JP2007129850A - Power generation control system - Google Patents

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保徳 須貝
Katsumori Tanabe
克守 田邊
Tadashi Sakuramoto
正 櫻元
Makoto Okuda
誠 奥田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation control system capable of efficiently utilizing energy locally by performing generation and storage of power. <P>SOLUTION: The power generation control system controls power generation in a power supply network 11a in a specific region including a plurality of power generation means 1, 2 and a plurality of loading means 12, 13, 14 consuming electric power. In this case, the system is equipped with a monitoring means 30 for monitoring the power consumption amount in each loading means 12, 13, 14, a control means 40 for controlling a plurality of the power generation means 1, 2, and a power storage means 15, 4 storing electric power. The control means 40 receives the information of the power consumption amount in each loading means 12, 13, 14 sent from the monitoring means 30 to control the power generation amount by the power generation means 1, 2 and the electric power unconsumable by each loading means 12, 13, 14 is temporarily stored in the power storage means 15, 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、特定地域の電力供給網において発電を制御する発電制御システムに関する。   The present invention relates to a power generation control system that controls power generation in a power supply network in a specific area.

一般的に、自然エネルギーを利用した発電は天候に左右されがちである。例えば、風力発電の場合には風の強弱によって発電量が左右され、太陽光発電の場合には日照の強弱あるいは日照時間の長短によって発電量が左右される。このため、これらの自然エネルギーで得られた電力を安定的に利用するためには、バッテリーなどの電力貯蔵装置が必要になる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１７６６９６号公報（特許請求の範囲、要約書等） Generally, power generation using natural energy tends to be influenced by the weather. For example, in the case of wind power generation, the power generation amount depends on the strength of the wind, and in the case of solar power generation, the power generation amount depends on the intensity of sunshine or the length of the sunshine time. For this reason, in order to stably use the electric power obtained with these natural energies, a power storage device such as a battery is required (for example, see Patent Document 1).
JP 2004-176696 A (claims, abstracts, etc.)

しかし、上述の従来技術には、次のような問題がある。それは、大量のエネルギーを貯蔵したり、遠隔地にエネルギーを送る場合には、バッテリーを用いたエネルギーの貯蔵では限界があるということである。このような課題に鑑みて、本発明者は、不飽和炭化水素に水素を付加した有機ハイドライドの形態で、エネルギーの貯蔵および輸送を行うことを考えた。   However, the above prior art has the following problems. That is, when storing a large amount of energy or sending energy to a remote place, there is a limit in storing energy using a battery. In view of such a problem, the present inventor considered that energy is stored and transported in the form of an organic hydride obtained by adding hydrogen to an unsaturated hydrocarbon.

このようなエネルギーの貯蔵および輸送を効率的に実施するには、電力を消費する場所における電力消費量を考慮してできるだけ余剰の電力を生じないようにすると共に、発生した余剰の電力については、これを電力あるいは他の形態に変換したもので消費させることが望まれている。特に、エネルギーのよりよい形態を含め、地域的にエネルギーを過不足無く利用するようにすることが望まれている。   In order to efficiently store and transport such energy, the power consumption in the place where the power is consumed is considered so as not to generate as much surplus power as possible. It is desired to consume this by converting it into electric power or another form. In particular, it is desired to use energy without excess or deficiency locally, including better forms of energy.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、発電と電力貯蔵とを行い、地域的にエネルギーを効率的に利用できるようにする発電制御システムを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a problem, and it aims at providing the electric power generation control system which performs an electric power generation and electric power storage, and can utilize an energy efficiently locally.

上記目的を達成するために、本発明は、複数の発電手段と電力を消費する複数の負荷手段とを含む特定地域の電力供給網において発電を制御する発電制御システムであって、各負荷手段における電力消費量を監視する監視手段と、複数の上記発電手段を制御する制御手段と、電力を貯蔵する電力貯蔵手段とを備え、制御手段は、監視手段から送られてくる各負荷手段の電力消費量の情報を受けて、発電手段の発電量の制御を行い、各負荷手段にて消費しきれない電力を電力貯蔵手段に一時的に貯蔵する発電制御システムとしている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a power generation control system for controlling power generation in a power supply network in a specific area including a plurality of power generation means and a plurality of load means for consuming power. A monitoring means for monitoring power consumption, a control means for controlling the plurality of power generation means, and a power storage means for storing power, wherein the control means includes power consumption of each load means sent from the monitoring means. The power generation control system is configured to receive the amount information, control the power generation amount of the power generation means, and temporarily store in the power storage means the power that cannot be consumed by each load means.

このため、特定地域の電力供給網において、電力消費量に応じた発電量の制御を行うことができ、無駄な発電を防止することができる。加えて余った電力が生じた場合には、水素、有機ハイドライド、その他の形態にて当該電力を貯蔵し、必要に応じてこれらを使用することができる。   For this reason, in the electric power supply network of a specific area, control of the electric power generation amount according to electric power consumption can be performed, and useless electric power generation can be prevented. In addition, when surplus power is generated, the power can be stored in hydrogen, organic hydride, or other forms and used as needed.

また、別の本発明は、先の発明における発電手段として、風力発電、ディーゼル発電、バイオマス発電、太陽光発電、原子力発電、水力発電、ガス発電、火力発電、地熱発電の内少なくとも１つを含む発電制御システムとしている。このため、各種発電所における発電量を制御し、電力消費量に応じた発電をすることができる。特に、自然エネルギーを利用した風力発電、太陽光発電若しくは地熱発電、廃棄物を利用したバイオマス発電にも適用可能であるため、化石燃料の枯渇、自然破壊、環境汚染等のリスクの少ないエネルギー循環システムの構築に有益である。   Further, another aspect of the present invention includes at least one of wind power generation, diesel power generation, biomass power generation, solar power generation, nuclear power generation, hydroelectric power generation, gas power generation, thermal power generation, and geothermal power generation as the power generation means in the previous invention. It is a power generation control system. For this reason, the power generation amount in various power plants can be controlled, and power generation according to the power consumption amount can be performed. In particular, it can also be applied to wind power generation using natural energy, solar power generation or geothermal power generation, and biomass power generation using waste, so there is less risk of fossil fuel depletion, natural destruction, environmental pollution, etc. It is useful for construction.

