JP2013074760A - Electric power system for complex housing and control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力を消費する複数の居住部を含む集合住宅で用いられる集合住宅電力システム及び制御装置に関する。 The present invention relates to an apartment house power system and a control device used in an apartment house including a plurality of living units that consume electric power.
近年、住宅における電力系統の補助電源として燃料電池の普及が進んでいる。燃料電池は、天然ガスなどから取り出した水素と空気中の酸素との化学反応により電気を作り出す発電装置である。化学反応の際に発生する熱を熱交換によりお湯にして貯湯槽に貯えておき、貯湯槽内の貯湯を給湯に供するコジェネレーションシステムも知られている。 In recent years, fuel cells have been widely used as auxiliary power sources for electric power systems in houses. A fuel cell is a power generation device that generates electricity by a chemical reaction between hydrogen extracted from natural gas or the like and oxygen in the air. There is also known a cogeneration system in which heat generated during a chemical reaction is converted into hot water by heat exchange and stored in a hot water storage tank, and the hot water stored in the hot water storage tank is used for hot water supply.
また、複数の居住部を備える集合住宅(マンションなど)において燃料電池により電力供給を行う集合住宅電力システムが提案されている(特許文献1参照)。 An apartment house power system has been proposed in which power is supplied by a fuel cell in an apartment house (such as a condominium) having a plurality of living units (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の集合住宅電力システムは、複数の居住部に対応して設けられ、対応する居住部に供給するべき電力を発電して供給する複数の燃料電池と、燃料電池が発電する電力のうち、対応する居住部に供給する電力以外の余剰電力を他の居住部に供給する電力ネットワークと、を有する。
The collective housing power system described in
また、特許文献1に記載の集合住宅電力システムは、居住部に供給するべき電力量が閾値よりも小さい場合、当該居住部に対応する燃料電池の発電を停止させ、当該居住部に供給するべき電力を、他の燃料電池に余剰電力として発電させる。
Moreover, the collective housing electric power system of
ところで、燃料電池により電力供給を行う集合住宅電力システムにおいては、燃料電池単独で電力供給を行うのではなく、燃料電池と、系統等の電力供給手段と、を併用して電力供給を行うことが現実的であると考えられる。 By the way, in an apartment house power system in which power is supplied by a fuel cell, power is not supplied by the fuel cell alone but can be supplied by using a fuel cell and a power supply means such as a grid in combination. It is considered realistic.
しかしながら、燃料電池と他の電力供給手段とを併用する構成においては、当該他の電力供給手段の電力供給停止時(例えば、系統の停電時)において、燃料電池のみで集合住宅全体の消費電力量を賄うことが困難である。特許文献1に記載の集合住宅電力システムは、そのような非常時における対策が考慮されていないため、例えば停電時に居住者がエレベーターに閉じこめられるといった問題が生じる可能性がある。
However, in a configuration in which a fuel cell and other power supply means are used in combination, when the power supply of the other power supply means is stopped (for example, at the time of a power failure of the system), the power consumption of the entire apartment house with only the fuel cell It is difficult to cover Since the collective housing power system described in
そこで、本発明は、上述した課題を解決できる集合住宅電力システム及び制御装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the housing complex electric power system and control apparatus which can solve the subject mentioned above.
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features.
本発明に係る集合住宅電力システムの特徴は、電力を消費するM戸の居住部(例えば、居住部{110−1〜110−M})と、前記M戸の居住部の居住者によって共用され且つ電力を消費する共用部(例えば、共用部120)と、を有する集合住宅(例えば、集合住宅100)で用いられる集合住宅電力システムであって、前記M戸の居住部のうちN(N<M)戸の居住部(例えば、居住部{110−1〜110−N})に対応して設置されたN個の燃料電池(例えば、燃料電池{111−1〜111−N})と、前記燃料電池が発電した電力を前記集合住宅内で共用し、且つ、前記集合住宅の総消費電力量に対する前記燃料電池の総発電量の不足分の電力を他の電力供給手段(例えば、系統電源10及び変電設備20)が供給する電力によって補うための分電手段(例えば、分電盤130)と、前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記燃料電池が発電した電力を、前記共用部に優先的に供給するよう制御する制御装置(例えば、制御装置140)と、を有することを要旨とする。 The characteristics of the apartment house power system according to the present invention are shared by the resident part of the M unit that consumes power (for example, the resident part {110-1 to 110-M}) and the resident of the resident part of the M unit. And an apartment power system used in an apartment house (for example, the apartment house 100) having a common part (for example, the common part 120) that consumes power, and N (N < M) N fuel cells (for example, fuel cells {111-1 to 111-N}) installed corresponding to the living part of the door (for example, the living part {110-1 to 110-N}); The electric power generated by the fuel cell is shared in the apartment house, and the shortage of the total electric power generation amount of the fuel cell relative to the total electric energy consumption of the apartment house is used as another power supply means (for example, a system power source) 10 and substation equipment 20) The power generated by the fuel cell is preferentially supplied to the shared unit when the power supply of the power distribution means (for example, the distribution panel 130) and the other power supply means is supplemented. And a control device (for example, control device 140) to be controlled.
