JP2016187281A - Hydrogen manufacturing system - Google Patents

Hydrogen manufacturing system Download PDF

Info

Publication number
JP2016187281A
JP2016187281A JP2015067263A JP2015067263A JP2016187281A JP 2016187281 A JP2016187281 A JP 2016187281A JP 2015067263 A JP2015067263 A JP 2015067263A JP 2015067263 A JP2015067263 A JP 2015067263A JP 2016187281 A JP2016187281 A JP 2016187281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
hydrogen production
hydrogen
smoothing device
wind
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015067263A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6407082B2 (en
Inventor
功一 後藤
Koichi Goto
功一 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2015067263A priority Critical patent/JP6407082B2/en
Publication of JP2016187281A publication Critical patent/JP2016187281A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6407082B2 publication Critical patent/JP6407082B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/76Power conversion electric or electronic aspects
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/133Renewable energy sources, e.g. sunlight
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen manufacturing system capable of manufacturing hydrogen by making effective use of electric power generated by a wind power generator.SOLUTION: A hydrogen manufacturing system 1 includes: a wind power generator 2; a power smoothing apparatus 3 for separating electric power P1 generated by the wind power generator 2 into separated power P2 including a fluctuating output which is a higher frequency component than a predetermined frequency and smoothed power P3. The separated power P2 separated by the power smoothing apparatus 3 is used in a hydrogen manufacturing apparatus 4 for manufacturing hydrogen.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施の形態は、水素製造システムに関する。   Embodiments described herein relate generally to a hydrogen production system.

従来の水素製造システムの第1の例を、図7を用いて説明する。この水素製造システム50では、風車を用いた風力発電装置51が設置され、この風力発電装置51により発電された発電電力が、水素製造装置52で用いられて水素が製造される。水素製造装置52における水素の製造方法の一例としては水電解方式が挙げられる。この風力発電装置51を備えた水素製造システム50は、例えば離島に設置され、製造された水素を、島内を走行する燃料電池自動車の燃料として利用したり、家庭などに設置された家庭用燃料電池などの燃料として利用したりする案が唱えられている。   A first example of a conventional hydrogen production system will be described with reference to FIG. In the hydrogen production system 50, a wind power generation device 51 using a windmill is installed, and the generated power generated by the wind power generation device 51 is used in the hydrogen production device 52 to produce hydrogen. An example of a method for producing hydrogen in the hydrogen production apparatus 52 is a water electrolysis method. The hydrogen production system 50 provided with the wind power generator 51 is installed on a remote island, for example, and uses the produced hydrogen as fuel for a fuel cell vehicle traveling on the island, or a household fuel cell installed in a home or the like. There are proposals to use it as fuel.

ところで、風力発電装置51では、風の影響により、高周波数(短周期)の変動が発生する場合がある。このことにより、風力発電装置51を、例えば離島内に設置された小規模グリッドと呼ばれるような弱い配電系統に連系すると、配電系統の安定性に影響が出るという問題がある。よって、風力発電装置51は、このような弱い配電系統における電力の受け入れ基準を満たすことが困難となり、配電系統に連系することができず、風力発電装置51により発電された発電電力の全量が水素製造装置52で使用されることになる。   By the way, in the wind power generator 51, the fluctuation | variation of a high frequency (short cycle) may generate | occur | produce by the influence of a wind. For this reason, when the wind power generator 51 is connected to a weak power distribution system called a small-scale grid installed in a remote island, for example, there is a problem that the stability of the power distribution system is affected. Therefore, it becomes difficult for the wind power generator 51 to satisfy the acceptance standard of power in such a weak power distribution system, and cannot be connected to the power distribution system, and the total amount of generated power generated by the wind power generator 51 is It will be used in the hydrogen production apparatus 52.

しかしながら、水素を利用する機器の普及率は低いため、水素の需要量は少ない。このため、風力発電装置51の発電電力を水素製造装置52で利用する場合には、発電能力を意図的に抑えるように風力発電装置51を運転するか、あるいは余剰の発電電力を何らかの方法で捨てることになり、風力発電装置51の発電能力の一部あるいは発電電力が無駄になる可能性がある。   However, since the penetration rate of equipment using hydrogen is low, the demand for hydrogen is small. For this reason, when the generated power of the wind power generator 51 is used in the hydrogen production apparatus 52, the wind power generator 51 is operated so as to intentionally suppress the power generation capacity, or surplus generated power is discarded in some way. As a result, part of the power generation capacity of the wind power generator 51 or the generated power may be wasted.

一方、発電能力を抑えずに風力発電装置51の運転を行い、水素製造装置52で利用されなかった発電電力を大規模な蓄電池に充電して、必要なときに放電して利用することも考えられる。この場合、蓄電池から放電される電力は変動させずに利用することも可能となるが、蓄電池の効率は理想的に高い訳ではなく、依然として多くの発電電力が無駄になる可能性がある。   On the other hand, it is also considered that the wind power generator 51 is operated without suppressing the power generation capacity, and the generated power not used in the hydrogen production device 52 is charged in a large-scale storage battery and discharged when necessary. It is done. In this case, the electric power discharged from the storage battery can be used without fluctuation, but the efficiency of the storage battery is not ideally high, and a large amount of generated power may still be wasted.

次に、従来の水素製造システムの第2の例(例えば、特許文献1参照)を、図8を用いて説明する。この水素製造システム60には、風力発電装置61により発電された発電電力の変動を平滑化して配電系統と連系する技術が含まれている。すなわち、図8に示すように、風力発電装置61により発電された発電電力は、電力平滑化装置62により分離電力と高周波数成分である変動出力を含まない(あるいは変動出力が低減された)平滑化電力とに分離される。電力平滑化装置62は配電系統63に連系されており、電力平滑化装置62において分離された平滑化電力は配電系統63に供給される。このような構成により、配電系統63に供給される電力に高周波数成分である変動出力が含まれることを防止または抑制できる。このため、小規模グリッドと呼ばれるような弱い配電系統63に連系させることができ、離島にも風力発電装置61が導入しやすくなる。   Next, a second example of a conventional hydrogen production system (see, for example, Patent Document 1) will be described with reference to FIG. This hydrogen production system 60 includes a technique for smoothing fluctuations in the generated power generated by the wind power generator 61 and interconnecting with the power distribution system. That is, as shown in FIG. 8, the generated power generated by the wind power generator 61 does not include the separated power and the fluctuation output that is a high frequency component (or the fluctuation output is reduced) by the power smoothing apparatus 62. Separated into power. The power smoothing device 62 is connected to the power distribution system 63, and the smoothed power separated in the power smoothing device 62 is supplied to the power distribution system 63. With such a configuration, it is possible to prevent or suppress the power supplied to the power distribution system 63 from including a fluctuation output that is a high frequency component. For this reason, it can be linked to a weak power distribution system 63 called a small-scale grid, and the wind power generator 61 can be easily introduced to a remote island.

