JP2017135859A - Power generation system, power generation control method, and power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電システム、発電制御方法及び発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation system, a power generation control method, and a power generation apparatus.
従来、例えば太陽電池及び燃料電池等の複数の分散型電源を発電装置として連結し、これらの発電装置が発電する電力を供給する発電システムが知られている。このような分散型電源として用いられる発電装置には、例えば固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）及び固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）等の燃料電池がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power generation system that connects a plurality of distributed power sources such as solar cells and fuel cells as a power generation device and supplies power generated by these power generation devices is known. Examples of the power generation apparatus used as such a distributed power source include fuel cells such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) and a solid oxide fuel cell (SOFC).
上記燃料電池を用いた分散型電源を用いて発電する電力は、現状では系統に売電することができない。このため、現在の発電システムにおいては、燃料電池を用いた分散型電源が発電する電力の系統への逆潮流を検出すると、その出力を低下させるように制御が行われる。したがって、これらの分散型電源を複数連結して運転する発電システムにおいては、電力の逆潮流が検出されると、複数の分散型電源の出力をそれぞれ調整して、システム全体として出力する電力が逆潮流しないように制御が行われる。 The power generated using the distributed power source using the fuel cell cannot be sold to the system at present. For this reason, in the current power generation system, when a reverse power flow to a power system generated by a distributed power source using a fuel cell is detected, control is performed so as to reduce the output. Therefore, in a power generation system that operates by connecting a plurality of these distributed power sources, when a reverse power flow is detected, the power output from the entire system is reversed by adjusting the outputs of the plurality of distributed power sources. Control is performed so as not to flow.
例えば特許文献１には、複数のパワーコンディショナが連結して運転される場合に、各パワーコンディショナの状態を常時通信して交換し、これらの複数のパワーコンディショナを協調させることによって、電力の系統への逆潮流の防止を図る制御方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, when a plurality of power conditioners are connected and operated, the state of each power conditioner is constantly communicated and exchanged. The control method which aims at prevention of the reverse power flow to this system is indicated.
しかしながら、特許文献１には、各パワーコンディショナの状態に基づく逆潮流防止のための具体的な方法については開示されていない。 However, Patent Document 1 does not disclose a specific method for preventing reverse power flow based on the state of each power conditioner.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、系統電力の安定性を維持しつつ逆潮流を防止しやすい発電システム、発電制御方法及び発電装置を提供することにある。 An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a power generation system, a power generation control method, and a power generation apparatus that can easily prevent reverse power flow while maintaining the stability of system power.
上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る発電システムは、
系統に連系する複数の発電装置を備え、前記複数の発電装置を連結運転して負荷に電力を供給する発電システムであって、
前記複数の発電装置は、前記発電装置の台数に応じて、それぞれ独立して、前記負荷に追従する発電電力の速 度を制御する。
In order to solve the above problems, a power generation system according to an embodiment of the present invention is:
A power generation system comprising a plurality of power generation devices interconnected to a system, supplying a power to a load by connecting the plurality of power generation devices,
The plurality of power generation devices independently control the speed of the generated power following the load according to the number of the power generation devices.
本発明は、上述のシステムに実質的に相当する方法及び装置としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。 The present invention can be realized as a method and apparatus substantially corresponding to the above-described system, and it should be understood that these are also included in the scope of the present invention.
例えば、本発明の一実施の形態に係る発電制御方法は、
系統に連系する複数の発電装置を備え、前記複数の発電装置を連結運転して負荷に電力を供給する発電システムにおける発電制御方法であって、
前記発電装置の台数に応じて、前記複数の発電装置が、それぞれ独立して、前記負荷に追従する発電電力の速度を制御するステップを含む。
For example, the power generation control method according to an embodiment of the present invention is:
A power generation control method in a power generation system that includes a plurality of power generation devices linked to a system and supplies power to a load by connecting the plurality of power generation devices,
According to the number of the power generation devices, the plurality of power generation devices each independently includes a step of controlling the speed of the generated power following the load.
また、本発明の一実施形態に係る発電装置は、
系統に連系して負荷に供給する電力を発電する発電部と、
他の発電装置と連結運転する場合に、前記連結運転する発電装置の台数に応じて、前記負荷に追従する発電電力の速度を制御する制御部と
を備える。
Moreover, the power generation device according to one embodiment of the present invention includes:
A power generation unit that generates power to be connected to the grid and supplied to the load;
And a control unit that controls the speed of the generated power following the load according to the number of the power generators that are connected and operated when connected to another power generator.