本発明に係る集合住宅電力システムの他の特徴によれば、前記制御装置は、前記分電手段を制御する第1の制御手段(例えば、分電盤制御部144)を有し、前記第1の制御手段は、前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記N戸の居住部の総消費電力量と前記共用部の消費電力量との和が前記燃料電池の総発電量以上である場合に、前記M戸の居住部のうち前記N戸の居住部を除いた(M−N)戸の居住部(例えば、居住部{110−(N+1)〜110−M})に対して前記燃料電池が発電した電力の供給を停止するように、前記分電手段を制御する。 According to another feature of the apartment house power system according to the present invention, the control device includes first control means (for example, a distribution board control unit 144) for controlling the power distribution means, and the first control means. The control means is configured such that when the power supply of the other power supply means is stopped, the sum of the total power consumption of the living unit of the N units and the power consumption of the shared part is equal to or greater than the total power generation amount of the fuel cell. In some cases, with respect to the resident part of the (MN) house (for example, the resident part {110- (N + 1) to 110-M}) excluding the N resident part of the M resident part. The power distribution means is controlled so as to stop the supply of power generated by the fuel cell.
本発明に係る集合住宅電力システムの他の特徴によれば、前記制御装置は、前記前記M戸の居住部における消費電力量を制御する第2の制御手段(例えば、負荷制御部145)をさらに有し、前記第2の制御手段は、前記第1の制御手段によって前記供給停止制御が行われても、前記共用部で消費される電力が不足する場合には、前記N戸の居住部の消費電力量を制限する。 According to another feature of the apartment house power system according to the present invention, the control device further includes second control means (for example, a load control unit 145) for controlling power consumption in the living unit of the M units. And the second control means is configured such that, even if the supply stop control is performed by the first control means, if the power consumed in the shared part is insufficient, Limit power consumption.
本発明に係る集合住宅電力システムの他の特徴によれば、前記N戸の居住部のそれぞれは、対応する燃料電池が発電した電力のうち、他の居住部又は前記共用部へ供給した電力量を売電電力量として測定する測定手段(例えば、売電メーター114)を含み、前記制御装置は、前記第2の制御手段により前記N戸の居住部の消費電力量が制限される期間の前記売電電力量は、他の期間の前記売電電力量と分けて管理する管理手段(例えば、電力管理部143)を含む。 According to another feature of the apartment house power system according to the present invention, each of the N residential units has an amount of power supplied to another residential unit or the common unit out of the power generated by the corresponding fuel cell. Measuring means (for example, a power selling meter 114), and the control device is configured to measure the selling power during a period in which the power consumption amount of the N residential units is limited by the second control means. The amount of electric power includes management means (for example, a power management unit 143) that manages separately from the amount of electric power sold in other periods.
本発明に係る集合住宅電力システムの他の特徴によれば、前記制御装置は、前記分電手段を制御する第1の制御手段(例えば、分電盤制御部144)を有し、前記第1の制御手段は、前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記N戸の居住部の総消費電力量と前記共用部の消費電力量との和が前記燃料電池の総発電量よりも小さい場合に、前記燃料電池が発電した電力から前記N戸の居住部及び前記共用部のそれぞれの消費電力を差し引いた余剰電力を、前記M戸の居住部のうち前記N戸の居住部を除いた(M−N)戸の居住部(例えば、居住部{110−(N+1)〜110−M})に対して供給するよう前記分電手段を制御する余剰電力供給制御を行う。 According to another feature of the apartment house power system according to the present invention, the control device includes first control means (for example, a distribution board control unit 144) for controlling the power distribution means, and the first control means. The control means is configured such that when the power supply of the other power supply means is stopped, the sum of the total power consumption of the living unit of the N units and the power consumption of the shared part is greater than the total power generation amount of the fuel cell. In the case where it is small, the surplus power obtained by subtracting the power consumption of each of the N residential units and the shared unit from the power generated by the fuel cell is excluded from the N residential units among the M residential units. In addition, surplus power supply control is performed to control the power distribution means so as to supply to the living part of the (MN) door (for example, the living part {110- (N + 1) to 110-M}).