ところで、図8に示す水素製造システム60では、電力平滑化装置62により分離された分離電力は電気ヒータに送られ、太陽熱発電装置で用いられる熱媒体を加熱するために利用される。しかしながら、太陽熱発電装置の設置には、晴天の多い気候地域であるという土地条件と、広大な敷地を確保できるという土地条件とが必要となり、風力発電装置61の導入を検討する離島が、このような太陽熱発電装置を設置するための土地条件を満たすことは一般的に考えにくい。また、電気ヒータにより分離電力を熱エネルギに変換してそのまま利用することは可能だが、風力発電装置61を設置するような場所の近くに、安定した多量の熱需要があることは一般にない。このため、多くの場合、電気ヒータにより温水が製造され、熱エネルギが冷却塔などにより温水から大気に排出されることになり、多くのエネルギが無駄になる可能性がある。   By the way, in the hydrogen production system 60 shown in FIG. 8, the separated electric power separated by the electric power smoothing device 62 is sent to an electric heater and used to heat the heat medium used in the solar thermal power generation device. However, the installation of solar power generation equipment requires land conditions that it is a climatic region with many clear skies and land conditions that can secure a vast site, and remote islands that consider the introduction of wind power generation equipment 61 are like this It is generally difficult to think of meeting the land requirements for installing a solar power generator. Moreover, although it is possible to convert the separated electric power into heat energy by an electric heater and use it as it is, there is generally no stable large amount of heat demand near the place where the wind power generator 61 is installed. For this reason, in many cases, warm water is produced by an electric heater, and heat energy is discharged from the warm water to the atmosphere by a cooling tower or the like, so that a lot of energy may be wasted.

国際公開第2014/024415号公報International Publication No. 2014/024415

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、風力発電装置の発電電力を有効利用して水素を製造することができる水素製造システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a hydrogen production system capable of producing hydrogen by effectively using the power generated by a wind turbine generator.

実施の形態による水素製造システムは、風力発電装置と、風力発電装置により発電された発電電力を、所定の周波数より高い周波数成分である変動出力を含む分離電力と平滑化電力とに分離する電力平滑化装置と、を備えている。電力平滑化装置により分離された分離電力は、水素を製造する水素製造装置で用いられる。   A hydrogen production system according to an embodiment includes a wind power generator and power smoothing that separates generated power generated by the wind power generator into separated power and smoothed power including a variable output that is a frequency component higher than a predetermined frequency. And a device. The separated power separated by the power smoothing device is used in a hydrogen production device that produces hydrogen.

本発明によれば、風力発電装置の発電電力を有効利用して水素を製造することができる。   According to the present invention, hydrogen can be produced by effectively using the power generated by the wind turbine generator.

図1は、第1の実施の形態における水素製造システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hydrogen production system according to the first embodiment. 図2は、図1の電力平滑化装置の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power smoothing apparatus in FIG. 1. 図3Aは、図2の電力平滑化装置内で作成される信号S1の波形の一例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a waveform of the signal S1 created in the power smoothing apparatus of FIG. 図3Bは、図2の電力平滑化装置内で作成される信号S2の波形の一例を示す図である。FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a waveform of the signal S2 created in the power smoothing apparatus of FIG. 図3Cは、図2の電力平滑化装置内で作成される信号S3の波形の一例を示す図である。FIG. 3C is a diagram illustrating an example of a waveform of the signal S3 created in the power smoothing apparatus of FIG. 図3Dは、図2の電力平滑化装置内で作成される信号S4の波形の一例を示す図である。FIG. 3D is a diagram illustrating an example of a waveform of a signal S4 created in the power smoothing apparatus of FIG. 図4は、第2の実施の形態における水素製造システムの概略構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a hydrogen production system according to the second embodiment. 図5は、第3の実施の形態における水素製造システムの概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a hydrogen production system according to the third embodiment. 図6は、第4の実施の形態における水素製造システムの電力平滑化装置の構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power smoothing device of the hydrogen production system according to the fourth embodiment. 図7は、従来の水素製造システムの概略構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a conventional hydrogen production system. 図8は、従来の水素製造システムの概略構成の他の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another example of a schematic configuration of a conventional hydrogen production system.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
まず、図1乃至図3を用いて、第1の実施の形態における水素製造システムについて説明する。
(First embodiment)
First, the hydrogen production system in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図1に示すように、水素製造システム1は、風車を用いた風力発電装置2と、風力発電装置2により発電された発電電力P1を、所定の周波数より高い周波数成分(比較的速い出力変動成分)である変動出力を含む分離電力P2と平滑化電力P3とに分離する電力平滑化装置3と、水素製造装置4と、を備えている。このうち電力平滑化装置3は、配電系統30(電力系統)に連系されており、電力平滑化装置3により分離された平滑化電力P3は、配電系統30に供給される。一方、電力平滑化装置3により分離された分離電力P2は水素製造装置4に供給され、水素製造装置4は、供給された分離電力P2を用いて水素を製造する。   As shown in FIG. 1, the hydrogen production system 1 includes a wind power generator 2 using a windmill and a generated power P1 generated by the wind power generator 2 with a frequency component higher than a predetermined frequency (relatively fast output fluctuation component). ), A power smoothing device 3 that separates into a separated power P2 including a variable output and a smoothed power P3, and a hydrogen production device 4. Among these, the power smoothing device 3 is connected to the power distribution system 30 (power system), and the smoothed power P3 separated by the power smoothing device 3 is supplied to the power distribution system 30. On the other hand, the separation power P2 separated by the power smoothing device 3 is supplied to the hydrogen production device 4, and the hydrogen production device 4 produces hydrogen using the supplied separation power P2.

ここで、電力平滑化装置3についてより具体的に説明する。   Here, the power smoothing device 3 will be described more specifically.

本実施の形態においては、電力平滑化装置3は、ハイパスフィルタ機能とバイアス付加機能とを有している。すなわち、図2に示すように、電力平滑化装置3は、風力発電装置2から出力された発電電力P1(交流電力)を計測する計器用変流器10(CT: Current Transformer)と、計器用変流器10により計測された発電電力P1に対応する信号を変換する電力変換制御部11と、電力変換制御部11により変換された信号に基づいて発電電力P1の一部を分離電力P2に変換する電力変換部12と、を有している。   In the present embodiment, the power smoothing device 3 has a high-pass filter function and a bias addition function. That is, as shown in FIG. 2, the power smoothing device 3 includes an instrument current transformer 10 (CT: Current Transformer) that measures the generated power P <b> 1 (AC power) output from the wind power generator 2, and an instrument A power conversion control unit 11 that converts a signal corresponding to the generated power P1 measured by the current transformer 10, and a part of the generated power P1 is converted into separated power P2 based on the signal converted by the power conversion control unit 11. And a power conversion unit 12 to perform.

計器用変流器10は、風力発電装置2から出力された発電電力P1を計測して、例えば図3Aに示すような信号S1を出力する。   The current transformer for instrument 10 measures the generated power P1 output from the wind power generator 2, and outputs a signal S1 as shown in FIG. 3A, for example.

電力変換制御部11は電力変換部12を制御するように構成されている。より具体的には、電力変換制御部11は、図2に示すように、ハイパスフィルタ13と加算器14とを含んでいる。このうちハイパスフィルタ13は、平滑化フィルタ15(ローパルスフィルタ)と減算器16とにより構成されている。   The power conversion control unit 11 is configured to control the power conversion unit 12. More specifically, the power conversion control unit 11 includes a high-pass filter 13 and an adder 14 as shown in FIG. Among these, the high-pass filter 13 includes a smoothing filter 15 (low pulse filter) and a subtracter 16.

