積み上げより正
確性のあるものにすることができる。）のアップデート
化などである。このようなアップデートを行うことによ
りさらに適切な電源ユニット１５、…、１９の制御が実
現される。

【０１１０】図１０は、図９における監視センター９２
の構成例を示す図である。

【０１１１】通信用インターフェース部（通信モデム
等）１０１は、通信回線９１との接続を行ない処理部１
０３との仲立ちを行うものである。

【０１１２】記憶部１０２は、必要なデータやプログラ
ムを記録し処理部１０３との間で書き込み、読み出しを
行う対象となるものである。

【０１１３】処理部１０３は、通信用インターフェース
１０１、記憶部１０２からのデータを処理し、また処理
したデータを記憶部１０２、通信用インターフェース１
０１、あるいは表示部１０４に渡すものである。

【０１１４】表示部１０４は、処理部１０３からのデー
タを表示処理しその結果を表示するものである。

【０１１５】このような監視センター９２を活用するこ
とにより、電源台数制御システムのメンテナンスに関し
例えば次のようなことが容易になる。

【０１１６】電源ユニット１５、…、１９の出力状況に
関するデータを、台数制御部１４の通信用インターフェ
ース１４ｂ、通信回線９１、監視センター９２の通信用
インターフェース１０１、処理部１０３の順路により取
得する。そして、この出力状況に関するデータを用い
て、電源ユニットが人手によるメンテナンスを要するか
否かを判断する。このためには、判断プログラムを記憶
部１０２に格納しておき、この判断プログラムを呼び出
して上記のデータを処理部１０３で処理する。

【０１１７】この処理により人手によるメンテナンスを
要すると判断された場合には表示部に１０４にその旨を
表示する。

【０１１８】なお、このような判断、表示は、定期的に
行うことのほか、緊急を要するメンテナンスが必要であ
るに備えて常に判断を行ない、緊急を要する場合にその
旨を即表示し報知するようにすることもできる。

【０１１９】したがって、迅速なメンテナンスを行うこ
とが容易になり、メンテナンス性の向上した電源台数制
御システム、電力供給システム、および電力供給方法が
提供される。なお、図９に示すような電力供給システム
は、従来の電力系統を有する事業者とは別に他の事業者
により運営され得るものである。

【０１２０】次に、本発明に係る電源台数制御システム
の他の実施形態を図１１を参照して説明する。同図は、
本発明に係る電源台数制御システムの他の実施形態の構
成を説明するブロック図であり、すでに説明した構成要
素には同一番号を付しその構成・動作説明を省略する。

【０１２１】この実施形態は、分散電源１５、…、１９
と電力系統１１との合流した電力を検出するように電力
計１１２が負荷１３の直前に設けられ、さらに電力系統
１１と電力計１１２との間には、逆流（逆方向の潮流）
を検出する検出器１１１が設けられる。他の部分は、図
１に示したものと同じである。

【０１２２】この実施形態においては、台数制御部１４
の台数制御動作は、電力計１１２における検出電力によ
りなされる。電力計１１２の検出値は、負荷１３が消費
する電力値に一致するが、これは図１の実施形態におけ
る電力計１２が検出する電力値に分散電源が出力する電
力値を加えたものと同じである。

【０１２３】すなわち、電力計１１２で検出される電力
値から分散電源の出力電力値を差し引いたものを仮想的
に考えれば図１における説明が一応はそのまま適用でき
る。

【０１２４】また、逆流検出器１１１は、実際に逆流と
なる状態または逆流になりそうな状態を適切に検出し、
この検出出力を台数制御部１４に導き、逆流防止のため
分散電源を優先的に停止させるためのものである。すな
わち、分散電源の出力電力値が、想定と異なる場合にこ
のような逆流が生じるので、これを別途検出し対応する
ものである。

【０１２５】この実施の形態においても、図１に示した
実施形態と同様な作用および効果を得ることができる。
なお、この実施形態を図９に示したような電力供給シス
テムに適用できることは言うまでもないことである。

【０１２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電力系統から負荷に供給される電力値を用いて台数制御
部で各電源ユニットを制御するので、一台以上の電源ユ
ニットを有する分散電源の動作を自動的に設定すること
ができる。また、分散電源が通信回線を介して監視セン
ターと接続され得るので、そのメンテナンス性の向上す
ることができる。また、台数制御部で、電力系統による
電力と分散電源による電力との供給単価を比較し安価な
方を用いるので、電力需要者にとって電力コストがより
安価となる電力供給を受けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源台数制御システムの一実施形
態の構成を説明するブロック図。

