JP2017163795A - 発電設備の運転制御装置、運転制御方法および運転制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】逆潮流が生じないように発電設備を運転する。
【解決手段】商用電力系統から受電した電力を負荷へ供給する需要側電線路と接続し、当該需要側電線路を介して前記負荷へ電力を供給する複数の発電設備の運転を制御する運転制御装置であって、前記商用電力系統から前記負荷へ供給される順潮流電力を計測し、前記順潮流電力が第一の閾値未満の場合に、前記複数の発電設備の少なくとも一部を停止させ、前記順潮流電力が第二の閾値を超えた場合に、停止中の発電設備の少なくとも一部を稼動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電設備の運転制御装置、運転制御方法、プログラム、および運転制御システムに関し、特に、商用電力系統への逆潮流を生じさせないように発電設備を運転させる技術に関する。

近年、地球環境への配慮などから、再生可能エネルギーの利用が促進されている。特に、太陽光発電システムは、一般的な家庭でも導入でき、例えば、太陽電池パネルを家の屋根に設置し、この太陽電池パネルで発電した電力を利用しつつ、不足分を商用電力系統から得て利用する。このように電力の需要家としては、太陽光発電システムを導入することで、商用電力系統側から買い取る電力を少なくし、電力コストを抑えることができる。なお、太陽光発電システムによって発電した電力が、需要家側の電力負荷を上回った場合には、通常の電力供給とは逆に需要家側から商用電力系統側へ電流を流して、発電した電力を小用電源系統側へ売ること（売電）も行われている。このように需要家側から商用電力系統側へ流す電流を本願では逆潮流電流とも称す。

また、特許文献１には、商用電力系統から負荷に供給される順電力を測定し、測定した順電力が予め定めた設定値以下になると分散電源用発電装置の運転を停止することで、逆潮流の発生を防止することが記載されている。

特開２００４−２６６９４０号公報

商用電力系統に空き容量がある場合、即ち、商用電力系統の容量に対して需要家側の電力負荷が大きい状態であれば、上記のように需要家側からの逆潮流電流を許容できるが、通常は需要家側の電力負荷を十分にまかなえるように電力供給を行っており、需要家側からの逆潮流電流は不要である。特に、電力系統に空き容量がない場合には、需要家側からの逆潮流電流を許容できない。このため、大規模な太陽光発電システムを接続するような場合には、接続する電力系統の容量を増加させる工事を行うことになる。一般的な需要家であれば、このような工事を行ってまで、逆潮流させるメリットがないため、太陽光発電システムを商用電力系統と連携させるためには、逆電力継電器（ＲＰＲ:Reverse Power Relays）を設け、逆潮流電流を検出した場合に太陽光発電システムを停止させる構成とす
るように求められることがある。

しかしながら、単に逆潮流電流を検出して太陽光発電システムを停止させる構成とすると、電力負荷が太陽光発電システムの発電量未満となる度に太陽光発電システムが停止することになり、頻繁に停止して発電ロスが生じる効率の悪いシステムとなってしまう。或は、頻繁に停止させないために太陽光発電システムの定格電力を定常的な消費電力以下に設定するなど、非常に限定的なシステムとなってしまう。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、逆潮流が生じないように発電設備を運転することができるようにするものである。

上記課題を解決するため、本発明の運転制御装置は、商用電力系統から受電した電力を負荷へ供給する需要側電線路と接続し、当該需要側電線路を介して前記負荷へ電力を供給する複数の発電設備の運転を制御する運転制御装置であって、前記商用電力系統から前記負荷へ供給される順潮流電力を計測する順潮流計測部と、前記順潮流電力が第一の閾値未満の場合に、前記複数の発電設備の少なくとも一部を停止させる停止指示部と、前記順潮流電力が第二の閾値を超えた場合に、停止中の発電設備の少なくとも一部を稼動させる稼動指示部とを備える。

このように順調流電力が少なくなった場合に、複数の発電設備の一部を停止させることで、逆潮流電力の発生が抑えられるので、全ての発電設備が停止されてしまうことがなく、発電ロスを抑えることができる。

前記運転制御装置は、前記負荷が消費する負荷電力を計測する負荷計測部を備え、前記停止指示部が、前記負荷電力から前記順潮流電力を減じて前記発電設備によって発電した発電電力を求め、前記発電電力に基づいて前記第一の閾値を設定し、前記稼動指示部が、前記発電電力に基づいて前記第二の閾値を設定しても良い。

このように負荷電力と順潮流電力に基づいて発電設備による発電電力を求め、この発電電力に対して順潮流電力が小さくなった場合に、発電設備の一部を停止させる構成としたため、実際に発電している電力に応じて発電設備の運転を制御でき、適切に発電設備の停止又は稼動を指示できるため、更に発電ロスを抑えることができる。

