JP2005295713A - 電力安定供給システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力系統の負荷変動に対して分散電源を効率よく利用でき、この分散電源を用いて安価な電力取引および系統安定化のための電力売買を可能とすること。
【解決手段】 配電系統に設置された一または二以上の分散電源と、この分散電源の電気データを伝送する伝送装置と、前記電気データを用いて各発電機の出力調整の演算を行う負荷変動監視制御装置を備えた電力安定供給システムに対して、前記分散電源は、中間負荷帯に最高効率を有する変圧運転型溶融炭酸塩形燃料電池を用い、負荷変動監視制御装置は、分散電源が中間負荷帯で運転可能に出力調整を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、分散電源、特に変圧運転型ＭＣＦＣ（Molten Carbonate Fuel Cell、溶融炭酸塩形燃料電池）を電力需要家側に配置して電力の安定供給を行う分散電源電力供給システムおよび方法に関する。

従来、分散電源を需要家の敷地内に配置して送電ロスを低減し、また電力系統の事故時に屋内配電線を系統から切り離して自立運転することによって品質の高い電力の供給を可能とするシステムが提案されている。（例えば、特許文献１を参照）。

一方、分散電源に要求される主な技術事項は、高効率発電と熱電併給であるが、これ以外に、(1)急激な負荷を要求された時にいつでも電気出力を供給してくれること、(2)急激な負荷変動があった場合でもその負荷変動のいわゆる「しわ」（周波数や電圧の変化）を吸収すること、(3)分散電源のみが高効率な発電をするのではなく、その分散電源が広範囲な系統全体の発電効率を高めることに寄与し、電気料金を下げつつ、炭酸ガス排出量を削減すること、という要求がある。
特開２００２−１５２９７６号公報

しかしながら、従来の分散電源、特に燃料から電力を生成する装置は、一般に最大出力を発揮する点を定格点とし、定格点における熱効率が最も高くなるように設計されている。これは、経済性（発電電力量あたりの設備価格の低価格化）や発電システムの運転方法を適正化する上で合理的な考え方であるものの、分散電源を電力系統の負荷変動に対する系統安定化の手段として利用しようとした場合は、系統の負荷上昇に備えて定常時の出力を落として使用しなければならず、発電効率が低下し、発電コストが上昇するという問題がある。また、分散電源を系統安定化に使用しようとした場合、どのように発電システム全体の協調をとるかという問題もある。

本発明は、上述のかかる事情に鑑みてなされたもので、電力系統の負荷変動に対して分散電源を効率よく利用でき、この分散電源を用いて安価な電力取引および系統安定化のための電力売買を可能とする電力供給システムおよび方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、発明者は、これまでの発電装置の定格点の概念を変更して、中間負荷帯において最高効率を示すように設計しその点を定格点（定常点）として発電し、定常点から上下方向への負荷変動を容易に行うこととし、このような電源を分散配置することで解決可能であるという発想に至った。このような発想は、内燃機関や燃料電池発電に代表される様々な燃料エネルギーを電力に変換する発電装置に適用できる。
以下、具体的に説明する。

<待機状態の考え方>
通常の火力発電所等では、最大負荷にて発電を行っているときの熱効率が最も高く、負荷率が低下すると熱効率は低下し、同じ電力を発生するために余分に燃料を必要とする。そのため、負荷率がある程度より低下する場合、発電プラントを停止して待機状態となるか、若しくは、熱効率を低くした運転とはなるが、低負荷で発電し電力需要の立ち上がりに備えるような運転を行う。

この待機状態の概念を分散電源に適用した場合、急速な負荷変動要求や、負荷変動の「しわ」の吸収を行うことは、立ち上げ時間の観点から不可能である。また、低負荷で発電しながら負荷の増加に備えても燃料のロスが大きくなる。そこで発明者は従来の待機状態の概念を覆し、前述した最高効率を示す点を待機状態とする発想に至った。すなわち待機状態を発電のためのアイドリング状態と考えるのではなく、待機状態でこそ最高の熱効率で発電し、これを定常状態として常に負荷の上昇や下降に連動できるようなポテンシャルを備えるという概念である。このような運転を行うためには、湾岸・河川火力発電所から送電されてくる電力の発電効率を、発明者の定義する定常状態（待機状態）にて凌駕しながら、かつ、瞬間的な負荷変動に対する予備力を備える分散型発電装置が必要ということになる。

<高速負荷変動の考え方>
前述したように発明者は分散電源に、負荷変動に対する追従並びに「しわ取り」の機能を要求しており、その解決のためには、システムが高速負荷変動に追従する技術が必要である。負荷の変動速度は、緩慢な変動で５分程度、俊敏な負荷変動で０．１秒オーダーである。特に０．１秒オーダーの負荷変動速度に対応できるという分散型発電システムでは、中規模の分散地域における周波数調整機能を有することと等価であり、系統の安定性や災害時における中規模系統の独立運転を実現できるということになる。

<熱効率が高く高速負荷追従が可能な発電システムとしての一例>
定常状態において熱効率が高く、高速負荷追従運転の可能な発電装置の一例として、燃料電池発電装置が考えられる。特に高温型燃料電池を分散型電源として導入した場合、これまでに述べてきたような(1)急激な負荷変動に対する追従、(2)電力負荷のしわとり、(3)火力発電所の運用性改善による大規模電力系統全体としての熱効率改善、を同時に達成することが可能となる。発明者は、高温型燃料電池の開発を行いながら、本発電装置の多岐多様な有用性を認識し、この技術を分散型電源として適用することにより、従来の分散型電源の概念を大幅に変え、需要家、電力配電家、電力供給家のどの立場であっても、利益を授かることができ、かつ、国内全体の大規模電力系統からの炭酸ガス排出量を削減するような分散型発電を実現させる発想に至った。

<湾岸集中火力発電システムへの適用例>
上記発電装置を分散電源として用いることのほかに、湾岸集中火力システムへ適用することによって、火力発電所の燃料費用を削減しつつ、炭酸ガス排出量を削減し、火力発電所の運用性を向上させることも可能である。以下、詳述する。

火力発電所は燃料として、石油、石炭、天然ガス等を用いている。発電を行うにあたり、石炭は燃料価格が低廉であるため、ベースロードとして運用されている。天然ガスを用いた発電システムは、定格運転条件における熱効率が高いため、また、燃料費も比較的低廉なため、ベースロードとして運用されている。すなわちこれらの燃料を用いた発電装置は、最も運用性や経済性の高い定格負荷にて運転する。しかし、石油火力発電所は、燃料費が効果であるため、経済性が悪いものの、発電設備の立ち上げ等が迅速に行えるため、急激な市場負荷の変動に合わせて立ち上げる運用方式を採用している。このような負荷変動への対応のため、石油火力を待機させるためには、多大な燃料を使用している。また、石油火力から急速に電力を供給した場合でも、不要となれば、急激に発電停止等を行うため、待機状態で燃料を損失しているのみならず、運用状態（負荷への対応）であっても、高い熱効率による発電は困難となる。

