JP2020010526A - 発電装置および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発電手段を並列接続して発電装置を構成する場合でも、余剰電力発生時に電力消費して、全体的に高効率な運転動作を可能とすること。【解決手段】発電装置１は、第１接続点２０に対して並列接続された複数の発電ユニットに第１接続点２０を介して接続され、複数の発電ユニットの発電電力を交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作及び商用電源から電力を受電して複数の発電ユニットへ送電する力行動作を行う電力変換ユニット２３と、電力変換ユニット２３に対して回生動作または力行動作を実行させる信号を出力する制御ユニット１３と、電力変換ユニット２３内の第３変換手段１６と第４変換手段１８との間の第２接続点１７に接続されて発電電力の一部を消費する電力消費手段２１とを有し、制御ユニット１３は、発電電力の合計が所定の電力量を超えた場合、電力消費手段２１に対して発電電力の一部を消費させる。【選択図】図１

Description

本開示は、発電装置および制御装置に関する。

従来、発電装置としては、例えばランキンサイクルを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。図１２は、特許文献１に記載された従来の発電装置の構成を示すものである。従来のこの種の発電装置１００は、１つのランキンサイクル装置１０１と、発電制御装置１０２とを備えている。発電装置１００は、外部の電力系統１０３に接続され、電力系統１０３が、ランキンサイクル装置１０１と双方向に電力を供給するように構成したものが提案されていた。

発電装置１００は、１つのランキンサイクル装置１０１と発電制御装置１０２を備え、流体回路１５０と、発電機１０８と、電動機１１１とを有している。流体回路１５０は、ポンプ１０７、蒸発器１０４、膨張機１０５及び凝縮器１０６を有している。流体回路１５０における蒸発器１０４の出口と膨張機１０５の入口との間の部分には、温度センサ１１０が設けられている。流体回路１５０は、さらに、膨張機１０５をバイパスしているバイパス路１７０を有している。また、バイパス路１７０は、バイパス弁（開閉装置）１０９を有している。さらに、凝縮器１０６には冷却ファン１１２が近接された位置に配置され、凝縮器１０６を冷却するように構成されている。また、余剰電力が発生した際に、余剰電力を消費する電力吸収部１２５がコンバータ１２０の出力側に接続されている。本構成において、ポンプ１０７が作動流体を圧送、循環させ、蒸発器１０４で熱源からの熱を用いて作動流体を加熱し、作動流体が過熱蒸気の状態となり、膨張機１０５に流入し、膨張すなわち作動することになる。この回転エネルギーを発電機１０８で電気エネルギーに変換することで発電する。発電した電力は、コンバータ１２０と系統連系用電力変換器１２２によって電力系統１０３へ出力され、余剰電力が発生した際には、電力吸収部１２５で消費される。

特開２０１７−７５５８７号公報

従来は、小規模の熱源が点在した場合、発電機を有するランキンサイクル装置のような発電手段と、余剰電力を消費する電力吸収手段と、商用電源に対して送受電するための電力変換手段と、これらを制御する制御手段とを有する発電装置が、各々の熱源に対応して個別に設置される。このような複数の発電装置を並列に接続して発電システムを構成する場合、各小規模の熱源に対応した発電機の発電開始タイミングが一致することは概ねなく、発電電力が充分でない始動時の発電機の内部消費電力は、商用電源から順潮流電力として供給される。このタイミングで、安定した発電電力を出力可能な別の発電機が商用電源側の電圧上昇等によって出力抑制された場合、この別の発電機を備えた発電装置における電力吸収部で発電電力の一部が内部消費されることとなる。その結果、分散した小規模熱源から回収可能な合計発電電力が損なわれ、複数の発電装置は全体として効率的な運転ができないという課題がある。

従来の課題を解決するために、本開示は、
第１接続点に対して並列に接続された少なくとも２つの発電ユニットと、
前記第１接続点を介して前記少なくとも２つの発電ユニットに接続され、前記少なくとも２つの発電ユニットで発電された電力を交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作、および、前記商用電源から電力を受電して前記少なくとも２つの発電ユニットへ送電する力行動作を行う電力変換ユニットと、
前記電力変換ユニットに対して、前記回生動作と前記力行動作とのうちいずれかを実行させる第１信号を出力する制御ユニットと、
を有する発電装置であって、
前記少なくとも２つの発電ユニットはそれぞれ、
発電動作を行う発電手段、および、
前記発電手段で発電した電力を直流電力に変換して出力する第１変換手段、
を有する主機と、
前記第１接続点を介して電力を受電し、前記主機の発電動作を補助する補機と、
を有し、
前記電力変換ユニットは、
前記第１変換手段が出力した直流電力を高周波数の交流電力に変換して出力する第２変換手段と、
前記第２変換手段が出力した交流電力を入力し、入力された交流電力に対して電気的に絶縁された交流電力を出力する絶縁手段と、
前記絶縁手段が出力した交流電力を直流電力に変換して出力する第３変換手段と、
前記第３変換手段が出力した直流電力を、第２接続点を介して入力し、交流電力に変換して前記商用電源へ出力する第４変換手段と、
を有し、
前記発電装置は、さらに、
前記第２接続点が配置された電線に接続され、前記第３変換手段から出力された直流電力のうち一部の電力を消費する電力消費手段、
を有し、
前記制御ユニットは、
前記第１変換手段、前記第２変換手段、前記第３変換手段、および前記第４変換手段に対して前記第１信号を出力し、さらに、
前記少なくとも２つの発電ユニットが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合に、前記電力消費手段に対して、前記一部の電力を消費させる第２信号を出力する、
発電装置を提供する。

本構成によって、発電電力の合計電力に余剰電力があった場合には、絶縁トランスの後段の、交流電力を直流電力に変換する変換手段の出力側に接続された電力消費手段で消費することで、全体として高効率な運転動作を可能とすることができる。

本開示に係る技術によれば、複数の発電手段を並列に接続して構成した発電装置において、発電電力の合計電力に余剰電力があった場合には電力消費手段で消費することで、全体として高効率な運転動作を可能とすることができる。

本開示の実施の形態における発電装置の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における発電ユニットの構成を示す回路図 本開示の実施の形態における電力変換ユニットの構成を示す回路図 本開示の実施の形態における全体制御部の動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態におけるポンプの制御部の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における膨張機の制御部の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における第２変換制御部の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における第３変換制御部の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における第４変換制御部の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における消費制御部の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における発電装置の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態における発電装置の構成を示すブロック図 従来の発電装置の構成を示すブロック図

