JP2023063851A - power supply system - Google Patents

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Takayuki Ichikawa
浩文 江種
Hirofumi Edane
淳 古川
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Abstract

To provide a system capable of supplying power generated by renewable energy to power demand elements in a stable manner.SOLUTION: A power supply system has a power generation facility (10), a power distribution facility (20), a first load group (LG1) including a power demand element (50) and a first power storage facility (40), and a second load group (LG2) including a second power storage facility (60) and a water electrolysis device (70). First distribution power distributed on the basis of a distribution reference value is leveled by the first power storage facility (40) and supplied to the first load group (LG1). Second distribution power is leveled by the second power storage facility (60) and supplied to the water electrolysis device (70).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

特許法第30条第2項適用申請有り ・ウェブサイトのアドレス http://www3.scej.org/meeting/86a/prog/keynotes.html 掲載日 令和3年3月8日 ・研究集会名 化学工学会第86年会 開催場所 オンライン開催 開催日 令和3年3月21日Applied for the application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law ・Website address http://www3. scej. org/meeting/86a/prog/keynotes. html Posting date: March 8, 2021 ・Research meeting name: The 86th Annual Meeting of the Society of Chemical Engineers, Japan Venue: Online Date: March 21, 2021

本発明は、電力供給システムに関する。 The present invention relates to power supply systems.

従来、太陽光発電システムが広く普及している。一般に、太陽光発電システムは、日射量の影響を受ける不安定な電源である。例えば、太陽光発電を用いる再生可能エネルギ発電システムに蓄電池および水電解装置を組み合わせて、電力供給の安定化を図る技術が知られている(例えば特許文献1を参照)。 Conventionally, photovoltaic power generation systems are widely used. Generally, a photovoltaic power generation system is an unstable power supply affected by the amount of solar radiation. For example, there is known a technique for stabilizing power supply by combining a storage battery and a water electrolysis device with a renewable energy power generation system using photovoltaic power generation (see Patent Document 1, for example).

特許文献1に記載のシステムでは、再生可能エネルギ発電システムから不安定に供給される発電電力を平滑化するように、蓄電池の充放電制御および水電解装置の動作制御が行われ、余剰電力を吸収する水電解装置によって水素が生成される。そして、当該システムと系統連系された電力系統に対して、平滑化した発電電力を逆潮流させることにより、系統安定化を可能としている。 In the system described in Patent Document 1, the charge/discharge control of the storage battery and the operation control of the water electrolysis device are performed so as to smooth the generated power that is unstablely supplied from the renewable energy power generation system, and the surplus power is absorbed. Hydrogen is produced by a water electrolysis device that Then, the system can be stabilized by causing the smoothed generated power to flow in reverse to the power system interconnected with the system.

電力供給側における発電電力が変動し、電力需要側における消費電力も変動する場合、電力需給をバランスさせるためには、例えば大容量の蓄電池が使用される。蓄電池の蓄電容量を大きくするほど、蓄電池からの充放電によって、電力受給の非平衡を長期間にわたって補い易くできる。蓄電池の能力(蓄電容量)を必要以上に高くすることなく適正化しようとすると、電力供給量および電力需要量の予測等、複雑な制御を要する。 When the power generated on the power supply side fluctuates and the power consumed on the power demand side fluctuates, for example, a large-capacity storage battery is used to balance power supply and demand. As the power storage capacity of the storage battery is increased, the unbalanced power reception can be easily compensated for over a long period of time by charging/discharging from the storage battery. Complicated control such as prediction of power supply and power demand is required to optimize the capacity (storage capacity) of the storage battery without increasing it more than necessary.

特開2018-085862号公報JP 2018-085862 A

ところで、近年、分散型電源(特に、再生可能エネルギ発電システム)を含む小規模な電力供給網(マイクログリッド)に対する注目が高まっている。マイクログリッドには、例えば、或る局所的な地域における電力需要要素と、分散型電源および電力を貯蔵する蓄電設備等と、が含まれる。 By the way, in recent years, attention has been increasing for small-scale power supply networks (microgrids) including distributed power sources (particularly, renewable energy power generation systems). Microgrids include, for example, power demand components in a local area, distributed power sources and storage facilities for storing power, and the like.

一方、各種の負荷を含む電力需要要素に対して、再生可能エネルギ発電システムにおける不安定な発電電力を安定的に供給することが求められる。例えば、上述のように蓄電設備の蓄電容量を大きくすることによって電力供給の安定化を図ることは可能であり、この場合、蓄電容量を大きくするほど蓄電設備のコストが増大する。現実的には、電力供給システムのコスト低減も強く求められる。 On the other hand, it is required to stably supply unstable generated power in a renewable energy power generation system to power demand elements including various loads. For example, as described above, it is possible to stabilize the power supply by increasing the power storage capacity of the power storage equipment. In this case, the cost of the power storage equipment increases as the power storage capacity increases. Realistically, there is also a strong demand to reduce the cost of the power supply system.

本発明の一態様の目的は、一側面では、再生可能エネルギによる発電電力を、電力需要要素へ安定的に電力供給し、蓄電設備をコンパクト化し易くできるシステムを提供することにある。本発明の一態様の目的は、さらに、再生可能エネルギによる発電電力の有効活用を図ることにより、低コスト化を実現できるシステムを提供することにある。 An object of one aspect of the present invention is, in one aspect, to provide a system capable of stably supplying power generated by renewable energy to power demand elements and facilitating downsizing of power storage equipment. Another object of one aspect of the present invention is to provide a system capable of realizing cost reduction by effectively utilizing power generated by renewable energy.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電力供給システムは、太陽光発電装置を含む発電設備と、前記発電設備から供給される供給電力を分配する電力分配設備と、前記電力分配設備に電気的に接続された、(i)電力需要要素および電力を充放電する第1の蓄電設備を含む第1の負荷群、並びに、(ii)電力を充放電する第2の蓄電設備および水を電気分解して水素を製造する水電解装置を含む第2の負荷群と、を有し、前記供給電力の瞬時的な大きさを発電出力とし、前記発電出力の上限をピーク電力として、前記ピーク電力の15%以上40%以下であるとともに前記電力需要要素の最大需要電力よりも大きい電力値が分配基準値として設定されており、前記電力分配設備によって、前記供給電力における前記分配基準値以下の部分である第1の分配電力を前記第1の負荷群に分配するとともに、前記供給電力が前記分配基準値を超える場合に前記供給電力から前記第1の分配電力を除いた残部である第2の分配電力を前記第2の負荷群に分配し、前記第1の分配電力と前記電力需要要素における電力需要との差を前記第1の蓄電設備によって平準化するとともに、前記第2の分配電力を前記第2の蓄電設備に蓄電し、前記第2の蓄電設備から平準化した電力を前記水電解装置に供給する。 In order to solve the above problems, a power supply system according to an aspect of the present invention includes a power generation facility including a photovoltaic power generation device, a power distribution facility that distributes the power supplied from the power generation facility, the power A first group of loads electrically connected to the distribution facility, including (i) a power demand element and a first storage facility for charging and discharging power, and (ii) a second storage facility for charging and discharging power. and a second load group including a water electrolysis device that electrolyzes water to produce hydrogen, wherein the instantaneous magnitude of the supplied power is set as the power output, and the upper limit of the power output is set as peak power. , a power value that is 15% or more and 40% or less of the peak power and is greater than the maximum demand power of the power demand element is set as a distribution reference value, and the power distribution equipment controls the distribution reference in the supplied power The first distributed power that is the portion below the value is distributed to the first load group, and when the supplied power exceeds the distribution reference value, the remainder obtained by subtracting the first distributed power from the supplied power A certain second distributed power is distributed to the second load group, a difference between the first distributed power and the power demand in the power demand element is leveled by the first power storage equipment, and the second is stored in the second power storage equipment, and the leveled power from the second power storage equipment is supplied to the water electrolysis device.

本発明の一態様によれば、再生可能エネルギによる発電電力を、電力需要要素へ安定的に電力供給し、蓄電設備をコンパクト化し易くできるシステムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a system capable of stably supplying power generated by renewable energy to power demand elements and facilitating downsizing of power storage equipment.

本発明の実施形態1における電力供給システムの概要を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the outline|summary of the electric power supply system in Embodiment 1 of this invention. 快晴・曇り・雨の天候毎に、一日の日射量の経時的な変動に対応する一日の発電出力の変動の一例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of fluctuations in power generation output in a day corresponding to temporal fluctuations in the amount of solar radiation in a day for each of sunny weather, cloudy weather, and rainy weather. 年間における月毎の平均日射量の変動の一例について示すグラフである。It is a graph which shows an example of the fluctuation|variation of the average amount of solar radiation for every month in a year. 年間の各月における、1ヶ月の日毎の日射量を日平均した、一日の日射量の時間変動に対応する発電出力の変動の一例について示すグラフである。4 is a graph showing an example of fluctuations in power generation output corresponding to time fluctuations in the amount of solar radiation in a day, which is obtained by averaging the amount of solar radiation for each day of a month in each month of the year. 図4に示すグラフの元となるデータに対して、或る基準値を下回る安定部分の電力のみを取り出したデータを用いて、年間の各月において日平均した一日の発電出力の変動の一例について示すグラフである。An example of daily average power generation output fluctuations for each month of the year using data that extracts only the stable portion of power that is below a certain reference value for the data that is the basis of the graph shown in FIG. It is a graph showing about. 基準値SVの値が安定係数に及ぼす影響について示すグラフである。4 is a graph showing the influence of the reference value SV on the stability factor; 本発明の実施形態1における電力供給システムの概略的な構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply system according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 或る月について1ヶ月の日毎の電力需要施設における電力需要を日平均した、一日の電力需要の変化の一例について示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing an example of a change in power demand for a day, averaging the power demand in a power demanding facility for each day of a month for a month; FIG. 本発明の実施形態2における電力供給システムの概略的な構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply system according to Embodiment 2 of the present invention;

〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をよりよく理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。各図面に示されている構成は一例であって、特に明示されない限り、各種の構成の形状、構造、および位置関係等は、各図面に示されている例に限定されず、図面の明瞭化および簡略化のために適宜変更されていることがある。また、以下の説明において、従来公知の構成については詳細な説明および図示を省略することがあるが、本発明の一実施形態について従来公知の構成を補って理解することができる。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description is for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified. The configuration shown in each drawing is an example, and unless otherwise specified, the shapes, structures, positional relationships, etc. of various configurations are not limited to the examples shown in each drawing. and may have been modified as appropriate for brevity. Further, in the following description, detailed description and illustration of conventionally known configurations may be omitted, but one embodiment of the present invention can be understood by supplementing the conventionally known configurations.