また、別の本発明は、先の各発明における負荷手段において消費しきれない電力を用いて水を分解して水素と酸素とを生成させる水電解手段と、芳香族化合物と水電解手段によって得られた水素とを反応させて有機ハイドライドとして水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、有機ハイドライドの脱水素反応を利用して水素を取り出して外部に供給する水素供給手段と、水素供給手段からの水素を利用して、電力あるいは熱の形態でエネルギーに変換するエネルギー変換手段とをさらに備え、水素貯蔵手段は、負荷手段にて消費しきれない電力を利用して生成した水素を有機ハイドライドの形で貯蔵し、水素供給手段は、その有機ハイドライドから水素を取り出し、エネルギー変換手段は、水素を電力あるいは熱として負荷手段に供給する発電制御システムとしている。   Another invention of the present invention is obtained by a water electrolysis unit that generates hydrogen and oxygen by decomposing water using electric power that cannot be consumed by the load unit in each of the above inventions, an aromatic compound, and a water electrolysis unit. A hydrogen storage means for storing hydrogen as an organic hydride by reacting with the generated hydrogen, a hydrogen supply means for taking out hydrogen by utilizing a dehydrogenation reaction of the organic hydride and supplying it to the outside, and a hydrogen from the hydrogen supply means And an energy conversion means for converting the energy into energy in the form of electric power or heat, and the hydrogen storage means stores the hydrogen generated using the electric power that cannot be consumed by the load means in the form of organic hydride. The hydrogen supply means extracts hydrogen from the organic hydride, and the energy conversion means supplies power generation control system for supplying hydrogen to the load means as electric power or heat. It is set to Temu.

このため、電力供給網に存する各負荷手段において余剰の電力が生じた場合、その電力を有機ハイドライドの形態にて容易に貯蔵でき、かつトラック等の輸送手段によって遠隔地に容易に輸送することができる。また、有機ハイドライドを脱水素して水素を自動車用の動力源として供給することもできる。脱水素によって生じた芳香族炭化水素は、回収して水素貯蔵手段に戻しておくと、水素との付加反応によって有機ハイドライドを得ることもできる。このように、芳香族炭化水素と有機ハイドライドとの間における可逆的な水素との反応を利用して、エネルギー循環システムを構築できる。   For this reason, when surplus power is generated in each load means existing in the power supply network, the power can be easily stored in the form of organic hydride and can be easily transported to a remote place by transport means such as a truck. it can. In addition, the organic hydride can be dehydrogenated to supply hydrogen as a power source for automobiles. When the aromatic hydrocarbon generated by dehydrogenation is recovered and returned to the hydrogen storage means, an organic hydride can also be obtained by addition reaction with hydrogen. In this way, an energy circulation system can be constructed by utilizing a reversible reaction between hydrogen and an aromatic hydrocarbon and an organic hydride.

また、別の本発明は、先の各発明において、水電解手段で得られた酸素を貯蔵若しくは搬送する酸素貯蔵・搬送手段と、酸素貯蔵・搬送手段からの酸素を消費する水産系養殖場、好気性植物の栽培場若しくは地域内のゴミ焼却場に代表される酸素消費手段と、電力あるいは熱を酸素消費手段に供給するエネルギー供給手段とを備える発電制御システムとしている。このため、水電解手段によって生じた酸素を、酸素を必要とする酸素消費手段において有効活用することができる。さらに、酸素消費手段において電力若しくは熱が必要な場合には、水素と酸素との反応から水を得る際に生じた熱エネルギー等を利用して、これを酸素消費手段に送ることができる。   In addition, in another aspect of the present invention, in each of the preceding inventions, an oxygen storage / transport means for storing or transporting oxygen obtained by the water electrolysis means, and an aquaculture farm that consumes oxygen from the oxygen storage / transport means, The power generation control system includes an oxygen consuming means typified by an aerobic plant cultivation site or a local incineration plant, and an energy supply means for supplying electric power or heat to the oxygen consuming means. For this reason, oxygen generated by the water electrolysis means can be effectively utilized in the oxygen consumption means that requires oxygen. Further, when electric power or heat is required in the oxygen consuming means, it can be sent to the oxygen consuming means by using thermal energy generated when water is obtained from the reaction between hydrogen and oxygen.

また、別の本発明は、先の各発明において、電力貯蔵手段は、蓄電池、フライホール、その電力を用いた水分解により生成した水素と芳香族化合物との反応から有機ハイドライドを生成する水素貯蔵手段、水素貯蔵合金あるいは水素タンクの内少なくとも１つである発電制御システムとしている。このため、余剰の電力を利用しやすい形態で貯蔵することができる。   In another aspect of the present invention, in each of the preceding inventions, the power storage means includes a storage battery, a flyhole, and a hydrogen storage that generates organic hydride from a reaction between hydrogen generated by water splitting using the power and an aromatic compound. The power generation control system is at least one of means, a hydrogen storage alloy, or a hydrogen tank. For this reason, it is possible to store surplus power in an easy-to-use form.

本発明によれば、発電と電力貯蔵とを行い、地域的にエネルギーを効率的に利用できるようにすることができる。   According to the present invention, power generation and power storage can be performed, and energy can be used efficiently in a region.

以下、本発明に係る発電制御システムの実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a power generation control system according to the present invention will be described in detail based on the drawings.

