JP2023104761A - Power source device and power management system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統に接続される電力線に接続される電源部と、電源部の動作を制御する制御部とを備える電源装置、及び、電源管理システムに関する。 The present invention relates to a power supply device including a power supply unit connected to a power line connected to a power system, and a control unit that controls the operation of the power supply unit, and to a power supply management system.
特許文献1(特開2019-092235号公報)には、発電出力<負荷電力の不等式を確実に維持する、即ち、常に逆潮流を禁止するための発電制御装置が記載されている。
具体的には、特許文献1に記載の発電制御装置は、負荷変動が小さい時間帯と、負荷変動が大きい時間帯とを設定し、負荷変動が小さい時間帯には受電電力(即ち、負荷電力と発電出力との差)が小さくなるように発電出力を制御し、負荷変動が大きい時間帯には受電電力が大きくなるように発電出力を制御している。
Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2019-092235) describes a power generation control device that reliably maintains the inequality of power generation output<load power, that is, always prohibits reverse power flow.
Specifically, the power generation control device described in Patent Document 1 sets a time zone with small load fluctuations and a time zone with large load fluctuations. The power generation output is controlled so that the difference between the load and the power generation output) becomes small, and the power generation output is controlled so that the received power increases during times when the load fluctuation is large.
つまり、負荷変動が大きい時間帯に受電電力が小さいと、負荷電力が急に小さくなった場合に受電電力がマイナスの値、即ち、発電出力が電力系統に逆潮流する可能性があるが、特許文献1に記載の発明では、負荷変動が大きい時間帯には受電電力が大きくなるように発電出力を制御しているため、受電電力がマイナスの値になる可能性は低い、即ち、逆潮流が発生する可能性は低くなる。また、負荷変動が小さい時間帯に受電電力を小さくしていても、負荷電力が急に小さくなった場合に受電電力がマイナスの値になる可能性は低い。そのため、特許文献1に記載の発明では、負荷変動が小さい時間帯には受電電力が小さくなるように、即ち、発電出力が大きくなるように制御して、発電効率を向上させようとしている。 In other words, if the received power is small during times when the load fluctuation is large, the received power may become a negative value when the load power suddenly decreases, that is, the power generation output may flow backward to the power system. In the invention described in Document 1, since the power generation output is controlled so that the received power increases during times when the load fluctuation is large, the possibility of the received power becoming a negative value is low. less likely to occur. Also, even if the received power is reduced during a period of time when the load fluctuation is small, it is unlikely that the received power will become a negative value when the load power suddenly decreases. Therefore, in the invention described in Patent Document 1, power generation efficiency is improved by performing control so that the received power becomes smaller during times when the load fluctuation is small, that is, the power generation output becomes larger.
特許文献1に記載のように常に逆潮流を禁止するのとは異なり、逆潮流を行わせるように発電装置を運転することが求められる場合もある。そのような場合、逆潮流が行われずに買電が発生するような事態は避ける必要がある。 Unlike Patent Document 1, which always prohibits reverse power flow, there are cases in which it is required to operate the power generator so as to allow reverse power flow. In such a case, it is necessary to avoid a situation in which power is purchased without reverse power flow.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、買電の発生をできるだけ抑制しながら、逆潮流電力を発生させることができる電源装置、及び、電源管理システムを提供する点にある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a power supply device and a power management system that can generate reverse flow power while suppressing the occurrence of purchased power as much as possible. at the point.
上記目的を達成するための本発明に係る電源装置の特徴構成は、電力系統に接続される電力線に接続される電源部と、前記電源部の動作を制御する制御部とを備える電源装置であって、
前記制御部は、前記電源部から前記電力線に供給する出力電力の目標出力値を、前記電力線に接続される電力負荷装置の負荷電力よりも所定値だけ大きい値に設定するように構成されている点にある。
ここで、前記電源部は燃料電池を備えていてもよい。
また、前記電源部は充放電部を備えていてもよい。
A power supply device according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the power supply device includes a power supply section connected to a power line connected to a power system, and a control section for controlling the operation of the power supply section. hand,
The control unit is configured to set a target output value of output power supplied from the power supply unit to the power line to a value larger than load power of a power load device connected to the power line by a predetermined value. at the point.
Here, the power supply section may include a fuel cell.
Moreover, the power supply unit may include a charging/discharging unit.
上記特徴構成によれば、電力負荷装置の負荷電力が増加しても、その増加分が上記所定値以内であれば、出力電力の方が負荷電力よりも大きくなる可能性が高くなる。
従って、買電の発生をできるだけ抑制しながら、逆潮流電力を発生させることができる電源装置を提供できる。
According to the above characteristic configuration, even if the load power of the power load device increases, if the amount of increase is within the predetermined value, there is a high possibility that the output power will be larger than the load power.
