JP2015204678A - power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電システムに関し、特に、停電時等非常時であっても稼働させる必要のある重要負荷に対し安定的に電力を供給しつつ、太陽光等再生可能エネルギーを利用した発電設備を併用して、省エネルギーあるいは稼働時間の長期化を図ろうとする発電システムに関する。 The present invention relates to a power generation system, in particular, combined with a power generation facility that uses renewable energy such as sunlight while stably supplying power to an important load that needs to be operated even in an emergency such as a power failure. Thus, the present invention relates to a power generation system that is intended to save energy or extend operating time.
事業所、店舗、家庭等、電力を消費する消費施設内に、太陽光、風力、地熱等の再生可能エネルギーを利用して発電する再生可能エネルギー発電設備を備える場合がある。再生可能エネルギー発電設備により発電した電力を電力会社が買い取る電力買取制度があり、これを利用する場合には、再生可能エネルギー発電設備により発電した全電力を電力会社に売電し、自己施設内で消費する電力については、電力会社から送電を受けるのが一般的である。 There are cases where a renewable energy power generation facility that generates power using renewable energy such as sunlight, wind power, and geothermal heat is provided in a consumption facility that consumes power, such as an office, a store, or a home. There is a power purchase system in which a power company purchases the power generated by a renewable energy power generation facility. When using this system, all the power generated by the renewable energy power generation facility is sold to the power company, and it is stored in its own facility. In general, power consumption is received from an electric power company.
ところで、停電等電力会社からの送電が停止した場合、売電していた再生可能エネルギー発電設備による電力を、自己の消費施設内で利用したい場合がある。このような場合に利用できる技術として、たとえば、特許文献1には、太陽電池あるいは燃料電池などの電池と、前記電池からの直流出力電力を交流電力に変換すると共に系統連系されたインバータと、前記系統から供給される商用電力が停止した場合予め設定された家庭内の電力供給箇所を制御する制御部を備えてなる家庭用発電システムが開示されている。当該家庭用発電システムによれば、電力会社側の配電設備に停電があった場合、インバータから系統配電設備への売電を停止すべく制御すると共に、設定された家庭内の電力供給箇所へインバータからの電力を供給し、専用コンセントに電気機器を接続し直す必要がなく利用できる効果があるとされている。 By the way, when power transmission from an electric power company such as a power outage stops, there is a case where it is desired to use the electric power generated by the renewable energy power generation facility that has been sold in its own consumption facility. As a technique that can be used in such a case, for example, Patent Document 1 discloses a battery such as a solar cell or a fuel cell, an inverter that converts DC output power from the battery into AC power, and is grid-connected, There is disclosed a home power generation system including a control unit that controls a preset power supply location in a home when commercial power supplied from the system stops. According to the household power generation system, when there is a power failure in the power distribution facility on the power company side, control is performed so as to stop selling power from the inverter to the power distribution facility, and the inverter is connected to the set power supply location in the home. It is said that there is an effect that it can be used without the need to reconnect the electrical equipment to the dedicated outlet.
特許文献1に記載の技術により、通常時には売電されていた電力を、停電等非常時においては、自己施設内で消費することができる。しかし、再生可能エネルギー発電設備は、日射量等環境に応じて出力が変動する環境依存型の発電設備なので、このような環境依存型発電設備のみでは、非常時においても確保しなければならない必要最小電力を確保できない恐れがある。このような恐れは、環境依存型発電設備に加え、安定的に供給される燃料または備蓄された燃料により発電される環境に依存しない発電設備(環境非依存型発電設備)を設置し、両発電設備を自立連系運転する発電システムにより回避することができる。太陽電池等の環境依存型発電設備とコージェネレーションシステム等の環境非依存型発電設備とを自立連系運転させる発電システムによれば、仮に環境依存型発電設備からの出力がゼロになったとしても、環境非依存型発電設備により必要最小電力を確保することができる。 With the technology described in Patent Document 1, the power that was normally sold can be consumed in the own facility in the event of an emergency such as a power failure. However, renewable energy power generation facilities are environment-dependent power generation facilities whose output fluctuates depending on the environment such as the amount of solar radiation. Therefore, with such environment-dependent power generation facilities alone, the necessary minimum that must be secured even in an emergency. There is a risk that power cannot be secured. In addition to the environment-dependent power generation facilities, such fears may be caused by installing power generation facilities that are not dependent on the environment (environment-independent power generation facilities) that generate electricity using fuel that is stably supplied or stored. This can be avoided by a power generation system that operates the facility independently. According to a power generation system that operates an autonomous power generation facility such as a solar cell and an environment-independent power generation facility such as a cogeneration system, even if the output from the environment-dependent power generation facility becomes zero, The necessary minimum power can be secured by the environment-independent power generation facility.