本発明に係る集合住宅電力システムの他の特徴によれば、前記制御装置は、前記M戸の居住部における消費電力量を制御する第2の制御手段(例えば、負荷制御部145)をさらに有し、前記第2の制御手段は、前記第1の制御手段によって前記余剰電力供給制御が行われる際に、前記(M−N)戸の居住部の総消費電力量が前記余剰電力の電力量以下になるように、前記(M−N)戸の居住部の消費電力量を制限する。 According to another feature of the apartment house power system according to the present invention, the control device further includes second control means (for example, a load control unit 145) for controlling power consumption in the living unit of the M units. When the surplus power supply control is performed by the first control means, the second control means is configured such that the total power consumption of the living part of the (MN) door is the power amount of the surplus power. The power consumption of the living part of the (MN) door is limited as follows.
本発明に係る制御装置の特徴は、電力を消費するM戸の居住部と、前記M戸の居住部の居住者によって共用され且つ電力を消費する共用部と、前記M戸の居住部のうちN(N<M)戸の居住部に対応して設置されたN個の燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を前記集合住宅内で共用し且つ前記集合住宅の総消費電力量に対する前記燃料電池の総発電量の不足分の電力を他の電力供給手段が供給する電力によって補う分電手段と、を有する集合住宅電力システムで用いられる制御装置であって、前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記燃料電池が発電した電力を、前記共用部に優先的に供給するよう制御することを要旨とする。 The characteristics of the control device according to the present invention are: a living unit of M units that consumes power; a shared unit that is shared and consumed by residents of the M unit of living units; and a living unit of the M units N fuel cells installed corresponding to the living part of N (N <M) houses, and the electric power generated by the fuel cell is shared in the apartment house and the total power consumption of the apartment house A control device for use in an apartment house power system, comprising: a power distribution unit that supplements a shortage of the total power generation amount of the fuel cell with the power supplied by the other power supply unit. The gist is to control the power generated by the fuel cell to be preferentially supplied to the common unit when the power supply is stopped.
本発明によれば、燃料電池と併用される他の電力供給手段の電力供給停止時(例えば、系統の停電時)において、適切な電力供給制御を行うことができる集合住宅電力システム及び制御装置を提供できる。 According to the present invention, there is provided an apartment house power system and a control device capable of performing appropriate power supply control when power supply is stopped by another power supply means used in combination with a fuel cell (for example, when a power failure occurs in a system). Can be provided.
図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の実施形態に係る図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings according to the following embodiments, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
図1は、本実施形態に係る集合住宅電力システムが適用される集合住宅100の概略構成図である。以下の図1〜図4において、電力ラインは太線で示し、通信ラインは破線で示している。なお、通信ラインは有線に限らず、無線であってもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
図1に示すように、集合住宅100は、一括受電会社によって管理される変電設備20から低圧電力の供給を受ける。変電設備20は、電力会社によって管理される系統電源10から高圧電力の供給を受ける受電部21と、系統電源10から供給される高圧電力を低圧電力に変換して集合住宅100に供給する変圧部22と、を含む。
As shown in FIG. 1, the
図2は、本実施形態に係る集合住宅電力システムのブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of the apartment house power system according to the present embodiment.