前記運転制御装置は、前記停止指示部が、前記複数の発電設備によるそれぞれの発電電力を計測する発電計測部から計測結果を取得し、前記複数の発電設備のうち、停止させる発電設備を各発電設備の発電電力に基づいて決定し、前記稼動指示部が、前記発電計測部から計測結果を取得し、稼動させる発電設備を各発電設備の発電電力に基づいて決定してもよい。

このように各発電設備の発電電力に基づいて停止又は稼動させる発電設備を特定できるので、例えば最も発電電力の小さい発電設備を停止させるといった細かな制御を行うことができ、更に発電ロスを抑えることができる。

前記運転制御装置は、前記停止指示部が、前記複数の発電設備によるそれぞれの発電電力を計測する発電計測部から計測結果を取得し、前記発電電力に基づいて前記第一の閾値を設定し、前記稼動指示部が、前記発電計測部から計測結果を取得し、前記発電電力に基づいて前記第二の閾値を設定してもよい。

このように各発電設備の発電電力を計測し、この発電電力に応じて発電設備の運転を制御する構成としたため、直接的に求めた発電電力に応じて適切に発電設備の運転を制御できるのでため、発電ロスを抑えることができる。

上記課題を解決するため、本発明の運転制御方法は、商用電力系統から受電した電力を負荷へ供給する需要側電線路と接続し、当該需要側電線路を介して前記負荷へ電力を供給する複数の発電設備の運転を制御する方法であって、前記商用電力系統から前記負荷へ供給される順潮流電力を計測する工程と、前記順潮流電力が第一の閾値未満の場合に、前記複数の発電設備の少なくとも一部を停止させる工程と、前記順潮流電力が第二の閾値を超えた場合に、停止中の発電設備の少なくとも一部を稼動させる工程とを含む。

上記課題を解決するため、本発明の運転制御システムは、商用電力系統から受電した電力を負荷へ供給する需要側電線路と接続し、当該需要側電線路を介して前記負荷へ電力を
供給する複数の発電設備と、前記複数の発電設備から前記商用電力系統への逆潮流電力を検出した場合に前記複数の発電設備を停止させる逆電力継電器と、前記運転制御装置と、を備える。
なお、上記した課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することが可能である。

本発明によれば、逆潮流が生じないように発電設備を運転することができる。

実施形態１に係る運転制御システムの構成例を示すブロック図である。 発電設備及び商用電力系統に接続された負荷に電力を供給する構成を示すブロック図である。 不足電力継電器によって実行される運転制御方法の説明図である。 比較例の構成を示す図である。 逆電力継電器を動作させない場合の負荷電力と、発電電力と、順潮流電力を示した図である。 比較例における逆電力継電器の動作を示す図である。 実施形態１の不足電力継電器による運転制御の効果を示す図である。 実施形態２に係る運転制御システムの構成例を示すブロック図である。 実施形態２に係る運転制御方法の説明図である。 実施形態２の不足電力継電器による運転制御の効果を示す図である。 実施形態３に係る運転制御システムの構成例を示すブロック図である。 実施形態３に係る運転制御方法の説明図である。 実施形態３の不足電力継電器による運転制御の効果を示す図である。 実施形態４に係る運転制御システムの構成例を示すブロック図である。

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〈実施形態１〉
図１は、本技術を適用した運転制御システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、運転制御システム１１は、太陽光発電モジュール１３、パワーコンディショナ２２、電力計測部３１、逆電力継電器２６および不足電力継電器（ＵＰＲ：Under Power Relays）２７を備えて構成される。運転制御システム１１は、商用電力系統１２と接続された需要家側の設備であり、商用電力を供給する商用電力系統１２、および、太陽光を受光して発電を行う太陽光発電モジュール１３から電力の供給を受けることができる。また、運転制御システム１１では、交流電力または直流電力を消費する機器からなる負荷１４と接続され、電力を商用電力系統１２及び太陽光発電モジュール１３からの電力を負荷１４の電力需要に応じて供給する。

太陽光発電モジュール１３及びパワーコンディショナ２２は、それぞれ複数設けられており、これら複数の太陽光発電モジュール１３がそれぞれパワーコンディショナ２２に接続されて複数の発電設備２−１〜２−３を構成している。

パワーコンディショナ２２は、太陽光発電モジュール１３で発電した電力の昇圧やＤＣ−ＡＣ変換等を行うことにより、太陽光発電モジュール１３から出力される電力を調整し、電力線２３を介して負荷１４へ電力を供給する。また、パワーコンディショナ２２は、開閉器２８を有し、開閉器２８がＯＦＦの場合に電力の供給を停止し、開閉器２８がＯＮ
の場合に電力の供給を行う。即ち、発電設備毎に、電力のＯＮ／ＯＦＦが可能になっている。