本発明の実施形態に係る発電システム、発電制御方法及び発電装置によれば、系統電力の安定性を維持しつつ逆潮流を防止しやすくすることができる。 According to the power generation system, the power generation control method, and the power generation apparatus according to the embodiment of the present invention, it is possible to easily prevent reverse power flow while maintaining the stability of the system power.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施の形態に係る発電装置を含む発電システムを概略的に示す機能ブロック図である。発電システム１０は、複数の発電装置を含んで構成される。本実施の形態に係る発電システム１０は、図１に示すように、３つの発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃを含む。ただし、発電システム１０は、発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃと同様の発電装置を任意の複数個含んで構成することができる。以下の説明において、従来よく知られている要素及び機能部については、適宜説明を簡略化又は省略する。
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a power generation system including a power generation device according to an embodiment of the present invention. The power generation system 10 includes a plurality of power generation devices. The power generation system 10 according to the present embodiment includes three
発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、例えば燃料電池である。３つの発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、負荷３０に対して互いに並列に接続されて連結運転を行う。各発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、系統４０に連系して負荷３０に供給する電力を発電する。なお、系統４０とは電力系統のことであり、電力を需要家施設が受電するのに必要な発電・変電・送電・配電を統合したシステムのことである。より具体的には、系統４０は、需要家施設が電力供給を受ける配電設備を含むものである。
The
発電装置２０Ａは、図１に示すように、発電部２１Ａ、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）２２Ａ、制御部２３Ａ及び記憶部２４Ａを備える。図１において、太い実線は電力の経路を示し、細線は制御信号又は各種情報を通信する信号の経路を示す。
As illustrated in FIG. 1, the
発電部２１Ａは、例えばセルスタックを含んで構成され、直流電力を発電する。セルスタックは、燃料電池であり、例えば固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）又は固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）であるが、これらに限られない。発電部２１Ａにおける発電制御は、制御部２３Ａにより制御される。なお、本実施の形態においては、発電部２１Ａは、発電した電力を系統に売電することができない、すなわち逆潮流させることができない電力を発電する。
The power generation unit 21A includes a cell stack, for example, and generates DC power. The cell stack is a fuel cell, such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) or a solid oxide fuel cell (SOFC), but is not limited thereto. The power generation control in the power generation unit 21A is controlled by the
ここで、逆潮流とは、発電システム１０から系統４０に電流が流れることをいう。また、「逆潮流させることができない電力」とは、例えば燃料電池の発電による電力のように、現在の日本国におけるように売電が認められていない電力である。従って、本実施の形態において、発電部２１Ａは、例えば太陽光発電を行う太陽電池を備えた発電部のように発電した電力を系統に売電することができるものとは異なる発電部である。以下、発電部２１ＡがＳＯＦＣである場合の例について説明する。しかしながら、発電部２１ＡはＳＯＦＣに限定されず、典型的には燃料電池を備えた各種の発電部とすることができる。
Here, the reverse power flow means that a current flows from the power generation system 10 to the
ＳＯＦＣで構成される発電部２１Ａは、外部から供給される水素及び酸素等のガスを電気化学反応させる燃料電池発電装置によって発電を行い、発電した電力を出力することができる。本実施の形態において、発電部２１Ａは、起動時には系統４０からの電力を受けて運転を開始するが、起動した後は、系統４０からの電力を受けずに稼動するいわゆる自立運転が可能であってもよい。
The power generation unit 21 </ b> A configured by SOFC can generate power by a fuel cell power generation device that electrochemically reacts gases such as hydrogen and oxygen supplied from the outside, and can output the generated power. In the present embodiment, the power generation unit 21A starts operation by receiving power from the
本実施の形態において、発電部２１Ａは、自立運転することができるように、改質部等の他の機能部も必要に応じて適宜含むものとする。本実施形態において、発電部２１Ａは、一般的によく知られた燃料電池で構成することができるため、燃料電池のより詳細な説明は省略する。 In the present embodiment, the power generation unit 21A appropriately includes other functional units such as a reforming unit as necessary so that the self-sustaining operation can be performed. In the present embodiment, the power generation unit 21A can be configured by a generally well-known fuel cell, and thus a more detailed description of the fuel cell is omitted.
