JP2005245112A - 電源設備集中管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来より、分散型発電設備では、需要家の電力使用パターン、発電に供される燃料の価格、電力会社から購入する買電価格表（電力カレンダ）等各種発電条件に関して、各地に分散配置された設備単独でデータ収集、分析し発電もしくは買電の操作を行っていたが、発電単価を大きく支配する燃料購入に係るコスト低減策が、必ずしも十分なものではないという課題があった。そこで複数の分散型電源設備を集中的に管理し、燃料の一括大量発注による調達価格の低減をはかる。
【解決手段】 複数の分散型電源を通信回線で結び、制御装置が設けられた中央集中管理装置を備え、前記制御装置により、発電単価と買電単価を比較し、燃料の購入および電源運転／停止の判断を行う。
【選択図】 図２

Description

この発明は、発電をするとともに電力会社から電力の買電を行い、発電電力または買電電力を需要家に供給する電源設備に関するもので、特に、複数の分散型電源設備を集中的に管理するシステムに係るものである。

従来より分散型発電設備においては、その運用コストが適切なものとなるよう、需要家の電力使用パターン、発電に供される燃料の価格、電力会社から購入する買電価格表（いわゆる電力カレンダ）、その他各種発電条件等を各分散設備単独でデータ収集、分析し、発電もしくは買電の操作がなされていることが示されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−２７４３０８号公報（図１）

しかしながら、前記特許文献１に示されたシステムでは、各分散型電源装置単独での運用について配慮されていることが示されており、運用コスト低減策はそれぞれの分散型電源設備毎に、個別に実行可能な施策のみしか実施できない。また発電単価を大きく支配する燃料の市場価格と発電単価、および前記発電単価と買電単価とを比較した上での分散型電源設備の運用政策は考慮されてなく、電力自由化に伴う価格競争の対応が十分になされないという問題点を有していた。
またさらに、複数の分散型電源設備において、燃料価格と電源運転コストに関する点についても示されてないという問題点も有していた。

この発明は、前記のような発電設備運用コストに関する課題を解決するためになされたものであり、従来、各分散型電源装置毎に独立して実施していた発電コスト低減策を、複数の分散型電源装置からの情報を通信回線を介して中央集中管理装置に収集し、将来月毎の必要燃料量をまとめて発注することにより、調達燃料価格の低減をはかることにある。

この発明に係る電源設備集中管理システムは、複数の分散型電源と、中央集中管理装置と、複数の分散型電源と中央集中管理装置との間でデータ交換を行う通信回線を備えており、
複数の分散型電源には、制御装置と需要家につながる第１の電力線と、第１の電力線に分岐して電力会社につながる第２の電力線とが設けられているとともに、第２の電力線にはスイッチが設けられており、制御装置は、電力会社と契約した電力カレンダに基づく将来月毎の予想燃料使用量を算出したデータを有するとともに、分散型電源の発電制御およびスイッチのＯＮ／ＯＦＦ指令機能が設けられているものであり、中央集中管理装置には、計算部と制御部とが設けられており、
計算部は、通信回線を介して分散型電源の制御装置から、将来月毎の予想燃料使用量のデータの受信、および市場における燃料の各限月市場価格のデータを入手し、各限月市場燃料価格データを基に、複数の分散型電源の将来月毎の発電単価を計算するものであり、
さらに制御部は、発電単価と電力カレンダ上の将来月毎の平均買電単価とを比較して、当該月の燃料の購入を行うか否かの判断を行うとともに、制御装置に対して複数の分散型電源の運転／停止、およびスイッチのＯＮ／ＯＦＦを行うよう指令するものである。