商用電力系統１２と負荷１４は、電力線２３で接続され、この電力線２３と商用電力計と１２との境界部には逆電力継電器２６が接続されている。また、逆電力継電器２６は、信号線２４を介して発電設備２−１〜２−３の開閉器２８と接続されている。発電設備２−１〜２−３により電力線２３へ供給された電力が、負荷１４の消費電力を超えて、電力線２３から商用電力系統１２への逆潮流が生じたことを逆電力継電器２６が検知した場合、開閉器２８をＯＦＦさせる。即ち、逆電力継電器２６は、全ての発電設備２−１〜２−３からの電力供給を停止させて、逆潮流を抑えている。

電力計測部３１は、商用電力系統１２から需要家側へ供給される電力、即ち順潮流電力を計測する。電力計測部３１は、本実施形態１において、順潮流計測部の一形態である。

不足電力継電器２７は、商用電力系統側で短絡事故や地絡事故が起きた場合に、発電設備２−１〜２−３を商用電力系統１２から解列させる。また、本実施形態１の不足電力継電器２７は、停止指示部２７１や稼動指示部２７２を備えている。停止指示部２７１は、順潮流電力が第一の閾値未満の場合に、複数の発電設備の少なくとも一部を停止させる。稼動指示部２７２は、順潮流電力が第二の閾値を超えた場合に、停止中の発電設備の少なくとも一部を稼動させる。

図２は、３台の発電設備２−１〜２−３及び商用電力系統１２に接続された負荷１４に電力を供給する構成を示すブロック図である。発電設備２−１〜２−３のパワーコンディショナ２２には、太陽光発電モジュール１３からの直流電力が入力端子２２１にそれぞれ入力されている。商用電力系統１２から三相交流電力が給電される電力線２３には負荷１４が接続されており、また電力線２３には各相の電圧Ｖ１〜Ｖ３と、三相電流のうちの二相分の電流Ｉ１、Ｉ２を入力として商用電力系統１２から電力線２３に供給される順潮流電力を演算するための電力計測部３１が接続されている。

電力計測部３１によって計測された順潮流電力は、逆電力継電器２６及び不足電力継電器２７に入力される。

パワーコンディショナ２２は、太陽光発電モジュール１３の直流電力が入力される入力端子２２１に接続されて直流電圧を所定の電圧値まで昇圧するＤＣ／ＤＣ変換器２２２と、ＤＣ／ＤＣ変換器２２２によって昇圧された直流電圧を商用電力系統と周波数及び電圧が等しく且つ位相が同期した三相交流電圧に変換して出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗから出力する電力変換器としての三相インバータ回路２２３とを備えている。三相インバータ回路２２３と出力端子との間には開閉器２８が配置されている。開閉器２８は、三相インバータ回路２２３から電力線２３側への三相交流電力の出力を遮断する際に変換器制御回路２２５からの指令で開動作をする。ＤＣ／ＤＣ変換器２２２及び三相インバータ回路２２３は、変換器制御回路２２５から出力される制御信号によって制御される。変換器制御回路２２５には、入力端子を介して逆電力継電器２６及び不足電力継電器２７から停止又は稼動を指示する制御信号が入力される。変換器制御回路２２５は、逆電力継電器２６又は不足電力継電器２７から停止を指示する制御信号が入力されると、開閉器２８に開指令を出力して三相インバータ回路２２３からの出力を電力線２３へ供給することを停止する。また、変換器制御回路２２５は、逆電力継電器２６又は不足電力継電器２７から稼動を指示する制御信号が入力されると、ＤＣ／ＤＣ変換器２２２及び三相インバータ回路２２３を稼動させると共に、開閉器２８に閉指令を出力して三相インバータ回路２２３からの電力を電力線２３へ供給することを開始させる。

《運転制御方法》
図３は、不足電力継電器２７によって実行される運転制御方法の説明図である。不足電力継電器２７は、図３に示す処理を所定の周期或は所定のタイミングで繰り返し実行する。先ず、電力計測部３１により順潮流電力Ｃを検出し、不足電力継電器２７は、この順潮流電力Ｃを第一の閾値と比較し、順潮流電力Ｃが第一の閾値未満か否かを判定する(ステ
ップＳ１０)。ここで、第一の閾値は、発電設備２−１〜２−３における一台あたりの定
格電力Ｐｒとしている。