Therefore, it is possible to provide a power supply device capable of generating reverse flow power while suppressing the generation of purchased power as much as possible.
本発明に係る電源装置の別の特徴構成は、前記制御部は、前記電源部が接続されるのと同じ前記電力線に接続される前記電力負荷装置の過去の所定期間での前記負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きいほど前記所定値を大きい値に決定する点にある。 Another characteristic configuration of the power supply device according to the present invention is that the control unit controls the maximum load power of the power load device connected to the same power line to which the power supply unit is connected during a predetermined period in the past. The point is that the larger the difference between the value and the minimum value, the larger the predetermined value.
出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、負荷電力が実際の出力電力よりも大きくなる可能性がある。
ところが本特徴構成では、負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きいほど上記所定値を大きくしておく、即ち、目標出力値を大きくしておくことで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。
If the increase in output power cannot keep up with the increase in load power simply by setting the target output value to be higher than the load power, the load power may become larger than the actual output power. .
However, in this characteristic configuration, the larger the difference between the maximum value and the minimum value of the load power, the larger the predetermined value, that is, the larger the target output value. Even if the speed of increase of the load power is slower than that of the load power, it is possible to reduce the possibility that the actual output power becomes smaller than the load power.
本発明に係る電源装置の更に別の特徴構成は、前記制御部は、前記電源部の前記出力電力の上昇変化性能が低いほど前記所定値を大きい値に決定する点にある。
ここで、前記制御部は、前記電源部の前記出力電力の実際の上昇速度を参照して、前記上昇変化性能を決定することができる。
また、前記制御部は、前記電源部の前記出力電力の設計上の上昇速度を参照して、前記上昇変化性能を決定することができる。
また更に、前記制御部は、前記電源部の前記出力電力の実際の上昇速度、及び、前記電源部の前記出力電力の設計上の上昇速度のうち、前記電源部の前記出力電力の実際の前記上昇速度を参照して、前記上昇変化性能を決定するすることができる。
Still another characteristic configuration of the power supply device according to the present invention is that the control section determines the predetermined value to be a larger value as the rising change performance of the output power of the power supply section is lower.
Here, the control section can determine the rising change performance by referring to the actual rising speed of the output power of the power supply section.
Further, the control unit can determine the increase change performance by referring to the designed increase speed of the output power of the power supply unit.
Furthermore, the control unit selects the actual speed of increase of the output power of the power supply unit from among the actual speed of increase of the output power of the power supply unit and the design speed of increase of the output power of the power supply unit. The climb rate can be referenced to determine the climb change performance.
出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、負荷電力が実際の出力電力よりも大きくなる可能性がある。
ところが本特徴構成では、電源部の出力電力の上昇変化性能が低いほど(例えば、出力電力の上昇速度が低いほど)上記所定値を大きい値に決定することで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。
If the increase in output power cannot keep up with the increase in load power simply by setting the target output value to be higher than the load power, the load power may become larger than the actual output power. .
However, in this characteristic configuration, the lower the rising change performance of the output power of the power supply unit (for example, the lower the rising speed of the output power), the larger the predetermined value is set. can reduce the possibility that the actual output power will be smaller than the load power.
上記目的を達成するための本発明に係る電源管理システムの特徴構成は、複数の施設のそれぞれに設置される上記電源装置と、複数の前記電源装置との間で前記施設の外部の遠隔地から通信を行うことができ、前記所定値を決定して前記電源装置に指示する管理装置とを備える点にある。 The characteristic configuration of the power supply management system according to the present invention for achieving the above object is the power supply unit installed in each of a plurality of facilities, and the power supply unit between the plurality of power supply units from a remote location outside the facility. and a management device capable of communicating and determining the predetermined value and instructing the power supply device.
上記特徴構成によれば、電源装置が設けられている施設では、電力負荷装置の負荷電力が増加しても、その増加分が上記所定値以内であれば、出力電力の方が負荷電力よりも大きくなる可能性が高くなる。
従って、電源装置が設けられる施設において、買電の発生をできるだけ抑制しながら、逆潮流電力を発生させることができる電源管理システムを提供できる。
According to the above characteristic configuration, in a facility where the power supply device is installed, even if the load power of the power load device increases, the output power is higher than the load power as long as the increase is within the predetermined value. more likely to grow.
Therefore, it is possible to provide a power supply management system capable of generating reverse power flow power while suppressing power purchase as much as possible in a facility where power supply devices are installed.
本発明に係る電源管理システムの別の特徴構成は、前記管理装置は、前記電源装置が備える前記電源部が接続されるのと同じ前記電力線に接続される前記電力負荷装置の過去の所定期間での前記負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きいほど、当該電源装置に指示する前記所定値を大きい値に決定する点にある。 Another characteristic configuration of the power supply management system according to the present invention is that the management device is connected to the same power line to which the power supply unit of the power supply device is connected, during a predetermined period in the past of the power load device connected to the power line. The larger the difference between the maximum value and the minimum value of the load power, the larger the predetermined value instructed to the power supply.