この発明の電源設備集中管理システムは、複数の分散型電源が必要とする燃料の将来予想を、中央集中管理装置が把握し、燃料の一括大量発注による調達価格を低減させることができる。また、将来月毎の燃料購入の是非の判断を行うので燃料価格急変時の発電コスト割れを未然に防ぐことが可能となるという効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に基づく、電源設備集中管理システム１００を図２に、分散型電源１を図１に基づいて説明する。まず図１において各地に分散配置されている分散型電源１はエンジン、タービンなどの原動機１０および発電機１１を備えており、通常は燃料タンク１８に備蓄されている燃料を原動機１０にて燃焼させて発生させた機械的エネルギーを発電機１１にて電力へ変換し、スイッチ１３、第１の電力線１６ａを介して需要家１６へ電力を供給している。また別途電力会社１５からの買電用電力供給線である第２の電力線１５ａを引き込んでおり、分散型電源１に故障が生じ、運転が不可能となった場合や点検時、または分散型電源１で発電する単価が電力会社１５から購入する買電電力の単価を上回る場合などの時に、スイッチ１３をＯＦＦとし、スイッチ１４をＯＮとすることによって、需要家１６へ電力会社１５から第２の電力線１５ａを介する給電に切り替える機能を有している。
この分散型電源１に制御装置２を設置し、燃料タンク１８内の燃料残量、使用量の監視、原動機１０や発電機１１の状態監視及び制御、故障時または発電停止時の電力会社１５からの給電への切替操作、さらに、負荷により出力の制御を行うため、燃料弁１２を制御するなどの機能を持つ。なお燃料タンク１８の燃料量は、計測装置１９によって監視している。本発明における制御装置２ではこれら前述の機能の他、データ通信部１７を有し、後述する様々なデータ通信をインターネット等の通信回線３を介して実施する機能を有している。次に、電源設備集中管理システム１００について述べる。
図２に電源設備集中管理システム１００の概念図を示す。各地に分散配置されている複数の分散型電源１には各々制御装置２が設置されており、インターネット等の通信回線３を経由して中央集中管理装置４とデータ交換をしている。中央集中管理装置４内には複数の分散型電源１の制御装置２とのデータ伝送を実施するためのデータ通信部５および制御部６ならびに計算部７が設けられている。計算部７は制御部６からのデータを後述するように計算し、さらに各分散型電源１毎の以下のデータを入手蓄積する。
（１）現在の燃料備蓄量
（２）運転パターン実績からの予想燃料使用量
（３）各電力会社と契約している、年月日、時間毎の変動する買電電力単価（電力カレンダ）
また、燃料を調達する先物市場から現在の先物市場における当核燃料の各限月売買価格データを入手蓄積している。
次に制御部６では計算部７で各種計算を行った結果に従って、市場に対し先物の燃料の買注文を指示したり、各制御装置２に対し、各分散型電源１の運転／停止およびスイッチ１３、１４のＯＮ／ＯＦＦの指示を行う機能を持つ。

次にこの実施の形態１の動作を図３に示すフローチャートにて説明する。本フローチャートは中央集中管理装置４での処理フローを説明するものである。
各分散型電源１の制御装置２は各分散型電源１それぞれの需要実績から、今後予想される燃料の使用量を将来各月ごとに予想して中央集中管理装置４へ伝送する（３１１および３１２）。中央集中管理装置４の制御部６は各制御装置２から送付されてきたデータをもとに、保有／管理対象の分散型電源１全体で必要となる各月毎の燃料総量を集計する。例としてＩ月分をａ［ｋｌ］とする（３０２）。つぎに各分散型電源１において、各分散型電源１の予想需要パターンおよびそれに対応する電力会社との契約料金表（電力カレンダ）から買電した場合の買電単価予想値データを中央集中管理装置へ伝送する（３２１および３２２）。制御部６では受け取った各分散型電源１からのデータをもとに、将来の各月毎に買電を実施した場合の予想平均単価を計算する。例えば、Ｉ月分Ａ［円／ｋＷｈ］となる（３０３）。

次に商品先物市場における将来の各限月における先物価格データを入手し（３３１）、その先物価格に基づいた発電単価を計算する。例えばＩ月における先物価格α［円／ｋｌ］に対する発電単価α’［円／ｋＷｈ］とする（３０４）。ここで、先物市場価格での燃料価格α［円／ｋｌ］に対する発電単価α’［円／ｋＷｈ］と電力カレンダ上の、将来買電単価予想平均値Ａ［円／ｋＷｈ］との比較により、将来における当該月に対し、α’＜Ａである場合は、先物市場による燃料調達額が買電単価より安価であることが判明する（３０５）。この場合は、当該先物燃料を発注指示する（３０７）。この発注が有効となり、先物商品の購入が約定した場合は、当該月について買電価格より安価な発電が可能となり、買電せずに利益が確保できることとなる（３０８）。なお、３０５において、α’＜Ａが成立しない場合は、先物市場価格を継続的に監視し、α’＜Ａが成立する価格へ変動した時点で当該月の先物燃料の発注を指令する。