ところで、環境依存型発電設備と環境非依存型発電設備とを自立連系運転する発電システムを、最も効率的に稼働させようとした場合、両発電設備の総発電電力と負荷で消費される消費電力とをバランスさせることが好ましい。また、環境非依存型発電設備で消費する燃料を節約するためには、総発電電力のうち環境依存型発電設備の寄与分をできるだけ多くし、環境非依存型発電設備の寄与分をできるだけ少なくすることが好ましい。つまり、環境依存型発電設備からの電力供給を優先しつつ、消費電力に達しない不足分を環境非依存型発電設備からの電力供給で補うよう環境非依存型発電設備の出力を制御することが好ましい。 By the way, when the most efficient operation of a power generation system that operates an environment-dependent power generation facility and an environment-independent power generation facility in a self-sustained operation is the consumption consumed by the total generated power and load of both power generation facilities. It is preferable to balance power. Also, in order to save fuel consumed by environment-independent power generation facilities, the contribution of environment-dependent power generation facilities is made as much as possible in the total generated power, and the contribution of environment-independent power generation facilities is made as small as possible. It is preferable. In other words, it is possible to control the output of the environment-independent power generation facility so that the power supply from the environment-independent power generation facility has priority and the power supply from the environment-independent power generation facility compensates for the shortage that does not reach power consumption. preferable.
しかし、上記のように環境非依存型発電設備を制御すると、環境依存型発電設備の出力が消費電力を超えた場合、環境非依存型発電設備の出力はゼロに制御される。環境非依存型発電設備の出力がゼロになると、環境依存型発電設備からの電力の逆潮流を受け、環境非依存型発電設備が故障する可能性がある。逆潮流の対策として、従来、潮流検出器を使用した対策がとられている。潮流検出器は、電力線の検出点における電力の方向(順電力か逆電力(逆潮流)か)を検出し信号を出力する検出器であり、環境非依存型発電設備の出力段に設置して、逆電力(逆潮流)を検知した場合に環境依存型発電設備の出力を遮断して環境非依存型発電設備の保護を図ることができる。しかし、潮流検出器により逆潮流を検出した場合、僅かとはいえ環境非依存型発電設備の出力段に電力が逆流し、このような出力段への電力の逆潮流は、環境非依存型発電設備の出力容量があまり大きくない小規模発電設備においては、高い確率で故障を生じる原因になる可能性があり、何らかの対策が必要であることを本発明者らは認識した。 However, when the environment independent power generation facility is controlled as described above, when the output of the environment dependent power generation facility exceeds the power consumption, the output of the environment independent power generation facility is controlled to zero. When the output of the environment-independent power generation facility becomes zero, there is a possibility that the environment-independent power generation facility may be damaged due to a reverse power flow from the environment-dependent power generation facility. Conventionally, a countermeasure using a tidal current detector has been taken as a countermeasure against the reverse power flow. The tidal current detector is a detector that detects the direction of power at the detection point of the power line (forward power or reverse power (reverse power flow)) and outputs a signal. It is installed at the output stage of the environment-independent power generation equipment. When reverse power (reverse power flow) is detected, the output of the environment-dependent power generation facility can be cut off to protect the environment-independent power generation facility. However, when a reverse power flow is detected by a power flow detector, power flows back to the output stage of the environment-independent power generation facility, although it is small, and the reverse power flow to such an output stage is The present inventors have recognized that a small-scale power generation facility in which the output capacity of the facility is not so large can cause a failure with a high probability, and some countermeasure is necessary.
本発明の目的は、環境依存型発電設備と環境非依存型発電設備とを併用する発電システムにおいて、効率的な稼働を実現する技術を提供することにある。また、そのような発電システムにおいて、環境非依存型発電設備が小規模発電設備の場合であっても、環境非依存型発電設備の故障を防止することができる技術を提供することにある。 The objective of this invention is providing the technique which implement | achieves efficient operation | movement in the electric power generation system which uses an environment dependent power generation equipment and an environment independent power generation equipment together. Another object of the present invention is to provide a technology capable of preventing failure of the environment-independent power generation facility even when the environment-independent power generation facility is a small-scale power generation facility.
