JP2004064814A - Method and system for power supply - Google Patents

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片岡　幹彦
Yuichi Miyamoto
宮本　裕一
Osamu Noro
野呂　治
Kazushige Sugimoto
杉本　和繁
Susumu Hashidera
橋寺　晋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system for power supply capable of attaining stable power supply while achieving power cost and resources savings by integrally using a distributed power supply. <P>SOLUTION: The power supply to a load 5 by the power supply system A includes batteries (an energy-type battery 16, a power-type battery 21) having different characteristics as a power generating apparatus such as a photovoltaic power generator 2, a gas turbine generator 3, and a control part 4. The supply is performed by conducting a power supply side output voltage regulating process and a supplied power regulating process including a load fluctuation absorbing process by the control unit 4. In the power supply side output voltage regulating process, the power is supplied to the load 5 according to the prescribed power supply from each power supply which constitutes the distributed power. When surplus power is generated, it is stored in the energy-type battery 16 and the power-type battery 21. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力供給方法および電力供給システムに関する。さらに詳しくは、例えば太陽光などの自然エネルギによる発電設備や廃熱利用の発電設備ならびに、例えばガスタービン駆動の発電機等の分散電源の利用が可能な施設、機器、移動体などにおいて、分散電源を最大限に利用するＵＰＳ（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ；無停電電源システム）を構築することを可能とする電力供給方法および電力供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二酸化炭素排出量削減および省資源の観点から太陽光発電、風力発電などの自然エネルギを利用した発電設備や廃熱を有効利用した発電設備を備えた分散型自家用発電設備の導入が官庁、企業等で拡大している。
【０００３】
一方、オフィス、工場の情報化の進展に伴う電力の安定供給に対する要求を背景として、またコンピュータや半導体関連の製造設備などの特に安定的な電力供給が求められる施設における電源バックアップ用として、ＵＰＳ（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ；無停電電源システム）の導入が急速に進んでいる。
【０００４】
図４に、従来の単一電源型のＵＰＳの一例を示す（なお、特開２００１−１０３６７９号、特開平０６−０７８４７５号および特表２００１−５２７１８０号参照）。
【０００５】
このＵＰＳ１００は、商用電源１０１から供給される交流を整流装置１０２により直流に変換してバッテリ１０３により蓄電するとともに、直流化された電力をインバータ１０４により交流に戻した後、スイッチ１０５を介して負荷１０６に供給するものとされる一方、商用電源１０１の停電時には、バッテリ１０３に貯められた電力を放電するようにして、インバータ１０３を介して負荷１０６に電力を供給するものとされる。なお、バイパス線１０７は例えばインバータ１０４が故障したような場合に、商用電源１０１から負荷１０６に直接的に電力を供給するために設けられている。
【０００６】
図５に、従来の分散電源型のＵＰＳの一例を示す。
【０００７】
このＵＰＳ２００は、商用電源２０１と発電機２０２とをスイッチ２０３を介して切り替え可能に整流装置２０４に接続するようにして、商用電源２０１の停電時に発電機２０２を起動し整流装置２０４、インバータ２０５およびスイッチ２０６を介して負荷２０７に電力を供給するものとされる一方で、発電機２０２が起動するまでの間は、平常時にバッテリ２０８に貯められた電力を放電し、負荷２０７に供給するものとされる。なお、バイパス線２０９の機能は前例におけると同様である。
【０００８】
そして、前掲したような自然エネルギ利用または廃熱利用の分散型自家用発電設備を所有する官庁、企業等の組織体（以下、企業等と総称する）、あるいはこれから所有しようとする企業等においては、これらの発電設備をＵＰＳの電源として有効に利用し、安定した電力供給を得るとともに省資源および商用系統からの買電電力コストの削減を図りたい、といった潜在的要求があることが発明者等の独自の分析により判明した。
【０００９】
しかしながら、分散型発電設備は、元来、安定した電力供給という側面において弱点を含む場合が多く、かかる電源をこれを安定性を旨とするＵＰＳの電源としていかに有効利用するかが問題である。また、従来よりＵＰＳ１００に用いられているバッテリ１０３やＵＰＳ２００に用いられているバッテリ２０８の特性では、現在要求されている安定性を確保するのに充分ではないといった問題もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、分散型電源を統合的に利用するようにして、商用系統からの買電電力コストの低減および省資源を図りつつ、安定した電力供給を得ることを可能とする電力供給方法および電力供給システムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力供給方法は、太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と、異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを備えてなる分散電源を用いた電力供給方法であって、負荷への電力の供給が電源側出力電圧調整処理を経てなされることを特徴とする。
【００１２】
本発明の電力供給方法においては、負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理がなされて負荷に電力が供給されるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の電力供給方法においては、電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位にしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなるのが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の電力供給方法においては、電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされるのが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の電力供給方法においては、太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされているのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の電力供給方法においては、蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、パワー型バッテリから負荷に電力が供給されるのが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の電力供給方法においては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されているのが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の電力供給方法においては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されているのが好ましい。