図2に示すように、本実施形態に係る集合住宅電力システムは、電力を消費するM(M≧2)戸の居住部{110−1〜110−M}と、集合住宅100の居住者によって共用され且つ電力を消費する共用部120と、M戸の居住部{110−1〜110−M}のうちN(N<M)戸の居住部{110−1〜110−N}に対応して設置されたN個の燃料電池{111−1〜111−N}と、N個の燃料電池{111−1〜111−N}が発電した電力を集合住宅100内で共用するための分電盤130と、各種の制御を行う制御装置140と、を有する。
As shown in FIG. 2, the apartment house power system according to the present embodiment is based on the resident part {110-1 to 110-M} of M (M ≧ 2) houses that consume power and the residents of the
M戸の居住部{110−1〜110−M}のそれぞれは、電力ラインを介して分電盤130と接続され、通信ラインを介して制御装置140と接続される。
Each of the M residential units {110-1 to 110-M} is connected to the
N戸の居住部{110−1〜110−N}には、それぞれ対応する居住部110に電力を供給するN個の燃料電池{111−1〜111−N}が設置されている。詳細には、居住部110−1には燃料電池111−1が設置され、居住部110−2には燃料電池111−2が設置される。M戸の居住部{110−1〜110−M}のうちN戸の居住部{110−1〜110−N}を除いた(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}には、燃料電池111が設置されていない。
In N living units {110-1 to 110-N}, N fuel cells {111-1 to 111-N} that supply electric power to the corresponding
N戸の居住部{110−1〜110−N}のそれぞれは、対応する燃料電池111が発電する電力と、分電盤130を介して供給される電力と、を消費する。本実施形態では、N戸の居住部{110−1〜110−N}のそれぞれは、対応する燃料電池111が発電した電力を優先的に消費する。そして、対応する燃料電池111が発電した電力に不足がある場合には、分電盤130を介して供給される電力によって当該不足分を賄う。これに対し、対応する燃料電池111が発電した電力に余剰がある場合には、当該余剰分(余剰電力)を分電盤130に出力する。
Each of the N residential units {110-1 to 110-N} consumes power generated by the
(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}のそれぞれは、燃料電池111が設置されていないため、分電盤130を介して供給される電力を消費する。居住部110の構成については後述する。
Each of the living units {110- (N + 1) to 110-M} of the (MN) door consumes power supplied through the
燃料電池111は、例えば固体酸化物型燃料電池(SOFC)であり、天然ガスなどから取り出した水素と空気中の酸素との化学反応により発電を行い、発電した電力を出力する。燃料電池111は、定格出力電力量で発電運転を行うと、エネルギー変換効率が最も高くなる。言い換えると、燃料電池111は、定格出力電力量よりも少ない出力電力量で発電運転を行うと、エネルギー変換効率は低くなる。よって、当該定格出力電力量が燃料電池111の最適発電量となる。本実施形態では、燃料電池{111−1〜111−N}のそれぞれは、最適発電量で一定出力運転を行う。
The
共用部120は、電力ラインを介して分電盤130と接続され、通信ラインを介して制御装置140と接続される。共用部120は、例えば、集合住宅100のエントランス部(自動ドアなど)やエレベーターを含む。共用部120は、分電盤130を介して供給される電力を消費する。
The shared
分電盤130は、電力ラインを介して変電設備20と接続され、電力ラインを介して居住部110及び共用部120と接続され、通信ラインを介して制御装置140と接続される。分電盤130は、変電設備20から供給される電力(低圧電力)を居住部110及び共用部120に分配する。
The
分電盤130は、集合住宅100の総消費電力量に対して燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量が不足する場合に、当該不足分の電力を、他の電力供給手段(変電設備20)から供給される電力によって補うように構成される。
When the total power generation amount of the fuel cell {111-1 to 111-N} is insufficient with respect to the total power consumption amount of the
本実施形態では、分電盤130は、燃料電池111が設置される居住部110については、対応する燃料電池111が発電した電力に不足がある場合には、当該居住部110に対して、燃料電池111が設置される他の居住部110からの電力を供給することで、当該不足分の電力を賄い、それでもまだ不足がある場合には、変電設備20からの電力を供給する。
In the present embodiment, the
また、分電盤130は、燃料電池111が設置される居住部110については、対応する燃料電池111が発電した電力に余剰がある場合には、当該余剰分の電力を他の居住部110に供給することで、当該燃料電池111が発電した電力を居住部{110−1〜110−M}で共用するように構成される。
In addition, the
分電盤130は、居住部110毎に設けられた電力供給停止用リレー131を含む。電力供給停止用リレー131は、通常は導通状態(オン状態)であるが、制御装置140からの制御に応じて非導通状態(オフ状態)に切り替わる。電力供給停止用リレー131がオフ状態である場合、当該電力供給停止用リレー131に対応する居住部110には、変電設備20からの電力及び燃料電池111が設置される他の居住部110からの電力が供給されない。
The
制御装置140は、集合住宅100でのエネルギー管理を行うためのエネルギー管理システム(EMS)に相当する。本実施形態では、制御装置140は、居住部110、共用部120、及び分電盤130のそれぞれの状態(消費電力量など)を監視したり、居住部110、共用部120、及び分電盤130のそれぞれに対する制御を行ったりする。制御装置140の構成については後述する。
The
このような集合住宅電力システムにおいて、集合住宅100における燃料電池111の設置個数Nは、集合住宅100のベース消費電力量と、N個の燃料電池{111−1〜111−N}の発電効率が最適となる最適発電量と、に応じて定められる。詳細には、燃料電池111の設置個数Nは、燃料電池111が最適発電量で発電を行う場合の総発電量が、集合住宅100のベース消費電力量と同等になるように定められる。