まず、本発明で採用している水素付加反応について簡単に説明する。次に示す３種類の反応式は、不飽和炭化水素（芳香族炭化水素など）の水素付加反応を示す式である。これらの反応式に示すように、不飽和炭化水素への水素付加によって、飽和炭化水素が生成される。   First, the hydrogenation reaction employed in the present invention will be briefly described. The following three reaction formulas are formulas showing hydrogenation reactions of unsaturated hydrocarbons (such as aromatic hydrocarbons). As shown in these reaction formulas, saturated hydrocarbons are produced by hydrogen addition to unsaturated hydrocarbons.

Ｃ１０Ｈ８＋５Ｈ２→Ｃ１０Ｈ１８（ナフタレンの水素付加反応）
Ｃ６Ｈ６ ＋３Ｈ２ →Ｃ６Ｈ１２ （ベンゼンの水素付加反応）
Ｃ７Ｈ８＋３Ｈ２→Ｃ７Ｈ１４（トルエンの水素付加反応） C 10 H 8 + 5H 2 → C 10 H 18 (Naphthalene hydrogenation reaction)
C 6 H 6 + 3H 2 → C 6 H 12 (benzene hydrogenation reaction)
C 7 H 8 + 3H 2 → C 7 H 14 (hydrogen addition reaction of toluene)

不飽和炭化水素のように炭素同士の結合に二重結合あるいは三重結合を含む炭化水素系の原料の水素付加反応を利用することによって、外部からの水素を貯蔵することができる。以後、この実施の形態では、デカリン、シクロヘキサンあるいはメチルシクロヘキサンのように、それ自体に存在する水素を外部に放出できる炭化水素系の原料を総称して「有機ハイドライド」と称し、ナフタレン、ベンゼンあるいはトルエンのように、外部からの水素と結合して水素を貯蔵できる炭化水素系の原料を総称して「芳香族炭化水素」と称する。   Hydrogen from the outside can be stored by utilizing a hydrogenation reaction of a hydrocarbon-based raw material containing a double bond or a triple bond in a bond between carbons such as an unsaturated hydrocarbon. Hereinafter, in this embodiment, hydrocarbon raw materials capable of releasing hydrogen existing in itself such as decalin, cyclohexane, or methylcyclohexane are collectively referred to as “organic hydride”, and naphthalene, benzene, or toluene. As described above, hydrocarbon-based raw materials that can store hydrogen by combining with hydrogen from the outside are collectively referred to as “aromatic hydrocarbons”.

図１は、本発明の実施の形態に係る発電制御システムを含む地域エネルギー循環システムの概略を示す概略図である。この実施の形態では、芳香族炭化水素として、ベンゼンを用い、有機ハイドライドとして、ベンゼンの水素付加により生成するとシクロヘキサンを用いている例を示している。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a regional energy circulation system including a power generation control system according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, benzene is used as the aromatic hydrocarbon, and cyclohexane is used as the organic hydride when generated by hydrogenation of benzene.

この地域エネルギー循環システムには、自然エネルギーの一形態である風力を利用して発電を行う風力発電所（発電手段の一形態）１、原子力発電所（発電手段の一形態）２、水分解装置（水電解手段の一形態）３、水素とベンゼンとからシクロヘキサンを合成する水素貯蔵装置（水素貯蔵手段および電力貯蔵手段の一形態）４およびシクロヘキサンを貯蔵するタンク５がある。風力発電所１および原子力発電所２において発電された電気の一部は、水分解装置３に送られ、水分解装置３において水を水素と酸素に分解するエネルギーとして利用される。水分解装置３で生成した水素は、水素貯蔵装置４に送られる。水素貯蔵装置４にはベンゼンが貯蔵されており、水素貯蔵装置４では、水素とベンゼンとの水素付加反応によりシクロヘキサンが生成される。そのシクロヘキサンは、タンク５内に貯蔵可能である。また、水分解装置３で生成した酸素の一部または全部は、酸素消費手段の一形態であるゴミ焼却場６あるいは水産系養殖場７に送られ、ゴミの燃焼効率の向上あるいは水産物の成長に寄与する。   This regional energy circulation system includes a wind power plant (one form of power generation means) 1, a nuclear power plant (one form of power generation means) 2, a water splitting device that generates power using wind, which is one form of natural energy. (One form of water electrolysis means) 3, There is a hydrogen storage device (one form of hydrogen storage means and power storage means) 4 for synthesizing cyclohexane from hydrogen and benzene, and a tank 5 for storing cyclohexane. Part of the electricity generated at the wind power plant 1 and the nuclear power plant 2 is sent to the water splitting device 3 and used as energy for splitting water into hydrogen and oxygen in the water splitting device 3. Hydrogen generated in the water splitting device 3 is sent to the hydrogen storage device 4. The hydrogen storage device 4 stores benzene. In the hydrogen storage device 4, cyclohexane is generated by a hydrogen addition reaction between hydrogen and benzene. The cyclohexane can be stored in the tank 5. Further, part or all of the oxygen generated by the water splitting device 3 is sent to a garbage incineration plant 6 or an aquaculture farm 7 which is one form of oxygen consuming means for improving the combustion efficiency of the garbage or the growth of seafood. Contribute.

タンク５内のシクロヘキサンは、海上では、タンカー８によって、また、陸上では、トラック９によって、それぞれ遠隔地に運ぶようにすることもできる。なお、水素貯蔵装置４から、タンク５を経ることなく、直接にシクロヘキサンをタンカー８あるいはトラック９に積むようにしても良い。   The cyclohexane in the tank 5 can be transported to a remote place by the tanker 8 at sea and by the truck 9 at land. Alternatively, cyclohexane may be directly loaded on the tanker 8 or the truck 9 from the hydrogen storage device 4 without passing through the tank 5.

