JP2016086477A

JP2016086477A - 電力供給システム

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Publication number: JP2016086477A
Application number: JP2014216520A
Authority: JP
Inventors: 拓己椎山; Takumi Shiiyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: JP6330228B2

Abstract

【課題】余剰電力がある場合には、その余剰電力を適宜蓄電池に充電することによってコージェネレーションユニットの電熱比を高め、よってエネルギ効率を向上させるようにした電力供給システムを提供する。
【解決手段】電力供給システム１０において、電流センサ２６によって検出される、電気負荷１８と商用電源１６の間を流れる電流に基づき、コージェネレーションユニット２２の余剰電力を推定すると共に、推定された余剰電力が所定電力以上であるとき、コージェネレーションユニット２２から蓄電池１４へと流れる充電電流を増加させる。
【選択図】図１

Description

この発明は電力供給システムに関し、より具体的にはコージェネレーションユニットを備えた電力供給システムに関する。

従来から、コージェネレーションユニットを備えたシステムにおいて、コージェネレーションユニットの発電機で発電された電力の余剰分（余剰電力）を電気ヒータ等で熱に変換し、商用電力系統への逆潮流を防止すると共に、発電された電力を熱として利用することが提案されている（例えば特許文献１）。

特許文献１記載の技術のように、コージェネレーションユニットでは主としてシステム全体における熱需要を算出し、これを満たすように発電機の運転が制御されている。

特開２００２−１３８９０２号公報

ところで、特許文献１記載の技術の如く、熱需要に基づいてコージェネレーションユニットの発電機を定格運転させる場合、発電機によって発電された電力が電気負荷における電力需要を上回ることがある。そこで特許文献１記載の技術にあっては、余剰電力を電気ヒータで消費して熱を得るようにしている。

しかしながら、余剰電力を熱に変換することから、発電された電力に対する熱の比率（電熱比）が増加し、結果、システム全体としてのエネルギ効率が低下することとなる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、余剰電力がある場合には、その余剰電力を適宜蓄電池に充電することによってコージェネレーションユニットの電熱比を高め、よってエネルギ効率を向上させるようにした電力供給システムを提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、商用電力系統から電気負荷に至る給電路に接続可能な蓄電池と、内燃機関によって駆動されて発電した電力を、前記給電路を介して前記電気負荷及び蓄電池に供給可能な発電機を有するコージェネレーションユニットと、前記電気負荷と商用電力系統の間を流れる電流を検出する電流センサと、前記発電機によって発電された電力を前記電気負荷及び蓄電池に分配する電力分配手段と、を備えた電力供給システムにおいて、前記電流センサによって検出された電流に基づき、前記電気負荷で要求される電力に対する前記発電機の余剰電力を推定する余剰電力推定手段と、前記推定された余剰電力が所定電力以上であるとき、前記発電機から前記蓄電池へと流れる充電電流を増加させるように前記電力分配手段を制御する充電電流制御手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る電力供給システムにあっては、前記充電電流制御手段は、前記推定された余剰電力が前記所定電力未満であるとき、前記発電機から前記蓄電池へと流れる充電電流を減少させるように前記電力分配手段を制御する如く構成した。

請求項３に係る電力供給システムにあっては、前記充電電流制御手段は、前記推定された余剰電力をしきい値と比較し、前記比較した結果に応じて前記充電電流の増減量を決定する如く構成した。

請求項４に係る電力供給システムにあっては、前記充電電流制御手段は、前記充電電流の値が規定値以下であると共に、前記検出された電流の値が所定値を超えると判断されるとき、前記発電機から前記蓄電池への電力供給を停止する如く構成した。

請求項５に係る電力供給システムにあっては、前記負荷で要求される電力に対する前記発電機の余剰電力を算出する余剰電力算出手段を備え、前記余剰電力算出手段は、前記充電電流制御手段によって前記充電電流を増加または減少させた後、前記検出された電流が所定範囲内にあるか否か判断し、前記判断結果に基づいて前記余剰電力を算出する如く構成した。