本発明に係わる発電装置は、急激な負荷変動に高い熱効率で追従する発電装置であり、待機状態（定常状態）で最も高い熱効率を示す役割を実現している。この発電装置を現状の石油火力と同様に湾岸火力や河川火力として扱った場合、石油火力の役割を分担することにより、石油火力の燃料費低減効果を生み出し、炭酸ガス排出量も削減可能となる。この効果は、電気事業には燃料費削減として、消費者には電気料金低減としてのメリットが得られることとなる。

結言すれば、燃費の悪い状態で電力ピークに備えている電源の一部もしくは全部を、本発明システムの運用方法により燃費の良い状態で電力ピークや負荷変動に備えることにより火力発電所全体として、燃料費と炭酸ガス排出量を削減していくことが可能となる。特に、本発電システムは、燃料を天然ガスに特化した一例として説明しているが、本発電システムは、燃料を石油等に変更した場合でも高い熱効率による発電が可能であるため、従来より石油のインフラを有している火力発電所に適用することにより、定常発電の熱効率が高く、大きな負荷変動に対応していくことも可能である。

次に、本発明の特徴を具体的に説明する。
本発明に係わる電力安定供給システムは、配電系統に設置された一または二以上の分散電源と、この分散電源の電気データを伝送する伝送装置と、前記電気データを用いて各発電機の出力調整の演算を行う負荷変動監視制御装置を備えた電力安定供給システムであって、前記分散電源は、中間負荷帯に最高効率を有し、前記負荷変動監視制御装置は、前記分散電源が中間負荷帯で運転可能に出力調整を行うことを特徴とする。

中間負荷帯で運転を行うことによって、効率の良い発電が可能になると共にそれを定常状態として負荷周波数変動に備えることが可能となる。

ここで、配電系統は、広く発電所側に対して需要家側であることを意味し、需要家や変電所も含むものとする。また、中間負荷帯とは、０％より大きく１００％未満の任意の負荷範囲を意味するが、特に４０％〜８０％の範囲内に発電効率の極大値がくる分散電源を使用すると周波数変動に対して余力があり好ましい。

この分散電源として、変圧運転型溶融炭酸塩形燃料電池を用いると中間負荷帯を高い効率で発電でき、優れた負荷追従性を実現することができる。
なお、「最高効率」とは、効率が極大となることを意味する。

好ましくは、前記負荷変動監視制御装置は、前記分散電源の出力データを収集する手段と、前記出力データをもとに分散電源の出力が所定範囲で均一になるように各発電機の出力配分を演算する手段と、該演算結果に基づき各発電機への出力指令を送信する手段と、を備えるようにするとよい。

特に、負荷変動監視制御装置は、分散電源の負荷率に基づいて、該分散電源の出力上昇または下降の感度を変更するための補正値を修正して、修正後の補正値を該分散電源へ送信する手段を備え、分散電源は、前記負荷変動監視制御装置から送られてくる前記補正値を受信してこの補正値に基づいて、出力感度を調整する手段を備えることによって、分散電源の独立運転を可能にして、負荷変動監視制御装置に負担をかけずに、各分散電源が均一になるように調整することが可能となる。

なお、負荷変動監視制御装置は、前記伝送装置から送られてくる電気データを用いて負荷変動率を演算し、該演算結果に基づいて周波数調整用発電機を選択して出力指令を送信する手段を備えるようにしてもよい。

負荷変動率が高いときは分散電源を選択して、低いときは、他の周波数調整用発電機を選択することによって、優れた負荷周波数調整が可能となる。

より好ましくは、前記分散電源は、配電系統と開閉手段を介して接続されており、負荷周波数が所定範囲を超えたときに前記開閉手段に切指令を出力することによって配電系統と切り離して、予め定められた範囲で独立運転を行うようにするとよい。
これにより、脱調前に分散電源が系統と切り離されて自立運転状態になるため需要家あるいは地域単位に信頼性の高いシステムを構築することが可能となる。

また、本発明に係わる電力安定供給方法は、中間負荷帯に最高効率を有する分散電源を配置し、前記中間負荷帯を定常状態として、負荷追従運転させることを特徴とする。
これにより効率の良い発電が可能となると共に周波数品質の良い電力の供給が可能となる。

特に中間負荷帯に最高効率を有する複数の分散電源を配電系統に配置して、前記中間負荷帯の範囲で各分散電源の出力ないし発電能力に対する出力の割合がほぼ均一になるように各分散電源の出力上昇または下降の感度を変更すると共に各分散電源の負荷率に基づいて周波数調整用発電機の出力調整を行うようにすれば、分散電源を独立運転させることによる個々の出力（負荷率）のずれが修正でき、他の周波数調整用発電機と連動して分散電源を効率の良い領域で定常運転させることが可能となる。

さらに、本発明に係わる電力安定供給方法は、中間負荷帯に最高効率を有する燃料電池発電装置と周波数調整用の火力発電装置とを用いて電力系統の周波数調整を行う電力安定供給方法であて、前記燃料電池発電装置は中間負荷帯で定常運転され電力系統の周波数変化に基づいて出力を変化させると共に前記火力発電装置の出力追従に伴って定常運転状態へ復帰させることを特徴とする。

これにより、燃料電池発電装置に比べ出力応答性の劣る火力発電装置の出力変化率を抑制することができ、あるいは、停止状態からの起動が可能となり、燃料費の削減や炭酸ガス排出量の削減を図ることができる。

本発明に係わる電力取引方法は、売電業者の発電した電力を電力会社へ販売する電力取引方法であって、負荷変動率と電力単価とを関連付けて保存するステップと、売電業者の発電データを収集するステップと、前記発電データをもとに負荷変動率を演算するステップと、前記電力単価テーブルと前記負荷変動率を用いて売電料金を演算するステップと、を備えたことを特徴とする。

負荷変動率に基づいて電力単価を設定して、負荷変動に対する貢献を行った売電業者の電力を高い価格で買い取ることによって、売電業者の電力品質向上に対するインセンティブを高めることができる。

さらに、本発明に係わる電力取引方法は、負荷変動率と電力単価とを関連付けて記憶するステップと、契約電力超過時間を計測するステップと、契約電力超過時の負荷変動率を演算するステップと、前記負荷変動率ごとに定まる電力単価を用いて契約電力超過時の電気料金を計算すると共に契約電力内の消費電力の電気料金を計算して、需要家の電気料金を算出するステップとを備えたことを特徴とする。
これにより、需要家は、契約電力を低く抑えて電気料金の節約を図ることができる。

本発明によれば、定常状態で高い発電効率を示す分散電源を使用し、定常時はこの定常状態で運転しつつ、負荷変動に追従するようにしたので、効率よく品質の高い電力供給が可能となる。

以下、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態による電力安定供給システムと電力系統のブロック図である。ここで、電力安定供給システムは、分散電源として使用される溶融炭酸塩形燃料電池（以下、ＭＣＦＣ）発電装置２、電力系統の電気データを収集して、発電機に対して出力指令を送出する負荷変動監視制御装置１０、および、この出力指令をＭＣＦＣ発電装置２へ送信するための伝送装置３から構成されている。