風力発電所１で発電された電気は、高電圧にて鉄塔１０を経由して、地域の電力供給網１１ａに送られる。当該電力供給網１１ａには、多くの住宅１２、工場１３、オフイス１４が電力供給可能な状態でつながっている。住宅１２、工場１３、オフイス１４のように、電力を消費する場所を「負荷手段」という。また、電力供給網１１ａには、電力貯蔵手段としてのバッテリー１５（蓄電池の一形態）が接続されており、電力供給網１１ａの電気を蓄電可能となっている。   Electricity generated at the wind power plant 1 is sent to the local power supply network 11a via the steel tower 10 at a high voltage. Many houses 12, factories 13, and offices 14 are connected to the power supply network 11a in a state where power can be supplied. Places where power is consumed, such as the house 12, the factory 13, and the office 14, are referred to as “loading means”. In addition, a battery 15 (one form of storage battery) as power storage means is connected to the power supply network 11a so that the electricity of the power supply network 11a can be stored.

また、地域エネルギー循環システムにおける所定の場所には、水素供給手段の一形態である水素スタンド１６が設置されている。水素スタンド１６では、シクロヘキサンの脱水素反応によってベンゼンと水素とが生成する。自動車１７は、水素スタンド１６において生成する水素を、自動車１７内部の燃料電池に取り込むと共に、当該水素と外気経由の酸素とから水を合成し、当該合成反応により発生したエネルギーを利用して動力を得る。   Further, a hydrogen stand 16 which is one form of hydrogen supply means is installed at a predetermined place in the regional energy circulation system. In the hydrogen stand 16, benzene and hydrogen are generated by the dehydrogenation reaction of cyclohexane. The automobile 17 takes in the hydrogen generated in the hydrogen station 16 into the fuel cell inside the automobile 17, synthesizes water from the hydrogen and oxygen via the outside air, and uses the energy generated by the synthesis reaction to drive power. obtain.

水素スタンド１６では、シクロヘキサンの分解によってベンゼンが生成する。当該ベンゼンは、定期的に、トラック１８に積載されて、水素貯蔵装置４に運ばれる。水素貯蔵装置４内に入れられたベンゼンは、水分解装置３から送られてくる水素との水素付加反応に利用される。さらに、電力供給網１１ａには、大型の燃料電池（エネルギー変換手段およびエネルギー供給手段の一形態）１９が接続されている。燃料電池１９には、シクロヘキサンの脱水素反応により水素を生成し外部に供給する水素供給装置（水素供給手段およびエネルギー供給手段の一形態）２０が接続されている。トラック９を介して水素供給装置２０にシクロヘキサンを供給すると、脱水素反応により水素とベンゼンが生成する。水素は、燃料電池１９に運ばれて、外気経由の酸素との反応に利用される。その結果、水が合成され、当該合成により発生したエネルギーが電力供給網１１ａにつながる住宅１２等に利用される。一方、水素供給装置２０内のベンゼンは、トラック１８に積載されて、水素貯蔵装置４に運ばれる。   In the hydrogen stand 16, benzene is generated by the decomposition of cyclohexane. The benzene is periodically loaded on the truck 18 and carried to the hydrogen storage device 4. Benzene put in the hydrogen storage device 4 is used for a hydrogenation reaction with hydrogen sent from the water splitting device 3. Further, a large fuel cell (one form of energy conversion means and energy supply means) 19 is connected to the power supply network 11a. Connected to the fuel cell 19 is a hydrogen supply device (one form of hydrogen supply means and energy supply means) 20 that generates hydrogen by dehydrogenation of cyclohexane and supplies it to the outside. When cyclohexane is supplied to the hydrogen supply device 20 via the track 9, hydrogen and benzene are generated by a dehydrogenation reaction. Hydrogen is carried to the fuel cell 19 and used for reaction with oxygen via the outside air. As a result, water is synthesized and the energy generated by the synthesis is used for the house 12 connected to the power supply network 11a. On the other hand, benzene in the hydrogen supply device 20 is loaded on the truck 18 and carried to the hydrogen storage device 4.

また、地域エネルギー循環システムには、住宅１２等で構成されるコミュニティ１１ｂも存在する。コミュニティ１１ｂには、大型の燃料電池１９が接続されている。さらに、燃料電池１９には、水素供給装置２０が接続されている。トラック９を介して水素供給装置２０にシクロヘキサンを供給すると、脱水素反応により水素とベンゼンが生成する。水素は、燃料電池１９に運ばれて、外気経由の酸素との反応に利用される。その結果、水が合成され、当該合成により発生したエネルギーがコミュニティ１１ｂを構成する住宅１２等に利用される。一方、水素供給装置２０内のベンゼンは、トラック１８に積載されて、水素貯蔵装置４に運ばれる。   In addition, the community energy circulation system includes a community 11b composed of houses 12 and the like. A large fuel cell 19 is connected to the community 11b. Further, a hydrogen supply device 20 is connected to the fuel cell 19. When cyclohexane is supplied to the hydrogen supply device 20 via the track 9, hydrogen and benzene are generated by a dehydrogenation reaction. Hydrogen is carried to the fuel cell 19 and used for reaction with oxygen via the outside air. As a result, water is synthesized, and the energy generated by the synthesis is used for the house 12 or the like constituting the community 11b. On the other hand, benzene in the hydrogen supply device 20 is loaded on the truck 18 and carried to the hydrogen storage device 4.

また、電力供給網１１ａは、温水配管２１と接しており、温水配管２１において電力を利用して温水がつくられる。当該温水の一部は、水分解装置３にも供給され、その他は住宅１２等の暖房にも利用される。   In addition, the power supply network 11 a is in contact with the hot water pipe 21, and hot water is generated using electric power in the hot water pipe 21. A part of the hot water is also supplied to the water splitting device 3, and the other is also used for heating the house 12 and the like.