電源装置が設けられている施設において、電源装置の出力電力の目標出力値を、その電源装置の電源部が接続されるのと同じ電力線に接続される電力負荷装置の負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、負荷電力が実際の出力電力よりも大きくなる可能性がある。
ところが本特徴構成では、管理装置は、電源装置が備える電源部が接続されるのと同じ電力線に接続される電力負荷装置の負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きいほど、当該電源装置に指示する上記所定値を大きくしておく、即ち、目標出力値を大きくしておくことで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。
In a facility where a power supply is installed, the target output value of the output power of the power supply is set to a predetermined value higher than the load power of the power load device connected to the same power line to which the power supply section of the power supply is connected. If the increase in output power cannot follow the increase in load power, there is a possibility that the load power will become larger than the actual output power.
However, in this characteristic configuration, the management device increases the difference between the maximum value and the minimum value of the load power of the power load device connected to the same power line to which the power supply unit of the power device is connected. By increasing the predetermined value to be instructed to the power supply device, that is, by increasing the target output value, even if the rate of increase in the output power is slower than the rate of increase in the load power, the actual output power is equal to the load power. less likely to be smaller than
本発明に係る電源管理システムの更に別の特徴構成は、前記管理装置は、前記電源装置が備える前記電源部の前記出力電力の上昇変化性能が低いほど、当該電源装置に指示する前記所定値を大きい値に決定する点にある。
ここで、前記管理装置は、前記電源装置が備える前記電源部の前記出力電力の実際の上昇速度を参照して、前記上昇変化性能を決定することができる。
また、前記管理装置は、前記電源装置が備える前記電源部の前記出力電力の設計上の上昇速度を参照して、前記上昇変化性能を決定することができる。
また更に、前記管理装置は、前記電源装置が備える前記電源部の前記出力電力の実際の上昇速度、及び、前記電源装置が備える前記電源部の前記出力電力の設計上の上昇速度のうち、前記電源装置が備える前記電源部の前記出力電力の実際の前記上昇速度を参照して、前記上昇変化性能を決定することができる。
Still another characteristic configuration of the power supply management system according to the present invention is that the management device increases the predetermined value to be instructed to the power supply unit as the rising change performance of the output power of the power supply unit included in the power supply unit becomes lower. It is at the point of deciding on a large value.
Here, the management device can refer to the actual increase rate of the output power of the power supply unit of the power supply device to determine the increase change performance.
Further, the management apparatus can determine the increase change performance by referring to the designed increase rate of the output power of the power supply unit provided in the power supply apparatus.
Furthermore, the management device selects the actual rate of increase of the output power of the power supply unit provided in the power supply device, and the design rate of increase of the output power of the power supply unit provided in the power supply device from the The rising change performance can be determined by referring to the actual rising speed of the output power of the power supply unit provided in the power supply device.
電源装置が設けられている施設において、電源装置の出力電力の目標出力値を、その電源装置の電源部が接続されるのと同じ電力線に接続される電力負荷装置の負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、負荷電力が実際の出力電力よりも大きくなる可能性がある。
ところが本特徴構成では、管理装置は、電源装置が備える電源部の出力電力の上昇変化性能が低いほど(例えば、出力電力の上昇速度が低いほど)、当該電源装置に指示する上記所定値を大きい値に決定することで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。
In a facility where a power supply is installed, the target output value of the output power of the power supply is set to a predetermined value higher than the load power of the power load device connected to the same power line to which the power supply section of the power supply is connected. If the increase in output power cannot follow the increase in load power, there is a possibility that the load power will become larger than the actual output power.
However, in this characteristic configuration, the management device increases the predetermined value to be instructed to the power supply unit as the output power rise change performance of the power supply unit included in the power supply unit is lower (for example, the output power rise rate is lower). By determining the value, it is possible to reduce the possibility that the actual output power will be smaller than the load power even if the rate of increase of the output power is slower than the rate of increase of the load power.