また、環境依存型発電設備の出力電力が負荷で消費される電力を超えている場合、すなわち余剰電力がある場合、当該余剰電力を無駄にすることなく活用することが好ましい。この場合、余剰電力は、非常時であっても稼働を確保しなければならない負荷(以下「重要負荷」という)に優先的に供給されるべきであり、重要負荷への電力供給を確保したうえで、さらに総発電電力に余裕がある場合には、重要負荷以外の負荷(以下「通常負荷」という)にも電力供給されることが好ましい。 In addition, when the output power of the environment-dependent power generation facility exceeds the power consumed by the load, that is, when there is surplus power, it is preferable to utilize the surplus power without wasting it. In this case, surplus power should be preferentially supplied to loads that must be kept in operation even in an emergency (hereinafter referred to as “important loads”). When there is a surplus in the total generated power, it is preferable to supply power to a load other than the important load (hereinafter referred to as “normal load”).
本発明の目的は、重要負荷に優先的に電力を供給し、余剰電力がある場合には通常負荷にも当該余剰電力を供給することが可能な発電システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power generation system that can preferentially supply power to an important load and supply the surplus power to a normal load when there is surplus power.
さらに、上記したような発電システムにおいて環境依存型発電設備の出力が変動した場合には、状況に応じて適切に配電状況を変更するよう制御する必要があり、環境非依存型発電設備で消費する燃料ができるだけ少なくなるよう制御することが好ましい。 Furthermore, when the output of the environment-dependent power generation equipment fluctuates in the power generation system as described above, it is necessary to control the distribution status to be changed appropriately according to the situation, and it is consumed by the environment-independent power generation equipment. It is preferable to control the fuel as little as possible.
本発明の目的は、上記した発電システムにおいて、環境依存型発電設備の出力変動に対応し、環境非依存型発電設備での燃料消費を抑制する制御技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control technique that can cope with output fluctuations of an environment-dependent power generation facility and suppress fuel consumption in the environment-independent power generation facility in the power generation system described above.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、入力エネルギーの変動に伴い発電量が変動する第1発電設備、および、安定的に供給される燃料または備蓄された燃料により発電する第2発電設備、を有する発電設備と、保証電力値までの電力の供給を保証する第1配電系統、および、状況に応じて電力の供給が停止される第2配電系統、を有し、前記発電設備から受電した電力を配電する配電設備と、を有する発電システムであって、前記発電設備の発電電力と前記配電設備の配電電力とがバランスするように前記第2発電設備の出力が制御され、前記第1発電設備または前記第2発電設備の出力電力に応じて、前記第1発電設備からの電力の供給制御または前記第2配電系統への配電制御が行われる発電システムを提供する。 In order to solve the above-described problems, in the first aspect of the present invention, power generation is performed by the first power generation facility in which the amount of power generation varies with the variation in input energy, and the fuel that is stably supplied or stored. A second power generation facility, a first power distribution system that guarantees the supply of power up to the guaranteed power value, and a second power distribution system in which the power supply is stopped depending on the situation, A power distribution system that distributes power received from the power generation facility, wherein the output of the second power generation facility is controlled so that the power generated by the power generation facility and the power distribution of the power distribution facility are balanced. Provided is a power generation system in which power supply control from the first power generation facility or power distribution control to the second power distribution system is performed according to the output power of the first power generation facility or the second power generation facility.
上記した発電システムによれば、前記発電設備の発電電力と前記配電設備の配電電力とがバランスするように前記第2発電設備の出力が制御され、前記第2発電設備の出力電力に応じて、前記第1発電設備からの電力の供給制御または前記第2配電系統への配電制御が行われるため、環境依存型の第1発電設備と環境非依存型の第2発電設備とを併用する発電システムにおいて、効率的な稼働を実現することができる。 According to the power generation system described above, the output of the second power generation facility is controlled so that the generated power of the power generation facility and the distribution power of the power distribution facility are balanced, and according to the output power of the second power generation facility, Since power supply control from the first power generation facility or power distribution control to the second power distribution system is performed, the power generation system uses both the environment-dependent first power generation facility and the environment-independent second power generation facility. Thus, efficient operation can be realized.
具体的には、前記第2発電設備の出力電力が最小設定電力値以下に低下した場合、前記第1発電設備からの電力の供給をオフにすることができる。これにより、環境非依存型の第2発電設備が小規模発電設備であっても、第2発電設備の故障を防止することができる。 Specifically, when the output power of the second power generation facility falls below a minimum set power value, the supply of power from the first power generation facility can be turned off. Thereby, even if the environment-independent second power generation facility is a small-scale power generation facility, a failure of the second power generation facility can be prevented.