＜本発明者の検討に基づく知見＞
小規模の熱源が点在し、これらの熱源から発電を行うために、特許文献１に示す従来の発電装置を適用しようとした場合、通常、この発電装置を発電ユニットとして各々の熱源に対応して個別に設置することとなる。しかし、各小規模の熱源に対応した発電機の発電開始タイミングが一致することは概ねなく、発電電力が充分でない始動時の発電機の内部消費電力は、商用電源から順潮流電力として供給される。このタイミングで、安定した発電電力を出力可能な別の発電機が商用電源側の電圧上昇等によって出力抑制された場合、この別の発電機を備えた発電ユニットにおける電力吸収部で発電電力の一部が内部消費されることとなる。その結果、分散した小規模熱源から回収可能な発電電力の合計は、特定の発電ユニットの電力吸収部で内部消費された分の電力量だけ少なくなってしまい、複数の発電ユニットは全体として効率的な運転ができないという課題があることを、本発明者は発見した。これに関して本発明者は、複数の発電ユニットのそれぞれには電力吸収部を持たせずに、電力吸収部すなわち電力消費手段を、共通化して一つとされた系統連系用電力変換器すなわち電力変換ユニットのみに配置または接続することを思いついた。これにより、特定の発電ユニットの発電電力の一部が電力消費されることを防ぐことができるため、複数の発電ユニットを含む発電装置全体として効率的な運転が可能となる。さらに、本発明者らは、電力変換ユニット内で、絶縁トランスの後段の、交流電力を直流電力に変換する変換手段すなわち第３変換手段の出力側に電力消費手段を接続すればよいことを発見した。これにより、あらかじめ変換損失によって、消費する必要のある電力をある程度減少させた上で消費がなされることになり、電力消費手段の定格容量を下げることができる。このため、発電装置全体として高効率な運転を実現することができるとともに、電力消費手段も低コスト化することができるため、安価な発電装置を構成することができる。

さらに、本発明者は、特許文献１に示す従来の発電装置を熱源それぞれに対して設置した場合は、膨張機、膨張機に接続された発電機、ポンプ、蒸発器、コンバータ、系統連系用電力変換器、電力吸収部がそれぞれ個別に必要となるため、全体として、設置スペースが大きくなりコストも高くなるという課題もあることに着目した。この課題に対しても、上記のように、電力吸収部を電力変換ユニットのみに配置または接続して複数の発電ユニットに対して共通化することで、全体として、設置スペースおよびコストを低減できる。

以上を踏まえ、本発明者は、複数の発電手段を並列に接続して発電装置を構成する場合でも全体として高効率な運転動作を可能とする発電装置および制御装置を検討した。

なお、本明細書においては、上述のように、点在する個々の熱源に対して設置する発電装置を発電ユニットと称することもある。また、点在する個々の熱源に対して設置する発電装置を複数まとめたシステム全体のことを発電装置と称することもある。

本開示の第１態様は、
第１接続点に対して並列に接続された少なくとも２つの発電ユニットと、
前記第１接続点を介して前記少なくとも２つの発電ユニットに接続され、前記少なくとも２つの発電ユニットで発電された電力を交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動
作、および、前記商用電源から電力を受電して前記少なくとも２つの発電ユニットへ送電する力行動作を行う電力変換ユニットと、
前記電力変換ユニットに対して、前記回生動作と前記力行動作とのうちいずれかを実行させる第１信号を出力する制御ユニットと、
を有する発電装置であって、
前記少なくとも２つの発電ユニットはそれぞれ、
発電動作を行う発電手段、および、
前記発電手段で発電した電力を直流電力に変換して出力する第１変換手段、
を有する主機と、
前記第１接続点を介して電力を受電し、前記主機の発電動作を補助する補機と、
を有し、
前記電力変換ユニットは、
前記第１変換手段が出力した直流電力を高周波数の交流電力に変換して出力する第２変換手段と、
前記第２変換手段が出力した交流電力を入力し、入力された交流電力に対して電気的に絶縁された交流電力を出力する絶縁手段と、
前記絶縁手段が出力した交流電力を直流電力に変換して出力する第３変換手段と、
前記第３変換手段が出力した直流電力を、第２接続点を介して入力し、交流電力に変換して前記商用電源へ出力する第４変換手段と、
を有し、
前記発電装置は、さらに、
前記第２接続点が配置された電線に接続され、前記第３変換手段から出力された直流電力のうち一部の電力を消費する電力消費手段、
を有し、
前記制御ユニットは、
前記第１変換手段、前記第２変換手段、前記第３変換手段、および前記第４変換手段に対して前記第１信号を出力し、さらに、
前記少なくとも２つの発電ユニットが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合に、前記電力消費手段に対して、前記一部の電力を消費させる第２信号を出力する、
発電装置を提供する。

第１態様によれば、複数の発電手段に対して、第１変換手段を介して第１接続点にて並列接続し、各発電手段の発電電力の合計電力を第２変換手段、絶縁手段、第３変換手段、および第４変換手段を介して商用電源へ送電し、発電電力の合計電力に余剰電力があった場合には、絶縁手段の後段の、第３変換手段の出力側に接続された電力消費手段で消費する。ここで、複数の発電ユニットで発電された電力は、第１接続点から電力変換ユニットへ入力したのち、第２変換手段、絶縁手段、および第３変換手段にて電力変換損失を生じる。したがって、あらかじめ変換損失によって、消費する必要のある電力をある程度減少させた上で、第３変換手段から出力された、変換損失を差し引いた電力を、電力消費手段で消費することになり、電力消費手段の定格容量を下げることができるため、安価でかつ高効率な発電装置を構成することができる。

本開示の第２態様は、第１態様に加え、
前記電力消費手段は、
前記電力変換ユニットに含まれる、
発電装置を提供する。

第２態様によれば、電力消費手段を電力変換ユニットに含めることで電力消費手段用の筐体が不要となり、装置構成を簡単化することができる。

本開示の第３態様は、第１態様または第２態様に加え、
前記電力消費手段は、
前記少なくとも２つの発電ユニットのうちのいずれか一つの発電ユニットに含まれる、発電装置を提供する。

第３態様によれば、電力消費手段をいずれかの発電ユニットに含めることで電力消費手段用の筐体が不要となり、装置構成を簡単化することができる。

本開示の第４態様は、
第１接続点に対して並列に接続された少なくとも２つの発電ユニットと、
前記第１接続点を介して前記少なくとも２つの発電ユニットに接続され、前記少なくとも２つの発電ユニットで発電された電力を交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作、および、前記商用電源から電力を受電して前記少なくとも２つの発電ユニットへ送電する力行動作を行う電力変換ユニットと、
前記電力変換ユニットに対して、前記回生動作と前記力行動作とのうちいずれかを実行させる第１信号を出力する制御ユニットと、
を有する発電装置であって、
前記少なくとも２つの発電ユニットはそれぞれ、
発電動作を行う発電手段、および、
前記発電手段で発電した電力を直流電力に変換して出力する第１変換手段、
を有する主機と、
前記第１接続点を介して電力を受電し、前記主機の発電動作を補助する補機と、
を有し、
前記電力変換ユニットは、
前記第１変換手段が出力した直流電力を高周波数の交流電力に変換して出力する第２変換手段と、
前記第２変換手段が出力した交流電力を入力し、入力された交流電力に対して電気的に絶縁された交流電力を出力する絶縁手段と、
前記絶縁手段が出力した交流電力を直流電力に変換して出力する第３変換手段と、
前記第３変換手段が出力した直流電力を、第２接続点を介して入力し、交流電力に変換して前記商用電源へ出力する第４変換手段と、
を有し、
前記発電装置は、さらに、
前記第３変換手段から出力された直流電圧のうち一部の電力を消費する、外部に設置された電力消費手段に対して前記一部の電力を出力するために、前記第２接続点が配置された電線に接続され、前記電力消費手段と連結可能な出力端子と、
を有し、
前記制御ユニットは、
前記第１変換手段、前記第２変換手段、前記第３変換手段、および前記第４変換手段に対して前記第１信号を出力し、さらに、
前記少なくとも２つの発電ユニットが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合に、前記電力消費手段に対して、前記一部の電力を消費させる第２信号を出力する、
発電装置を提供する。