発電機７で発電された電力は変電所変圧器５ａを通って昇圧され送電線に送られる。そして、変電所６の降圧用変圧器５ｂを介して降圧され、需要家８に電力が供給される。なお、変圧は一般に多段で行われるが、ここでは便宜上、末端の需要家に位置する変電所について説明する。

変電所内において、変圧器５ｂおよび開閉器４を介して配電系統と繋がっている。また、ＭＣＦＣ発電装置２も同様に開閉器４を介して配電系統に接続されている。

負荷変動監視制御装置１０は、電力系統の電圧値、電流値などの電気データを収集し、負荷変動を監視して、ＭＣＦＣ発電装置２および発電機７に対して発電出力の制御指令を送信する。

図２にこのＭＣＦＣ発電装置のシステム構成を示す。この図において、天然ガス貯槽の燃料は、燃料蒸発器で気化され、燃料予熱器によって熱せられ、改質器で水素や一酸化炭素の多い燃料に変換される。そして、熱交換のために燃料予熱器を通ってＭＣＦＣ発電装置の燃料極（アノード）へ送り込まれる。一方、空気圧縮機で圧縮された空気は、カソードブロアからのガスと共に燃料電池の空気極（カソード）へ送り込まれる。そして、カソード内の空気中の酸素と、アノード内の燃料ガスに含まれている水素とが電解質を介して化学反応を引き起こして、電気を発生させる。この電気はインバータによって交流に変換される。またカソードから排出される高温の排ガスによって膨張タービンを回転させる。

従来は、この膨張タービンと空気圧縮機とが連結しており、このタービンの回転によって空気の圧縮を行っていたが、本実施の形態では、空気圧縮機を膨張タービンから切り離してインバータ駆動によって回転数を可変とし、回転数により供給空気の圧力を可変とした。この変圧運転、すなわち、空気圧縮機の圧力を可変にして運転することで、２０％−１００％の幅広い負荷領域帯で、４５％（天然ガスHHV）の熱効率を達成した。また、幅広い負荷領域でＭＣＦＣが運転される場合、スタック内のガスリークを回避しながら適切な冷却能力を確保することが最も重要であるが、変圧運転を採用することにより、どの負荷領域においても適切なスタックの圧力分布を実現し、ガスリークを回避しながら適切な温度維持を実現した。

この変圧運転型ＭＣＦＣシステムのプラント負荷率と熱効率との関係を示すグラフを図３に示す。この例では、プラント負荷率のほぼ中央の６０％付近で最高の熱効率を示している。この中央付近のＭＣＦＣ発電装置の待機状態（定常状態）として運転させるのである。

従来、待機状態とはシステムとして発電を行わない状態と考えられているが、部分負荷特性の優れた本システムでは、発電を停止するのではなく、最低負荷でも発電を継続することにより、ＭＣＦＣの高効率性を最大限に引き出すことを特徴としている。本実施の形態では、待機という状態を、無出力ととらえるのではなく、発電効率が最も高くなる状態を定格点ととらえる。すわなち、図４の中央付近の丸で囲んだ領域（Ａ部）を待機状態として、通常の運転領域とする。そして、高効率を維持しながら高い負荷側、及び、低い負荷側へ出力を変化させる運転を行うことによって、ＭＣＦＣ発電装置の最大の特徴である熱効率の高さという利点を利用するのである。さらに、ＭＣＦＣ発電装置２は、カソードから排出される高温の空気を冷却器を介してカソードブロアに帰還させる。このカソードガスリサイクル系冷却によって高温負荷時のスタック冷却が可能となり、プラント高負荷時の熱効率を改善するができる。

また、ＭＣＦＣの電気出力変動に対する応答性は、0.1秒オーダーという極めて早い速度であるため、微少時間で常時発生している市場負荷の揺れに追従した発電が可能である。従って、電力系統に対する周波数補償と共に、系統が独立運転を強いられた場合の電圧・周波数安定性の確保を行う能力を持っている。このような、中・小規模の系統電源に対する周波数安定性や電圧安定性の確保を行うことの可能な高効率発電装置（二次発電装置とは本質的に異なる）は、電気容量を増強しながら系統の安定性を向上する両面の利点を有していることと等価である。なお、ＭＣＦＣの熱的な応答は１０分のオーダーであるため、補機類は１０分オーダーの緩慢な運転条件変更を行えば十分であり、新たな開発技術を全く必要としていない。

なお、変圧運転システムには熱効率以外に優れた点がある。その一つは、Ni短絡による電池寿命の延伸効果である。待機状態における変圧システムの運転圧力は0.3MPa程度であり、加圧型MCFCシステムの中では低い値である。そのため、カソード炭酸ガス分圧の低い条件における運転時間が長いため、Ni短絡による寿命面に対して、有利な条件を創出している。また、最低負荷領域での運転圧力は、0.2MPa程度であり、電気出力の低い時はカソード炭酸ガス分圧を低下させ電池寿命を延伸させ、電気出力を最も必要とする時には、カソード炭酸ガスを高くし、電池寿命より高出力を発生させることを優先させる運転方法が採用される。

以上の特性を有するＭＣＦＣ発電装置は、電力系統に連系され、基本的に自立的に動作する。しかしながら、分散配置されているＭＣＦＣ発電装置を自立運転のみに任せていたのでは、各発電機の出力にばらつきが生じ、系統の負荷安定性を維持することはできない。このため負荷変動監視制御装置によって、全体の発電機間の出力調整を行い負荷安定性の維持を図る。

以下に、図５を用いて上述の特性を有するＭＣＦＣ発電装置を制御するための負荷変動監視制御装置１０の動作を説明する。

伝送装置３から送られてくるＭＣＦＣ発電装置２の発電出力データは、伝送装置３を介して負荷変動監視制御装置１０へ周期的に送られる。このデータは、送受信部１１ａ、送受信処理手段４４によって受信され、データ収集手段４４によって入力データファイル３１に保存される。

図６は、入力データファイル３１に保存されている各ＭＣＦＣ発電装置２のデータ例である。毎秒送られてくる各ＭＣＦＣ発電装置からの発電出力値が時刻情報と共に保存されている。このデータを用いて演算手段４９は１分間の平均出力値と負荷率をＭＣＦＣ発電装置ごとに演算する。さらに各ＭＣＦＣ発電装置の出力を合計し、全ＭＣＦＣ発電装置の合計発電容量に対する負荷率を計算して、負荷率が全ＭＣＦＣ発電装置トータルの定常状態の中央値（６０％）の発電出力との差（修正出力）を演算して演算結果ファイル３２に保存する。その後、出力調整手段４７を起動する。

図７に演算結果ファイルのデータ構成例を示す。図７（ａ）は、ＭＣＦＣごとに所定時間について平均化処理された現在出力と現在負荷率であり、図７（ｂ）は、全ＭＣＦＣ発電装置の平均負荷率、合計出力、および、修正出力である。