また、前記第2発電設備の出力電力が第1設定電力値以下である場合、前記第2配電系統への配電をオンにし、前記第2発電設備の出力電力が前記第1設定電力値より大きな第2設定電力値以上である場合、前記第2配電系統への配電をオフにすることができる。これにより、第1配電系統に接続された重要負荷に優先的に電力を供給し、余剰電力がある場合には、第2配電系統に接続された通常負荷にも当該余剰電力を供給することが可能になる。 In addition, when the output power of the second power generation facility is equal to or lower than the first set power value, power distribution to the second power distribution system is turned on, and the output power of the second power generation facility is larger than the first set power value When the power value is equal to or higher than the second set power value, power distribution to the second power distribution system can be turned off. As a result, power is preferentially supplied to the important load connected to the first power distribution system, and when there is surplus power, the surplus power can be supplied to the normal load connected to the second power distribution system. It becomes possible.
また、前記第2発電設備の出力電力が第3設定電力値以下である場合、前記第2配電系統への配電をオンにし、前記第2発電設備の出力電力と前記第1配電系統への配電電力の差が第4設定電力値以上である場合、前記第2配電系統への配電をオフにすることができる。これにより、環境依存型の第1発電設備の出力変動に対応し、環境非依存型の第2発電設備での燃料消費を抑制することができる。 Further, when the output power of the second power generation facility is equal to or less than a third set power value, the power distribution to the second power distribution system is turned on, and the output power of the second power generation facility and the power distribution to the first power distribution system When the difference in power is equal to or greater than the fourth set power value, power distribution to the second power distribution system can be turned off. Accordingly, it is possible to cope with output fluctuations of the environment-dependent first power generation facility and to suppress fuel consumption in the environment-independent second power generation facility.
また、前記第1発電設備の出力電力が第5設定電力値以上である場合、前記第2配電系統への配電をオンにし、前記第1発電設備の出力電力が前記第5設定電力値より小さな第6設定電力値以下である場合、前記第2配電系統への配電をオフにすることができる。これにより、環境依存型の第1発電設備の出力を直接計測し、第1発電設備が十分に稼働している場合には、余剰電力があるとみなしてこれを第2配電系統に接続された通常負荷に供給し、一方、余剰電力がないと思われる場合には、通常負荷への電力供給を遮断し、第1配電系統に接続された重要負荷への電力供給を優先するよう制御することができる。 When the output power of the first power generation facility is equal to or greater than a fifth set power value, power distribution to the second power distribution system is turned on, and the output power of the first power generation facility is smaller than the fifth set power value When it is less than or equal to the sixth set power value, power distribution to the second power distribution system can be turned off. As a result, the output of the environment-dependent first power generation facility is directly measured, and when the first power generation facility is sufficiently operating, it is considered that there is surplus power and this is connected to the second distribution system. If normal power is supplied and there is no surplus power, the power supply to the normal load is cut off, and control is given to give priority to the power supply to the important load connected to the first distribution system. Can do.
なお、前記第2配電系統への配電は、オン状態からオフ状態になる条件を満足するまではオン状態を維持し、オフ状態からオン状態になる条件を満足するまではオフ状態を維持するよう制御することができる。また、前記第2発電設備の供給可能電力の最大値を前記保証電力値とすることができる。前記第1発電設備として太陽光発電設備を挙げることができ、前記第2発電設備としてガスコージェネレーションシステムを挙げることができる。 The power distribution to the second power distribution system is maintained in the on state until the condition for changing from the on state to the off state is satisfied, and maintained in the off state until the condition for changing from the off state to the on state is satisfied. Can be controlled. Further, the maximum value of the power that can be supplied from the second power generation facility can be set as the guaranteed power value. A solar power generation facility can be cited as the first power generation facility, and a gas cogeneration system can be cited as the second power generation facility.
