JP3923816B2 - Power generation system for distributed power supply - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散電源用発電システムにおける系統連系システムの構成に関する。より詳しくは、原動機・発電機・インバータを備える発電装置を、複数台連携運転させるための装置構成、及び、制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、原動機の運転による発電機の発電と、商用電力との系統連系においては、商用電力系統の電流値を、インバータにより検出し、商用電力と同期させるとともに、システムコントローラによるインバータ制御によって、発電電力の出力制御を行っている。また、以上の装置、即ち、原動機・発電機・インバータ・システムコントローラを一つの発電装置として、該発電装置を複数並設して、各発電装置からのインバータ出力を商用電力に並列入力するパッケージ型の分散電源用発電システムも公知となっている。このような構成のパッケージ型の分散電源用発電システムにおいては、各発電装置のシステムコントローラが、互いに連携して、各発電装置における出力制御、及び、発電装置の運転台数制御を行い、パッケージ型分散電源用発電システム全体としての出力制御が行なわれる。
【0003】
そして、該分散電源用発電システム全体としての出力制御は、複数ある発電装置の内、特定の一発電装置のシステムコントローラが、親機側装置として、他の発電装置(システムコントローラ)を統括的に制御している。また、この特定の一発電装置に備えるインバータが、商用電力系統の電流値を検出し、該検出結果に基づいて、親機側装置としてのシステムコントローラが、他の発電装置のシステムコントローラの出力制御を行う構成としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成においては、特定の一発電装置のインバータのみで商用電力系統の電流値の検出を行なっており、他の発電装置のインバータでは検出が行なわれていない。このことから、他の発電装置は、親機側装置として機能することができない。このため、特定の一発電装置は、常に運転して、商用電力系統の電流値の検出に基づく出力制御をしなければならず、他の発電装置との運転時間・発停回数の不均衡によるトラブルの発生、消耗品の短期間での消耗といった問題点がある。さらに、この特定の一発電装置をメンテナンスする際には、他の発電装置も休止しなければならず(他の発電装置では出力制御できないため)、メンテナンス時には、発電電力を供給することができないといった重大な問題があった。本発明は、以上の問題点に鑑み、複数の発電装置を複数並設して構成する分散電源用発電機システムにおいて、各発電装置に備えるインバータで、商用電力系統の電流値を検出可能とするための構成と、該装置構成による出力制御・発電装置運転台数制御を提案するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく、本発明は次のような手段を用いる。
請求項1においては、発電出力を商用電力と系統連系させる一又は複数のインバータ(8)と、発電機(7)と、インバータ(8)を連携制御するシステムコントローラ(5)とを備えた発電装置(2)を、複数並設して構成する分散電源用発電システム(1)であって、インバータ(8)からの送電線(9)と商用電源(40)線との接触点で、最も商用電源(40)側の接触点よりも上流側に、電流値検出器(11)を設け、該電流値検出器(11)とインバータ(8)の間を通信線(15)で接続し、該インバータ(8)と他のインバータ(8)は、他の信号線(13)で渡り配線することによって、前記各インバータ(8)で商用電力系統の電流値を検出可能に構成したものである。
【0006】
請求項2においては、前記発電装置(2)に備えるシステムコントローラ(5)は、他の発電装置(2)に備えるシステムコントローラ(5)と通信可能に構成し、任意の一のシステムコントローラ(5)が親機側装置として、他のシステムコントローラ(5)を連携制御するものである。
【0007】
請求項3においては、前記複数のインバータ(8)において、任意の一のインバータ(8)が親機側装置として、他のインバータ(8)を連携制御するものとし、該親機側装置として機能するインバータ(8)は、他のインバータ(8)から各発電装置(2)に要求される発電出力の情報を集積し、分散電源用発電システム(1)全体として要求される発電出力を算出し、前記親機側装置としてのシステムコントローラ(5)は、該算出結果に基づいて、発電装置(2)の運転台数を決定するものである。
【0008】
請求項4においては、前記親機側装置としてのシステムコントローラ(5)は、前記運転台数の決定において運転対象となる全ての発電装置(2)に対し、均等出力で運転させる制御を行なうものである。
【0009】
請求項5においては、前記親機側装置としてのシステムコントローラ(5)は、前記運転台数の決定において運転対象となる発電装置(2)に対し、特定の発電装置(2)を最高出力で運転させる制御を行なうものである。。
【0010】
請求項6においては、前記システムコントローラ(5)は、自己又は他の発電装置(2)の運転/休止状態を認識するとともに、インバータ(8)における親機側装置としての機能を、運転状態の発電装置(2)に備えるインバータ(8)に割り当てる制御を行うものである。
【0011】
請求項7においては、前記システムコントローラ(5)は、運転する発電装置(2)を所定時間毎に切替える制御を行うものである。
【0012】