平滑化フィルタ15は、計器用変流器10から出力された信号S1から高周波数成分を除去し、例えば図3Bに示すような信号S2(低周波数成分)を出力する。減算器16は、計器用変流器10から出力された信号S1から、平滑化フィルタ15から出力された信号S2を減算し、例えば図3Cに示すような信号S3(差分信号)を出力する。このようにして、ハイパスフィルタ13(より詳細には減算器16)は、計器用変流器10から出力された信号S1の高周波数成分を信号S3として出力する。ここで、ハイパスフィルタ13では、風力発電装置2の発電電力P1のうち高周波数成分を抽出して、例えば離島での小規模グリッドでも受け入れ可能な程度まで高周波数成分が分離されるような時定数(例えば、1分よりも小さい時定数)が設定されることが好適である。   The smoothing filter 15 removes a high frequency component from the signal S1 output from the instrument current transformer 10, and outputs a signal S2 (low frequency component) as shown in FIG. 3B, for example. The subtractor 16 subtracts the signal S2 output from the smoothing filter 15 from the signal S1 output from the instrument current transformer 10, and outputs a signal S3 (difference signal) as shown in FIG. 3C, for example. In this way, the high-pass filter 13 (more specifically, the subtractor 16) outputs the high-frequency component of the signal S1 output from the instrument current transformer 10 as the signal S3. Here, the high-pass filter 13 extracts a high-frequency component from the generated power P1 of the wind turbine generator 2, and for example, a time constant that separates the high-frequency component to an extent that can be accepted even on a small-scale grid on a remote island. (For example, a time constant smaller than 1 minute) is preferably set.

加算器14は、減算器16から出力された信号S3に、予め所定の値に設定されたバイアスBを付加し、例えば図3Dに示すような信号S4を出力する。これにより、信号S3の基準電位(例えば0V)よりも低い負極成分が正極成分に移行し、信号S4の信号値が0よりも大きくなって、電力変換部12の後述するインバータ電源回路18による電力の変換が可能となる。なお、バイアスBの付加量(バイアスBの値)は、一定値であってもよく、あるいは事前に定めた規則などにより設定された値、例えば1分前等1つ以上の過去の発電電力P1に基づいて算出された値であってもよい。   The adder 14 adds a bias B preset to a predetermined value to the signal S3 output from the subtracter 16, and outputs a signal S4 as shown in FIG. 3D, for example. As a result, the negative component lower than the reference potential (for example, 0 V) of the signal S3 shifts to the positive component, the signal value of the signal S4 becomes larger than 0, and the power by the inverter power supply circuit 18 described later of the power conversion unit 12 Can be converted. The additional amount of bias B (the value of bias B) may be a constant value, or a value set according to a predetermined rule, for example, one or more past generated power P1 such as one minute before. It may be a value calculated based on

電力変換制御部11は、加算器14から出力された信号を変換する関数器17を更に有している。この関数器17は、加算器14から出力された信号S4を変数として、インバータ電源回路18に適合するように変換(例えば信号のレベルなどを変更)し、信号S5(関数)を出力する。この信号S5が分離電力P2に対応する。   The power conversion control unit 11 further includes a function unit 17 that converts the signal output from the adder 14. The function unit 17 converts the signal S4 output from the adder 14 as a variable so as to be suitable for the inverter power supply circuit 18 (for example, changes the signal level) and outputs a signal S5 (function). This signal S5 corresponds to the separated power P2.

電力変換部12はインバータ電源回路18を含んでおり、このインバータ電源回路18は、関数器17から出力された信号S5に基づいて、いわゆるパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)制御を行う。これにより、インバータ電源回路18は、風力発電装置2の発電電力P1から高周波数成分を除去して、この高周波数成分である変動出力を分離電力P2として出力する。   The power converter 12 includes an inverter power supply circuit 18, which performs so-called pulse width modulation (PWM) control based on the signal S <b> 5 output from the function unit 17. Thereby, the inverter power supply circuit 18 removes a high frequency component from the generated electric power P1 of the wind power generator 2, and outputs the fluctuation output which is this high frequency component as the separated electric power P2.

一方、風力発電装置2の発電電力P1から高周波数成分が除去された低周波数成分は、平滑化電力P3として電力平滑化装置3から出力される。すなわち、電力平滑化装置3は、発電電力P1を平滑化して高周波数成分である変動出力を含まない平滑化電力P3を出力し、配電系統30に供給する。なお、この平滑化電力P3は、上述したハイパスフィルタ13から出力される信号S2から、上述したバイアスBが減算された信号(図示せず)に対応する。ここで、平滑化電力P3は、変動出力を含まない場合に限られることはなく、配電系統30に供給可能な程度に若干の変動出力が含まれていてもよいが、記載を簡略化するために、以降では「変動出力を含まない」と記載する。   On the other hand, the low frequency component obtained by removing the high frequency component from the generated power P1 of the wind power generator 2 is output from the power smoothing device 3 as the smoothed power P3. That is, the power smoothing device 3 smoothes the generated power P <b> 1, outputs smoothed power P <b> 3 that does not include a fluctuation output that is a high frequency component, and supplies the smoothed power P <b> 3 to the distribution system 30. The smoothed power P3 corresponds to a signal (not shown) obtained by subtracting the above-described bias B from the signal S2 output from the above-described high-pass filter 13. Here, the smoothed power P3 is not limited to the case where the fluctuation output is not included, and may include a slight fluctuation output to the extent that it can be supplied to the power distribution system 30, but in order to simplify the description. In the following, it will be described as “not including variable output”.

このようにして、電力平滑化装置3は、風力発電装置2の発電電力P1を、高周波数成分である変動出力を含む分離電力P2と、当該変動出力を含まない平滑化電力P3とに分離して、それぞれ出力する。   In this way, the power smoothing device 3 separates the generated power P1 of the wind power generator 2 into the separated power P2 including the fluctuation output that is a high frequency component and the smoothing power P3 not including the fluctuation output. Respectively.

水素製造装置4には、電力平滑化装置3のインバータ電源回路18から出力された分離電力P2が供給されて、水素製造装置4は、この供給された分離電力P2を用いて水素を製造する。例えば、水素製造装置4は、分離電力P2により水を電気分解して水素を発生させるように構成され得るが、分離電力P2を用いる方法であれば水素の製造方法は任意である。   The hydrogen production device 4 is supplied with the separated power P2 output from the inverter power supply circuit 18 of the power smoothing device 3, and the hydrogen production device 4 produces hydrogen using the supplied separated power P2. For example, the hydrogen production apparatus 4 can be configured to generate water by electrolyzing water with the separation power P2, but any method for producing hydrogen can be used as long as the method uses the separation power P2.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

図1に示す風力発電装置2が風を受けると発電を行い、発電電力P1が出力される。風力発電装置2から出力された発電電力P1は電力平滑化装置3に供給される。   When the wind power generator 2 shown in FIG. 1 receives wind, it generates power and outputs generated power P1. The generated power P <b> 1 output from the wind power generator 2 is supplied to the power smoothing device 3.

