JP2014045544A - 発電システム、その発電変動補完システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パターン記憶部21には、天候や時間帯等に応じて予め適切と判断されたGEベース出力値のパターンが複数種類記憶されている。GEベース出力パターン選定部23は、この複数パターンのなかから天気予報に応じてパターンを選定し、GEベース出力部24は、この選定されたパターンを用いて、GE指令値決定部10の加算器14に対してGEベース出力値を出力する。
【選択図】図1
Description
また、燃料電池は、水素と酸素を化学反応させて電気を生成する電池であり、通常の電池とは異なり、水素と酸素を供給し続けることで継続的に発電しつづけることができる。
特許文献1には、天然ガス等を燃料とするガスエンジンを用いたエンジンコージェネレーションシステムと、蓄電装置の充放電とによって、太陽光発電装置の出力変動を吸収することが開示されている。特許文献1の発明は、太陽光発電装置の出力変動に対応する応答性を向上して、太陽光発電装置の出力変動を適切に吸収すると共に、発電効率の低下を防止することができる発電システムを提供するものである。例えば、エンジン出力制御では吸収できないような短時間の太陽光発電出力変動に対しては、この変動分を適切に補うように蓄電装置の充放電量を制御するものである。
図1は、本例の発電変動補完システムの構成図である。
図示の例の発電変動補完システム1は、GE指令値決定部10とGEベース出力設定部20から成る。GE指令値決定部10自体は、従来から存在する既存の構成と見做してよく、本手法では新たにGEベース出力設定部20が追加されたものである。
GE指令値決定部10は、上記太陽光発電装置3の発電電力値をリアルタイムで入力するPV発電電力入力部11と、フィルタ12、減算器13、加算器14等を有する。
ここで、図3(a)に示す例は、例えば晴れの日の午前中の太陽光発電電力例であり、短期的な変動としては増加と減少を数多く繰り返す形となるが、全体的には太陽光量が増加していく傾向となることから、図中に点線で示すような中長期の変動成分は上昇していくものとなっている。この為、短期的な変動における増加分と減少分とを比較すると、増加分の変動量の方が大きくなり、これが減算器13の−側に入力されることで、図3(c)に示すように減算器13の出力は、減少分の変動量の方が大きくなる。
まず、図4(a)、(b)には、日射量の一例を示す。何れも1日分(日中)の日射量の推移を示すものであり(縦軸が日射量で横軸が時間)、図4(a)は晴れの日の日射量、(b)は曇りの日の日射量の推移を示す。図4(a)に示す日射量がピークとなる時間は、お昼頃と見做してよい。これより、図示のように、日射量変動は一般的に晴れでも曇りでも、午前中は上昇傾向、午後は下降傾向となる。これより、太陽光発電量も、午前中は上昇傾向、午後は下降傾向となる。
図4(c)に示すように、午前中は、出力が落ちる部分も存在するが、上昇方向の変動が大きくなる。その逆に、図4(d)に示すように、午後は、出力が上がる部分も存在するが、下降方向の変動が大きくなる。
図4(e)に実線で示すのが、リアルタイム計測される太陽光発電電力値の一例であり、一日分の太陽光発電電力値の変動パターンを示すものである。通常、図示のように午前中は出力上昇、午後は出力下降という中長期的な変動に加えて、短期的な細かい変動が生じるものである。基本的には、この様な短期的な変動をカットするような補完を行って、図示の点線で示すような中長期的な変動のみとするのであるが、ガスエンジン発電装置2には上記のように出力に下限値があるので、常に下限値以上の出力が上乗せされる形で変動補完が行われ、これより補完後の出力(太陽光発電+ガスエンジン発電)は、例えば図示の一点鎖線で示すようになる。
GEベース出力設定部20は、パターン記憶部21、天気予報取得部22、GEベース出力パターン選定部23、GEベース出力部24を有する。
GEベース出力設定部20は、まず天気予報取得部22が上記のように例えば日没後に翌日の天気予報情報を取得する(ステップS11)。その後、上記GEベース出力パターン選定部23がステップS12以降の処理を実行する。尚、本例では、単純化して、天気予報は“晴れ”、“曇り”、“雨”の何れかであるものとし、これより上記GEベース出力値パターンは、予め“晴れ”、“曇り”、“雨”に応じた3種類作成されてパターン記憶部21に記憶されているものとするが、勿論、この様な例に限るわけではない。