請求項8においては、前記親機側装置としてのインバータ(8)は、分散電源用発電システム(1)の発電出力の逆潮流を防止するため、他のインバータ(8)と連携して出力制御を行うものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図1は分散電源用発電システムの全体構成を示す模式図、図2は発電装置の構成を示す図、図3はインバータの構成を示す図、図4は複数インバータ間の配線構成を示す図、図5はインバータ及びシステムコントローラによる制御構成を示すフローチャート図である。
【0014】
〔1−1:システム全体構成〕
まず、図1を用いて分散電源用発電システムの全体構成について説明する。分散電源用発電システム1は、複数の発電装置2・2・・・と、管理システム10により構成され、各装置間は、通信線3により、制御信号・各種データの通信を可能に構成している。ここで、本実施例では、通信線3の接続方式を、マルチドロップ方式の接続方式とすることで、発電装置2・2・・・の増設に対応しやすい構成としている。
【0015】
以上の構成の分散電源用発電システム1は、商用電源40と系統連系すべく、発電装置2の出力を、それぞれ送電線9に接続している。こうして、該送電線9に接続される負荷26・26・・・には、商用電力と発電電力が供給される。
【0016】
〔1−2:発電装置の構成〕
次に、図2において、発電装置2の構成について説明する。発電装置2は、原動機6、発電機7、インバータ8、システムコントローラ5より構成される。原動機6は、発電機7に接続され、該原動機6により発電機7が駆動される。また、原動機6は、制御線14を介して、原動機コントローラを含むシステムコントローラ5に接続され、該システムコントローラ5の指令に基づいて、原動機6の出力制御が行なわれるようになっている。尚、原動機6に、冷却水を導入し、該冷却水により原動機6に発生する熱量を外部に取り出す構成とすることも可能であり、この場合は、分散電源用発電システム1を、所謂コージェネレータとしての使用が可能となる。
【0017】
発電機7の出力側には、インバータ8が接続され、発電機7の交流出力が、直流に変換された後に、送電線(9)に入力されるようになっている。このインバータ8には、コントローラ23(図3)が配設されており、該コントローラ23により、交流電力の周波数の制御、発電機7からの入力電圧及び入力電流、出力電圧及び出力電流、さらに、インバータ8の積算電力量が認識される。尚、図2に示す構成では、一台の発電機7に対して、二台のインバータ8・8を接続し、個々のインバータ8・8により電力供給が行われるようになっている。このように、複数台のインバータ8・8より電力供給をする構成とすることにより、各インバータ8・8において独立した出力制御を行なうことが可能となり、負荷の変動に対してフレキシブルに対応できるようになっている。
【0018】
また、複数あるうちの一のシステムコントローラ5が、親機側装置として、他のシステムコントローラ5を統括的に制御し、自己又は他の発電装置2・2・・・の運転/休止の制御を行うものとしている。この親機側装置としての機能は、全てのシステムコントローラ5・5・・・に組み込まれているものであって、他のシステムコントローラ5が親機側装置として機能する場合は、当該親機側装置としてのシステムコントローラ5に追従し、一方、必要に応じて、自らが親機側装置として、他のシステムコントローラ5・5・・・を統括的に制御できるようになっている。このように、発電装置2・2・・・に備えるシステムコントローラ5・5・・・は、他の発電装置2・2・・・に備えるシステムコントローラ5・5・・・と通信(通信線3)される構成とし、任意の一のシステムコントローラ5が親機側装置として、他のシステムコントローラ5・5・・・を連携制御する。尚、本実施例では、通信線3の接続方式をマルチドロップ方式とすることで、発電装置2・2・・・の増設に対応しやすい構成としている。
【0019】
次に、図2における各種通信線について説明する。通信線3は、発電装置2に配設されるシステムコントローラ5に接続されている。この通信線3は、各発電装置2・2・・・に配設されるシステムコントローラ5・5・・・を接続し、各システムコントローラ5・5・・・間での制御情報を通信可能としている。
【0020】
通信線12は、発電装置2に配設されるインバータ8・8とシステムコントローラ5とを通信可能に接続している。該通信線12は、インバータ8とシステムコントローラ5との間での制御信号及びインバータ8の状態を示す信号を通信可能としている。
【0021】
通信線13は、発電装置2に配設されるインバータ8に接続されている。該通信線13は、他の発電装置2・2・・・に配設されるインバータ8・8・・・と通信可能に接続し、インバータ出力制御に係る制御情報を通信可能としている。
【0022】
信号線15は、発電装置2に配設されるインバータ8に接続されている。該信号線15は、他の発電装置2・2・・・に配設されるインバータ8・8・・・と接続することで、各インバータ8・8・・・で、商用電力系統の電流値が検出可能となっている。
【0023】
〔1−3:インバータの構成〕
次に、インバータ8の構成について、図3を用いて説明する。インバータ8には、コントローラ23、整流回路24、出力制御部25及び通信部21が設けられている。発電機7により発電された交流電力は、整流回路24を介して直流に変換され、該直流電力は出力制御部25に供給される。そして、出力制御部25において、供給された直流電力が交流電力に変換されて出力される。この出力制御部25には、コントローラ23が接続されており、該コントローラ23により、出力制御部25から出力する電力制御が行なわれる。またコントローラ23には、通信部21が接続されており、該通信部21に各通信線を接続することで、他の発電装置2・2・・・に備えるインバータ8・8・・・との通信、同一発電装置2内のシステムコントローラ5との通信、商用電力系統の電流値の検出が行なわれるようになっている。