第４態様によれば、電力消費手段を別体として設置することによって、発電装置内部の発熱を低減することができ、装置内部の発熱低減によって、装置内部の冷却を簡略化することができるため、より安価な発電装置を構成することができる。

本開示の第５態様は、第１から第４態様のうちいずれかの態様に加え、
少なくとも一つの前記発電手段は、
ランキンサイクル発電装置である、
発電装置を提供する。

第５態様によれば、工場等で発生する排熱を、ランキンサイクルを用いて回収し発電に用いることができる。

本開示の第６態様は、
発電電力を直流電力に変換して第１接続点に出力する第１変換手段をそれぞれ有し前記第１接続点に対して並列に接続された少なくとも２つの発電ユニットと、前記第１変換手段が出力した直流電力を前記第１接続点を介して入力し高周波数の交流電力に変換して出力する第２変換手段、前記第２変換手段が出力した交流電力に対して電気的に絶縁された交流電力を出力する絶縁手段、前記絶縁手段が出力した交流電力を直流電力に変換して出力する第３変換手段、および、前記第３変換手段が出力した直流電力を第２接続点を介して入力し交流電力に変換して前記商用電源へ出力する第４変換手段、を有する電力変換ユニットと、前記第２接続点が配置された電線に接続され前記第３変換手段から出力された直流電力のうち一部の電力を消費する電力消費手段と、を制御する制御装置であって、
前記第１変換手段のそれぞれ、前記第２変換手段、前記第３変換手段、および前記第４変換手段に対して、前記少なくとも２つの発電ユニットで発電された電力を前記電力変換ユニットで交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作と、前記商用電源から電力を前記電力変換ユニットで受電して前記少なくとも２つの発電ユニットへ送電する力行動作とのうちいずれかを実行させる第１信号を出力する第１信号生成部と、
前記少なくとも２つの発電ユニットおよび前記電力変換ユニットが前記回生動作を行っているときに、前記少なくとも２つの発電ユニットが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合、前記電力消費手段に対して、前記一部の電力を消費させる第２信号を出力する第２信号生成部と、
を有する制御装置を提供する。

第６態様によれば、第２接続点に接続した電力消費手段を制御して適切なタイミングで余剰電力を消費させるように動作させることができる。これにより、複数の発電ユニットを含む発電装置全体を、高効率に運転することが可能となる。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態における発電装置１の構成を示すブロック図である。

図１において、発電装置１は、第１接続点２０に対して並列に接続されてそれぞれ発電を行う複数の発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃと、第１接続点２０を介して発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに接続され、これらの発電ユニットで発電された電力を交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作、および、商用電源から電力を受電してこれらの発電ユニットへ送電する力行動作を行う電力変換ユニット２３と、電力変換ユニット２３に対して回生動作と力行動作とのいずれかを実行させる第１信号を出力する制御ユニット１３と、を有する。電力変換ユニット２３は、第２接続点１７を介して互いに接続される、後述する第３変換手段１６と第４変換手段とを有する。発電装置１は、さらに、第２接続点１７が配置された電線に接続され、第３変換手段１６が第４変換手段１８に向けて出力した電力の一部を消費する電力消費手段２１を有する。図１においては、電力消費手段２１は、電力変換ユニット２３の内部に配置されているが、電力変換ユニット２３の外部に設置されていてもよく、発電装置１において少なくとも一つ設置されていればよい。電力変換ユニット２３と商用電源との間には、通常、フィルタを配置する。

第１接続点２０及び第２接続点１７にはそれぞれ電圧計が配置されている。検出された電圧は制御ユニット１３へ出力され、制御ユニット１３における各部において用いられる。

図１において、発電ユニット１９Ａは、発電動作を行う発電手段を有する主機２４と、第１接続点２０を介して電力を受電し、主機２４の発電動作を補助する補機１１と、を有する。本実施の形態においては、主機２４は、工場等の排熱を用いて発電を行うランキンサイクル装置２を含むものとする。この場合、補機１１はポンプ駆動インバータ１１である。発電手段としてのランキンサイクル装置２は、ポンプ３と、蒸発器４と、膨張機５と、凝縮器８とが配管によりこの順に接続され、膨張機５と並列にバイパス弁７が接続されて、作動流体が循環して流れる閉回路が構成されている。作動流体が流れる流体回路には膨張機５の入口温度を測定する温度センサ６が配置され、検出した膨張機入口温度は例えば制御ユニット１３へ送信される。ランキンサイクル装置２において、膨張機５には発電機９が接続され、ポンプ３にはモータ１０が接続されている。モータ１０はポンプ駆動インバータ１１により駆動され、発電機９は第１変換手段１２により制御される。また、ポンプ駆動インバータ１１および第１変換手段１２はそれぞれ、制御信号を伝送する配線により制御ユニット１３と接続されて、その動作が制御される。第１変換手段１２は、発電機９が発電した電力を受電し、第１接続点２０につながる電線に電力を出力する。発電ユニット１９Ｂ、１９Ｃは、発電ユニット１９Ａと同様の構成を有するが、図１においては詳細な構成の図示を省略している。

電力変換ユニット２３は、第１変換手段１２が出力した電力を第１接続点２０を介して入力し交流電力に変換する第２変換手段１４と、第２変換手段１４の出力である交流電力を入力し、入力電力に対して絶縁された状態で所定比率の交流電力に変換する絶縁手段１５と、絶縁手段１５の出力である交流電力を入力し直流電力に変換する第３変換手段１６と、第３変換手段１６の出力である直流電力を第２接続点１７を介して入力し交流電力に変換する第４変換手段１８とを有する。第４変換手段１８の出力である交流電力は、フィルタ回路を介して商用電源に接続される。第２変換手段１４、第３変換手段１６、および第４変換手段１８はそれぞれ、制御信号を伝送する配線により制御ユニット１３に接続されて、その動作が制御される。

電力消費手段２１は、発電電力に余剰電力があった場合に、第３変換手段１６が第４変換手段１８に向けて出力した電力の一部を余剰分として消費するように、第３変換手段１６と第４変換手段１８との間に位置する第２接続点１７が配置された電線に接続されている。