電力供給網１１ａは、各住宅１２、工場１３、オフイス１４等の負荷手段における電力消費量を監視する監視手段としての電力監視装置３０に電気的に接続されている。また、風力発電所１および原子力発電所２は、これら発電所１，２における発電量を制御する制御手段としての発電制御装置４０に電気的に接続されている。電力監視装置３０と、発電制御装置４０と、バッテリー１５および水素貯蔵装置４の内少なくとも１つを含む電力貯蔵手段とは、この実施の形態に係る発電制御システムを構成する構成体である。発電制御装置４０は、後述するように、電力監視装置３０から送られてくる各負荷手段１２，１３，１４の電力消費量の情報を受けて、有機ハイドライドとして貯蔵されている水素を使用し、燃料電池１９により電力として取り出し、若しくはバッテリー１５を使用して電力を取り出したり、風力発電所１および原子力発電所２の発電量の制御を行う。また、発電制御装置４０は、各負荷手段１２，１３，１４にて消費しきれない電力をバッテリー１５および水素貯蔵装置４に一時的に貯蔵させるようにする。   The power supply network 11a is electrically connected to a power monitoring device 30 as monitoring means for monitoring power consumption in load means such as each house 12, factory 13, office 14 and the like. The wind power plant 1 and the nuclear power plant 2 are electrically connected to a power generation control device 40 as a control means for controlling the power generation amount at these power plants 1 and 2. The power monitoring device 30, the power generation control device 40, and the power storage means including at least one of the battery 15 and the hydrogen storage device 4 are components constituting the power generation control system according to this embodiment. As will be described later, the power generation control device 40 receives information on the power consumption of each load means 12, 13, 14 sent from the power monitoring device 30, and uses hydrogen stored as an organic hydride. The fuel cell 19 takes out the electric power, or the battery 15 is used to take out the electric power, or the power generation amount of the wind power plant 1 and the nuclear power plant 2 is controlled. Further, the power generation control device 40 causes the battery 15 and the hydrogen storage device 4 to temporarily store electric power that cannot be consumed by the load means 12, 13, and 14.

図２は、実施の形態に係る発電制御システムにおける制御を説明するための概略図である。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining control in the power generation control system according to the embodiment.

電力監視装置３０は、主に中央演算処理装置（Central Processing Unit: CPU）から構成される制御部３１と、各種データを読み書き可能に記憶するメモリ（Random Access Memory: RAM）３２と、制御部３１の制御プログラム等を一方的に読むように格納しておくメモリ（Read Only Memory: ROM）３３と、外部とのデータ通信を司るインターフェイス３４，３５とを備えている。   The power monitoring device 30 includes a control unit 31 mainly composed of a central processing unit (CPU), a memory (Random Access Memory: RAM) 32 that stores various data in a readable / writable manner, and a control unit 31. A memory (Read Only Memory: ROM) 33 that stores the control program so as to be read unilaterally, and interfaces 34 and 35 that control data communication with the outside.

発電制御装置４０は、主にＣＰＵから構成される制御部４１とＲＡＭ４２と、制御部４１の制御プログラム等を一方的に読むように格納しておくＲＯＭ４３と、外部とのデータ通信を司るインターフェイス４４，４５とを備えている。   The power generation control device 40 includes a control unit 41 and a RAM 42 mainly composed of a CPU, a ROM 43 that stores a control program of the control unit 41 so as to be read unilaterally, and an interface 44 that controls data communication with the outside. , 45.

電力監視装置３０の制御部３１は、インターフェイス３４を通じて、常にあるいは一定時間おきに、電力供給網１１ａにおける各負荷手段（住宅１２、工場１３、オフイス１４等の電力を消費する場所）の電力消費量を監視し、当該電力消費量のデータをＲＡＭ３２に記憶する。また、制御部３１は、電力消費量のデータを、インターフェイス３５を通じて、発電制御装置４０へと送信する。ここで、電力消費量の監視は、各負荷手段単位の電力消費量および電力供給網１１ａに繋がる全負荷手段の総電力消費量の内、少なくともいずれか一方の電力消費量の監視である。   The control unit 31 of the power monitoring device 30 uses the power consumption amount of each load means (a place where power is consumed such as the house 12, the factory 13, and the office 14) in the power supply network 11a through the interface 34 constantly or at regular intervals. The power consumption data is stored in the RAM 32. In addition, the control unit 31 transmits power consumption data to the power generation control device 40 through the interface 35. Here, the monitoring of the power consumption is monitoring of at least one of the power consumption of each load means and the total power consumption of all the load means connected to the power supply network 11a.

また、制御部３１は、風力発電所１および原子力発電所２から電力供給網１１ａに供給されている電力供給量のデータを、インターフェイス３４を通じて受信し、そのデータをＲＡＭ３２に記憶すると共に、インターフェイス３５を通じて、発電制御装置４０へと送信する。   Further, the control unit 31 receives the data of the power supply amount supplied from the wind power plant 1 and the nuclear power plant 2 to the power supply network 11a through the interface 34, stores the data in the RAM 32, and the interface 35. To the power generation control device 40.