In such an apartment house power system, the number N of
ここで、集合住宅100のベース消費電力量とは、集合住宅100で最低限消費される電力量である。例えば、ベース消費電力量は、必ず消費される電力量であり、共用部120の消費電力量の最小値と、居住部110毎の消費電力量の最小値との和により定められる。居住部110の消費電力量の最小値とは、当該居住部110において継続的に動作させる必要のある負荷(冷蔵庫など)の消費電力量に相当する。また、燃料電池111の最適発電量とは、上述したように、当該燃料電池111の定格出力電力量である。よって、燃料電池{111−1〜111−N}のそれぞれの定格出力電力量が等しいと仮定し、集合住宅100のベース消費電力量をX[W]、燃料電池111の定格出力電力量をY[W]とすると、集合住宅100における燃料電池111の設置個数Nは、XをYで除算した値(余りを除く)である。
Here, the base power consumption amount of the
このように、燃料電池111が最適発電量(定格出力電力量)で発電を行う場合の総発電量が、集合住宅100のベース消費電力量と同等になるように、燃料電池111の設置個数Nを定めることによって、燃料電池{111−1〜111−N}のそれぞれが最適発電量で一定出力運転を行っても、燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量を集合住宅100内で消費できる。
Thus, the number N of installed
ただし、このように燃料電池111の設置個数Nを定めると、燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量のみで集合住宅100の総消費電力量を十分に賄うことは期待できない。このため、集合住宅100の総消費電力量に対して燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量が不足する場合に、当該不足分の電力を、変電設備20から供給される電力によって賄うようにしている。
However, if the installation number N of the
次に、居住部110の構成を説明する。図3は、燃料電池111が設置された居住部110のブロック図である。
Next, the structure of the
図3に示すように、居住部110は、燃料電池111と、貯湯槽112と、複数の負荷{113−1〜113−n}と、売電メーター114と、買電メーター115と、を含む。
As shown in FIG. 3, living
燃料電池111は、例えばSOFCであり、天然ガスなどから取り出した水素と空気中の酸素との化学反応により発電を行い、発電した電力を出力する。上述したように、燃料電池111は、最適発電量(定格出力電力量)で一定出力運転を行う。
The
貯湯槽112は、居住部110における給湯のために、燃料電池111の発電時の排熱を熱交換によりお湯にして貯える。燃料電池111の発電電力量が大きいほど、貯湯槽112に貯えられるお湯も多くなるため、燃料電池111が最適発電量で一定出力運転を行うことによって、燃料電池111が設置された居住部110での給湯可能量を多くできる。
The hot
負荷113は、燃料電池111からの電力(及び分電盤130からの電力)を消費する機器であり、例えば冷蔵庫、空調機、照明、テレビ受像機などである。空調機、テレビ受像機などは継続的に動作しない機器であるが、冷蔵庫は継続的に動作することが必要な機器であるため、上述したベース消費電力量を算定するに際して冷蔵庫の消費電力量が使用される。本実施形態では、負荷113は、通信ラインを介して制御装置140に接続されており、制御装置140からの制御を受け付け可能である。負荷113は、制御装置140からの制御に応じて、通常モードから低消費電力モードへ切り替え可能に構成される。ただし、居住部110に専用のEMS(いわゆる、HEMS)が設置される場合には、負荷113は、当該HEMSを介して、制御装置140からの制御を受け付けてもよい。
The
売電メーター114は、燃料電池111及び負荷113と、分電盤130と、の間の電力ライン上に設置される。売電メーター114は、通信ラインを介して制御装置140と接続される。売電メーター114は、燃料電池111からの電力を分電盤130に出力する電力量(すなわち、他の居住部110又は共用部120へ供給した電力量)を売電電力量として測定し、測定した売電電力量を蓄積(積算)する。また、売電メーター114は、記憶している売電電力量を、通信ラインを介して制御装置140に出力する。
The
買電メーター115は、燃料電池111及び負荷113と、分電盤130と、の間の電力ライン上に設置される。買電メーター115は、通信ラインを介して制御装置140と接続される。買電メーター115は、分電盤130から負荷113に供給される電力量を買電電力量として測定し、測定した買電電力量を蓄積(積算)する。また、買電メーター115は、記憶している買電電力量を、通信ラインを介して制御装置140に出力する。
The
図4は、燃料電池111が設置されない居住部110のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of the living
図4に示すように、居住部110は、燃料電池111と、貯湯槽112と、売電メーター114と、を有していない点で、図3の居住部110とは異なる。その他の構成は、図3の居住部110と同様である。
As shown in FIG. 4, the living
次に、制御装置140の構成を説明する。図5は、制御装置140のブロック図である。
Next, the configuration of the
図5に示すように、制御装置140は、通信部141と、処理部146と、を含む。通信部141は、通信ラインを介して、居住部110、共用部120、及び分電盤130のそれぞれと通信する。処理部146は、CPUやメモリを用いて構成されており、当該メモリに記憶されているプログラムを実行することで、後述する各種の機能部を構成する。
As illustrated in FIG. 5, the
処理部146は、取得部142と、電力管理部143と、分電盤制御部144と、負荷制御部145と、を含む。
The
取得部142は、居住部110、共用部120、及び分電盤130のそれぞれから各種の情報を取得する。例えば、取得部142は、燃料電池111が設置された居住部{110−1〜110−N}のそれぞれから売電電力量及び買電電力量を定期的に取得し、燃料電池111が設置されない居住部{110−(N+1)〜110−M}のそれぞれから買電電力量を定期的に取得する。
The
電力管理部143は、取得部142が取得する売電電力量及び買電電力量を居住部110毎に記憶及び管理する。電力管理部143によって管理される情報は、例えば一括受電会社によって、居住部110毎の電気料金の精算に利用される。
The
分電盤制御部144及び負荷制御部145は、変電設備20からの電力供給停止時(すなわち、停電時)において、共用部120に対する電力供給を優先するための制御を行う。当該制御については後述する。
The distribution
次に、本実施形態に係る集合住宅電力システムにおける停電時の動作を説明する。図6は、本実施形態に係る集合住宅電力システムにおける停電時の動作フロー図である。本フローは、制御装置140が停電を検知した場合に定期的に実施される。制御装置140は、分電盤130からの情報又は外部ネットワーク(不図示)からの情報によって停電を検知する。