発電部２１Ａが発電した直流電力は、パワーコンディショナ２２Ａを経て、交流電力を消費する各種の負荷３０に供給される。ここで、発電装置２０Ａから出力される交流電力は、実際の家屋等においては、分電盤等を経てから負荷３０に供給されるが、図１では、そのような部材は記載を省略してある。
The DC power generated by the power generation unit 21A is supplied to various loads 30 that consume AC power via the
パワーコンディショナ２２Ａは、発電部２１Ａが発電した直流電力を交流電力に変換して負荷３０に供給する。より詳細には、パワーコンディショナ２２Ａは、発電部２１Ａが発電した直流の電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧又は降圧してから、ＤＣ／ＡＣインバータによって交流の電力に変換する。パワーコンディショナ２２Ａは、一般的なインバータ等を用いて構成することができ、一般的によく知られた構成とすることができるため、詳細な説明は省略する。パワーコンディショナ２２Ａによる交流電力の出力は、制御部２３Ａにより制御される。なお、パワーコンディショナ２２Ａから出力される交流電圧の電圧値は、例えば発電装置２０Ａが備える電圧センサにより検出され、検出された電圧値に関する情報は、制御部２３Ａに送信される。
The
制御部２３Ａは、発電装置２０Ａの各機能部をはじめとして発電装置２０Ａの全体を制御及び管理する。制御部２３Ａは、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成され、かかるプログラムは、例えば記憶部２４Ａ又は外部の記憶媒体に格納される。
The
制御部２３Ａは、発電装置２０Ａが出力した交流電力の、系統４０に対する順潮流及び逆潮流を検出する。具体的には、制御部２３Ａは、後述する電流センサ５０から取得した電流値及び電流の向きと、発電装置２０が備える電圧センサより取得した電圧値とに基づいて、順潮流及び逆潮流を監視する。制御部２３Ａは、逆潮流が発生しないように、発電装置２０Ａからの出力電力を制御する。
The
制御部２３Ａは、例えば発電部２１Ａの発電を制御したり、パワーコンディショナ２２Ａの出力を制御したりすることができる。このため、図１に示すように、制御部２３Ａは、発電部２１Ａ及びパワーコンディショナ２２Ａと、制御線により接続される。制御部２３Ａは、特に、発電装置２０Ａが、負荷３０における消費電力に追従する負荷追従運転を行うように発電部２１Ａ及びパワーコンディショナ２２Ａの制御を行う。本明細書では、本実施の形態独自の制御に係る制御部２３Ａ等の動作（負荷追従の制御）について中心的に説明する。
For example, the
記憶部２４Ａは、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成することができ、各種情報や発電装置２０Ａを動作させるためのプログラム等を記憶するとともに、ワークメモリとしても機能する。本実施の形態において、記憶部２４Ａは、制御部２３Ａが行う各種の演算処理等を行う際のアルゴリズム、及びルックアップテーブル（ＬＵＴ）のような各種の参照テーブル等も記憶する。記憶部２４Ａが記憶する情報の一例については、後述する制御部２３Ａ等の動作の説明において、適宜説明する。
The
発電装置２０Ｂは、直流電力を発電する発電部２１Ｂと、発電部２１Ｂが発電した直流電力を交流電力に変換して負荷３０に供給するパワーコンディショナ２２Ｂと、発電部２１Ｂが発電する直流電力の出力を制御する制御部２３Ｂと、制御部２３Ｂが各種演算処理において使用する情報を記憶する記憶部２４Ｂとを備える。また、発電装置２０Ｃは、直流電力を発電する発電部２１Ｃと、発電部２１Ｃが発電した直流電力を交流電力に変換して負荷３０に供給するパワーコンディショナ２２Ｃと、発電部２１Ｃが発電する直流電力の出力を制御する制御部２３Ｃと、制御部２３Ｃが各種演算処理において使用する情報を記憶する記憶部２４Ｃとを備える。
The power generation device 20B includes a power generation unit 21B that generates DC power, a power conditioner 22B that converts the DC power generated by the power generation unit 21B into AC power and supplies the AC power to the load 30, and DC power generated by the power generation unit 21B. A control unit 23B that controls output and a storage unit 24B that stores information used by the control unit 23B in various arithmetic processes. The power generation device 20C includes a power generation unit 21C that generates DC power, a power conditioner 22C that converts the DC power generated by the power generation unit 21C into AC power and supplies the AC power to the load 30, and a DC that is generated by the power generation unit 21C. A control unit 23C that controls the output of power and a
図１に示すように、発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、それぞれほぼ同様の構成とすることができるが、それに限定されるものではなく、それぞれ種々の構成を採用することができる。本実施の形態において、発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、系統４０に連系して負荷３０に供給する電力の出力を制御可能であればよい。すなわち、発電システム１０は、系統４０に連系して負荷３０に供給する直流電力の出力を制御可能な複数の発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃを含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
また、図１に示すように、発電システム１０において、発電装置２０Ａは、他の発電装置２０Ｂ及び２０Ｃに連結される。このように、発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、それぞれ、分散型電源により構成することができる。図１においては、発電部２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃが発電した直流電力を、交流電力に変換してから連結しているが、本実施形態に係る発電システム１０はこのような態様に限定されず、直流電力のまま連結してもよい。
As shown in FIG. 1, in the power generation system 10, the
負荷３０は、発電システム１０から交流電力が供給される、ユーザが使用する家電製品等の各種の機器とすることができる。図１において、負荷３０は１つの部材として示してあるが、１つの部材には限定されず任意の個数の機器とすることができる。 The load 30 can be various devices such as home appliances used by the user to which AC power is supplied from the power generation system 10. In FIG. 1, the load 30 is shown as a single member, but is not limited to a single member and may be an arbitrary number of devices.
