JP4417238B2

JP4417238B2 - 分散電源システムおよび分散電源システム制御方法

Info

Publication number: JP4417238B2
Application number: JP2004372125A
Authority: JP
Inventors: 敏信浅田; 真壮井上; 容子木村
Original assignee: Japan Research Institute Ltd
Current assignee: Japan Research Institute Ltd
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-12-22
Also published as: JP2006180638A

Description

本発明は、分散電源システムおよび分散電源システム制御方法に関する。

分散型電源システムにおいては、例えば、家庭等の電力需要家に発電装置が設置され、発電装置の発電する電力を電力負荷が消費する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３-２３５１６２号公報

一般に、電力需要家に設置された発電装置を用いた分散型電源システムでは、発電装置から電力負荷に供給できる電力量が限られている。したがって、一部の電力負荷に異常が発生することによって、消費電力が正常時に比べて増大して発電装置から供給される電力が不足すると、他の電力負荷の動作が不安定になる場合がある。また、劣化が進み、正常時に消費する電力よりも消費電力が増大した電力負荷に対して電力を供給し続けると、電力負荷がさらに劣化する場合があるので好ましくない。

このような課題を解決するために、本発明の第１の形態における分散電源システムは、分散電源と、分散電源の発電する電力を消費し、消費電力を増加させる場合に消費電力の増加量を含む電力要求信号を予め送信する電力負荷と、電力負荷から電力要求信号を受け取った場合に、電力要求信号で示される消費電力の増加量を分散電源から電力負荷に供給することができることを条件として、電力負荷が増加させる電力の消費量を分散電源から供給すべく分散電源が発電する電力量を制御するとともに、電力の消費量を増加してよい旨を示す消費許可信号を電力負荷に送信する制御部とを備え、電力負荷は、制御部から消費許可信号を受け取ったことを条件として電力の消費量を増加させ、制御部は、電力負荷に供給する電力を測定することによって、消費許可信号を受け取った電力負荷が実際に増加させた電力量である消費電力増加量を判断し、消費電力増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量とを記憶する。

制御部は、消費電力増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量との差が予め定めた許容値を超える場合に、電力負荷が異常となった若しくは劣化したと判断する。

制御部は、消費電力増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量との差を、電力要求信号で示される消費電力の増加量に対応付けて管理する電力補正テーブルを有しており、電力負荷から新たな電力要求信号を受け取った場合に、新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量に対して補正して供給すべき補正電力量を、電力補正テーブルを参照して求め、当該補正電力量と新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量との合計量を電力負荷に更に供給すべく、分散電源が発電する電力量を制御する。このため、電力負荷が劣化するにしたがって適切な量の電力を分散電源から供給することができ、電力負荷が電力の消費を開始したときに電力の供給が不足することを未然に防ぐことができる。

制御部は、消費許可信号を送信した場合に、消費許可信号を送信した時刻から予め定めた時間範囲を、消費電力増加量を求めるための消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において電力負荷の消費する電力が増加する量を測定することによって、消費電力増加量を求める。

電力負荷は、消費電力を増加させる場合に、消費電力を増加させる期間を示す消費期間情報を電力要求信号に含めて送信し、制御部は、電力要求信号で示される消費期間情報に基づいて、電力負荷が消費電力を増加させた期間が終わる時刻を判断し、当該時刻を含む予め定めた時間範囲を消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において電力負荷の消費電力が低下する量を測定することによって、消費電力増加量を求める。

制御部は、電力要求信号で示される消費期間情報に基づいて、電力負荷が消費電力を増加させる期間を判断し、当該期間内の予め定めた時間範囲を消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において電力負荷が消費する電力と、消費電力を増加させる前に電力負荷が消費していた電力との差の、消費電力増加量決定期間にわたる平均値を求め、当該平均値を消費電力増加量とする。

電力負荷は、既に受け取った消費許可信号で許可された電力の消費を取り消す場合に、電力の消費を取り消す旨を示す消費電力取消信号を制御部に送信し、制御部は、消費電力取消信号を受け取った場合に、消費電力取消信号を受け取った時刻から予め定めた時間範囲を消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において電力負荷が消費する電力の低下量を測定することによって、消費電力増加量を決定する。