以下では、本発明の一実施形態における電力供給システムの理解を容易にするために、先ず、電力供給システムの概要および発明の知見の概要について説明し、その後、電力供給システムの詳細について説明する。 In the following, in order to facilitate understanding of the power supply system according to one embodiment of the present invention, first, an overview of the power supply system and an overview of findings of the invention will be described, and then details of the power supply system will be described.

<1.システムの概要>
図1は、本実施形態における電力供給システム1の概要を示す模式図である。図1に示すように、電力供給システム1は、発電設備10と、電力分配設備20と、電力分配設備20に電気的に接続された第1の負荷群LG1および第2の負荷群LG2と、を有している。電力供給システム1は、システム全体を統括的に制御するシステム制御装置(後述)をさらに有していてよく、この場合、電力供給システム1に含まれる各制御部は、通信ネットワークNWと通信可能に接続されていてよい。
<1. System Overview>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overview of a power supply system 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the power supply system 1 includes a power generation facility 10, a power distribution facility 20, a first load group LG1 and a second load group LG2 electrically connected to the power distribution facility 20, have. The power supply system 1 may further include a system control device (described later) that controls the entire system. In this case, each control unit included in the power supply system 1 can communicate with the communication network NW. may be connected.

発電設備10は、太陽光発電装置11を含む。本実施形態における太陽光発電装置11は、複数の太陽光パネル12を含む大規模な太陽光発電施設(いわゆるメガソーラー)であってよく、例えば10MW(メガワット)以上の発電出力を有していてよい。 The power generation facility 10 includes a photovoltaic power generation device 11 . The solar power generation device 11 in this embodiment may be a large-scale solar power generation facility (so-called mega solar) including a plurality of solar panels 12, and has a power generation output of, for example, 10 MW (megawatt) or more. good.

太陽光パネル12は、典型的には、複数のモジュールが連結されたアレイである。太陽光パネル12の発電電力は、例えば、送電ケーブルによって電力分配設備20に送電されてよい。 The solar panel 12 is typically an array of linked modules. The power generated by the solar panel 12 may be transmitted to the power distribution facility 20 via, for example, a transmission cable.

本明細書において、複数の太陽光パネル12のそれぞれに接続された送電ケーブルの集まりを送電ケーブル群15と称する。送電ケーブル群15を介して、太陽光発電装置11から電力分配設備20に直流電力が供給される。 In this specification, a group of power transmission cables connected to each of the solar panels 12 is referred to as a power transmission cable group 15 . DC power is supplied from the photovoltaic power generation device 11 to the power distribution facility 20 via the power transmission cable group 15 .

発電設備10と電力分配設備20との間の送電ラインを電力供給ラインEL0と称する。本実施形態における電力供給システム1は、後述するように、主に太陽光発電による発電電力を第1の負荷群LG1および第2の負荷群LG2に分配供給することを基本構成としている。そのため、電力供給ラインEL0は実質的に送電ケーブル群15からなっていてよい。ここでいう「実質的に」とは、電力供給ラインEL0が送電ケーブル群15のみからなっていてよく、または、電力供給ラインEL0の90%以上が送電ケーブル群15からなっていてもよいことを意味する。 A power transmission line between the power generation facility 10 and the power distribution facility 20 is referred to as a power supply line EL0. As will be described later, the power supply system 1 according to the present embodiment has a basic configuration of mainly distributing and supplying power generated by photovoltaic power generation to the first load group LG1 and the second load group LG2. Therefore, the power supply line EL<b>0 may substantially consist of the power transmission cable group 15 . Here, "substantially" means that the power supply line EL0 may consist only of the power transmission cable group 15, or that 90% or more of the power supply line EL0 may consist of the power transmission cable group 15. means.

例えば、発電設備10は、その他の発電装置(風力発電装置等)を含んでいてもよく、その他の発電装置による発電電力を送電する送電ケーブルが電力供給ラインEL0の10%未満を占めていてもよい。 For example, the power generation facility 10 may include other power generation devices (wind power generation devices, etc.), and even if the power transmission cables that transmit the power generated by the other power generation devices occupy less than 10% of the power supply line EL0. good.

電力分配設備20は、電力供給ラインEL0を介して発電設備10から供給された電力(例えば直流電力)を分配し、第1の負荷群LG1および第2の負荷群LG2にそれぞれ電力を供給する。電力分配設備20における電力分配について詳しくは後述する。 The power distribution facility 20 distributes power (for example, DC power) supplied from the power generation facility 10 via the power supply line EL0, and supplies power to the first load group LG1 and the second load group LG2, respectively. Details of power distribution in the power distribution facility 20 will be described later.

第1の負荷群LG1は、調整装置30と、第1の蓄電設備40と、電力需要要素50と、を含む。電力需要要素50は、電力需要施設51および商用の電力系統55の少なくとも一方を含む。本実施形態では、電力需要要素50が電力需要施設51および商用の電力系統55の両方を含む例について説明する。電力分配設備20と調整装置30との間の送電ラインを電力供給ラインEL1と称する。 A first load group LG1 includes a regulator 30 , a first storage facility 40 and a power demand element 50 . Power demand element 50 includes at least one of power demand facility 51 and commercial power system 55 . In this embodiment, an example in which power demand element 50 includes both power demand facility 51 and commercial power system 55 will be described. A power transmission line between the power distribution facility 20 and the regulating device 30 is referred to as a power supply line EL1.

調整装置30は、電力供給ラインEL1を介して電力分配設備20から供給された電力(例えば交流電力)を分配し、当該電力の一部を電力需要に対応するように電力需要要素50に供給し、残りの部分を第1の蓄電設備40に供給する。また、調整装置30は、必要に応じて、第1の蓄電設備40から供給された電力を電力需要要素50に供給する。 The adjustment device 30 distributes the power (for example, AC power) supplied from the power distribution facility 20 via the power supply line EL1, and supplies a portion of the power to the power demand element 50 so as to meet the power demand. , supplies the remaining portion to the first power storage equipment 40 . In addition, the adjustment device 30 supplies the power supplied from the first power storage equipment 40 to the power demand element 50 as necessary.

第1の蓄電設備40は、電力を充放電できる設備であって、調整装置30から供給される電力を充電するとともに、必要に応じて調整装置30に電力を供給する。第1の蓄電設備40の具体的な態様は特に限定されず、第1の蓄電設備40における蓄電容量は、必要に応じて設定される。蓄電容量の設定について詳しくは後述する。 The first power storage equipment 40 is equipment capable of charging and discharging electric power, charges the electric power supplied from the adjustment device 30, and supplies electric power to the adjustment device 30 as necessary. A specific aspect of the first power storage equipment 40 is not particularly limited, and the power storage capacity of the first power storage equipment 40 is set as necessary. The setting of the power storage capacity will be described later in detail.

電力需要要素50は、少なくとも1つの電力需要施設51を含んでいてよい。電力需要施設51は、家庭等における電力需要よりも比較的大きな電力需要を有する規模の施設であってよく、例えば、地方公共団体の施設、町工場、大学、等のような規模の施設であってよい。 Power demand element 50 may include at least one power demand facility 51 . The power demanding facility 51 may be a facility of a scale that has a power demand that is relatively larger than that of households, for example, a facility of a local government, a town factory, a university, or the like. you can

本実施形態では、説明の平明化のために、電力需要要素50に1つの電力需要施設51が含まれる例について説明する。仮に、電力需要要素50に複数の電力需要施設51が含まれる場合、本明細書の以下の説明における電力需要を、複数の電力需要施設51の電力需要を合計した電力需要として理解すればよい。 In this embodiment, an example in which one power demanding facility 51 is included in the power demanding element 50 will be described for clarity of explanation. If the power demand element 50 includes a plurality of power demanding facilities 51, the power demand in the following description of this specification should be understood as the total power demand of the plurality of power demanding facilities 51.

電力需要要素50における電力需要は、実質的に電力需要施設51における電力需要であってよい。ここでいう「実質的に」とは、例えば、下記(i)、(ii)または(iii)を意味する。 The power demand at power demand element 50 may be substantially the power demand at power demand facility 51 . The term "substantially" as used herein means, for example, the following (i), (ii) or (iii).

(i)図1に示す例のように、電力需要施設51と系統連系された電力系統55が電力需要要素50に含まれており、通常時には、電力需要施設51と電力系統55とは通電を遮断されている。電力系統55は非常用電源として位置づけられ、調整装置30から電力需要施設51への電力供給に支障が生じた場合等に、必要に応じて電力系統55から電力需要施設51に電力供給が行われる;
(ii)図1に示す例において、調整装置30から電力需要要素50に供給する電力の一部を、電力需要施設51に供給することなく電力系統55に安定した電力として供給する。この場合、電力需要施設51に供給する電力と電力系統55に経時的に安定に供給する電力との合計が電力需要要素50における電力需要となる;
(iii)図1に示す例とは異なり、電力需要施設51と電力系統55とが系統連系されていない、すなわち、電力需要要素50は電力系統55を含まない。
(i) As in the example shown in FIG. 1, the power demanding facility 51 and the power system 55 interconnected are included in the power demand element 50, and the power demanding facility 51 and the power system 55 are normally energized. is blocked. The electric power system 55 is positioned as an emergency power supply, and when there is a problem in the power supply from the adjusting device 30 to the power demanding facility 51, power is supplied from the power system 55 to the power demanding facility 51 as necessary. ;
(ii) In the example shown in FIG. 1 , part of the power supplied from the adjusting device 30 to the power demanding element 50 is supplied as stable power to the power system 55 without being supplied to the power demanding facility 51 . In this case, the sum of the power supplied to the power demand facility 51 and the power stably supplied to the power system 55 over time becomes the power demand in the power demand element 50;
(iii) unlike the example shown in FIG.