次に、出力調整手段４７の動作を図８を用いて説明する。
出力調整手段４７は起動されると、演算結果ファイル３２の各ＭＣＦＣ発電装置について、その負荷率を抽出して（Ｓ１０１）、全ＭＣＦＣ発電装置の平均負荷率と比較して、その差が所定値（たとえば８％）以上か否かを判定する（Ｓ１０２）。そして、所定値未満ならば、次のＭＣＦＣ発電装置の処理（Ｓ１０６）に進む。その差が所定値以上の場合は、出力フラグをオン「１」にして（Ｓ１０３）、そのＭＣＦＣ発電装置における平均値負荷率のときの出力から現在の平均出力値を引いた値を出力データとして、出力データファイルに保存する（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。以上の処理を、全ＭＣＦＣ発電装置について実施する（Ｓ１０７）。図９に出力データファイルのデータ構成例を示す。

次に、平均負荷率を抽出して（Ｓ１０８）、定常状態の中央値（６０％）との差が所定値（たとえば１０％）以上か否かを判定する（Ｓ１０９）。所定値未満ならば、そのまま終了し、所定値以上の場合は、次に、修正出力値を抽出する（Ｓ１１０）。そして、他の負荷調整用発電機間で現在発電量を考慮して修正出力値を配分すると共に（Ｓ１１１）、出力対象の発電機については出力データファイルの出力対象フラグをセットする（Ｓ１１２）。その後、出力指令送信手段４８を起動する（Ｓ１１３）。

なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７までの処理と、ステップＳ１０８〜Ｓ１１３までの処理の起動周期を変えてもよい。

本実施の形態によれば、ＭＣＦＣ発電装置を需要家サイドに分散配置し、中間負荷帯でその特性を生かして負荷変動を吸収すると共に負荷変動監視制御装置によって各ＭＣＦＣ発電装置、および、他の負荷変動用発電機の出力バランスを調整するので、これまでのように火力発電所等を負荷調整用に低効率状態で待機させる必要が無く効率のよい電力安定供給システムが実現できる。

次に第２の実施の形態を説明する。図１０は、分散電源を需要家８側へ設置したときの、電力安定供給システムと電力系統のブロック図である。ここで、電力安定供給システムは、分散電源として使用されるＭＣＦＣ発電装置２、変電所側の遮断器Ａ（４）、下流側の遮断器Ｂ（４）、ＭＣＦＣ発電装置２および負荷８１を電力系統へ接続するための遮断器Ｃ（４）および遮断器Ｄ（４）、発電機に対して出力指令を送出する負荷変動監視制御装置１０、および、この出力指令をＭＣＦＣ発電装置２へ送信するための伝送装置３から構成されている。また、各遮断器Ａ〜Ｄは、遮断器を通過する電流、電圧などの電気データを収集する手段（図示せず）を備え、伝送装置３を介して、負荷変動監視制御装置１０に送られている。

また、負荷変動監視制御装置１０は、図１１に示すように分散電源である各ＭＣＦＣ発電装置２の制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段４３、伝送装置３を介して電力系統やＭＣＦＣ発電装置２の電気データを収集するデータ収集手段４４、分散電源の負荷率を監視して出力調整のための制御指令を送信する分散電源監視制御手段４５、負荷周波数調整用発電機の出力調整のための演算を行う出力調整手段４７、負荷周波数調整用発電機に対して出力指令を送信する出力指令送信手段４８、および、遮断器（開閉器）へ入切指令を送信する開閉器制御手段４０を有している。

このように構成された電力安定供給システムにおいて、遮断器Ａ〜Ｄは、全て「閉」（入り）状態で、ＭＣＦＣ発電装置２および負荷８１は電力系統に接続されている場合について説明する。

まず、ＭＣＦＣ発電装置２を動作させるための制御パラメータの初期値は、入力部１４を通して予め設定されているものとする。この制御パラメータは、入力部１４から入力されると、中央演算処理部１２の入出力処理手段４２および制御パラメータ設定手段４３を介して記憶部１３の制御パラメータファイル３１に保存される。図１２は制御パラメータのデータ構成例である。ここで、制御パラメータは、分散電源ごとに上昇側感度補正値と下降側感度補正値が保存されている。感度補正値とは、分散電源の出力性能（負荷追従能力）を調整するための補正値で、分散電源ごとに定まる最高追従能力（ｋＷ／秒）を以下の式によって補正するものである。

出力性能（ｋＷ／秒）＝最高負荷追従能力（ｋＷ／秒）−感度補正値 ・・・（１）
上昇側（出力増加方向）と下降側（出力減少方向）についてそれぞれ感度補正値を設ける。

各伝送装置３から周期的（たとえば２秒ごと）に送られてくる電気データをデータ収集手段４４によって図６に示す入力データファイルに保存する。

分散電源監視制御手段４５は、定周期で起動されると、各ＭＣＦＣ発電装置の現在出力合計値を最大定格出力合計値で割って現在の平均負荷率を算出する（図１３、Ｓ２０１）。

そして、この平均負荷率が閾値を超えているか否かを判定して（Ｓ２０２）、超えている場合には、出力調整手段４７を起動して、他の周波数調整用発電機に対して出力指令を送信する（Ｓ２０３）。

次に各発電装置の現在負荷率とステップＳ２０１で算出した平均負荷率との偏差を計算して演算結果ファイルに保存する（Ｓ２０４）。その偏差が閾値を超えているか否かを判定して（Ｓ２０５）、閾値を超えている場合には、感度調整を行う（Ｓ２０６）。

たとえば、偏差値の絶対値が閾値１０を超えるときに感度調整を実行するとした場合、図１４において、ＭＣＦＣ１は、―２５であるため、感度調整対象となる。現在負荷率は平均に比べて小さいため、これを出力増加方向へシフトさせるために、図１２の制御パラメータの上昇側感度補正値を減少させ、下降側感度補正値を増加させる。
以上の処理を、全発電装置に対して実行する（Ｓ２０７）。そして、変更対象の制御パラメータを対応する伝送装置３へ送信する（Ｓ２０８）。

ＭＣＦＣ発電装置２は、この制御パラメータを受け取ると、新たな制御パラメータとして設定する。たとえば、ＭＣＦＣ１は、この制御パラメータに基づいて出力増加方向については、アノードへの燃料注入増加率をこれまでよりも増加させ、下降方向については、燃料注入減少率を減らすようにする。これにより、出力増加方向については感度が高くなり減少方向については感度が低くなるため、負荷率は増加方向へ移動するようになる。

負荷率を減少方向へ移動させるには、上記と逆に上昇側感度補正値を現在値より大きくし、下降側感度補正値を現在値より小さくするようにする。

このように感度補正値を用いることによって、分散電源を自立的に運転できるので、負荷変動監視制御装置で常に監視して出力指令を送信する必要が無く、同装置の負荷の軽減を図ることが可能となる。なお、負荷変動監視制御装置に十分な性能あれば、電力系統の電気データの周波数変動を演算して、都度発電装置へ出力指令を送信するようにしてもよい。