【0024】
以下、通信部21と通信線について説明する。通信部21には、通信線12を接続するための入出力接続ポート22a・22aが設けられている。該入出力接続ポート22a・22aに通信線12を接続することで、同一発電装置2内に備える複数のインバータ8・8と、システムコントローラ5との通信を可能としている。
【0025】
また、通信部21には、通信線13を接続するための入出力接続ポート22b・22bが設けられている。該入出力接続ポート22b・22bに通信線13を接続することで、同一発電装置2内、又は他の発電装置2に備えるインバータ8・8同士の通信を可能としている。
【0026】
〔1−4:複数インバータ間の配線構成〕
次に、インバータ間の配線構成について、図4を用いて説明する。システムコントローラ5とインバータ8・8は、同一発電装置2内において、通信線12で通信可能に接続される。
【0027】
また、インバータ8・8・・・は、それぞれ通信線13で通信可能に接続される。これにより、各インバータ8・8・・・間での出力制御情報の通信が行なわれる。
【0028】
また、インバータ8・8・・・は、電流値検出器11と信号線15で接続され、各インバータ8・8・・・で商用電力系統の電流値を検出可能としている。これにより、全てのインバータ8・8・・・において、商用電力系統の電流値の検出が可能となる。
【0029】
ここで、電流値検出器11を、負荷26と商用電源40を接続する送電線9において、各発電装置1・1・・・のインバータ8・8・・・により電力を供給する経路の接続点より上流側(商用電源40側)に接続することにより、各インバータ8・8・・・での商用電力系統の電流値の検出を可能としている。尚、電流値検出器11としては、カレントトランス等を用いることができる。
【0030】
また、複数あるうちの一のインバータ8が、親機側装置として、他のインバータ8を統括的に制御し、自己又は他の発電出力の制御を行うものとしている。この親機側装置としての機能は、全てのインバータ8・8・・・に組み込まれているものであって、他のインバータ8が親機側装置として機能する場合は、当該親機側装置としてのインバータ8に追従し、一方、必要に応じて、自らが親機側装置として、他のインバータ8・8・・・を統括的に出力制御できるようになっている。
【0031】
また、以上の各通信線3・12・13について、本実施例では、接続方式をマルチドロップ方式とすることで、発電装置2・2・・・の増設に対応しやすい構成としている。
【0032】
〔2:インバータ及びシステムコントローラによる運転制御〕
次に、以上の構成における分散電源用発電システムの制御方法について説明する。本制御は、前記複数のインバータにおいて、任意の一のインバータが親機側装置として、他のインバータを連携制御するものとし、該親機側装置として機能するインバータは、他のインバータから各発電装置に要求される発電出力の情報を集積し、分散電源用発電システム全体として要求される発電出力を算出し、前記親機側装置としてのシステムコントローラは、該算出結果に基づいて、発電装置の運転台数を決定するものである。図5は、本制御をフローチャート500で示したものである。以下、該フローチャート500を参照しながら説明する。各インバータ8・8・・・は、商用電力系統の電流値を検出することにより、送電線9での商用電源40の商用供給電力R〔W〕を算出する(301)。各インバータ8・8・・・では、それぞれ出力電力a・b・c・・・〔W〕が算出される(302)。ここで、出力電力a・b・c・・・〔W〕は、各インバータ8・8・・・の実測の電力値である。これに対し、以下において、各インバータ8・8・・・の定格(最高)出力を、それぞれ、定格電力A・B・C・・・〔W〕とする。そして、複数ある内の任意の一のインバータ8が、親機側装置として(以下、「親機インバータ8」とする)他のインバータ8・8・・・より、出力電力a・b・c・・・のデータを集積し、実測値である出力電力a・b・c・・・の合計値t〔W〕を算出する(303)。また、この制御は各システムコントローラ5・5・・・が、それぞれの発電装置2内の各インバータ8・8・・・の出力電力a・b・c・・・のデータを集積する構成としてもよい。尚、該分散電源用発電システム1を、逆潮流無しの系統連系システムとして使用している場合においては、親機インバータ8は、分散電源用発電システムの発電出力の逆潮流を防止するため、他のインバータと連携して出力制御を行う、即ち、自己又は他のインバータの出力制御を行うことで、逆潮流が発生しないようになっている(304)。このステップの有無は、システムコントローラ5のプログラムにより、任意に設定可能としており、ユーザーの逆潮流有/無の要望に応じることができるようになっている。尚、逆潮流無の出力制御が行なわれた場合は、再び制御後の出力値の検出が行なわれる。
【0033】
次に、親機側装置としてのシステムコントローラ5(以下「親機システムコントローラ5」とする)が、親機インバータ8より、合計値t〔W〕を認識する(305)。また、この制御は親機システムコントローラ5が、各システムコントローラ5・5・・・のデータを集積し合計値t[W]を認識する構成としてもよい。そして、該合計値t〔W〕と、運転している発電装置2・2・・・における定格電力A・B・C・・・の合計値T〔W〕との一致の成否を確認する(306)。この確認により、分散電源用発電システム1全体として、最高のパフォーマンスが発揮されているか否か、即ち、運転中の発電装置2・2・・・が最高出力で運転されているか否かが確認される。そして、合計値t〔W〕が合計値T〔W〕と一致する場合は、稼動中の発電装置2・2・・・が最高出力で運転している、即ち、分散電源用発電システム1全体として、最高出力で稼動していると見なし、制御を終了させる。
【0034】
