JP2004208479A - 新エネルギーハイブリッド電源システム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】夜間電力を100%利用することができ、かつ、水処理・汚泥処理及び廃棄物処理等のプラントで得られる自然エネルギーを利用できる電源システムと、維持管理が容易な非常用電源を得る。
【解決手段】電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、AC/DC変換装置を介して並列に接続し、前記AC/DC変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備える新エネルギーハイブリッド電源システムとする。
【選択図】 図2
【解決手段】電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、AC/DC変換装置を介して並列に接続し、前記AC/DC変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備える新エネルギーハイブリッド電源システムとする。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新エネルギーを利用した水処理・汚泥処理及び廃棄物処理等(以下「水処理等」という)プラントの受電及び非常用電源システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水処理等のプラント用電源システムにおいて、電力会社から受電する高圧電力は一般契約によっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、安価な夜間電力が十分に利用できないうえ、電力会社との間の契約電力もプラントの最大需要電力以上に設定しなければならなかった。
【0004】
また、従来、水処理等のプラント用電源システムにおける非常用電源は、ディーゼル発電機であった。
そのため、騒音発生や燃料貯蔵等の問題が多く、定期的な点検が必要であった。
【0005】
本発明は、電力会社から受電する高圧電力を一般契約から季節別時間帯別契約に変更し、夜間電力を100%利用することができ、かつ、水処理等のプラントで得られる自然エネルギーである太陽光、太陽熱、風力、水力、温度差、地熱等を利用できる電源システムと、維持管理が容易な非常用電源を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達するため、電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、AC/DC変換装置を介して並列に接続し、前記AC/DC変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備えたことを特徴としている。
これにより、電力会社から受電する高圧電力を一般契約から季節別時間帯別契約に変更し、夜間電力を100%利用することができる。
【0007】
以上の手段に加えて、請求項2の発明では、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチを備えたことを特徴としている。
【0008】
請求項3の発明では、請求項1記載の水処理等プラント用電源システムにおいて、AC/DC変換装置を制御装置によって充電又は放電モードに切換えるとともに入出力制御を行って、負荷に対して太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置による電力を供給するとともに余剰となった前記電源装置による電力を蓄電池の充電に使用する第1時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき前記商用電力を供給する第2時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき供給する商用電力が電力会社との間の契約電力を超過する場合に前記契約電力超過分につき蓄電池からの放電電力を供給する第3時間帯、負荷に対して前記商用電力のみを供給するとともに前記契約電力以内の前記商用電力の余剰電力を用いて蓄電池の充電を行う第4時間帯、前記商用電力の停電時には非常用電源からの電力を負荷に供給する第5時間帯について、各時間帯の電力供給及び充電を制御することを特徴としている。
【0009】
なお、AC/DC変換装置等の適宜の手段を用いて、蓄電池による電力の供給は、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の電圧を蓄電池の電圧より低くすることによって行い、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の蓄電池に対する供給は、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の電圧を蓄電池の電圧より高くすることによって行うことも可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲記載の文言に拘束されず、均等な範囲にも及ぶ。
図1は、従来の技術の回路図である。
図2は、本発明の回路図である。
【0011】
図2に示すように、電力会社から季節別時間帯別高圧電力を受電する受電回路1は、太陽電池5及びDC/DC電源装置6と蓄電池7とを組み合わせた非常用電源と、AC/DC変換装置3を介して並列に接続され、負荷2へ電力を供給する。
【0012】
なおスイッチ10は電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するための解列用のスイッチで常時は閉である。
【0013】
図3ないし図8記載の回路図は、水処理等のプラントの1日のそれぞれの時間帯に対応する制御方法を示したものである。
【0014】
図3ないし図5記載の回路図は、太陽電池が利用できる時間帯の制御方法を示したもので、まず太陽電池5の発電電力を発電電力測定装置(PVDW)9で測定し、これと、あらかじめ負荷2によって決まる制御基準電力とを、需要電力設定装置(DMC)8によって比較し、それを基に電力会社からの買電電力を設定する。
【0015】
その上で、図3記載の回路においては、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて太陽電池5による電力供給を選択し、負荷(L)2は全て太陽電池5による電力を使用し、余剰となった電力はスイッチ(S2)11により蓄電池(B)7の充電に使用する。
なお、スイッチ(S2)11は、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチである。なお、負荷2へ供給される電力の流れについては、太線で示している(以下同じ)。
【0016】