<第1実施形態>
図1は、燃料電池装置10及び電力負荷装置4が設けられる施設20と、管理装置30と、アグリゲーションコーディネーター40との関係を示した図である。図2は、施設20の構成例を示す図である。電源管理システムは、複数の施設20のそれぞれに設置されて電力を出力可能な燃料電池装置10と、複数の燃料電池装置10との間で施設20の外部の遠隔地から通信を行うことができる管理装置30とを備える。
燃料電池装置10は、本発明の「電源装置」に対応する。
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between a
The
管理装置30は、リソースアグリゲーター等とも呼ばれ、VPP(Virtual Power Plant)サービス契約を締結した施設20に対して需要家側エネルギーリソースとしての燃料電池装置10及び電力負荷装置4への制御情報を伝達することで、その需要家側エネルギーリソースの制御を行う事業者である。アグリゲーションコーディネーター40は、各管理装置30が制御する電力量を束ね、電気の取引市場等において一般送配電事業者や小売電気事業者と電力取引を行う事業者である。
The
管理装置30は、複数の施設20から、燃料電池装置10の出力電力、電力負荷装置4の負荷電力、施設20での受電点電力などの電力情報を逐次収集して記憶している。尚、本実施形態で「電力負荷装置4の負荷電力」と記載する場合、施設20に設けられている全ての電力負荷装置4の合計の負荷電力のことを意味する。また、施設20の受電点電力という場合、電力系統1から施設20への受電電力及び施設20から電力系統1への逆潮流電力の両方が含まれる。そして、管理装置30は、将来の所定の時間帯に各施設20から供出可能な電力を予測し、アグリゲーションコーディネーター40に伝達する。この供出可能電力は、施設20の受電点電力を上げる能力又は下げる能力といった調整余力である。尚、本実施形態において「受電点電力を上げる」という場合、電力系統1から電力線2への受電電力を増加させる、又は、電力線2から電力系統1への逆潮流電力を減少させることを意味し、「受電点電力を下げる」という場合、電力系統1から電力線2への受電電力を減少させる、又は、電力線2から電力系統1への逆潮流電力を増加させることを意味する。
The
例えば、施設20の受電点電力を上げるためには、燃料電池装置10の出力電力を下げること、及び、電力負荷装置4の負荷電力を上げることの少なくとも一方を行えばよいため、施設20の受電点電力を上げる場合の上げ側調整余力は、燃料電池装置10の出力電力を下げる余力がどの程度あるかを示し、電力負荷装置4の負荷電力を上げる余力がどの程度あるかを示す。また、施設20の受電点電力を下げるためには、燃料電池装置10の出力電力を上げること、及び、電力負荷装置4の負荷電力を下げることの少なくとも一方を行えばよいため、施設20の受電点電力を下げる場合の下げ側調整余力は、燃料電池装置10の出力電力を上げる余力がどの程度あるかを示し、電力負荷装置4の負荷電力を下げる余力がどの程度あるかを示す。
For example, in order to increase the receiving point power of the
また、管理装置30は、自身が管理する複数の施設20におけるベースライン受電点電力を決定する。このベースライン受電点電力は、各施設20から調整力等(即ち、送配電事業者に提供する調整力及び小売電気事業者等に提供する供給力等を含む)を供出させない場合に予測される、各施設20の受電点電力の合計に相当する。
Also, the
アグリゲーションコーディネーター40は、各管理装置30から受け取った供出可能電力を集計し、需給調整市場、卸電力市場、容量市場などの電力の取引市場への入札を行うなどして、一般送配電事業者や小売電気事業者と電力取引を行う。そして、アグリゲーションコーディネーター40は、取引を行った一般送配電事業者や小売電気事業者から、将来の所定の制御対象期間での調整力等の供出指令を受け取った場合、その供出指令で指定された調整力等を各管理装置30に対して分配して伝達する。
管理装置30は、アグリゲーションコーディネーター40から供出指令を受け取った場合、その供出指令で指定された調整力等を各施設20に対して分配して伝達する。その結果、各施設20では、将来の所定の制御対象期間において需要家側エネルギーリソースとしての燃料電池装置10及び電力負荷装置4の制御が行われることで、その制御が行われなかった場合と比較して、施設20の受電点電力が増減するという調整力等の供出が行われる。
When receiving a delivery command from the
施設20には、電源装置としての燃料電池装置10と、電力負荷装置4とが設けられている。更に、本実施形態では、施設20には、太陽光発電装置も設けられている。燃料電池装置10及び電力負荷装置4及び太陽光発電装置は、電力系統1に連系される電力線2に接続される。電力線2には、施設20の受電点電力を測定する電力メーター3が設置されている。
A
電力メーター3で測定された受電点電力に関する情報は、ゲートウェイ5及びルーター6を介して管理装置30に伝達される。例えば、受電点電力に関する情報は、10秒毎などの所定のタイミングで管理装置30に伝達される。
Information about the power at the receiving point measured by the
電力負荷装置4は、例えば照明装置、空調装置などの様々な装置であり、施設20に設置される燃料電池装置10及び電力系統1の少なくとも一方から電力供給を受けることができる。
The
燃料電池装置10は、電力系統1に接続される電力線2に接続される電源部としての燃料電池部12と、燃料電池部12の発電電力を所定の電圧、周波数、位相に変換して電力線2に供給する電力変換部11と、燃料電池部12及び電力変換部11の動作を制御する制御部としての燃料電池制御部13と、燃料電池装置10で取り扱われる情報を記憶する記憶部14とを備える。また、燃料電池装置10は、燃料電池部12の燃料ガスである水素を生成する燃料改質装置を備えていてもよい。
The
このように、電源管理システムで用いられる電源装置の機能を備え、電源部が燃料電池部12を備える燃料電池装置10を実現できる。
Thus, it is possible to realize the
燃料電池制御部13は、所定の上限出力電力と下限出力電力との間で、燃料電池装置10から電力線2への出力電力を調節できる。例えば、燃料電池制御部13は、燃料電池装置10の出力電力を上限出力電力に維持して連続運転させることができる。また、燃料電池制御部13は、燃料電池装置10の出力電力を、電力負荷装置4の負荷電力に追従させる運転を行わせることもできる。例えば、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力(即ち、電力系統1から供給される電力)がゼロ又はゼロに近い電力になるように燃料電池装置10の出力電力を調節することで、電力負荷装置4の負荷電力に追従させる運転を行わせることができる。
The fuel
燃料電池制御部13は、電力変換部11から電力線2に供給する出力電力についての情報及び電力測定部8での測定電力についての情報を有しているため、電力負荷装置4の負荷電力(=出力電力+測定電力)を導出できる。尚、電力測定部8での測定電力の符号がプラスの場合は負荷電力が燃料電池装置10の出力電力よりも大きい状態であることを意味し、電力測定部8での測定電力の符号がマイナスの場合は燃料電池装置10の出力電力が負荷電力よりも大きい状態であることを意味する。
Since the fuel