【図２】図１に示した電源台数制御システムの動作の一
例を示す流れ図。

【図３】図１に示した電源台数制御システムの動作の他
の例を示す流れ図。

【図４】台数制御部１４の有する一機能を示す流れ図。

【図５】図１に示した電源台数制御システムの動作のさ
らに他の例を示す流れ図。

【図６】図１に示した電源台数制御システムの動作を高
性能化する例を示す流れ図。

【図７】台数制御部１４と各電源ユニットの例としての
電源ユニット１５との間の情報伝送を説明する図。

【図８】図１に示した電源台数制御システムにおいて、
電力需要者がより安価な電力供給を受けるためのその動
作を説明する流れ図。

【図９】本発明に係る電力供給システムの実施の形態を
示す構成図。

【図１０】図９における監視センター９２の構成例を示
す図。

【図１１】本発明に係る電源台数制御システムの他の実
施形態の構成を説明するブロック図。

【符号の説明】

１１ 電力系統 １２ 電力計 １３ 負荷 １４ 台数制御部 １５、１９ 電源ユニット １６、２０ 発電機 １７、２１ 発電機制御部 １８、２２ 出力検出部 ５２ 記録部 ９１ 通信回線 ９２ 監視センター １０１ 通信用インターフェース １０２ 記憶部 １０３ 処理部 １０４ 表示部 １１１ 逆流検出器 １１２ 電力計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝本 利博 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４−１ 東 京電力株式会社エネルギー・環境研究所内 Ｆターム(参考） 5G066 HA06 HB01 HB02