なお、ステップＳ２０４以降の処理では、各分散電源の出力を平均負荷率に移行するようにしているが、負荷変動監視制御装置１０に各分散電源の最高効率点の出力情報を保存しておき、中間負荷帯における最高効率点に移行させるようにしてもよい。

出力調整手段と出力指令送信手段の動作は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

次に開閉器制御手段４０の動作を図１５と図１０を用いて説明する。開閉器制御手段は、電力系統を監視する制御所装置から送られてくる系統事故情報によって起動される。

開閉器制御手段は起動されると、上流側の事故か下流側の事故かを判定して（Ｓ３０１）、下流側の事故の場合は、下流側遮断器Ｂの開（切）指令を送信する（Ｓ３０２）。この指令は該当する伝送装置３へ送られ、遮断器Ｂの切操作が実行される。

また、上流側の事故の場合は、上流側遮断器Ａの開指令を送信する（Ｓ３０３）。そして、入力されている電気データをもとに下流側の電力量を計算して（Ｓ３０４）、分散電源の容量がオーバするか否かを判定し（Ｓ３０５）、容量オーバでない場合はそのまま終了する。容量オーバの場合は、遮断器Ｂの開指令を送信する（Ｓ３０６）。さらに分散電源の容量オーバである場合は（Ｓ３０７）、負荷の遮断器Ｄの開指令を送信する（Ｓ３０８）。

このように分散電源を需要家側に設置することによって、上流の系統事故については、上流側遮断器を切り離して、下流側については、その分散電源によって電力を供給することが可能となる。

なお、上記は、負荷変動監視制御装置によって系統事故を判定して、伝送装置を介して遮断器の開閉制御を行うこととしたが、分散電源に負荷周波数を監視する手段を設けて、負荷周波数の変動が所定値以上になると、たとえば、遮断器Ａ，Ｂに開指令を出力して、負荷８１に対して単独で電力を供給するなど、予め定められた範囲で自立運転させるようにしても良い。

（他の実施例）
以上、負荷変動監視制御装置１０が系統事故を判定して、遮断器の制御を実行する場合について説明したが、分散電源が系統の不安定状態を監視して自ら系統から離脱するようにしてもよい。このときのＭＣＦＣ発電装置２の構成を図１６に示す。

負荷周波数監視手段２３は、周波数のずれを検出すると、まず、出力調整手段２２に対して修正指令を出力する。出力調整手段２２は、負荷変動監視制御装置１０から送信された感度係数を用いて周波数のずれに応じて、周波数がプラス方向にずれた場合は、ＭＣＦＣ発電装置本体２１からの出力を減少方向に調整し、周波数がマイナス方向にずれた場合は、出力を増加方向に調整する。

そして、負荷周波数のずれが大きくなり、閾値をこえたときは、電力系統へ繋がる遮断器Ｅへ閉（切）指令を出力する。また、ＭＣＦＣ発電装置２が受けもつ領域に存在する負荷１〜３にそれぞれ接続する遮断器Ｄ１〜Ｄ３に対して電力を供給するが、負荷オーバになったときは、予め定められた優先順位に基づいて優先順位の低い負荷の遮断器から順に開いていく。

一方、負荷変動監視制御装置１０は、各ＭＣＦＣ発電装置の異常を監視して、異常発見時は、伝送装置３を介して、ＭＣＦＣ発電装置と他の機器とを接続するための遮断器Ｃに開（切）指令を出力する。また、電力系統が正常なことを確認して、遮断器Ｅおよび遮断器Ｄ１から遮断器Ｄ３に対して閉（入）指令を出力して負荷１〜３に電力を供給する。なお、遮断器Ｅ、Ｄ１〜Ｄ３は、遮断器Ｃが開状態になっていることを条件に伝送装置からの開閉器制御指令を有効にするようにインターロックを組んでおく。

このようにすれば、ＭＣＦＣ発電装置を分散配置して電力系統の電力品質の向上を図ることができると共に特定地域に電力を安定して供給することが可能となる。特に、系統の異常を監視して系統から離脱するか否かをＭＣＦＣ発電装置が単独で判定するので、分散電源の数が増えても負荷変動監視制御装置に負担をかけずに系統事故時の切替を行うことができる。一方、ＭＣＦＣ発電装置が故障によって系統が正常であるにもかかわらず離脱してしまったような場合は、負荷変動監視制御装置からの制御を優先させて負荷（需要家）への電力供給を行うことができる。

次に第３の実施の形態を説明する。本実施の形態では、上述の第１または第２の実施の形態で説明した電力安定供給システムを適用することに伴って重要となる負荷変動に対する電気料金の課金管理を可能にするシステムについて説明する。
まず課金方法の概念について以下に説明する。

<需要家側の課金制度と演算方法>
需要家側に対しては、本発電装置が要求された出力変動の速度と、要求された負荷の大きさを基に、演算装置にて算出した価格を課金する。（図１７参照）

<配電事業者の課金制度と演算方法>
変電所等に本発電装置を設置した場合に、その変電所以下の系統における電圧安定性や周波数安定性を、本発電装置が設置されていない場合との差異を演算し、安定度の高い場合に高価となるような課金制度である。

周波数調整や電圧安定性確保のためにロスしていたエネルギーを生成するために必要であった価格に対して、本システムの導入で熱効率が改善したために得られた燃料費用等の大きさに合わせ演算装置により課金額を決める。

<発電事業者の課金制度と演算方法>
待機発電電源を本発電装置に移行することにより、発電所の熱効率が上昇し、その結果として、低下した燃料費用を演算装置により算出して、貢献度の高い時に課金する制度である。

以下、上述の課金方法を可能にするシステムについて詳述する。
図１８は、需要家側に取り付けられた電力情報伝送装置６０の機能ブロック図である。ここで、電力情報伝送装置６０は、需要家の電圧、電流等の電気データを収集する電気データ収集手段８ｂからのデータを入力するインタフェース部６１、この電気データを用いて演算処理を行う中央演算処理部６３、データを記憶する記憶部６４、および、演算結果を課金サーバへ送るための伝送部６２から構成されている。

一方、課金サーバ８０は、図１９に示すように、各需要家の電力情報伝送装置６０から送られてくる情報を受信して、電気料金を計算して、インターネット等の通信ネットワーク９９を介して各需要家端末８ａへ電力使用量や電気料金、あるいは、料金節約情報などを提供する。

まず、電力情報伝送装置６０の動作を説明する。まず、課金サーバ８０から送られてくるその需要家の契約電力データは、伝送部６２によって受信され、送受信処理手段６５および契約電力情報設定手段６９を介して契約情報ファイル７１に保存される。図２０は、契約情報ファイルの一例である。需要家ＩＤに対応して契約電力データが保存されている。