【００１９】
一方、本発明の電力供給システムは、太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを有する分散電源装置と、制御部とを備えてなる電力供給システムであって、前記制御部が、電源側出力電圧調整処理をなすよう構成されてなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の電力供給システムにおいては、制御部が、負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理をなすよう構成されてなるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の電力供給システムにおいては、電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位をにしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなるのが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされるのが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされているのが好ましい。
【００２４】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、負荷にパワー型バッテリから電力が供給されるようにされてなるのが好ましい。
【００２５】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されるようにされてなるのが好ましい。
【００２６】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されてなるのが好ましい。
【００２７】
【作用】
本発明は前記の如く構成されているので、分散電源を用いて無停電電源を実現できるとともに、負荷への電力の供給が電源側出力電圧調整処理を経てなされ、電圧の変動が抑制される。
【００２８】
また、本発明の好ましい形態によれば、余剰電力が発生した場合、蓄電装置に蓄電するようにされているので、発電電力を無駄なく利用できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００３０】
実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係る電力供給方法が適用される電力供給システムの一例を示す。
【００３１】
電力供給システムＡは、交流商用電源（以下、単に商用電源という）１と、例えば太陽電池２（太陽光発電装置）と、例えばガスタービンにより駆動される交流発電機（ガスタービン発電装置）３の３系統の電源を有し、制御部４が実施する後掲の電源側出力電圧調整処理により負荷への電力供給順位を設定して商用電源１の利用を極力抑え、これにより電力コスト削減および省資源を図りつつ、電力を安定供給することを可能とした分散電源型のＵＰＳ（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ
ｓｙｓｔｅｍ；無停電電源システム）とされる。
【００３２】
なお、本電力供給システムＡの構成を、太陽電池およびガスタービン発電機の代わりに風力発電設備、廃熱利用発電設備等を用いることも可能である。この場合、あるいはこれらを追加して分散電源を４系統、５系統、…とした場合にも同様にして適用できることは以下の説明から自明である。そして、その場合には、当然のことながら風力発電設備、廃熱利用発電設備等各資源について、負荷への電力供給優先度に応じて電力供給順位が割り当てられる。
【００３３】
電力供給システムＡは、具体的には、制御部４と、商用電源１からの入力交流を整流する整流器（以下、第１整流器という）１１と、太陽電池２の出力ライン２ａに接続される充電器１２と、ガスタービン発電機３の交流出力を整流する整流器（以下、第２整流器という）１３と、第１、第２整流器１１、１３の各出力ライン１１ａ、１３ａおよびダイオード（以下、第１ダイオードという）１４を介して充電器１２の出力ライン１２ａが接続される直流出力ライン１５と、直流出力ライン１５に接続されたバッテリ（以下、第１バッテリという）１６と、第１バッテリ１６と並列に直流出力ライン１５に一方の切替端子１７ａが接続され後掲する第２スイッチに他方の切替端子１７ｂが接続され、かつこれら切替端子１７ａ、１７ｂと選択的に接続される固定端子１７ｃが設けられたスイッチ（以下、第１スイッチという）１７と、第１バッテリ１６と並列に第２ダイオード１８を介して直流出力ライン１５に一方の切替端子１９ａが接続され他方の切替端子１９ｂが第１スイッチ１７の他方切替端子１７ｂと接続され、かつこれら切替端子１９ａ、１９ｂと選択的に接続される固定端子１９ｃが設けられた第２スイッチ１９と、第１スイッチ１７の固定端子１７ｃに入力ライン２０ａが接続され、入力ライン２０ａを介して入力される直流を交流に変換するパワーコンディショナ２０と、第２スイッチ１９の固定端子１９ｃに接続された第２バッテリ２１と、パワーコンディショナ２０の出力ライン２０ｂおよびバイパス線２２を介して商用電源１に接続され、状況に応じて負荷５をパワーコンディショナ２０および商用電源１のいずれかと接続するように切替動作を行うＡＣスイッチ２３と、を主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００３４】
電力供給システムＡにおいて、第１バッテリ１６と第２バッテリ２１とを用いるのは、次のような理由による。
【００３５】
バッテリには、一般にエネルギ密度（＝蓄電容量／体積（重量））に優れているタイプ（以下、エネルギ型バッテリと称す）と、出力密度（瞬時出力）に優れているタイプ（以下、パワー型バッテリと称す）との２タイプが存在する。
【００３６】
エネルギ型バッテリーはエネルギ密度が大きく、このため発電量の変動や負荷消費電力の変動に対処する負荷平準化機能において優れているが、一般に瞬時出力が小さいという難点がある。一方、パワー型バッテリは、瞬時出力が大きく、急激に負荷消費電力が増大したような場合にも、これに対処して十分な電力を供給することが可能であるが、一般にエネルギ密度が小さいという難点がある。
【００３７】
このため、分散電源を用いたＵＰＳの構築においては特にバッテリの選定において、例えば停電時または急峻な負荷増大時に必要十分な電力供給を得るようパワー型バッテリを選定すると、例えば太陽電池における発電量が多いとき（晴天時等）に電力を十分に蓄電するためにバッテリを大容量化する必要が生じ、要求される瞬時出力に対応する容量以上のバッテリを用いることになり、高コスト化、大型化を招く。
【００３８】
その逆に、発電量の変動および負荷の消費電力の変動に対処するように（負荷平準化）エネルギ型バッテリを選定すると、停電時または急峻な負荷変動時に十分な電力供給を得るために、十分な瞬時出力を得るようバッテリを大容量化する必要が生じ、要求される負荷平準化機能に対応する容量以上のバッテリを用いることになり、高コスト化、大型化を招く。
【００３９】
そこで、電力供給システムＡにおいては、第１バッテリ１６と第２バッテリ２１とを用い、そして第１バッテリ１６には、電力貯蔵用に適したエネルギ密度の大きいエネルギ型バッテリを用い、後掲する電源側出力電圧調整処理にしたがって、状況に応じて商用電源１、太陽電池２およびガスタービン発電機３のいずれかの出力を蓄電するとともに、負荷５に電力を供給するよう放電するものとする一方、第２バッテリ２１は、高率放電特性に優れた出力密度（瞬時出力）の大きいパワー型バッテリとしてなるものである。
【００４０】
第１ダイオード１４は、第１バッテリ１６から充電器１２への逆流を防止する。また、第２ダイオード１８は、第２バッテリ２１から第１バッテリ１６への充電ないしは放電、つまり第２バッテリ２１から第１バッテリ１６への電力供給を防止する。これによって、負荷変動吸収処理において蓄電量が足りずに第２バッテリ２１が有効に機能しなくなるのを防止するとともに、パワー型バッテリとされる第２バッテリ２１がエネルギ型バッテリとされる第１バッテリ１６に過放電等し、それにより特性劣化が早期に生じるのを防止する。