電流センサ５０は、例えばＣＴ（Current Transformer：変流器）である。しかしながら、電流センサ５０は、電流値及び電流の向きを検出することができる要素であれば、任意のものを採用することができる。
The
電流センサ５０は、発電システム１０の出力する交流電力が系統４０に逆潮流しているか否かを検出することができる。そのため、電流センサ５０は、図１に示すように、発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃから出力される交流電力のうち、負荷３０に供給された後で系統４０に流れる電流を検出する位置に配置される。電流センサ５０が検出した電流値及び電流の向きは、制御部２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｃに、無線又は有線の通信により、直接的又は間接的に通知される。
The
制御部２３Ａは、電流センサ５０が検出した電流値及び電流の向きと、発電装置２０が備える電圧センサより取得した電圧値とから、順潮流及び逆潮流の方向とその電力とを算出できる。
The
なお、図１では、発電システム１０は、１つの電流センサ５０を有するが、発電システム１０が有する電流センサ５０の数量は１つに限られない。例えば、発電システム１０は、３つの発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃに対応する３つの電流センサを備えてもよい。
In FIG. 1, the power generation system 10 includes one
次に、発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃの動作について説明する。
Next, the operation of the
発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、負荷３０の消費電力の変動に追従した負荷追従の制御を行う場合、発電システム１０が備える発電装置の台数に応じて、それぞれ独立して、負荷３０に追従する発電電力の変化速度を制御する。なお、発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、それぞれ同様の制御を行うため、以下、特に代表的に発電装置２０Ａによる制御について説明する。
The
発電装置２０Ａでは、具体的には、制御部２３Ａが、逆潮流を防止する制御にあたり、発電システム１０が備える発電装置の台数に応じて、発電部２１Ａにおける直流の発電電力と、パワーコンディショナ２２Ａから負荷３０に給電する交流の出力電力を制御する。制御部２３Ａは、発電部２１Ａにおける発電電力を制御するため、例えば発電部２１Ａに供給される水素及び酸素等のガスの供給量を制御する。
Specifically, in the
制御部２３Ａは、上述の制御を、例えばあらかじめ記憶部２４Ａに記憶された発電装置の台数に関する情報に応じて実行する。発電装置の台数に関する情報は、発電システム１０が備える発電装置の台数に関する情報であり、例えば発電システム１０が備える発電装置の総数（本実施の形態では３台）である。
The
発電装置２０Ａは、負荷追従の制御により発電装置２０Ａから負荷３０に供給される出力電力を低下させる場合、まずパワーコンディショナ２２Ａを制御することにより、交流の出力電力を低下させる。そして、発電装置２０Ａは、発電部２１Ａへのガスの供給量を低下させることにより、発電部２１Ａにおける直流の発電電力を低下させる。
When the output power supplied from the
発電装置２０Ａは、逆潮流を検出した場合、負荷３０における消費電力が低下したと判断し、発電電力を低下させる制御を行う。一方、発電装置２０Ａは、順潮流を検出した場合、負荷３０における消費電力が増加して系統４０から負荷３０に電力が供給されたと判断して、発電電力を上昇させる制御を行う。
When the reverse power flow is detected, the
制御部２３Ａは、負荷追従の制御により発電装置２０Ａからの発電電力を低下させる場合、発電システム１０が備える発電装置の台数が多いほど、発電電力の変化速度が遅くなるように制御する。
When the generated power from the
ここで、図２を参照して、発電装置及び発電システムが、負荷追従により発電電力を低下させる場合における発電電力の変化について説明する。図２は、発電装置による、負荷追従に係る発電電力の制御について説明する図であり、特に、発電電力を低下させる場合における制御について説明する図である。図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、縦軸は電力を示し、横軸は時間を示す。また、図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、破線は負荷３０における消費電力を示し、実線は発電装置の発電部による直流の発電電力を示す。具体的には、図２は、時刻ｔ０に、負荷３０における消費電力が、ＷａからＷｂに変化した場合（ただし、Ｗａ＞Ｗｂである）における発電部による発電電力の変化を示す。なお、図２においては、電力の変化を見やすくするため、電力の大きさが同じであっても、負荷３０における消費電力（破線）と、発電装置の発電部による直流の発電電力（実線）とが重ならないように、ずらして記載してある。 Here, with reference to FIG. 2, the change in the generated power when the power generation device and the power generation system reduce the generated power by load following will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining control of generated power related to load following by the power generation device, and particularly for explaining control in a case where the generated power is reduced. 2A, 2B, and 2C, the vertical axis indicates power, and the horizontal axis indicates time. 2A, 2B, and 2C, the broken line indicates the power consumption in the load 30, and the solid line indicates the direct-current generated power by the power generation unit of the power generation device. Specifically, FIG. 2, at time t 0, power consumption in the load 30 is, when changed from Wa to Wb (provided that a is Wa> Wb) indicating a change in power generated by the power generation unit in. In FIG. 2, in order to make the change in the power easy to see, even when the power is the same, the power consumption in the load 30 (broken line) and the direct-current generated power (solid line) by the power generation unit of the power generator In order not to overlap, it has been shifted and described.