発電電力P1が電力平滑化装置3に供給されると、図2に示す計器用変流器10が発電電力P1を計測して信号S1(図3A参照)が出力される。出力された信号S1は、電力変換制御部11のハイパスフィルタ13に入力され、信号S1から高周波数成分が除去されて、信号S2(図3B参照)が出力される。出力された信号S2は減算器16に入力され、別途入力された信号S1から信号S2が減算されて、信号S3(図3C参照)が出力される。出力された信号S3は加算器14に入力され、入力された信号S3にバイアスBが付加され、信号S4(図3D参照)が出力される。出力された信号S4は関数器17に入力され、信号S4が変換されて、インバータ電源回路18に対応する信号S5が出力される。そして、出力された信号S5は電力変換部12のインバータ電源回路18に入力され、PWM制御により、風力発電装置2から出力された発電電力P1の高周波数成分である変動出力が分離電力P2として出力される。   When the generated power P1 is supplied to the power smoothing device 3, the instrument current transformer 10 shown in FIG. 2 measures the generated power P1 and outputs a signal S1 (see FIG. 3A). The output signal S1 is input to the high-pass filter 13 of the power conversion control unit 11, the high frequency component is removed from the signal S1, and the signal S2 (see FIG. 3B) is output. The output signal S2 is input to the subtractor 16, and the signal S2 is subtracted from the separately input signal S1 to output a signal S3 (see FIG. 3C). The output signal S3 is input to the adder 14, a bias B is added to the input signal S3, and a signal S4 (see FIG. 3D) is output. The output signal S4 is input to the function unit 17, the signal S4 is converted, and the signal S5 corresponding to the inverter power supply circuit 18 is output. Then, the output signal S5 is input to the inverter power supply circuit 18 of the power converter 12, and a fluctuation output that is a high frequency component of the generated power P1 output from the wind turbine generator 2 is output as the separated power P2 by PWM control. Is done.

一方、風力発電装置2の発電電力P1から高周波数成分が除去された成分は、平滑化電力P3として電力平滑化装置3から出力される。   On the other hand, the component obtained by removing the high frequency component from the generated power P1 of the wind power generator 2 is output from the power smoothing device 3 as the smoothed power P3.

このようにして、風力発電装置2の発電電力P1が、高周波数成分である変動出力を含む分離電力P2と、当該変動出力を含まない平滑化電力P3とに分離される。   In this way, the generated power P1 of the wind turbine generator 2 is separated into the separated power P2 that includes a fluctuation output that is a high frequency component, and the smoothed power P3 that does not contain the fluctuation output.

電力平滑化装置3により分離された分離電力P2は水素製造装置4に供給され、供給された分離電力P2により水素が製造される。水素製造装置4に供給される分離電力P2は、風力発電装置2が受ける風の変動に起因して時間変動し、それだけでなく水素の製造は間欠的になり得る。しかしながら、製造された水素は、一旦タンク(図示しない)などに貯蔵され、貯蔵された水素が、水素利用者に直接的または間接的に提供される。このため、分離電力P2の時間変動による弊害が生じることを防止できる。   The separated power P2 separated by the power smoothing device 3 is supplied to the hydrogen production device 4, and hydrogen is produced by the supplied separated power P2. The separated power P2 supplied to the hydrogen production device 4 varies with time due to the variation in wind received by the wind power generation device 2, and the production of hydrogen can be intermittent. However, the produced hydrogen is once stored in a tank (not shown) or the like, and the stored hydrogen is provided directly or indirectly to the hydrogen user. For this reason, it can prevent that the bad effect by the time fluctuation of separation electric power P2 arises.

一方、電力平滑化装置3により分離された平滑化電力P3は配電系統30に供給される。平滑化電力P3は、高周波数成分である変動出力を含んでいないため、例えば離島の小規模グリッドのような弱い配電系統30であっても系統連系され得る。   On the other hand, the smoothed power P <b> 3 separated by the power smoothing device 3 is supplied to the power distribution system 30. Since the smoothed power P3 does not include a fluctuation output that is a high frequency component, for example, even a weak power distribution system 30 such as a small grid on a remote island can be interconnected.

このように本実施の形態によれば、風力発電装置2により発電された発電電力P1が、高周波数成分である変動出力を含む分離電力P2と、当該変動出力を含まない平滑化電力P3とに分離され、この分離電力P2が水素製造装置4に供給されて水素が製造される。このことにより、配電系統30などでは系統連係できずに利用困難で捨てられる分離電力P2を、水素の製造に用いることができる。とりわけ、製造された水素は、離島などでは走行距離という観点で好適に使用され得る燃料電池自動車や、燃料電池などに好適に利用することができ、エネルギの地産地消を図ることもできる。この結果、風力発電装置2の発電電力P1を有効利用して水素を製造することができる。   As described above, according to the present embodiment, the generated power P1 generated by the wind turbine generator 2 is separated into the separated power P2 including the fluctuation output that is a high frequency component and the smoothed power P3 not including the fluctuation output. The separated power P2 is supplied to the hydrogen production apparatus 4 to produce hydrogen. As a result, the separated power P2 that cannot be linked to the grid in the power distribution system 30 or the like and is discarded due to difficulty in use can be used for the production of hydrogen. In particular, the produced hydrogen can be suitably used for a fuel cell vehicle or a fuel cell that can be suitably used from a viewpoint of a traveling distance on a remote island or the like, and local production and consumption of energy can also be achieved. As a result, hydrogen can be produced using the generated power P1 of the wind power generator 2 effectively.

また、本実施の形態によれば、風力発電装置2の発電電力P1から分離された平滑化電力P3は、変動出力を含まないため、配電系統30における電力の受け入れ基準を満たすことができる。このことにより、発電電力P1から分離された平滑化電力P3を配電系統30に系統連係して供給することができ、配電系統30の安定化が損なわれることを防止できる。すなわち、例えば離島に設置された小規模グリッドのような弱い配電系統30では、一般的には風力発電装置2の発電電力P1は、電力の受け入れ基準を満たすことが困難であって配電系統30に系統連係して供給することが困難であったが、本実施の形態により得られる平滑化電力P3は、そのような弱い配電系統30にも系統連係して供給することができる。そして、配電系統30から誰もが容易に受け取ることができる。この結果、風力発電装置2の発電電力P1を有効利用することができる。   In addition, according to the present embodiment, the smoothed power P3 separated from the generated power P1 of the wind power generator 2 does not include the fluctuation output, and therefore can satisfy the power acceptance standard in the distribution system 30. As a result, the smoothed power P3 separated from the generated power P1 can be supplied to the power distribution system 30 in linkage with the power distribution system 30, and the stabilization of the power distribution system 30 can be prevented from being impaired. That is, for example, in a weak power distribution system 30 such as a small-scale grid installed on a remote island, the generated power P1 of the wind power generator 2 is generally difficult to satisfy the power acceptance standard, and the power distribution system 30 Although it has been difficult to supply in a system-linked manner, the smoothed power P3 obtained by the present embodiment can be supplied to the weak power distribution system 30 in a linked manner. Anyone can easily receive from the power distribution system 30. As a result, the generated power P1 of the wind power generator 2 can be used effectively.

また、本実施の形態によれば、発電電力P1の一部を配電系統30に供給することができるため、図7に示すようなシステムと比較すると発電電力P1の全量を水素の製造に用いることを不要とすることができる。また、風力発電装置2の発電能力を意図的に抑えることも不要にでき、風力発電装置2の発電能力を有効に利用することができる。   Further, according to the present embodiment, a part of the generated power P1 can be supplied to the distribution system 30, so that the entire amount of the generated power P1 is used for hydrogen production as compared with the system as shown in FIG. Can be made unnecessary. Moreover, intentionally suppressing the power generation capacity of the wind power generation apparatus 2 can be made unnecessary, and the power generation capacity of the wind power generation apparatus 2 can be used effectively.