順潮流電力Ｃが第一の閾値未満であると判定した場合(ステップＳ１０、Ｙｅｓ)、不足電力継電器２７は、稼働中の発電設備２−１〜２−３から停止させる一台を選択する(ス
テップＳ２０)。なお、停止させる発電設備２−１〜２−３は、例えば予め順番や優先度
を設定しておき、この順番や優先度に従って選択する。また、各発電設備２−１〜２−３の稼働時間を記録しておき、稼働時間の多いものを停止させても良い。停止させる発電設備２−１〜２−３は、停止が可能な最小単位（本例では一台）ずつ選択するのが望ましいが、所定の複数台、或は所定割合の発電設備を停止させる構成としても良い。

そして、不足電力継電器２７は、選択した発電設備（２−１〜２−３の何れか）へ停止を指示する信号を送り、当該発電設備からの電力の供給を停止させる(ステップＳ３０)。

なお、ステップＳ１０にて、順潮流電力Ｃが第一の閾値未満でないと判定した場合には(ステップＳ１０、Ｎｏ)、発電設備２−１〜２−３を停止させずにステップＳ４０へ移行する。

次に、不足電力継電器２７は、順潮流電力Ｃを第二の閾値と比較し、順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えたか否かを判定する(ステップＳ４０)。ここで、第二の閾値は、発電設備２−１〜２−３における一台あたりの定格電力Ｐｒに余裕電力αを加えた値である。

順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えていると判定した場合(ステップＳ４０、Ｙｅｓ)、不足電力継電器２７は、停止中の発電設備２−１〜２−３から稼動させる一台を選択する(
ステップＳ５０)。なお、稼動させる発電設備２−１〜２−３は、例えば予め順番や優先
度を設定しておき、この順番や優先度に従って選択する。また、各発電設備２−１〜２−３の稼働時間を記録しておき、稼働時間の少ないものを稼動させても良い。稼動させる発電設備２−１〜２−３は、稼動の制御が可能な最小単位（本例では一台）ずつ選択するのが望ましいが、所定の複数台、或は所定割合の発電設備を稼働させる構成としても良い。

そして、不足電力継電器２７は、選択した発電設備（２−１〜２−３の何れか）へ稼動を指示する信号を送り、当該発電設備からの電力の供給を開始させる(ステップＳ６０)。

なお、ステップＳ４０にて、順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えていないと判定した場合には(ステップＳ４０、Ｎｏ)、発電設備２−１〜２−３の何れも稼動させずに図３の処理を終了する。

《運転制御の効果》
図４は、比較例の構成を示す図である。図４の比較例では、図１と比べて、不足電力継電器２７を備えていない点が異なっている。即ち、図４の比較例は、本発明の運転制御装置を備えていない構成である。

図５は、図４の比較例の逆電力継電器２６を動作させない場合の負荷電力と、発電電力と、順潮流電力（買電力）を示した図である。図５（Ａ）は平日、図５（Ｂ）は休日の状況を示す。平日は、図５（Ａ）に示すように、０時から５時までは発電設備２−１〜２−
３の発電電力６２が０であり、負荷電力６１と順潮流電力６３とが一致している。そして、発電電力６２は、５時から増加して１２時付近をピークとし、その後低下して２０時以降０となっている。順潮流電力６３は、８時以降、発電電力６２の増加に伴って減少し、１２時に０となり、１３以降、発電電力６２の低下に伴って増加し、２０時以降負荷電力６１と一致している。負荷電力６１は、６時位から増加し、１２時に一旦下がるものの１３時に増加し、その後低下する。このように需要と供給が変動した結果、昼間の時間帯には逆潮流が生じた。

また、休日は、図５（Ｂ）に示すように、負荷電力の変動が少なく、ほぼ横ばいとなっている。一方、発電電力６２は、天候や季節が同様であれば平日と同様に中間にピークを有する。

図６は、比較例における逆電力継電器２６の動作を示す図である。図６（Ａ）に示すように、比較例において、平日に図５（Ａ）と同様に発電電力６２及び負荷電力６１が変位し、負荷電力６１に比して発電電力６２が高まったときに（図６（Ａ）の例では１０時位）、逆潮流が生じて、逆電力継電器２６が動作し、発電設備２−１〜２−３を停止させる。即ち、以降の発電電力６２が０となる。このため、図５（Ａ）との差分（網掛けの領域）６４だけ発電ロスが生じていることがわかる。なお、図６（Ａ）において、１０時の時点では、順潮流電力が供給されているように見えるが、逆電力継電器２６は、瞬間的な逆潮流を検出した場合にも動作するので、発電電力６２が負荷電力６１を超えていなくても、発電電力６２が負荷電力６１と近い状態にあると、負荷電力が急に減少したとき等に、逆潮流電力が瞬間的に生じることがある。