実施の形態２．
次に実施の形態２を図４のフローチャートにて説明する。本フローチャートは中央集中管理装置４での処理フローを説明するものである。フローチャート４０１〜４０４および４１１〜４３１については、前述した実施の形態１の図３における３０１〜３０４および３１１〜３３１にそれぞれ対応しているので、説明を省略する。４０５において、先物市場価格での燃料価格α［円／ｋｌ］に対する発電単価α’［円／ｋＷｈ］と、電力カレンダ上の将来買電単価予想平均値Ａ［円／ｋＷｈ］との比較により、将来における当該月に対し、α’＜Ａである場合は、先物市場による燃料調達額が買電単価より安価であり、先物発注指示を発令（４０６）するが、この発注が不成立となり、先物価格における燃料の必要量の調達が不可能である場合が発生したとする（４０７）。この場合は、先物市場において調達が失敗した月の発電を取りやめ、電力会社からの買電へ切り替える指示を各分散型電源１の制御装置２に対して指示する（４０８、４４１〜４４２）。つまり制御部６は、当該月の燃料の購入を取りやめるとともに、分散型電源１の当該月の運転の停止、電力会社１５と需要家１６とが第２の電力線１５ａを介してつながるようスイッチ１４のＯＮ指令を、前記各分散型電源１の制御装置２に指令を行う。これにより、先物市場での燃料価格高騰状況においては発電を停止し、電力会社からの給電に切替るリスクヘッジを行うことが可能となる。

なお前記実施の形態１、２では、発電単価を電力カレンダ上の将来月毎の平均買電単価とを比較し、当該月の燃料購入是非の判断および、各分散型電源１の運転／停止を行う例を示したが、各分散型電源１に設けられた制御装置２は、電力カレンダに基づく日、時間毎の変動する買電電力単価と、当該時点における発電単価とを比較し、各分散型電源１による発電を需要家１６に送電するか、電力会社１５からの買電に切り替えるかの判断とその実行を常時実施し、コスト低減化をはかっているものである。

以上のようなこの実施の形態１、２による電源設備集中管理システムは、分散型火力発電設備やコージェネレーションシステム等に利用することが可能である。

この発明の実施の形態１による分散型電源の概念図を示す。 この発明の実施の形態１による電源設備集中管理システムの概念図を示す。 この発明の実施の形態１の動作を示すフローチャート図である。 この発明の実施の形態２の動作を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 分散型電源、２ 制御装置、３ 通信回線、４ 中央集中管理装置、６ 制御部、７ 計算部、１４ スイッチ、１５ 電力会社、１５ａ 第２の電力線、１６ 需要家、１６ａ 第１の電力線、１００ 電源設備集中管理システム。

Claims (4)

1. 電源設備集中管理システムであって、
   前記電源設備集中管理システムは、複数の分散型電源と、中央集中管理装置と、前記複数の分散型電源と中央集中管理装置との間でデータ交換を行う通信回線を備えており、
   前記複数の分散型電源には、制御装置と需要家につながる第１の電力線と、前記第１の電力線に分岐して電力会社につながる第２の電力線とが設けられているとともに、前記第２の電力線にはスイッチが設けられており、前記制御装置は、電力会社と契約した電力カレンダに基づく将来月毎の予想燃料使用量を算出したデータを有するとともに、前記分散型電源の発電制御および前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦ指令機能が設けられているものであり、前記中央集中管理装置には、計算部と制御部とが設けられており、
   前記計算部は、前記通信回線を介して前記分散型電源の制御装置から、前記将来月毎の予想燃料使用量のデータの受信、および市場における燃料の各限月市場価格のデータを入手し、前記各限月市場価格データを基に、前記複数の分散型電源の将来月毎の発電単価を計算するものであり、
   さらに前記制御部は、前記発電単価と前記電力カレンダ上の将来月毎の平均買電単価とを比較して、当該月の燃料の購入を行うか否かの判断を行うとともに、前記制御装置に対して前記複数の分散型電源の運転／停止、および前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦを行うよう指令することを特徴とする電源設備集中管理システム。
2. 前記制御部は、前記発電単価と前記電力カレンダ上の将来月毎の平均買電単価とを比較して、平均買電単価が発電単価より大の場合に、当該月の燃料の購入を行う指令を行うとともに、当該月の前記分散型電源の運転指令および前記スイッチのＯＦＦ指令を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源設備集中管理システム。
3. 前記制御部は、前記発電単価と前記電力カレンダ上の将来月毎の平均買電単価とを比較して、
   平均買電単価が発電単価より小の場合に、所定の期間市場燃料価格を監視し、平均買電単価が発電単価より大の場合に、当該月の燃料の購入を行う指令を行うとともに、当該月の前記分散型電源の運転指令および前記スイッチのＯＦＦ指令を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源設備集中管理システム。
4. 前記制御部は、前記発電単価と前記電力カレンダ上の将来月毎の平均買電単価とを比較して、
   平均買電単価が発電単価より小の場合に、所定の期間市場燃料価格を監視し、前記平均買電単価が発電単価より小が継続するとき、当該月の燃料購入指令を実行せず、かつ当該月の前記分散型電源の運転停止指令および前記スイッチのＯＮ指令を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源設備集中管理システム。

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