本実施の形態では、発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃはいずれも、ランキンサイクル装置２、第１変換手段１２、およびポンプ駆動インバータ１１を用いて構成されるものとし、それぞれの第１変換手段１２の出力側、すなわち第１接続点２０で並列接続するように構成されている。

制御ユニット１３は、発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合に、電力消費手段２１に対して、第３変換手段１６が第４変換手段１８に向けて出力した電力の一部を消費させる第２信号を出力する。

制御ユニット１３は、発電装置１の全体的な動作を制御する全体制御部１３Ａと、第２変換手段１４、第３変換手段１６、および第４変換手段１８をそれぞれ制御する制御信号を第１信号として出力する第１信号生成部２５と、電力消費手段２１を制御する制御信号を第２信号として出力する消費制御部１３Ｇと、発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを
それぞれ制御する発電制御部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとを有する。第１信号生成部２５は、全体制御部１３Ａと連携して第２変換手段１４の動作を制御する第２変換制御部１３Ｄと、全体制御部１３Ａと連携して第３変換手段１６の動作を制御する第３変換制御部１３Ｅと、全体制御部１３Ａと連携して第４変換手段１８の動作を制御する第４変換制御部１３Ｆと、を有する。発電制御部３０Ａは、全体制御部１３Ａと連携してポンプ駆動インバータ１１の動作を制御するポンプ制御部１３ＢＡと、全体制御部１３Ａと連携して第１変換手段１２の動作を制御する第１変換制御部１３ＣＡと、を有する。発電制御部３０Ｂも発電制御部３０Ａと同様に、ポンプ制御部１３ＢＢと、第１変換制御部１３ＣＢと、を有する。発電制御部３０Ｃも発電制御部３０Ａと同様に、ポンプ制御部１３ＢＣと、第１変換制御部１３ＣＣと、を有する。なお、ポンプ制御部１３ＢＡ、１３ＢＢ、１３ＢＣ、および、第１変換制御部１３ＣＡ、１３ＣＢ、１３ＣＣは、少なくとも一つを、それぞれが対応する発電ユニット内に配置してもよい。

図１の発電装置１は、一つの接続点である第１接続点２０から並列に接続された複数の発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに対し、商用電源に対して送受電するための系統連系用電力変換器である電力変換ユニット２３を一つに共通化して接続している。こうすることで、一つの発電ユニットが他の発電ユニットから電力を受電する必要がある場合に、経由する電力変換器の段数を従来と比較して減らすことができる。経由する電力変換器の段数が少なくなることで電力損失も抑制されるため、発電装置１全体としての合計発電電力の低下も抑えられ、発電の高効率化な運転を行うことができる。また、複数の発電ユニットに対して電力変換ユニット２３が一つで済むため、設置スペースも全体として節約される。

一方、系統連系用電力変換器を共通化して一つの電力変換ユニット２３としただけでは、発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの発電能力が異なる場合、あるいは、動作タイミングが異なる場合などに、電力変換ユニット２３における系統連系のための電力変換を担う部分の動作がこれらの状態に必ずしも対応しきれない可能性が生じうる。この点に対応するため、電力変換ユニット２３に電力消費手段２１を配置している。そして制御ユニット１３が、電力消費手段２１に対して第２信号を出力し、適切なタイミングで余剰電力を消費させるように制御することで、複数の発電ユニットを含む全体として効率的な運転が可能となる。なお、上述のように、電力消費手段２１は電力変換ユニット２３の外部に配置されていてもよい。

図２は、発電ユニット１９Ａにおける主な回路を示す図である。なお、発電ユニット１９Ａと制御ユニット１３とで送受信される制御信号が伝送する配線は図示を省略する。発電ユニット１９Ｂ、１９Ｃは発電ユニット１９Ａと同じ構成であり、図２では詳細な構成の図は省略している。

図２において、第１変換手段１２は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６で構成される３相の電力変換回路である。図ではスイッチング素子としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar
Transistor）で記載しているが、使用する電圧、電流などによっては、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）など他のスイッチング素子であっても良い。また、ポンプ駆動インバータ１１も同様にスイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２で構成される３相の電力変換回路である。

図３は、電力変換ユニット２３における主な回路を示す図である。電力変換ユニット２３と制御ユニット１３とで送受信される制御信号が伝送する配線は図示を省略する。

図３において、第２変換手段１４は、スイッチング素子Ｓ１４〜Ｓ１７で構成される双方向の単相交流／直流変換回路である。同様に第３変換手段１６は、スイッチング素子Ｓ
１８〜Ｓ２１で構成される双方向の単相交流／直流変換回路である。第４変換手段１８は、スイッチング素子Ｓ２２〜Ｓ２７で構成される双方向の３相交流／直流変換回路である。また、絶縁手段１５は、適した巻数比１：ｋで１次巻線、２次巻線を構成した高周波用絶縁トランスである。図示した各部のコンデンサ電圧（Ｖｃ１、Ｖｃ２）の適正電圧に応じて、巻数比は決定する。さらに、電力消費手段２１は、ダイオード２１Ａと抵抗器２１Ｂとスイッチング素子Ｓ１３とにより構成されている。ＣＴ１、ＣＴ２、およびＣＴ３は電流センサである。

次に、図４は制御ユニット１３の全体制御部１３Ａの動作を示すフローチャートである。

全体制御部１３Ａは、初めに温度センサ６からの情報などを基に、熱サイクル条件が整ったか否かを判定する（ＳＴ１）。熱サイクル条件が整った場合、全体制御部１３Ａは、第４変換制御部１３Ｆに制御信号を送り、第４変換手段１８を始動させて、第２接続点１７の電圧Ｖｃ２の目標電圧（Ｖｃ２＿ｒｅｆ）が始動時の電圧（Ｖｎｏｒｍ）となるように制御する（ＳＴ２）。第４変換手段１８は、図３に示した電流センサＣＴ２、ＣＴ３と商用電源電圧とに応じて、ＰＦＣ（Power Factor Correction）制御を行ない、商用電源から電力を受電する。第２接続点１７の電圧Ｖｃ２が目標電圧に到達した後、全体制御部１３Ａは、第３変換制御部１３Ｅに制御信号を送り、第３変換手段１６を始動させて、絶縁手段１５を介して発電ユニット１９Ａ〜１９Ｃへ電力供給するようにスイッチングを開始する。その際の変調は、第１接続点２０の電圧Ｖｃ１の目標電圧（Ｖｃ１＿ｒｅｆ）が始動時の電圧（Ｖｓｔａｒｔ）となるように制御する（ＳＴ３）。

