JP4085843B2

JP4085843B2 - Power supply system and method of operating power supply system

Info

Publication number: JP4085843B2
Application number: JP2003056119A
Authority: JP
Inventors: 和也澤村
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP2004266962A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型電源を用いた電力供給システムに関し、特に商用電源を併用して、安定した電力供給が図れるシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、分散型電源が注目を浴びている。この分散型電源としては、太陽電池システムや風力発電システムなど、自然エネルギーを利用した発電システムをはじめ、この他に、マイクロガスタービン（μＧＴ）やマイクロガスエンジン（μＧＥ）などを用いた小型発電システムや、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）や溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）などの燃料電池システム、それにレドックスフロー電池やナトリウム−硫黄電池、鉛蓄電池などを用いた電力貯蔵システムなどがある。
【０００３】
これらの分散型電源は、天候などの自然条件に左右されて、電力の安定供給が困難であったり、あるいはその電力供給能力及びその信頼性に限界があることから、一般に、電源の信頼性向上のために商用電源と併用されている。商用電源と併用される場合には、分散型電源の電力供給系統を商用電源の電力供給系統に接続して、分散型電源および商用電源の双方により連系して電力の供給を行う、いわゆる系統連系方式が採られていた。この系統連系方式は、分散型電源の供給電力が不足しても、その不足分を商用電源で自動的に賄うことができることから、電力の安定供給の点で優れている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−４６９２５号公報（第１−５頁、第１−３図）
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−３００１３３号公報（第１−５頁、第１−４図）
【０００６】
【特許文献３】
特開平１１−８９０９５号公報（第１−８頁、第１−１０図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような系統連系方式には、次のような問題があった。すなわち、分散型電源の電力供給系統と商用電源の電力供給系統とを相互に接続しているため、どちらか一方でメンテナンス作業等を行う場合に、作業員が感電しないように、双方の電源の間を切り離さなければならず、甚だ面倒であった。また、どちらか一方の電源で事故等の不具合が発生したときに、他方の電源に大きな影響を及ぼさないように回避するために、両者間に両者を自動的に分断する機構を設けなければならず、設定作業が非常に面倒である上、コストアップを招いた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、分散型電源と商用電源とを連系させずに、安定した電力供給が図れるような電力供給システム及びその運転方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明に係る電力供給システムにあっては、分散型電源から複数系統の負荷に対して夫々電力を供給する複数の電力供給系統と、前記電力供給系統のうちの少なくとも一部の系統に系統毎に設けられ、前記負荷に対して電力を供給する電源を前記分散型電源から商用電源に切り替える切替スイッチと、前記分散型電源の供給電力を計測する供給電力計測手段と、前記負荷の消費電力を計測する消費電力計測手段と、前記供給電力計測手段および前記消費電力計測手段の各計測結果に基づき、前記切替スイッチを切替制御する制御手段とを備えた電力供給システムであって、前記電力供給系統として、前記負荷に対して交流電力を供給する交流電力供給系統と、前記負荷に対して直流電力を供給する直流電力供給系統とを備え、前記交流電力供給系統と、前記直流電力供給系統との間にバイパス経路が設けられ、当該バイパス経路には、前記交流電力供給系統から前記直流電力供給系統へ向かう向きを順方向とする第１のダイオードが設けられているとともに、当該ダイオードと直列に第１の開閉スイッチが設けられ、前記直流電力供給系統には、前記第１のダイオードと突き合わされるように第２のダイオードが設けられるとともに、当該第２のダイオードと並列に第２の開閉スイッチが設けられていることを特徴とするたことを特徴とする。
【００１０】
このシステムにあっては、分散型電源から複数系統の負荷に対して電力を供給する複数の電力供給系統のうちの少なくとも一部の系統に、商用電源に切り替える切替スイッチを設け、この切替スイッチを、分散型電源の供給電力および負荷の消費電力の各計測結果に基づき切替制御することで、分散型電源で足りない電力については、商用電源から供給することができ、分散型電源の供給電力と負荷の消費電力とのバランスを確保することができる。つまり、安定した電力供給を行いつつ商用電源と分散型電源とを系統上分離することができ、これにより、従来、両者の連系により生じていた不具合を解消することができる。
【００１５】
また、かかる電力供給システムにあっては、前記第１および第２の開閉スイッチは、前記第１の開閉スイッチが閉じられるのに先立って前記第２の開閉スイッチが開かれ、前記第１の開閉スイッチが開かれた後に前記第２の開閉スイッチが閉じられるようにインターロック制御されるようにしても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る電力供給システムの実施の形態について、添付図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る電力供給システムの一実施形態を示したブロック構成図である。この電力供給システムは、自家発電電源である分散型電源２または商用電源１０から負荷系統Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対して電力を供給するシステムであり、負荷系統Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対してそれぞれ個別に分散型電源２から電力の供給をする電力供給系統４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ（本発明における電力供給系統に相当）と、これらの電力供給系統のうちの一部の系統４Ｂ、４Ｃ、４Ｄにそれぞれ系統毎に設けられ、各負荷系統Ｂ、Ｃ、Ｄに電力供給をする電源を分散型電源２から商用電源１０に切り替える切替スイッチ８Ｂ、８Ｃ、８Ｄと、これら各切替スイッチ８Ｂ、８Ｃ、８Ｄと商用電源１０とを結ぶ商用電力供給系統６Ｂ、６Ｃ、６Ｄと、負荷系統Ｅに対して商用電源１０から電力を供給する商用電力供給系統１２Ｅとを備えている。この他に、本システムは、制御部１４と、分散型電源２の供給電力を計測する供給電力計測部（電力計）Ｗａと、負荷系統Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの消費電力を計測する消費電力計測部（電力計）Ｗｂとを備えている。なお、負荷系統Ａは、分散型電源２からの電力供給のみを受けるようになっている。また、負荷系統Ｅは、商用電源１０からの電力供給のみを受けるようになっている。
【００１７】