また、図６（Ｂ）に示すように、比較例において、休日に図５（Ｂ）と同様に発電電力６２及び負荷電力６１が推移し、負荷電力６１に比して発電電力６２が高まったときに（図６（Ｂ）の例では８時位）、逆潮流が生じて、逆電力継電器２６が動作し、発電設備２−１〜２−３を停止させる。即ち、以降の発電電力６２が０となる。このため、図５（Ｂ）との差分（網掛けの領域）６５だけ発電ロスが生じていることがわかる。

図７は、本実施形態１の不足電力継電器２７による運転制御の効果を示す図である。図７（Ａ）に示すように、本実施形態１において、平日に図５（Ａ）と同様に発電電力６２及び負荷電力６１が変位し、順潮流電力６３が第一の閾値未満になったと判定したときに（図７（Ａ）の例では９時位）、不足電力継電器２７が発電設備２−１〜２−３の一部を停止させる。更に発電電力が増加して順潮流電力６３が第一の閾値未満となった場合には、更に発電設備を停止させる。なお、午後になり、発電電力６２が低下して順潮流電力６３が第二の閾値を超えた場合には、停止していた発電設備を稼働させる。これにより発電電力６２が抑えられ、逆潮流が生じないので、逆電力継電器２６が動作して全ての発電設備２−１〜２−３が停止してしまうことがないので、発電ロス６６を少なくすることができる。

また、本実施形態１において、休日に図７（Ｂ）に示すように、負荷電力６１及び順潮流電力６３が推移した場合、順潮流電力６３が、第二の閾値を超えることがなく、発電設備を稼働させていないので、発電電力６２が終日０となっている。このため、図５（Ｂ）との差分（網掛けの領域）６７だけ発電ロスが生じていることがわかる。

このように、本実施形態１によれば、逆潮流を生じさせないように発電設備を運転制御できるので、全ての発電設備が停止されてしまうことがなく、発電ロスを抑えることができる。

なお、上記実施形態１では、第一の閾値を発電設備の定格Ｐｒとしたが、これに限らず
、他の値を用いても良い。例えば、０．５Ｐｒ、０．７Ｐｒ、１．１Ｐｒのように定格に対して所定割合の値としても良い。また、この所定割合の値は、稼動している発電設備が１台であれば０．７Ｐｒ、３台であれば１．１Ｐｒのように、発電設備が稼動している台数に応じて定めても良い。更に、この所定割合の値は、１２時であれば１．１Ｐｒ、１６時であれば０．４Ｐｒなど、時刻に応じた値であっても良い。また、第一の閾値は、第二の閾値の余裕電力αと同じであってもよい。

〈実施形態２〉
図８は、実施形態２に係る運転制御システムの構成例を示すブロック図である。図８の運転制御システムは、図１の実施形態１と比べて、負荷電力を測定する電力計測部３２を備え、不足電力継電器２７が順潮流電力と負荷電力とに基づいて運転制御の閾値を決定することが異なっている。なお、この他の構成は同じであるため、同一の要素は同符号を付すなどして再度の説明を省略する。

図９は、本実施形態２に係る運転制御方法の説明図である。不足電力継電器２７は、図９に示す処理を所定の周期或は所定のタイミングで繰り返し実行する。先ず、電力計測部３１により順潮流電力Ｃを検出すると共に電力計測部３２により負荷電力Ｌを検出する。本実施形態２において、この電力計測部３２は、負荷計測部の一形態である。不足電力継電器２７は、この負荷電力Ｌから順潮流電力Ｃを減じ、可動中の発電設備の台数ｎで除して式１のように第一の閾値を定める。即ち、式１により稼動している発電設備一台あたりの発電電力を第一の閾値とする。

第一の閾値＝（Ｌ−Ｃ）／ｎ ・・・式１
不足電力継電器２７は、第一の閾値と比較し、順潮流電力Ｃが第一の閾値未満か否かを判定する(ステップＳ１１０)。

順潮流電力Ｃが第一の閾値未満であると判定した場合(ステップＳ１１０、Ｙｅｓ)、不足電力継電器２７は、稼働中の発電設備２−１〜２−３から停止させる一台を選択する(
ステップＳ１２０)。

そして、不足電力継電器２７は、選択した発電設備（２−１〜２−３の何れか）へ停止を指示する信号を送り、当該発電設備からの電力の供給を停止させる(ステップＳ１３０)。

なお、ステップＳ１１０にて、順潮流電力Ｃが第一の閾値未満でないと判定した場合には(ステップＳ１１０、Ｎｏ)、発電設備２−１〜２−３を停止させずにステップＳ１４０へ移行する。なお、全ての発電設備が停止している場合、即ちｎが０の場合、ステップＳ１１０〜Ｓ１３０をスキップしてステップＳ１４０へ移行する。