第１接続点２０の電圧Ｖｃ１が上昇して、安定した後、全体制御部１３Ａは、ポンプ制御部１３ＢＡ、１３ＢＢ、１３ＢＣに制御信号を送り、各ポンプ駆動インバータ１１を始動させて、各ポンプ３が始動するように、各モータ１０を駆動させる（ＳＴ４）。全体制御部１３Ａは、熱サイクル側の各部の圧力または温度の情報を受信して圧力または温度の変化から、モータ１０の回転数上昇、すなわちポンプ３の回転数上昇による熱媒体としての冷媒循環量の増加と、蒸発器４による熱回収量の増加を把握する（ＳＴ５）。全体制御部１３Ａは、熱サイクル側の各部の圧力、温度、モータ１０またはポンプ３の回転数の少なくとも一つの状態の変化から、膨張機５の始動条件を満足したか否かを判断する（ＳＴ６）。全体制御部１３Ａは、膨張機の始動条件を満足したと判断した場合（ＳＴ６：ＹＥＳ）、第１変換制御部１３ＣＡ、１３ＣＢ、１３ＣＣを制御して、第１変換手段１２に、膨張機５および発電機９が発電を開始するように制御させる（ＳＴ７）。第１変換手段１２は、外力によって始動、加速する膨張機５に接続された発電機９を所望の回転数を維持するように制御する。この回転数を維持する制御によって、発電機９の回転数が維持されると共に、電力の回生が開始される。電力の回生が開始すると、第１接続点２０の電圧Ｖｃ１は上昇しようとするため、結果的に第３変換手段１６から絶縁手段１５を介して搬送される電力は減少する。

全体制御部１３Ａは、第３変換手段１６が絶縁手段１５を介して搬送する電力（あるいは電流）の指令値の情報を第３変換制御部１３Ｅから受信し、この指令値の符号が反転したか否かを判断する（ＳＴ８）。全体制御部１３Ａは、この指令値の符号が反転したと判断した場合（ＳＴ８：ＹＥＳ）、第３変換制御部１３Ｅに制御信号を送り、第３変換制御部１３Ｅが第３変換手段１６を停止するように制御する（ＳＴ９）。第３変換手段１６が停止したら、全体制御部１３Ａは、第１接続点２０の電圧Ｖｃ１が上昇して所望の電圧Ｖｃ＿Ｌ２を超えたか否かを判断する（ＳＴ１０）。全体制御部１３Ａは、Ｖｃ１がＶｃ＿Ｌ２を超えたと判断した場合（ＳＴ１０：ＹＥＳ）、第２変換制御部１３Ｄに制御信号を送り、第２変換手段１４を始動させて、第１接続点２０の電圧Ｖｃ１の目標電圧（Ｖｃ１＿ｒｅｆ）が制御電圧（Ｖｃ１＿ｎｏｒｍ）となるように制御する（ＳＴ１１）。この制
御によって、第１変換手段１２から出力された電力は、第１接続点２０、第２変換手段１４、絶縁手段１５、第３変換手段１６を介して、第２接続点１７に搬送される。第４変換手段１８は、第２接続点１７の電圧が所望の電圧となるように制御されているため、第３変換手段１６からの出力電力は第２接続点１７を介して商用電源へ出力することになる。

一方、商用電源の電圧が上昇した場合または商用電源が遮断された場合など、商用電源側へ電力出力ができない場合、第２接続点１７の電圧は上昇することになる。全体制御部１３Ａは、第２接続点１７の電圧Ｖｃ２＿ｔが所定の電圧Ｖｃ＿Ｈを超えたか否かを判断する（ＳＴ１２）。全体制御部１３Ａは、Ｖｃ２＿ｔがＶｃ＿Ｈを超えたと判断した場合（ＳＴ１２：ＹＥＳ）、発電電力に余剰電力があると判断し、消費制御部１３Ｇに制御信号を送り、第２接続点１７に接続された電力消費手段２１を始動して、スイッチング素子Ｓ１３を制御して抵抗器２１Ｂにて適切な量の電力を消費させる（ＳＴ１３）。ここで、発電電力は、第１接続点２０から電力変換ユニット２３に入力したのち、第２変換手段１４、絶縁手段１５、第３変換手段１６の各変換効率によって電力損失が生じ、その損失分を差し引いた電力に減少してから、電力消費手段２１にて消費されることになる。そして、電力消費手段２１にて電力を消費することで、第２接続点１７の電圧は低下することになる。全体制御部１３Ａは、第２接続点１７の電圧Ｖｃ２＿ｔが所定の電圧Ｖｃ＿Ｈ以下に低下したか否かを判断する（ＳＴ１４）。全体制御部１３Ａは、Ｖｃ２＿ｔがＶｃ＿Ｈ以下に低下したと判断した場合（ＳＴ１４：ＹＥＳ）、駆動していた電力消費手段２１に対応する消費制御部１３Ｇに制御信号を送り、電力消費手段２１を停止させる（ＳＴ１５）。ＳＴ１２〜ＳＴ１５は、システムの停止信号を受信するまで繰り返される。

また、第２変換手段１４が始動する前に、全体制御部１３Ａは、Ｖｃ１がＶｃ＿Ｌ２を超えていないと判断した場合（ＳＴ１０：ＮＯ）、さらに、第１接続点２０の電圧Ｖｃ１が所定の電圧Ｖｃ＿Ｌ１未満に低下したか否かを判断する（ＳＴ１６）。全体制御部１３Ａは、第１接続点２０の電圧Ｖｃ１＿ｔが所定の電圧Ｖｃ＿Ｌ１を下回っていないと判断した場合（ＳＴ１６：ＮＯ）、ＳＴ１０の判断に戻る。全体制御部１３Ａは、第１接続点２０の電圧Ｖｃ１＿ｔが所定の電圧Ｖｃ＿Ｌ１を下回ったと判断した場合（ＳＴ１６：ＹＥＳ）、第３変換制御部１３Ｅに制御信号を送り、第３変換制御部１３Ｅが第３変換手段１６を再始動するように制御する（ＳＴ１７）。第３変換手段１６が再始動したら、全体制御部１３Ａは、ＳＴ８の判断に戻る。このようにして、第１接続点２０の電圧がＶｃ＿Ｌ１を下回らないように、不足電力は絶縁手段１５を介して供給される。ここで、第３変換手段１６の始動時の電圧Ｖｓｔａｒｔは、所定の電圧Ｖｃ＿Ｌ１よりも高電圧であり、所定の電圧Ｖｃ＿Ｌ２よりも低電圧である。

図５Ａは制御ユニット１３におけるポンプ制御部１３ＢＡを示すブロック図である。ポンプ制御部１３ＢＢ、１３ＢＣは、ポンプ制御部１３ＢＡと同様の構成のため、説明を省略する。

図５Ａにおいて、ポンプ制御部１３ＢＡは、全体制御部１３Ａから入力されたポンプ３の指令回転数（Ｐｒｐｍ＿ｒｅｆ）と現在の回転数（Ｐｒｐｍ＿ｔ）との偏差を演算し、演算結果を比例積分制御器に入力して目標電流（Ｉｐｑ＿ｒｅｆ）を演算する。次に、演算した目標電流と現在の電流（Ｉｐｑ＿ｔ）との偏差を演算し、指令電圧（Ｖｐｑ＿ｒｅｆ）を演算する。そして、２相／３相変換部、変調信号生成部、搬送波比較部を介してポンプ駆動インバータ１１へ出力し、スイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２を制御して、モータ１０およびポンプ３を所望の回転数に制御する。