上記(i)、(iii)のいずれの場合においても、電力需要要素50の電力需要は、電力需要施設51における電力需要と同一または略同一であると言える。電力需要施設51の電力需要は、公知の技術を用いて予測可能であり、本実施形態における電力供給システム1において、電力需要施設51の電力需要を予測する具体的な手法(例えば過去の実績データまたはシミュレーションに基づく方法)は特に限定されない。上記(ii)の場合、電力系統55に供給する電力を設定し、電力需要施設51における電力需要と合計することにより、電力需要要素50の電力需要を特定できる。なお、以下では、説明の平明化のために、電力供給システム1の各部における電力変換および送電等による電力損失については考慮しないが、実際上、そのような電力損失を適宜考慮して、供給電力および電力需要を把握することができる。 In both cases (i) and (iii) above, the power demand of the power demanding element 50 can be said to be the same or substantially the same as the power demand of the power demanding facility 51 . The power demand of the power demanding facility 51 can be predicted using a known technique. or simulation-based method) is not particularly limited. In the case of (ii) above, the power demand of the power demand element 50 can be specified by setting the power to be supplied to the power system 55 and summing it with the power demand in the power demand facility 51 . In the following, for the sake of clarity of explanation, power loss due to power conversion, power transmission, etc. in each part of the power supply system 1 will not be considered. and power demand can be grasped.

なお、本実施形態の一変形例における電力供給システムでは、調整装置30から電力需要要素50に供給する電力の全部を、電力需要施設51に供給することなく電力系統55に安定した電力として供給してもよい。電力需要施設51に電力を供給しない場合、電力系統55に供給する安定した電力が電力需要要素50における電力需要となる。 Note that in the power supply system according to a modification of the present embodiment, all of the power supplied from the adjusting device 30 to the power demanding element 50 is supplied as stable power to the power system 55 without being supplied to the power demanding facility 51. may When the power demanding facility 51 is not supplied with power, the stable power supplied to the power system 55 is the power demand in the power demand element 50 .

また、電力系統55に供給する安定した電力は、1年における時期および1日における時間帯の少なくとも何れかによって異なるように設定されてよい。 Also, the stable power supplied to the power grid 55 may be set differently depending on at least one of the time of year and the time of day.

電力需要施設51と電力系統55とは、例えば、電力需要施設51に設けられた受変電装置511を介して系統連系されていてよい。受変電装置511は、いわゆるキュービクルと呼ばれる装置であってよく、具体的な態様は特に限定されない。 The power demanding facility 51 and the power system 55 may be interconnected via, for example, a power receiving and transforming device 511 provided in the power demanding facility 51 . The power receiving and transforming device 511 may be a device called a so-called cubicle, and a specific aspect thereof is not particularly limited.

本実施形態では、上記(i)、(iii)のように、電力需要要素50における電力需要が実質的に電力需要施設51における電力需要である例について説明するが、本発明の他の一態様では、上記(ii)のように、調整装置30から電力需要要素50に供給される電力の一部を電力系統55に供給することも可能である。或いは、本発明の別の一態様では、調整装置30から電力需要要素50に供給される電力の全部を電力系統55に供給することも可能である。例えば受変電装置511がそのような電力分配機能を有していてよく、調整装置30に電力系統55が系統連系されていてもよい。電力系統55への電力供給においては、設定された電力量を安定して供給することで付加価値が高くなり、例えば、売電価格(電力会社との契約価格)を高く設定できる。本発明の調整装置30より供給される安定した電力はこれに十分対応することができる。 In this embodiment, as in (i) and (iii) above, an example in which the power demand in the power demanding element 50 is substantially the power demand in the power demanding facility 51 will be described, but another aspect of the present invention Then, as in (ii) above, it is also possible to supply part of the power supplied from the adjusting device 30 to the power demand element 50 to the power system 55 . Alternatively, in another aspect of the invention, all of the power supplied from regulator 30 to power demand element 50 may be supplied to power grid 55 . For example, the power receiving and transforming device 511 may have such a power distribution function, and the power system 55 may be interconnected to the adjusting device 30 . In the power supply to the power system 55, the added value increases by stably supplying the set amount of power, and for example, the power selling price (contract price with the power company) can be set high. The steady power supplied by the conditioning device 30 of the present invention is sufficient for this.

第2の負荷群LG2は、第2の蓄電設備60と、水電解装置70と、を含む。電力分配設備20と第2の蓄電設備60との間の送電ラインを電力供給ラインEL2と称する。 A second load group LG2 includes a second power storage facility 60 and a water electrolysis device 70 . A power transmission line between the power distribution facility 20 and the second power storage facility 60 is referred to as a power supply line EL2.

第2の蓄電設備60は、電力を充放電できる設備であって、電力供給ラインEL2を介して電力分配設備20から供給された電力を充電する。また、第2の蓄電設備60は、水電解装置70に電力を供給する。 The second power storage equipment 60 is equipment capable of charging and discharging electric power, and charges the electric power supplied from the power distribution equipment 20 via the power supply line EL2. Also, the second power storage equipment 60 supplies electric power to the water electrolysis device 70 .

水電解装置70によって製造された水素は、例えば水素貯蔵部80へと搬送されて、水素貯蔵部80に貯蔵される。水素貯蔵部80に貯蔵された水素は、用途に応じて適宜使用または販売されてよい。 Hydrogen produced by the water electrolysis device 70 is transported to, for example, the hydrogen storage unit 80 and stored in the hydrogen storage unit 80 . The hydrogen stored in the hydrogen storage unit 80 may be used or sold as appropriate depending on the application.

通信ネットワークNWは、具体的な構成を特に限定されず、有線通信ネットワークおよび無線通信ネットワークを適宜用いることができる。 The specific configuration of the communication network NW is not particularly limited, and a wired communication network and a wireless communication network can be used as appropriate.

<2.発明の知見の概要>
近年、再生可能エネルギを利用して発電したグリーン電力を使用することによって需要家の電力需要を満たすことが強く推進されている。また、水素社会の実現に向けて、水素を効率的に生産することに対しても強い要望がある。
<2. Outline of knowledge of the invention>
In recent years, there has been a strong push to meet the power demand of consumers by using green power generated using renewable energy. There is also a strong demand for efficient production of hydrogen toward the realization of a hydrogen society.

本発明者らは、グリーン電力を用いて、電力需要施設51の電力需要を安定的に満たしつつ、発電電力の有効活用(例えば水素の効率的な生産)を図ることができる電力供給システムについて鋭意検討を行った。先ず、太陽光発電装置11における発電量と、電力需要施設51における電力需要との関係について整理し、以下の知見を得た。この知見について図面を参照しつつ説明する。 The inventors of the present invention use green power to stably satisfy the power demand of the power demanding facility 51, and at the same time, to make effective use of generated power (for example, efficient production of hydrogen). Study was carried out. First, the relationship between the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 and the power demand in the power demanding facility 51 was organized, and the following findings were obtained. This knowledge will be described with reference to the drawings.

図2は、異なる3つの代表的な天候毎に、一日の日射量の経時的な変動に対応する一日の発電出力の変動の一例を示すグラフである。図2の横軸は一日における時刻を示し、縦軸は水平面日射量に対応する太陽光パネルの発電出力を示している。図3は、年間における月毎の平均日射量の変動の一例について示すグラフである。図3の横軸は1年間における各月を示し、縦軸は傾斜角30°の真南向きの斜面日射量について一日積算して月平均した月別の平均日射量を示している。 FIG. 2 is a graph showing an example of variations in daily power output corresponding to variations in daily solar radiation over time for three different representative weather conditions. The horizontal axis of FIG. 2 indicates the time of day, and the vertical axis indicates the power output of the solar panel corresponding to the amount of horizontal solar radiation. FIG. 3 is a graph showing an example of variations in monthly average solar radiation during the year. The horizontal axis of FIG. 3 indicates each month in one year, and the vertical axis indicates the average amount of solar radiation for each month obtained by accumulating the amount of solar radiation on a slope facing due south with an inclination angle of 30° and averaging the amount per day.

なお、発電設備10を設置する地域における過去の日照量データは、公表されているデータを使用することができる。 As for the past sunshine amount data in the area where the power generation equipment 10 is installed, published data can be used.

図2および図3に示すように、日射量の変動の影響を受けて太陽光発電装置11の発電量は大きく変動し得る。また、このような日射量の具体的な変動の様子は、測定対象とする地域によっても異なる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 can fluctuate greatly under the influence of fluctuations in the amount of solar radiation. In addition, such a specific change in the amount of solar radiation varies depending on the area to be measured.

本明細書において、太陽光発電装置11から電力分配設備20に供給される電力の瞬時的な大きさを発電出力と称し、太陽光発電装置11における最大の発電出力、換言すれば発電出力の上限をピーク電力PG_maxと称する。ピーク電力PG_maxは、或る地域に設置された太陽光発電装置11の年間の発電出力を調査した場合における最も高い発電出力(例えば5月または8月等における快晴の日の最大出力)の値であってもよいが、そのような値は、太陽光発電装置11における性能的な最大発電出力(発電容量)と概ね一致する。そのため、ピーク電力PG_maxは、太陽光発電装置11における最大発電出力(太陽光発電装置11に含まれる全ての太陽光パネル12の公称最大出力の合計)であってもよい。 In this specification, the instantaneous magnitude of the power supplied from the photovoltaic power generation device 11 to the power distribution facility 20 is referred to as power generation output, and the maximum power generation output in the photovoltaic power generation device 11, in other words, the upper limit of the power generation output is called peak power PG_max. The peak power PG_max is the value of the highest power output (for example, the maximum output on a sunny day in May or August) when the annual power output of the photovoltaic power generation devices 11 installed in a certain area is investigated. Although it may be, such a value generally matches the performance-wise maximum power generation output (power generation capacity) of the photovoltaic power generation device 11 . Therefore, the peak power PG_max may be the maximum power output of the photovoltaic power generation device 11 (the sum of the nominal maximum outputs of all the photovoltaic panels 12 included in the photovoltaic power generation device 11).