さらに、本実施の形態による水素製造システム1は、図8に示すようなシステムと比較すると、晴天の多い気候地域であるという土地条件や、広大な敷地を確保できるという土地条件を不要とすることができる。このため、設置場所の条件を緩和することができ、汎用性を向上させることができる。例えば、本実施の形態による水素製造システム1を離島に設置した場合には、離島の周囲には海があり風況が好適であるため、風力発電装置2には好都合である。また、分離電力P2は水素の製造に利用されるため、需要の少ない熱そのもの(例えば温水)に利用されることを不要とすることができ、さらには冷却塔などから大気に排出されることも不要とすることができる。このため、分離電力P2を水素の製造に有効に利用することにより、風力発電装置2の発電電力P1を有効利用することができる。   Furthermore, the hydrogen production system 1 according to the present embodiment does not require the land condition that it is a climatic area with a lot of clear sky or the land condition that a vast site can be secured as compared with the system shown in FIG. Can do. For this reason, the conditions of an installation place can be eased and versatility can be improved. For example, when the hydrogen production system 1 according to the present embodiment is installed on a remote island, it is convenient for the wind power generator 2 because there is a sea around the remote island and the wind condition is suitable. Further, since the separated electric power P2 is used for the production of hydrogen, it is not necessary to use it for the heat itself (for example, hot water) with little demand, and further, it can be discharged from the cooling tower to the atmosphere. It can be unnecessary. For this reason, the generated power P1 of the wind power generator 2 can be effectively used by effectively using the separated power P2 for the production of hydrogen.

なお、上述した本実施の形態においては、電力平滑化装置3がハイパスフィルタ機能を有している例について説明した。しかしながら、小規模グリッドのような弱い配電系統30に連系させることができる程度までに高周波数成分が除去されることが可能であれば、これに限られることはなく、別の手段を用いてもよい。また、上述した本実施の形態においては、電力平滑化装置3がバイアス付加機能を有している例について説明した。しかしながら、基準電位よりも低い負極成分を正極成分に移行させることが可能であれば、これに限られることはなく、別の手段を用いてもよい。更には、電力平滑化装置3は、風力発電装置2の発電電力P1を分離電力P2と平滑化電力P3とに分離することができれば、上述した構成に限られることはない。   In the above-described embodiment, an example in which the power smoothing device 3 has a high-pass filter function has been described. However, the present invention is not limited to this as long as the high frequency component can be removed to such an extent that it can be connected to a weak power distribution system 30 such as a small-scale grid. Also good. Moreover, in this Embodiment mentioned above, the example in which the electric power smoothing apparatus 3 has a bias addition function was demonstrated. However, the present invention is not limited to this as long as the negative electrode component lower than the reference potential can be transferred to the positive electrode component, and another means may be used. Furthermore, the power smoothing device 3 is not limited to the above-described configuration as long as the generated power P1 of the wind power generator 2 can be separated into the separated power P2 and the smoothed power P3.

また、上述した本実施の形態においては、電力平滑化装置3により分離された平滑化電力P3が配電系統30に供給される例について説明した。しかしながら、配電系統30ではなく、任意の負荷設備に平滑化電力P3を供給して利用するようにしてもよい。   Moreover, in this Embodiment mentioned above, the example in which the smoothing electric power P3 isolate | separated by the electric power smoothing apparatus 3 is supplied to the power distribution system 30 was demonstrated. However, the smoothed power P3 may be supplied to an arbitrary load facility instead of the distribution system 30 for use.

(第2の実施の形態)
次に、図4を用いて、本発明の第2の実施の形態における水素製造システムについて説明する。
(Second Embodiment)
Next, a hydrogen production system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図4に示す第2の実施の形態においては、風力発電装置を電力平滑化装置に接続する状態と、風力発電装置を電力平滑化装置をバイパスして風力発電装置に接続する状態とを切り替える切替器を更に備えた点が主に異なり、他の構成は、図1乃至図3に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図4において、図1乃至図3に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the second embodiment shown in FIG. 4, switching for switching between a state in which the wind turbine generator is connected to the power smoothing device and a state in which the wind turbine generator is connected to the wind turbine generator by bypassing the power smoother. The main difference is that the device is further provided, and other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS. In FIG. 4, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4に示すように、本実施の形態においては、風力発電装置2と電力平滑化装置3との間に、切替器20が設けられている。この切替器20は、風力発電装置2を電力平滑化装置3に接続する状態と、風力発電装置2を電力平滑化装置3をバイパスして水素製造装置4に接続する状態とを切り替えるように構成されている。   As shown in FIG. 4, in the present embodiment, a switcher 20 is provided between the wind power generator 2 and the power smoothing device 3. The switch 20 is configured to switch between a state in which the wind power generator 2 is connected to the power smoothing device 3 and a state in which the wind power generator 2 is connected to the hydrogen production device 4 by bypassing the power smoothing device 3. Has been.

例えば、切替器20が、風力発電装置2を電力平滑化装置3に接続している状態では、発電電力P1の全量が電力平滑化装置3に供給される。この場合、図1乃至図3に示す第1の実施の形態と同様にして、発電電力P1が分離電力P2と平滑化電力P3とに分離されて、水素製造装置4には分離電力P2が供給され、配電系統30には平滑化電力P3が供給される。   For example, in a state where the switch 20 connects the wind power generator 2 to the power smoothing device 3, the entire amount of the generated power P <b> 1 is supplied to the power smoothing device 3. In this case, similarly to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the generated power P1 is separated into the separated power P2 and the smoothed power P3, and the separated power P2 is supplied to the hydrogen production apparatus 4. Then, the smoothed power P3 is supplied to the power distribution system 30.

一方、切替器20が、風力発電装置2を電力平滑化装置3をバイパスして水素製造装置4に接続している状態では、発電電力P1が、電力平滑化装置3に供給されることなく、水素製造装置4に供給される。この場合、発電電力P1の全量が水素製造装置4に供給され、水素の製造量を増大させることができる。   On the other hand, in a state where the switch 20 connects the wind power generator 2 to the hydrogen production device 4 by bypassing the power smoothing device 3, the generated power P1 is not supplied to the power smoothing device 3, It is supplied to the hydrogen production apparatus 4. In this case, the entire amount of the generated power P1 is supplied to the hydrogen production device 4, and the production amount of hydrogen can be increased.