請求項１にあっては、商用電力系統から電気負荷に至る給電路に接続可能な蓄電池と、内燃機関によって駆動されて発電した電力を、給電路を介して電気負荷及び蓄電池に供給可能な発電機を有するコージェネレーションユニットと、電気負荷と商用電力系統の間を流れる電流を検出する電流センサと、発電機によって発電された電力を電気負荷及び蓄電池に分配する電力分配手段とを備えた電力供給システムにおいて、電流センサによって検出された電流に基づき、電気負荷で要求される電力に対する発電機の余剰電力を推定し、推定された余剰電力が所定電力以上であるとき、発電機から蓄電池へと流れる充電電流を増加させるように電力分配手段を制御するように構成した。従って、コージェネレーションユニットの発電電力によって電気負荷で要求される電力を賄いつつ、余剰電力を効果的に蓄電池の充電電力として利用することができ、よってコージェネレーションユニットの電熱比を向上させることができる。

請求項２に係る電力供給システムにあっては、推定された余剰電力が所定電力未満であるとき、発電機から蓄電池へと流れる充電電流を減少させるように電力分配手段を制御するように構成したので、上記した効果に加え、蓄電池の充電制御中に電気負荷における要求電力が増加した場合であっても、コージェネレーションユニットの発電電力を適切に電気負荷に供給することが可能となり、商用電源からの買電を最小化することができる。

請求項３に係る電力供給システムにあっては、推定された余剰電力をしきい値と比較し、比較した結果に応じて充電電流の増減量を決定するように構成したので、上記した効果に加え、より早期に余剰電力を蓄電池の充電電力として利用することが可能となり、蓄電池の充電時間を短縮することが可能となる。

請求項４に係る電力供給システムにあっては、充電電流の値が規定値以下であると共に、検出された電流の値が所定値を超えると判断されるとき、発電機から蓄電池への電力供給を停止するように構成したので、上記した効果に加え、蓄電池の充電を適確なタイミングで停止して電気負荷への供給電力が不足するのを防ぐことができる。

請求項５に係る電力供給システムにあっては、充電電流制御手段によって充電電流を増加または減少させた後、検出された電流が所定範囲内にあるか否かの判断結果に基づいて余剰電力を算出するように構成したので、上記した効果に加え、専用のセンサを設けることなくコージェネレーションユニットの余剰電力を精度良く算出することができる。

この発明の実施例に係る電力供給システムを全体的に示す概念図である。図１に示す電力供給システムを説明するためのブロック図である。この発明の実施例に係る電力供給システムの処理を説明するためのフロー・チャートである。図３フロー・チャートに示す処理に続いて実行される処理を示すフロー・チャートである。図４同様、図３フロー・チャートに示す処理に続いて実行される処理を示すフロー・チャートである。図５フロー・チャートに示す処理の一部を詳細に説明するためのサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る電力供給システムを実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る電力供給システムを全体的に示す概念図、図２はそのブロック図である。なお、図１，２において電力線を実線で示し、電流センサ（後述）の検出値や制御器（後述）からの信号を送信する線を破線で示す。

図１において符号１０は電力供給システムを示す。電力供給システム１０は、例えば電気自動車（図２で「ＥＶ」と示す）１２に搭載される蓄電池（バッテリ。図２で「Ｂａｔｔ」と示す）１４と、商用電源（商用電力系統）１６から電気負荷（家庭内の照明器具など）１８に至る給電路（電力線）２０に接続可能なコージェネレーションユニット２２（図１、図２で「コジェネ」と示す）と、蓄電池１４及びコージェネレーションユニット２２の動作を制御する統合パワーコンディショナ（統合ＰＣＳ）２４と、電気負荷１８と商用電源１６の間を流れる電流の向き及び大きさを検出するＣＴセンサ（潮流電流センサ）２６とを備える。なお、図１、図２に破線で示すように、電力供給システム１０は太陽光発電ユニット２８を備えるようにしても良い。

詳細な説明は省略するが、コージェネレーションユニット２２は内燃機関と、内燃機関によって駆動されて交流電力を発電する、例えば定格発電出力７００Ｗの発電機と、内燃機関の排熱を利用して生成された温水を熱負荷（例えば台所や浴室などの給湯設備）に供給する給湯ユニットと、余剰電力を熱として利用するための電気ヒータとを備える。

蓄電池１４も給電路２０に接続可能に構成され、統合ＰＣＳ２４によって制御されて商用電源１６から供給される電力やコージェネレーションユニット２２（より正確には、その発電機）で発電される電力を蓄電すると共に、必要に応じて蓄えた電力を電気負荷１８に放電（供給）する。なお、蓄電池１４は図１に示す電気自動車（あるいはプラグインハイブリッド車）１２のような移動体に搭載されるバッテリの場合に限られず、据え置き型のバッテリでも良い。