燃料電池装置10は、施設20の利用者が燃料電池装置10に対する指令を行う場合に操作するリモコン7と接続されている。そして、燃料電池装置10が有する出力電力についての情報及び負荷電力についての情報などは、リモコン7及びルーター6を介して管理装置30に伝達される。例えば、燃料電池装置10が有する出力電力についての情報及び負荷電力についての情報などは、1分毎などの所定のタイミングで管理装置30に伝達される。
The
次に、管理装置30及び燃料電池装置10の動作について説明する。
本実施形態では、電源管理システムは、複数の施設20のそれぞれに設置される燃料電池装置10と、複数の燃料電池装置10との間で施設20の外部の遠隔地から通信を行うことができる管理装置30とを備える。燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する出力電力の目標出力値を、電力線2に接続される電力負荷装置4の負荷電力よりも所定値だけ大きい値に設定するように構成されている。この所定値は、管理装置30が決定して、燃料電池装置10に指示する。
Next, operations of the
In this embodiment, the power supply management system can communicate between the
〔所定値の決定手法1A〕
管理装置30は、上述したように、複数の燃料電池装置10のそれぞれが有する電力負荷装置4の負荷電力についての情報を各燃料電池装置10から受信している。そして、管理装置30は、複数の燃料電池装置10のそれぞれについて、燃料電池装置10が備える燃料電池部12が接続されるのと同じ電力線2に接続される電力負荷装置4の過去の所定期間での負荷電力の最大値と最小値との間の差、即ち変動幅が大きいほど、当該燃料電池装置10に指示する上記所定値を大きい値に決定する。図3は負荷電力の最大値と最小値の間の差が大きい場合の例であり、図4は負荷電力の最大値と最小値の間の差が小さい場合の例である。
[Predetermined value determination method 1A]
As described above, the
図3に示す例では、管理装置30は、過去の所定期間での負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きい場合には、所定値αを+200Wという大きい値に決定している。そして、管理装置30は、決定した所定値α=+200Wを燃料電池装置10に指示する。その結果、その燃料電池装置10の燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+200Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-200Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が200Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図3に示すように実際の出力電力は、負荷電力よりも大きい状態で、負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 3, the
図4に示す例では、管理装置30は、過去の所定期間での負荷電力の最大値と最小値との間の差が小さい場合には、所定値αを+100Wという小さい値に決定している。そして、管理装置30は、決定した所定値α=+100Wを燃料電池装置10に指示する。その結果、その燃料電池装置10の燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+100Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-100Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が100Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図4に示すように実際の出力電力は、負荷電力よりも大きい状態で、負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 4, the
このように、燃料電池装置10が設けられている施設20において、燃料電池装置10の出力電力の目標出力値を、当該燃料電池装置10の燃料電池部12と同じ電力線2に接続される電力負荷装置4の負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、負荷電力が実際の出力電力よりも大きくなる可能性がある。ところがこの決定手法1Aでは、管理装置30は、負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きいほど、当該燃料電池装置10に指示する上記所定値を大きくする、即ち、目標出力値を大きくさせることで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。
Thus, in the
〔所定値の決定手法1B〕
管理装置30は、燃料電池装置10が備える燃料電池部12の出力電力の上昇変化性能が低いほど、当該燃料電池装置10に指示する上記所定値を大きい値に決定する。図5は出力電力の上昇変化性能が低い場合の例であり、図6は燃料電池部12の出力電力の上昇変化性能が高い場合の例である。
[Predetermined value determination method 1B]
The
例えば、管理装置30は、上述したように、複数の燃料電池装置10のそれぞれから、燃料電池部12の出力電力(即ち、電力変換部11の出力電力)についての情報を受信している。管理装置30は、複数の燃料電池装置10のそれぞれについて、燃料電池部12の出力電力の上昇速度を導出できる。その結果、管理装置30は、過去の所定期間での出力電力の上昇速度の平均値、最小値、最大値などを、出力電力の上昇変化性能に対応する値として決定できる。つまり、管理装置30は、燃料電池装置10が備える燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度(即ち、実際に測定された上昇速度)を参照して、上昇変化性能を決定する。そして、管理装置30は、その決定した出力電力の上昇変化性能に応じて、上記所定値を決定する。例えば、管理装置30は、出力電力の上昇速度が低い場合には上記所定値を大きな値に、出力電力の上昇速度が高い場合には上記所定値を小さな値に決定する。
For example, the
或いは、管理装置30は、複数の燃料電池装置10のそれぞれについて、燃料電池装置10が備える燃料電池部12の出力電力の設計上の上昇速度についての情報を記憶している。その結果、管理装置30は、その設計上の上昇速度を参照して、上昇変化性能を決定する。例えば、管理装置30は、設計上の出力電力の上昇速度が低い場合には上記所定値を大きな値に、設計上の出力電力の上昇速度が高い場合には上記所定値を小さな値に決定する。
Alternatively, the
また或いは、管理装置30は、燃料電池装置10が備える燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度、及び、燃料電池部12の出力電力の設計上の上昇速度のうち、燃料電池装置10が備える燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度を参照して、上昇変化性能を決定してもよい。つまり、管理装置30は、燃料電池装置10が備える燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度、及び、燃料電池部12の出力電力の設計上の上昇速度の両方を記憶している場合、それらのうち、燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度を参照して、上記所定値を決定できる。つまり、実際に測定された値を優先する。