なお、図4では、電力平滑化装置3を示す枠の外に切替器20が示されている。この図4に示す切替器20は、ハードウェア構成として図示の位置に設けられていることを示しているのではなく、発電電力P1に作用を及ぼす機能的な位置を示している。従って、風力発電装置2と電力平滑化装置3との間に切替器20が設けられているということは、機能的に風力発電装置2と電力平滑化装置3との間に存在していればよいことを意味しており、ハードウェア構成としては電力平滑化装置3の外部に設けられていてもよく、電力平滑化装置3の内部に設けられていてもよい。また、切替器は、図4に示す構成に限られることはなく、例えば、図示しないが、風力発電装置2から電力平滑化装置3への発電電力P1の供給径路から電力平滑化装置3をバイパスするための径路が分岐する分岐点よりも下流側に設けられるようにしてもよい。また、電力平滑化装置3から水素製造装置4への分離電力P2の供給径路に、電力平滑化装置3をバイパスするための径路が合流する合流点よりも上流側に、図示しない切替器が追加的に設けられていてもよい。   In FIG. 4, the switcher 20 is shown outside the frame indicating the power smoothing device 3. The switcher 20 shown in FIG. 4 does not indicate that it is provided at the illustrated position as a hardware configuration, but indicates a functional position that affects the generated power P1. Therefore, the fact that the switch 20 is provided between the wind power generator 2 and the power smoothing device 3 means that the switch 20 is functionally located between the wind power generator 2 and the power smoothing device 3. This means that the hardware configuration may be provided outside the power smoothing device 3 or may be provided inside the power smoothing device 3. Further, the switching device is not limited to the configuration shown in FIG. 4. For example, although not shown, the power smoothing device 3 is bypassed from the supply path of the generated power P1 from the wind power generation device 2 to the power smoothing device 3. The path for doing so may be provided on the downstream side of the branch point at which the path branches. In addition, a switch (not shown) is added to the supply path of the separated power P2 from the power smoothing apparatus 3 to the hydrogen production apparatus 4 upstream of the junction where the path for bypassing the power smoothing apparatus 3 joins. May be provided.

このように本実施の形態によれば、風力発電装置2により発電された発電電力P1を電力平滑化装置3に供給する運転と、電力平滑化装置3に供給することなく水素製造装置4に供給する運転を選択的に行うことができる。発電電力P1の全量を水素製造装置4に供給する場合には、水素の製造量を増大させることができる。これら2種類の運転時間を調節することで、例えば1日あるいは1週間当たりといった単位で水素の製造量を調節することができ、運転者の意思に応じて水素の製造量を調節することができる。すなわち、本実施の形態による水素製造システム1は、運転者の意思により水素の製造量を調節することができ、水素の製造量を所望の量に調節したいという運転者の意思を実現させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the operation for supplying the generated power P <b> 1 generated by the wind power generator 2 to the power smoothing device 3 and the supply to the hydrogen production device 4 without supplying the power smoothing device 3. Can be selectively performed. When the entire amount of generated power P1 is supplied to the hydrogen production apparatus 4, the production amount of hydrogen can be increased. By adjusting these two types of operation time, the amount of hydrogen produced can be adjusted in units of, for example, one day or one week, and the amount of hydrogen produced can be adjusted according to the driver's intention. . That is, the hydrogen production system 1 according to the present embodiment can adjust the hydrogen production amount according to the driver's intention, and can realize the driver's intention to adjust the hydrogen production amount to a desired amount. it can.

(第3の実施の形態)
次に、図5を用いて、本発明の第3の実施の形態における水素製造システムについて説明する。
(Third embodiment)
Next, a hydrogen production system according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5に示す第3の実施の形態においては、配電系統の電力が余剰であるか否かに基づいて切替器を制御する切替器制御部を更に備えた点が主に異なり、他の構成は、図4に示す第2の実施の形態と略同一である。なお、図5において、図4に示す第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   The third embodiment shown in FIG. 5 is mainly different in that it further includes a switch controller that controls the switch based on whether or not the power of the distribution system is surplus. This is substantially the same as the second embodiment shown in FIG. In FIG. 5, the same parts as those of the second embodiment shown in FIG.

図5に示すように、本実施の形態における水素製造システム1は、配電系統30の電力が余剰であるか否かに基づいて切替器20を制御する切替器制御部21を更に備えている。この切替器制御部21は、配電系統30の電力が余剰でない場合に、風力発電装置2を電力平滑化装置3に接続するように切替器20を制御する。これにより、発電電力P1の全量が電力平滑化装置3に供給される。一方、切替器制御部21は、配電系統30の電力が余剰である場合に、風力発電装置2を電力平滑化装置3をバイパスして水素製造装置4に接続するように切替器20を制御する。これにより、発電電力P1の全量が水素製造装置4に供給され、水素の製造量を増大させることができる。   As shown in FIG. 5, the hydrogen production system 1 according to the present embodiment further includes a switch controller 21 that controls the switch 20 based on whether or not the power of the distribution system 30 is surplus. The switch control unit 21 controls the switch 20 to connect the wind power generator 2 to the power smoothing device 3 when the power of the distribution system 30 is not excessive. As a result, the entire amount of the generated power P <b> 1 is supplied to the power smoothing device 3. On the other hand, when the power of the distribution system 30 is surplus, the switch controller 21 controls the switch 20 so that the wind power generator 2 bypasses the power smoothing device 3 and is connected to the hydrogen production device 4. . Thereby, the total amount of the generated power P1 is supplied to the hydrogen production apparatus 4, and the production amount of hydrogen can be increased.

切替器制御部21は、例えば、配電系統30を統括する会社(例えば電力会社)から、配電系統30の電力が余剰であるか否かの情報を入手し、この入手した情報に基づいて切替器20を制御するように構成することができる。あるいは、切替器制御部21は、例えば、配電系統30を統括する会社が提供する最大供給電力量とその時点での使用電力量の情報を入手し、これらの情報に基づいて、配電系統30の電力が余剰であるか否かを判断して切替器20を制御するように構成してもよい。この場合、配電系統30の電力が余剰であるか否かの判断根拠は予め定めておくことが好適である。   The switch control unit 21 obtains information on whether or not the power of the distribution system 30 is surplus from, for example, a company that supervises the distribution system 30 (for example, an electric power company), and switches based on the obtained information. 20 can be configured to control. Or the switch control part 21 acquires the information of the maximum power supply amount provided by the company which supervises the power distribution system 30 and the power consumption amount used at that time, for example, and based on these information, the switch of the power distribution system 30 You may comprise so that the switch 20 may be controlled by determining whether electric power is surplus. In this case, it is preferable to previously determine the basis for determining whether or not the power of the distribution system 30 is surplus.

また、切替器制御部21は、時間に応じて配電系統30の電力が余剰であるか否かを判断して切替器20を制御するように構成してもよい。この場合、電力が余剰であるか否かの判断根拠、すなわち余剰であるか否かの境目となる時間は予め定めておくことが好適である。例えば、一般に夜間は配電系統30の電力が余剰になる傾向が強いため、昼間と夜間との境界時刻を定めておくことが好適である。このことにより、昼間では、風力発電装置2の発電電力P1の全量が電力平滑化装置3に供給されて、水素製造装置4は分離電力P2を用いて水素を製造することができ、夜間では、発電電力P1の全量が水素製造装置4に供給されて、水素製造装置4は発電電力P1の全量を用いて水素を製造することができる。   Moreover, you may comprise the switch control part 21 so that it may judge whether the electric power of the distribution system 30 is surplus according to time, and it controls the switch 20. In this case, it is preferable to preliminarily determine a time for determining whether or not the power is surplus, that is, a boundary between whether or not the power is surplus. For example, since the power of the distribution system 30 tends to be excessive at night, it is preferable to set a boundary time between daytime and nighttime. Thereby, in the daytime, the entire amount of the generated power P1 of the wind power generator 2 is supplied to the power smoothing device 3, and the hydrogen production device 4 can produce hydrogen using the separated power P2, and at night, The total amount of the generated power P1 is supplied to the hydrogen production device 4, and the hydrogen production device 4 can produce hydrogen using the total amount of the generated power P1.