Next, the operation | movement at the time of a power failure in the apartment house electric power system which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 6 is an operation flow diagram at the time of a power failure in the apartment house power system according to the present embodiment. This flow is periodically performed when the
図6に示すように、ステップS11において、取得部142は、燃料電池111が設置されたN戸の居住部{110−1〜110−N}の総消費電力量と、共用部120の消費電力量と、燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量と、を取得する。そして、N戸の居住部{110−1〜110−N}の総消費電力量と共用部120の消費電力量との和を、燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量と比較する。
As shown in FIG. 6, in step S <b> 11, the
N戸の居住部{110−1〜110−N}の総消費電力量と共用部120の消費電力量との和が、燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量以上である場合(ステップS12;YES)、ステップS12において、分電盤制御部144は、燃料電池111が設置されない(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}に対し、N個の燃料電池{111−1〜111−N}が発電した電力の供給を停止するように、分電盤130を制御する供給停止制御を行う。詳細には、分電盤制御部144は、(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}のそれぞれに対応する電力供給停止用リレー131をオフするように制御する。これにより、(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}への電力供給よりも、N戸の居住部{110−1〜110−N}及び共用部120への電力供給を優先することができる。
The sum of the total power consumption of the residential unit {110-1 to 110-N} of N units and the power consumption of the
ステップS14において、負荷制御部145は、共用部120へ供給される電力量が十分であるか否かを判定する。具体的な判定としては、予め共用部120に必要とされる電力量を計測あるいは算出して記憶しておき、供給される電力量と記憶した電力量とを比較することで十分であるか否かを判定する。
In step S <b> 14, the
共用部120へ供給される電力量が不十分である場合(ステップS14;NO)、ステップS15において、負荷制御部145は、N戸の居住部{110−1〜110−N}の消費電力量を制限する。詳細には、負荷制御部145は、N個の燃料電池{111−1〜111−N}のそれぞれに設けられた各負荷113を通常モードから低消費電力モードに切り替えるように制御する。これにより、N戸の居住部{110−1〜110−N}への電力供給よりも、共用部120への電力供給を優先することができる。
When the amount of power supplied to the shared
一方、ステップS12において、N戸の居住部{110−1〜110−N}の総消費電力量と共用部120の消費電力量との和が、燃料電池{111−1〜111−N}の総発電量未満である場合、ステップS16において、分電盤制御部144は、N個の燃料電池{111−1〜111−N}が発電した電力からN戸の居住部{110−1〜110−N}及び共用部120のそれぞれの消費電力を差し引いた余剰電力を、M戸の居住部{110−1〜110−M}のうちN戸の居住部{110−1〜110−N}を除いた(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}に対して供給するよう分電盤130を制御する余剰電力供給制御を行う。具体的な制御としては、(M−N)戸全てに供給することが困難な場合は、事前に優先順位付けされたX戸以外に対して供給を停止する制御を行う。あるいは、分電盤130の制御ではないが、(M−N)戸においては家電使用を制限し(例えば冷蔵庫のみ使用可能にする)、その消費電力和が余剰電力と同等になるような制御をしてもよい。
On the other hand, in step S12, the sum of the total power consumption of the N residential units {110-1 to 110-N} and the power consumption of the
これにより、N戸の居住部{110−1〜110−N}及び共用部120への電力供給だけでなく、(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}への電力供給も可能になる。
Thereby, not only the power supply to the residential unit {110-1 to 110-N} of N units and the
ステップS17において、負荷制御部145は、このような余剰電力供給制御に当たり、(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}の総消費電力量が余剰電力の電力量以下になるように、(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}の消費電力量を制限する。詳細には、負荷制御部145は、(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}のそれぞれに設けられた各負荷113のうち、余剰電力の電力量に応じた数の負荷113を通常モードから低消費電力モードに切り替えるように制御する。これにより、余剰電力の電力量と(M−N)戸の居住部{110−(N+1)〜110−M}の総消費電力量とを同等にすることができる。
In step S <b> 17, the
なお、売電メーター114及び/又は電力管理部143は、このような停電時制御を考慮して、N戸の居住部{110−1〜110−N}のそれぞれの売電電力量を管理する。本実施形態では、売電メーター114及び/又は電力管理部143は、通常時の売電電力量と、停電時の売電電力量と、停電時に消費電力量が制限される期間の売電電力量と、を分けて管理する。このように分けて管理することで、通常時の売電電力量と、停電時の売電電力量と、停電時に消費電力量が制限される期間の売電電力量と、で売電電力料金を異ならせることができる。例えば、居住部110毎の電気料金を精算する一括受電会社は、通常時の売電電力量よりも停電時の売電電力量を高額にし、且つ、停電時の売電電力量よりも停電時に消費電力量が制限される期間の売電電力量を高額にすることができる。