【００４１】
第１スイッチ１７は負荷変動吸収処理においてパワーコンディショナ２０の入力を、直流入力ライン１５を介する各電源１、２、３および第１バッテリ１６のいずれかの出力と、第２バッテリ２１の出力との間で切り替える切替動作を実行する。
【００４２】
ＡＣスイッチ２３は、商用電源１の停電時を含む電力供給システムＡの通常運転時に負荷５をパワーコンディショナ２０の出力ラインと接続する一方、各整流器１１、１３およびパワーコンディショナ２０が故障した場合や保守作業を実施する場合に、負荷５を商用電源１と直接的に接続するように切り替える切替動作を実行する。
【００４３】
次に、制御部４を説明する。制御部４は、第１バッテリ１６および第２バッテリ２１の残存容量を監視し、第１整流器１１の出力電圧Ｖｅｘｔ、充電器１２の出力電圧Ｖｐｖおよび第２整流器１３の出力電圧Ｖｇｅが後掲する設定値と一致するように各整流器１１、１３および充電器１２を制御する電源側出力電圧調整処理（後で詳しく説明する）を実施する。これに付随して、制御部４は、ガスタービン発電機３の発電電力、起動および停止を制御する。
【００４４】
また、制御部４は、負荷５の消費電力およびパワーコンディショナ２０の入出力電圧を監視し、負荷５に十分な電力が供給されない場合（例；太陽電池２およびガスタービン発電機３が発電していない状態で商用電源１が停電した場合、モータ（負荷）始動時の突入電流等に起因して負荷消費電力が急激に上昇した場合）に、後掲する負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理を実施する。これに付随して、第１スイッチ１７の切替動作を制御し、ガスタービン発電機３の起動、停止および発電量を制御する。また、制御部４は、出力電圧を常に一定とするようにパワーコンディショナ２０を制御する。
【００４５】
次に、電源側出力電圧調整処理を説明する。電源側出力電圧調整処理においては、例えば太陽電池２の供給順位を第１順位とし、商用電源１の供給順位が最終順位となるように、各電源の直流ライン側出口電圧Ｖｅｘｔ、Ｖｐｖ、Ｖｇｅが設定、調整される。例えば、下記不等式（１）に示される関係を満足するよう設定される各設定値に一致するように、制御部４が第１整流器１１、充電器１２および第２整流器１３の出力電圧を制御する。
【００４６】
Ｖｐｖ＞Ｖｂ１＿７０％＞Ｖｇｅ＞Ｖｂ１＿３０％＞Ｖｅｘｔ　　　（１）
【００４７】
ただし、Ｖｂ１＿７０％：第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント相当であるときの端子電圧、Ｖｂ１＿３０％：第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセント相当であるときの端子電圧である。ここで不等式（１）の記述において、第１バッテリ１６の残存容量７０％、３０％に対応する電圧Ｖｂ１＿７０％、Ｖｂ１＿３０％を用いたが、この７０％、３０％という数値は、運用の都合やバッテリ種類により適宜変更可能とする。
【００４８】
各電源１，２，３および第１バッテリ１６の供給順位が前掲の如く設定されているため、電力供給システムＡは以下のように動作する。
【００４９】
（１）太陽電池２の発電量が十分であるときには、太陽電池２の出力が優先的に負荷５に供給されるとともに、余剰電力が第１バッテリ１６や第２バッテリ２１に蓄電される。
【００５０】
（２）太陽電池２における発電量が十分でなく、かつ第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント以上であれば、第１バッテリ１６の蓄電電力が負荷５に供給される。
【００５１】
（３）前掲（２）で、第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント未満になれば制御部４がガスタービン発電機３を起動し、ガスタービン発電機３の出力が負荷５に供給されるとともに余剰電力が第１バッテリ１６に蓄電される。ここで、第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント以上になれば、ガスタービン発電機３が停止され前掲（２）に従う。
【００５２】
なお、頻繁なガスタービン発電機３の起動・停止を避けるように適当な不感帯を設けるのが好ましい。
【００５３】
（４）前掲（３）で、ガスタービン発電機３の出力のみでは不足するときには、第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセント以上であることを条件として、第１バッテリ１６の蓄電電力が補充的に負荷５に供給される。ここで、負荷５における消費電力が減少する等してガスタービン発電機３の出力のみで十分になると、余剰電力が第１バッテリ１６や第２バッテリ２１に充電される。
【００５４】
（５）前掲（４）で、第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセント未満になると、商用電源１の電力が負荷５に供給される。これと同時に、第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセントに達するまで商用電源１による充電が行われる。この場合にも第１バッテリ１６の頻繁な充放電の切り替えを避けるように適当な不感帯を設けるのが好ましい。
【００５５】
このように、前掲式（１）の不等式は、各電源１、２、３の間に設定される負荷５への給電優先順位に対応するものとされ、出力機器（整流器、蓄電器）における電圧設定値の高い電源から優先的に出力が負荷に供給されるものとされる。したがって、前掲式（１）のように各電源１、２、３の出力機器１１、１２、１３の出力電圧を設定することによって、太陽電池２、ガスタービン発電機３、商用電源１の順に出力を負荷５に供給して商用系統からの買電電力コスト抑制および省資源化を図ることが可能となる。
【００５６】
次に、供給電力調整処理を説明する。供給電力調整処理は、負荷５の消費電力の急激な変動（以下、負荷変動という）に起因する供給電力の一時的な不足を補うための負荷変動吸収処理を含む。以下、具体的手順を示す。
【００５７】
（１１）負荷５の消費電力が急激に増大し（負荷５としてのモータ始動時等）パワーコンディショナ２０の出力電圧の低下が検出されると、第１スイッチ１７における切替動作によって、パワーコンディショナ２０の入力を第２バッテリ２１の出力に瞬時に切り替える。これによって、高率放電特性に優れたパワー型の第２バッテリ２１の出力が負荷５に供給され、負荷変動が吸収される。
【００５８】
（１２）負荷５における消費電力の増大が一時的なもので、負荷消費電力の減少が検出されたときには、第１スイッチ１７における切替動作によってパワーコンディショナ２０の入力を再び直流出力ライン１５側に切り替えるとともに、第２スイッチ１９における切替動作によって第２バッテリ２１を直流入力ライン１５に接続し、充電を開始する。
【００５９】
（１３）負荷５における消費電力の増大が継続し、第２バッテリ２１の残存容量が所定容量未満まで減少すると判断された場合には、ガスタービン発電機３の発電量を増大させ、切替スイッチ１７における切替動作によってパワーコンディショナ２０の入力を直流出力に切替えて、負荷５に十分な電力を供給する。
【００６０】
このように、電力供給システムＡは、例えば太陽電池２の出力が十分であるときには、この出力を優先的に負荷５に供給するとともに余剰電力をバッテリ１６，２１に充電し、太陽電池２の出力が不足しかつ十分な蓄電量がある場合には蓄電電力を負荷５に供給し、これらが不足するときにはガスタービン発電機３の出力を負荷５に供給するとともに余剰電力を蓄電し（負荷平準化）、これらが全て不足するときに最後に商用電源１を利用するよう構成されているので、太陽電池２の出力を最大限に利用することができ省資源に資するとともに、商用電力の利用を極力抑えて買電電力コストを効果的に削減することが可能となる。
【００６１】
また、制御部４が、パワーコンディショナ２０の出力電圧を一定化するように制御するとともに、パワーコンディショナ２０の出力電圧が供給電力の不足により低下したときには、パワー型の第２バッテリ２１を放電して負荷に供給するので、急激な負荷変動にも対処して安定的に電力を供給することが可能となる。
【００６２】
なお、直流出力ライン１５に接続される電源を４系統、５系統、…と増加させた場合には、各電源に接続される整流器等の出力電圧の設定値を、優先的に利用したいものから順に高く設定すればよい。
【００６３】
実施形態２