各切替スイッチ８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、各々個別に独立して切り替えることができる。各切替スイッチ８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの切替は、制御部１４により各制御ライン７Ｂ、７Ｃ、７Ｄを介して行われる。
【００１８】
制御部１４は、供給電力計測部Ｗａおよび消費電力計測部Ｗｂから夫々計測データを取得して、その取得した計測データに基づき、各切替スイッチ８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを切替制御する。すなわち、制御部１４は、供給電力計測部Ｗａから取得した計測データ、即ち分散型電源２からの供給電力と、消費電力計測部Ｗｂから取得した計測データ、即ち分散型電源２に接続された負荷系統Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの消費電力とを比較し、負荷系統Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの消費電力が分散型電源２からの供給電力を上回るような場合に、切替スイッチ８Ｂ、８Ｃ、８Ｄのうちの少なくとも１つを分散型電源２側から商用電源１０側に切り替えて、負荷系統Ｂ、Ｃ、Ｄのうちの少なくとも１つに対して商用電源１０から電力供給を行うようにする。これによって、分散型電源２から電力供給を受ける負荷系統を減らして、分散型電源２の供給電力と負荷系統の消費電力とのバランスを確保し、分散型電源２の電力供給能力に見合った電力供給が行われるようにする。このため、従来のように、分散型電源２と商用電源１０とを連系させなくても、効率良く安定した電力供給を行うことができ、これにより、分散型電源２と商用電源１０との間の相互干渉を回避することができる。
【００１９】
図２は、本発明に係る電力供給システムのより具体的な実施形態の一例を示した構成図である。このシステムは、分散型電源として、小型発電システム２０、２２と、燃料電池システム２４と、電力貯蔵システム２６と、太陽光発電システム２８と、風力発電システム３０とを備えている。
【００２０】
小型発電システム２０、２２は、マイクロガスタービン（μＧＴ）やマイクロガスエンジン（μＧＥ）等により燃料を燃焼してガスを生成して発電するシステムである。本実施形態では、小型発電システム２０、２２により交流電力が生成される。ここで生成された交流電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ・ＤＣ／ＡＣコンバータ３２、３４によりそれぞれ一旦直流電力に変換された後、再び交流電力に再変換されて交流電力供給ライン４６に供給される。
【００２１】
また、燃料電池システム２４は、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）や溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）などの燃料電池により電力を生成するシステムであり、本実施形態では、燃料電池システム２４により直流電力が生成される。生成された直流電力は、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６により交流電力に変換されて交流電力供給系統４６に供給される。
【００２２】
また、電力貯蔵システム２６は、レドックスフロー電池（ＲＦ）やナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ）、鉛蓄電池など、電力の貯蔵可能な手段を備えたシステムであり、電力消費量の少ない夜間等に商用電源１０から商用電力供給系統３７を介して安価な電力を取得して貯蔵して、電力消費量の大きい昼間等に、貯蔵した電力を放出する。電力は、直流電力として２つの系統２６ａ、２６ｂを通じて放出され、一方の系統２６ａでは、放出された直流電力がＤＣ／ＡＣコンバータ３８により交流電力に変換されて交流電力供給系統４６に供給される。他方の系統２６ｂでは、放出された直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介してそのまま直流電力として直流電力供給系統４８に供給される。また、電力貯蔵システム２６に電力を貯蔵するための商用電力供給系統３７には、タイマー制御により開閉動作する開閉スイッチＭＣ２が設けられ、昼間時等の電力放出時には開閉スイッチＭＣ２が開かれて電力貯蔵システム２６への電力供給を確実に遮断する。一方、夜間時等の電力貯蔵時には開閉スイッチＭＣ２が閉じて電力貯蔵システム２６へ電力供給が行われる。
【００２３】
これら小型発電システム２０、２２、燃料電池システム２４および電力貯蔵システム２６の電力供給側には、これらのシステムから供給される交流電力を計測するための供給電力計測部Ｗ２が設けられている。
【００２４】
太陽光発電システム２８は、太陽光のエネルギーにより電力を生成するシステムであり、本実施形態では、太陽光発電システム２８により直流電力が生成され、生成された直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を介して直流電力供給系統４８に供給される。また、風力発電システム３０は、風力により電力を生成するシステムであり、本実施形態では、風力発電システム３０により直流電力が生成され、生成された直流電力はＤＣ／ＤＣコンバータ４４を介して直流電力供給系統４８に供給される。
【００２５】
これら太陽光発電システム２８、風力発電システム３０および電力貯蔵システム２６の電力供給側には、これらのシステムから供給される直流電力を計測するための供給電力計測部Ｗ４が設けられている。
【００２６】
一方、本システムの負荷としては、一般負荷（３φ：三相）５０、５２と、余剰発電負荷（３φ）５４と、防災負荷（３φ）５６と、無停電負荷（３φ、１φ）５８、６０と、無停電照明６２と、防災照明６４と、余剰発電照明６６と、その他負荷６８とがある。一般負荷５０、５２、余剰発電負荷５４、防災負荷５６および無停電負荷５８、６０は交流負荷であり、無停電照明６２、防災照明６４、余剰発電照明６６及びその他負荷６８は直流負荷である。
【００２７】
一般負荷５０、５２は、例えば室内設置される電気機器など、重要度のあまり高くない負荷であり、その電力供給は、分散型電源２０、２２、２４、２６からではなく、商用電源１０から商用電力供給系統１９を介して受けるようになっている。
【００２８】
一方、防災負荷５６は、例えば、スプリンクラーや排煙装置をはじめとする消防設備などといった、停電時や災害時等の非常時に電力供給が必要な重要度の高い負荷である。このため、防災負荷５６は、停電のおそれがある商用電源１０からではなく、分散型電源２０、２２、２４、２６から交流電力供給系統４６を介して電力供給を受けるようになっている。
【００２９】
また、余剰発電負荷５４は、停電時や災害時等の非常時以外の通常時に、防災負荷５６に代わって、分散型電源２０、２２、２４、２６からの供給電力を消費するための負荷である。すなわち、防災負荷５６は、非常時のみしかほとんど作動せず、通常時は停止状態か或いは待機状態であることから、あまり多くの電力供給は必要ない。そこで、通常時に防災負荷５６に代わって電力を消費する負荷が必要となるのである。この余剰発電負荷５４としては、例えば、ビル内の空調設備やエレベータ設備、給排水設備等を割り当てることができる。もちろん、この他の負荷を余剰発電負荷５４として割り当てても構わない。
【００３０】
また、無停電負荷５８、６０は、例えばサーバ等のコンピュータシステムなど、停電等により電力供給が停止しては困るような負荷などであり、非常に重要度が高い負荷であることから、防災負荷５６と同様、その電力供給は、商用電源１０からではなく、交流電力供給系統４６を介して受けるようになっている。なお、無停電負荷（１φ）６０には、交流電力供給系統４６から相変換器７０を介して交流電力を三相から単相に変換し、必要に応じて電圧も変換して供給される。