一方、合計値t〔W〕が合計値T〔W〕よりも小さい場合は、前記親機側装置としてのシステムコントローラが、前記運転台数の決定において運転対象となる発電装置を均等出力で運転させる制御(ルートR1)、または、特定の発電装置を最高出力で運転させる制御(ルートR2)、のいずれかの制御が行なわれる(307)。即ち、全ての発電装置2・2・・・を均等出力とする制御(ルートR1)、または、特定の発電装置2を最高出力で運転し、不足分を他の発電装置2の出力により補う制御(ルートR2)である。尚、いずれの制御が実行されるかは、ユーザーによって任意に設定可能である。
【0035】
この二つの内、まず、全ての発電装置2・2・・・にて均等出力とする場合において説明する。本制御は、全ての発電装置2・2・・・において、各インバータからの出力が均等になる様に、強制的にインバータの出力制御を行うものである。まず、均等出力で運転させる発電装置の台数(運転台数)の決定と、運転すべき発電装置の選定(運転対象の発電装置の選定)が行なわれる(308)。この決定及び選定は、各発電装置2・2・・・の運転累積時間を算出することで、「各発電装置2・2・・・の運転累積時間を均等とする」ことや、「メンテナンスのスケジュールにあわせて、メンテナンス時には休止させるようにする」こと等に基づいて行なわれる。このように、前記システムコントローラ5は、運転する発電装置1を所定時間毎に切替える制御を行うのである。
【0036】
また、この選定及び決定において、休止中の発電装置2・2・・・が存在している場合は、該休止中の発電装置2・2・・・を運転させるか否かも含めて、運転台数の決定及び選定が行なわれる。
【0037】
また、この決定及び選定の結果、場合によっては、運転中の発電装置が休止の対象として選定される、即ち、休止対象の発電装置の選定が行なわれる(309)。そして、休止対象の発電装置に備えるインバータが、親機として機能しているか否かを確認する(310)。該インバータが親機として機能している場合は、該インバータが、他のインバータであって、且つ、運転対象の発電装置に備えられているものに、当該親機としての機能の割り当てを実行する(311)。
【0038】
さらに、休止対象の発電装置に備えるシステムコントローラ5が、親機として機能しているか否かを確認する(312)。該システムコントローラ5が親機として機能している場合は、該システムコントローラ5が、他のシステムコントローラ5であって、運転対象の発電装置に備えられているものに、当該親機としての機能の割り当てを実行する(313)。以上のステップ309〜313については、親機として機能しているインバータ8及びシステムコントローラ5を備える発電装置2が、休止してしまうと、インバータ8及びシステムコントローラ5を統括的に制御する、即ち、親機として機能するものが休止してしまうため、発電装置2の休止に先立って、機能の割り当てを行うものである。即ち、任意の一のインバータ8が親機側装置として、他のインバータ8を連携制御するものとし、システムコントローラ5は、自己又は他の発電装置2・2・・・の運転/休止状態を認識するとともに、インバータ8における親機側装置としての機能を、運転状態の発電装置に備えるインバータに割り当てる制御を行うのである。
【0039】
そして、該決定及び選定に基づき、運転中の発電装置2の休止や、休止中の発電装置2の運転開始の制御が実行される(333)。
【0040】
次に、発電装置2・2・・・において、特定の発電装置2・2・・・を最高出力で運転させ、不足分を他の発電装置2の出力により補う制御を行なう場合について説明する。本制御は、特定の発電装置2・2・・・に強制的に最高出力運転を行わせ、他の特定の一の発電装置2においては、商用供給電力R〔W〕の変動に追従させるようにインバータの出力制御を行うものである。まず、最高出力で運転させる発電装置の台数(運転台数)の決定と、最高出力で運転させる発電装置、及び商用供給電力R〔W〕の変動に追従させる運転を行う発電装置の選定(運転対象の発電装置の選定)が行なわれる(320)。この決定及び選定は、各発電装置2・2・・・の運転累積時間を算出することで、「各発電装置2・2・・・の運転累積時間を均等とする」ことや、「メンテナンスのスケジュールにあわせて、メンテナンス時には休止させるようにする」ことに基づいて行なわれる。このように、前記システムコントローラ5は、所定時間毎に運転する発電装置2を切替える制御を行うのである。
【0041】
また、この選定及び決定において、休止中の発電装置2・2・・・が存在している場合は、該休止中の発電装置2・2・・・を運転させるか否かも含めて、運転台数の決定及び選定が行なわれる。さらに、この決定及び選定の結果、場合によっては、運転中の発電装置が休止の対象として選定される、即ち、休止対象の発電装置の選定が行なわれる(309)。これ以降のフロー(309〜333)については、上記均等出力制御で行うものと同一である。
【0042】
以上の流れにより、発電装置2・2・・・の運転/休止の切替が行なわれる。ここで、上記二つの制御(ルートR1・R2)についての特徴点について説明する。均等出力制御(ルートR1)では、全ての発電装置2・2・・・の運転時間が均等になり、特定の発電装置2・2・・・に過剰な運転・出力を強制することなく、分散電源用発電システム1全体としての寿命を延ばすことができる。
【0043】
一方、特定の発電装置2・2・・・を最高出力とする制御(ルートR2)では、特定の発電装置2は、最高出力で運転し、最高のパフォーマンスを発揮(高効率運転)させることができるとともに、稼動中の発電装置2・2・・・の中から休止させてもよい発電装置2・2・・・を発生させることもできる。例えば、発電装置2の最高出力が10〔kW〕であり、商用供給電力R〔W〕が40〔kW〕である場合において、5台の発電装置2・2・・・の出力が、それぞれ、8〔kW〕、7〔kW〕、9〔kW〕、8〔kW〕、8〔kW〕である場合に、4台の発電装置2・2・・・からの出力を最高出力10〔kW〕とし、4台の合計で40〔kW〕を補い、残りの一台は休止させる等である。尚、この制御においては、運転時間の履歴から、運転させる発電装置2・2・・・の選択を行うことで、発電装置2・2・・・の運転時間を均等とし、特定の発電装置2・2・・・において、運転の累積時間の偏りをなくして、分散電源用発電システム1全体としての寿命を延ばすこともできる。