(実施形態1)
図1は、発電システム100の概要を示したブロック図である。発電システム100は、発電設備110と、配電設備120と、制御手段130とを有する。発電設備110は、停電等電力会社からの送電が停止した場合にも電力が供給できる発電設備である。発電設備110には、入力エネルギーの変動に伴い発電量が変動する第1発電設備と、安定的に供給される燃料または備蓄された燃料により発電する第2発電設備とを含む。発電設備110は、第1発電設備と第2発電設備とを自立連系運転させる。配電設備120は、発電設備110から受電した電力を配電する。配電設備120には、保証電力値までの電力の供給を保証する第1配電系統122と、状況に応じて電力の供給が停止される第2配電系統124とを含む。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the
発電設備110は、太陽電池パネル112、インバータ114、コージェネレーションシステム116、UPR118を有し、インバータ114の出力には第1スイッチSW1が、コージェネレーションシステム116の出力には第1電力計測点A1が設けられている。
The
太陽電池パネル112およびインバータ114は、入力エネルギーの変動に伴い発電量が変動する第1発電設備の一例である。太陽電池パネル112は、再生可能エネルギーである太陽光を受けて発電し、インバータ114は、太陽電池パネル112で発電した直流電力を交流電力に変換する。太陽電池パネル112は、太陽光の日射量に応じて出力が変動する。入力エネルギーの変動に伴い発電量が変動する第1発電設備の他の例として、風力発電、地熱発電等を挙げることができる。
The
コージェネレーションシステム116は、安定的に供給される燃料または備蓄された燃料により発電する第2発電設備の一例である。コージェネレーションシステム116は、発電手段とともに発熱手段を備えるが、ここでは発電手段を用いる。ガスコージェネレーションシステムの場合、燃料として都市ガスが安定的に供給され、停電の場合であっても、通常は安定的に燃料が供給される。安定的に供給される燃料または備蓄された燃料により発電する第2発電設備の他の例として、ディーゼル発電機等を挙げることができる。
The
UPR118は、不足電力継電器である。UPR118は、第1電力計測点A1における電力計測値を受け、第1スイッチSW1のオンオフを制御する。UPR118は、予め設定した電力値と比較して出力電力が不足しているか否かを検知し、不足している場合には遮断信号を発生する継電器である。本発明においては、第1スイッチSW1のオンオフを制御する制御手段として機能する。UPR118の予め設定した電力値として、最少電力値を設定すると、後述するような第1制御が可能になる。
The
配電設備120は、第1配電系統122および第2配電系統124を有する。第1配電系統122には、重要負荷140が接続され、保証電力値までの電力の供給を保証する。第1配電系統122に接続される負荷には、電力会社からの送電が停止するような非常時であっても、保証電力値内で電力の供給が保証されるので、第1配電系統122には、生命維持に必要な病院内設備等、停電時であっても稼働させる必要がある重要負荷140を接続する。
The
第2配電系統124は、状況に応じて電力の供給が停止される。第2配電系統124には、非常時には停止しても良いような通常負荷150を接続する。第2配電系統124には、第2スイッチSW2が設けられ、第2スイッチSW2をオフにすることで第2配電系統124を遮断することができる。制御手段130は、第1電力計測点A1における電力計測値を受け、第2スイッチSW2のオンオフを制御する。
The power distribution of the second
以下に、発電システム100の制御を説明する。原則として、発電システム100は、発電設備110の発電電力と配電設備120の配電電力とがバランスするように制御される。配電電力は負荷に応じて変動し、太陽電池パネル112の出力は日射量によって変動するので、発電電力と配電電力のバランスは、コージェネレーションシステム116の出力制御により行われる。たとえば、負荷に供給されている電力が50kWであり、太陽電池パネル112からの出力が30kWである場合、コージェネレーションシステム116の出力が20kWになるようを制御される。なお、コージェネレーションシステム116の出力制御は、出力電圧をモニタしてコージェネレーションシステム116により自動的に行われる。太陽電池パネル112の発電電力が優先的に配電電力に充当されることにより、コージェネレーションシステム116の稼働が抑制され、省エネルギー化を図ることができる。
Below, control of the electric
上記のとおり、原則として発電電力と配電電力がバランスするようコージェネレーションシステム116の出力が制御されるが、システムの安全性や負荷の変動に対応して、太陽電池パネル112からの電力の供給制御または第2配電系統124への配電制御が行われる。当該制御は、コージェネレーションシステム116の出力電力を第1電力計測点A1においてモニタし、モニタした電力値に応じて、太陽電池パネル112からの電力の供給制御または第2配電系統124への配電制御が行われる。
As described above, the output of the
具体的には、コージェネレーションシステム116の出力電力が最小設定電力値以下に低下した場合、太陽電池パネル112からの電力の供給をオフにする(以下、「第1制御」という。)。すなわち、コージェネレーションシステム116の出力電力を第1電力計測点A1においてモニタし、UPR118により、出力電力が最小設定電力値以下であるかどうかを判断する。最小設定電力値以下である場合、第1スイッチSW1をオフにして太陽電池パネル112からの電力の供給をオフにする。
Specifically, when the output power of the
このような制御は、コージェネレーションシステム116の保護のために行われる。すなわち、発電電力と配電電力がバランスするようコージェネレーションシステム116の出力を制御していることを前提にすれば、太陽電池パネル112からの電力の供給が配電電力を上回る場合、コージェネレーションシステム116の出力電力がゼロになる。一般に、停電時等に用いる非常用の発電システムでは、出力が小容量のコージェネレーションシステムが選択される。
Such control is performed to protect the
小容量コージェネレーションシステムでは僅かな電力逆潮流が生じても故障する可能性があり、コージェネレーションシステム116の出力電力がゼロになると、逆潮流による故障の可能性が高くなる。そこで、コージェネレーションシステム116の出力電力が最小設定電力値以下に低下した場合、太陽電池パネル112からの電力の供給をオフにすることとし、出力電力がゼロになる前の最小設定電力値になったとき、これを検知して太陽電池パネル112からの電力供給をオフにする。これにより、コージェネレーションシステム116の故障を確実に回避することができる。本実施形態の発電システム100は、逆潮流検出器を用いて保護回路を構成していた従来技術と異なり、UPR118を用いるので、逆潮流を生じることがなく、確実にコージェネレーションシステム116を保護することができる。