図2に示すように、太陽光発電装置11における発電出力は、昼間の時間帯において、天候に関わらず比較的安定的に出力される安定部分STP1と、天候によって出力が大きく変動する不安定部分USP1とに大別される。太陽光発電装置11は、例えば雨の日においても、散乱日射量等によって安定部分STP1の発電出力を有する。 As shown in FIG. 2, the power output of the photovoltaic power generation device 11 has a stable portion STP1 in which the output is relatively stable regardless of the weather during the daytime, and an unstable portion in which the output fluctuates greatly depending on the weather. It is roughly divided into USP1. The photovoltaic power generation device 11 has a power output of the stable portion STP1 even on a rainy day, for example, depending on the amount of scattered solar radiation.

図4は、年間の各月における、1ヶ月の日毎の日射量を日平均した、一日の日射量の時間変動に対応する発電出力の変動の一例について示すグラフである。図4では、横軸は一日における時刻を示し、縦軸は日平均された日射量に対応する太陽光発電装置11の発電出力を示している。図4に示す折れ線PL1、PL5、PL6、PL8、PL12はそれぞれ、1月、5月、6月、8月、12月に対応する。図4に示す例では、太陽光発電装置11のピーク電力PG_maxが50MWであるとする。 FIG. 4 is a graph showing an example of fluctuations in power generation output corresponding to hourly fluctuations in the amount of solar radiation in a day, which is obtained by averaging the amount of solar radiation for each day of a month in each month of the year. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the time in a day, and the vertical axis indicates the power output of the photovoltaic power generation device 11 corresponding to the daily average amount of solar radiation. Lines PL1, PL5, PL6, PL8, and PL12 shown in FIG. 4 correspond to January, May, June, August, and December, respectively. In the example shown in FIG. 4, it is assumed that the peak power PG_max of the photovoltaic power generation device 11 is 50 MW.

図4に示すように、天候による影響を平均化した、月別の日平均された発電出力において、季節に関わらず比較的安定的に出力される安定部分STP2が存在する。安定部分STP2は、安定部分STP1よりも広い範囲を有し、例えばピーク電力PG_maxの40%以下、特に、30%以下の部分である。但し、実際上、安定部分STP2は、見掛け上は安定であるが、日毎に見た場合には天候の影響を受ける。そのため、太陽光発電装置11の例えば実際の或る1日における発電出力は、安定部分STP2を下回ることが有り得る。 As shown in FIG. 4, there is a stable portion STP2 in which the daily averaged power output for each month, averaging the effects of weather, is relatively stably output regardless of the season. The stable part STP2 has a wider range than the stable part STP1, for example the part below 40%, especially below 30% of the peak power PG_max. However, in practice, the stable portion STP2 is apparently stable, but is affected by the weather when viewed from day to day. Therefore, the power output of the photovoltaic power generation device 11, for example, in one day, may fall below the stable portion STP2.

ここで、一般に、太陽光発電による発電出力は、パワーコンディショナの容量を超える部分はカット(ピークカット)される。また、悪天候時の発電量を大きくするために、太陽光発電の発電容量がパワーコンディショナの容量を大きく超えるように意図的にシステムを構築する(いわゆる過積載をしてシステムを構築する)こともある。 Here, in general, the portion of the power output from photovoltaic power generation that exceeds the capacity of the power conditioner is cut (peak cut). In addition, in order to increase the amount of power generation in bad weather, intentionally constructing a system so that the power generation capacity of the solar power generation greatly exceeds the capacity of the power conditioner (so-called overloading and constructing the system). There is also

本発明者らは、そのようなピークカットを発展させた発想として、太陽光発電装置11から供給される発電電力の利用について、以下のことを着想した。すなわち、太陽光発電装置11から供給される発電電力は、或る基準値SVを境に、発電出力が基準値SVを下回る安定部分STP3と、発電出力が基準値SVを上回る不安定部分USP3とに大別できる。不安定部分をカットする(不使用とする)のではなく、太陽光発電装置11から供給される発電電力を不安定部分USP3と安定部分STP3とに電力分配して、不安定部分USP3の発電電力は水素の生産に利用するとともに、安定部分STP3の発電電力は電力需要を満たすために使用する。これにより、発電電力を効率的に利用するとともに、安定的な電力供給を実現できる。 The inventors of the present invention conceived the following regarding the use of the generated power supplied from the photovoltaic power generation device 11 as an idea that has developed such a peak cut. That is, the generated power supplied from the photovoltaic power generation device 11 has a certain reference value SV as a boundary, a stable portion STP3 in which the generated output falls below the reference value SV, and an unstable portion USP3 in which the generated output exceeds the reference value SV. can be roughly divided into Instead of cutting (not using) the unstable portion, the generated power supplied from the photovoltaic power generation device 11 is distributed to the unstable portion USP3 and the stable portion STP3, and the generated power of the unstable portion USP3 is obtained. is used to produce hydrogen, and the power generated in the stable part STP3 is used to meet power demand. As a result, the generated power can be used efficiently and a stable power supply can be realized.

上記基準値SVの設定について、図面を参照してさらに説明する。図5は、一日の発電出力から或る基準値SVを下回る安定部分の電力のみを取り出したデータを用いて、年間の各月において日平均した一日の発電出力の変動の一例について示すグラフである。ここで、明確化のために重ねて以下のことについて説明する。すなわち、図5に示すグラフは、図4に示すグラフのデータ(PL1等)に対して、単純に基準値SVに基づいて不安定部分USP3を除いて安定部分STP3を取り出したものではない。図4に示すグラフの元となる各日の経時的な発電出力データについて、基準値SVに基づいて不安定部分USP3を除いて安定部分STP3を取り出したデータを作成し、当該データを用いて、月別に日平均した結果を、図5に示している。 Setting of the reference value SV will be further described with reference to the drawings. FIG. 5 is a graph showing an example of daily average power output fluctuations in each month of the year using data obtained by extracting only the stable portion of power below a certain reference value SV from the power output for the day. is. Here, for the sake of clarity, the following will be described again. That is, the graph shown in FIG. 5 is not obtained by extracting the stable portion STP3 from the graph data (PL1, etc.) shown in FIG. 4 by simply removing the unstable portion USP3 based on the reference value SV. For the power generation output data over time for each day, which is the basis of the graph shown in FIG. Figure 5 shows the daily average results for each month.

図5に示すように、日平均した一日の発電出力の変動におけるピークは、上記基準値SVの近傍に位置するとともに、月毎に若干異なることがわかる。このようなピークの変動は、例えば、各月における、発電出力が上記基準値SVを下回るような天候の日数に起因して生じ得る。 As shown in FIG. 5, it can be seen that the peak of the daily average power generation output fluctuation is located near the reference value SV and slightly differs from month to month. Such peak fluctuations may occur, for example, due to the number of weather days in each month that the power generation output is below the reference value SV.

つまり、上記基準値SVの値は、安定部分STP3の電力の安定性に影響する。そこで、上記基準値SVの値について、ピーク電力PG_maxの値を100%として、100%から0%まで変化させるとともに、以下のように検討を行った。 That is, the value of the reference value SV affects the stability of the power of the stable portion STP3. Therefore, the value of the reference value SV was changed from 100% to 0% with the value of the peak power PG_max set to 100%, and the following considerations were made.

すなわち、所定の期間(例えば1年間)について、太陽光発電装置11からの発電出力のうち基準値SVを下回る安定部分STP3の1日(24時間)の積算電力量を各日の安定電力量データとする。これにより365個の安定電力量データを得る。なお、このような安定電力量データの算出に用いる太陽光発電装置11からの発電出力のデータは、実際に所定の期間の試験を行った結果(実測データ)であってよく、太陽光発電装置11を設置する対象地域における日照データからシミュレーションしたデータであってもよい。 That is, for a predetermined period (for example, one year), the integrated power amount for one day (24 hours) of the stable portion STP3 below the reference value SV of the power output from the photovoltaic power generation device 11 is calculated as stable power amount data for each day. and As a result, 365 stable electric energy data are obtained. The data of the power output from the photovoltaic power generation device 11 used to calculate such stable power amount data may be the results (actual measurement data) of actually performing a test for a predetermined period, and the photovoltaic power generation device 11 may be simulated from sunshine data in the target area.

365個の安定電力量データを統計処理することによって、平均値avおよび分散Varを算出する。そして、「av」/「Var」の演算により得られる値を安定係数とし、この安定係数をデータのバラツキを示す指標として用いた。安定係数は、以下の理由から用いられる。 The average value av and the variance Var are calculated by statistically processing the 365 stable electric energy data. Then, a value obtained by calculating "av"/"Var" was used as a stability coefficient, and this stability coefficient was used as an indicator of data variation. Stability factors are used for the following reasons.

すなわち、設定された基準値SVの値に応じて、例えば365個の安定電力量データにおける平均値avは変化する。平均値avが大きいほど、安定係数の値は大きくなる。基準値SVの値が大きくなるにつれて、平均値avは大きくなるが、或る程度の値に収束する(頭打ちになる)。また、データのバラつきが小さい(Varの値が小さい)ほど、安定係数の値は大きくなる。基準値SVの値が大きくなるほど、分散Varの値は大きくなる。以上のように、設定された基準値SVの値に対応して平均値avおよび分散Varは変化する。このような変化を、安定係数によって総合的に評価できる。 That is, the average value av of, for example, 365 pieces of stable electric energy data changes according to the set reference value SV. The larger the average value av, the larger the value of the stability factor. As the reference value SV increases, the average value av increases, but converges to a certain value (peaks out). Also, the smaller the data variation (the smaller the value of Var), the larger the value of the stability coefficient. As the value of the reference value SV increases, the value of the variance Var increases. As described above, the average value av and the variance Var change according to the set reference value SV. Such changes can be evaluated comprehensively by a stability factor.