次に、不足電力継電器２７は、順潮流電力Ｃを第二の閾値と比較し、順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えたか否かを判定する(ステップＳ１４０)。ここで、第二の閾値は、式２に示すように、稼動している発電設備一台あたりの発電電力に余裕電力αを加えた値である。但し、式２において、ｎは１以上とする。なお、ｎ＝０の場合、即ち、稼動している発電設備が無い場合には、第二の閾値を発電設備一台の定格電力Ｐｒとする。また、実施形態１の第二の閾値と同様に定格電力Ｐｒ＋αとしても良い。

第二の閾値＝（Ｌ−Ｃ）／ｎ＋α ・・・式２
順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えていると判定した場合(ステップＳ１４０、Ｙｅｓ)、不足電力継電器２７は、停止中の発電設備２−１〜２−３から稼動させる一台を選択する(ステップＳ１５０)。そして、不足電力継電器２７は、選択した発電設備（２−１〜２−
３の何れか）へ稼動を指示する信号を送り、当該発電設備からの電力の供給を開始させる(ステップＳ１６０)。

なお、ステップＳ１４０にて、順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えていないと判定した場合には(ステップＳ１４０、Ｎｏ)、発電設備２−１〜２−３の何れも稼動させずに図９の処理を終了する。

図１０は、本実施形態２の不足電力継電器２７による運転制御の効果を示す図である。図１０（Ａ）に示すように、本実施形態２において、図５（Ａ）と同様に順潮流電力６３及び負荷電力６１が変位し、順潮流電力６３が第一の閾値未満になったと判定したときに（図１０（Ａ）の例では１０時位）、不足電力継電器２７が発電設備２−１〜２−３の一部を停止させる。更に発電電力が増加して順潮流電力６３が第一の閾値未満となった場合には、更に発電設備を停止させる。なお、午後になり、発電電力６２が低下して順潮流電力６３が第二の閾値を超えた場合には、停止していた発電設備を稼働させる。これにより発電電力６２が抑えられ、逆潮流が生じないので、逆電力継電器２６が動作して全ての発電設備２−１〜２−３が停止してしまうことがないので、発電ロス６８を少なくすることができる。

また、本実施形態２において、図７（Ｂ）に示すように、負荷電力６１及び順潮流電力６３が推移した場合、５時に発電設備２−１〜２−３を可動させ、その後、順潮流電力６３が第一の閾値未満になったと判定したときに（図１０（Ｂ）の例では９時位）、不足電力継電器２７が発電設備２−１〜２−３の一部を停止させる。更に発電電力が増加して順潮流電力６３が第一の閾値未満となった場合には、更に発電設備を停止させる。なお、午後になり、発電電力６２が低下して順潮流電力６３が第二の閾値を超えた場合には、停止していた発電設備を稼働させる（図１０（Ｂ）の例では１６時位）。これにより発電電力６２が抑えられ、逆潮流が生じないので、逆電力継電器２６が動作して全ての発電設備２−１〜２−３が停止してしまうことがないので、発電ロス６９を少なくすることができる。

また、本実施形態２によれば、稼動している発電設備一台あたりの発電電力に基づいて発電設備の停止又は可動を判定するので、定格Ｐｒに基づいて判定した実施形態１と比べて細かな制御ができ、更に、発電ロスを抑えることができる。

〈実施形態３〉
図１１は、実施形態３に係る運転制御システムの構成例を示すブロック図である。図１１の運転制御システムは、図８の実施形態２と比べて、各発電設備の発電電力を測定する電力計測部３３を備え、不足電力継電器２７が発電電力に基づいて運転制御の閾値を決定することが異なっている。なお、この他の構成は同じであるため、同一の要素は同符号を付すなどして再度の説明を省略する。

図１２は、本実施形態３に係る運転制御方法の説明図である。不足電力継電器２７は、図１２に示す処理を所定の周期或は所定のタイミングで繰り返し実行する。先ず、電力計測部３１により順潮流電力Ｃを検出すると共に電力計測部３３により各発電設備の発電電力Ｐｎを測定する。本実施形態３において、この電力計測部３３は、発電計測部の一形態である。図１２では、電力計測部３３をパワーコンディショナ２２の外に設けた例を示したが、これに限らず、パワーコンディショナ２２内の測定回路を発電計測部として用い、この発電電力Ｐｎの計測結果を不足電力継電器２７が通信線（不図示）を介して取得する構成であっても良い。不足電力継電器２７は、この発電電力Ｐｎを積算し、可動中の発電設備の台数ｎで除して式３のように第一の閾値を定める。即ち、式１により稼動している発電設備一台あたりの発電電力を第一の閾値とする。