より具体的には図２に示す如く、統合ＰＣＳ２４（より正確には、その制御器２４ａ）は、商用電源１６から供給される交流電力を双方向インバータ２４ｂによって直流電力に変換する一方、コージェネレーションユニット２２（より正確には、その発電機）で発電される交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ２４ｃによって直流電力に変換し、これら変換された直流電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４ｄによって所定の電圧まで昇降圧させた後に蓄電池１４に供給することで蓄電池１４を充電する。また、蓄電池１４によって蓄えられた電力を放電する場合、統合ＰＣＳ２４は、蓄電池１４から放電された直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ２４ｄによって所定の電圧まで昇圧し、これを双方向インバータ２４ｂによって交流電力に変換した後に電気負荷１８に供給する。なお、蓄電池１４の充電はコージェネレーションユニット２２単体、あるいは商用電源１６のみによっても可能なことは言うまでもない。

また、統合ＰＣＳ２４の制御器２４ａは、蓄電池１４が給電路２０を介して電力供給システム１０に接続されているかを判断すると共に、接続されている場合は蓄電池１４のＳＯＣ（State Of Charge。充電状態）、ＳＯＨ（State Of Health。劣化状態）を取得する。

また、統合ＰＣＳ２４は、太陽光発電ユニット２８が接続される場合に、太陽光発電ユニット２８によって発電された直流電力を所定の電圧まで昇圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータ２４ｅと、落雷などの事故によって商用電源１６が停電した場合などに電気負荷１８を保護するための遮断器２４ｆを有する。

また、電力供給システム１０は、商用電源１６とコージェネレーションユニット２２から供給される電力を電気負荷１８に適宜分配する分電盤３０を備える。分電盤３０には切替器３０ａが内臓され、商用電源１６とコージェネレーションユニット２２の連係運転、またはコージェネレーションユニット２２若しくは商用電源１６のみの自立運転の切り替えが自在となるように構成される。

次いでこの発明の実施例に係る電力供給システム１０の動作について説明する。

図３は電力供給システム１０、より具体的には統合ＰＣＳ２４の制御器２４ａによってコージェネレーションユニット２２で発電された電力の余剰分を蓄電池１４に充電する際の動作を示すフロー・チャートである。また、図４、図５は、図３フロー・チャートにおける判断に基づいて実行される処理を示すフロー・チャートである。なお、図示のプログラムは所定の周期ごとに繰り返し実行される。

以下説明すると、先ずＳ１０において、コージェネレーションユニット２２で発電された余剰電力を蓄電池１４に充電するための開始条件を具備しているか否か判断する（Ｓ：処理ステップ）。

具体的には、蓄電池１４が給電路２０を介して電力供給システム１０に接続されていること、蓄電池１４のＳＯＣが１００％未満であること、ユーザからコージェネレーションユニット２２の余剰電力を蓄電池１４の充電に利用するように指示されていること、を判断する。

なお、図１に示すように、蓄電池１４が電気自動車１２などの移動体に搭載されるバッテリからなる場合、制御器２４ａは電気自動車１２の接続パターンを学習するようにし、その接続パターンに応じて蓄電池１４の充放電の要否を判断するようにしても良い。

Ｓ１０で否定される場合は以下の処理をスキップしてプログラムを終了する。他方、Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、ＣＴセンサ２６によって検出される電流の向き及び大きさに基づいてコージェネレーションユニット２２の余剰電力を推定する。なお、この実施例において余剰電力とは、コージェネレーションユニット２２の発電機の定格発電出力と電気負荷１８における要求電力（負荷電力）の差（定格発電出力−要求電力）を意味する。

具体的には、コージェネレーションユニット２２（正確にはその発電機）によって発電された電力が電気負荷１８において要求される要求電力を上回る場合、ＣＴセンサ２６は、コージェネレーションユニット２２から商用電源１６に向かって、その余剰電力の大きさに応じて流れる電流（逆潮流）を検出する。従って、この検出値（電流値）から余剰電力を推定することができる。なお、ＣＴセンサ２６では、商用電源１６から電気負荷１８へと流れる電流を順潮流として正の値で、コージェネレーションユニット２２から電気負荷１８へと流れる電流を逆潮流として負の値で、それぞれ検出する。このため、余剰電力は、ＣＴセンサ２６で検出される電流値の正負を反転させた後、電圧を乗じることで推定される。