図4記載の回路においては、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて太陽電池5による電力供給を選択し、負荷2は主として太陽電池5による電力を使用するが、不足分を需要電力設定装置8によって測定し、制御装置4によってAC/DC変換装置3の入出力を制御して、受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力で補う。
【0017】
図5記載の回路においては、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて、負荷2は太陽電池5による電力と受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力を使用するが、電力会社からの電力が契約電力を超過する場合は、制御装置4によりAC/DC変換装置3の入出力を制御し、スイッチ11によって蓄電池7からの放電電力で補う。
【0018】
図6記載の回路においては、AC/DC変換装置3を充電モードに切換えて、電力会社から受電する電力供給を選択し、負荷2は受電回路1を通しての電力会社からの夜間電力を使用するが、契約電力以内の余剰電力は制御装置4によりAC/DC変換装置3の入出力を制御し、スイッチ11によって蓄電池7の充電に使用する。
【0019】
図7は、電力会社からの受電が停電した場合で、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて、太陽電池5及び蓄電池7による電力供給を選択し、太陽電池が利用できる時間帯は太陽電池5と蓄電池7から、太陽電池が利用できない時間帯は蓄電池7から、それぞれ電力を負荷2へ供給する。
【0020】
図8は、水処理等プラントの1日のそれぞれの時間帯に図3ないし図7の制御方法を適用した説明図である。
夜間時間帯は安価な電力会社からの夜間電力を、契約電力以内で100%使用する。
昼間時間帯は太陽電池からの電力を100%使用し負荷へ供給するとともに余剰分は蓄電池の充電に使用する。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、水処理等のプラントにおいて、電力会社との受電契約を一般契約から季節別時間帯別契約に変更することによって、安価な夜間電力を100%利用することができる。
【0022】
非常用電源としての蓄電池7は、電力会社からの余剰夜間電力や太陽電池5からの余剰電力を蓄えておくことができ、これを昼間時間帯に使用することができるので、電力会社との間の契約電力の低減がはかれる。
【0023】
また、非常用電源としての太陽電池と蓄電池は、従来のディーゼル発電機と比較して維持管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術を示す図である。
【図2】本発明の回路図である。
【図3】本発明において、負荷2は全て太陽電池5による電力を使用し、余剰となった電力を蓄電池7の充電に使用するように制御された状態の回路図である。
【図4】本発明において、負荷2は主として太陽電池5による電力を使用するが、不足分は受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力を使用するように制御された状態の回路図である。
【図5】本発明において、負荷2は太陽電池5による電力と受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力を使用するが、電力会社からの電力が契約電力を超過する場合は、蓄電池7からの放電電力で補うように制御された状態の回路図である。
【図6】本発明において、負荷2は受電回路1を通しての電力会社からの夜間電力を使用するが、契約電力以内の余剰電力は蓄電池7の充電に使用するように制御された状態の回路図である。
【図7】本発明において、電力会社からの受電が停電した場合で、昼間は太陽電池5と蓄電池7から夜間は蓄電池7からの電力を負荷2に供給するように制御された状態の回路図である。
【図8】本発明において、水処理等プラントの1日のそれぞれの時間帯に図3ないし図6の制御方法を適用した説明図である。
【符号の説明】
1 受電回路
2 負荷
3 AC/DC変換装置
4 制御装置
5 太陽電池
6 DC/DC電源装置
7 蓄電池
8 需要電力設定装置
9 発電電力測定装置
10 電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチ
11 蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチ
12 取引用変成器
13 直流変成器
【発明の属する技術分野】
本発明は、新エネルギーを利用した水処理・汚泥処理及び廃棄物処理等(以下「水処理等」という)プラントの受電及び非常用電源システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水処理等のプラント用電源システムにおいて、電力会社から受電する高圧電力は一般契約によっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、安価な夜間電力が十分に利用できないうえ、電力会社との間の契約電力もプラントの最大需要電力以上に設定しなければならなかった。
【0004】
また、従来、水処理等のプラント用電源システムにおける非常用電源は、ディーゼル発電機であった。
そのため、騒音発生や燃料貯蔵等の問題が多く、定期的な点検が必要であった。
【0005】
本発明は、電力会社から受電する高圧電力を一般契約から季節別時間帯別契約に変更し、夜間電力を100%利用することができ、かつ、水処理等のプラントで得られる自然エネルギーである太陽光、太陽熱、風力、水力、温度差、地熱等を利用できる電源システムと、維持管理が容易な非常用電源を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達するため、電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、AC/DC変換装置を介して並列に接続し、前記AC/DC変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備えたことを特徴としている。
これにより、電力会社から受電する高圧電力を一般契約から季節別時間帯別契約に変更し、夜間電力を100%利用することができる。
【0007】
以上の手段に加えて、請求項2の発明では、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチを備えたことを特徴としている。
【0008】