図２（ａ）は、１台の発電装置による負荷追従に係る発電電力の変化を示す図である。図２（ａ）に示すように、発電装置が１台の場合、時刻ｔ０に、負荷３０の消費電力がＷａからＷｂに変化すると、発電装置の発電部は、負荷追従により、発電電力を所定の変化速度で低下させる。このとき、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、発電部による発電電力を低下させる制御により、一時的に発電電力が負荷３０の消費電力Ｗｂを下回り、アンダーシュートとなる。時刻ｔ２以降は、発電部による発電電力が、負荷３０の消費電力Ｗｂと等しくなる。 FIG. 2A is a diagram illustrating a change in generated power according to load following by one power generation device. As shown in FIG. 2 (a), when the power generation device is one, the time t 0, the power consumption of the load 30 is changed to Wb from Wa, the power generation unit of the power generator, the load following, the generated power Reduce at a predetermined rate of change. At this time, between time t 1 of time t 2, the the control to reduce the electric power generated by the power generation unit, temporarily generated power is below the power Wb of the load 30, the undershoot. Time t 2 later, electric power generated by the power generation unit is equal to the power Wb of the load 30.
図２（ｂ）は、３台の発電装置を備える発電システムによる負荷追従に係る発電電力の変化を示す図である。発電システムの各発電装置の発電部は、時刻ｔ０に負荷３０の消費電力がＷａからＷｂに変化すると、負荷追従により、発電電力を低下させる。このとき、各発電装置の発電部は、図２（ａ）で説明した１台の発電部による負荷追従制御による発電電力の変化速度と同様の変化速度で、それぞれ発電電力を低下させる。すると、発電システムは、３台の発電装置がそれぞれ所定の速度で発電電力を低下させるため、システム全体として、図２（ｂ）に示すように、発電装置が１台の場合と比較して、より速く発電電力を低下させることができる。より詳細には、３台の発電装置の発電部が、１台の発電部による負荷追従制御による発電電力の変化速度と同様の変化速度で、それぞれ発電電力を低下させると、発電装置が１台の場合と比較して、発電システム全体における発電電力の低下速度は、３倍になる。 FIG.2 (b) is a figure which shows the change of the generated electric power which concerns on the load following by a power generation system provided with three power generation devices. When the power consumption of the load 30 changes from Wa to Wb at time t 0 , the power generation unit of each power generation device of the power generation system reduces the generated power by load following. At this time, the power generation unit of each power generation device reduces the generated power at a change rate similar to the change rate of the generated power by the load following control by one power generation unit described in FIG. Then, in the power generation system, since the three power generation devices each reduce the generated power at a predetermined speed, as shown in FIG. 2 (b) as a whole system, as compared with the case of one power generation device, The generated power can be reduced more quickly. More specifically, when the power generation units of the three power generation devices reduce the generated power at a change rate similar to the change rate of the generated power by the load following control by one power generation unit, one power generation device is provided. Compared to the case, the rate of decrease in generated power in the entire power generation system is tripled.