一方、配電線に取り付けられた電気データ収集手段８ｂによって収集された電圧、電流情報は、逐次電力情報伝送装置のインタフェース部６１、および、中央演算処理部６３の電気データ入力手段６６によって記憶部６４の図示しない電気データ一時ファイルに保存される。

電力量演算手段６７は、この一時ファイルの電気データを用いて電力量を演算して、電力使用実績ファイル７２に保存する。また、電力量が契約電力を超えているか否かを判定して、契約電力を超えている場合は、負荷変動率演算手段６８を起動する。

負荷変動率演算手段６８は起動されると、一時ファイルの電気データを用いて負荷変動率を計算して、その計算結果を電力使用実績ファイル７２に保存する。図２１は、電力使用実績ファイルの一例である。

そして、電力使用実績情報送信手段７０によって、定期的にファイルの電力使用実績データを課金サーバ８０へ送信する。

なお、電力量演算手段６７と負荷変動率演算手段６８は、需要家の契約した契約電力の前後の契約電力についても、同様に演算を実行して仮想電力使用実績ファイル７３に保存し、電力使用実績情報送信手段７０を介して課金サーバ８０へ送る。

次に課金サーバ８０の構成と動作について説明する。課金サーバ８０は、電力情報伝送装置６０から通信回線７９を介して送られてくるデータを受信する伝送部８１、受信したデータを用いて電気料金を計算する中央演算処理部８３、電気料金を計算するための基本情報や需要家情報を記憶する記憶部８４、電気料金等の情報を通信ネットワーク９９を介して需要家端末へ送信するための送受信部８２から構成されている。

また、中央演算処理部８３は、需要家の契約電力情報を送信する契約電力情報送信手段８６、電力情報伝送装置６０から送られてくる電力使用実績情報を受信して記憶部８４に保存する電力使用実績情報受信手段８７、電気料金を計算する電気料金演算手段８８、および、需要家端末８ａへ電気料金や節約情報などを送信する料金情報提供手段８９を備えている。

また、記憶部８４は、電力単価を保存する電力単価ＤＢ９０、需要家情報や月々の使用電力量、電気料金等の情報を保存するユーザＤＢ９１を有している。

このように構成された課金サーバ８０において、電力情報伝送装置６０から送られてくる電力使用実績データを受信すると、記憶部８４のユーザＤＢ９１へ保存する。保存完了後、電気料金演算手段８８を起動する。電気料金演算手段８８は、起動されると、ユーザＤＢ９１に保存されている電力実績データと電力単価ＤＢ９０に保存されている電力単価を用いて電気料金を計算する。電力単価ＤＢ９０は、図２２に示すように、契約電力に対応する基本料金及び電力単価、および、負荷変動率に対応する電力単価が保存されている。まず、契約電力以下の使用については、基本契約の電力単価が使用され、契約電力を超える使用については、負荷変動率に対応する電力単価が用いられて計算される。この計算結果は、ユーザＤＢ９１に保存される。

仮想電力使用実績データについても同様に電気料金を計算してユーザＤＢ９１に保存する。そして、料金情報提供手段８９は、需要家端末８ａを介して送られてくる需要家からの料金情報送信要求を受け取ると、ユーザＤＢ９１に保存されている該当するユーザの電気料金情報を送信する。このとき、現在の契約における電気料金と、その前後のランクで契約した場合の電気料金とを比較可能にして需要家へ提供する。

本実施の形態によれば、契約電力を一時的に超える場合を許容してそのときの負荷変動率に応じて課金することとしたので需要家は、契約電力の基本料金の節約を図ることができると共に負荷変動率を抑制しようというインセンティブとなり、電力系統の安定性の向上が期待できる。たとえば、機器の立ち上げのときのラッシュ電流により一時的に契約電力を超えることが多く、このラッシュ電流が消費者（需要家）の購入時の判断指標の一つになるため、機器製造者もこれを抑えた機器を開発販売する必要が生じ電力系統の安定性の向上に繋がる。

なお、上記は、需要家への課金処理について説明したが、売電業者（発電側）の電力取引価格についても、負荷変動率への貢献度に応じて価格を設定することも可能である。これは系統の負荷変動に対する発電機の出力変化を監視することによって実現可能である。

また、本実施の形態により、需要家側、系統側、発電側にとって、図２３に示す効果（価値）を奏することができる。以下、享受先ごとに、価値の詳細を説明する。

<電力需要家側にとっての価値>
・契約電力の低減
電力需要家は最大使用電力契約（契約電力）を電力供給業者と締結するが、その契約電力は低ければ安価な電力を購入可能である。そのため、年間の使用最大電力に合わせた最大電力契約を行うこととなる。しかしながら、年間における使用最大電力は、特に夏場等、天気にも左右されるし、電力需要家が商売を行っている場合には、客の入り等に左右されることとなる。契約電力を越えてしまった場合には、電力供給が停止するか、高額の違約金を電力供給側に支払わなくてはならない。発明者提案のシステム（以下、本システム）を分散電源として設置した場合（具体的な設置場所は集合住宅、ホテル、飲食店等の電力消費地に近いところや変電所等である）、契約電力以上に電力が必要となった時に、本システムから電力を購入すれば、契約電力を引き下げて、電力契約料金を安価としながら、必要な時のみ本システムからの電力を購入することが可能となる。本システムから一時的に電力を購入した場合、通常の電力供給系統から電力を購入する場合と比較して高価ではあるが、購入時間は電力ピークの時のみであるため、違約金を支払ったり、契約電力を常時高く設定しておくことと比較すると、安価に電力の安定供給が可能となる。（図２４参照）

・バックアップ電源としての有効性
本システムを変電所等に分散配置することにより、本システムより下流にある電源や、本システムが接続されている系統に隣接する系統においては、電力の上流側からの供給が停止した場合でも、本システムによる発電により電力が補償される。また、周波数調整能力を有する本システムにより、停電した系統がバックアップされるため、停電していない状態と全く同じ品質の電力供給を得ることが可能である。各需要家で維持していたバックアップ電源の数を削減することも可能であり、設備投資面で、需要家にとって有利となる。本システムの基本思想として、待機状態が発電状態であるため、従来のバックアップ電源とは異なり、起動のための動作や、起動のための時間が全く必要がない。バックアップ電源として見た場合には、電力量当たりの価格は、設備の稼動時間を長くすることにより、低廉化される。

その他、需要家側の製品精度や安定性を確保するためのバックアップ電源となることが可能である。

・災害発生時分散系統自立支援型分散電源発電装置
地域地震等の災害発生時には、電力系統の寸断が予想される。一端電力供給が寸断された場合、再度電力が供給されるまでには、安全性の確認のための時間を含めて、長時間を要する。しかし、災害発生時に電力が遮断された後の復旧の際、本システムが分散配置されていれば、その電源から下流部分のみの安全確認で、本システムが包む分散エリアの電源を復旧させると共に、安定した電力供給が可能となる。系統全体の復旧前にあらかじめ復旧している系統が存在することは、系統の再連携にも有利となる。