【００３１】
防災負荷５６および余剰発電負荷５４と、無停電負荷５８、６０とは、交流電力供給系統４６からそれぞれ別々の系統４６ａ、４６ｂを通じて電力供給がなされる。各系統４６ａ、４６ｂには、夫々切替スイッチＭＣ６、ＭＣ７が設けられ、分散型電源２０、２２、２４、２６が故障等により電力供給不能に陥ったときに自動的にかつ無瞬低で商用電源１０側に切り替えて、商用電力供給系統７２を通じて各負荷５４、５６、５８、６０にそれぞれ電力を供給するようになっている。また、防災負荷５６および余剰発電負荷５４が接続された系統４６ａには、これらの負荷５６、５４における消費電力を計測するための消費電力計測部Ｗ１が設けられている。
【００３２】
一方、無停電照明６２は、例えば、防災センターの照明など、停電や災害時等の非常時においても電力供給が停止してはならない照明のことであり、分散型電源２６、２８、３０の直流側から直流電力供給系統４８を通じて電力供給を受けるようになっている。また、無停電照明６２は、後に詳しく説明するように、交流側の分散型電源２０、２２、２４や商用電源１０から交流電力供給系統４６、７２及びバイパス経路７４を通じて電力供給を受けることもできる。
【００３３】
また、防災照明６４は、例えば非常灯など、非常時に点灯する照明であり、直流電力供給系統４８から電力供給を受ける。
また、余剰発電照明６６は、前述した余剰発電負荷５４と同様、停電時や災害時等の非常時以外の通常時において、防災照明６４に代わって、分散型電源２６、２８、３０の直流側から供給される電力を消費する負荷であり、例えば、室内照明等の各種照明が割り当てられる。この他に、余剰発電照明６６は、後に詳しく説明するように、交流側の分散型電源２０、２２、２４や商用電源１０から交流電力供給系統４６、７２及びバイパス経路７４を通じて電力供給を受けることもできる。
【００３４】
他方、その他負荷６８としては、例えば、モニュメントを動かす駆動モータなど、重要度が非常に低い負荷などであり、本実施形態では、前述した無停電照明６２や防災照明６４、余剰発電照明６６とは別の系統に接続され、当該系統に設けられた開閉スイッチＭＣ８により分散型電源２６、２８、３０から直流電力供給系統４９を通じて必要に応じて適宜電力供給を受けるようになっている。
【００３５】
本実施形態では、余剰発電負荷５４が複数（×ｎ）の電力供給系統に分散されて接続されていて、各系統毎にそれぞれ切替スイッチＭＣ１が設けられ、電力を供給する電源を分散型電源および商用電源のどちらか一方に択一的に切り替えられるようになっている。各切替スイッチＭＣ１の切替は、図示しない制御部により行われている。制御部は、供給電力計測部Ｗ２および消費電力計測部Ｗ１から夫々計測データを取得して、これらの計測データに基づき、防災負荷５６および余剰発電負荷５４の消費電力が、分散型電源２０、２２、２４、２６からの供給電力を上回らないように切替スイッチＭＣ１を１箇所または複数箇所にわたり適宜商用電源１０側に切り替えて商用電源から電力を供給するようにして調節する。つまり、分散型電源２０、２２、２４、２６から電力供給を受ける負荷の数を調節して、分散型電源２０、２２、２４、２６からの供給電力と、当該電源から電力供給を受ける負荷における消費電力とのバランスを図る。
【００３６】
また、余剰発電照明６６についても余剰発電負荷５４と同様、余剰発電照明６６が複数（×ｎ）の電力供給系統に分散されて接続されていて、各系統毎にそれぞれ切替スイッチＭＣ５が設けられ、電力を供給する電源を分散型電源２６、２８、３０（後述する開閉スイッチＭＣ３が閉じたときには、交流側の分散型電源２０、２２、２４も含む）および商用電源１０のどちらか一方に択一的に切り替えられるようになっている。各切替スイッチＭＣ５の切替は、図示しない制御部により行われ、制御部は、供給電力計測部Ｗ４および消費電力計測部Ｗ２から夫々計測データを取得して、これらの計測データに基づき、防災照明６４および余剰発電照明６６の消費電力が、分散型電源２６、２８、３０（後述する開閉スイッチＭＣ３が閉じたときには、交流側の分散型電源２０、２２、２４も含む）からの供給電力を上回らないように切替スイッチＭＣ５を１箇所または複数箇所にわたり適宜商用電源１０側に切り替えて商用電源１０から商用電力供給系統８０を介して電力を供給するようにして調節する。つまり、分散型電源２０、２２、２４、２６、２８、３０から電力供給を受ける負荷の数を調節して、分散型電源２０、２２、２４、２６、２８、３０からの供給電力と、当該電源から電力供給を受ける負荷における消費電力とのバランスを図る。
【００３７】
これによって、分散型電源２０、２２、２４、２６、２８、３０と商用電源１０とを系統上分離して非連系にすることができ、このことから、従来、両者を連系させることにより生じていた相互干渉等の不具合を解消することができる。
【００３８】
さらに本システムでは、夜間等に電力貯蔵システム２６や太陽発電システム２８からの電力供給が途絶え、直流負荷６２、６４、６６への電力供給が不足することから、その不足分を交流電力で補うべく、交流電力供給系統４６と直流電力供給系統４８との間にバイパス経路７４が設けられている。このバイパス経路７４には、交流電力供給系統４６から直流電力供給系統４８へ向かう向きを順方向とするダイオードＤ１（本発明における第１のダイオードに相当）が設けられているとともに、当該ダイオードＤ１と直列に開閉スイッチＭＣ３（本発明における第１の開閉スイッチに相当）が設けられている。ダイオードＤ１は、交流電力供給系統４６からの交流電力を直流電力に変換する役割を果たす。
【００３９】
また、直流電力供給系統４８には、当該直流電力系統４８とバイパス経路７４との接続点から分散型電源３０側に開閉スイッチＭＣ４（本発明における第２の開閉スイッチに相当）が設けられているとともに、この開閉スイッチＭＣ４に対して並列に、分散型電源３０側から直流負荷６２、６４、６６へ向かう向きを順方向とするダイオードＤ２（本発明における第２のダイオードに相当）が設けられている。ダイオードＤ２は、ダイオードＤ１と突き合わされるように接続されている。開閉スイッチＭＣ４は、交流電力供給系統４６から直流電力供給系統４８へと電力供給を行う際に開かれる。これにより、ダイオードＤ２を経由して分散型電源３０側から直流負荷６２、６４、６６に対して電力供給が行われるとともに、交流電力供給系統４６側から分散型電源３０側への電圧の印加や交流成分の流入を防止する。
【００４０】
さらに開閉スイッチＭＣ３と開閉スイッチＭＣ４とは、相互にインターロックを取りながら開閉されるようになっている。すなわち、開閉スイッチＭＣ３が閉じられるときには、当該開閉スイッチＭＣ３に先立って開閉スイッチＭＣ４が開かれるとともに、開閉スイッチＭＣ３が開かれるときには、当該開閉スイッチＭＣ３が開かれた後、開閉スイッチＭＣ４が閉じられるようにインターロック制御される。これによって、交流電力供給系統４６から直流電力供給系統４８へと電力供給を開始および取り止める際に、交流電力供給系統４６側から分散型電源３０側への電圧の印加や交流成分の流入を確実に防止することができる。
【００４１】
なお、開閉スイッチＭＣ３が閉じられるのに先立って開閉スイッチＭＣ４が開かれるとき、および開閉スイッチＭＣ３が開かれた後に開閉スイッチＭＣ４が閉じられるとき、２つの開閉スイッチＭＣ３、ＭＣ４が共に開かれる状況が一時的に起こるが、このとき、開閉スイッチＭＣ４に対して並列にダイオードＤ２が設けられているため、当該ダイオードＤ２を経由して分散型電源２６、２８、３０側から直流負荷６２、６４、６６へと電力供給がなされ、これにより、スイッチ切換時に瞬間的な停電が発生するのを防止することができる。
【００４２】
なお、切替スイッチＭＣ１、ＭＣ５、ＭＣ６、ＭＣ７および開閉スイッチＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＣ８は、例えば電磁接触器等により構成する。
【００４３】