図５Ｂは制御ユニット１３における第１変換制御部１３ＣＡを示すブロック図である。第１変換制御部１３ＣＢ、１３ＣＣは、第１変換制御部１３ＣＡと同様の構成のため、説明を省略する。

図５Ｂにおいて、第１変換制御部１３ＣＡは、全体制御部１３Ａから入力された膨張機５の指令回転数（Ｅｒｐｍ＿ｒｅｆ）と現在の回転数（Ｅｒｐｍ＿ｔ）との偏差を演算し、演算結果を比例積分制御器に入力して目標電流（Ｉｅｑ＿ｒｅｆ）を演算する。次に、演算した目標電流と現在の電流（Ｉｅｑ＿ｔ）との偏差を演算し、指令電圧（Ｖｅｑ＿ｒｅｆ）を演算する。そして、２相／３相変換部、変調信号生成部、搬送波比較部を介して第１変換手段１２へ出力し、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御して、発電機９および膨張機５を所望の回転数に制御する。

図６は制御ユニット１３における第２変換制御部１３Ｄを示すブロック図である。

図６において、第２変換制御部１３Ｄは、全体制御部１３Ａから入力された第１接続点２０の指令電圧（Ｖｃ１＿ｒｅｆ）と現在の電圧（Ｖｃ１＿ｔ）との偏差を演算し、演算結果を比例積分制御器に入力して目標電流（Ｉｃ１＿ｒｅｆ）を演算する。次に、演算した目標電流と現在の電流（Ｉｃ１＿ｔ）との偏差を演算し、指令電圧（Ｖｏ１＿ｒｅｆ）を演算する。そして、第１接続点２０の現在の電圧（Ｖｃ１＿ｔ）で除算し、制限器を介して変調率（ｍ＿ｃ２ｇ）をセットする。セットされた変調率は搬送波信号（ｃａｒｒｙ１）と比較されて、第２変換手段１４のスイッチング素子Ｓ１４〜Ｓ１７を制御する。ここで、指令電圧（Ｖｃ１＿ｒｅｆ）が現在の電圧（Ｖｃ１＿ｔ）よりも高い場合、偏差は負の値となり、スイッチング素子Ｓ１４〜Ｓ１７はスイッチングしないように制限する。

図７は制御ユニット１３における第３変換制御部１３Ｅを示すブロック図である。

図７において、第３変換制御部１３Ｅは、全体制御部１３Ａから入力された第１接続点２０の指令電圧（Ｖｃ１＿ｒｅｆ）と現在の電圧（Ｖｃ１＿ｔ）との偏差を演算し、演算結果を比例積分制御器に入力して目標電流（Ｉｃ１＿ｒｅｆ）を演算する。次に、演算した目標電流と現在の電流（Ｉｃ１＿ｔ）との偏差を演算し、指令電圧（Ｖｏ２＿ｒｅｆ）を演算する。そして、第２接続点１７の現在の電圧（Ｖｃ２＿ｔ）で除算し、制限器を介して変調率（ｍ＿ｇ２ｃ）をセットする。セットされた変調率は搬送波信号（ｃａｒｒｙ１）と比較されて、第３変換手段１６のスイッチング素子Ｓ１８〜Ｓ２１を制御する。ここで、指令電圧（Ｖｃ１＿ｒｅｆ）が現在の電圧（Ｖｃ１＿ｔ）よりも低い場合、偏差は負の値となり、スイッチング素子Ｓ１８〜Ｓ２１はスイッチングしないように制限する。

図８は制御ユニット１３における第４変換制御部１３Ｆを示すブロック図である。

図８において、第４変換制御部１３Ｆは、全体制御部１３Ａから入力された第２接続点１７の指令電圧（Ｖｃ２＿ｒｅｆ）と現在の電圧（Ｖｃ２＿ｔ）との偏差を演算し、演算結果を比例積分制御器に入力して目標電流（Ｉｑ０＿ｒｅｆ）を演算する。また、３相交流電源のうち、いずれか２相分の相電流検出値（Ｉａｃ１＿ｔ、Ｉａｃ２＿ｔ）と、相間電圧から位相変換した相電流検出値とを合わせてｄｑ変換し、現在のｑ軸電流（Ｉｑ０＿ｔ）を演算する。演算した目標電流（Ｉｑ０＿ｒｅｆ）と現在のｑ軸電流（Ｉｑ０＿ｔ）との偏差を演算して比例積分制御器へ入力し、指令電圧（Ｖｑ０＿ｒｅｆ）を出力する。その後、指令電圧（Ｖｑ０＿ｒｅｆ）は、第２接続点１７の現在の電圧（Ｖｃ２＿ｔ）で除算され、制限器を介して変調率（ｍ＿ｃ２ｇ）が演算される。その後、３相変換処理をして搬送波（ｃａｒｒｙ２）と比較し、スイッチング信号を生成する。生成した変調信号は、ゲートドライバ（Ｄｒｉ）を介してスイッチング素子Ｓ２２〜Ｓ２７に出力されて第４変換手段１８を制御し、商用電源に対して所望の電力出力、あるいは商用電源から所望の電力入力を行う。

図９は制御ユニット１３における消費制御部１３Ｇを示すブロック図である。

図９において、消費制御部１３Ｇは、全体制御部１３Ａから入力された第２接続点１７の上限電圧（Ｖｃ＿Ｈ）と検出した第２接続点１７の現在の電圧（Ｖｃ２＿ｔ）との偏差を演算する。その演算結果を比例積分制御器に入力して所定のゲインを乗算し、更に現在の電圧（Ｖｃ２＿ｔ）で除算することで変調率を演算する。演算した変調率は、搬送波信号（ｃａｒｒｙ１）と比較されて、電力消費手段２１のスイッチング素子Ｓ１３を制御する。ここで、上限電圧（Ｖｃ＿Ｈ）が現在の電圧（Ｖｃ２＿ｔ）よりも高い場合、偏差は負の値となり、スイッチング素子Ｓ１３はスイッチングしないように制限する。

かかる構成によれば、複数の発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、各第１変換手段１２を介して第１接続点２０にて並列接続し、発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの発電電力の合計電力によって第１接続点２０の電圧が変動することとなる。通常は、その電圧変動に応じて、第２変換手段１４、第３変換手段１６、第４変換手段１８を制御し、発電装置１の余剰電力を商用電源へ送電することとなる。この場合、第１接続点２０に接続された補機であるポンプ駆動インバータ１１は、発電電力を交流電力に変換する前にモータ１０へ直接給電することができる。一方、商用電源へ送電する電力が制限された状態で、発電中の発電ユニットの発電電力から始動中の発電ユニットの消費電力を差し引いた合計発電電力に余剰電力が発生した場合、第２接続点１７の電圧が上昇する。その電圧が所定の閾値電圧を超えた場合にのみ、第２接続点１７に接続された電力消費手段２１が第３変換手段１６から出力された電力から余剰電力の少なくとも一部を消費するように動作し、発電装置全体として高効率な運転となるように、制御装置である制御ユニットが発電装置全体を制御する。