図6は、基準値SVの値が安定係数に及ぼす影響について示すグラフである。上記のような検討の結果、図6に示すように、基準値SVの値を100%から0%に向かって変化させるにつれて、基準値SVの値が40%以下、特に30%以下、更には25%以下では、安定係数が十分安定した値となった。基準値SVの値を40%以下とすることにより、安定係数を例えば0.01以上とすることができる。安定係数が例えば0.01以上である場合に、安定係数が十分安定した値であるとする。 FIG. 6 is a graph showing the influence of the reference value SV on the stability factor. As a result of the above examination, as shown in FIG. At 25% or less, the stability factor became a sufficiently stable value. By setting the reference value SV to 40% or less, the stability coefficient can be set to, for example, 0.01 or more. It is assumed that the stability factor is a sufficiently stable value when the stability factor is, for example, 0.01 or more.

また、基準値SVは、電力需要要素50における最大需要電力よりも大きい値に設定される。最大需要電力は、限定されないが、例えば、電力需要要素50における年間の電力需要を調査した結果のうち最も高い電力消費量の値であってよい。最大需要電力は、電力系統55に供給する安定した電力を電力需要施設51における電力需要に上乗せ(合計)して求められてよい。電力需要要素50が電力系統55のみである場合、電力系統55へ供給する安定した電力の設定に基づいて、電力需要要素50の最大需要電力が求められてよい。 Also, the reference value SV is set to a value larger than the maximum power demand in the power demand element 50 . The maximum power demand may be, but is not limited to, the highest power consumption value among the results of surveying the annual power demand in the power demand element 50, for example. The maximum power demand may be obtained by adding (totaling) the stable power supplied to the power system 55 to the power demand at the power demand facility 51 . If the power demand component 50 is only the power grid 55 , the maximum power demand of the power demand component 50 may be determined based on the setting of stable power to be supplied to the power grid 55 .

ここで、一般的に、電力需要施設51では、休日の電力需要よりも平日の実働期間(典型的には昼間)の電力需要の方が大きい。安定係数が0.01以上の値となるように基準値SVを設定することによれば、1年間の実働日数(例えば平日の日数)における大部分について、電力需要施設51における実働期間(典型的には昼間)の電力需要に対して電力を安定して供給できる。その結果、第1の蓄電設備40の蓄電容量を適正化(コンパクト化)することもできる。 Here, in the power demanding facility 51, generally, the power demand during the working period (typically daytime) on weekdays is greater than the power demand on holidays. By setting the reference value SV so that the stability coefficient is a value of 0.01 or more, most of the actual working days (for example, the number of weekdays) in one year are the actual working period (typically It is possible to stably supply power to meet the power demand during the daytime). As a result, the power storage capacity of the first power storage equipment 40 can be optimized (downsized).

また、基準値SVの値を低くするほど、上記平均値avが小さくなり、不安定部分USP3として分配する電力が大きくなる。電力供給システム1の実用性の観点から、基準値SVの値は15%以上に設定されてよい。基準値SVの値を15%未満に設定すると、電力需要要素50の電力需要に対して、発電設備10が大型化する。 Also, the lower the reference value SV, the smaller the average value av, and the larger the power distributed as the unstable portion USP3. From the viewpoint of practicality of the power supply system 1, the value of the reference value SV may be set to 15% or more. If the reference value SV is set to less than 15%, the size of the power generation facility 10 will increase with respect to the power demand of the power demand element 50 .

本実施形態における電力供給システム1は、上記のような知見を踏まえて、以下のように構成される。すなわち、安定係数が比較的安定した値となるように基準値SVの値を設定する(例えば基準値SVの値を15%以上40%以下に設定する)。そして、安定部分の電力を第1の負荷群LG1に供給するとともに、第1の蓄電設備40により平準化(所望の出力パターン化)して電力需要要素50に供給する。これにより、太陽光発電装置11による発電電力を、第1の負荷群LG1における電力需要を満たすように、簡易に、かつ安定して第1の負荷群LG1に供給できる。そして、基準値SVを超える不安定部分の発電電力を第2の負荷群LG2に供給するとともに、第2の蓄電設備60により平準化(所望の出力パターン化)して水電解装置70に供給する。 The power supply system 1 according to the present embodiment is configured as follows based on the knowledge described above. That is, the reference value SV is set so that the stability coefficient becomes a relatively stable value (for example, the reference value SV is set to 15% or more and 40% or less). Then, the stable portion of the power is supplied to the first load group LG1, leveled by the first power storage equipment 40 (made into a desired output pattern), and supplied to the power demand element 50. FIG. As a result, the power generated by the photovoltaic power generation device 11 can be easily and stably supplied to the first load group LG1 so as to satisfy the power demand in the first load group LG1. Then, the generated power in the unstable portion exceeding the reference value SV is supplied to the second load group LG2, leveled by the second power storage equipment 60 (made into a desired output pattern), and supplied to the water electrolysis device 70. .

電力供給システム1では、基準値SV(例えば25%)に基づいて、発電設備10から供給される電力を分配利用するという簡易な操作によって、安定した電力を得ることができ、これにより第1の蓄電設備40等の蓄電容量をコンパクト化できる。すなわち、安定的に電力が得られるため、電力供給側の変動を考慮することなく、電力需要側の変動のみを考慮した蓄電池の能力設計を行うことができる。その結果、かかる蓄電池の蓄電容量を小さくすることを可能とした。 In the power supply system 1, stable power can be obtained by a simple operation of distributing and using the power supplied from the power generation facility 10 based on the reference value SV (for example, 25%). The power storage capacity of the power storage equipment 40 and the like can be made compact. That is, since electric power can be stably obtained, it is possible to design the capacity of the storage battery in consideration of only fluctuations on the power demand side without considering fluctuations on the power supply side. As a result, it is possible to reduce the power storage capacity of such a storage battery.

また、電力供給システム1では、太陽光発電装置11による発電電力を安定部分と不安定部分に大別して、それらの価値を分離することによってシステムの低コスト化を図ることができる。ここで、電力供給システムとしては、現実的に、コストも非常に大きな意義を有する。このコストは、例えば、電力供給システムを運用する場合における支出および収入に基づいて評価される。支出としては、典型的には電力供給システムの設置コストおよびランニングコスト等が挙げられる。収入としては、電力需要施設51において電力系統55から電力供給を受けることによって生じていた電気料金と、電力供給システムの運用によって削減された電気料金(算出コスト)との差が挙げられる。 Further, in the power supply system 1, the power generated by the photovoltaic power generation device 11 is roughly divided into a stable portion and an unstable portion, and by separating the values of these portions, the cost of the system can be reduced. Here, as a power supply system, cost is also of great significance in reality. This cost is assessed, for example, on the basis of expenses and income in operating the power supply system. Expenditure typically includes the installation cost and running cost of the power supply system. Income includes the difference between the electricity bill generated by receiving power supply from the power system 55 at the power demanding facility 51 and the electricity bill (calculated cost) reduced by the operation of the power supply system.

一例では、太陽光発電装置11を、20年使用して支出と収入とがバランスすると仮定し、支出コスト/全発電電力量の演算によって算出される電力単価が8円/kWhであるとする。そして、基準値SVを例えば25%とする。この場合、太陽光発電装置11の発電容量および設置条件(地理的条件、地形的条件等)等にもよるが、例えば、安定部分の電力量は全電力量のうちの56%に相当し、不安定部分の電力量は全電力量のうちの残りの44%に相当するとする。そして、下記の計算において、不安定部分の価値を仮に1円/kWhとすると、安定部分の価値は13.5円/kWhとなる:
100%×8円=56%×(安定部分の価値)+44%×(不安定部分の価値)。
In one example, it is assumed that the photovoltaic power generation device 11 is used for 20 years and the expenditure and income are balanced, and the power unit price calculated by calculating the expenditure cost/total power generation amount is 8 yen/kWh. Then, the reference value SV is set to 25%, for example. In this case, depending on the power generation capacity and installation conditions (geographical conditions, topographical conditions, etc.) of the photovoltaic power generation device 11, for example, the amount of power in the stable portion corresponds to 56% of the total amount of power, It is assumed that the power consumption of the unstable part corresponds to the remaining 44% of the total power consumption. Then, in the following calculation, if the value of the unstable portion is assumed to be 1 yen/kWh, the value of the stable portion is 13.5 yen/kWh:
100% x 8 yen = 56% x (value of stable portion) + 44% x (value of unstable portion).

このように、電力供給システム1では、安定部分の価値が、電力系統55から電力供給を受けることによって生じる電気料金よりも安価である。また、不安定部分を蓄電池により平準化して水電解に使用することにより、水電解装置の稼働率を飛躍的に向上させ、水素の製造コストを低減することができる。 Thus, in the power supply system 1 , the value of the stable portion is cheaper than the electricity charges incurred by receiving power supply from the power system 55 . In addition, by leveling the unstable part with a storage battery and using it for water electrolysis, the operating rate of the water electrolysis device can be dramatically improved, and the production cost of hydrogen can be reduced.

<3.システム構成>
以下、本実施形態における電力供給システム1について、図7を参照して詳細に説明する。図7は、電力供給システム1の概略的な構成を示すブロック図である。なお、電力供給システム1の概要構成は、図1を用いて前述したとおりである。図7において、太い実線は電力の流れ、細い実線はデータの流れ、破線の矢印は制御指令等の通信の流れの概要を示している。本実施形態では、電力需要施設51の最大電力需要が10MWである例について説明する。
<3. System configuration>
Hereinafter, the power supply system 1 according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the power supply system 1. As shown in FIG. Note that the schematic configuration of the power supply system 1 is as described above with reference to FIG. In FIG. 7, the thick solid line indicates the flow of electric power, the thin solid line indicates the flow of data, and the dashed arrow indicates the outline of the flow of communication such as control commands. In this embodiment, an example in which the maximum power demand of the power demanding facility 51 is 10 MW will be described.