制御部は、既に受け取った電力要求信号に基づいて他の電力負荷が消費電力を増加させる期間が終わる時刻を判断し、当該時刻が消費電力増加量決定期間に含まれる場合に、他の電力負荷が低下させる消費電力の低下量に基づいて、電力負荷に供給する電力の測定値を補正して、消費電力増加量を求める。また、制御部は、他の電力負荷から消費電力取消信号を受け取った時刻が消費電力増加量決定期間に含まれる場合に、当該電力負荷が低下させる消費電力の低下量に基づいて、電力負荷に供給する電力の測定値を補正して、消費電力増加量を求める。また、電力負荷は、消費電力を低下させる場合に、低下させる消費電力量を示す消費電力低下信号を制御部に送信し、制御部は、消費電力増加量決定期間内において他の電力負荷から消費電力低下信号を受け取った場合に、消費電力低下信号で示される他の電力負荷が低下させる消費電力量に基づいて、電力負荷に供給する電力の測定値を補正して、消費電力増加量を求める。このため、他の電力負荷が消費する電力量が低下した場合であっても、電力負荷が異常となった若しくは劣化したと誤って判断すること防ぐことができる。

制御部は、消費電力増加量と電力要求信号で示される消費電力の増加量との差を、電力要求信号で示される消費電力の増加量に対応付けて、電力負荷が電力の消費量を増加してから予め定めた期間、電力補正テーブルに格納する。このため、電力負荷が要求する電力に対して、電力負荷が劣化するにしたがって補正して供給すべき電力量を判断することができる。

制御部は、電力負荷が異常となった若しくは劣化したと判断した場合に、電力負荷の利用者に対して電力負荷のメンテナンスが必要である旨を通知する。

分散電源は、燃料を消費して発電する発電機を有しており、制御部は、電力要求信号を受け取った場合に、発電機が発電する電力量を、電力要求信号で示される消費電力の増加量と補正電力量との合計量だけ増加させるために必要となる燃料供給の増加量を決定し、発電機に供給される燃料の量が当該燃料供給の増加量だけ増加したことを条件として、電力負荷に消費許可信号を送信する。

分散電源は、水素を消費して発電する燃料電池を有しており、制御部は、電力要求信号を受け取った場合に、燃料電池が発電する電力量を、電力要求信号で示される消費電力の増加量と補正電力量との合計量だけ増加させるために必要となる水素供給の増加量を決定し、燃料電池に供給する水素を生成する改質器に生成させる水素の量が当該水素供給の増加量だけ増加したことを条件として、電力負荷に消費許可信号を送信する。このため、燃料電池に供給する水素の量を、電力負荷が劣化するにしたがって適切な量だけ予め増加させておくことができるので、電力負荷が電力の消費を開始したときに電力の供給が不足することを未然に防ぐことができる。

本発明の他の形態における分散電源システム制御方法は、分散電源を用いて発電するステップと、分散電源の発電する電力の消費量を増加させる場合に、消費電力の増加量を含む電力要求信号を予め電力負荷から送信するステップと、電力要求信号を受け取った場合に、電力要求信号で示される電力を分散電源から電力負荷に供給することができることを条件として、電力負荷の消費する電力量を供給すべく分散電源が発電する電力量を制御するとともに、電力の消費量を増加してよい旨を示す消費許可信号を電力負荷に送信する制御ステップと、消費許可信号を受け取ったことを条件として、電力負荷の電力の消費量を増加させるステップとを備え、制御ステップは、電力負荷に供給する電力を測定することによって、消費許可信号を受け取った電力負荷が実際に増加させた電力量である消費電力増加量を判断し、当該消費電力増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量とを記憶する。

制御ステップは、消費電力増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量との差が予め定めた許容値を超える場合に、電力負荷が異常となった若しくは劣化したと判断する。

制御ステップは、消費電力増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量との差を、電力要求信号で示される消費電力の増加量に対応付けて管理する電力補正テーブルを有しており、電力負荷から新たな電力要求信号を受け取った場合に、新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量に対して補正して供給すべき補正電力量を、電力補正テーブルを参照して求め、当該補正電力量と新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量との合計量を電力負荷に更に供給すべく、分散電源が発電する電力量を制御する。

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。

本発明によれば、電力負荷の異常または劣化を検知することができる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の開発手段に必須であるとは限らない。

図１は、分散電源システム３０の構成の一例を示す。分散電源システム３０は、建造物７０に電力を供給する。ここで建造物７０とは、住宅、ビル、工場など一般的な建築物の他にも、駅などを含む、建造された物を意味する。分散電源システム３０は、燃料電池４０と、複数の電力負荷４４と、制御部５０と、電力補正テーブル５８と、電力線４２と、電力計５２と、通知装置５４とを備える。

燃料電池４０は、改質器４６と発電部４８とを備え、分散電源システム３０における分散電源として機能する。改質器４６は建造物７０に供給される都市ガス、プロパンガス等を改質して水素ガスを生成して、発電部４８に供給する。発電部４８は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）であり、改質器４６から供給される水素ガスを燃料として発電する。発電部４８が発電した電力は、電力線４２を通じて電力負荷４４に供給される。