【0044】
また、上記二つの制御(ルートR1・R2)に共通のものとして、インバータ8及びシステムコントローラ5の親機としての機能の割り当ての制御が行なわれている。この制御により、当該親機としてのインバータ8及びシステムコントローラ5が、休止対象となる場合においては、休止する前に、他のインバータ8及びシステムコントローラ5に振り替えられ、分散電源用発電システム1全体として必要とされる制御(統括的な制御)が維持される。こうして、系統連系させたまま、全発電装置2・2・・・を休止させずに、必要がある場合は、特定の発電装置2を休止させてのメンテナンスが可能となる。
【0045】
加えて、親機として機能するインバータ8においては、系統連系を行うべく、常に、商用電力系統の電流値を検出可能とすることが必要であるが、全ての発電装置に備えるインバータ8・8・・・は、前記電流値の検出が可能であるので、特定の発電装置2の休止にともない、該電流値が検出できなくなるという不具合が生じることもない。即ち、従来は、特定の一発電装置のインバータのみで商用電力系統の電流値の検出を行なっていたので、上述の制御のごとく、休止対象の発電装置2・2・・・を自由に選択することができなかったが、本構成であれば、全ての発電装置2・2・・・に備えるインバータ8・8・・・が親機として機能可能なので、休止対象の発電装置2・2・・・を自由に選択することができ、系統連系させたまま、全発電装置2・2・・・を休止させずに、特定の発電装置2を休止させてメンテナンスを行うことや、全ての発電装置2・2・・・における運転時間を均等にする制御を行なうことができる。
【0046】
尚、以上の制御においては、シーケンス制御としてのフローにより、システムコントローラ5が自動的に、発電装置2・2・・・の運転/停止を決定するものとしたが、ユーザーが任意に選択する発電装置2・2・・・を選択することもできる。例えば、図5におけるフローチャート500における307(制御方法の選定)において、ユーザーが停止を望む発電装置2を特定することにより、強制的に所望の発電装置2を停止させ、メンテナンスを行うことも可能である。
【0047】
【発明の効果】
本発明は以上のごとく構成したので、次のような効果を奏するのである。
すなわち、請求項1のごとく、発電出力を商用電力と系統連系させる一又は複数のインバータと、発電機と、インバータを連携制御するシステムコントローラとを備えた発電装置を、複数並設して構成する分散電源用発電システムであって、インバータからの送電線と商用電源線との接触点で、最も商用電源側の接触点よりも上流側に、電流値検出器を設け、該電流値検出器とインバータの間を通信線で接続し、該インバータと他のインバータは、他の信号線で渡り配線することによって、前記各インバータで商用電力系統の電流値を検出可能に構成したので、全ての発電装置に備えるインバータにおいて、商用電力系統の電流値の検出が可能であり、系統連系させたまま、全発電装置を休止させずに、特定の発電装置を休止させてメンテナンスを行うことや、各発電装置の運転の累積時間を均等にする制御を行うことができる。
【0048】
また、請求項2に記載のごとく、前記発電装置に備えるシステムコントローラは、他の発電装置に備えるシステムコントローラと通信可能に構成し、任意の一のシステムコントローラが親機側装置として、他のシステムコントローラを連携制御するので、系統連系させたまま、全発電装置を休止させずに、必要がある場合は、特定の発電装置を休止させてのメンテナンスが可能となる。
【0049】
また、請求項3に記載のごとく、前記複数のインバータにおいて、任意の一のインバータが親機側装置として、他のインバータを連携制御するものとし、該親機側装置として機能するインバータは、他のインバータから各発電装置に要求される発電出力の情報を集積し、分散電源用発電システム全体として要求される発電出力を算出し、前記親機側装置としてのシステムコントローラは、該算出結果に基づいて、発電装置の運転台数を決定するので、均等出力制御や、特定の発電装置を最高出力とする制御が可能となるとともに、各発電装置の運転の累積時間を均等にすることができる。
【0050】
また、請求項4に記載のごとく、前記親機側装置としてのシステムコントローラは、前記運転台数の決定において運転対象となる全ての発電装置に対し、均等出力で運転させるので、特定の発電装置に過剰な運転・出力を強制することがなく、分散電源用発電システム全体としての寿命を延ばすことができる。
【0051】
また、請求項5に記載のごとく、前記親機側装置としてのシステムコントローラは、前記運転台数の決定において運転対象となる発電装置に対し、特定の発電装置を最高出力で運転させるので、特定の発電装置は、最高出力で運転し、最高のパフォーマンスを発揮(高効率運転)させることができるとともに、稼動中の発電装置の中から休止してもよい発電装置を発生させることができる。
【0052】
また、請求項6に記載のごとく、前記システムコントローラは、自己又は他の発電装置の運転/休止状態を認識するとともに、インバータにおける親機側装置としての機能を、運転状態の発電装置に備えるインバータに割り当てる制御を行うので、運転を状態となる発電装置におけるインバータが親機として機能することになり、該インバータによって、他のインバータを統括的に制御することができる。
【0053】