・マンション併設型分散電源としての優位性
本システムは熱電併給も可能であることから、マンション等の集合住宅の電力引き込み装置に接続した場合、温熱・冷熱・蒸気・純水等を供給することが可能である。また、本システムの設置により停電時等のバックアップが可能となる。

<配電事業者側にとっての価値>
・逆デマンドコントローラによる系統安定性
本システムは逆デマンドコントローラである。分散電源として電力供給を分担できる地域の周波数を安定化させることができる。このことは、配電事業者にとってみれば、系統電力が変動するエリアが小さくなったことと等価であるため、系統全体の安定性を系統の大きさのみで吸収するという考え方への依存度を少なくすることができる。従来まで系統周波数安定のために用いていた二次電池やその他の変換装置を削減することが可能となる。また、本システムは燃料からの発電装置であり、発電出力の調整により負荷調整や周波数調整を行うため、二次電池やその他の変換装置における電力ロスを解消することが可能となる。

・負荷変動に対するショックアブソーバー型分散電源
分散電源として本システムを導入した場合、その小系統で発生する負荷の変動を緩慢にすることができる。そのため、系統電力にしてみれば、負荷変動に対するショックアブソーバーの位置づけとすることが出来、系統の運用性が向上する。（図２５参照）その結果、系統電圧の維持と系統安定度の向上が、中規模地域にて確保可能となる。また、連系線潮流の安定化等の確保に有利となってくる。

・小規模系統支援型分散電源発電装置（離島や中規模系統の安定性）
災害発生時における系統自立運転でも説明した通り、系統のサイズが中規模である離島等での発電装置として本システムを組み込んだ場合、既に設置してある発電装置の負荷変動による揺れを本システムが吸収すると共に、系統全体として周波数や電圧を安定化させることが可能である。

・再生可能エネルギー導入支援型逆デマンドコントローラ分散電源
再生可能エネルギーを導入する機運が世界中で高まっているが、例えば風力発電や太陽光発電などは、出力が天候に左右される。しかしながら市場の負荷は、再生可能エネルギーからの発電出力とは無関係に上下動を繰り返す。再生可能エネルギーによる電気出力と市場負荷の過不足を補うのは、火力発電所の役割となるが、再生可能エネルギーの導入量は、自然エネルギー源の存在量ではなく、この火力発電所における負荷調整幅により制約されてしまう。本システムによりウインドファームや太陽光発電領域を包み込めば、自然エネルギーの発電量如何に関わらず、安定した系統電源となるため、自然エネルギーの導入量拡大にも貢献することが可能である。

・変電所の有効利用
変電設備は技術の進歩に伴い、小型化が進んでいる。そのため、従来の変電所敷地が余剰になっている地域もある。この変電所において、本システムを分散電源として導入した場合、遊休地の有効利用に有効である。また、変電所への分散電源設置は、系統全体としては発電容量の上昇になるが、同じく火力発電所を建設するために、新たな用地を確保するよりも、変電設備の小型化により余剰となった土地を、分散型発電装置として利用することの方が容易であり、安価な発電容量の上昇となる。

<電力供給側にとっての価値>
・既存発電所支援型分散型電源
系統負荷に対して供給側の容量調整を行うのは、火力発電所の役割となる。例えば、系統負荷が上昇した場合、停止していた発電所を立ち上げる必要があるが、その発電所が立ち上がるまでは、火力発電所の出力調整で系統負荷に対応させることとなる。この火力発電所の出力調整を行うために、いくつかの火力発電所は最大負荷で発電するのではなく、部分負荷にて発電し、出力調整に備えている。火力発電所は、最大出力の時が定格出力であり、そのときの熱効率は高いが、部分負荷運転時の熱効率は低い。本システムが分散電源として導入された場合、出力調整に備えた待機発電状態を、最大の熱効率にて行うため、火力発電所で出力変動のために、低い負荷で待機している電源は減少する。従って、待機状態（定常状態）の発電効率が最も高い本システムの導入は、火力発電所の最適熱効率運転を実現するものであり、全発電所における熱効率を上昇させることができる。結果として、燃料価格の低下、炭酸ガス排出量の削減を実現できることとなる。このようなメリットは低い負荷で待機している電源のみならず、夏場等の電力需要が増えてしまった時のために、その気配があるだけでスタンバイをし、そのスタンバイのために燃料を使っているような発電装置における燃料損失分を削減することができる。すなわち、電力需要の伸びのために待機しているのではなく、電力需要の伸びに対する保険的な意味付けで待機している電源の燃料使用量を削減し、そのような発電所を支援することが可能となる。

・炭酸ガス排出権確保型分散電源装置
上述したように、例えば国内の火力発電所全体や、中規模系統での熱効率を、本システムの導入により改善することにより、炭酸ガス排出量を抑制できるため、炭酸ガス排出権を確保することも可能となってくる。特に電力を多く使用していない地域に本システムを適用した場合の炭酸ガス排出量削減は、価値のあるものとなる。

・契約電力の安定化
前述したように、需要家にとってみれば、本システムの導入により、電力系統との契約電力を低下させることが可能となる。また、契約電力を万が一越えてしまった場合でも、本システムからの電力供給により、系統全体への電力負荷の増加の影響は及ばない。すなわち、契約電力を越える可能性が少ないということは、契約電力以上への電力負荷上昇に対して、電源を待機させておく必要性が低下することから、発電所運用面や発電所の適正運用に有利となる。特に、一時的な立ち上げのみに備えて待機している発電所が削減できる等の利点が得られる。

<本システム実現により付随して発生する価値>
・本システムはコジェネが可能であり、燃料エネルギーの有効な利用が可能であり、炭酸ガス排出量削減効果が期待できる。
・離島等に設置された場合には、系統の安定性に加え、飲料水の確保が可能となり、非常事態の生活維持に有効となる。これは船舶設置等でも同様である。
・災害発生時には、本発電装置周囲を取り囲むコミュニティー内で、非常用電源、飲料水確保、冷熱・温熱源確保が可能となる。また、燃料備蓄量により非常用電源としての維持時間が決まり、系統復旧までのつなぎになることができる。
・火力発電所並の発電効率をもつため、待機電源分については、送電ロスはなくなる。
・自動車産業等で燃料電池等によるクリーンな車両が走行しているが、電気事業としての燃料電池に対する姿勢を宣伝できる。
・現在、燃料調整費という価格が一般家庭の電気料金表には記されている。燃料輸入価格が変動した場合で、特に燃料価格が円高等で安くなった場合に、消費者に価格として還元されたことが分かるようになってくる。この記載に付随して、本発電装置を利用したことにより、火力発電所の燃料費用が削減され、消費者に価格として還元された場合、環境に配慮しながら、価格を下げているということになるから、電気事業のイメージが上昇すると共に、地球環境と共生していくために、電気事業がやっていることのアピールとなり、電気事業の環境に対する姿勢を広く宣伝できる。
・燃料改質装置を備えたシステムの場合、水素を自動車等に供給することが可能となる。
・燃料備蓄分を災害時等に融通することが可能となる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。たとえば、上述の実施形態では、変圧運転型ＭＣＦＣシステムを用いて電力安定供給のシステムや方法を説明したが、本発明はこれに限られず、中間負荷帯に発電効率の極大値を有する発電装置を用いることによって実現可能であることは明白である。また、分散電源として用いることに限られず、周波数調整用の火力発電装置と共に用いて、火力発電装置の出力が立ち上がるまでに、変圧運転型ＭＣＦＣシステムまたは同等の機能・性能を有する発電装置によってまず周波数変化に追従させ、火力発電装置の出力増加に伴って変圧運転型（または同等の）発電装置の出力を低下させることにより徐々に火力発電装置へその出力配分を移行していくという使用方法も可能である。