図7に示すように、電力供給システム1は、前述した各種の設備等に加えて、システム制御装置90を有していてよい。システム制御装置90には、システム制御部91、データベース92、および通信部93が含まれている。 As shown in FIG. 7, the power supply system 1 may have a system control device 90 in addition to the various facilities described above. The system control device 90 includes a system control section 91 , a database 92 and a communication section 93 .

システム制御部91は、電力供給システム1の全体を統括的に制御する。データベース92には、システム制御部91による制御に用いられる各種のデータが格納されている。通信部93は通信ネットワークNWを介して電力供給システム1の各部と通信可能に接続されている。以下では、システム制御装置90における制御指令に基づく、電力供給システム1の動作の説明と合わせて、システム構成について説明する。 The system control unit 91 centrally controls the entire power supply system 1 . Various data used for control by the system control unit 91 are stored in the database 92 . The communication unit 93 is communicably connected to each unit of the power supply system 1 via the communication network NW. The system configuration will be described below together with the description of the operation of the power supply system 1 based on the control command in the system control device 90 .

電力供給システム1では、発電設備10から電力供給ラインEL0を介して供給される供給電力が、電力分配設備20によって第1の負荷群LG1と第2の負荷群LG2とに分配される。電力需要施設51の最大電力需要(最大需要電力)が10MWである場合、前述したように基準値SVを設定するにあたって、基準値SVは10MW以上とすることを要する。そして、例えば基準値SVを太陽光パネル12のピーク電力PG_maxの25%に設定する場合、第1の蓄電設備40への蓄電も考慮して、本実施形態における電力供給システム1では、太陽光発電装置11の発電容量は50MWであってよい。上記基準値SVについて、以下では分配基準値と称することがある。 In the power supply system 1, power supplied from the power generation facility 10 via the power supply line EL0 is distributed by the power distribution facility 20 to the first load group LG1 and the second load group LG2. When the maximum power demand (maximum power demand) of the power demanding facility 51 is 10 MW, in setting the reference value SV as described above, the reference value SV needs to be 10 MW or more. Then, for example, when the reference value SV is set to 25% of the peak power PG_max of the solar panel 12, the power supply system 1 in the present embodiment also considers the power storage in the first power storage equipment 40, and the solar power generation The power generation capacity of the device 11 may be 50 MW. The reference value SV may be hereinafter referred to as a distribution reference value.

電力供給ラインEL0は、直流電力を送電する複数の送電ケーブルを含んでいてよく、例えば、1本の送電ケーブルが定格容量10kWの場合、当該送電ケーブルを電圧30~450kVの直流電力が通電していてよい。 The power supply line EL0 may include a plurality of power transmission cables that transmit DC power. For example, if one power transmission cable has a rated capacity of 10 kW, DC power with a voltage of 30 to 450 kV flows through the power transmission cable. you can

電力分配設備20は、コンバータ21と、計測部22と、分配制御部23と、記憶部24と、分配器29とを有している。記憶部24には分配基準値25が格納されている。電力分配設備20としては、電力分配機能を有する既存の製品(例えばパワーコンディショナ)を適宜適用できる。電力分配設備20は、複数台のパワーコンディショナを含んでいてもよい。 The power distribution facility 20 has a converter 21 , a measuring section 22 , a distribution control section 23 , a storage section 24 and a distributor 29 . A distribution reference value 25 is stored in the storage unit 24 . As the power distribution equipment 20, an existing product (for example, a power conditioner) having a power distribution function can be appropriately applied. The power distribution facility 20 may include multiple power conditioners.

電力供給ラインEL0を介して発電設備10から供給された直流電力は、コンバータ21によって交流電力に変換される。変換された交流電力が分配器29に送電される。コンバータ21は、電力を直交変換するとともに、電圧を例えば数千ボルト(典型的には6600ボルト)に昇圧してもよい。 The DC power supplied from the power generation facility 10 via the power supply line EL0 is converted into AC power by the converter 21 . The converted AC power is transmitted to the distributor 29 . Converter 21 may quadrature convert the power and boost the voltage to, for example, thousands of volts (typically 6600 volts).

計測部22は、コンバータ21から分配器29に送電される電力の大きさ(例えば単位:MW)を計測し、計測したデータを分配制御部23に送信する。 The measurement unit 22 measures the magnitude (for example, unit: MW) of power transmitted from the converter 21 to the distributor 29 and transmits the measured data to the distribution control unit 23 .

分配制御部23は、計測部22から送信されるデータと、分配基準値25とに基づいて、分配器29による電力分配を制御する。分配器29としては、公知の機器を使用することができるため、詳細な説明を省略する。 Distribution control unit 23 controls power distribution by distributor 29 based on data transmitted from measurement unit 22 and distribution reference value 25 . Since a known device can be used as the distributor 29, detailed description thereof is omitted.

分配制御部23は、分配器29を用いて、発電設備10からの供給電力における分配基準値25以下の部分を第1の分配電力として電力供給ラインEL1を介して第1の負荷群LG1に分配する。また、分配制御部23は、分配器29を用いて、発電設備10からの供給電力が分配基準値25を超える場合、当該供給電力から上記第1の分配電力を除いた残部を第2の分配電力として電力供給ラインEL2を介して第2の負荷群LG2に分配する。上記第1の分配電力および上記第2の分配電力は、それぞれ前述の太陽光発電装置11の発電電力における安定部分の電力および不安定部分の電力に対応する。なお、電力供給システム1では、分配制御部23ではなくシステム制御部91が分配器29による電力分配を制御してもよく、分配基準値25はデータベース92に格納されていてもよい。 The distribution control unit 23 uses the distributor 29 to distribute the portion of the power supplied from the power generation facility 10 that is equal to or less than the distribution reference value 25 to the first load group LG1 via the power supply line EL1 as the first distributed power. do. In addition, when the power supplied from the power generation facility 10 exceeds the distribution reference value 25, the distribution control unit 23 uses the distributor 29 to distribute the remaining power after removing the first distributed power from the power supply to the second distribution. The power is distributed to the second load group LG2 via the power supply line EL2. The first distributed power and the second distributed power respectively correspond to the stable power and the unstable power in the power generated by the photovoltaic power generation device 11 described above. In the power supply system 1 , the system control unit 91 may control power distribution by the distributor 29 instead of the distribution control unit 23 , and the distribution reference value 25 may be stored in the database 92 .

なお、電力供給システム1は、電力分配設備20として複数台のパワーコンディショナを用いて、複数台のパワーコンディショナから送電される第1の分配電力と第2の分配電力とのそれぞれを、例えば電源盤(不図示)にて合流させてもよい。電力供給システム1は、当該電源盤から、調整装置30に電力供給ラインEL1が延びていてよく、第2の蓄電設備60に電力供給ラインEL2が延びていてよい。 In addition, the power supply system 1 uses a plurality of power conditioners as the power distribution equipment 20, and each of the first distributed power and the second distributed power transmitted from the plurality of power conditioners is, for example, They may be merged at a power panel (not shown). In the power supply system 1 , a power supply line EL<b>1 may extend from the power panel to the adjustment device 30 , and a power supply line EL<b>2 may extend to the second power storage equipment 60 .

電力供給ラインEL1を介して電力分配設備20から供給された交流電力である第1の分配電力は、調整装置30によって電力需要要素50および第1の蓄電設備40にさらに分配される。調整装置30は、給電調整部31と、調整制御部32と、記憶部33と、コンバータ34と、を含む。 The first distributed power, which is AC power supplied from the power distribution facility 20 via the power supply line EL1, is further distributed to the power demand element 50 and the first power storage facility 40 by the adjustment device 30 . Adjustment device 30 includes a power supply adjustment unit 31 , an adjustment control unit 32 , a storage unit 33 and a converter 34 .

電力需要要素50の電力需要施設51における電力需要は、一日の間に経時的に変化する。また、季節によっても一日の電力需要の時間変化パターンが変動する。図8は、或る月について1ヶ月の日毎の電力需要施設51における電力需要を日平均した、一日の電力需要の変化の一例について示すグラフである。 The power demand at power demand facility 51 of power demand element 50 changes over time during the day. In addition, the time-varying pattern of power demand in a day also varies depending on the season. FIG. 8 is a graph showing an example of a change in power demand for a day, which is the daily average of the power demand at the power demanding facility 51 for each day of a month.

図8に示すように、平均的に見て、一日の間の第1の分配電力と電力需要との関係において、第1の分配電力が電力需要を超える部分である余剰部分OVPと、電力需要に対して第1の分配電力が不足する部分である不足部分SHPと、が存在する。調整装置30から電力需要施設51に対して、同時同量の原則を満たすように電力を供給するために、電力需要施設51における電力需要を把握することが好ましい。電力需要施設51における電力需要は、過去の電力需要の実績に基づいて予測することができる。そのような電力需要施設51の電力需要のパターン(一日の変化)が記憶部33に格納されていてよい。 As shown in FIG. 8, on average, in the relationship between the first distributed power and the power demand for a day, the surplus portion OVP, which is the portion where the first distributed power exceeds the power demand, and the power There is a shortfall portion SHP, which is a portion in which the first distributed power is short of the demand. In order to supply power from the adjusting device 30 to the power demanding facility 51 so as to satisfy the principle of simultaneous equality, it is preferable to grasp the power demand at the power demanding facility 51 . The power demand at the power demanding facility 51 can be predicted based on the past record of power demand. Such a pattern (daily change) of power demand of the power demanding facility 51 may be stored in the storage unit 33 .