また、請求項7に記載のごとく、前記システムコントローラは、運転する発電装置を所定時間毎に切替える制御を行うので、発電装置の運転時間を均等とし、特定の発電装置において、運転の累積時間の偏りをなくして、分散電源用発電システム全体としての寿命を延ばすこともできる。
【0054】
また、請求項8に記載のごとく、前記親機側装置としてのインバータは、分散電源用発電システムの発電出力の逆潮流を防止するため、他のインバータと連携して出力制御を行うので、自己又は他のインバータの出力制御を行い、逆潮流の発生の防止が可能となる。また、逆潮流に対する分散電源用発電システムの設定において、ユーザーは逆潮流の有無を任意に設定することもでき、このことで、ユーザーの逆潮流有/無の要望に応じることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 分散電源用発電システムの全体構成を示す模式図である。
【図2】 発電装置の構成を示す図である。
【図3】 インバータの構成を示す図である。
【図4】 複数インバータ間の配線構成を示す図である。
【図5】 インバータ及びシステムコントローラによる制御構成を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1 分散電源用発電システム
2 発電装置
5 システムコントローラ
8 インバータ
11 電流値検出器
15 通信線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a grid interconnection system in a distributed power generation system. More specifically, the present invention relates to a device configuration and a control method for operating a plurality of power generators including a prime mover, a generator, and an inverter in a coordinated manner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the grid connection between the generator by operating the prime mover and the commercial power, the current value of the commercial power system is detected by the inverter and synchronized with the commercial power, and the power is generated by the inverter control by the system controller. The power output is controlled. In addition, a package type in which the above-mentioned devices, that is, a prime mover, a generator, an inverter, and a system controller are used as one power generation device, a plurality of the power generation devices are arranged in parallel, and inverter outputs from the power generation devices are input in parallel to commercial power The power generation system for distributed power sources is also known. In the package type distributed power generation system having such a configuration, the system controllers of the respective power generation devices cooperate with each other to perform output control in each power generation device and control of the number of operating power generation devices. Output control of the power generation system as a whole is performed.
[0003]
The output control of the power generation system for the distributed power source as a whole is performed by the system controller of one specific power generation device out of a plurality of power generation devices, and the other power generation device (system controller) as the master device. I have control. Further, the inverter included in the specific one power generation device detects the current value of the commercial power system, and based on the detection result, the system controller as the parent device side device controls the output of the system controller of the other power generation device. It is set as the structure which performs.