しかしながら、３台の発電装置を備える発電システムにおいて、このように発電電力の低下速度が１台の発電装置の場合よりも速くなると、発電電力の低下によるアンダーシュートの影響も大きくなる。アンダーシュートとなっている間、負荷において不足する電力は系統から供給されることとなるが、系統から供給される電力については、通常ユーザが購入して対価を支払うため、アンダーシュートは小さい方が好ましい。 However, in a power generation system including three power generation devices, when the decrease rate of the generated power is faster than in the case of one power generation device, the influence of undershoot due to the decrease in generated power also increases. While it is undershooting, the power shortage in the load will be supplied from the grid, but the power supplied from the grid is usually purchased by the user and pays for it, so the undershoot is smaller preferable.
なお、発電システムにおける各発電装置の発電電力の変化速度が等しい場合には、発電システム全体における発電電力の低下速度は、発電システムが備える発電装置の台数が多いほど、速くなる。そのため、発電システムが備える発電装置の台数が多いほどアンダーシュートも大きくなる。 In addition, when the rate of change of the generated power of each power generation device in the power generation system is the same, the decrease rate of the generated power in the entire power generation system increases as the number of power generation devices included in the power generation system increases. Therefore, undershoot increases as the number of power generation devices included in the power generation system increases.
図２（ｃ）は、図２（ｂ）で説明した場合と同様に、３台の発電装置を備える発電システムによる負荷追従に係る発電電力の変化を示す図である。ただし、図２（ｃ）は、各発電装置の発電部による発電電力の変化速度が、図２（ｂ）で説明した場合よりも、遅くなるように制御されている場合における、発電システム全体の発電電力の変化を示す。かかる発電電力の変化速度の制御は、各発電装置の制御部により実行される。図２（ｃ）に示すように、制御部の制御により、３台の発電装置の発電部が、図２（ｂ）に示した場合と比較して緩やかに発電電力を低下させるため、図２（ｃ）の場合におけるアンダーシュートは、図２（ｂ）の場合と比較して小さくなっている。 FIG.2 (c) is a figure which shows the change of the generated electric power which concerns on the load following by the electric power generation system provided with three electric power generating apparatuses similarly to the case demonstrated in FIG.2 (b). However, FIG. 2C shows the entire power generation system in the case where the change rate of the generated power by the power generation unit of each power generation device is controlled to be slower than the case described in FIG. Shows changes in generated power. The control of the change rate of the generated power is executed by the control unit of each power generator. As shown in FIG. 2 (c), the control of the control unit causes the power generation units of the three power generation devices to gradually reduce the generated power as compared with the case shown in FIG. 2 (b). The undershoot in the case of (c) is smaller than that in the case of FIG.
本実施の形態に係る発電装置２０Ａでは、制御部２３Ａが、発電システム１０が備える発電装置の台数が多いほど、発電電力の変化速度が遅くなるように制御する。そのため、図２（ｃ）を参照して説明したように、発電装置２０Ａが、１台の発電装置による発電電力の変化速度と同様の変化速度で発電電力を低下させる場合と比較して、発電システム１０全体における発電電力の低下速度を抑えることができる。これにより、アンダーシュートも抑えやすくなり、系統電力が安定しやすくなる。
In the
本実施の形態において、発電装置２０Ａの制御部２３Ａは、例えば、発電部２１Ａにおける発電電力の低下速度を、発電システム１０が備える発電装置の台数に反比例させるように制御してもよい。この場合、制御部２３Ａは、例えば発電システム１０が備える発電装置の台数が３台の場合、発電電力の低下速度を１／３にする。同様に、制御部２３Ａは、例えば発電システム１０が備える発電装置の台数が４台の場合、発電電力の低下速度を１／４にする。このような制御により、発電システム１０は、備える発電装置の台数が上昇しても、所定の低下速度で発電電力を低下させることができる。
In the present embodiment, the
次に、発電装置２０Ａが、負荷追従の制御により発電装置２０Ａから負荷３０に供給される出力電力を上昇させる場合について説明する。
Next, a case where the