コージェネレーションユニット２２は、基本的に最も運転効率の良い定格運転で動作するように構成され、統合ＰＣＳ２４は、ＣＴセンサ２６によって検出された電流の値に基づいて余剰電力をヒータに分配して熱として利用したり、蓄電池１４の充電に分配したりする。但し、ヒータにおける熱需要が少ない場合など、それでも余剰電力があるような場合にはコージェネレーションユニット２２の出力を低下させるようにＦ／Ｂ制御を行う。

従って、コージェネレーションユニット２２のＦ／Ｂ制御が開始されると、統合ＰＣＳ２４は、ＣＴセンサ２６によって検出される電流の向き及び大きさが既定範囲内に収まるように、その出力を制限する。しかし、コージェネレーションユニット２２の運転開始直後のＦ／Ｂ制御実行前や、コージェネレーションユニット２２の運転中に電気負荷１８の値が変化した場合は、Ｓ１２において所定範囲（後述）を超える余剰電力（正確には、余剰電力または過剰電力）が算出（推定）されることから、ここで推定される余剰電力に基づき、以下の如く蓄電池１４への充電制御が実行される。なお、上記する既定範囲は、零あるいは零付近の値（より正確には、ＣＴセンサ２６の検出誤差や発電出力のばらつきを考慮した値）、例えば、検出された電流値から算出される電力の大きさが０±５０Ｗの範囲に収まる電流値の範囲に設定され、この明細書において、その下限値（−５０Ｗ）に対応する電流値（−０．５Ａ）を第１既定値と、上限値（＋５０Ｗ）に対応する電流値（＋０．５Ａ）を第２既定値と呼ぶ。

次いでプログラムはＳ１４に進み、Ｓ１２で推定した余剰電力が所定電力を超えるか否か判断する。Ｓ１４の判断は、余剰電力の過不足を調べ、充電電力を増加させるべきか減少させるべきかを判断することに相当する。従って、Ｓ１４の所定電力は、零あるいは零付近の値（例えば＋５０Ｗ）に設定される。

Ｓ１４で肯定される場合、余剰電力を利用するために充電電力を増加させるべきと判断して図４フロー・チャートに進む。一方、Ｓ１４で否定される場合は蓄電池１４の充電に利用できる余剰電力が十分にない、換言すれば、充電電力が過多となっている可能性があると判断できる。よって、この場合プログラムはＳ１６に進み、現在充電制御の実行中か否か判断し、肯定される場合は図５フロー・チャートに進んで充電電力を減少させる。また、Ｓ１６で否定される場合は電気負荷１８の要求電力がコージェネレーションユニット２２の定格発電出力を上回っており、蓄電池１４の充電を行うことができないと判断できることから以下の処理をスキップしてプログラムを終了する。

なお、図３の判断においてヒータの使用中か否かを判断するようにし、ヒータに優先させて充電を実行させるように処理しても良い。

図４フロー・チャートを参照して充電電力を増加させる処理について説明すると、Ｓ１００では、Ｓ１２で推定された余剰電力が第１しきい値未満か否か判断する。第１しきい値は余剰電力の大きさが比較的小さいか否かを判断するために用いられ、例えば３００Ｗに設定される。

Ｓ１００で肯定されるときはＳ１０２に進み、充電電力の増減量として比較的小さな第１所定増量（例えば１０Ｗ）を選択する。他方、Ｓ１００で否定されるときはＳ１０４に進み、推定された余剰電力が第２しきい値未満か否か判断する。第２しきい値は余剰電力が比較的大きいか否か判断するために用いられ、第１しきい値よりも大きな値、例えば５００Ｗに設定される。

Ｓ１０４で肯定されるとき、即ち推定された余剰電力が第１しきい値よりは大きいものの、第２しきい値よりは小さい、中程度のものと判断されるときはＳ１０６に進み、充電電力の増減量として第１所定増量より大きく、後述する第３所定増量よりは小さい第２所定増量（例えば５０Ｗ）を選択する。

一方、Ｓ１０４で否定され、余剰電力が比較的大きいと判断されるときはＳ１０８に進み、充電電力の増減量として第１、第２所定増量よりも大きな第３所定増量（例えば１５０Ｗ）を選択する。