このように本実施の形態によれば、配電系統30の電力が余剰でない場合には、風力発電装置2の発電電力P1から分離された平滑化電力P3を配電系統30に供給することができる。このことにより、配電系統30の電力の増大に寄与でき、風力発電装置2の発電電力P1を有効に利用することができる。一方、配電系統30の電力が余剰である場合には、風力発電装置2の発電電力P1を、電力平滑化装置3に供給することなく水素製造装置4に供給することができる。このことにより、配電系統30の電力が余剰である場合であっても風力発電装置2の発電能力を意図的に抑えることを不要にでき、また余剰電力として捨てられることもなく、風力発電装置2の発電能力を有効に利用することができる。   As described above, according to the present embodiment, when the power of the distribution system 30 is not excessive, the smoothed power P3 separated from the generated power P1 of the wind turbine generator 2 can be supplied to the distribution system 30. Thereby, it can contribute to the increase in the electric power of the distribution system 30, and the generated electric power P1 of the wind power generator 2 can be used effectively. On the other hand, when the power of the distribution system 30 is surplus, the generated power P <b> 1 of the wind power generator 2 can be supplied to the hydrogen production device 4 without being supplied to the power smoothing device 3. This makes it unnecessary to intentionally suppress the power generation capability of the wind power generator 2 even when the power of the power distribution system 30 is surplus, and is not discarded as surplus power. The power generation capacity can be used effectively.

(第4の実施の形態)
次に、図6を用いて、本発明の第4の実施の形態における水素製造システムについて説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a hydrogen production system according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図6に示す第4の実施の形態においては、電力平滑化装置は、バイアスの付加量の調節機能を有している点が主に異なり、他の構成は、図1乃至図3に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図6において、図1乃至図3に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the fourth embodiment shown in FIG. 6, the power smoothing device is mainly different in that it has a function of adjusting the amount of added bias, and other configurations are the same as those shown in FIGS. This is substantially the same as the first embodiment. In FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6に示すように、本実施の形態においては、電力平滑化装置3はバイアスBの付加量の調節機能を更に有している。すなわち、電力平滑化装置3は、加算器14が信号S3に加算するためのバイアスBを加算器14に入力し、入力されるバイアスBの付加量(バイアスBの値)を調節するバイアス付加量調節部22を有している。電力変換部12のインバータ電源回路18による電力の変換を可能とするために、バイアス付加量調節部22は、バイアスBの付加量を基準電位よりも低い負極成分が正極成分に移行する付加量よりも小さい付加量に変化させないことが好適である。なお、バイアスBの付加量は、一定値であってもよく、あるいは事前に定めた規則などにより設定された値、例えば1分前等1つ以上の過去の発電電力P1に基づいて算出された値であってもよい。   As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the power smoothing device 3 further has a function of adjusting the additional amount of the bias B. That is, the power smoothing device 3 inputs the bias B for the adder 14 to add to the signal S3 to the adder 14 and adjusts the added amount of the bias B (the value of the bias B) to be input. An adjustment unit 22 is provided. In order to enable power conversion by the inverter power supply circuit 18 of the power conversion unit 12, the bias addition amount adjustment unit 22 sets the addition amount of the bias B from the addition amount in which the negative electrode component lower than the reference potential shifts to the positive electrode component. It is preferable not to change the addition amount to a small amount. Note that the additional amount of the bias B may be a constant value or calculated based on a value set according to a predetermined rule or the like, for example, one or more past generated electric power P1 such as one minute before. It may be a value.

例えば、バイアス付加量調節部22によりバイアスBの付加量を増加させた場合には、信号S4(図3D参照)の信号値を大きくすることができ、電力平滑化装置3のインバータ電源回路18から出力される分離電力P2を増大させることができる。このことにより、水素製造装置4における水素の製造量を増大させることができる。この場合、分離電力P2が増大するため、配電系統30に供給される平滑化電力P3は減少する。ところで、自然現象である風の変動による高周波数成分と予め設定されたバイアスBとによって定められる水素の製造量よりも多くの水素を製造したい場合、第1の実施の形態では1日あるいは1週間当たりといった単位で、製造された水素の総量を調節することは可能ではあるが、今すぐに増やしたいといった場合には、上述したバイアス付加量調節部22によってバイアスBの付加量を増加させることにより、水素の製造量を迅速に増大させることができる。   For example, when the additional amount of the bias B is increased by the bias additional amount adjusting unit 22, the signal value of the signal S4 (see FIG. 3D) can be increased, and the inverter power supply circuit 18 of the power smoothing device 3 The output separated power P2 can be increased. As a result, the amount of hydrogen produced in the hydrogen production apparatus 4 can be increased. In this case, since the separated power P2 increases, the smoothed power P3 supplied to the distribution system 30 decreases. By the way, in the first embodiment, when it is desired to produce more hydrogen than the production amount of hydrogen determined by a high frequency component due to wind fluctuation, which is a natural phenomenon, and a preset bias B, in the first embodiment, one day or one week. Although it is possible to adjust the total amount of hydrogen produced by a unit such as a hit, when it is desired to immediately increase the amount of hydrogen produced, the bias addition amount adjusting unit 22 increases the addition amount of the bias B. The production amount of hydrogen can be increased rapidly.

このように本実施の形態によれば、バイアスBの付加量を調節することができるため、水素の製造量を容易に、かつ時間的に細かく調節することができる。このため、運転者の意思により水素の製造量を調節することができ、水素の製造量を所望の量に迅速に調節したいという運転者の意思を実現させることができる。   Thus, according to the present embodiment, the amount of bias B added can be adjusted, so that the amount of hydrogen produced can be easily and finely adjusted in time. Therefore, the amount of hydrogen produced can be adjusted according to the driver's intention, and the driver's intention to quickly adjust the amount of hydrogen produced to a desired amount can be realized.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. Moreover, as a matter of course, these embodiments can be partially combined as appropriate within the scope of the present invention.

1 水素製造システム
2 風力発電装置
3 電力平滑化装置
4 水素製造装置
20 切替器
21 切替器制御部
30 配電系統
P1 発電電力
P2 分離電力
P3 平滑化電力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrogen production system 2 Wind power generator 3 Electric power smoothing apparatus 4 Hydrogen production apparatus 20 Switching device 21 Switching device control part 30 Distribution system P1 Generated electric power P2 Separation electric power P3 Smoothing electric power

Claims (8)