In a small-capacity cogeneration system, there is a possibility of a failure even if a slight power reverse flow occurs. When the output power of the
また、コージェネレーションシステム116の出力電力が第1設定電力値以下である場合、第2配電系統124への配電をオンにし、コージェネレーションシステム116の出力電力が第1設定電力値より大きな第2設定電力値以上である場合、第2配電系統124への配電をオフにする(以下、「第2制御」という。)。第2配電系統124への配電のオンオフは第2スイッチSW2により行う。また、コージェネレーションシステム116の出力電力は第1電力計測点A1においてモニタし、制御は制御手段130により行う。
Further, when the output power of the
このような制御は、太陽電池パネル112からの余剰電力を通常負荷150でも消費することができるようにするために行う。すなわち、第1設定電力値として比較的小さな値を設定すれば、コージェネレーションシステム116の出力電力が第1設定電力値以下になる状況は、すなわち太陽電池パネル112からの電力供給が比較的大きく、コージェネレーションシステム116の発電能力に余裕がある状況であるといえる。このような状況は、通常負荷150にも電力を供給する余力があるので、SW2をオンにして通常負荷150にも電力を供給するものである。そして、コージェネレーションシステム116の出力電力が第2設定電力値以上になる状況とは、通常負荷150に電力を供給しつつ、燃料を消費してコージェネレーションシステム116を稼働させている状況であり、燃料節約の観点から好ましくない。そこで、SW2をオフにして通常負荷150への電力供給を停止するものである。
Such control is performed so that the surplus power from the
なお、第2制御は、第1制御と併用してもよく、別個独立に適用してもよい。第1制御と併用して第2制御を用いる場合、第1設定電力値は、最小設定電力値より大きな値とする。第1制御は、あくまでコージェネレーションシステム116の保護制御として用い、第2制御が正常に作動している場合には、第1制御を作動させなくするためである。
The second control may be used together with the first control, or may be applied separately. When the second control is used in combination with the first control, the first set power value is larger than the minimum set power value. This is because the first control is used only as protection control for the
(実施形態2)
図2は、発電システム200の概要を示したブロック図である。発電システム200は、コージェネレーションシステム116の出力電力を第1電力計測点A1で計測することに加え、第1配電系統122の配電電力を第2電力計測点A2においても計測する以外は、発電システム100と同様である。第2電力計測点A2において計測する電力は、重要負荷140に供給される電力である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the
発電システム200の制御を以下に説明する。実施形態1における制御1と同様の制御を発電システム200において実行できる。
Control of the
また、発電システム200では、コージェネレーションシステム116の出力電力が第3設定電力値以下である場合、第2配電系統124への配電をオンにし、コージェネレーションシステム116の出力電力と第1配電系統への配電電力の差が第4設定電力値以上である場合、第2配電系統124への配電をオフにする(以下、「第3制御」という。)。第2配電系統124への配電のオンオフは第2スイッチSW2により行う。また、コージェネレーションシステム116の出力電力は第1電力計測点A1においてモニタし、第1配電系統への配電電力は第2電力計測点A2においてモニタする。制御は制御手段130により行う。
Further, in the
このような制御は、制御2と同様、太陽電池パネル112からの余剰電力を通常負荷150でも消費することができるようにするために行う。すなわち、第3設定電力値として比較的小さな値を設定すれば、コージェネレーションシステム116の出力電力が第3設定電力値以下になる状況は、すなわち太陽電池パネル112からの電力供給が比較的大きく、コージェネレーションシステム116の発電能力に余裕がある状況であるといえる。このような状況は、通常負荷150にも電力を供給する余力があるので、SW2をオンにして通常負荷150にも電力を供給するものである。一方、コージェネレーションシステム116の出力電力と第1配電系統への配電電力の差が第4設定電力値以上となる状況は、コージェネレーションシステム116の出力電力のうち第4設定電力値以上の電力が通常負荷150に供給されていることを意味する。これは、第4設定電力値以上の電力に相当する燃料を通常負荷150のために使用していることになり、燃料節約の観点から好ましくない。そこで、SW2をオフにして通常負荷150への電力供給を停止するものである。
Such control is performed so that the surplus power from the
なお、第3制御は、第1制御と併用してもよく、別個独立に適用してもよい。第1制御と併用して第3制御を用いる場合、第3設定電力値は、最小設定電力値より大きな値とする。第1制御は、あくまでコージェネレーションシステム116の保護制御として用い、第3制御が正常に作動している場合には、第1制御を作動させなくするためである。
Note that the third control may be used together with the first control, or may be applied separately and independently. When the third control is used in combination with the first control, the third set power value is set to a value larger than the minimum set power value. This is because the first control is used only as protection control for the
(実施形態3)
図3は、発電システム300の概要を示したブロック図である。発電システム300は、コージェネレーションシステム116の出力電力を第1電力計測点A1で計測することに加え、インバータ114からの出力電力を第3電力計測点A3においても計測する以外は、発電システム100と同様である。第3電力計測点A3において計測する電力は、太陽電池パネル112およびインバータ114から供給される電力である。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the