The
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。 As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
上述した実施形態では、各燃料電池111が最適発電量で一定出力運転を行う一例を説明したが、各燃料電池111が、負荷消費電力量に応じて発電量を制御(負荷追従制御)してもよい。
In the embodiment described above, an example in which each
また、上述した実施形態では、燃料電池111は、居住部110の内部に設置されていたが、居住部110の外部に設置されてもよい。
Further, in the embodiment described above, the
さらに、上述した実施形態では、燃料電池111毎(居住部110毎)に貯湯槽112が設けられていたが、複数の燃料電池111(複数の居住部110)で1つの貯湯槽を共用する構成でもよい。
Further, in the above-described embodiment, the hot
上述した実施形態では、集合住宅100が、一括受電会社によって管理される変電設備20から低圧電力の供給を受ける一例を説明したが、一括受電会社によって管理される変電設備20を介さずに、系統電源10から低圧電力を集合住宅100に供給してもよい。また、集合住宅100に太陽電池及び/又は蓄電池が設置され、当該太陽電池及び/又は当該蓄電池が分電盤130に接続されていてもよい。
In the above-described embodiment, an example has been described in which the
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。 Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein.
10…系統電源、20…変電設備、21…受電部、22…変圧部、100…集合住宅、110…居住部、111…燃料電池、112…貯湯槽、113…負荷、114…売電メーター、115…買電メーター、120…共用部、130…分電盤、131…電力供給停止用リレー、140…制御装置、141…通信部、142…取得部、143…電力管理部、144…分電盤制御部、145…負荷制御部、146…処理部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記M戸の居住部のうちN(N<M)戸の居住部に対応して設置されたN個の燃料電池と、
前記燃料電池が発電した電力を前記集合住宅内で共用し、且つ、前記集合住宅の総消費電力量に対する前記燃料電池の総発電量の不足分の電力を他の電力供給手段が供給する電力によって補うための分電手段と、
前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記燃料電池が発電した電力を、前記共用部に優先的に供給するよう制御する制御装置と、
を有することを特徴とする集合住宅電力システム。 An apartment power system for use in an apartment house having a resident part of M units that consumes power and a shared part that consumes and consumes electricity shared by residents of the resident part of the M units,
N fuel cells installed corresponding to N (N <M) living units among the M living units,
The electric power generated by the fuel cell is shared in the apartment house, and the electric power supplied by the other electric power supply means supplies the shortage of the total electric power generation amount of the fuel cell with respect to the total electric energy consumption of the apartment house. Power distribution means to supplement,
A control device that controls to preferentially supply the power generated by the fuel cell to the shared unit when the power supply of the other power supply means is stopped;
An apartment house power system characterized by comprising:
前記第1の制御手段は、前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記N戸の居住部の総消費電力量と前記共用部の消費電力量との和が前記燃料電池の総発電量以上である場合に、前記M戸の居住部のうち前記N戸の居住部を除いた(M−N)戸の居住部に対して前記燃料電池が発電した電力の供給を停止するように、前記分電手段を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の集合住宅電力システム。 The control device has first control means for controlling the power distribution means,
The first control means is configured such that when the power supply of the other power supply means is stopped, the sum of the total power consumption of the living unit of the N units and the power consumption of the shared part is the total power generation of the fuel cell. When the amount is equal to or greater than the amount, the supply of electric power generated by the fuel cell is stopped with respect to the (MN) occupancy of the M occupants excluding the N occupants. Controlling the power distribution means;
The apartment house electric power system according to claim 1 characterized by things.