図7(a)〜(c)に、GEベース出力値パターンの一例(その2)を示す。
図6(a)〜(c)と図7(a)〜(c)は、何れも、横軸は時間であり、且つ、一日分(但し夜間は除く)のGEベース出力値の時系列設定データを示している。基本的には、太陽光発電が開始されるとガスエンジン発電も開始され、太陽光発電が終了するとガスエンジン発電も終了する。これに応じて、GEベース出力も、太陽光発電が開始されると出力開始され、太陽光発電が終了すると出力終了する。これは、換言すれば、GEベース出力は、日の出から出力開始され、日の入りによって出力終了する。尚、ここでは、図上真ん中当たり(図6(a)では80%が60%になる時間;図7では極小値となる時間)が、正午であり、従ってそれ以前(図上左側)が午前、それ以後(図上右側)が午後であるものとする。
図7(a)は晴れ、図7(b)は曇り、図7(c)は雨に対応するGEベース出力値パターンを示す。
ここで、図8に、天候に応じた太陽光発電の発電量と、それに応じたGEベース出力値パターンの一例を示す。
図8(a)の図上左側に示すように、晴れの場合には太陽光発電の発電量が多くなり、その分、変動も大きくなる。特に日中は、太陽光発電の発電量がほぼピークに達しており、増加分の変動量は小さくなる一方で、発電量が大きい状態であるが故に雲で太陽が隠れたときの減少量が図示のように大きくなる傾向にある。これより、晴れの場合のGEベース出力値パターンは、図上右側に示すように(あるいは上記図7(a)に示すように)太陽光発電の発電量の変動(特に減少分の変動量が大きくなる変動)に対応し易いように、特に日中は低めに(換言すれば“上げ代を大きくする”)設定されることが考えられる。
図8(b)に示すように、曇りの場合には、晴れと雨の中間的な出力変動特性となる。
上記GEベース出力値パターンは、例えばユーザがパソコン等において手作業で入力する。図9は、GEベース出力値パターンの設定入力画面の一例である。この画面については特に説明しないが、例えば天候や日の出時刻、日の入り時刻の設定欄や、1日を多数に分割した各時間帯毎に(例えば10分単位で)GEベース出力値を任意に設定入力できる表形式の入力欄等が表示されているものである。ユーザは、この画面上で所望のデータを入力し、入力結果が上記パターン記憶部21に記憶されることになる。
2 ガスエンジン発電装置
3 太陽光発電装置
4 電力系統
10 GE指令値決定部
11 PV発電電力入力部
12 フィルタ
13 減算器
14 加算器
20 GEベース出力設定部
21 パターン記憶部
22 天気予報取得部
23 GEベース出力パターン選定部
24 GEベース出力部
Claims (7)
- 太陽光発電装置と燃料発電設備とを有する発電システムにおいて、
前記太陽光発電装置の発電電力値を随時取得して、該取得した発電電力値に基づいて前記燃料発電設備の発電量を制御する発電変動補完システムを更に有し、
該発電変動補完システムは、
前記取得した太陽光発電装置の発電電力値とベース出力値とに基づいて、前記燃料発電設備の発電量の指令値を決定して前記燃料発電設備へ出力する燃料発電指令値決定手段と、
前記ベース出力値を随時決定して前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力設定手段とを有し、
前記ベース出力設定手段は、
各時間/時間帯に応じた前記ベース出力値の時系列設定データであるベース出力値パターンが、予め記憶されているベース出力値パターン記憶手段と、
該ベース出力値パターン記憶手段に記憶される前記ベース出力値パターンを用いて、現在の時間/時間帯に応じたベース出力値を前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力手段と、
を有することを特徴とする発電システム。 - 太陽光発電装置と燃料発電設備とを有する発電システムにおいて、
前記太陽光発電装置の発電電力値を随時取得して、該取得した発電電力値に基づいて前記燃料発電設備の発電量を制御する発電変動補完システムを更に有し、
該発電変動補完システムは、
前記取得した太陽光発電装置の発電電力値とベース出力値とに基づいて、前記燃料発電設備の発電量の指令値を決定して前記燃料発電設備へ出力する燃料発電指令値決定手段と、
前記ベース出力値を随時決定して前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力設定手段とを有し、
前記ベース出力設定手段は、
1日のうちの各時間/時間帯に応じた前記ベース出力値の時系列設定データであるベース出力値パターンが、各天気に応じて複数種類、予め記憶されているベース出力値パターン記憶手段と、