Alternatively, the
図5に示す例では、管理装置30は、燃料電池装置10が備える燃料電池部12の出力電力の上昇速度が低い、即ち、出力電力の上昇変化性能が低いと判定して、所定値αを+200Wという大きい値に決定している。そして、管理装置30は、決定した所定値α=+200Wを燃料電池装置10に指示する。そして、燃料電池装置10の燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+200Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-200Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が200Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図5に示すように実際の出力電力が負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 5, the
図6に示す例では、管理装置30は、燃料電池部12の出力電力の上昇速度が高い、即ち、出力電力の上昇変化性能が高いと判定して、所定値αを+100Wという小さい値に決定している。そして、管理装置30は、決定した所定値α=+100Wを燃料電池装置10に指示する。そして、燃料電池装置10の燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+100Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-100Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が100Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図6に示すように実際の出力電力が負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 6, the
このように、燃料電池装置10が設けられている施設20において、燃料電池装置10の出力電力の目標出力値を、その燃料電池装置10の燃料電池部12と同じ電力線2に接続される電力負荷装置4の負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、実際の出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない可能性がある。ところがこの決定手法1Bでは、燃料電池部12の出力電力の上昇変化性能が低いほど(例えば、出力電力の上昇速度が低いほど)、当該燃料電池装置10に指示する上記所定値を大きい値に決定する、即ち、目標出力値を大きくさせることで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。
Thus, in the
以上のように、本実施形態において、燃料電池装置10が設けられている施設20では、電力負荷装置4の負荷電力が増加しても、その増加分が上記所定値以内であれば、燃料電池装置10の出力電力の方が負荷電力よりも大きくなる可能性が高くなる。従って、燃料電池装置10が設けられる施設20において、買電の発生をできるだけ抑制しながら、逆潮流電力を発生させることができる電源管理システムを提供できる。
As described above, in the
<第2実施形態>
第2実施形態は、電源装置としての燃料電池装置10が上記所定値を決定する点で上記実施形態と異なっている。以下に第2実施形態について説明するが上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Second embodiment>
The second embodiment differs from the above embodiment in that the
燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する出力電力の目標出力値を、電力線2に接続される電力負荷装置4の負荷電力よりも所定値だけ大きい値に設定するように構成されている。この所定値は適宜設定可能である。
The fuel
〔所定値の決定手法2A〕
燃料電池制御部13は、燃料電池部12が接続されるのと同じ電力線2に接続される電力負荷装置4の過去の所定期間での負荷電力の最大値と最小値との間の差、即ち変動幅が大きいほど所定値を大きい値に決定できる。図3は負荷電力の最大値と最小値の間の差が大きい場合の例であり、図4は負荷電力の最大値と最小値の間の差が小さい場合の例である。
[Predetermined value determination method 2A]
The fuel
図3に示す例では、燃料電池制御部13は、過去の所定期間での負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きい場合には、所定値αを+200Wという大きい値に設定している。そして、燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+200Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-200Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が200Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図3に示すように実際の出力電力が負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 3, the fuel
図4に示す例では、燃料電池制御部13は、過去の所定期間での負荷電力の最大値と最小値との間の差が小さい場合には、所定値αを+100Wという小さい値に設定している。そして、燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+100Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-100Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が100Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図4に示すように実際の出力電力が負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 4, the fuel