発電制御装置４０の制御部４１は、インターフェイス４４を通じて、電力監視装置３０側から、電力供給量、電力消費量、バッテリー１５に貯蔵される電力貯蔵量の各データを受信し、これらのデータをＲＡＭ４２に記憶する。制御部４１は、電力供給量が電力供給網１１ａ内の電力消費量およびバッテリー１５および水素貯蔵装置４の電力貯蔵能力に比べて過剰であると判断した場合には、インターフェイス４５を通じて、風力発電所１および原子力発電所２の発電制御システムに対して、発電を抑えるようにコマンドを送る。なお、制御部４１は、予めＲＯＭ４３に格納されている各発電手段（風力発電所１、原子力発電所２等）の発電調整範囲のデータを参照して、各発電手段毎に、出力の低減量を決定する。また、制御部４１は、各発電手段の運転状況をモニタし、その結果をも考慮して、発電を抑えるようにコマンドを送る。   The control unit 41 of the power generation control device 40 receives each data of the power supply amount, the power consumption amount, and the power storage amount stored in the battery 15 from the power monitoring device 30 side through the interface 44 and stores these data in the RAM 42. To remember. When the control unit 41 determines that the power supply amount is excessive as compared with the power consumption amount in the power supply network 11a and the power storage capacity of the battery 15 and the hydrogen storage device 4, the wind power plant is connected through the interface 45. A command is sent to the power generation control system of 1 and nuclear power plant 2 to suppress power generation. The control unit 41 refers to the data of the power generation adjustment range of each power generation means (wind power plant 1, nuclear power plant 2, etc.) stored in advance in the ROM 43, and reduces the amount of output for each power generation means. To decide. Moreover, the control part 41 monitors the driving | running state of each electric power generation means, and also considers the result, and sends a command to suppress electric power generation.

制御部４１は、電力供給網１１ａに供給されている電力供給量のデータと、電力消費量のデータとを比較し、電力供給量が電力消費量を上回っていると判断すると、その差分の電力量若しくはその差分から所定量を差し引いた分の電力量をバッテリー１５に貯蔵するように、電力供給網１１ａ側にコマンドを送る。また、制御部４１は、バッテリー１５のみならず、水分解装置３を通じて余剰の電力を使用して水素を製造して、その水素を水素貯蔵装置４にて有機ハイドライドの形態で貯蔵するようにできる。電力供給網１１ａは、図示されていない電力分岐システムを備えており、当該電力分岐システムは、制御部４１から送られてきたコマンドに基づいて、バッテリー１５への電力貯蔵を行う。制御部４１は、バッテリー１５に貯蔵されている電力量のデータをＲＡＭ４２に記憶する。なお、電力制御装置４０が、直接、バッテリー１５を制御するようにしても良い。   When the control unit 41 compares the power supply amount data supplied to the power supply network 11a with the power consumption data and determines that the power supply amount exceeds the power consumption amount, the difference power A command is sent to the power supply network 11a so that the amount of power obtained by subtracting a predetermined amount from the amount or the difference thereof is stored in the battery 15. Further, the control unit 41 can produce hydrogen using surplus power through the water splitting device 3 as well as the battery 15 and store the hydrogen in the form of organic hydride in the hydrogen storage device 4. . The power supply network 11 a includes a power branching system (not shown), and the power branching system stores power in the battery 15 based on a command sent from the control unit 41. The control unit 41 stores data on the amount of power stored in the battery 15 in the RAM 42. The power control device 40 may directly control the battery 15.

一方、制御部４１は、電力供給量が電力供給網１１ａ内の電力消費量に比べて不足している場合には、有機ハイドライドとして貯蔵されている水素を使用し、燃料電池１９により電力として取り出し、若しくはバッテリー１５を使用して電力を取り出し、これらを優先的に利用するように、電力供給網１１ａ側にコマンドを送る。制御部４１は、このような処理によっても、まだ電力が不足していると判断した場合には、インターフェイス４５を通じて、風力発電所１および原子力発電所２の発電制御システムに対して、発電量を増大するようにコマンドを送る。この場合でも、制御部４１は、予めＲＯＭ４３に格納されている各発電手段（風力発電所１、原子力発電所２等）の発電量調整範囲のデータを参照して、各発電手段毎に、発電量を決定する。また、制御部４１は、各発電手段の運転状況をモニタし、その結果をも考慮して、発電量を増大するようにコマンドを送る。   On the other hand, when the power supply amount is insufficient as compared with the power consumption amount in the power supply network 11a, the control unit 41 uses hydrogen stored as the organic hydride and extracts it as power by the fuel cell 19. Alternatively, the battery 15 is used to extract power, and a command is sent to the power supply network 11a side so that these are used preferentially. If the control unit 41 determines that the power is still insufficient by such processing, the control unit 41 supplies the power generation amount to the power generation control systems of the wind power plant 1 and the nuclear power plant 2 through the interface 45. Send commands to increase. Even in this case, the control unit 41 refers to the power generation amount adjustment range data of each power generation means (wind power plant 1, nuclear power plant 2, etc.) stored in advance in the ROM 43, and generates power for each power generation means. Determine the amount. In addition, the control unit 41 monitors the operation status of each power generation means, and sends a command to increase the power generation amount in consideration of the result.

電力監視装置３０は、電力供給網１１ａのみならず、コミュニティ１１ｂの電力供給量と各負荷手段の電力消費量とを含めて監視するようにしても良い。すなわち、電力監視装置３０は、風力発電所１および原子力発電所２等の発電手段から電力の供給をうけるすべての単位を監視できる。また、電力貯蔵手段として、バッテリー１５および水素貯蔵装置４以外に、水素貯蔵合金、フライホイール等の他の電力貯蔵手段を利用したり、これらを適宜組み合わせて利用しても良い。   The power monitoring device 30 may monitor not only the power supply network 11a but also the power supply amount of the community 11b and the power consumption amount of each load means. That is, the power monitoring device 30 can monitor all units that receive power from power generation means such as the wind power plant 1 and the nuclear power plant 2. In addition to the battery 15 and the hydrogen storage device 4, other power storage means such as a hydrogen storage alloy or a flywheel may be used as the power storage means, or a combination thereof may be used as appropriate.

以上、本発明に係る発電制御システムの好適な実施の形態について説明したが、本発明は当該実施の形態に限定されることなく、以下のように、種々変形を施して実施することもできる。   The preferred embodiment of the power generation control system according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and can be implemented with various modifications as follows.