天気予報情報を取得する天気予報情報取得手段と、
前記ベース出力値パターン記憶手段に記憶されている前記各天気に応じた複数のベース出力値パターンのなかから、前記天気予報情報取得手段によって取得された天気予報の天気に対応するベース出力値パターンを選択するベース出力値パターン選択手段と、
該ベース出力値パターン選択手段で選択されたベース出力値パターンを用いて、現在の時間/時間帯に応じたベース出力値を前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力手段と、
を有することを特徴とする発電システム。 - 前記ベース出力値パターン記憶手段に記憶されるベース出力値パターンは、前記太陽光発電装置の発電電力が、上昇方向の変動量が大きいと想定される時間/時間帯に関しては比較的大きな値となり、下降方向の変動量が大きいと想定される時間/時間帯に関しては比較的小さい値となるように設定されていることを特徴とする請求項1または2記載の発電システム。
- 前記ベース出力値パターン記憶手段に記憶されるベース出力値パターンは、日中のベース出力値を極小値として、上げ代、下げ代を大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項1または2記載の発電システム。
- 前記燃料発電指令値決定手段は、前記取得した太陽光発電装置の発電電力値の短周期変動成分を除去するフィルタ部と、該フィルタ部の出力から前記取得した太陽光発電装置の発電電力値を減算する減算器と、該減算器の出力に前記ベース出力値を加算する加算器とを有し、該加算器の出力を前記燃料発電設備の発電量の指令値として前記燃料発電設備へ出力することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の発電システム。
- 太陽光発電装置と燃料発電設備とを有する発電システムにおける、前記太陽光発電装置の発電電力値を随時取得して、該取得した発電電力値に基づいて前記燃料発電設備の発電量を制御する発電変動補完システムであって、
前記取得した太陽光発電装置の発電電力値とベース出力値とに基づいて、前記燃料発電設備の発電量の指令値を決定して前記燃料発電設備へ出力する燃料発電指令値決定手段と、
前記ベース出力値を随時決定して前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力設定手段とを有し、
前記ベース出力設定手段は、
各時間/時間帯に応じた前記ベース出力値の時系列設定データであるベース出力値パターンが、予め記憶されているベース出力値パターン記憶手段と、
該ベース出力値パターン記憶手段に記憶される前記ベース出力値パターンを用いて、現在の時間/時間帯に応じたベース出力値を前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力手段と、
を有することを特徴とする発電変動補完システム。 - 太陽光発電装置と燃料発電設備とを有する発電システムにおける、前記太陽光発電装置の発電電力値を随時取得して、該取得した発電電力値に基づいて前記燃料発電設備の発電量を制御する発電変動補完システムであって、
前記取得した太陽光発電装置の発電電力値とベース出力値とに基づいて、前記燃料発電設備の発電量の指令値を決定して前記燃料発電設備へ出力する燃料発電指令値決定手段と、
前記ベース出力値を随時決定して前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力設定手段とを有し、
前記ベース出力設定手段は、
1日のうちの各時間/時間帯に応じた前記ベース出力値の時系列設定データであるベース出力値パターンが、各天気に応じて複数種類、予め記憶されているベース出力値パターン記憶手段と、
天気予報情報を取得する天気予報情報取得手段と、
前記ベース出力値パターン記憶手段に記憶されている前記各天気に応じた複数のベース出力値パターンのなかから、前記天気予報情報取得手段によって取得された天気予報の天気に対応するベース出力値パターンを選択するベース出力値パターン選択手段と、
該ベース出力値パターン選択手段で選択されたベース出力値パターンを用いて、現在の時間/時間帯に応じたベース出力値を前記燃料発電指令値決定手段へ出力するベース出力手段と、
を有することを特徴とする発電変動補完システム。
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