このように、単に、出力電力の目標出力値を負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、負荷電力が実際の出力電力よりも大きくなる可能性がある。ところがこの決定手法2Aでは、負荷電力の最大値と最小値との間の差が大きいほど上記所定値を大きくしておく、即ち、目標出力値を大きくしておくことで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。 In this way, if the increase in output power cannot follow the increase in load power simply by setting the target output value of the output power to be larger than the load power by a predetermined value, the load power will be larger than the actual output power. may become. However, in this determination method 2A, the larger the difference between the maximum value and the minimum value of the load power, the larger the predetermined value, that is, the larger the target output value. is slower than the load power rise rate, it is possible to reduce the possibility that the actual output power will be smaller than the load power.
〔所定値の決定手法2B〕
燃料電池制御部13は、燃料電池部12の出力電力の上昇変化性能が低いほど所定値を大きい値に決定する。図5は出力電力の上昇変化性能が低い場合の例であり、図6は出力電力の上昇変化性能が高い場合の例である。
[Predetermined value determination method 2B]
The fuel
例えば、燃料電池制御部13は、燃料電池部12の出力電力(即ち、電力変換部11の出力電力)の実際の上昇速度を測定し、記憶部14に記憶できる。その結果、燃料電池制御部13は、過去の所定期間での出力電力の上昇速度の平均値、最小値、最大値などを、出力電力の上昇変化性能に対応する値として決定できる。つまり、燃料電池制御部13は、燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度を参照して、上昇変化性能を決定する。そして、燃料電池制御部13、その決定した出力電力の上昇変化性能に応じて、上記所定値を決定する。例えば、燃料電池制御部13は、燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度が低い場合には上記所定値を大きな値に、燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度が高い場合には上記所定値を小さな値に決定する。
For example, the fuel
或いは、燃料電池制御部13は、燃料電池部12の出力電力の設計上の上昇速度についての情報を記憶している。その結果、燃料電池制御部13は、その設計上の上昇速度を参照して、上昇変化性能を決定する。例えば、燃料電池制御部13は、設計上の出力電力の上昇速度が低い場合には上記所定値を大きな値に、設計上の出力電力の上昇速度が高い場合には上記所定値を小さな値に決定する。
Alternatively, the fuel
また或いは、燃料電池制御部13は、燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度、及び、燃料電池部12の出力電力の設計上の上昇速度のうち、燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度を参照して、上昇変化性能を決定してもよい。つまり、燃料電池制御部13は、燃料電池装置10で測定された燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度、及び、燃料電池部12の出力電力の設計上の上昇速度の両方を記憶している場合、それらのうち、燃料電池部12の出力電力の実際の上昇速度を参照して、上記所定値を決定できる。つまり、実際に測定された値を優先する。
Alternatively, the fuel
図5に示す例では、燃料電池制御部13は、出力電力の実際の上昇速度が低い、即ち、出力電力の上昇変化性能が低いと判定して、所定値αを+200Wという大きい値に決定している。そして、燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+200Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-200Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が200Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図5に示すように実際の出力電力が負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 5, the fuel
図6に示す例では、燃料電池制御部13は、出力電力の上昇速度が高い、即ち、出力電力の上昇変化性能が高いと判定して、所定値αを+100Wという小さい値に決定している。そして、燃料電池制御部13は、燃料電池部12から電力線2に供給する(即ち、電力変換部11から電力線2に供給する)出力電力の目標出力値を、負荷電力よりも+100Wだけ大きい値に設定する。つまり、燃料電池制御部13は、電力測定部8で測定される電力が-100Wになるように、即ち、電力系統1への逆潮流電力が100Wになるように燃料電池装置10の出力電力を調節する。このような目標出力値が設定されることで、図6に示すように実際の出力電力が負荷電力に対して良好に追従しながら変化する。
In the example shown in FIG. 6, the fuel
このように、単に、出力電力の目標出力値を負荷電力よりも所定値だけ大きく設定しただけでは、出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない場合、実際の出力電力の増加が負荷電力の増加に追従できない可能性がある。ところがこの決定手法2Bでは、電源部の出力電力の上昇変化性能が低いほど(例えば、出力電力の上昇速度が低いほど)上記所定値を大きい値に決定することで、出力電力の上昇速度が負荷電力の上昇速度より遅くても、実際の出力電力が負荷電力よりも小さくなる可能性を低くできる。 In this way, if the increase in output power cannot follow the increase in load power simply by setting the target output value of the output power to be larger than the load power by a predetermined value, the actual increase in output power will be greater than the load power. It may not be able to keep up with the increase. However, in this determination method 2B, the lower the rising change performance of the output power of the power supply unit (for example, the lower the rising speed of the output power), the larger the predetermined value is set. Even if it is slower than the power increase speed, it is possible to reduce the possibility that the actual output power will be smaller than the load power.