図３は、このような電力供給システムの昼間の動作状況を示す。同図に示すように、昼間は、電力需要が多いため、全ての分散型電源、即ち小型発電システム２０、２２、燃料電池システム２４、電力貯蔵システム２６、太陽発電システム２８および風力発電システム３０が稼働して、負荷５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８に対して電力供給を行う。また、小型発電システム２０、２２および燃料電池システム２４から発生した排熱は、コージェネレーションシステムなどにより有効利用が図られる。交流電力供給系統４６と直流電力供給系統４８とを結ぶバイパス経路７４は、開閉スイッチＭＣ３が開放され、交流電力供給系統４６から直流負荷６２、６４、６６への電力供給は行われない。
【００４４】
また、切替スイッチＭＣ１およびＭＣ５は、各余剰発電負荷５４または各余剰発電照明６６で消費される電力に応じて分散型電源２０、２２、２４、２６、２８、３０側と商用電源１０側との間で適宜切替制御される。
また、切替スイッチＭＣ６、ＭＣ７は、分散型電源２０、２２、２４、２６が故障等により電力供給が滞ったときに商用電源１０側に自動的に切り替わって、負荷５４、５６、５８、６０に対して瞬低なく電力供給を行う。
【００４５】
図４は、この電力供給システムの夜間の動作状況を説明したものである。同図に示すように、夜間は、電力需要が昼間に比べて少ないことから、小型発電システム２０、２２の稼働が停止されるとともに、電力貯蔵システム２６は、商用電源１０から安価な深夜電力を取得して貯蔵すべく電力貯蔵モードとなり、電力貯蔵システム２６からの電力供給も途絶える。また、太陽光発電システム２８も停止して、燃料電池システム２４と風力発電システム３０のみにより電力供給を行う。なお、燃料電池システム２４については、昼間に比べてその出力が例えば６０％減等といった具合に抑えられたベースロード運転状態で稼働される。
【００４６】
また、風力発電システム３０は、その発電量が天候等の自然条件により左右され、電力供給が不足気味になることから、開閉スイッチＭＣ３を閉じてバイパス経路７４を経由して、交流電力供給系統４６から直流負荷６２、６４、６６に対して電力供給を行う。この際に、開閉スイッチＭＣ４を開いてダイオードＤ２により、交流電力供給系統４６側から分散型電源３０側へと電圧の印加や交流成分の流入を防止する。
【００４７】
なお、ここでも、交流側の分散型電源２０、２２、２４、２６または直流側の分散型電源２６、２８、３０の供給電力が、交流負荷５４、５６、５８、６０または直流負荷６２、６４、６６の消費電力を上回らないようにするために、切替スイッチＭＣ１、ＭＣ５を適宜、商用電源１０側に切り替えて、負荷に対して商用電源１０側から電力供給を行うようにする。
【００４８】
図５は、この電力供給システムの１日の動作状況の一例をまとめたものである。また、図６は、図５の動作状況の一例に応じた消費電力および供給電力の内訳の１日の変化を示したものである。なお、ここで、負荷▲１▼は一般負荷５０、５２、負荷▲２▼は余剰発電負荷５４及び防災負荷５６、負荷▲３▼は無停電負荷５８、６０、負荷▲４▼は無停電照明６２、防災照明６４、余剰発電照明６６、負荷▲５▼はその他照明６８である。同図に示すように、「７：００〜１２：００」の間は、昼間モードとなり、図３に示すように、小型発電システム２０、２２（マイクロガスタービンμＧＴ▲１▼、▲２▼）、燃料電池システム２４（リン酸型燃料電池：ＰＡＦＣ）および電力貯蔵システム２６（鉛蓄電池）、太陽光発電システム２８、風力発電システム３０が全て稼働する。余剰発電負荷５４および余剰発電照明６６の一部は、場合により商用電源１０からの電力供給となる。その他負荷６８は、太陽光発電システム２８および風力発電システム３０の双方から電力供給が行われない場合には、その稼働を停止する。
【００４９】
「１２：００〜１３：００」の間は、昼休みとなるため、小型発電システム（μＧＴ▲２▼）２２の稼働を停止して分散型電源全体の発電能力を抑える。昼休みが終わった後、「１３：００〜１７：００」の間は、再び小型発電システム（μＧＴ▲２▼）２２が稼働する。「１７：００〜２１：００」の間は、再び小型発電システム（μＧＴ▲２▼）２２の稼働を停止して分散型電源全体の発電能力を抑える。さらに「２１：００〜２２：５９」の間は、小型発電システム（μＧＴ▲１▼）２０の稼働も停止し、分散型電源全体の発電能力がさらに抑えられる。
【００５０】
そして、「２３：００」になると、夜間モードとなり、さらに燃料電池システム２４（リン酸型燃料電池：ＰＡＦＣ）の発電能力を１００％から４０％へとダウンさせて、発電能力をさらに抑える。また、図４にも示したように、開閉スイッチＭＣ３が閉じられ、バイパス経路が導通されるとともに、開閉スイッチＭＣ４が開かれ、ダイオードＤ１、Ｄ２が両方ともオンし、交流側電源と直流側電源とが結合して、交流電力供給系統から直流電力供給系統へも電力供給がなされる。この夜間モードは、翌朝「７：００」まで継続される。
【００５１】
なお、本システムにおいては、燃料電池システム２４は、無停電負荷５８、６０および無停電照明６２の電力消費量により適宜選定すると良い。また、電力貯蔵システム２６は、防災負荷５６、無停電負荷５８、６０、無停電照明６２、防災照明６４の電力消費量により適宜選定すると良い。また、小型発電システム２０、２２は、排熱利用設備容量により適宜選定すると良い。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、分散型電源から負荷に電力を供給する複数の電力供給系統のうちの少なくとも一部の系統に切替スイッチを設け、分散型電源の供給電力及び負荷の消費電力の計測結果に基づき、この切替スイッチを分散型電源側から商用電源側に切り替えるから、分散型電源の電力供給能力に見合った電力を負荷に供給することができ、これにより商用電源と分散型電源とを連系しなくても、安定した電力供給が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力供給システムの一実施形態を示したブロック構成図である。
【図２】本発明に係る電力供給システムの他の実施形態を示したブロック構成図である。
【図３】図２に示す電力供給システムの昼間の動作状況の一例を説明する説明図である。
【図４】図２に示す電力供給システムの夜間の動作状況の一例を説明する説明図である。
【図５】本実施形態に係る電力供給システムの動作状況の一例を示した表である。
【図６】図５の動作状況に応じた各負荷の消費電力と各電源の供給電力の内訳の１日の変化を示す。
【符号の説明】
２分散型電源
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ電力供給系統
６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ電力供給系統
８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ切替スイッチ
１０商用電源
１２Ｅ電力供給系統
１４制御部
２０、２２小型発電システム
２４燃料電池システム
２６電力貯蔵システム
２８太陽発電システム
３０風力発電システム
４６交流電力供給系統
４８直流電力供給系統
５０、５２一般負荷
５４余剰発電負荷
５６防災負荷
５８、６０無停電負荷
６２無停電照明
６４防災照明
６６余剰発電照明
７４バイパス経路
ＭＣ１、ＭＣ５切替スイッチ
ＭＣ３、ＭＣ４開閉スイッチ
Ｄ１、Ｄ２ダイオード
Ｗａ、Ｗ２、Ｗ４供給電力計測部
Ｗｂ、Ｗ１、Ｗ３消費電力計測部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply system using a distributed power source, and more particularly to a system that can achieve stable power supply using a commercial power source together.