上記のように、推定された余剰電力をしきい値（第１、第２しきい値）と比較し、その比較結果に応じて充電電力の増減量を決定（選択）した後、プログラムはＳ１１０に進み、蓄電池１４の充電量（充電電力）を決定する充電電流制御値（電流制御値）Ｉの値を更新する。具体的には、現在の充電電流制御値Ｉに対し、上記処理によって決定（選択）した増減量を加算する。

次いでプログラムはＳ１１２に進み、Ｓ１１０で更新した電流制御値Ｉの値が上限値Ｉ_limを超えているか否か判断する。上限値Ｉ_limは、コージェネレーションユニット２２の定格電流に設定される。即ち、Ｓ１１２は電流制御値Ｉの値がコージェネレーションユニット２２の定格運転仕様を超える値に設定されていないことを確認するための処理に相当する。

Ｓ１１２で肯定される場合はＳ１１４に進み、電流制御値Ｉの値を上限値Ｉ_limに設定する一方、Ｓ１１２で否定される場合はＳ１１４の処理をスキップする。

次いでプログラムはＳ１１６に進み、ＣＴセンサ２６で検出される（潮流）電流の値が既定範囲内か否か判断する。Ｓ１１６の判断は余剰電力を全て充電電力として利用しているか否かを確認する処理に相当する。具体的に説明すると、コージェネレーションユニット２２で発電される電力（出力）は、上記した電流制御値Ｉの増加処理に応じて徐々に増加していくこととなるが、電気負荷１８の要求電力と蓄電池１４の充電電力の和がコージェネレーションユニット２２の定格発電出力を超えると、増加した充電電力を確保するため、コージェネレーションユニット２２から電気負荷１８へと供給される電力が減少し、商用電源１６から供給される電力によってその不足分を賄うこととなる。即ち、この時点においてＣＴセンサ２６で検出される潮流電流が順潮流となると共に、その大きさもコージェネレーションユニット２２のＦ／Ｂ制御によって制限されるべき既定範囲から逸脱する（より正確には、電力換算した場合の上限値に対応する第２既定値を上回る）こととなる。

換言すれば、ＣＴセンサ２６で検出される潮流電流の大きさが既定範囲を超えた直前（処理ステップとして１ステップ手前）の状態が、コージェネレーションユニット２２を最も効率の良い定格運転で運転すると共に、電気負荷１８に要求電力を過不足なく供給しつつ、余剰電力を全て充電電力として利用している状態と判断できる。

従って、Ｓ１１６で否定されて潮流電流が既定範囲から逸脱したと判断されるまで電流制御値Ｉを徐々に増加させることにより、余剰電力を過不足なく充電電力として利用することができる。但し、電気負荷１８の要求電力が零である場合は、商用電源１６から電気負荷１８に供給される電力がないため、電流制御値Ｉが上限値Ｉ_limに達しても潮流電流が既定範囲を超えることはない。そこで、Ｓ１１６で肯定される場合は先ずＳ１１８に進んで電流制御値Ｉが上限値Ｉ_limに達していないか否かを判断し、Ｓ１１８で否定される場合はＳ１１０に戻ってさらに電流制御値Ｉを増加させる。

他方、Ｓ１１６で否定される場合、またはＳ１１８で肯定されて電流制御値Ｉが上限値Ｉ_limに達したと判断される場合はＳ１２０に進み、充電電力を決定する。即ち、Ｓ１１６で否定されてＳ１２０に進んだ場合は直前の処理ステップにおける充電電流制御値Ｉの値から充電電力を決定する。また、Ｓ１１８で肯定されてＳ１２０に進んだ場合はその時点における充電電流制御値Ｉの値（上限値Ｉ_lim）から充電電力を決定する。

また、Ｓ１２０で決定された充電電力で蓄電池１４を充電する場合とは、余剰電力を全て充電電力として利用している状態、即ち、充電電力と余剰電力とが釣り合っている状態にあることを意味することから、Ｓ１２０で決定された充電電力に基づいて余剰電力を決定（算出）することができる。

次いで、図５フロー・チャートを使って充電電力を減少させる処理について説明する。図５の処理は、充電制御の実行中に電気負荷１８の要求電力が増加したことによって、その時点における充電電力を減らさなければコージェネレーションユニット２２単体で電気負荷１８の要求電力を賄えない、換言すれば電力が不足していると判断される場合に実行される。