電力負荷４４は、燃料電池４０から供給される電力を消費して動作する。電力負荷４４は、消費電力を増加させる場合に、消費電力の増加量を含む電力要求信号を予め制御部５０に送信する。そして電力負荷４４は、電力の消費量を増加してよい旨を示す消費許可信号を制御部５０から受け取ったことを条件として、電力の消費量を増加させる。電力負荷４４が消費する電力は、電力計５２によって測定され、制御部５０に通知される。

制御部５０は、電力負荷４４から電力要求信号を受け取った場合に、電力要求信号で示される消費電力の増加量を燃料電池４０から電力負荷４４に更に供給することができることを条件として、電力負荷４４の消費する電力量を供給すべく、改質器４６が生成する水素の量を制御することによって、燃料電池４０が発電する電力量を制御する。そして、燃料電池４０の発電することのできる電力量が、電力負荷４４の必要とする電力量に達した場合に、制御部５０は消費許可信号を電力負荷４４に送信する。そして制御部５０は、電力負荷４４が消費する電力の増加量を電力計５２を用いて測定し、当該電力の増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量との差が、予め定めた許容値を超える場合に、電力負荷４４が異常となった若しくは劣化したと判断する。

制御部５０は、電力負荷４４が異常となった若しくは劣化したと判断した場合に、通知装置５４を通じて、電力負荷４４が異常となった若しくは劣化した旨を電力負荷４４の利用者に通知する。通知装置５４は、例えばポケベル、携帯電話、コンピュータ等であってよい。また、通知装置５４は、全ての電力負荷４４の状態を集中して収集する機器であってもよい。

制御部５０は、電力負荷４４、燃料電池４０、および電力計５２と、イーサネット（登録商標）等の通信ネットワークによって結ばれている。制御部５０は、当該通信ネットワークを通じて、接続された各々との間で通信信号を送受信する。

このように制御部５０は、電力負荷４４の消費する電力の異常を検知することによって、電力負荷４４が異常となった若しくは劣化したと判断することができる。また、電力負荷４４が電力の消費量を増加させる前に予め電力要求信号を送信するので、制御部５０は電力負荷４４に対して供給する電力の増加量を判断するタイミングを決定できる。

また、制御部５０は、電力負荷４４へ実際に供給した電力の増加量と、電力要求信号で示される消費電力の増加量との差を、電力要求信号で示される消費電力の増加量に対応づけて、電力負荷４４毎に電力補正テーブル５８に格納する。したがって、電力負荷４４が劣化するにしたがって、実際に消費する電力が、電力負荷４４の要求する電力と異なってくる場合であっても、電力補正テーブル５８を参照することによって、電力負荷４４に供給すべき電力の補正量を決定することができる。

なお、燃料電池４０は、一の建造物７０に複数設けられていてもよく、複数の建造物７０にそれぞれ設けられていてもよい。また、燃料電池４０は、複数の建造物７０に設けられた複数の電力負荷４４に電力を供給してもよい。そして、制御部５０は、複数の燃料電池４０が電力を供給することのできる電力負荷４４からの電力要求信号、消費許可信号等を送受信して、複数の燃料電池４０の各々への水素の供給量を制御してよい。

図２は、電力負荷４４が電力要求信号を送信した場合の通信シーケンスの一例を示す。電力負荷４４は、消費電力を増加させる必要がある場合に、電力要求信号を制御部５０に送信する（Ｓ２１２）。制御部５０は、電力負荷４４から電力要求信号を受け取った場合に、電力補正テーブル５８を参照して、電力要求信号で示される消費電力の増加量に対して補正して供給すべき補正電力量を求める（Ｓ２１４）。そして制御部５０は、電力要求信号で示される消費電力の増加量とＳ２１４で決定した補正電力量との合計量（以下、電力増加設定量という。）を計算して、電力負荷４４に電力増加設定量だけ増加させて供給すべく、燃料電池４０が発電する電力の増加量を決定する（Ｓ２１６）。

制御部５０は、現在燃料電池４０が発電している電力と電力増加設定量との合計量が、燃料電池４０が発電することのできる電力に比べて小さい場合に、燃料電池４０が発電する電力をＳ２１６で決定した増加量だけ増加させるために必要となる発電部４８への水素供給の増加量を決定して、改質器４６が生成する水素の量を増加させる（Ｓ２１８）。そして、改質器４６が生成する水素の量が、当該水素供給の増加量だけ増加した場合（Ｓ２２０）に、電力負荷４４に消費許可信号を送信する（Ｓ２２２）。電力負荷４４は、制御部５０から消費許可信号を受け取った後に、電力の消費量を増加させる（Ｓ２２４）。