本実施の形態によれば、分散した小規模の熱源に対して、熱源の立ち上がりタイミングに違いがあっても、そのタイミングに応じて順に発電を開始することができ、立ち上がりの早い発電ユニットで発電した電力を立ち上がりの遅い発電ユニットの補機へ直接給電することができる。そして、商用電源への送電電力に制限がかかった場合、全ての発電ユニットの合計電力の余剰分を電力消費手段２１にて消費することができるため、発電電力の有効活用が可能になると同時に、構成が簡略化されているため、安価な発電装置を提供することが可能となる。

なお、本実施の形態では、スイッチング素子としてＩＧＢＴで記載したが、使用する電圧、電流、あるいは駆動周波数などによっては、ＭＯＳＦＥＴなど他のスイッチング素子であっても良い。

さらに、本開示においては、発電装置を制御する制御装置である制御ユニット１３の内部の各部を、具体的な制御ブロックで示したが、本開示における一例であり、これに限定されるものではない。

また、本実施の形態では、発電ユニットを３台接続する構成を示したが、本開示における一例であり、これに限定されるものではない。すなわち、本実施の形態では、発電ユニットを１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの３つで説明したが、発電装置１において電力消費手段２１が少なくとも一つあれば、発電ユニットは２つであってもよく、あるいは、４つ以上の発電ユニットを配置してもよい。３つ目以降の発電ユニットは、発電ユニット１９Ａと同様の構成であってもよく、異なる構成であってもよい。すなわち、少なくとも２つの発電ユニットが、発電ユニット１９Ａの構成と同様であればよい。

（実施の形態２）
図１０は、本開示の実施の形態における発電装置１Ｂの構成を示すブロック図である。

なお、実施の形態１で用いたものと同じ構成要素については、同一符号を付して詳細な説明は省略することがある。

図１０において、発電装置１Ｂは、発電ユニット１９Ｂ、１９Ｃと消費搭載発電ユニット２２とが並列に接続されている。

図１０に示すように、発電ユニット１９Ｂ、１９Ｃに対して、消費搭載発電ユニット２２の内部には、電力消費手段２１が内蔵された構成となっている。消費搭載発電ユニット２２、発電ユニット１９Ｂおよび１９Ｃにて発電した発電電力に余剰電力があった場合には、第２変換手段１４、絶縁手段１５、第３変換手段１６の順に電力変換された後に、余剰分が消費搭載発電ユニット２２の内部に配置した電力消費手段２１で消費される。

かかる構成によれば、電力消費手段２１を搭載、すなわち一体化して同一の筐体内に配置した、特定の発電ユニットとしての消費搭載発電ユニット２２と、電力消費手段２１を非搭載の発電ユニット１９Ｂ、１９Ｃを組み合わせて発電装置１Ｂを構成して、合計発電電力に余剰電力が発生した際に、電力消費手段２１が動作して電力消費することになる。

本実施の形態によれば、電力消費手段専用の筐体が不要となり、より安価な発電装置を提供することが可能となる。

（実施の形態３）
図１１は、本開示の実施の形態における発電装置１Ｃの構成を示すブロック図である。

なお、実施の形態１あるいは実施の形態２と同じ構成要素については、同一符号を付して詳細な説明は省略することがある。

図１１において、発電装置１Ｃは、発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが第１接続点２０で並列に接続され、さらに、発電装置１Ｃの外部に別体として配置された電力消費手段２１と接続できるように、第２接続点１７が配置された電線と接続された出力端子２６を有している。

図１１に示すように、第２接続点１７と接続された出力端子２６を介して、発電装置１Ｃと電力消費手段２１とを接続しておけば、各発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃで発電した合計の発電電力に余剰電力があった場合に、第２接続点１７を介して別体として配した電力消費手段２１へ余剰電力を送電して消費することができる。

かかる構成によれば、電力消費手段２１を別体として設置し、出力端子２６を介して発電装置１Ｃに接続することより、発電装置１Ｃにおける内部発熱は、主に、各発電ユニット１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、第１変換手段１２、第２変換手段１４、第３変換手段１６、第４変換手段１８のそれぞれの電力変換損失に起因する内部発熱のみとなり、電力消費手段２１における消費電力に応じた発熱は別の筐体内で発生することになる。

本実施の形態によれば、電力消費手段２１の消費にかかる発熱が別の筐体内で発生することにより、各変換手段の内部発熱が低減され、装置内部の冷却を簡略化することができ、より安価な発電装置を構成することができる。

なお、出力端子２６は、発電装置１Ｃにおけるいずれかの構成要素の筐体に取り付けられて第２接続点１７から電線が接続されていてもよいが、筐体に取り付けられずに、第２接続点１７から引かれた電線に取り付けられていてもよい。

また、いずれの実施の形態でも、発電手段としてランキンサイクル発電装置を用いて説明したが、風力発電装置などの異なるタイプの発電装置を用いることも可能である。

また、いずれの実施の形態でも、電力消費手段は、ダイオード、抵抗器、およびスイッチング素子Ｓ１３を用いて構成されるものを示したが、これに限定されるものではない。必要なタイミングで必要な量の電力を消費できるものであればよい。

本開示は、工場からの排熱または温泉の源泉等の熱エネルギーから電力を生成する未利用熱の有効活用のような用途に対して適用できる。

１ 発電装置
１Ｂ 発電装置
１Ｃ 発電装置
２ ランキンサイクル装置
３ ポンプ
４ 蒸発器
５ 膨張機
６ 温度センサ
７ バイパス弁
８ 凝縮器
９ 発電機
１０ モータ
１１ ポンプ駆動インバータ
１２ 第１変換手段
１３ 制御ユニット
１３Ａ 全体制御部
１３ＢＡ ポンプ制御部
１３ＢＢ ポンプ制御部
１３ＢＣ ポンプ制御部
１３ＣＡ 第１変換制御部
１３ＣＢ 第１変換制御部
１３ＣＣ 第１変換制御部
１３Ｄ 第２変換制御部
１３Ｅ 第３変換制御部
１３Ｆ 第４変換制御部
１３Ｇ 消費制御部
１４ 第２変換手段
１５ 絶縁手段
１６ 第３変換手段
１７ 第２接続点
１８ 第４変換手段
１９Ａ 発電ユニット
１９Ｂ 発電ユニット
１９Ｃ 発電ユニット
２０ 第１接続点
２１ 電力消費手段
２２ 消費搭載発電ユニット
２３ 電力変換ユニット
２４ 主機
２５ 第１信号生成部
２６ 出力端子
３０Ａ 発電制御部
３０Ｂ 発電制御部
３０Ｃ 発電制御部
Ｓ１ スイッチング素子
Ｓ２ スイッチング素子
Ｓ３ スイッチング素子
Ｓ４ スイッチング素子
Ｓ５ スイッチング素子
Ｓ６ スイッチング素子
Ｓ７ スイッチング素子
Ｓ８ スイッチング素子
Ｓ９ スイッチング素子
Ｓ１０ スイッチング素子
Ｓ１１ スイッチング素子
Ｓ１２ スイッチング素子
Ｓ１３ スイッチング素子
Ｓ１４ スイッチング素子
Ｓ１５ スイッチング素子
Ｓ１６ スイッチング素子
Ｓ１７ スイッチング素子
Ｓ１８ スイッチング素子
Ｓ１９ スイッチング素子
Ｓ２０ スイッチング素子
Ｓ２１ スイッチング素子
Ｓ２２ スイッチング素子
Ｓ２３ スイッチング素子
Ｓ２４ スイッチング素子
Ｓ２５ スイッチング素子
Ｓ２６ スイッチング素子
Ｓ２７ スイッチング素子
ＣＴ１ 電流センサ
ＣＴ２ 電流センサ
ＣＴ３ 電流センサ