風力発電装置と、
前記風力発電装置により発電された発電電力を、所定の周波数より高い周波数成分である変動出力を含む分離電力と平滑化電力とに分離する電力平滑化装置と、
前記電力平滑化装置により分離された前記分離電力を用いて水素を製造する水素製造装置と、を備えたことを特徴とする水素製造システム。
A wind power generator,
A power smoothing device that separates generated power generated by the wind turbine generator into separated power and smoothed power including a fluctuation output that is a frequency component higher than a predetermined frequency; and
A hydrogen production system, comprising: a hydrogen production device that produces hydrogen using the separated power separated by the power smoothing device.
前記電力平滑化装置は、配電系統に連系されており、
前記電力平滑化装置により分離された前記平滑化電力は、配電系統に供給されることを特徴とする請求項1に記載の水素製造システム。
The power smoothing device is linked to a power distribution system,
2. The hydrogen production system according to claim 1, wherein the smoothed power separated by the power smoothing device is supplied to a distribution system.
前記風力発電装置と前記電力平滑化装置との間に設けられた切替器を更に備え、
前記切替器は、前記風力発電装置を前記電力平滑化装置に接続する状態と、前記風力発電装置を前記電力平滑化装置をバイパスして前記水素製造装置に接続する状態とを切り替えることを特徴とする請求項2に記載の水素製造システム。
A switch provided between the wind power generator and the power smoothing device;
The switch switches between a state in which the wind turbine generator is connected to the power smoothing device and a state in which the wind turbine generator is connected to the hydrogen production device by bypassing the power smoother. The hydrogen production system according to claim 2.
前記切替器を制御する切替器制御部を更に備え、
前記切替器制御部は、前記配電系統の電力が余剰でない場合に前記風力発電装置を前記電力平滑化装置に接続し、前記配電系統の電力が余剰である場合に前記風力発電装置を前記電力平滑化装置をバイパスして前記水素製造装置に接続するように前記切替器を制御することを特徴とする請求項3に記載の水素製造システム。
Further comprising a switch controller for controlling the switch;
The switch control unit connects the wind power generator to the power smoothing device when the power of the distribution system is not surplus, and the wind power generator is connected to the power smoothing when the power of the power distribution system is surplus. The hydrogen production system according to claim 3, wherein the switch is controlled so as to bypass the gasification apparatus and connect to the hydrogen production apparatus.
前記電力平滑化装置は、ハイパスフィルタ機能を有していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の水素製造システム。   The hydrogen production system according to any one of claims 1 to 4, wherein the power smoothing device has a high-pass filter function. 前記電力平滑化装置は、バイアス付加機能を有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の水素製造システム。   The hydrogen production system according to claim 1, wherein the power smoothing device has a bias addition function. 前記電力平滑化装置は、バイアスの付加量の調整機能を有していることを特徴とする請求項6に記載の水素製造システム。   The hydrogen production system according to claim 6, wherein the power smoothing device has a function of adjusting an additional amount of bias. 前記水素製造装置は、水を電気分解して水素を発生させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の水素製造システム。   The hydrogen production system according to any one of claims 1 to 7, wherein the hydrogen production apparatus electrolyzes water to generate hydrogen.
JP2015067263A 2015-03-27 2015-03-27 Hydrogen production system Active JP6407082B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015067263A JP6407082B2 (en) 2015-03-27 2015-03-27 Hydrogen production system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015067263A JP6407082B2 (en) 2015-03-27 2015-03-27 Hydrogen production system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018169063A Division JP6659790B2 (en) 2018-09-10 2018-09-10 Hydrogen production unit, power smoothing device and hydrogen production device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016187281A true JP2016187281A (en) 2016-10-27
JP6407082B2 JP6407082B2 (en) 2018-10-17

Family

ID=57203518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015067263A Active JP6407082B2 (en) 2015-03-27 2015-03-27 Hydrogen production system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6407082B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019022381A (en) * 2017-07-20 2019-02-07 株式会社東芝 Micro grid interconnection system, micro grid interconnection control method, and control program
CN109962482A (en) * 2017-12-26 2019-07-02 北京有色金属研究总院 The non-grid-connected hydrogen generating system of wind-powered electricity generation and its control method based on alternating current power compensation
JP2020058168A (en) * 2018-10-03 2020-04-09 東京電力ホールディングス株式会社 Hydrogen supply system and hydrogen supply method
CN114032559A (en) * 2021-11-08 2022-02-11 阳光电源股份有限公司 System and method for producing hydrogen by new energy off-grid

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6659790B2 (en) * 2018-09-10 2020-03-04 株式会社東芝 Hydrogen production unit, power smoothing device and hydrogen production device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007249341A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Hitachi Ltd Hydrogen production system
WO2014024415A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 株式会社 東芝 Power generation system
JP2015500439A (en) * 2011-12-12 2015-01-05 ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハーWobben Properties Gmbh Wind power generator or wind park operation method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007249341A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Hitachi Ltd Hydrogen production system
JP2015500439A (en) * 2011-12-12 2015-01-05 ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハーWobben Properties Gmbh Wind power generator or wind park operation method
WO2014024415A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 株式会社 東芝 Power generation system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019022381A (en) * 2017-07-20 2019-02-07 株式会社東芝 Micro grid interconnection system, micro grid interconnection control method, and control program
CN109962482A (en) * 2017-12-26 2019-07-02 北京有色金属研究总院 The non-grid-connected hydrogen generating system of wind-powered electricity generation and its control method based on alternating current power compensation
CN109962482B (en) * 2017-12-26 2020-11-06 有研工程技术研究院有限公司 Wind power non-grid-connected hydrogen production system based on commercial power compensation and control method thereof
JP2020058168A (en) * 2018-10-03 2020-04-09 東京電力ホールディングス株式会社 Hydrogen supply system and hydrogen supply method
JP7286071B2 (en) 2018-10-03 2023-06-05 東京電力ホールディングス株式会社 Hydrogen supply system and hydrogen supply method
CN114032559A (en) * 2021-11-08 2022-02-11 阳光电源股份有限公司 System and method for producing hydrogen by new energy off-grid

Also Published As

Publication number Publication date
JP6407082B2 (en) 2018-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6407082B2 (en) Hydrogen production system
Lei et al. An MPC-based ESS control method for PV power smoothing applications
Tummuru et al. Dynamic energy management of hybrid energy storage system with high-gain PV converter
JP4495001B2 (en) Power generation system
US8537581B2 (en) Power converter system and methods of operating a power converter system
US9584054B2 (en) Output control device, method and program for wind farm
CN112928778B (en) Power and frequency regulation control method for photovoltaic energy storage power station
Moghadasi et al. A model predictive power control approach for a three-phase single-stage grid-tied PV module-integrated converter
Sreekumar et al. Adaptive power management strategy for effective volt–ampere utilization of a photovoltaic generation unit in standalone microgrids
JP2007249341A (en) Hydrogen production system
US20160149415A1 (en) Control device and control method of microgrid
CN105305505A (en) Photovoltaic grid-connected inverter with voltage control function
KR101092219B1 (en) System and method for stabilizing wind power generation equipment
De Matos et al. Power control in AC autonomous and isolated microgrids with renewable energy sources and energy storage systems
JP2020526155A (en) Method for operating an island network and island network
CN104410099A (en) Converter control strategy for multifunctional energy storage system of light storage power station
CN112398161A (en) Inverter device, regenerative energy generation facility, and control method thereof
Kallel et al. Control management strategy of stand-alone hybrid power micro-system using super-capacitor
CN104810845A (en) Distributed optical energy storage participated bus regulation self-adaptive control device and method
Roy et al. Operations of DC microgrids in coordination with AC grids based on nonlinear backstepping controllers
Verma et al. Energy management strategy of solar PV-battery and diesel generator based electric vehicle charging station
JP6659790B2 (en) Hydrogen production unit, power smoothing device and hydrogen production device
US9048663B2 (en) Electrical energy distribution system with ride-through capability
CN104104104A (en) Method of automatic switching between power generation mode and SVG mode for photovoltaic inverter
KR20140078230A (en) Method for compensating reactive power of onshore wind power generator in low voltage ride through of the power grid

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170911

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20171122

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20171124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180918

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6407082

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150