そして制御部５０は、電力負荷４４が電力の消費量を増加させた後に、電力負荷４４へ電力を安定に供給するための電力負荷４４への供給電力の更なる修正量（以下、修正電力量という。）を求める（Ｓ２２６）。例えば、制御部５０は、電力負荷４４が電力の消費量を増加させたときに、電力負荷４４への供給電圧の変動量が予め定めた範囲内に収まるよう、燃料電池４０が発電する電力を調整する。その後に制御部５０は、電力負荷４４が消費する電力と、電力要求信号を送信した電力負荷４４が消費電力を増加させる前までに供給していた電力との差の、予め定めた時間範囲における平均値を計算し、当該平均値を、電力負荷４４が実際に増加させた電力であるとみなす。この場合、修正電力量は、当該平均値と電力増加設定量との差となる。なお、平均値を計算するための時間範囲としては、電力負荷４４が実際に電力の消費量を増加させてから、電力の消費を増加させた状態が終了するまでの間に設定することが望ましい。

また、制御部５０は、消費許可信号を送信した時刻から予め定めた時間範囲において、電力負荷４４の消費する電力の増加量を測定することによって、電力負荷４４が実際に電力の消費を増加させた量を求めてもよい。この場合、制御部５０は、電力負荷４４の必要とする電力を燃料電池４０から安定に供給できるようになるまでの十分な時間範囲で、電力負荷４４の消費する電力の増加量を測定することが望ましい。この場合、修正電力量は、当該電力の増加量と電力増加設定量との差となる。

そして制御部５０は、Ｓ２１４で求めた補正電力量とＳ２２６で求めた修正電力量との合計量が、予め定めた許容値を超えるか否かを判断し（Ｓ２２８）、当該合計量が、予め定めた許容値を超える場合に、電力負荷４４が異常となった若しくは劣化したと判断して、当該電力負荷４４に対して電力の消費を停止する旨の信号を送信する（Ｓ２３０）。

制御部５０は、電力負荷４４から新たな電力要求信号を受け取った場合に、新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量に対して更に補正して供給すべき補正電力量を、電力補正テーブル５８を参照して求め、当該補正電力量と新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量との合計量を電力負荷４４に更に供給すべく、燃料電池４０が発電する電力量を制御するので、電力負荷４４が劣化するにしたがって、適切な量の電力を燃料電池４０から供給することができる。

また制御部５０が電力要求信号を受け取った場合に、燃料電池４０が発電する電力量を、電力要求信号で示される消費電力の増加量と補正電力量との合計量を増加させるために必要となる水素供給の増加量を決定し、改質器４６に生成させる水素の量が当該水素供給の増加量だけ増加したことを条件として電力負荷４４に消費許可信号を送信するので、燃料電池４０に供給する水素の量を、電力負荷４４が劣化するにしたがって、適切な量だけ予め増加させておくことができる。したがって、電力負荷４４が電力の消費を開始したときに電力を時間応答よく供給することができる。

図３は、制御部５０が受け取る電力要求信号の一例を示す。電力要求信号は、負荷識別番号、電力要求番号、消費電力、および消費期間を含む。負荷識別番号は、電力負荷４４の各々に割り当てられた一意の番号であり、予め電力負荷４４に設定されている。要求番号は、送信した電力要求信号のそれぞれを電力負荷４４自身が識別できるよう、電力負荷４４が電力要求信号毎に任意の値を設定する。消費電力は、電力負荷４４が増加させる電力を示す。消費期間は、電力負荷４４が電力を増加させる期間を示す。

制御部５０は、電力負荷４４から電力要求信号を受け取った場合に、電力要求信号で示される情報の各々と当該電力要求信号に対して消費許可信号を送信した時刻とを、電力要求情報として記憶しておく。そして制御部５０は、電力要求情報の各々を、当該時刻からそれぞれの消費期間が経過した後に削除する。制御部５０は、電力要求情報を記憶しておくことで、電力負荷４４の全体が消費する電力の時間的な変動を知ることができる。

また電力負荷４４は、消費電力を低下させる場合に、消費電力を低下させる旨の消費電力低下信号を制御部５０に送信する。具体的には、電力負荷４４は、負荷識別番号、低下させる電力を示す低下電力、および電力を低下させる期間を含む消費電力低下信号を制御部５０に送信する。ここで負荷識別番号は、電力要求信号に含まれる負荷識別番号と同じ意味をもつ。そして制御部５０は、消費電力低下信号で示される情報の各々と当該消費電力低下信号を受け取った時刻とを、消費電力低下情報として管理する。