図２に、本発明の実施形態２の電力供給システムを示す。この電力供給システムＡ１は、実施形態１の電力供給システムＡの第１、第２バッテリ１６、２１に代えてエネルギ密度および出力密度の両方に優れたエネルギ−パワー両用型バッテリ（以下、両特性バッテリという）４０を用いるとともに、第１、第２スイッチ１７、１９を廃止するよう改変したもので、その余の構成は実施形態１と同様とされる。
【００６４】
このような両特性バッテリ４０は、例えば特開２００２−１４１１０１号により知られる三次元電池を利用して構成することが可能である。
【００６５】
三次元電池は、図３に示すように、イオン透過性フィルタ４１を介して接続され電解質溶液が充填された一対のセル４２ａ、４２ｂの一方４２ａに電子を放出する粉状の活物質ｍを配し、他方４２ｂに電子を吸収する粉状の活物質ｎを配し、これにより単位電池４２を形成するとともに、各単位電池４２、４２、…を導電性の集電部材４３を介在させて直列に一体的に連結するようにして、コンパクトで内部抵抗の小さい電池を構成できるようにしたものである。また活物質ｍ、ｎを粉状としたことによって、従来の膜構造の電池と比較して数千倍から数万倍の有効表面積を得ることができ、これによって、数千倍から数万倍のエネルギ密度を得ることが可能とされる。
【００６６】
電力供給システムＡ１は、かかる三次元電池を応用して、エネルギ密度に優れた活物質（以下、エネルギ型活物質という）と、出力密度に優れた活物質（以下、パワー型活物質という）とをそれぞれセル４２ａ、４２ｂにそれぞれ投入し、これによって従来のバッテリよりもコンパクトでありながら十分な瞬時出力および蓄電容量を備えた両特性バッテリ４０を形成し、これを第１、第２バッテリ１６、２１に代えて適用するようにして、コンパクト化およびさらなる電力供給安定性の向上を図るものとされる。この場合、エネルギ型活物質とパワー型活物質とを適宜組み合わせて、その混合物をセル４２ａ、４２ｂにそれぞれ投入するようにしてもよい。
【００６７】
電力供給システムＡ１は、具体的には、両特性バッテリ４０を直流出力ライン１５に接続し、これと並列にパワーコンディショナ２０の入力ライン２０ａを直流出力ライン１５に直接に接続するようにして構成される。
【００６８】
この構成によって、制御部４により電源側電圧調整処理を実施させて、実施形態１と同様にして、省資源および電力コスト削減を図ることが可能であるとともに、急激な負荷変動が生じた場合にも、スイッチ１７、１９の切替動作を行うことなく、両特性バッテリ４０から負荷５への十分な電力供給を実施することが可能となる。また、実施形態１の第２バッテリ２１とは異なり、蓄電容量も大きいので長時間の給電が可能となる。
【００６９】
したがって、実施形態１における効果に加えて、構成の簡素化およびさらなる電力供給安定性の向上を達成することが可能となる。
【００７０】
以上、、本発明を実施形態により説明したが、本発明はかかる実施形態にのみ限定されるものではなく種々改変が可能である。例えば、前掲の各実施形態においては、自家用発電設備を備えた企業等への適用を想定して電力供給システムを説明したが、太陽電池等システム全体を小型化することによって、パーソナルコンピュータ等の安定した電力供給が要求される各種機器の電源装置として利用することも可能である。
【００７１】
また、自動車、航空機、船舶等の移動体に搭載される無停電電源装置としての利用も当然に可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば太陽電池や風力発電設備などを有する分散電源を用いても安定した電力の供給がなし得るととともに、商用系統からの買電電力コストを極力抑制できるという優れた効果が得られる。
【００７３】
また、本発明の好ましい形態によれば、余剰電力が発生した場合、バッテリに蓄電するようにしているので、発生電力を無駄なく利用できるという優れた効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る電力供給方法が適用される電力供給システムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る電力供給方法が適用される電力供給システムの概略図である。
【図３】
両特性バッテリを構成する三次元電池の概略図である。
【図４】
従来の単一電源型無停電電源装置の概略図である。
【図５】
従来の分散電源型無停電電源装置の概略図である。
【符号の説明】
Ａ　　　　　電力供給システム
１　　　　　商用電源
２　　　　　太陽電池
３　　　　　ガスタービン発電機
４　　　　　制御部
５　　　　　負荷
１１、１３　整流器
１２　　　　充電器
１６　　　　第１バッテリ（エネルギ型バッテリ）
１７、１９　スイッチ
２０　　　　パワーコンディショナ
２１　　　　第２バッテリ（パワー型バッテリ）
４０　　　　両特性バッテリ（三次元電池）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply method and a power supply system. More specifically, for example, in a power generation facility using natural energy such as sunlight or a power generation facility utilizing waste heat, and in a facility, equipment, or mobile body capable of using a distributed power supply such as a gas turbine driven generator, a distributed power supply is used. The present invention relates to a power supply method and a power supply system capable of constructing a UPS (uninterruptible power system) that makes maximum use of power.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of reducing carbon dioxide emissions and conserving resources, the introduction of decentralized private power generation equipment equipped with power generation equipment that uses natural energy such as solar power generation and wind power generation and power generation equipment that effectively utilizes waste heat has been It is expanding in companies.
[0003]
On the other hand, UPS (backup power supply) is used as a back-up for power supply in facilities requiring particularly stable power supply, such as computers and semiconductor-related manufacturing facilities, as a background of a demand for stable supply of power with the progress of computerization of offices and factories. The introduction of uninterruptible power system (uninterruptible power supply system) is rapidly progressing.
[0004]
FIG. 4 shows an example of a conventional single power supply type UPS (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-103679, Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-078475, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-527180).