[0002]
[Prior art]
In recent years, distributed power sources have attracted attention. In addition to power generation systems that use natural energy, such as solar cell systems and wind power generation systems, other distributed power sources include small power generation systems that use micro gas turbines (μGT), micro gas engines (μGE), etc. In addition, there are fuel cell systems such as a phosphoric acid fuel cell (PAFC) and a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a power storage system using a redox flow battery, a sodium-sulfur battery, a lead storage battery, and the like.
[0003]
These distributed power supplies generally depend on natural conditions such as the weather, and it is difficult to stably supply power, or the power supply capacity and reliability are limited. For use with commercial power. When used in combination with a commercial power supply, a power supply system of a distributed power supply is connected to the power supply system of the commercial power supply, and the so-called system is connected to supply power by both the distributed power supply and the commercial power supply. A connection system was adopted. This grid connection method is excellent in terms of stable power supply because even if the power supply of the distributed power supply is insufficient, the shortage can be automatically covered by the commercial power supply.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-46925 (page 1-5, FIG. 1-3)
[0005]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-300133 (page 1-5, FIG. 1-4)
[0006]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-89095 (page 1-8, FIG. 1-10)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a grid connection method has the following problems. In other words, the power supply system of the distributed power supply and the power supply system of the commercial power supply are connected to each other. Therefore, when performing maintenance work or the like on either side, I had to separate them, and it was very troublesome. In addition, when a malfunction such as an accident occurs in one of the power supplies, a mechanism that automatically divides the two must be provided between the two so that the other power supply is not greatly affected. In addition, the setting work is very troublesome and the cost is increased.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply system that can achieve stable power supply without connecting a distributed power source and a commercial power source. And its operation method Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the power supply system according to the present invention includes a plurality of power supply systems that respectively supply power to a plurality of loads from a distributed power source, and the power supply system. A switch for switching the power source for supplying power to the load from the distributed power source to a commercial power source, and supply power measurement for measuring the power supplied to the distributed power source. Means, power consumption measuring means for measuring the power consumption of the load, and control means for switching and controlling the changeover switch based on the measurement results of the power supply measuring means and the power consumption measuring means. Power A power supply system, The power supply system includes: an AC power supply system that supplies AC power to the load; and a DC power supply system that supplies DC power to the load, the AC power supply system, and the DC power A bypass path is provided between the supply system, and a first diode having a forward direction from the AC power supply system to the DC power supply system is provided in the bypass path, and the diode A first open / close switch is provided in series with the DC power supply system, and a second diode is provided in the DC power supply system so as to face the first diode, and a second diode is provided in parallel with the second diode. An on / off switch is provided. It is characterized by that.
[0010]
In this system, a changeover switch for switching to a commercial power supply is provided in at least a part of a plurality of power supply systems that supply power to a plurality of loads from a distributed power supply. By switching control based on the measurement results of the distributed power supply and load power consumption, the power that is not sufficient for the distributed power supply can be supplied from the commercial power supply. A balance with the power consumption of the load can be ensured. In other words, the commercial power supply and the distributed power supply can be separated on the system while stably supplying power, thereby eliminating the problems that have conventionally occurred due to the interconnection of both.
[0015]
In the power supply system, the first open / close switch is opened before the first open / close switch is closed, and the first open / close switch is opened. Interlock control may be performed so that the second open / close switch is closed after the switch is opened.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a power supply system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of a power supply system according to the present invention. This power supply system is a system that supplies power to a load system A, B, C, D, E from a distributed power source 2 or a commercial power source 10 that is a private power generation power source, and the load systems A, B, C, Power supply systems 4A, 4B, 4C and 4D (corresponding to the power supply system in the present invention) for supplying power from the distributed power source 2 to D individually, and some of these power supply systems Changeover switches 8B, 8C, and 8D that are provided in the systems 4B, 4C, and 4D, respectively, and switch the power source for supplying power to the load systems B, C, and D from the distributed power source 2 to the commercial power source 10, and Commercial power supply systems 6B, 6C, and 6D that connect the changeover switches 8B, 8C, and 8D and the commercial power supply 10 and a commercial power supply system 12E that supplies power from the commercial power supply 10 to the load system E are provided. In addition to this, this system includes a control unit 14, a supply power measurement unit (wattmeter) Wa that measures the supply power of the distributed power source 2, and a consumption that measures the power consumption of the load systems A, B, C, and D. And a power measuring unit (wattmeter) Wb. Note that the load system A receives only the power supply from the distributed power source 2. Further, the load system E receives only the power supply from the commercial power supply 10.
[0017]
Each change-over switch 8B, 8C, 8D can be individually switched independently. The changeover switches 8B, 8C, and 8D are switched by the control unit 14 via the control lines 7B, 7C, and 7D.
[0018]
The control unit 14 acquires measurement data from the supplied power measurement unit Wa and the power consumption measurement unit Wb, and switches and controls the changeover switches 8B, 8C, and 8D based on the acquired measurement data. That is, the control unit 14 measures the measurement data acquired from the supply power measurement unit Wa, that is, the supply power from the distributed power source 2, and the measurement data acquired from the power consumption measurement unit Wb, that is, the load connected to the distributed power source 2. When the power consumption of the systems A, B, C, D is compared, and the power consumption of the load systems A, B, C, D exceeds the power supplied from the distributed power source 2, the changeover switches 8B, 8C, At least one of the 8Ds is switched from the distributed power source 2 side to the commercial power source 10 side, and power is supplied from the commercial power source 10 to at least one of the load systems B, C, and D. As a result, the load system that receives power supply from the distributed power source 2 is reduced, the balance between the power supplied by the distributed power source 2 and the power consumption of the load system is ensured, and the power suitable for the power supply capability of the distributed power source 2 Allow supply to take place. For this reason, it is possible to efficiently and stably supply power without linking the distributed power source 2 and the commercial power source 10 as in the prior art. Mutual interference between the two can be avoided.