前記第2の制御手段は、前記第1の制御手段によって前記供給停止制御が行われても、前記共用部で消費される電力が不足する場合には、前記N戸の居住部の消費電力量を制限する、
ことを特徴とする請求項2に記載の集合住宅電力システム。 The control device further includes second control means for controlling power consumption in the living part of the M units,
The second control means is configured such that, even if the supply stop control is performed by the first control means, if the power consumed in the shared part is insufficient, the power consumption of the N living parts Limit,
The collective housing electric power system according to claim 2 characterized by things.
前記制御装置は、前記第2の制御手段により前記N戸の居住部の消費電力量が制限される期間の前記売電電力量は、他の期間の前記売電電力量と分けて管理する管理手段を含む、
ことを特徴とする請求項3に記載の集合住宅電力システム。 Each of the N residential units includes a measuring unit that measures the amount of power supplied to the other residential unit or the common unit out of the electric power generated by the corresponding fuel cell,
The control device includes a managing unit that manages the power sale power amount during a period in which the power consumption amount of the N occupant is limited by the second control unit separately from the power sale power amount during other periods. Including,
The collective housing power system according to claim 3.
前記第1の制御手段は、前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記N戸の居住部の総消費電力量と前記共用部の消費電力量との和が前記燃料電池の総発電量よりも小さい場合に、前記燃料電池が発電した電力から前記N戸の居住部及び前記共用部のそれぞれの消費電力を差し引いた余剰電力を、前記M戸の居住部のうち前記N戸の居住部を除いた(M−N)戸の居住部に対して供給するよう前記分電手段を制御する余剰電力供給制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の集合住宅電力システム。 The control device has first control means for controlling the power distribution means,
The first control means is configured such that when the power supply of the other power supply means is stopped, the sum of the total power consumption of the living unit of the N units and the power consumption of the shared part is the total power generation of the fuel cell. The surplus power obtained by subtracting the power consumption of each of the N residential units and the shared unit from the power generated by the fuel cell when the amount is smaller than the amount is set to the N residential units among the M residential units. Excessive power supply control for controlling the power distribution means to supply to the living part of the (MN) door excluding the part is performed.
The apartment house electric power system according to claim 1 characterized by things.
前記第2の制御手段は、前記第1の制御手段によって前記余剰電力供給制御が行われる際に、前記(M−N)戸の居住部の総消費電力量が前記余剰電力の電力量以下になるように、前記(M−N)戸の居住部の消費電力量を制限する、
ことを特徴とする請求項5に記載の集合住宅電力システム。 The control device further includes second control means for controlling power consumption in the living part of the M units,
In the second control unit, when the surplus power supply control is performed by the first control unit, the total power consumption of the living part of the (MN) door is less than the power amount of the surplus power. In order to limit the power consumption of the living part of the (MN) door,
The collective housing power system according to claim 5.
前記他の電力供給手段の電力供給停止時において、前記燃料電池が発電した電力を、前記共用部に優先的に供給するよう制御する、
ことを特徴とする制御装置。 Residential section of M units that consumes power, a shared section that is shared by residents of the resident section of M units and consumes power, and a resident unit of N (N <M) out of the resident units of M units N fuel cells installed corresponding to the above, and the power generated by the fuel cell are shared in the apartment house, and the shortage of the total power generation amount of the fuel cell with respect to the total power consumption of the apartment house A control device used in an apartment power system having power distribution means for supplementing power with power supplied by other power supply means,
When the power supply of the other power supply means is stopped, the power generated by the fuel cell is controlled to be preferentially supplied to the shared unit.
A control device characterized by that.
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