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, the current value of the commercial power system is detected only by the inverter of one specific power generation apparatus, and the detection is not performed by the inverters of other power generation apparatuses. For this reason, other power generation devices cannot function as a parent device side device. For this reason, one specific power generator must always operate and perform output control based on detection of the current value of the commercial power system, which is caused by an imbalance between the operation time and the number of start / stop times with other power generators. There are problems such as occurrence of troubles and short-term consumption of consumables. Furthermore, when maintaining this specific power generation device, the other power generation devices must also be stopped (because other power generation devices cannot perform output control), and the generated power cannot be supplied during maintenance. There was a serious problem. In view of the above problems, the present invention makes it possible to detect a current value of a commercial power system with an inverter included in each power generator in a distributed power generator system configured by arranging a plurality of power generators in parallel. Proposed, and output control / power generation device operation number control by the device configuration.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention uses the following means.
In
[0006]
The power generation device according to
[0007]
The plurality of inverters according to
[0008]
5. The system controller as the base unit side device according to claim 4 (5) Is all the power generators to be operated in determining the number of operating units (2) On the other hand, control is performed to operate with uniform output.
[0009]
6. The system controller according to
[0010]
The system controller according to claim 6. (5) The self or other power generator (2) Recognizes the operation / hibernation state of the inverter and (8) Function as the master unit side device in (2) Inverter to prepare for (8) The control assigned to is performed.
[0011]
The system controller according to claim 7. (5) The power generator to drive (2) Is controlled every predetermined time.