Claims (6)

1. 第１接続点に対して並列に接続された少なくとも２つの発電ユニットと、
   前記第１接続点を介して前記少なくとも２つの発電ユニットに接続され、前記少なくとも２つの発電ユニットで発電された電力を交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作、および、前記商用電源から電力を受電して前記少なくとも２つの発電ユニットへ送電する力行動作を行う電力変換ユニットと、
   前記電力変換ユニットに対して、前記回生動作と前記力行動作とのうちいずれかを実行させる第１信号を出力する制御ユニットと、
   を有する発電装置であって、
   前記少なくとも２つの発電ユニットはそれぞれ、
   発電動作を行う発電手段、および、
   前記発電手段で発電した電力を直流電力に変換して出力する第１変換手段、
   を有する主機と、
   前記第１接続点を介して電力を受電し、前記主機の発電動作を補助する補機と、
   を有し、
   前記電力変換ユニットは、
   前記第１変換手段が出力した直流電力を高周波数の交流電力に変換して出力する第２変換手段と、
   前記第２変換手段が出力した交流電力を入力し、入力された交流電力に対して電気的に絶縁された交流電力を出力する絶縁手段と、
   前記絶縁手段が出力した交流電力を直流電力に変換して出力する第３変換手段と、
   前記第３変換手段が出力した直流電力を、第２接続点を介して入力し、交流電力に変換して前記商用電源へ出力する第４変換手段と、
   を有し、
   前記発電装置は、さらに、
   前記第２接続点が配置された電線に接続され、前記第３変換手段から出力された直流電力のうち一部の電力を消費する電力消費手段、
   を有し、
   前記制御ユニットは、
   前記第１変換手段、前記第２変換手段、前記第３変換手段、および前記第４変換手段に対して前記第１信号を出力し、さらに、
   前記少なくとも２つの発電ユニットが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合に、前記電力消費手段に対して、前記一部の電力を消費させる第２信号を出力する、
   発電装置。
2. 前記電力消費手段は、
   前記電力変換ユニットに含まれる、
   請求項１に記載の発電装置。
3. 前記電力消費手段は、
   前記少なくとも２つの発電ユニットのうちのいずれか一つの発電ユニットに含まれる、請求項１または２に記載の発電装置。
4. 第１接続点に対して並列に接続された少なくとも２つの発電ユニットと、
   前記第１接続点を介して前記少なくとも２つの発電ユニットに接続され、前記少なくとも２つの発電ユニットで発電された電力を交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作、および、前記商用電源から電力を受電して前記少なくとも２つの発電ユニットへ送電する力行動作を行う電力変換ユニットと、
   前記電力変換ユニットに対して、前記回生動作と前記力行動作とのうちいずれかを実行
   させる第１信号を出力する制御ユニットと、
   を有する発電装置であって、
   前記少なくとも２つの発電ユニットはそれぞれ、
   発電動作を行う発電手段、および、
   前記発電手段で発電した電力を直流電力に変換して出力する第１変換手段、
   を有する主機と、
   前記第１接続点を介して電力を受電し、前記主機の発電動作を補助する補機と、
   を有し、
   前記電力変換ユニットは、
   前記第１変換手段が出力した直流電力を高周波数の交流電力に変換して出力する第２変換手段と、
   前記第２変換手段が出力した交流電力を入力し、入力された交流電力に対して電気的に絶縁された交流電力を出力する絶縁手段と、
   前記絶縁手段が出力した交流電力を直流電力に変換して出力する第３変換手段と、
   前記第３変換手段が出力した直流電力を、第２接続点を介して入力し、交流電力に変換して前記商用電源へ出力する第４変換手段と、
   を有し、
   前記発電装置は、さらに、
   前記第３変換手段から出力された直流電圧のうち一部の電力を消費する、外部に設置された電力消費手段に対して前記一部の電力を出力するために、前記第２接続点が配置された電線に接続され、前記電力消費手段と連結可能な出力端子と、
   を有し、
   前記制御ユニットは、
   前記第１変換手段、前記第２変換手段、前記第３変換手段、および前記第４変換手段に対して前記第１信号を出力し、さらに、
   前記少なくとも２つの発電ユニットが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合に、前記電力消費手段に対して、前記一部の電力を消費させる第２信号を出力する、
   発電装置。
5. 少なくとも一つの前記発電手段は、
   ランキンサイクル発電装置である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の発電装置。
6. 発電電力を直流電力に変換して第１接続点に出力する第１変換手段をそれぞれ有し前記第１接続点に対して並列に接続された少なくとも２つの発電ユニットと、前記第１変換手段が出力した直流電力を前記第１接続点を介して入力し高周波数の交流電力に変換して出力する第２変換手段、前記第２変換手段が出力した交流電力に対して電気的に絶縁された交流電力を出力する絶縁手段、前記絶縁手段が出力した交流電力を直流電力に変換して出力する第３変換手段、および、前記第３変換手段が出力した直流電力を第２接続点を介して入力し交流電力に変換して前記商用電源へ出力する第４変換手段、を有する電力変換ユニットと、前記第２接続点が配置された電線に接続され前記第３変換手段から出力された直流電力のうち一部の電力を消費する電力消費手段と、を制御する制御装置であって、
   前記第１変換手段のそれぞれ、前記第２変換手段、前記第３変換手段、および前記第４変換手段に対して、前記少なくとも２つの発電ユニットで発電された電力を前記電力変換ユニットで交流電力に変換して商用電源へ送電する回生動作と、前記商用電源から電力を前記電力変換ユニットで受電して前記少なくとも２つの発電ユニットへ送電する力行動作とのうちいずれかを実行させる第１信号を出力する第１信号生成部と、
   前記少なくとも２つの発電ユニットおよび前記電力変換ユニットが前記回生動作を行っているときに、前記少なくとも２つの発電ユニットが発電した電力の合計が所定の電力量を超えた場合、前記電力消費手段に対して、前記一部の電力を消費させる第２信号を出力
   する第２信号生成部と、
   を有する制御装置。

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