以下、図8に示すような電力受給関係を有する一日を例にして、調整制御部32の処理について説明する。調整制御部32は、給電調整部31に供給された第1の分配電力の大きさと、電力需要施設51の電力需要とに基づいて、電力需要施設51の電力需要を満たすように電力需要要素50に電力を供給する。ここで、調整制御部32は、給電調整部31を用いて、第1の分配電力のうち電力需要に対する余剰部分OVP(余剰電力)が存在する場合、余剰部分OVPをコンバータ34によって直流電力に変換した後、第1の蓄電設備40に供給する。また、調整制御部32は、電力需要に対する第1の分配電力が不足している場合(不足部分SHPが存在する場合)、不足している電力を補うように第1の蓄電設備40から放電される電力をコンバータ34によって交流電力に変換した後、給電調整部31に供給する。そして、電力需要を満たすように電力を電力需要要素50に供給する。 Hereinafter, the processing of the adjustment control unit 32 will be described with an example of a day having a power reception relationship as shown in FIG. The adjustment control unit 32 adjusts the power demand element 50 so as to satisfy the power demand of the power demanding facility 51 based on the magnitude of the first distributed power supplied to the power supply adjusting unit 31 and the power demand of the power demanding facility 51 . to power the Here, the adjustment control unit 32 uses the power supply adjustment unit 31 to convert the surplus portion OVP (surplus power) into DC power by the converter 34 when there is a surplus portion OVP (surplus power) for the power demand in the first distributed power. After that, it is supplied to the first power storage equipment 40 . Further, when the first distributed electric power is insufficient for the electric power demand (when the insufficient portion SHP exists), the adjustment control unit 32 discharges the first power storage equipment 40 so as to compensate for the insufficient electric power. After the power is converted into AC power by the converter 34 , it is supplied to the power supply adjustment unit 31 . Power is then supplied to the power demand element 50 to meet the power demand.

このように、第1の分配電力と電力需要要素における電力需要との差を第1の蓄電設備40によって平準化することができる。ここでいう平準化とは、一定出力を意味するわけではなく、電力需要に適合するように所望の出力パターンとすることができることを意味する。 In this way, the difference between the first distributed power and the power demand in the power demand element can be leveled by the first power storage equipment 40 . Leveling here does not mean a constant output, but means that a desired output pattern can be obtained so as to match the power demand.

第1の蓄電設備40は、蓄電池41と、充放電制御部42とを含む。第1の蓄電設備40にコンバータ34が含まれていてもよく、調整装置30と第1の蓄電設備40との間にコンバータ34が含まれていてもよい。 The first power storage equipment 40 includes a storage battery 41 and a charge/discharge control unit 42 . Converter 34 may be included in first power storage equipment 40 , and converter 34 may be included between adjustment device 30 and first power storage equipment 40 .

蓄電池41は、前記した発電設備10の発電容量が50MW、分配基準値(SV)が25%、電力需要が10MWである設定の場合、例えば電池容量が40MWであってよい。蓄電池41の電池容量は、蓄電池41の性能劣化を低減するために、充放電サイクルを短くする観点から決定されてよい。充放電制御部42は、調整制御部32またはシステム制御部91の指令に基づいて、蓄電池41の充放電を制御する。 The storage battery 41 may have a battery capacity of 40 MW, for example, when the power generation facility 10 has a power generation capacity of 50 MW, a distribution reference value (SV) of 25%, and a power demand of 10 MW. The battery capacity of the storage battery 41 may be determined from the viewpoint of shortening the charge/discharge cycle in order to reduce performance deterioration of the storage battery 41 . The charge/discharge control unit 42 controls charge/discharge of the storage battery 41 based on commands from the adjustment control unit 32 or the system control unit 91 .

仮に、従来のシステムにおいて、発電設備10からの不安定な電力を電力需要要素50に直接的に供給して、10MWの電力需要を安定的に満たすためには、蓄電設備の性能として、例えば、上記蓄電池41に比べて2倍以上の電池容量が要求され得る。 Hypothetically, in the conventional system, in order to directly supply unstable power from the power generation facility 10 to the power demand element 50 and stably satisfy the power demand of 10 MW, the performance of the power storage facility is, for example, A battery capacity twice as large as that of the storage battery 41 may be required.

電力需要要素50には、電力需要要素50に含まれる負荷の電力使用量に関するデータを発信するデータ発信装置59が多数含まれていてよい。データ発信装置59は、例えばスマートメータであってよい。データ発信装置59から送信されるデータに基づいて、電力需要施設51における電力需要を把握することができる。 The power demand element 50 may include a number of data emitters 59 that emit data regarding the power usage of the loads included in the power demand element 50 . The data transmission device 59 may be, for example, a smart meter. The power demand in the power demanding facility 51 can be grasped based on the data transmitted from the data transmission device 59 .

次に、電力分配設備20から供給された交流電力である第2の分配電力は、電力供給ラインEL2を介して第2の蓄電設備60へと供給される。第2の蓄電設備60は、コンバータ61と、充放電制御部62と、蓄電池部63とを含む。蓄電池部63は、切替機構631と、2つの蓄電池632・633とを含む。 Next, the second distributed power, which is AC power supplied from the power distribution equipment 20, is supplied to the second power storage equipment 60 via the power supply line EL2. Second power storage equipment 60 includes a converter 61 , a charge/discharge control unit 62 , and a storage battery unit 63 . The storage battery section 63 includes a switching mechanism 631 and two storage batteries 632 and 633 .

コンバータ61は、交流電力である第2の分配電力を直流電力に変換した後、蓄電池部63に供給する。充放電制御部62は、蓄電池部63における切替機構631を制御して、蓄電池632および蓄電池633の充放電を制御する。例えば、充放電制御部62は、切替機構631を用いて、或る期間において、蓄電池632に充電するとともに、蓄電池633から放電するように蓄電池部63を制御する。これにより、蓄電池632・633の電池容量を過剰に大きくする必要がないとともに、蓄電池632・633の性能劣化を抑制することができる。 The converter 61 converts the second distributed power, which is AC power, into DC power, and then supplies the DC power to the storage battery unit 63 . The charge/discharge control unit 62 controls the switching mechanism 631 in the storage battery unit 63 to control charging/discharging of the storage battery 632 and the storage battery 633 . For example, the charge/discharge control unit 62 uses the switching mechanism 631 to control the storage battery unit 63 so that the storage battery 632 is charged and the storage battery 633 is discharged during a certain period. As a result, it is not necessary to excessively increase the battery capacity of the storage batteries 632 and 633, and performance deterioration of the storage batteries 632 and 633 can be suppressed.

ここで、蓄電池632・633の電池容量を小さくすると、第2の分配電力を適正に消費するために水電解装置70の装置規模が大きくなる結果、水電解装置70の稼働率が低下し得る。一方で、水電解装置70の稼働率を高める観点からは、蓄電池632・633の電池容量が大きくなる。水電解装置70の装置規模と蓄電池632・633の電池容量とを適正にバランスさせる観点から、本実施形態における蓄電池632・633は、例えばそれぞれ電池容量が40MWであってよい。 Here, if the battery capacities of the storage batteries 632 and 633 are reduced, the scale of the water electrolysis device 70 is increased in order to properly consume the second distributed power, and as a result, the operation rate of the water electrolysis device 70 can be lowered. On the other hand, from the viewpoint of increasing the operation rate of the water electrolysis device 70, the battery capacities of the storage batteries 632 and 633 are increased. From the viewpoint of appropriately balancing the device scale of the water electrolysis device 70 and the battery capacity of the storage batteries 632 and 633, the storage batteries 632 and 633 in this embodiment may each have a battery capacity of 40 MW, for example.

このように、電力供給システム1では、第2の分配電力を第2の蓄電設備60に蓄電し、第2の蓄電設備60から平準化した電力を水電解装置70に供給する。ここでいう平準化とは、水電解装置70に定電圧で可能な限り安定して電力を供給できることを意味する。これにより、水電解装置70の稼働率を飛躍的に高くすることができる。 Thus, in the power supply system 1 , the second distributed power is stored in the second power storage equipment 60 , and the leveled power from the second power storage equipment 60 is supplied to the water electrolysis device 70 . Leveling here means that power can be stably supplied to the water electrolysis device 70 at a constant voltage as much as possible. As a result, the operating rate of the water electrolysis device 70 can be dramatically increased.

水電解装置70は、水素生成部71および制御部72を含む。制御部72は、蓄電池部63に蓄電されている蓄電量に対応して、水素生成部71の出力(運転強度)を調整してもよい。 Water electrolysis device 70 includes a hydrogen generator 71 and a controller 72 . The control unit 72 may adjust the output (operation intensity) of the hydrogen generation unit 71 according to the amount of electricity stored in the storage battery unit 63 .

ここで、第2の蓄電設備60から平準化して供給される電力の大きさは、電力供給システム1の各装置等の設計に対応して決定される。第2の蓄電設備60から平準化して供給される電力の大きさは、水電解装置70における水素生成部71の水素生産能力に関係する。水電解の方法として、アニオン交換膜(AEM)法、固体高分子膜(PEM)法、アルカリ水電解(AWE)法、等が知られている。AEM法およびPEM法を用いる場合、電解槽の水素生産能力を大きくするほど、電解槽のコスト(一定の水素生産能力あたりのコスト)が高くなる傾向にある。AWE法を用いる場合、電解槽の水素生産能力を大きくするほど、電解槽のコスト(一定の水素生産能力あたりのコスト)が低くなる傾向にある。水電解装置70の水素生成部71は、第2の蓄電設備60から平準化して供給される電力の大きさに基づいて、上記傾向を考慮して選択された種類の電解槽を有していてよい。 Here, the magnitude of the leveled power to be supplied from the second power storage equipment 60 is determined according to the design of each device of the power supply system 1 . The magnitude of the leveled power supplied from the second power storage equipment 60 is related to the hydrogen production capacity of the hydrogen generator 71 in the water electrolysis device 70 . An anion exchange membrane (AEM) method, a polymer electrolyte membrane (PEM) method, an alkaline water electrolysis (AWE) method, and the like are known as methods of water electrolysis. When using the AEM method and the PEM method, the higher the hydrogen production capacity of the electrolytic cell, the higher the cost of the electrolytic cell (the cost per fixed hydrogen production capacity). When the AWE method is used, the cost of the electrolytic cell (the cost per fixed hydrogen production capacity) tends to decrease as the hydrogen production capacity of the electrolytic cell increases. The hydrogen generation unit 71 of the water electrolysis device 70 has an electrolytic cell of a type selected in consideration of the above tendency based on the magnitude of the leveled power supplied from the second power storage equipment 60. good.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図9は、本発明の実施形態2における電力供給システム1Aの概略的な構成を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply system 1A according to Embodiment 2 of the present invention.