本実施の形態において、発電装置２０Ａは、負荷３０への追従により発電電力を上昇させる場合、発電システム１０が備える発電装置の台数に関わらず、発電電力の変化速度が所定の変化速度となるように制御する。発電装置２０Ａは、特に、発電装置２０Ａが連結運転を行わない場合（非連結運転の場合）の変化速度と同じ変化速度で発電電力を変化させるように制御する。発電装置２０Ａによる発電電力の変化速度は、例えば、発電装置２０Ａにおける、発電部２１Ａへの水素及び酸素等のガスの供給量の制御能力等により定まる。
In the present embodiment, when the
図３は、発電装置による、負荷追従に係る発電電力の制御について説明する図であり、特に、発電電力を上昇させる場合における制御について説明する図である。図３（ａ）及び（ｂ）において、縦軸は電力を示し、横軸は時間を示す。また、図３（ａ）及び（ｂ）において、破線は負荷３０における消費電力を示し、実線は発電装置の発電部による発電電力を示す。具体的には、図３は、時刻ｔ３に、負荷３０における消費電力が、ＷｃからＷｄに変化した場合（ただし、Ｗｃ＜Ｗｄである）における発電部による発電電力の変化を示す。なお、図３においては、図２と同様に、電力の大きさが同じであっても、負荷３０における消費電力（破線）と、発電装置の発電部による直流の発電電力（実線）とが重ならないように、ずらして記載してある。 FIG. 3 is a diagram for explaining the control of the generated power according to the load following by the power generation device, and particularly for explaining the control in the case of increasing the generated power. 3 (a) and 3 (b), the vertical axis represents power, and the horizontal axis represents time. 3A and 3B, the broken line indicates the power consumption in the load 30, and the solid line indicates the power generated by the power generation unit of the power generation device. Specifically, FIG. 3, at time t 3, the power consumption at the load 30 is, when changed from Wc to Wd (However, Wc <a Wd) shows a change in power generated by the power generation unit in. In FIG. 3, as in FIG. 2, the power consumption in the load 30 (broken line) and the DC generated power (solid line) generated by the power generation unit of the power generator overlap even if the power is the same. In order not to become necessary, it is shifted and described.
図３（ａ）は、１台の発電装置による負荷追従に係る発電電力の変化を示す図である。図３（ａ）に示すように、発電装置が１台の場合、時刻ｔ３に、負荷３０の消費電力がＷｃからＷｄに変化すると、発電装置の発電部は、負荷追従により、発電電力を所定の変化速度で上昇させる。 Fig.3 (a) is a figure which shows the change of the electric power generation which concerns on the load following by one electric power generating apparatus. As shown in FIG. 3 (a), when the power generation device is one, the time t 3, the power consumption of the load 30 is changed to Wd from Wc, the power generation unit of the power generator, the load following, the generated power Increase at a predetermined rate of change.
図３（ｂ）は、３台の発電装置を備える発電システムによる負荷追従に係る発電電力の変化を示す図である。発電システムの各発電装置の発電部は、時刻ｔ３に負荷３０の消費電力がＷｃからＷｄに変化すると、負荷追従により、発電電力を上昇させる。このとき、各発電装置の発電部は、図３（ａ）で説明した１台の発電部による負荷追従制御による発電電力の変化速度と同様の変化速度で、それぞれ発電電力を上昇させることにより、図２を参照して説明した理由と同様の理由により、発電システムは、システム全体として、図３（ｂ）に示すように、発電装置が１台の場合と比較して、より速く発電電力を上昇させることができる。 FIG.3 (b) is a figure which shows the change of the generated electric power which concerns on the load following by a power generation system provided with three power generation devices. Power generation of each power generation device of the power generation system, the power consumption of the load 30 is changed to Wd from Wc at time t 3, the load following, increases the generated power. At this time, the power generation unit of each power generation device raises the generated power at a change rate similar to the change rate of the generated power by the load following control by one power generation unit described in FIG. For the same reason as described with reference to FIG. 2, the power generation system, as shown in FIG. 3 (b), generates power faster than the case where there is only one power generation device. Can be raised.