[0019]
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a more specific embodiment of the power supply system according to the present invention. This system includes small power generation systems 20 and 22, a fuel cell system 24, a power storage system 26, a solar power generation system 28, and a wind power generation system 30 as distributed power sources.
[0020]
The small power generation systems 20 and 22 are systems that generate electricity by burning fuel with a micro gas turbine (μGT), a micro gas engine (μGE), or the like. In the present embodiment, AC power is generated by the small power generation systems 20 and 22. The AC power generated here is once converted into DC power by the AC / DC converter / DC / AC converters 32 and 34, and then converted again into AC power and supplied to the AC power supply line 46.
[0021]
Further, the fuel cell system 24 is a system that generates electric power from a fuel cell such as a phosphoric acid fuel cell (PAFC) or a molten carbonate fuel cell (MCFC). Electric power is generated. The generated DC power is converted into AC power by the DC / AC converter 36 and supplied to the AC power supply system 46.
[0022]
The power storage system 26 is a system having means capable of storing power, such as a redox flow battery (RF), a sodium-sulfur battery (NAS), and a lead storage battery. The inexpensive electric power is acquired from 10 through the commercial power supply system 37 and stored, and the stored electric power is released in the daytime when the power consumption is large. The electric power is discharged as DC power through the two systems 26a and 26b, and in the one system 26a, the discharged DC power is converted into AC power by the DC / AC converter 38 and supplied to the AC power supply system 46. In the other system 26b, the released DC power is supplied to the DC power supply system 48 as DC power through the DC / DC converter 40 as it is. In addition, the commercial power supply system 37 for storing power in the power storage system 26 is provided with an open / close switch MC2 that opens and closes by timer control, and the open / close switch MC2 is opened when power is released during daytime or the like to store power. The power supply to the system 26 is surely cut off. On the other hand, when power is stored at night or the like, the open / close switch MC2 is closed and power is supplied to the power storage system 26.
[0023]
On the power supply side of the small power generation systems 20 and 22, the fuel cell system 24, and the power storage system 26, a supply power measuring unit W2 for measuring AC power supplied from these systems is provided.
[0024]
The solar power generation system 28 is a system that generates electric power by the energy of sunlight. In the present embodiment, direct-current power is generated by the solar power generation system 28, and the generated direct-current power is supplied to the DC / DC converter 42. To the DC power supply system 48. The wind power generation system 30 is a system that generates electric power by wind power. In the present embodiment, direct-current power is generated by the wind power generation system 30, and the generated direct-current power is DC power via the DC / DC converter 44. It is supplied to the supply system 48.
[0025]
On the power supply side of the solar power generation system 28, the wind power generation system 30, and the power storage system 26, a supply power measurement unit W4 for measuring DC power supplied from these systems is provided.
[0026]
On the other hand, as loads of this system, general loads (3φ: three-phase) 50, 52, surplus power generation load (3φ) 54, disaster prevention load (3φ) 56, uninterruptible loads (3φ, 1φ) 58, 60 And an uninterruptible illumination 62, a disaster prevention illumination 64, a surplus power generation illumination 66, and other loads 68. The general loads 50 and 52, the surplus power generation load 54, the disaster prevention load 56, and the uninterruptible loads 58 and 60 are alternating current loads, and the uninterruptible illumination 62, the disaster prevention illumination 64, the surplus power generation illumination 66, and the other loads 68 are direct current loads.
[0027]
The general loads 50 and 52 are loads that are not so important, for example, electric equipment installed indoors. The power supply is not from the distributed power sources 20, 22, 24, and 26 but from the commercial power source 10. The power supply system 19 receives the power.
[0028]
On the other hand, the disaster prevention load 56 is a highly important load that requires power supply in an emergency such as a power outage or a disaster such as a fire fighting facility including a sprinkler and a smoke exhaust device. For this reason, the disaster prevention load 56 receives power supply from the distributed power sources 20, 22, 24, and 26 via the AC power supply system 46, not from the commercial power source 10 that may cause a power failure.
[0029]
The surplus power generation load 54 is a load for consuming power supplied from the distributed power sources 20, 22, 24, 26 in place of the disaster prevention load 56 at a normal time other than an emergency such as a power failure or a disaster. is there. That is, the disaster prevention load 56 operates almost only only in an emergency, and is normally in a stopped state or a standby state, so that it is not necessary to supply much power. Therefore, a load that consumes electric power is required in place of the disaster prevention load 56 at the normal time. As the surplus power generation load 54, for example, an air conditioning facility, an elevator facility, a water supply / drainage facility, etc. in a building can be allocated. Of course, other loads may be assigned as the surplus power generation load 54.
[0030]
Further, the uninterruptible loads 58 and 60 are loads that are difficult to stop power supply due to a power failure, such as a computer system such as a server. Similar to 56, the power supply is received from the AC power supply system 46, not from the commercial power supply 10. The uninterruptible load (1φ) 60 is supplied with AC power converted from a three-phase to a single phase from an AC power supply system 46 via a phase converter 70, and a voltage is also converted if necessary.
[0031]
The disaster prevention load 56 and the surplus power generation load 54 and the uninterruptible loads 58 and 60 are supplied with power from the AC power supply system 46 through separate systems 46a and 46b, respectively. Each system 46a, 46b is provided with a changeover switch MC6, MC7, respectively. When the distributed power sources 20, 22, 24, 26 are unable to supply power due to a failure or the like, the commercial power source is automatically and instantaneously low. By switching to the 10 side, power is supplied to each of the loads 54, 56, 58 and 60 through the commercial power supply system 72. Moreover, the power consumption measuring part W1 for measuring the power consumption in these loads 56 and 54 is provided in the system | strain 46a to which the disaster prevention load 56 and the surplus power generation load 54 were connected.
[0032]
On the other hand, the uninterruptible lighting 62 is lighting that must not stop power supply in the event of an emergency such as a power outage or disaster, such as lighting at a disaster prevention center. Power is supplied from the side through a DC power supply system 48. The uninterruptible lighting 62 can also receive power supply from the AC distributed power sources 20, 22, 24 and the commercial power source 10 through the AC power supply systems 46, 72 and the bypass path 74, as will be described in detail later. .
[0033]
The disaster prevention lighting 64 is lighting that is turned on in an emergency, such as an emergency light, and receives power supply from the DC power supply system 48.
In addition, the surplus power generation lighting 66, like the surplus power generation load 54 described above, replaces the disaster prevention lighting 64 at a normal time other than an emergency such as a power failure or a disaster, and the DC side of the distributed power sources 26, 28, 30. For example, various types of lighting such as room lighting are allocated. In addition to this, the surplus power generation lighting 66 receives power supply from the AC distributed power sources 20, 22, 24 and the commercial power source 10 through the AC power supply systems 46, 72 and the bypass path 74, as will be described in detail later. You can also.