上述の実施の形態では、発電手段の例として、風力発電所１と原子力発電所２とを挙げて説明したが、発電手段は、これら２種類に限定されず、ディーゼル発電、バイオマス発電、太陽光発電、水力発電、ガス発電、火力発電、地熱発電等の各種発電方法を採る発電所の１つ若しくはこれらの内の２つ以上を任意に組み合わせたものとすることができる。   In the above-described embodiment, the wind power plant 1 and the nuclear power plant 2 are described as examples of the power generation means. However, the power generation means is not limited to these two types, and diesel power generation, biomass power generation, solar power generation, and the like. One of the power plants that employ various power generation methods such as power generation, hydroelectric power generation, gas power generation, thermal power generation, and geothermal power generation, or any combination of two or more of them can be used.

また、芳香族化合物としてベンゼン以外の化合物（例えば、ナフタレン）を用い、有機ハイドライドとしてシクロヘキサン以外の化合物（例えば、芳香族化合物としてナフタレンを用いた場合にはデカリン）を用いても良い。   Further, a compound other than benzene (for example, naphthalene) may be used as the aromatic compound, and a compound other than cyclohexane (for example, decalin when naphthalene is used as the aromatic compound) may be used as the organic hydride.

上述の実施の形態における水素貯蔵装置４および水素供給装置２０は、それぞれ、ベンゼンに水素を付加してシクロヘキサンの形態で水素を貯蔵する装置およびシクロヘキサンの脱水素により水素とベンゼンとを生成して水素を外部に供給する装置であるが、ベンゼンの代わりにナフタレンを、シクロヘキサンの代わりにデカリンを用いた場合には、ナフタレンに水素を付加してデカリンとして水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、デカリンの脱水素によりナフタレンと水素を生成し当該水素を外部に供給する水素供給手段とを採用しても良い。   The hydrogen storage device 4 and the hydrogen supply device 20 in the above-described embodiment are respectively a device that stores hydrogen in the form of cyclohexane by adding hydrogen to benzene, and generates hydrogen and benzene by dehydrogenation of cyclohexane to generate hydrogen. When naphthalene is used instead of benzene and decalin is used instead of cyclohexane, hydrogen storage means for adding hydrogen to naphthalene to store hydrogen as decalin, and decalin dehydration A hydrogen supply means that generates naphthalene and hydrogen with the element and supplies the hydrogen to the outside may be employed.

また、上述の実施の形態では、エネルギー変換手段の一形態として燃料電池１９を採用したが、他の好適な例として、水素エンジンを採用しても良い。水素供給装置２０からの水素を水素エンジンに送り、電力・熱の形態にてコミュニティ１１ｂにつながる住宅１２等に当該形態のエネルギーを供給することができる。   In the above-described embodiment, the fuel cell 19 is adopted as one form of the energy conversion means. However, as another suitable example, a hydrogen engine may be adopted. Hydrogen from the hydrogen supply device 20 can be sent to the hydrogen engine, and the form of energy can be supplied to the house 12 and the like connected to the community 11b in the form of electric power and heat.

また、水分解装置３で得られた酸素を貯蔵するために、タンク５を用いても良い。さらに、酸素をゴミ焼却場６に搬送するために、トラック９、タンカー９を用いても良い。かかる意味で、タンク５、トラック９およびタンカー９は、酸素貯蔵・搬送手段の一形態である。   Moreover, in order to store the oxygen obtained by the water splitting device 3, the tank 5 may be used. Further, a truck 9 and a tanker 9 may be used for transporting oxygen to the garbage incineration plant 6. In this sense, the tank 5, the truck 9, and the tanker 9 are one form of oxygen storage / conveyance means.

また、酸素を消費するごみ焼却場６および水産系養殖場７以外に、酸素消費手段として、好気性植物の栽培場を採用しても良い。さらに、これらの酸素消費手段に電力あるいは熱を供給するエネルギー供給手段として、燃料電池１９およびこれに水素を供給する水素供給装置２０を採用しても良い。また、燃料電池１９以外のエネルギー供給手段として、水素エンジンを採用しても良い。また、電力貯蔵手段として、蓄電池に代表されるバッテリー１５、水素貯蔵装置４の他に、水素タンクを採用しても良い。   In addition to the waste incinerator 6 and the aquaculture farm 7 that consume oxygen, an aerobic plant cultivation field may be employed as an oxygen consuming means. Furthermore, a fuel cell 19 and a hydrogen supply device 20 for supplying hydrogen to the fuel cell 19 may be adopted as energy supply means for supplying power or heat to the oxygen consuming means. A hydrogen engine may be adopted as an energy supply means other than the fuel cell 19. In addition to the battery 15 typified by a storage battery and the hydrogen storage device 4, a hydrogen tank may be employed as power storage means.

本発明は、地域エネルギー循環システムに利用可能である。   The present invention is applicable to a regional energy circulation system.