前記実施形態1における電力供給システム1では、調整装置30は、発電設備10から供給された直流電力を交流電力に変換して、第1の負荷群LG1および第2の負荷群LG2に分配していた。これに対して、本実施形態における電力供給システム1Aでは、発電設備10から供給された直流電力を先ず分配する。そして、第1の負荷群LG1には直流電力を交流電力に変換して、交流電力として第1の分配電力を供給する。一方で、第2の負荷群LG2には、分配された直流電力を変換することなく、直流電力として第2の分配電力を供給する。 In the power supply system 1 of Embodiment 1, the adjustment device 30 converts the DC power supplied from the power generation facility 10 into AC power and distributes it to the first load group LG1 and the second load group LG2. rice field. On the other hand, in the power supply system 1A in this embodiment, the DC power supplied from the power generation equipment 10 is first distributed. Then, the first load group LG1 is supplied with first distributed power as AC power by converting the DC power into AC power. On the other hand, the second load group LG2 is supplied with second distributed power as DC power without converting the distributed DC power.

図9に示すように、電力供給システム1Aは、電力分配設備20Aおよび第2の蓄電設備60Aを有している。電力分配設備20Aは、直流分配器29Aを含む。直流分配器29Aとしては、公知の機器を適用することができ、例えばスイッチング機構によって直流電力を分配する。 As shown in FIG. 9, the power supply system 1A has a power distribution facility 20A and a second power storage facility 60A. The power distribution facility 20A includes a DC distributor 29A. A known device can be applied as the DC distributor 29A, and DC power is distributed by, for example, a switching mechanism.

コンバータ21は、直流分配器29Aから供給された直流電力を交流電力に変換した後、電力供給ラインEL1を介して第1の分配電力を調整装置30に供給する。 Converter 21 converts the DC power supplied from DC distributor 29A into AC power, and then supplies first distributed power to adjustment device 30 via power supply line EL1.

直流分配器29Aから電力供給ラインEL2を介して第2の分配電力が第2の蓄電設備60Aに供給される。第2の蓄電設備60Aでは、交流電力を直流電力に変換することを要しないため、コンバータ61(図7参照)を有していなくてよい。 The second distributed power is supplied from the DC distributor 29A to the second power storage equipment 60A via the power supply line EL2. Since the second power storage equipment 60A does not need to convert AC power into DC power, it does not need to have the converter 61 (see FIG. 7).

一般に、直流電力と交流電力との変換には電力損失が生じる。本実施形態における電力供給システム1Aによれば、発電設備10から供給された直流電力が変換されることなく第2の分配電力として第2の蓄電設備60Aに供給できる。そのため、発電設備10から供給される電力をより効率的に利用することができる。 In general, power loss occurs in the conversion between DC power and AC power. According to the power supply system 1A of the present embodiment, the DC power supplied from the power generation facility 10 can be supplied to the second power storage facility 60A as the second distributed power without being converted. Therefore, the electric power supplied from the power generation equipment 10 can be used more efficiently.

〔附記事項〕
本発明の一態様における電力供給システムによれば、比較的低コスト化が可能であることにより、システムを導入し易くすることができる。その結果、低炭素化社会の実現に寄与することができる。また、本発明の一態様における電力供給システムによれば、比較的安価に水素を生産することもできる。そのため、水素化社会の実現に寄与することができる。これにより、持続可能な開発目標(SDGs)の達成に貢献できる。
[Additional notes]
According to the power supply system of one aspect of the present invention, the system can be introduced easily because the cost can be relatively reduced. As a result, it can contribute to the realization of a low-carbon society. Further, according to the power supply system of one aspect of the present invention, hydrogen can be produced relatively inexpensively. Therefore, it can contribute to the realization of a hydrogenated society. This will contribute to the achievement of the Sustainable Development Goals (SDGs).

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.

1、1A 電力供給システム
10 発電設備
11 太陽光発電装置
20、20A 電力分配設備
30 調整装置
40 第1の蓄電設備
50 電力需要要素
51 電力需要施設
60、60A 第2の蓄電設備
70 水電解装置
1, 1A power supply system 10 power generation equipment 11 solar power generation equipment 20, 20A power distribution equipment 30 regulating device 40 first power storage equipment 50 power demand element 51 power demand facilities 60, 60A second power storage equipment 70 water electrolysis device

Claims (4)

電力供給システムであって、
太陽光発電装置を含む発電設備と、
前記発電設備から供給される供給電力を分配する電力分配設備と、
前記電力分配設備に電気的に接続された、(i)電力需要要素および電力を充放電する第1の蓄電設備を含む第1の負荷群、並びに、(ii)電力を充放電する第2の蓄電設備および水を電気分解して水素を製造する水電解装置を含む第2の負荷群と、を有し、
前記供給電力の瞬時的な大きさを発電出力とし、前記発電出力の上限をピーク電力として、前記ピーク電力の15%以上40%以下であるとともに前記電力需要要素の最大需要電力よりも大きい電力値が分配基準値として設定されており、
前記電力分配設備によって、前記供給電力における前記分配基準値以下の部分である第1の分配電力を前記第1の負荷群に分配するとともに、前記供給電力が前記分配基準値を超える場合に前記供給電力から前記第1の分配電力を除いた残部である第2の分配電力を前記第2の負荷群に分配し、
前記第1の分配電力と前記電力需要要素における電力需要との差を前記第1の蓄電設備によって平準化するとともに、前記第2の分配電力を前記第2の蓄電設備に蓄電し、前記第2の蓄電設備から平準化した電力を前記水電解装置に供給する、電力供給システム。
A power supply system,
a power generation facility including a photovoltaic power generation device;
a power distribution facility that distributes power supplied from the power generation facility;
A first load group electrically connected to the power distribution facility, including (i) a power demand element and a first storage facility for charging and discharging power; and (ii) a second group for charging and discharging power. a second load group including a power storage device and a water electrolysis device that electrolyzes water to produce hydrogen;
A power value that is 15% or more and 40% or less of the peak power and is greater than the maximum demand power of the power demand element, where the instantaneous magnitude of the supplied power is the power output, and the upper limit of the power output is the peak power. is set as the distribution reference value,
The power distribution equipment distributes a first distributed power that is a portion of the supplied power that is equal to or less than the distribution reference value to the first load group, and when the supplied power exceeds the distribution reference value, the supply Distributing a second distributed power, which is the remainder after removing the first distributed power from the power, to the second load group;
A difference between the first distributed power and the power demand in the power demand element is leveled by the first power storage facility, the second distributed power is stored in the second power storage facility, and the second distributed power is stored in the second power storage facility. A power supply system for supplying power leveled from the power storage equipment to the water electrolysis device.
(i)前記分配基準値を或る値に設定した場合に、所定の期間にわたって前記第1の分配電力の1日の積算電力量のデータを取得するとともに前記所定の期間における日数分の複数の前記積算電力量のデータを統計処理して平均値および分散を算出し、平均値を分散で割ることにより求められる安定係数と、(ii)前記分配基準値と、の関係に基づいて、
前記分配基準値は、前記安定係数が0.01以上となるように設定されている、請求項1に記載の電力供給システム。
(i) when the distribution reference value is set to a certain value, data of the daily integrated power consumption of the first distributed power is acquired over a predetermined period, and a plurality of data for the number of days in the predetermined period is obtained; Based on the relationship between the stability coefficient obtained by statistically processing the integrated power amount data to calculate the average value and the variance, and dividing the average value by the variance, and (ii) the distribution reference value,
2. The power supply system according to claim 1, wherein said distribution reference value is set such that said stability factor is 0.01 or more.
前記電力分配設備は、前記第1の負荷群に前記第1の分配電力として交流電力を分配するとともに、前記第2の負荷群に前記第2の分配電力として交流電力を分配し、
前記第1の負荷群は、(i)前記第1の分配電力のうち前記電力需要に対する余剰電力が存在する場合に当該余剰電力を交流電力から直流電力に変換して前記第1の蓄電設備に供給するとともに、(ii)前記電力需要に対する前記第1の分配電力が不足している場合に、不足している電力を補うように前記第1の蓄電設備から放電される直流電力を交流電力に変換して前記電力需要要素に供給する、第1の変換装置を含み、
前記第2の負荷群は、前記第2の分配電力を交流電力から直流電力に変換して前記第2の蓄電設備に供給する第2の変換装置を含む、請求項1または2に記載の電力供給システム。
The power distribution equipment distributes AC power as the first distributed power to the first load group, and distributes AC power as the second distributed power to the second load group,
The first load group (i) converts the surplus power from AC power to DC power when there is surplus power for the power demand in the first distributed power, and stores the surplus power in the first power storage equipment. (ii) when the first distributed power is insufficient for the power demand, the DC power discharged from the first power storage equipment is converted to AC power so as to make up for the shortage of power; a first conversion device for converting and supplying the power demand element;
3. The power according to claim 1, wherein the second load group includes a second conversion device that converts the second distributed power from AC power to DC power and supplies the power to the second power storage equipment. supply system.
前記電力分配設備は、直流分配器およびパワーコンディショナを含み、
前記直流分配器は、前記供給電力が前記分配基準値を超える場合に、前記パワーコンディショナに前記第1の分配電力として直流電力を分配するとともに、前記第2の負荷群に前記第2の分配電力として直流電力を分配し、
前記パワーコンディショナは、前記第1の分配電力を直流電力から交流電力に変換して前記第1の負荷群に供給する、請求項1または2に記載の電力供給システム。
The power distribution facility includes a DC distributor and a power conditioner,
When the supplied power exceeds the distribution reference value, the DC distributor distributes the DC power as the first distributed power to the power conditioner, and distributes the second distributed power to the second load group. Distributing DC power as power,
3. The power supply system according to claim 1, wherein said power conditioner converts said first distributed power from DC power to AC power and supplies said first load group with said power.
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