[0012]
The inverter as the base unit side device according to claim 8 (8) Power generation system for distributed power supply (1) Other inverters to prevent reverse power flow (8) To control output.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a power generation system for a distributed power source, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a power generation device, FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an inverter, and FIG. 4 is a diagram showing a wiring configuration between a plurality of inverters. FIG. 5 is a flowchart showing a control configuration by the inverter and the system controller.
[0014]
[1-1: Overall system configuration]
First, the overall configuration of the distributed power generation system will be described with reference to FIG. The
[0015]
In the distributed
[0016]
[1-2: Configuration of power generator]
Next, the configuration of the
[0017]
An
[0018]
Also, one of the plurality of
[0019]
Next, various communication lines in FIG. 2 will be described. The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
[1-3: Inverter configuration]
Next, the configuration of the
[0024]
Hereinafter, the
[0025]
The
[0026]
[1-4: Wiring configuration between multiple inverters]
Next, the wiring configuration between the inverters will be described with reference to FIG. The
[0027]
Further, the
[0028]
Further, the
[0029]
Here, in the
[0030]
In addition, one of the plurality of
[0031]
Further, in the present embodiment, the above-described
[0032]
[2: Operation control by inverter and system controller]
Next, a control method for the distributed power generation system having the above configuration will be described. In this control, in the plurality of inverters, any one inverter is used as a parent device side device, and other inverters are linked and controlled. The inverter functioning as the parent device side device is connected to each power generator from another inverter. The power generation output information required for the distributed power generation system as a whole is calculated and the power generation output required for the entire distributed power generation system is calculated, and the system controller as the base unit side device operates the power generation device based on the calculation result. The number is determined. FIG. 5 is a
[0033]
Next, the system controller 5 (hereinafter referred to as “parent
[0034]
On the other hand, when the total value t [W] is smaller than the total value T [W], the system controller as the parent device side device operates the power generation device to be operated with the equal output in the determination of the number of operating units. Either control (route R1) or control (route R2) for operating a specific power generator at the maximum output is performed (307). That is, control (route R1) that makes all the
[0035]
Of these two, first, a description will be given of a case where all
[0036]
In addition, in this selection and determination, when there are
[0037]
In addition, as a result of this determination and selection, in some cases, an operating power generation device is selected as a target for suspension, that is, a power generation device subject to suspension is selected (309). And it is confirmed whether the inverter with which the electric power generating apparatus of a pause object is functioning as a main | base station (310). When the inverter functions as a parent device, the inverter assigns the function as the parent device to another inverter that is included in the power generation device to be operated. (311).
[0038]
Furthermore, it is confirmed whether or not the
[0039]
Then, based on the determination and selection, control is performed to stop the
[0040]
Next, a description will be given of a case where the
[0041]
In addition, in this selection and determination, when there are
[0042]
With the above flow, switching between operation / pause of the
[0043]
On the other hand, in the control (route R2) in which the specific
[0044]
Further, as common to the above two controls (routes R1 and R2), control of function assignment as a parent unit of the
[0045]
In addition, in the
[0046]
In the above control, the
[0047]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, as in
[0048]
In addition, as described in
[0049]
Further, as described in
[0050]
Further, as described in claim 4, the system controller as the parent device side device causes all the power generation devices to be operated in the determination of the number of operating units to be operated with equal output. Excessive operation and output are not forced, and the life of the distributed power generation system as a whole can be extended.
[0051]
Further, as described in
[0052]
In addition, as described in claim 6, the system controller recognizes the operation / pause state of itself or another power generation device, and has an inverter function as a parent device side device in the inverter. Therefore, the inverter in the power generation device that is in a state of operation functions as a parent device, and the other inverters can be comprehensively controlled by the inverter.
[0053]
Further, as described in claim 7, since the system controller performs control to switch the power generating device to be operated every predetermined time, the operating time of the power generating device is made equal, and the cumulative time of operation in the specific power generating device is calculated. It is also possible to extend the life of the distributed power generation system as a whole by eliminating the bias.
[0054]
In addition, as described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a distributed power generation system.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power generation device.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an inverter.
FIG. 4 is a diagram showing a wiring configuration between a plurality of inverters.
FIG. 5 is a flowchart showing a control configuration by an inverter and a system controller.
[Explanation of symbols]
1 Power generation system for distributed power supply
2 Power generator
5 System controller
8 Inverter
11 Current detector
15 Communication line
Claims (8)
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