以上のように、本実施形態の燃料電池装置10では、電力負荷装置4の負荷電力が増加しても、その増加分が上記所定値以内であれば、燃料電池装置10の出力電力の方が負荷電力よりも大きくなる可能性が高くなる。従って、買電の発生をできるだけ抑制しながら、逆潮流電力を発生させることができる燃料電池装置10を提供できる。
As described above, in the
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、本発明の電源装置及び電源管理システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、電源装置が備える電源部が燃料電池部12を備える例を説明したが、電源部は電力を出力できる他の装置であってもよい。例えば、電源部が、蓄電池などの充放電部を備える装置であってもよい。その場合、電源管理システムで用いられる電源装置の機能を備え、電源部が充放電部を備える充放電装置が実現される。
或いは、電源部は、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備える装置などであってもよい。
<Another embodiment>
<1>
In the above embodiment, the configuration of the power supply device and the power management system of the present invention has been described with specific examples, but the configuration can be changed as appropriate.
For example, in the above-described embodiment, the power supply unit included in the power supply device has the
Alternatively, the power supply may be a device or the like that includes an engine and a generator driven by the engine.
<2>
上記実施形態では、目標出力値を設定する場合の所定値αなどについて具体的な数値を例示して説明したが、それらの数値は例示目的で記載したものであり、適宜変更可能である。また、図3~図6に記載した負荷電力、目標出力値、実際の出力電力の推移は例示目的で記載したものであり、実際の数値とは異なる。
<2>
In the above-described embodiment, the specific numerical values of the predetermined value α used when setting the target output value are illustrated, but these numerical values are described for the purpose of illustration and can be changed as appropriate. Also, the changes in the load power, the target output value, and the actual output power shown in FIGS. 3 to 6 are shown for illustrative purposes, and differ from actual numerical values.
<3>
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
<3>
The configurations disclosed in the above embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments unless there is a contradiction, and the configurations disclosed in this specification The embodiments are exemplifications, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
本発明は、買電の発生をできるだけ抑制しながら、逆潮流電力を発生させることができる電源装置及び電源管理システムに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a power supply device and a power management system capable of generating reverse flow power while suppressing power purchases as much as possible.
1 電力系統
2 電力線
3 電力メーター
4 電力負荷装置
5 ゲートウェイ
6 ルーター
7 リモコン
8 電力測定部
10 燃料電池装置(電源装置)
11 電力変換部
12 燃料電池部(電源部)
13 燃料電池制御部(制御部)
14 記憶部
20 施設
30 管理装置
40 アグリゲーションコーディネーター
1
11
13 fuel cell control unit (control unit)
14
Claims (14)
前記制御部は、前記電源部から前記電力線に供給する出力電力の目標出力値を、前記電力線に接続される電力負荷装置の負荷電力よりも所定値だけ大きい値に設定するように構成されている電源装置。 A power supply device comprising: a power supply unit connected to a power line connected to a power system; and a control unit controlling the operation of the power supply unit,
The control unit is configured to set a target output value of output power supplied from the power supply unit to the power line to a value larger than load power of a power load device connected to the power line by a predetermined value. Power supply.
複数の前記電源装置との間で前記施設の外部の遠隔地から通信を行うことができ、前記所定値を決定して前記電源装置に指示する管理装置とを備える電源管理システム。 The power supply device according to any one of claims 1 to 3, which is installed in each of a plurality of facilities;
and a management device capable of communicating with the plurality of power supply devices from a remote location outside the facility, and determining the predetermined value and instructing the power supply devices.
The management device selects an actual rate of increase in the output power of the power supply unit provided in the power supply device and a designed rate of increase in the output power of the power supply unit provided in the power supply device. 12. The power management system according to claim 11, wherein the increase change performance is determined by referring to the actual increase speed of the output power of the provided power supply unit.
Priority Applications (1)
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