請求項3の発明では、請求項1記載の水処理等プラント用電源システムにおいて、AC/DC変換装置を制御装置によって充電又は放電モードに切換えるとともに入出力制御を行って、負荷に対して太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置による電力を供給するとともに余剰となった前記電源装置による電力を蓄電池の充電に使用する第1時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき前記商用電力を供給する第2時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき供給する商用電力が電力会社との間の契約電力を超過する場合に前記契約電力超過分につき蓄電池からの放電電力を供給する第3時間帯、負荷に対して前記商用電力のみを供給するとともに前記契約電力以内の前記商用電力の余剰電力を用いて蓄電池の充電を行う第4時間帯、前記商用電力の停電時には非常用電源からの電力を負荷に供給する第5時間帯について、各時間帯の電力供給及び充電を制御することを特徴としている。
【0009】
なお、AC/DC変換装置等の適宜の手段を用いて、蓄電池による電力の供給は、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の電圧を蓄電池の電圧より低くすることによって行い、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の蓄電池に対する供給は、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の電圧を蓄電池の電圧より高くすることによって行うことも可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲記載の文言に拘束されず、均等な範囲にも及ぶ。
図1は、従来の技術の回路図である。
図2は、本発明の回路図である。
【0011】
図2に示すように、電力会社から季節別時間帯別高圧電力を受電する受電回路1は、太陽電池5及びDC/DC電源装置6と蓄電池7とを組み合わせた非常用電源と、AC/DC変換装置3を介して並列に接続され、負荷2へ電力を供給する。
【0012】
なおスイッチ10は電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するための解列用のスイッチで常時は閉である。
【0013】
図3ないし図8記載の回路図は、水処理等のプラントの1日のそれぞれの時間帯に対応する制御方法を示したものである。
【0014】
図3ないし図5記載の回路図は、太陽電池が利用できる時間帯の制御方法を示したもので、まず太陽電池5の発電電力を発電電力測定装置(PVDW)9で測定し、これと、あらかじめ負荷2によって決まる制御基準電力とを、需要電力設定装置(DMC)8によって比較し、それを基に電力会社からの買電電力を設定する。
【0015】
その上で、図3記載の回路においては、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて太陽電池5による電力供給を選択し、負荷(L)2は全て太陽電池5による電力を使用し、余剰となった電力はスイッチ(S2)11により蓄電池(B)7の充電に使用する。
なお、スイッチ(S2)11は、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチである。なお、負荷2へ供給される電力の流れについては、太線で示している(以下同じ)。
【0016】
図4記載の回路においては、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて太陽電池5による電力供給を選択し、負荷2は主として太陽電池5による電力を使用するが、不足分を需要電力設定装置8によって測定し、制御装置4によってAC/DC変換装置3の入出力を制御して、受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力で補う。
【0017】
図5記載の回路においては、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて、負荷2は太陽電池5による電力と受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力を使用するが、電力会社からの電力が契約電力を超過する場合は、制御装置4によりAC/DC変換装置3の入出力を制御し、スイッチ11によって蓄電池7からの放電電力で補う。
【0018】
図6記載の回路においては、AC/DC変換装置3を充電モードに切換えて、電力会社から受電する電力供給を選択し、負荷2は受電回路1を通しての電力会社からの夜間電力を使用するが、契約電力以内の余剰電力は制御装置4によりAC/DC変換装置3の入出力を制御し、スイッチ11によって蓄電池7の充電に使用する。
【0019】
図7は、電力会社からの受電が停電した場合で、AC/DC変換装置3を放電モードに切換えて、太陽電池5及び蓄電池7による電力供給を選択し、太陽電池が利用できる時間帯は太陽電池5と蓄電池7から、太陽電池が利用できない時間帯は蓄電池7から、それぞれ電力を負荷2へ供給する。
【0020】
図8は、水処理等プラントの1日のそれぞれの時間帯に図3ないし図7の制御方法を適用した説明図である。
夜間時間帯は安価な電力会社からの夜間電力を、契約電力以内で100%使用する。
昼間時間帯は太陽電池からの電力を100%使用し負荷へ供給するとともに余剰分は蓄電池の充電に使用する。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、水処理等のプラントにおいて、電力会社との受電契約を一般契約から季節別時間帯別契約に変更することによって、安価な夜間電力を100%利用することができる。
【0022】
非常用電源としての蓄電池7は、電力会社からの余剰夜間電力や太陽電池5からの余剰電力を蓄えておくことができ、これを昼間時間帯に使用することができるので、電力会社との間の契約電力の低減がはかれる。
【0023】
また、非常用電源としての太陽電池と蓄電池は、従来のディーゼル発電機と比較して維持管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術を示す図である。
【図2】本発明の回路図である。
【図3】本発明において、負荷2は全て太陽電池5による電力を使用し、余剰となった電力を蓄電池7の充電に使用するように制御された状態の回路図である。
【図4】本発明において、負荷2は主として太陽電池5による電力を使用するが、不足分は受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力を使用するように制御された状態の回路図である。
【図5】本発明において、負荷2は太陽電池5による電力と受電回路1を通しての電力会社からの昼間電力を使用するが、電力会社からの電力が契約電力を超過する場合は、蓄電池7からの放電電力で補うように制御された状態の回路図である。