[0005]
The UPS 100 converts an alternating current supplied from a commercial power supply 101 into a direct current by a rectifier 102 and stores the converted electric power by a battery 103, and returns the converted electric power to an alternating current by an inverter 104. On the other hand, when the commercial power supply 101 fails, the power stored in the battery 103 is discharged to supply power to the load 106 via the inverter 103. The bypass line 107 is provided for directly supplying electric power from the commercial power supply 101 to the load 106 when the inverter 104 fails.
[0006]
FIG. 5 shows an example of a conventional distributed power supply type UPS.
[0007]
The UPS 200 connects the commercial power supply 201 and the generator 202 to the rectifier 204 so as to be switchable via a switch 203, and activates the generator 202 when the commercial power supply 201 is out of power to start the rectifier 204, the inverter 205 and While the power is supplied to the load 207 via the switch 206, the power stored in the battery 208 is discharged and supplied to the load 207 during normal times until the generator 202 is started. Is done. The function of the bypass line 209 is the same as in the previous example.
[0008]
In the case of government agencies, organizations such as corporations (hereinafter collectively referred to as corporations) that own the above-mentioned distributed private power generation facilities utilizing natural energy or waste heat, or corporations that are going to own them, The inventors of the present invention have a potential need to effectively utilize these power generation facilities as a power source for the UPS, obtain stable power supply, save resources and reduce the cost of power purchased from commercial systems. Independent analysis revealed.
[0009]
However, distributed power generation equipment originally has a weak point in terms of stable power supply in many cases, and there is a problem in how to effectively use such a power supply as a UPS power supply for achieving stability. There is also a problem that the characteristics of the battery 103 conventionally used for the UPS 100 and the battery 208 used for the UPS 200 are not enough to secure the stability currently required.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the problems of the related art, and uses a distributed power source in an integrated manner to reduce the cost of power purchased from a commercial system and save resources while achieving stable power. It is an object of the present invention to provide a power supply method and a power supply system capable of obtaining a supply.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The power supply method of the present invention is a power supply method using a distributed power supply including a power generation device such as a solar power generation device or a gas turbine power generation device, and a power storage device including a combination of batteries having different characteristics. The power supply to the load is performed through a power supply side output voltage adjustment process.
[0012]
In the power supply method of the present invention, it is preferable that the power is supplied to the load after the supply power adjustment processing including the load fluctuation absorption processing is performed.
[0013]
Further, in the power supply method of the present invention, the power supply side output voltage adjustment processing supplies power from each power supply to the load according to the power supply order from each power supply constituting the distributed power supply to the load, and the surplus power is reduced. When this occurs, the surplus power is preferably stored in a power storage device.
[0014]
Further, in the power supply method of the present invention, it is preferable that the setting of the power supply order is performed by setting the output voltage of each power supply.
[0015]
Furthermore, in the power supply method of the present invention, it is preferable that the photovoltaic power generation device is ranked first and the commercial power source is ranked last.
[0016]
Further, in the power supply method of the present invention, it is preferable that the power storage device has a power type battery, and that the power is supplied from the power type battery to the load when the load increases rapidly in the load fluctuation absorbing process.
[0017]
Further, in the power supply method of the present invention, it is preferable that the power storage device has a power type battery and an energy type battery, and the supply of power from the power type battery to the energy type battery is prevented.
[0018]
Further, in the power supply method according to the present invention, it is preferable that the power storage device includes a power type battery and an energy type battery, and the energy type battery and the power type battery are integrated with both characteristic batteries.
[0019]
On the other hand, a power supply system of the present invention includes a distributed power supply device including a power storage device including a battery having a different characteristic from a power generation device such as a solar power generation device or a gas turbine power generation device, and a control unit. A power supply system, wherein the control unit is configured to perform a power supply side output voltage adjustment process.
[0020]
In the power supply system of the present invention, it is preferable that the control unit is configured to perform supply power adjustment processing including load fluctuation absorption processing.
[0021]
Further, in the power supply system of the present invention, the power supply side output voltage adjustment processing supplies power from each power supply to the load according to a power supply order from each power supply constituting the distributed power supply to the load, and generates a surplus power. Is generated, it is preferable that the surplus power be stored in the power storage device.
[0022]
Furthermore, in the power supply system of the present invention, it is preferable that the setting of the power supply order is performed by setting the output voltage of each power supply.
[0023]
Further, in the power supply system of the present invention, it is preferable that the photovoltaic power generation device is ranked first and the commercial power source is ranked last.
[0024]
Further, in the power supply system of the present invention, the power storage device has a power type battery, and power is supplied to the load from the power type battery when the load suddenly increases in the load fluctuation absorbing process. Is preferred.
[0025]
Further, in the power supply system of the present invention, it is preferable that the power storage device has a power type battery and an energy type battery, and the power supply from the power type battery to the energy type battery is preferably prevented. .
[0026]
Further, in the power supply system according to the present invention, it is preferable that the power storage device includes a power type battery and an energy type battery, and the energy type battery and the power type battery be integrated with both characteristic batteries.
[0027]
[Action]
Since the present invention is configured as described above, an uninterruptible power supply can be realized using a distributed power supply, and power supply to a load is performed through a power supply side output voltage adjustment process, thereby suppressing voltage fluctuation.
[0028]
Further, according to a preferred embodiment of the present invention, when surplus power is generated, the power is stored in the power storage device, so that the generated power can be used without waste.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to only such embodiments.
[0030]
Embodiment 1
FIG. 1 shows an example of a power supply system to which a power supply method according to a first embodiment of the present invention is applied.
[0031]
The power supply system A includes an AC commercial power supply (hereinafter, simply referred to as a commercial power supply) 1, a solar cell 2 (a solar power generation device), and an AC generator (a gas turbine power generation device) 3 driven by a gas turbine, for example. It has three systems of power supplies, and sets the power supply order to the load by power supply side output voltage adjustment processing performed later by the control unit 4 to minimize the use of the commercial power supply 1, thereby reducing power cost and saving. A distributed power supply type UPS (uninterruptive power) that enables stable supply of power while conserving resources.
system; uninterruptible power supply system).
[0032]
It should be noted that the configuration of the power supply system A may use a wind power generation facility, a waste heat power generation facility, or the like instead of the solar cell and the gas turbine generator. It is obvious from the following description that the present invention can be similarly applied to this case or the case where these are added and the distributed power supply is configured to have four systems, five systems, and so on. In this case, naturally, the power supply order is assigned to each resource such as the wind power generation facility and the waste heat power generation facility according to the priority of power supply to the load.