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統から負荷へ供給される電力値を
   検出する手段と、 前記検出された電力値を一定の値と比較する手段と、 前記比較された結果に基づき動作すべき電源ユニットを
   特定する手段と、 前記特定された電源ユニットを動作すべく制御指令を出
   力する手段と、 前記出力された制御指令に基づき動作し、負荷に電力を
   供給し得る一台以上の電源ユニットとを有することを特
   徴とする電源台数制御システム。
2. 【請求項２】 前記一定の値は、前記一台以上の電源ユ
   ニットのうちｎ台分（ｎは非負整数）が供給する電力値
   に相当する値であることを特徴とする請求項１記載の電
   源台数制御システム。
3. 【請求項３】 電力系統から負荷へ供給される電力値を
   検出する手段と、 前記検出された電力値を一定の値と比較する手段と、 前記比較された結果に基づき動作すべき電源ユニットの
   数とそれら電源ユニットそれぞれの発電すべき電力とを
   計算する手段と、 前記計算された数の電源ユニットを、それら電源ユニッ
   トそれぞれの前記計算された発電電力で動作すべく制御
   指令を出力する手段と、 前記出力された制御指令に基づき動作し、負荷に電力を
   供給し得る一台以上の電源ユニットとを有することを特
   徴とする電源台数制御システム。
4. 【請求項４】 制御指令に基づき動作し、負荷に電力を
   供給し得る一台以上の電源ユニットと、 前記一台以上の電源ユニットそれぞれの稼動履歴を反映
   するデータを収集し記録する手段と、 電力系統から前記負荷へ供給される電力値を検出する手
   段と、 前記検出された電力値を一定の値と比較する手段と、 前記記録されたデータを呼び出す手段と、 前記比較された結果と前記呼び出されたデータとに基づ
   き動作すべき電源ユニットを特定しその数とそれら電源
   ユニットそれぞれの発電すべき電力とを計算する手段
   と、 前記計算された数の前記特定された電源ユニットを、そ
   れら電源ユニットそれぞれの前記計算された発電電力で
   動作すべく制御指令を出力する手段とを有することを特
   徴とする電源台数制御システム。
5. 【請求項５】 負荷が消費する電力値を検出する手段
   と、 前記検出された電力値を一定の値と比較する手段と、 前記比較された結果に基づき動作すべき電源ユニットを
   特定する手段と、 前記特定された電源ユニットを動作すべく制御指令を出
   力する手段と、 前記出力された制御指令に基づき動作し、負荷に電力を
   供給し得る一台以上の電源ユニットとを有することを特
   徴とする電源台数制御システム。
6. 【請求項６】 負荷が消費する電力値を検出する手段
   と、 前記検出された電力値を一定の値と比較する手段と、 前記比較された結果に基づき動作すべき電源ユニットの
   数とそれら電源ユニットそれぞれの発電すべき電力とを
   計算する手段と、 前記計算された数の電源ユニットを、それら電源ユニッ
   トそれぞれの前記計算された発電電力で動作すべく制御
   指令を出力する手段と、 前記出力された制御指令に基づき動作し、負荷に電力を
   供給し得る一台以上の電源ユニットとを有することを特
   徴とする電源台数制御システム。
7. 【請求項７】 制御指令に基づき動作し、負荷に電力を
   供給し得る一台以上の電源ユニットと、 前記一台以上の電源ユニットそれぞれの稼動履歴を反映
   するデータを収集し記録する手段と、 負荷が消費する電力値を検出する手段と、 前記検出された電力値を一定の値と比較する手段と、 前記記録されたデータを呼び出す手段と、 前記比較された結果と前記呼び出されたデータとに基づ
   き動作すべき電源ユニットを特定しその数とそれら電源
   ユニットそれぞれの発電すべき電力とを計算する手段
   と、 前記計算された数の前記特定された電源ユニットを、そ
   れら電源ユニットそれぞれの前記計算された発電電力で
   動作すべく制御指令を出力する手段とを有することを特
   徴とする電源台数制御システム。
8. 【請求項８】 前記一台以上の電源ユニットそれぞれの
   出力状況を反映するデータを収集する手段と、 前記収集されたデータに異常がないかを判断する手段
   と、 前記判断された結果が異常を示す場合に前記判断に係る
   電源ユニットを前記制御指令を出力する対象から除外す
   るよう制御する手段とをさらに有することを特徴とする
   請求項１ないし７のいずれか１項記載の電源台数制御シ
   ステム。
9. 【請求項９】 前記制御指令を出力する手段は、その出
   力する周期が、前記一台以上の電源ユニットへの制御指
   令から発電出力に至る応答特性を考慮して設定されてい
   ることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記
   載の電源台数制御システム。
10. 【請求項１０】 前記制御指令を出力する手段は、伝送
    路を用いて前記一台以上の電源ユニットに前記制御指令
    を伝送し、その出力する周期が、前記伝送路の特性と前
    記一台以上の電源ユニットへの制御指令から発電出力に
    至る応答特性とを考慮して設定されていることを特徴と
    する請求項１ないし８のいずれか１項記載の電源台数制
    御システム。
11. 【請求項１１】 前記一台以上の電源ユニットそれぞれ
    の出力状況を反映するデータおよび／または前記一台以
    上の電源ユニットそれぞれの稼動履歴を反映するデータ
    を、通信回線に乗せて送信する手段をさらに有すること
    を特徴とする請求項４、７、８、９、１０のいずれか１
    項記載の電源台数制御システム。
12. 【請求項１２】 前記一台以上の電源ユニットが供給す
    る電力の供給単価が前記電力系統が供給する電力の供給
    単価より高い時間帯には、前記負荷に供給する電力はす
    べて電力系統からのものにすることを特徴とする請求項
    １ないし１１のいずれか１項記載の電源台数制御システ
    ム。
13. 【請求項１３】 請求項１１または１２記載の電源台数
    制御システムと前記電源台数制御システムを発信源とし
    て通信可能な監視システムとを有し、 前記監視システムは、 前記通信回線に乗せて送信されたデータを受信し記録す
    る手段と、 前記受信されたデータを用いて前記一台以上の電源ユニ
    ットが人手によるメンテナンスを要するか否かを判断し
    記録する手段と、 前記判断された結果が人手によるメンテナンスを要する
    場合にその旨を報知する手段とを有することを特徴とす
    る電力供給システム。
14. 【請求項１４】 電力系統からの電力と一台以上の電源
    ユニットからの電力とが負荷に供給され得る電力供給シ
    ステムにおいて前記負荷が必要とする電力を前記電力系
    統からの電力と前記一台以上の電源ユニットからの電力
    とに割り付ける電力供給方法であって、 前記一台以上の電源ユニットそれぞれが供給可能な電力
    値の部分和であって前記負荷が必要とする電力値を超え
    ない最大の値を計算し、 前記計算された最大の値に相当する電力を、前記電力系
    統からの電力と前記一台以上の電源ユニットからの電力
    のうち供給対価が安い方に割り付けて電力供給し、 前記計算された最大の値と前記負荷が必要とする電力値
    との差に相当する電力を、前記電力系統からの電力に割
    り付けて電力供給することを特徴とする電力供給方法。