このように、３台の発電装置を備える発電システムは、より速く発電電力を上昇させることにより、より早く負荷における消費電力を出力しやすくなる。そのため、発電システムによれば、負荷における消費電力が上昇した場合に、系統から供給される電力を減らしやすくなる。本実施の形態に係る発電システム１０において、各発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、それぞれ非連結運転の場合における変化速度と同じ変化速度で発電電力を変化させるように制御することにより、負荷３０における消費電力が上昇した場合に系統から供給される電力を減らしやすくなる。
As described above, the power generation system including the three power generation devices can easily output the power consumption at the load earlier by increasing the generated power faster. Therefore, according to the power generation system, when the power consumption in the load increases, the power supplied from the system can be easily reduced. In the power generation system 10 according to the present embodiment, each of the
次に、発電装置２０Ａが実行する処理の一例について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、発電装置２０Ｂ及び２０Ｃについても、同様の制御が実行される。
Next, an example of processing executed by the
まず、発電装置２０Ａにおいて、制御部２３Ａは、電流センサ５０から電流値及び電流の向きに関する情報を取得する（ステップＳ１１）。
First, in the
制御部２３Ａは、ステップＳ１１で取得した情報に基づき、系統４０に対する電力が逆潮流であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
Based on the information acquired in step S11, the
制御部２３Ａは、系統４０に対する電力が逆潮流であると判断した場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、発電装置の台数に応じた変化速度で、発電部２１Ａにおける発電電力を低下させる制御を実行する（ステップＳ１３）。制御部２３Ａは、記憶部２４Ａに記憶された、発電装置の台数に関する情報に基づき、この制御を実行する。そして、制御部２３Ａは、このフローを終了する。
When the
制御部２３Ａは、系統４０に対する電力が逆潮流でないと判断した場合（ステップＳ１２のＮｏ）、ステップＳ１１で取得した情報に基づき、系統４０に対する電力が順潮流であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。
When the
制御部２３Ａは、系統４０に対する電力が順潮流であると判断した場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、１台非連結運転時と同じ変化速度で、発電部２１Ａにおける発電電力を上昇させる（ステップＳ１５）。そして、制御部２３Ａは、このフローを終了する。
When the
制御部２３Ａは、系統４０に対する電力が順潮流でないと判断した場合（ステップＳ１４のＮｏ）、このフローを終了する。
このように、本実施の形態に係る発電システム１０によれば、各発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、それぞれ出力電力が逆潮流しないように制御を行うとともに、記憶部２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃにあらかじめ記憶された、発電システム１０が備える発電装置の台数に応じて、それぞれ独立して、負荷３０に追従する発電電力の変化速度を決定する。例えば、複数の発電装置同士で通信することにより負荷追従の制御を行う場合には、通信による制御部の負荷が発生することとなり、また、ノイズ耐性が高い通信ラインを使用することが求められる。しかしながら、本実施の形態に係る発電システム１０は、負荷追従の制御について、各発電装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃ間で通信が行われないため、制御部２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｃの処理負荷を軽減できる。
As described above, according to the power generation system 10 according to the present embodiment, each of the
また、発電システム１０によれば、制御部２３Ａは、発電システム１０が備える発電装置の台数が多いほど、発電電力の変化速度が遅くなるように制御する。そのため、発電装置２０Ａが、１台の発電装置による発電電力の変化速度と同様の変化速度で発電電力を低下させる場合と比較して、発電システム１０全体における発電電力の低下速度を抑えることができ、系統電力が安定しやすくなる。このようにして、発電システム１０によれば、系統電力の安定性を維持しつつ逆潮流を防止しやすくなる。
Further, according to the power generation system 10, the control unit 23 </ b> A performs control so that the change rate of the generated power becomes slower as the number of power generation devices included in the power generation system 10 increases. Therefore, compared to the case where the
また、発電システム１０によれば、制御部２３Ａは、発電電力を上昇させる場合と、低下させる場合とで、それぞれ異なる制御を行う。このように、発電電力の上昇速度と低下速度とを異ならせることにより、共振が発生しにくくなり、系統電力が安定しやすくなる。
Further, according to the power generation system 10, the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, the functions and the like included in each component can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of components or the like can be combined into one or divided.
１０ 発電システム
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 発電装置
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ 発電部
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ パワーコンディショナ
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ 制御部
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ 記憶部
３０ 負荷
４０ 系統
５０ 電流センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (6)
前記複数の発電装置は、前記発電装置の台数に応じて、それぞれ独立して、前記負荷に追従する発電電力の速度を制御する、
発電システム。 A power generation system comprising a plurality of power generation devices interconnected to a system, supplying a power to a load by connecting the plurality of power generation devices,
The plurality of power generators independently control the speed of the generated power following the load, depending on the number of the power generators.
Power generation system.
前記発電装置の台数に応じて、前記複数の発電装置が、それぞれ独立して、前記負荷に追従する発電電力の速度を制御するステップを含む、
発電制御方法。 A power generation control method in a power generation system that includes a plurality of power generation devices linked to a system and supplies power to a load by connecting the plurality of power generation devices,
In accordance with the number of the power generation devices, the plurality of power generation devices each independently includes a step of controlling the speed of the generated power following the load.
Power generation control method.
他の発電装置と連結運転する場合に、前記連結運転する発電装置の台数に応じて、前記負荷に追従する発電電力の速度を制御する制御部と
を備える、発電装置。 A power generation unit that generates power to be connected to the grid and supplied to the load;
A power generator comprising: a control unit that controls a speed of generated power that follows the load according to the number of power generators that are connected and operated when connected to another power generator.
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