[0033]
Specifically, the power supply system A includes a control unit 4, a rectifier (hereinafter, referred to as a first rectifier) 11 for rectifying an input AC from the commercial power supply 1, and a charge connected to an output line 2 a of the solar cell 2. Rectifier (hereinafter, referred to as a second rectifier) 13 for rectifying the AC output of the gas turbine generator 3, each output line 11a, 13a of the first and second rectifiers 11, 13 and a diode (hereinafter, a first rectifier). A DC output line 15 to which the output line 12a of the charger 12 is connected via a diode 14; a battery (hereinafter, referred to as a first battery) 16 connected to the DC output line 15; One of the switching terminals 17a is connected to the DC output line 15 and the other switching terminal 17b is connected to the second switch described later, and these switching terminals 17a and 17b are selected. (Hereinafter, referred to as a first switch) 17 provided with a fixed terminal 17c connected to the first terminal 16 and one switching terminal 19a connected to the DC output line 15 via a second diode 18 in parallel with the first battery 16. A second switch 19 having the other switching terminal 19b connected to the other switching terminal 17b of the first switch 17 and having a fixed terminal 19c selectively connected to the switching terminals 19a and 19b; The input line 20a is connected to the fixed terminal 17c of the power switch 20. The power conditioner 20 converts a direct current input through the input line 20a into an alternating current, and the second battery 21 connected to the fixed terminal 19c of the second switch 19. Is connected to the commercial power supply 1 via the output line 20b and the bypass line 22 of the power conditioner 20, 5 and AC switch 23 for switching operation to connect with any of the power conditioner 20 and the commercial power supply 1, are made comprising as main components.
[0034]
The reason why the first battery 16 and the second battery 21 are used in the power supply system A is as follows.
[0035]
Batteries are generally classified into a type having excellent energy density (= storage capacity / volume (weight)) (hereinafter, referred to as an energy type battery) and a type having excellent output density (instantaneous output) (hereinafter, power type battery). )).
[0036]
The energy type battery has a high energy density and is therefore excellent in a load leveling function for coping with fluctuations in the amount of power generation and fluctuations in load power consumption, but generally has a disadvantage that the instantaneous output is small. On the other hand, a power-type battery can supply sufficient power in response to a large instantaneous output and a sudden increase in load power consumption, but generally has a low energy density. There are difficulties.
[0037]
For this reason, in the construction of a UPS using a distributed power source, particularly when selecting a battery, for example, when selecting a power type battery so as to obtain a necessary and sufficient power supply at the time of a power failure or a steep increase in load, for example, the amount of power generated by the solar cell is reduced. When the battery is large (such as in fine weather), it is necessary to increase the capacity of the battery in order to store the power sufficiently, and a battery having a capacity larger than the required instantaneous output is used, resulting in higher cost and larger size. Invite.
[0038]
Conversely, if an energy-type battery is selected (load leveling) to cope with fluctuations in the amount of power generation and fluctuations in the power consumption of the load, a sufficient power supply can be obtained in the event of a power failure or steep load fluctuation. It is necessary to increase the capacity of the battery so as to obtain a proper instantaneous output, and a battery having a capacity equal to or larger than the required load leveling function is used, resulting in an increase in cost and size.
[0039]
Therefore, in the power supply system A, the first battery 16 and the second battery 21 are used, and as the first battery 16, an energy type battery having a large energy density suitable for storing power is used. According to the side output voltage adjustment processing, any one of the outputs of the commercial power supply 1, the solar cell 2, and the gas turbine generator 3 is stored according to the situation, and the load is discharged to supply the power to the load 5, The second battery 21 is a power-type battery having excellent high-rate discharge characteristics and high output density (instantaneous output).
[0040]
First diode 14 prevents backflow from first battery 16 to charger 12. The second diode 18 prevents charging or discharging from the second battery 21 to the first battery 16, that is, prevents power supply from the second battery 21 to the first battery 16. This prevents the second battery 21 from functioning effectively due to the shortage of the charged amount in the load fluctuation absorbing processing, and the first battery 21 being the power type battery and the second battery 21 being the energy type battery. 16 prevents over-discharge and the like from causing early deterioration of characteristics.
[0041]
The first switch 17 receives the input of the power conditioner 20 in the load fluctuation absorbing process, and outputs the output of any one of the power supplies 1, 2, 3 and the first battery 16 via the DC input line 15 and the output of the second battery 21. Perform a switching operation for switching between.
[0042]
The AC switch 23 connects the load 5 to the output line of the power conditioner 20 during the normal operation of the power supply system A including the power failure of the commercial power supply 1, while the rectifiers 11, 13 and the power conditioner 20 fail. When the maintenance work is performed, a switching operation for switching the load 5 to be directly connected to the commercial power supply 1 is performed.
[0043]
Next, the control unit 4 will be described. The control unit 4 monitors the remaining capacity of the first battery 16 and the second battery 21, and the output voltage Vext of the first rectifier 11, the output voltage Vpv of the charger 12, and the output voltage Vge of the second rectifier 13 are described later. A power-supply-side output voltage adjustment process (described in detail later) that controls the rectifiers 11 and 13 and the charger 12 so as to match the set value is performed. Along with this, the control unit 4 controls the generated power of the gas turbine generator 3 and starts and stops.
[0044]
Further, the control unit 4 monitors the power consumption of the load 5 and the input / output voltage of the power conditioner 20, and when sufficient power is not supplied to the load 5 (eg, the solar cell 2 and the gas turbine generator 3 generate power). In the case where the commercial power supply 1 fails without power, the load power consumption sharply increases due to an inrush current at the time of starting the motor (load) or the like, the supply power adjustment including the load fluctuation absorption processing described later is performed. Perform processing. Along with this, the switching operation of the first switch 17 is controlled, and the start, stop, and power generation of the gas turbine generator 3 are controlled. Further, the control unit 4 controls the power conditioner 20 so that the output voltage is always constant.
[0045]
Next, the power supply side output voltage adjustment processing will be described. In the power supply side output voltage adjustment processing, for example, the DC line side outlet voltages Vext, Vpv, Vge of the respective power supplies are set such that the supply order of the solar cells 2 is the first order and the supply order of the commercial power supply 1 is the final order. Set and adjusted. For example, the control unit 4 controls the output voltages of the first rectifier 11, the charger 12, and the second rectifier 13 so as to match each set value set so as to satisfy the relationship represented by the following inequality (1). .