発電システム300の制御を以下に説明する。実施形態1における制御1と同様の制御を発電システム300において実行できる。
Control of the
また、発電システム300では、太陽電池パネル112およびインバータ114からの出力電力が第5設定電力値以上である場合、第2配電系統124への配電をオンにし、太陽電池パネル112およびインバータ114からの出力電力が第5設定電力値より小さな第6設定電力値以下である場合、第2配電系統124への配電をオフにする(以下、「第4制御」という。)。第2配電系統124への配電のオンオフは第2スイッチSW2により行う。また、コージェネレーションシステム116の出力電力は第1電力計測点A1においてモニタし、太陽電池パネル112およびインバータ114からの出力電力は第3電力計測点A3においてモニタする。制御は制御手段130により行う。
Further, in the
このような制御は、制御2および制御3と同様、太陽電池パネル112からの余剰電力を通常負荷150でも消費することができるようにするために行う。すなわち、太陽電池パネル112およびインバータ114からの出力電力が十分大きいと考えられる電力値として第5設定電力値を設定し、太陽電池パネル112およびインバータ114からの出力電力が十分ではないと考えられる電力値として第6設定電力値を設定すれば、強い日照を受け、太陽電池パネル112が十分に稼働していると考えられるときには、SW2をオンにして太陽電池パネル112およびインバータ114からの出力電力を通常負荷150に供給し、日照が陰り、太陽電池パネル112の稼働が十分ではないと考えられるときには、SW2をオフにして通常負荷150への電力供給を遮断し、重要負荷140への電力供給を優先することができる。
Such control is performed so that the surplus power from the
なお、第4制御は、第1制御と併用してもよく、別個独立に適用してもよい。第1制御と併用して第4制御を用いる場合、第6設定電力値は、最小設定電力値より大きな値とする。第1制御は、あくまでコージェネレーションシステム116の保護制御として用い、第4制御が正常に作動している場合には、第1制御を作動させなくするためである。
The fourth control may be used together with the first control, or may be applied separately and independently. When the fourth control is used in combination with the first control, the sixth set power value is larger than the minimum set power value. This is because the first control is used only as protection control for the
以上説明した、発電システム100、発電システム200、発電システム300によれば、効率的な稼働が実現でき、コージェネレーションシステム116の故障を防止することができる。また、重要負荷140に優先的に電力を供給しつつ、余剰電力がある場合には通常負荷150にも余剰電力を供給することが可能である。さらに、コージェネレーションシステム116での燃料消費を抑制できる。
According to the
なお、制御2、制御3および制御4において、第2配電系統124への配電が、オン状態からオフ状態になる条件を満足するまではオン状態を維持し、オフ状態からオン状態になる条件を満足するまではオフ状態を維持するよう制御されてもよい、すなわち、オンオフにヒステリシスを設けても良い。
In Control 2, Control 3 and Control 4, the on-state is maintained until the power distribution to the second
また、実施形態1、2、3において、コージェネレーションシステム116の供給可能電力の最大値は、保証電力値とすることが好ましい。この場合、太陽電池パネル112から発電がゼロである最悪の場合であっても、コージェネレーションシステム116単体で重要負荷140への電力供給を賄うことができる。
In Embodiments 1, 2, and 3, it is preferable that the maximum value of the power that can be supplied by the
100…発電システム、110…発電設備、112…太陽電池パネル、114…インバータ、116…コージェネレーションシステム、118…UPR、120…配電設備、122…第1配電系統、124…第2配電系統、130…制御手段、140…重要負荷、150…通常負荷、200…発電システム、300…発電システム、A1…第1電力計測点、A2…第2電力計測点、A3…第3電力計測点、SW1…第1スイッチ、SW2…第2スイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
保証電力値までの電力の供給を保証する第1配電系統、および、状況に応じて電力の供給が停止される第2配電系統、を有し、前記発電設備から受電した電力を配電する配電設備と、
を有する発電システムであって、
前記発電設備の発電電力と前記配電設備の配電電力とがバランスするように前記第2発電設備の出力が制御され、
前記第1発電設備または前記第2発電設備の出力電力に応じて、前記第1発電設備からの電力の供給制御または前記第2配電系統への配電制御が行われる発電システム。 A power generation facility having a first power generation facility in which the amount of power generation fluctuates in accordance with a change in input energy, and a second power generation facility that generates power using fuel that is stably supplied or stored, and
A power distribution facility having a first power distribution system that guarantees the supply of power up to a guaranteed power value and a second power distribution system that stops power supply depending on the situation, and that distributes the power received from the power generation facility When,
A power generation system comprising:
The output of the second power generation facility is controlled so that the generated power of the power generation facility and the distribution power of the power distribution facility are balanced,
A power generation system in which power supply control from the first power generation facility or power distribution control to the second power distribution system is performed according to output power of the first power generation facility or the second power generation facility.
請求項1に記載の発電システム。 The power generation system according to claim 1, wherein when the output power of the second power generation facility falls below a minimum set power value, the power supply from the first power generation facility is turned off.
請求項1または請求項2に記載の発電システム。 When the output power of the second power generation facility is equal to or lower than the first set power value, the power distribution to the second power distribution system is turned on, and the output power of the second power generation facility is larger than the first set power value. The power generation system according to claim 1 or 2, wherein power distribution to the second power distribution system is turned off when the power value is equal to or greater than a set power value.
請求項1または請求項2に記載の発電システム。 When the output power of the second power generation facility is less than or equal to a third set power value, the power distribution to the second power distribution system is turned on, and the output power of the second power generation facility and the power distribution power to the first power distribution system The power generation system according to claim 1 or 2, wherein when the difference is equal to or greater than a fourth set power value, power distribution to the second power distribution system is turned off.
請求項1または請求項2に記載の発電システム。 When the output power of the first power generation facility is greater than or equal to a fifth set power value, power distribution to the second power distribution system is turned on, and the output power of the first power generation facility is smaller than the fifth set power value. The power generation system according to claim 1 or 2, wherein power distribution to the second power distribution system is turned off when the power value is equal to or less than a set power value.
請求項3から請求項5までの何れか一項に記載の発電システム。 Power distribution to the second power distribution system is controlled to maintain the on state until the condition for changing from the on state to the off state is satisfied, and to maintain the off state until the condition for changing from the off state to the on state is satisfied. The power generation system according to any one of claims 3 to 5.
請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の発電システム。 The power generation system according to any one of claims 1 to 6, wherein a maximum value of suppliable power of the second power generation facility is the guaranteed power value.
請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の発電システム。 The power generation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the first power generation facility is a solar power generation facility, and the second power generation facility is a gas cogeneration system.
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