【図6】本発明において、負荷2は受電回路1を通しての電力会社からの夜間電力を使用するが、契約電力以内の余剰電力は蓄電池7の充電に使用するように制御された状態の回路図である。
【図7】本発明において、電力会社からの受電が停電した場合で、昼間は太陽電池5と蓄電池7から夜間は蓄電池7からの電力を負荷2に供給するように制御された状態の回路図である。
【図8】本発明において、水処理等プラントの1日のそれぞれの時間帯に図3ないし図6の制御方法を適用した説明図である。
【符号の説明】
1 受電回路
2 負荷
3 AC/DC変換装置
4 制御装置
5 太陽電池
6 DC/DC電源装置
7 蓄電池
8 需要電力設定装置
9 発電電力測定装置
10 電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチ
11 蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチ
12 取引用変成器
13 直流変成器
Claims (3)
- 電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、AC/DC変換装置を介して並列に接続し、前記AC/DC変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する発電電力測定装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備えたことを特徴とする水処理等プラント用電源システム。
- 請求項1記載の水処理等プラント用電源システムにおいて、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチを備えることを特徴とした水処理等プラント用電源システム。
- 請求項1記載の水処理等プラント用電源システムにおいて、AC/DC変換装置を制御装置によって充電又は放電モードに切換えるとともに入出力制御を行って、負荷に対して太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置による電力を供給するとともに余剰となった前記電源装置による電力を蓄電池の充電に使用する第1時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき前記商用電力を供給する第2時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき供給する商用電力が電力会社との間の契約電力を超過する場合に前記契約電力超過分につき蓄電池からの放電電力を供給する第3時間帯、負荷に対して前記商用電力のみを供給するとともに前記契約電力以内の前記商用電力の余剰電力を用いて蓄電池の充電を行う第4時間帯、前記商用電力の停電時には非常用電源からの電力を負荷に供給する第5時間帯について、各時間帯の電力供給及び充電を制御することを特徴とする水処理等プラント用電源システムの制御方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002383472A JP2004208479A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | 新エネルギーハイブリッド電源システム及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002383472A JP2004208479A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | 新エネルギーハイブリッド電源システム及びその制御方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2004208479A true JP2004208479A (ja) | 2004-07-22 |
Family
ID=32818170
Family Applications (1)
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JP2002383472A Pending JP2004208479A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | 新エネルギーハイブリッド電源システム及びその制御方法 |
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---|---|---|---|---|
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KR101135284B1 (ko) | 2010-11-15 | 2012-04-12 | (주)인텍에프에이 | 충전장치를 채용하고 무효전력 제어기능을 갖는 다중기능 전력변환 장치 및 방법 |
GB2448504B (en) * | 2007-04-17 | 2012-07-25 | Timothy Patrick Cooper | A load management controller |
JP2013078190A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 配電システム |
JP2014121151A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Sharp Corp | 蓄電システム及び電力供給システム |
JP2014124593A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Hitachi Ltd | 水道管理支援システム |
CN105934827A (zh) * | 2013-12-27 | 2016-09-07 | 株式会社藤仓 | 蓄电系统以及蓄电方法 |
CN110288922A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-09-27 | 厦门一泰消防科技开发有限公司 | 一种消防逃生指示灯 |
US11025793B2 (en) | 2019-01-28 | 2021-06-01 | Ricoh Company, Ltd. | Power supply controlling apparatus and image forming apparatus |
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2002
- 2002-12-20 JP JP2002383472A patent/JP2004208479A/ja active Pending
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