[0034]
On the other hand, the other load 68 is, for example, a load having a very low importance such as a drive motor that moves a monument. In the present embodiment, the uninterruptible lighting 62, the disaster prevention lighting 64, and the surplus power generation lighting 66 are described above. It is connected to another system, and is appropriately supplied with power from the distributed power sources 26, 28, 30 through the DC power supply system 49 by an open / close switch MC8 provided in the system.
[0035]
In the present embodiment, the surplus power generation load 54 is distributed and connected to a plurality of (× n) power supply systems, and a changeover switch MC1 is provided for each system, and a power source for supplying power is a distributed power source and It can be switched to either one of the commercial power sources. Switching of each changeover switch MC1 is performed by a control unit (not shown). The control unit acquires measurement data from the supply power measurement unit W2 and the power consumption measurement unit W1, respectively, and based on these measurement data, the power consumption of the disaster prevention load 56 and the surplus power generation load 54 is determined based on the distributed power sources 20, 22. , 24 and 26 so that the power supplied from the commercial power source is adjusted by appropriately switching the switch MC1 to one side or a plurality of locations to the commercial power source 10 side so as not to exceed the power supplied from the commercial power source. That is, by adjusting the number of loads that receive power supply from the distributed power sources 20, 22, 24, and 26, the power supplied from the distributed power sources 20, 22, 24, and 26 and the load that receives power supply from the power source Balance with power consumption.
[0036]
Further, as with the surplus power generation load 54, the surplus power generation illumination 66 is distributed and connected to a plurality of (× n) power supply systems, and a changeover switch MC5 is provided for each system. A power source for supplying power is selected as either a distributed power source 26, 28, 30 (including an AC-side distributed power source 20, 22, 24 when an on-off switch MC3 described later is closed) or a commercial power source 10. Can be switched automatically. Switching of each changeover switch MC5 is performed by a control unit (not shown), and the control unit acquires measurement data from the supply power measurement unit W4 and the power consumption measurement unit W2, respectively, and based on these measurement data, the disaster prevention lighting 64 The power consumption of the surplus power generation lighting 66 does not exceed the power supplied from the distributed power sources 26, 28, 30 (including the AC-side distributed power sources 20, 22, 24 when the on-off switch MC3 described later is closed). In this way, the changeover switch MC5 is appropriately switched to one side or a plurality of places to the commercial power supply 10 side and adjusted so that power is supplied from the commercial power supply 10 via the commercial power supply system 80. That is, by adjusting the number of loads that receive power supply from the distributed power sources 20, 22, 24, 26, 28, and 30, the power supplied from the distributed power sources 20, 22, 24, 26, 28, and 30 Balance power consumption in loads that receive power from the power supply.
[0037]
As a result, the distributed power sources 20, 22, 24, 26, 28, and 30 and the commercial power source 10 can be separated from each other in the system, and thus, conventionally, by connecting them together, Problems such as mutual interference that have occurred can be solved.
[0038]
Furthermore, in this system, since the power supply from the power storage system 26 and the solar power generation system 28 is interrupted at night and the power supply to the DC loads 62, 64, 66 is insufficient, the shortage is to be compensated with AC power. A bypass path 74 is provided between the AC power supply system 46 and the DC power supply system 48. The bypass path 74 is provided with a diode D1 (corresponding to the first diode in the present invention) whose forward direction is from the AC power supply system 46 to the DC power supply system 48, and the diode D1 An open / close switch MC3 (corresponding to the first open / close switch in the present invention) is provided in series. The diode D1 plays a role of converting AC power from the AC power supply system 46 into DC power.
[0039]
Further, the DC power supply system 48 is provided with an open / close switch MC4 (corresponding to the second open / close switch in the present invention) on the distributed power source 30 side from the connection point between the DC power system 48 and the bypass path 74. In addition, a diode D2 (corresponding to the second diode in the present invention) having a forward direction from the distributed power supply 30 side toward the DC loads 62, 64, 66 is provided in parallel with the open / close switch MC4. Yes. The diode D2 is connected to face the diode D1. The open / close switch MC4 is opened when power is supplied from the AC power supply system 46 to the DC power supply system 48. As a result, power is supplied to the DC loads 62, 64, 66 from the distributed power source 30 side via the diode D2, and voltage application from the AC power supply system 46 side to the distributed power source 30 side is performed. Prevent inflow of AC components.
[0040]
Further, the open / close switch MC3 and the open / close switch MC4 are opened and closed while mutually interlocking. That is, when the open / close switch MC3 is closed, the open / close switch MC4 is opened prior to the open / close switch MC3, and when the open / close switch MC3 is opened, the open / close switch MC3 is opened and then the open / close switch MC4 is closed. Interlock is controlled. As a result, when starting and stopping power supply from the AC power supply system 46 to the DC power supply system 48, it is ensured that voltage is applied from the AC power supply system 46 side to the distributed power supply 30 side and AC components flow in. Can be prevented.
[0041]
When the open / close switch MC4 is opened before the open / close switch MC3 is closed and when the open / close switch MC4 is closed after the open / close switch MC3 is opened, the two open / close switches MC3 and MC4 are both opened. At this time, the diode D2 is provided in parallel to the open / close switch MC4. Therefore, the DC loads 62, 64, 66 are connected from the distributed power sources 26, 28, 30 via the diode D2. Thus, it is possible to prevent an instantaneous power failure from occurring when the switch is switched.
[0042]
The change-over switches MC1, MC5, MC6, MC7 and the open / close switches MC2, MC3, MC4, MC8 are constituted by, for example, electromagnetic contactors.
[0043]
FIG. 3 shows the daytime operating status of such a power supply system. As shown in the figure, since there is a large demand for electric power during the day, all the distributed power sources, that is, the small power generation systems 20, 22, the fuel cell system 24, the power storage system 26, the solar power generation system 28, and the wind power generation system 30 are included. Operates and supplies power to the loads 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68. Further, the exhaust heat generated from the small power generation systems 20 and 22 and the fuel cell system 24 can be effectively used by a cogeneration system or the like. In the bypass path 74 connecting the AC power supply system 46 and the DC power supply system 48, the open / close switch MC3 is opened, and power supply from the AC power supply system 46 to the DC loads 62, 64, 66 is not performed.
[0044]
Further, the change-over switches MC1 and MC5 are connected between the distributed power source 20, 22, 24, 26, 28, 30 side and the commercial power source 10 side according to the power consumed by each surplus power generation load 54 or each surplus power generation illumination 66. Switching control is appropriately performed between them.
Further, the changeover switches MC6 and MC7 are automatically switched to the commercial power supply 10 side when the distributed power sources 20, 22, 24, and 26 are out of power due to a failure or the like, and are switched to the loads 54, 56, 58, and 60. On the other hand, power is supplied without instantaneous drop.