第一の閾値＝Σ（Ｐｎ）／ｎ ・・・式３
不足電力継電器２７は、第一の閾値と比較し、順潮流電力Ｃが第一の閾値未満か否かを判定する(ステップＳ２１０)。

順潮流電力Ｃが第一の閾値未満であると判定した場合(ステップＳ２１０、Ｙｅｓ)、不足電力継電器２７は、稼働中の発電設備２−１〜２−３のうち、最も発電量の少ない発電設備を選択する(ステップＳ２２０)。

そして、不足電力継電器２７は、選択した発電設備（２−１〜２−３の何れか）へ停止を指示する信号を送り、当該発電設備からの電力の供給を停止させる(ステップＳ２３０)。

なお、ステップＳ２１０にて、順潮流電力Ｃが第一の閾値未満でないと判定した場合には(ステップＳ２１０、Ｎｏ)、発電設備２−１〜２−３を停止させずにステップＳ２４０へ移行する。なお、全ての発電設備が停止している場合、即ちｎが０の場合、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０をスキップしてステップＳ２４０へ移行する。

次に、不足電力継電器２７は、順潮流電力Ｃを第二の閾値と比較し、順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えたか否かを判定する(ステップＳ２４０)。ここで、第二の閾値は、式４に示すように、稼動している発電設備一台あたりの発電電力に余裕電力αを加えた値である。但し、式４において、ｎは１以上とする。なお、ｎ＝０の場合、即ち、稼動している発電設備が無い場合には、発電設備一台の定格Ｐｒとする。また、実施形態１の第二の閾値と同様に定格Ｐｒ＋αとしても良い。

第二の閾値＝Σ（Ｐｎ）／ｎ＋α ・・・式４
順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えていると判定した場合(ステップＳ２４０、Ｙｅｓ)、不足電力継電器２７は、図３のステップＳ５０と同様に停止中の発電設備２−１〜２−３から稼動させる一台を選択する(ステップＳ２５０)。なお、不足電力継電器２７は、電力停止中の発電設備２−１〜２−３のうち、最も発電量の少ない発電設備を選択しても良い。ここで、最も発電量の少ない発電設備は、電力計測部３３で取得した電力によって判定してもよいし、停止前の発電量や過去の所定期間内の発電量に基づいて選択してもよい。

そして、不足電力継電器２７は、選択した発電設備（２−１〜２−３の何れか）へ稼動を指示する信号を送り、当該発電設備からの電力の供給を開始させる(ステップＳ２６０)。

なお、ステップＳ２４０にて、順潮流電力Ｃが第二の閾値を超えていないと判定した場合には(ステップＳ２４０、Ｎｏ)、発電設備２−１〜２−３の何れも稼動させずに図１２の処理を終了する。

図１３は、本実施形態３の不足電力継電器２７による運転制御の効果を示す図である。図１３（Ａ）に示すように、本実施形態３において、図５（Ａ）と同様に順潮流電力６３及び負荷電力６１が変位し、順潮流電力６３が第一の閾値未満になったと判定したときに（図１３（Ａ）の例では１１時位）、不足電力継電器２７が発電設備２−１〜２−３の一部を停止させる。更に発電電力が増加して順潮流電力６３が第一の閾値未満となった場合には、更に発電設備を停止させる。なお、午後になり、発電電力６２が低下して順潮流電力６３が第二の閾値を超えた場合には、停止していた発電設備を稼働させる。これにより発電電力６２が抑えられ、逆潮流が生じないので、逆電力継電器２６が動作して全ての発電設備２−１〜２−３が停止してしまうことがないので、発電ロス７１を少なくすること
ができる。

また、本実施形態３において、図１３（Ｂ）に示すように、負荷電力６１及び順潮流電力６３が推移した場合、５時に発電設備２−１〜２−３を可動させ、その後、順潮流電力６３が第一の閾値未満になったと判定したときに（図１３（Ｂ）の例では８時位）、不足電力継電器２７が発電設備２−１〜２−３の一部を停止させる。更に発電電力が増加して順潮流電力６３が第一の閾値未満となった場合には（図１３（Ｂ）の例では１０時位）、更に発電設備を停止させる。なお、午後になり、発電電力６２が低下して順潮流電力６３が第二の閾値を超えた場合には、停止していた発電設備を稼働させる（図１３（Ｂ）の例では１６時位）。これにより発電電力６２が抑えられ、逆潮流が生じないので、逆電力継電器２６が動作して全ての発電設備２−１〜２−３が停止してしまうことがないので、発電ロス７２を少なくすることができる。