Ｓ２００からＳ２１４までの処理は、上記したＳ１００からＳ１１４の処理に対し、充電電力の大きさの変化方向を反転させただけで、基本的に同様の考え方に基づいて実行される。即ち、Ｓ１２で推定された余剰電力（正確には電力の不足分）を第３、第４しきい値と比較し（Ｓ２００，Ｓ２０４）、その比較結果に応じて充電電流の増減量として第１所定減量から第３所定減量のいずれかを選択（決定）し（Ｓ２０２，Ｓ２０６，Ｓ２０８）、選択した増減量によって電流制御値Ｉを、その下限値Ｉ_minを下回らない範囲で更新する（Ｓ２１０〜Ｓ２１４）。

なお、図５の処理は電力が不足している場合に実行されることから、Ｓ１２で算出される余剰電力（電力の不足分）は負値で表現されることになる。従って、第３しきい値は電力がそれほど大きく不足しているわけではないと判断できる値、例えば−３００Ｗに設定される一方、第４しきい値は電力が比較的大きく不足していると判断できる値、例えば−５００Ｗに設定され、第１所定減量＞第２所定減量＞第３所定減量（例えば、第１所定減量が−１０Ｗ、第２所定減量が−５０Ｗ、第３所定減量が−１５０Ｗ）となるように設定される。

次いでプログラムはＳ２１６に進み、ＣＴセンサ２６で検出される潮流電流の値が既定範囲内か否か判断する。上記したように、図５の処理はコージェネレーションユニット２２から電気負荷１８へと供給される電力が不足している場合に実行されることから、電力が不足している間、ＣＴセンサ２６で検出される電流の向きは順潮流（正値）であって、かつ、その大きさはコージェネレーションユニット２２のＦ／Ｂ制御によって保たれるべき既定範囲から逸脱する（より正確には、電力換算した場合の上限値に対応する第２既定値を上回る）こととなる。

換言すれば、上記した状態から充電電流制御値Ｉを必要な分だけ減少させることによってＣＴセンサ２６の出力が既定範囲内に収まった瞬間の状態が、コージェネレーションユニット２２を定格運転で運転すると共に、電気負荷１８の要求電力を賄いつつ、余剰電力を全て充電電力として利用できる状態と判断できる。

従って、Ｓ２１６で肯定されて潮流電流が既定範囲内にあると判断されるまで電流制御値Ｉを徐々に減少させることにより、コージェネレーションユニット２２によって電気負荷１８の要求電力を賄うと共に、余剰電力を全て充電電力として利用できる。但し、電機負荷１８の要求電力がコージェネレーションユニット２２の定格発電出力を超える場合は、充電電力を零にしても商用電源１６から電気負荷１８への電力供給が必要になるため、潮流電流を既定範囲内に収めることができない。そこで、Ｓ２１６で否定される場合は先ずＳ２１８に進んで電流制御値Ｉが下限値（最小値）Ｉ_minまで減少していないか否かを判断し、Ｓ２１８で否定される場合はＳ２１０に戻ってさらに電流制御値Ｉを減少させる。

他方、Ｓ２１６で肯定される場合、またはＳ２１８で肯定されて電流制御値Ｉがすでに下限値Ｉ_minまで減少していると判断される場合はＳ２２０に進み、充電電力を決定すると共に、余剰電力を算出する。即ち、Ｓ２１６で肯定されてＳ２２０に進んだ場合は現在の処理ステップにおける充電電流制御値Ｉの値から充電電力及び余剰電力を決定（算出）する。一方、Ｓ２１８で肯定されてＳ２２０に進んだ場合は充電電力及び余剰電力を零とする。

このように、この発明の実施例にあっては、コージェネレーションユニット２２を最も効率の良い定格運転で運転することが出来ると共に、余剰電力を十分に利用して蓄電池１４の充電をすることができる。さらに、コージェネレーションユニット２２の定格運転時間を延ばすことができるため、その経済性も向上させることが可能となる。

また、専用のセンサを用いずとも、電気負荷１８の要求電力に対するコージェネレーションユニット２２の余剰電力を精度良く算出することができ（Ｓ１２０，Ｓ２２０）、よってコージェネレーションユニット２２を適切に制御してそのエネルギ効率を向上させることが可能となる。

また、コージェネレーションユニット２２の定格出力等を正確に把握していなくとも、上記制御を実行することによって余剰電力を全て充電電力として利用することが可能、換言すれば、電力供給システム１０に接続するコージェネレーションユニット２２の種類や型式に因らず余剰電力を使って蓄電池１４を充電することが可能となる。