[0046]
Vpv>Vb1_70%>Vge>Vb1_30%> Vext (1)
[0047]
Here, Vb1_70%: a terminal voltage when the remaining capacity of the first battery 16 is equivalent to 70%, and Vb1_30%: a terminal voltage when the remaining capacity of the first battery 16 is equivalent to 30%. Here, in the description of the inequality (1), the voltages Vb1_70% and Vb1_30% corresponding to the remaining capacity 70% and 30% of the first battery 16 are used. It can be changed as appropriate depending on the battery type.
[0048]
Since the order of supply of the power supplies 1, 2, 3 and the first battery 16 is set as described above, the power supply system A operates as follows.
[0049]
(1) When the amount of power generated by the solar cell 2 is sufficient, the output of the solar cell 2 is preferentially supplied to the load 5, and the surplus power is stored in the first battery 16 and the second battery 21.
[0050]
(2) If the amount of power generated by the solar cell 2 is not sufficient and the remaining capacity of the first battery 16 is 70% or more, the stored power of the first battery 16 is supplied to the load 5.
[0051]
(3) In the above (2), when the remaining capacity of the first battery 16 becomes less than 70%, the control unit 4 starts the gas turbine generator 3 and the output of the gas turbine generator 3 is supplied to the load 5. At the same time, surplus power is stored in the first battery 16. Here, when the remaining capacity of the first battery 16 becomes 70% or more, the gas turbine generator 3 is stopped, and the above (2) is followed.
[0052]
It is preferable to provide an appropriate dead zone so as to avoid frequent starting and stopping of the gas turbine generator 3.
[0053]
(4) In (3) above, when the output of the gas turbine generator 3 alone is insufficient, the stored power of the first battery 16 is supplemented on condition that the remaining capacity of the first battery 16 is 30% or more. Is supplied to the load 5. Here, when only the output of the gas turbine generator 3 becomes sufficient due to a decrease in power consumption in the load 5 or the like, surplus power is charged to the first battery 16 and the second battery 21.
[0054]
(5) In the above (4), when the remaining capacity of the first battery 16 becomes less than 30%, the electric power of the commercial power supply 1 is supplied to the load 5. At the same time, charging by the commercial power supply 1 is performed until the remaining capacity of the first battery 16 reaches 30%. Also in this case, it is preferable to provide an appropriate dead zone so as to avoid frequent switching between charging and discharging of the first battery 16.
[0055]
As described above, the inequality of the above equation (1) corresponds to the priority of power supply to the load 5 set between the power supplies 1, 2, and 3, and the voltage setting in the output device (rectifier, capacitor). It is assumed that the output is preferentially supplied to the load from a power supply having a high value. Therefore, by setting the output voltages of the output devices 11, 12, and 13 of the power supplies 1, 2, and 3 as in the above formula (1), the output is performed in the order of the solar cell 2, the gas turbine generator 3, and the commercial power supply 1. To the load 5, it is possible to reduce the cost of purchased electric power from the commercial system and save resources.
[0056]
Next, the supply power adjustment processing will be described. The supply power adjustment processing includes a load fluctuation absorption processing for compensating for a temporary shortage of supply power due to a rapid change in power consumption of the load 5 (hereinafter, referred to as load fluctuation). Hereinafter, a specific procedure will be described.
[0057]
(11) When the power consumption of the load 5 sharply increases (for example, when the motor as the load 5 is started) and a decrease in the output voltage of the power conditioner 20 is detected, the switching operation of the first switch 17 causes the power conditioner to change. 20 is instantaneously switched to the output of the second battery 21. As a result, the output of the power type second battery 21 having excellent high-rate discharge characteristics is supplied to the load 5, and the load fluctuation is absorbed.
[0058]
(12) When the increase in the power consumption of the load 5 is temporary and a decrease in the load power consumption is detected, the input of the power conditioner 20 is returned to the DC output line 15 side by the switching operation of the first switch 17. At the same time, the second battery 21 is connected to the DC input line 15 by the switching operation of the second switch 19, and charging is started.
[0059]
(13) If it is determined that the power consumption of the load 5 continues to increase and the remaining capacity of the second battery 21 decreases to less than the predetermined capacity, the power generation amount of the gas turbine generator 3 is increased, and the changeover switch 17 The input of the power conditioner 20 is switched to the DC output by the switching operation in the above, and sufficient power is supplied to the load 5.
[0060]
As described above, when the output of the solar cell 2 is sufficient, the power supply system A preferentially supplies the output to the load 5 and charges the surplus power to the batteries 16 and 21, and outputs the output of the solar cell 2. When the power is insufficient and the power storage amount is sufficient, the stored power is supplied to the load 5, and when the power is insufficient, the output of the gas turbine generator 3 is supplied to the load 5 and the surplus power is stored (load leveling). ), When all of these are insufficient, the commercial power supply 1 is used last, so that the output of the solar cell 2 can be used to the maximum, contributing to resource saving and minimizing the use of commercial power. It is possible to effectively reduce the purchased power cost while suppressing the power consumption.
[0061]
The control unit 4 controls the output voltage of the power conditioner 20 to be constant, and discharges the power-type second battery 21 when the output voltage of the power conditioner 20 decreases due to a shortage of supplied power. Since the power is supplied to the load, the power can be stably supplied in response to a sudden load change.
[0062]
When the number of power supplies connected to the DC output line 15 is increased to four, five,..., The set value of the output voltage of the rectifier or the like connected to each of the power supplies is changed from the one to be used preferentially. What is necessary is just to set it high in order.
[0063]
Embodiment 2
FIG. 2 shows a power supply system according to Embodiment 2 of the present invention. This power supply system A1 is an energy-power dual-purpose battery (hereinafter referred to as a dual characteristic battery) having both excellent energy density and output density, instead of the first and second batteries 16 and 21 of the power supply system A of the first embodiment. 40) and the first and second switches 17 and 19 are modified so as to be abolished, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0064]
Such a dual characteristic battery 40 can be configured using a three-dimensional battery known from, for example, JP-A-2002-141101.
[0065]
In the three-dimensional battery, as shown in FIG. 3, a powdery active material m that emits electrons is arranged in one of a pair of cells 42a and 42b connected via an ion-permeable filter 41 and filled with an electrolyte solution. , A powdery active material n for absorbing electrons is arranged on the other side 42b, thereby forming the unit cells 42, and connecting the unit cells 42, 42,... In series with a conductive current collecting member 43 interposed therebetween. The battery is compact and has a low internal resistance. In addition, since the active materials m and n are powdered, an effective surface area of several thousand to tens of thousands of times can be obtained as compared with a conventional battery having a membrane structure. Energy density can be obtained.