[0045]
FIG. 4 illustrates the nighttime operating status of this power supply system. As shown in the figure, since the power demand at night is less than in the daytime, the operation of the small power generation systems 20 and 22 is stopped, and the power storage system 26 receives inexpensive midnight power from the commercial power source 10. The power storage mode is entered to acquire and store, and the power supply from the power storage system 26 is also interrupted. Further, the solar power generation system 28 is also stopped, and power is supplied only by the fuel cell system 24 and the wind power generation system 30. Note that the fuel cell system 24 is operated in a base load operation state in which the output thereof is suppressed by, for example, 60% reduction compared to the daytime.
[0046]
Further, since the power generation amount of the wind power generation system 30 depends on natural conditions such as the weather and the power supply seems to be insufficient, the open / close switch MC3 is closed and the AC power supply system 46 is bypassed via the bypass path 74. To supply power to the DC loads 62, 64, 66. At this time, the open / close switch MC4 is opened and the diode D2 prevents the application of voltage and the inflow of AC components from the AC power supply system 46 side to the distributed power source 30 side.
[0047]
In this case as well, the power supplied to the distributed power sources 20, 22, 24, 26 on the AC side or the distributed power sources 26, 28, 30 on the DC side is the AC loads 54, 56, 58, 60 or the DC loads 62, 64. , 66, the changeover switches MC1 and MC5 are appropriately switched to the commercial power supply 10 side to supply power to the load from the commercial power supply 10 side.
[0048]
FIG. 5 summarizes an example of the daily operating situation of this power supply system. FIG. 6 shows the daily changes in the breakdown of power consumption and supply power according to an example of the operation state of FIG. Here, load (1) is general loads 50 and 52, load (2) is surplus power generation load 54 and disaster prevention load 56, load (3) is uninterruptible loads 58 and 60, and load (4) is uninterruptible lighting. 62, the disaster prevention light 64, the surplus power generation light 66, and the load (5) are the other lights 68. As shown in the figure, the daytime mode is set between “7:00 and 12:00”, and as shown in FIG. 3, the small power generation systems 20 and 22 (micro gas turbines μGT (1) and (2)) The fuel cell system 24 (phosphoric acid fuel cell: PAFC), the power storage system 26 (lead storage battery), the solar power generation system 28, and the wind power generation system 30 all operate. A part of the surplus power generation load 54 and the surplus power generation illumination 66 is supplied with power from the commercial power supply 10 in some cases. The other load 68 stops its operation when power is not supplied from both the solar power generation system 28 and the wind power generation system 30.
[0049]
Since “12:00 to 13:00” is a lunch break, the operation of the small power generation system (μGT (2)) 22 is stopped to suppress the power generation capacity of the entire distributed power source. After the lunch break is over, the small power generation system (μGT (2)) 22 operates again during “13: 0 to 17:00”. Between “17:00 and 21:00”, the operation of the small power generation system (μGT (2)) 22 is stopped again to suppress the power generation capacity of the entire distributed power source. Furthermore, during “21: 0 to 22:59”, the operation of the small power generation system (μGT {circle around (1)}) 20 is also stopped, and the power generation capacity of the entire distributed power source is further suppressed.
[0050]
When “23:00” is reached, the night mode is set, and the power generation capacity of the fuel cell system 24 (phosphoric acid fuel cell: PAFC) is reduced from 100% to 40% to further suppress the power generation capacity. Also, as shown in FIG. 4, the open / close switch MC3 is closed, the bypass path is conducted, the open / close switch MC4 is opened, both the diodes D1 and D2 are turned on, and the AC side power source and the DC side power source are turned on. Are combined to supply power from the AC power supply system to the DC power supply system. This night mode continues until “7:00” the next morning.
[0051]
In this system, the fuel cell system 24 may be appropriately selected according to the power consumption of the uninterruptible loads 58 and 60 and the uninterruptible lighting 62. The power storage system 26 may be appropriately selected depending on the power consumption of the disaster prevention load 56, uninterruptible loads 58 and 60, uninterruptible lighting 62, and disaster prevention lighting 64. Further, the small power generation systems 20 and 22 may be appropriately selected according to the waste heat utilization facility capacity.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, the changeover switch is provided in at least a part of a plurality of power supply systems that supply power to the load from the distributed power source, and the measurement result of the power supplied to the distributed power source and the power consumption of the load is obtained. Based on this, the changeover switch is switched from the distributed power supply side to the commercial power supply side, so that power suitable for the power supply capability of the distributed power supply can be supplied to the load, thereby connecting the commercial power supply and the distributed power supply. Even if not, stable power supply is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of a power supply system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the power supply system according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an example of an operating state in the daytime of the power supply system shown in FIG. 2;
4 is an explanatory diagram illustrating an example of a nighttime operating state of the power supply system illustrated in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a table showing an example of an operation state of the power supply system according to the present embodiment.
6 shows the daily changes in the breakdown of the power consumption of each load and the power supply of each power supply according to the operation state of FIG.
[Explanation of symbols]
2 Distributed power supply
4A, 4B, 4C, 4D Power supply system
6B, 6C, 6D Power supply system
8B, 8C, 8D selector switch
10 Commercial power supply
12E Power supply system
14 Control unit
20, 22 Small power generation system
24 Fuel cell system
26 Power storage system
28 Solar power generation system
30 Wind power generation system
46 AC power supply system
48 DC power supply system
50, 52 General load
54 Surplus power generation load
56 Disaster prevention load
58, 60 Uninterruptible load
62 Uninterruptible lighting
64 Disaster prevention lighting
66 Surplus power generation lighting
74 Bypass route
MC1, MC5 selector switch
MC3, MC4 open / close switch
D1, D2 diode
Wa, W2, W4 Supply power measurement unit
Wb, W1, W3 Power consumption measurement unit

Claims

A plurality of power supply systems each supplying power to a plurality of loads from a distributed power source; and
A changeover switch that is provided for each system in at least a part of the power supply system, and switches a power source that supplies power to the load from the distributed power source to a commercial power source,
Supply power measuring means for measuring the supply power of the distributed power source;
Power consumption measuring means for measuring the power consumption of the load;
Wherein based on each measurement result of the supply power measuring means and said power measuring means, the change-over switch a power supply system and control means for switching control,
The power supply system includes an AC power supply system that supplies AC power to the load, and a DC power supply system that supplies DC power to the load.
A bypass path is provided between the AC power supply system and the DC power supply system, and the bypass path has a first direction that is forward from the AC power supply system to the DC power supply system. A diode is provided, a first open / close switch is provided in series with the diode, and the DC power supply system is provided with a second diode so as to face the first diode, A power supply system, wherein a second open / close switch is provided in parallel with the second diode .

The first and second open / close switches are configured such that the second open / close switch is opened prior to the first open / close switch being closed, and the second open / close switch is opened after the first open / close switch is opened. power supply system according to claim 1, characterized in that the interlock control so that the switch is closed.

An operation method of the power supply system according to claim 1,
The first and second open / close switches may be connected to the second open / close switch after the second open / close switch is opened before the first open / close switch is closed. An operation method comprising performing interlock control so that the switch is closed .