次いでプログラムはＳ２２２に進み、充電制御を停止すべきか否か判断する。図６はその充電停止判断処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ３００において充電電流値（充電電流制御値Ｉ）が規定値以下か否か判断する。蓄電池１４のＳＯＣが１００％に至っていないにもかかわらず充電制御を終了（停止）するのは、電気負荷１８の要求電力が、コージェネレーションユニット２２の定格発電出力以上となり、コージェネレーションユニット２２で発電された電力を蓄電池１４の充電に利用できない場合である。従ってかかる場合、図５フロー・チャートの処理によって電流制御値は最小値Ｉ_minまで減少されていることから、Ｓ３００の判断は、電流制御値Ｉが最小値Ｉ_minと同等程度の値まで制限されているか否かを判断することに相当する。

Ｓ３００で肯定される場合はＳ３０２に進み、ＣＴセンサ２６で検出される潮流電流が第２既定値（所定値）を超えるか否か判断する。図５フロー・チャートを示して説明したように、電気負荷１８の要求電力がコージェネレーションユニット２２の定格発電出力を超える場合、商用電源１６から電気負荷１８に向けて電力が供給される、換言すれば、ＣＴセンサ２６において順潮流の電流が検出され、かつ、その大きさも既定範囲（より正確には、上限値に対応する第２既定値）を超えることとなる。

従って、かかる場合はＳ３０２の判断は肯定されてＳ３０４に進む。なお、Ｓ３００及びＳ３０２の判断は図５フロー・チャートのＳ２１６及びＳ２１８の判断にも相当することから、Ｓ２１８で肯定される場合はＳ３００，Ｓ３０２の判断をスキップするように構成しても良い。

次いでプログラムはＳ３０４に進み、上記した状態の継続時間を計るタイマが経過したか、即ち電気負荷１８の要求電力がコージェネレーションユニット２２の定格発電出力以上である状態の継続時間が所定時間（例えば１秒）を経過したか否か判断する。Ｓ３０４で否定される場合は以下の処理をスキップする一方、Ｓ３０４で肯定される場合はＳ３０６に進んで充電制御を停止する。

なお、Ｓ３００またはＳ３０２で否定される場合は充電制御を停止する必要はないと判断できることから、Ｓ３０８に進んでタイマをリセットし、プログラムを終了する。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、商用電力系統（商用電源）１６から電気負荷１８に至る給電路２０に接続可能な蓄電池１４と、内燃機関によって駆動されて発電した電力を、前記給電路２０を介して前記電気負荷１８及び蓄電池１４に供給可能な発電機を有するコージェネレーションユニット２２と、前記電気負荷１８と商用電源１６の間を流れる電流を検出する電流センサ（ＣＴセンサ。潮流電流センサ）２６と、前記発電機によって発電された電力を前記電気負荷１８及び蓄電池１４に分配する電力分配手段（統合ＰＣＳ２４）と、を備えた電力供給システム１０において、前記ＣＴセンサ２６によって検出された潮流電流に基づき、前記電気負荷１８で要求される電力（要求電力）に対する前記発電機の余剰電力を推定する余剰電力推定手段（Ｓ１２）と、前記推定された余剰電力が所定電力以上であるとき、即ち、余剰電力があると判断されるとき、前記発電機から前記蓄電池１４へと流れる充電電流（充電電流制御値Ｉ）を増加させるように前記電力分配手段を制御する充電電流制御手段（Ｓ１４，Ｓ１００〜Ｓ１１６）とを備えるように構成した。従って、コージェネレーションユニット２２の発電電力によって電気負荷１８で要求される電力を賄いつつ、余剰電力を効果的に蓄電池の充電電力として利用することができ、よってコージェネレーションユニット２２の電熱比、ひいてはエネルギ効率を向上させることができる。

また、前記充電電流制御手段は、前記推定された余剰電力が前記所定電力未満であるとき、即ち、電気負荷１８への電力供給が不足していると判断されるとき、前記発電機から前記蓄電池１４へと流れる充電電流（充電電流制御値Ｉ）を減少させるように前記電力分配手段を制御する（Ｓ１４〜Ｓ１６，Ｓ２００〜Ｓ２１６）ように構成したので、上記した効果に加え、蓄電池１４の充電制御中に電気負荷１８における要求電力が増加した場合であっても、コージェネレーションユニット２２の発電電力を適切に電気負荷１８に供給することが可能となり、商用電源１６からの買電を最小化することができる。