[0066]
The power supply system A1 applies such a three-dimensional battery to an active material having an excellent energy density (hereinafter, referred to as an energy type active material) and an active material having an excellent output density (hereinafter, referred to as a power type active material). Into the cells 42a and 42b, respectively, thereby forming a dual-characteristic battery 40 which is more compact than a conventional battery but has sufficient instantaneous output and storage capacity, and which is connected to the first and second batteries 16, By applying in place of the power supply 21, the power supply system can be made compact and the power supply stability can be further improved. In this case, the energy-type active material and the power-type active material may be appropriately combined, and the mixture may be charged into the cells 42a and 42b.
[0067]
Specifically, the power supply system A1 is configured such that the dual battery 40 is connected to the DC output line 15, and the input line 20a of the power conditioner 20 is directly connected to the DC output line 15 in parallel with the battery 40. Is done.
[0068]
With this configuration, the power supply side voltage adjustment processing can be performed by the control unit 4 to save resources and reduce power costs in the same manner as in the first embodiment. Also, sufficient power supply from the dual battery 40 to the load 5 can be performed without performing the switching operation of the switches 17 and 19. Further, unlike the second battery 21 of the first embodiment, the power storage capacity is large, so that power can be supplied for a long time.
[0069]
Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to simplify the configuration and further improve the power supply stability.
[0070]
As described above, the present invention has been described with the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made. For example, in each of the above embodiments, the power supply system has been described assuming application to a company or the like having a private power generation facility. It can also be used as a power supply for various devices that require power supply.
[0071]
Further, it can be naturally used as an uninterruptible power supply mounted on a moving body such as an automobile, an aircraft, and a ship.
[0072]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, stable power can be supplied even using a distributed power supply having a solar cell, a wind power generation facility, and the like, and the cost of power purchased from a commercial system can be suppressed as much as possible. This is an excellent effect.
[0073]
Further, according to a preferred embodiment of the present invention, when surplus power is generated, the battery is stored, so that an excellent effect that the generated power can be used without waste can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a power supply system to which a power supply method according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram of a power supply system to which a power supply method according to a second embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3
It is the schematic of the three-dimensional battery which comprises a both characteristic battery.
FIG. 4
It is the schematic of the conventional single power supply type uninterruptible power supply.
FIG. 5
It is the schematic of the conventional distributed power supply type uninterruptible power supply.
[Explanation of symbols]
A power supply system
1 Commercial power supply
2 solar cells
3 Gas turbine generator
4 control unit
5 Load
11, 13 Rectifier
12 Charger
16 1st battery (energy type battery)
17, 19 switch
20 Power conditioner
21 Second battery (power type battery)
40 Dual-character battery (three-dimensional battery)

Claims (16)

太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と、異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを備えてなる分散電源を用いた電力供給方法であって、
負荷への電力の供給が電源側出力電圧調整処理を経てなされることを特徴とする電力供給方法。A power supply method using a distributed power supply including a photovoltaic power generation device, a power generation device such as a gas turbine power generation device, and a power storage device configured by combining batteries having different characteristics,
A power supply method, wherein power supply to a load is performed through a power supply side output voltage adjustment process. 負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理がなされて負荷に電力が供給されることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。2. The power supply method according to claim 1, wherein power supply adjustment processing including load fluctuation absorption processing is performed to supply power to the load. 電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位にしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。The power supply side output voltage adjustment process supplies power to the load from each power supply according to the power supply order from each power supply constituting the distributed power supply to the load. The power supply method according to claim 1, wherein the power is stored. 電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされることを特徴とする請求項３記載の電力供給方法。The power supply method according to claim 3, wherein the setting of the power supply order is performed by setting an output voltage of each power supply. 太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされていることを特徴とする請求項３記載の電力供給方法。4. The power supply method according to claim 3, wherein the photovoltaic power generator is ranked first, and the commercial power is ranked last. 蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、パワー型バッテリから負荷に電力が供給されることを特徴とする請求項２記載の電力供給方法。3. The power supply method according to claim 2, wherein the power storage device includes a power type battery, and power is supplied from the power type battery to the load when the load suddenly increases in the load fluctuation absorption processing. 蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されていることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。The power supply method according to claim 1, wherein the power storage device includes a power type battery and an energy type battery, and supply of power from the power type battery to the energy type battery is prevented. 蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されていることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。2. The power supply method according to claim 1, wherein the power storage device includes a power type battery and an energy type battery, and the energy type battery and the power type battery are integrated with a battery having both characteristics. 太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを有する分散電源装置と、制御部とを備えてなる電力供給システムであって、
前記制御部が、電源側出力電圧調整処理をなすよう構成されてなることを特徴とする電力供給システム。A power supply system including a power generation device including a battery having a different characteristic from a power generation device such as a solar power generation device and a gas turbine power generation device, and a control unit.
The power supply system, wherein the control unit is configured to perform a power supply side output voltage adjustment process. 制御部が、負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理をなすよう構成されてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。The power supply system according to claim 9, wherein the control unit is configured to perform a supply power adjustment process including a load fluctuation absorption process. 電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位にしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。The power supply side output voltage adjustment process supplies power to the load from each power supply according to the power supply order from each power supply constituting the distributed power supply to the load. The power supply system according to claim 9, wherein the power is stored. 電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされることを特徴とする請求項１１記載の電力供給システム。The power supply system according to claim 11, wherein the setting of the power supply order is performed by setting an output voltage of each power supply. 太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされていることを特徴とする請求項１１記載の電力供給システム。12. The power supply system according to claim 11, wherein the photovoltaic power generator is ranked first and the commercial power is ranked last. 蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、負荷にパワー型バッテリから電力が供給されるようにされてなることを特徴とする請求項１０記載の電力供給システム。11. The power supply according to claim 10, wherein the power storage device has a power type battery, and the power is supplied from the power type battery to the load when the load suddenly increases in the load fluctuation absorption processing. system. 蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されるようにされてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。10. The power supply system according to claim 9, wherein the power storage device has a power type battery and an energy type battery, and power supply from the power type battery to the energy type battery is prevented. 蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。10. The power supply system according to claim 9, wherein the power storage device includes a power type battery and an energy type battery, and the energy type battery and the power type battery are integrated with a battery having both characteristics.
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