また、本実施形態３によれば、稼動している発電設備の発電電力を電力計測部３３で直接的に求め、一台あたりの発電電力に基づいて発電設備の停止又は可動を判定するので、定格Ｐｒに基づいて判定した実施形態１と比べて細かな制御ができ、更に、発電ロスを抑えることができる。なお、本実施形態では、発電電力に基づいて閾値を設定したが、これに限らず、ステップＳ２１０にて実施形態２の式１のように第一の閾値を設定し、ステップＳ２４０にて実施形態２の式２のように第二の閾値を設定しても良い。

〈実施形態４〉
図１４は、実施形態４に係る運転制御システムの構成例を示すブロック図である。前述の実施形態１〜３では、不足電力継電器２７が、運転制御装置を構成した例を示したが、これに限らず、逆電力継電器２６が、運転制御装置を構成しても良い。

図１４に示す逆電力継電器２６は、停止指示部２７１及び稼動指示部２７２を備え、電力計測部３１〜３３と共に運転制御装置を構成する。なお、停止指示部２７１及び稼動指示部２７２により、各発電設備２−１〜２−３の停止又は可動を制御する構成は前述の実施形態１〜３と同じであり、実施形態１〜３の何れの構成を採用しても良い。

なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては本発明を、発電設備として太陽光発電モジュール１３を備えた運転制御システム１１に適用した例について説明したが、太陽光発電モジュール１３の代わりに風力発電モジュールや、潮力発電モジュール、水力発電モジュール、地熱発電モジュールなどの他の再生可能エネルギーを用いるシステムに適用しても構わない。

１１ 運転制御システム
１２ 商用電力系統
１３ 太陽光発電モジュール
１４ 負荷
２−１〜２−３ 発電設備
２２ パワーコンディショナ
２３ 電力線
２４ 信号線
２６ 逆電力継電器
２７ 不足電力継電器
２８ 開閉器
３１ 電力計測部（順潮流計測部）
３２ 電力計測部（負荷計測部）
３３ 電力計測部（発電計測部）
２７１ 停止指示部
２７２ 稼動指示部

Claims (6)

1. 商用電力系統から受電した電力を負荷へ供給する需要側電線路と接続し、当該需要側電線路を介して前記負荷へ電力を供給する複数の発電設備の運転を制御する運転制御装置であって、
   前記商用電力系統から前記負荷へ供給される順潮流電力を計測する順潮流計測部と、
   前記順潮流電力が第一の閾値未満の場合に、前記複数の発電設備の少なくとも一部を停止させる停止指示部と、
   前記順潮流電力が第二の閾値を超えた場合に、停止中の発電設備の少なくとも一部を稼動させる稼動指示部と、
   を備える運転制御装置。
2. 前記負荷が消費する負荷電力を計測する負荷計測部を備え、
   前記停止指示部が、前記負荷電力から前記順潮流電力を減じて前記発電設備によって発電した発電電力を求め、前記発電電力に基づいて前記第一の閾値を設定し、
   前記稼動指示部が、前記発電電力に基づいて前記第二の閾値を設定する請求項１に記載の運転制御装置。
3. 前記停止指示部が、前記複数の発電設備によるそれぞれの発電電力を計測する発電計測部から計測結果を取得し、前記複数の発電設備のうち、停止させる発電設備を各発電設備の発電電力に基づいて決定し、
   前記稼動指示部が、前記発電計測部から計測結果を取得し、稼動させる発電設備を各発電設備の発電電力に基づいて決定する請求項１に記載の運転制御装置。
4. 前記停止指示部が、前記複数の発電設備によるそれぞれの発電電力を計測する発電計測部から計測結果を取得し、前記発電電力に基づいて前記第一の閾値を設定し、
   前記稼動指示部が、前記発電計測部から計測結果を取得し、前記発電電力に基づいて前記第二の閾値を設定する請求項１に記載の運転制御装置。
5. 商用電力系統から受電した電力を負荷へ供給する需要側電線路と接続し、当該需要側電線路を介して前記負荷へ電力を供給する複数の発電設備の運転を制御する運転制御方法であって、
   前記商用電力系統から前記負荷へ供給される順潮流電力を計測する工程と、
   前記順潮流電力が第一の閾値未満の場合に、前記複数の発電設備の少なくとも一部を停止させる工程と、
   前記順潮流電力が第二の閾値を超えた場合に、停止中の発電設備の少なくとも一部を稼動させる工程と、
   を含む運転制御方法。
6. 商用電力系統から受電した電力を負荷へ供給する需要側電線路と接続し、当該需要側電線路を介して前記負荷へ電力を供給する複数の発電設備と、
   前記複数の発電設備から前記商用電力系統への逆潮流電力を検出した場合に前記複数の発電設備を停止させる逆電力継電器と、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の運転制御装置と、
   を備える運転制御システム。

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