また、前記充電電流制御手段は、前記推定された余剰電力をしきい値（第１、第２、第３、第４しきい値）と比較し、前記比較した結果に応じて前記充電電流（充電電流制御値Ｉ）の増減量を決定する（Ｓ１００〜Ｓ１０８，Ｓ２００〜Ｓ２０８）ように構成したので、上記した効果に加え、より早期に余剰電力を蓄電池１４の充電電力として利用することが可能となり、蓄電池１４の充電時間を短縮することが可能となる。

また、前記充電電流制御手段は、前記充電電流の値（充電電流制御値Ｉ）が規定値以下であると共に、前記検出された潮流電流の値が所定値を超えると判断されるとき、即ち、充電電流制御値Ｉが最小値であるにもかかわらず、商用電源１６から電気負荷１８に向けて電力が供給されていると判断できる場合、前記発電機から前記蓄電池１４への電力供給を停止する（Ｓ３００〜Ｓ３０６）ように構成したので、上記した効果に加え、蓄電池１４の充電を適確なタイミングで停止して電気負荷１８への供給電力が不足するのを防ぐことができる。

また、前記負荷１８で要求される電力（要求電力）に対する前記発電機の余剰電力を算出する余剰電力算出手段を備え、前記余剰電力算出手段は、前記充電電流制御手段によって前記充電電流（充電電流制御値Ｉ）を増加または減少させた後、前記検出された潮流電流が所定範囲内にあるか否か判断し、前記判断結果に基づいて前記余剰電力を算出する（Ｓ１１６〜Ｓ１２０，Ｓ２１６〜Ｓ２２０）するように構成したので、上記した効果に加え、専用のセンサを設けることなくコージェネレーションユニット２２の余剰電力を精度良く算出することができる。

なお、上記においてしきい値や各種電力の値等について具体例を挙げて説明したが、これらはあくまでも例示に過ぎず、本願発明の要旨はこれらの数値によって限定されるものではない

また、図１、図２において破線で示した如く、太陽光発電ユニット２８を追加し、コージェネレーションユニット２２の発電電力と併せて蓄電池１４の充電及び電気負荷１８への電力供給を行うようにしても良い。

１０電力供給システム、１４蓄電池（バッテリ）、１６商用電源（商用電力系統）、１８電気負荷、２０給電路、２２コージェネレーションユニット、２４統合ＰＣＳ、２４ａ制御器、２６ＣＴセンサ（電流センサ）

Claims

商用電力系統から電気負荷に至る給電路に接続可能な蓄電池と、内燃機関によって駆動されて発電した電力を、前記給電路を介して前記電気負荷及び蓄電池に供給可能な発電機を有するコージェネレーションユニットと、前記電気負荷と商用電力系統の間を流れる電流を検出する電流センサと、前記発電機によって発電された電力を前記電気負荷及び蓄電池に分配する電力分配手段と、を備えた電力供給システムにおいて、
前記電流センサによって検出された電流に基づき、前記電気負荷で要求される電力に対する前記発電機の余剰電力を推定する余剰電力推定手段と、
前記推定された余剰電力が所定電力以上であるとき、前記発電機から前記蓄電池へと流れる充電電流を増加させるように前記電力分配手段を制御する充電電流制御手段と、
を備えたことを特徴とする電力供給システム。
前記充電電流制御手段は、前記推定された余剰電力が前記所定電力未満であるとき、前記発電機から前記蓄電池へと流れる充電電流を減少させるように前記電力分配手段を制御することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
前記充電電流制御手段は、前記推定された余剰電力をしきい値と比較し、前記比較した結果に応じて前記充電電流の増減量を決定することを特徴とする請求項１または２記載の電力供給システム。
前記充電電流制御手段は、前記充電電流の値が規定値以下であると共に、前記検出された電流の値が所定値を超えると判断されるとき、前記発電機から前記蓄電池への電力供給を停止することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電力供給システム。
前記負荷で要求される電力に対する前記発電機の余剰電力を算出する余剰電力算出手段を備え、
前記余剰電力算出手段は、前記充電電流制御手段によって前記充電電流を増加または減少させた後、前記検出された電流が所定範囲内にあるか否か判断し、前記判断結果に基づいて前記余剰電力を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電力供給システム。