本発明の第１の実施の形態による電力安定供給システムと電力系統のブロック図である。 図１のＭＣＦＣ発電装置の構成図である。 本発明の第１の実施の形態による変圧運転型ＭＣＦＣ発電装置のプラント負荷率と熱効率との関係の説明図である。 本発明の第１の実施の形態による変圧運転型ＭＣＦＣ発電装置の通常運転領域の説明図である。 図１の負荷変動監視制御装置の機能ブロック図である。 図５の入力データファイルのデータ構成例である。 図５の演算結果ファイルのデータ構成例である。 図５の出力調整手段の処理手順を表すフローチャートである。 図５の出力データファイルのデータ構成例である。 本発明の第２の実施の形態による電力安定供給システムと電力系統のブロック図である。 図１０の負荷変動監視制御装置の機能ブロック図である。 図１１の制御パラメータファイルのデータ構成例である。 図１１の分散電源監視制御手段４５の処理手順を表すフローチャートである。 図１１のデータファイルのデータ構成例である。 図１１の開閉器制御手段の処理手順を表すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における系統事故時の開閉器制御の他の実施例の説明図である。 本発明の第３の実施の形態による課金方法の概念の説明図である。 本発明の第３の実施の形態による需要家側に取り付けられる電力情報伝送装置の機能ブロック図である。 本発明の第３の実施の形態による課金サーバの機能ブロック図である。 図１８の契約情報ファイルのデータ構成例である。 図１８の電力使用実績ファイルのデータ構成例であり、図１８（ａ）は、契約電力超過時に保存されるデータ、図１８（ｂ）は、契約電力内の使用に対して保存されるデータである。 図１９の電力単価テーブルのデータ構成例である。 本発明の第３の実施の形態による課金方法の価値の説明図である。 本発明の第３の実施の形態による契約電力低減効果の説明図である。 本発明の第１ないし第２の実施の形態による電力負荷変動低減効果の説明図である。

符号の説明

２ ＭＣＦＣ発電装置
３ 伝送装置
４ 遮断器（開閉器）
５ａ、５ｂ 変圧器
６ 変電所
７ 発電機
８ 需要家
８ａ 需要家端末
８ｂ 電気データ収集手段
１０ 負荷変動監視制御装置
１１ａ、１１ｂ 送受信部
１２、６３、８３ 中央演算処理部
１３、６４、８４ 記憶部
２１ ＭＣＦＣ発電装置本体
２２ 出力調整手段
２３ 負荷周波数監視手段
３１ 入力データファイル
３２ 演算結果ファイル
３３ 出力データファイル
４０ 開閉器制御手段
４１ 送受信処理部
４２ 入出力処理手段
４３ 制御パラメータ設定手段
４４ データ収集手段
４５ 分散電源監視制御手段
４７ 出力調整手段
４８ 出力指令送信手段
４９ 演算手段
６０ 電力情報伝送装置
６１ インタフェース部
６２、８１ 伝送部
６５、８５ 送受信処理手段
６６ 電気データ入力手段
６７ 電力量演算手段
６８ 負荷変動率演算手段
６９ 契約電力情報設定手段
７０ 電力使用実績情報送信手段
７１ 契約情報ファイル
７２ 電力使用実績ファイル
７３ 仮想電力使用実績ファイル
７９ 通信回線
８０ 課金サーバ
８２ 送受信部
８６ 契約電力情報送信手段
８７ 電力使用実績情報受信手段
８８ 電気料金演算手段
８９ 料金情報提供手段
９０ 電力単価テーブル
９１ ユーザＤＢ
９９ 通信ネットワーク

Claims (9)

1. 配電系統に設置された一または二以上の分散電源と、この分散電源の電気データを伝送する伝送装置と、前記電気データを用いて各発電機の出力調整の演算を行う負荷変動監視制御装置を備えた電力安定供給システムであって、
   前記分散電源は、中間負荷帯に最高効率を有し、前記負荷変動監視制御装置は、前記分散電源が中間負荷帯で運転可能に出力調整を行うことを特徴とする電力安定供給システム。
2. 前記分散電源は、空気圧縮機の圧力を可変にした変圧運転型溶融炭酸塩形燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の電力安定供給システム。
3. 前記負荷変動監視制御装置は、前記分散電源の出力データを収集する手段と、
   前記出力データをもとに分散電源の出力が所定範囲で均一になるように各発電機の出力配分を演算する手段と、
   該演算結果に基づき各発電機への出力指令を送信する手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の電力安定供給システム。
4. 負荷変動監視制御装置は、分散電源の負荷率に基づいて、該分散電源の出力上昇または下降の感度を変更するための補正値を修正して、修正後の補正値を該分散電源へ送信する手段を備え、分散電源は、前記負荷変動監視制御装置から送られてくる前記補正値を受信してこの補正値に基づいて、出力感度を調整する手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の電力安定供給システム。
5. 前記負荷変動監視制御装置は、前記伝送装置から送られてくる電気データを用いて負荷変動率を演算し、該演算結果に基づいて周波数調整用発電機を選択して出力指令を送信する手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の電力安定供給システム。
6. 前記分散電源は、配電系統と開閉手段を介して接続されており、負荷周波数が所定範囲を超えたときに前記開閉手段に切指令を出力することによって配電系統と切り離して、予め定められた範囲で独立運転を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の電力安定供給システム。
7. 中間負荷帯に最高効率を有する電源を配置し、前記中間負荷帯を定常状態として、負荷追従運転させることを特徴とする電力安定供給方法。
8. 中間負荷帯に最高効率を有する複数の分散電源を配電系統に配置し、前記中間負荷帯の範囲で各分散電源の出力が均一になるように各分散電源の出力上昇または下降の感度を変更すると共に各分散電源の負荷率に基づいて周波数調整用発電機の出力調整を行うことを特徴とする電力安定供給方法。
9. 中間負荷帯に最高効率を有する燃料電池発電装置と周波数調整用の火力発電装置とを用いて電力系統の周波数調整を行う電力安定供給方法であて、前記燃料電池発電装置は中間負荷帯で定常運転され電力系統の周波数変化に基づいて出力を変化させると共に前記火力発電装置の出力追従に伴って定常運転状態へ復帰させることを特徴とする電力安定供給方法。