本発明の実施の形態に係る発電制御システムを含む地域エネルギー循環システムの概略を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline of the local energy circulation system containing the electric power generation control system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る発電制御システムにおける制御を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the control in the electric power generation control system which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 風力発電所（発電手段）
２ 原子力発電所（発電手段）
３ 水分解装置（水電解手段）
４ 水素貯蔵装置（水素貯蔵手段および電力貯蔵手段）
５ タンク（酸素貯蔵・搬送手段）
６ ゴミ焼却場（酸素消費手段）
７ 水産系養殖場（酸素消費手段）
８ タンカー（酸素貯蔵・搬送手段）
９ トラック（酸素貯蔵・搬送手段）
１０ 鉄塔
１１ａ 電力供給網
１１ｂ コミュニティ
１２ 住宅（負荷手段）
１３ 工場（負荷手段）
１４ オフイス（負荷手段）
１５ バッテリー（電力貯蔵手段）
１６ 水素スタンド（水素供給手段）
１７ 自動車
１８ トラック
１９ 燃料電池（エネルギー変換手段、エネルギー供給手段）
２０ 水素供給装置（水素供給手段、エネルギー供給手段）
２１ 温水配管
３０ 電力監視装置（監視手段）
３１ 制御部（監視手段の一部）
３２ ＲＡＭ
３３ ＲＯＭ
３４ インターフェイス
３５ インターフェイス
４０ 発電制御装置（制御手段）
４１ 制御部（制御手段の一部）
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
４４ インターフェイス
４５ インターフェイス 1 Wind power plant (power generation means)
2 Nuclear power plant (power generation means)
3 Water splitting device (water electrolysis means)
4 Hydrogen storage device (hydrogen storage means and power storage means)
5 Tank (oxygen storage and transport means)
6 Garbage incineration site (oxygen consumption means)
7 Aquaculture farm (oxygen consumption means)
8 Tanker (oxygen storage and transport means)
9 trucks (oxygen storage and transport means)
10 Steel tower 11a Power supply network 11b Community 12 Housing (loading means)
13 Factory (loading means)
14 Office (loading means)
15 Battery (Power storage means)
16 Hydrogen stand (hydrogen supply means)
17 Car 18 Truck 19 Fuel cell (energy conversion means, energy supply means)
20 Hydrogen supply device (hydrogen supply means, energy supply means)
21 Hot water piping 30 Electric power monitoring device (monitoring means)
31 Control part (part of monitoring means)
32 RAM
33 ROM
34 Interface 35 Interface 40 Power generation control device (control means)
41 Control part (part of control means)
42 RAM
43 ROM
44 interface 45 interface

Claims (5)

複数の発電手段と電力を消費する複数の負荷手段とを含む特定地域の電力供給網において発電を制御する発電制御システムであって、
各負荷手段における電力消費量を監視する監視手段と、
複数の上記発電手段を制御する制御手段と、
電力を貯蔵する電力貯蔵手段と、
を備え、
上記制御手段は、上記監視手段から送られてくる各負荷手段の電力消費量の情報を受けて、上記発電手段の発電量の制御を行い、各負荷手段にて消費しきれない電力を上記電力貯蔵手段に一時的に貯蔵することを特徴とする発電制御システム。 A power generation control system for controlling power generation in a power supply network in a specific area including a plurality of power generation means and a plurality of load means for consuming power,
Monitoring means for monitoring power consumption in each load means;
Control means for controlling the plurality of power generation means;
Power storage means for storing power; and
With
The control means receives the information of the power consumption of each load means sent from the monitoring means, controls the power generation amount of the power generation means, and supplies the power that cannot be consumed by each load means to the power A power generation control system characterized by temporarily storing in a storage means. 前記発電手段は、風力発電、ディーゼル発電、バイオマス発電、太陽光発電、原子力発電、水力発電、ガス発電、火力発電、地熱発電の内、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の発電制御システム。   The power generation means includes at least one of wind power generation, diesel power generation, biomass power generation, solar power generation, nuclear power generation, hydroelectric power generation, gas power generation, thermal power generation, and geothermal power generation. Power generation control system. 前記負荷手段において消費しきれない電力を用いて水を分解して水素と酸素とを生成させる水電解手段と、
芳香族化合物と上記水電解手段によって得られた水素とを反応させて有機ハイドライドとして水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、
上記有機ハイドライドの脱水素反応を利用して水素を取り出して外部に供給する水素供給手段と、
上記水素供給手段からの水素を利用して、電力あるいは熱の形態でエネルギーに変換するエネルギー変換手段と、
をさらに備え、
上記水素貯蔵手段は、前記負荷手段にて消費しきれない電力を利用して生成した水素を有機ハイドライドの形で貯蔵し、
上記水素供給手段は、その有機ハイドライドから水素を取り出し、
上記エネルギー変換手段は、水素を電力あるいは熱として前記負荷手段に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の発電制御システム。 Water electrolysis means for decomposing water using electric power that cannot be consumed in the load means to generate hydrogen and oxygen;
A hydrogen storage means for reacting an aromatic compound and hydrogen obtained by the water electrolysis means to store hydrogen as an organic hydride;
Hydrogen supply means for taking out hydrogen by utilizing the dehydration reaction of the organic hydride and supplying it to the outside;
Energy conversion means for converting hydrogen into energy in the form of electric power or heat, utilizing hydrogen from the hydrogen supply means;
Further comprising
The hydrogen storage means stores hydrogen generated using electric power that cannot be consumed by the load means in the form of organic hydride,
The hydrogen supply means takes out hydrogen from the organic hydride,
The power generation control system according to claim 1 or 2, wherein the energy conversion means supplies hydrogen to the load means as electric power or heat. 前記水電解手段で得られた酸素を貯蔵若しくは搬送する酸素貯蔵・搬送手段と、
上記酸素貯蔵・搬送手段からの酸素を消費する水産系養殖場、好気性植物の栽培場若しくは地域内のゴミ焼却場に代表される酸素消費手段と、
電力あるいは熱を上記酸素消費手段に供給するエネルギー供給手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発電制御システム。 Oxygen storage / transport means for storing or transporting oxygen obtained by the water electrolysis means;
Oxygen consuming means represented by aquaculture farms that consume oxygen from the oxygen storage / transport means, aerobic plant cultivation grounds, or local garbage incineration grounds;
Energy supply means for supplying power or heat to the oxygen consuming means;
The power generation control system according to any one of claims 1 to 3, further comprising: 前記電力貯蔵手段は、蓄電池、フライホール、その電力を用いた水分解により生成した水素と芳香族化合物との反応から有機ハイドライドを生成する水素貯蔵手段、水素貯蔵合金あるいは水素タンクの内少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発電制御システム。   The power storage means includes at least one of a storage battery, a flyhole, a hydrogen storage means that generates organic hydride from a reaction between hydrogen generated by water splitting using the power and an aromatic compound, a hydrogen storage alloy, or a hydrogen tank. The power generation control system according to claim 1, wherein the power generation control system is a power generation control system.
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