また電力負荷４４は、消費許可信号を受け取って電力の消費量を増加させた後に、消費許可信号で許可された電力の消費を取り消す旨を示す消費電力取消信号を制御部５０に送信してもよい。具体的には、電力負荷４４は、負荷識別番号および電力要求番号を含む消費電力取消信号を制御部５０に送信する。ここで負荷識別番号は、電力要求信号の負荷識別番号と同じ意味をもつ。また、消費電力取消信号の電力要求番号には、取り消すべき電力の消費を要求したときに送信した電力要求信号で指定した電力要求番号を指定する。そして制御部５０は、消費電力取消信号を受け取った場合に、消費電力取消信号で指定された負荷識別番号および電力要求番号に基づいて取り消すべき電力要求情報を選択して、選択した電力要求情報を削除する。

このようにして制御部５０は、電力要求信号、消費電力低下信号、または消費電力取消信号に基づいて、電力負荷４４が消費する電力が変化する時刻と、その変化量を予め判断することができる。また、制御部５０は、電力要求信号または消費電力取消信号に基づいて、電力負荷４４の消費する電力が低下する時刻を判断して、当該時刻を含む予め定めた時間範囲において電力負荷４４が消費する電力の低下量を測定することによって、電力負荷４４が実際に電力の消費を増加させた量を求めてもよい。

具体的には、制御部５０は、電力要求信号で示される消費期間情報に基づいて、電力負荷４４が消費電力を増加させる期間が終わる時刻を判断し、当該時刻を含む予め定めた時間範囲において電力負荷４４の消費電力が低下する量を測定する。そして制御部５０は、当該時間範囲における消費電力の低下量を、電力負荷４４が消費許可信号を受け取ったときに実際に電力の消費を増加させた量とする。

他にも、制御部５０は、消費電力取消信号を受け取った場合に、消費電力取消信号を受け取った時刻から予め定めた時間範囲において電力負荷４４が消費する電力の低下量を測定して、当該電力の低下量を、電力負荷４４が消費許可信号を受け取ったときに実際に電力の消費を増加させた量としてもよい。この場合は、電力負荷４４は、実際に電力の消費量を低下させる時刻よりも前に、消費電力取消信号を送信することが望ましい。また、電力負荷４４は、実際に電力の消費量を低下させる時刻を示す情報を、消費電力取消信号に含めて送信してもよい。

図４は、電力負荷４４が異常となったか否か、若しくは劣化したか否かを判断する制御部５０の手順の詳細を示すフローチャートである。図４は、図２のＳ２２８における、異常または劣化を判定する手順の詳細を示す。制御部５０は、電力負荷４４が電力の消費を開始した後に、修正電力量を求めるのに要する時間範囲の間に、電力負荷４４の消費電力量が低下したか否かを判断する（Ｓ２６２）。例えば図２のＳ２２６において説明したように、電力負荷４４が実際に増加させた電力量を求めることによって修正電力量を求めるべく、制御部５０は、電力負荷４４が実際に増加させた消費電力の、予め定めた時間範囲における平均値を求める。または、制御部５０は、消費許可信号を送信した時刻から予め定めた時間範囲において、電力負荷４４の消費する電力の増加量を測定する。または、制御部５０は、電力負荷４４の消費する電力が低下する時刻を含む時間範囲において、電力負荷４４が消費する電力の低下量を測定する。すなわち、Ｓ２６２において制御部５０は、電力負荷４４が実際に増加させた電力量を求めるために要する時間範囲の間に、他の電力負荷４４から、消費電力低下信号または消費電力取消信号を受け取ったか否か、あるいは、電力要求情報に基づいて、いずれかの電力負荷４４の電力の消費期間が終了したか否かを判断する。

そして、制御部５０はＳ２６２において、修正電力量を決定している間に、他の電力負荷４４の消費電力量が低下した場合には、電力要求信号を送信した電力負荷４４に対して電力を修正して供給した正味の電力を示す修正電力量を、再度計算し直す（Ｓ２６４）。具体的には、制御部５０は、電力要求信号、消費電力低下信号、または消費電力取消信号に基づいて判断した、他の電力負荷４４が消費する電力が低下する時刻とその低下量に基づいて、電力負荷４４が消費する電力の測定値を補正して、電力要求信号を送信した電力負荷４４に対する実際の修正電力量を求める。

続いて、制御部５０は、電力負荷４４が実際に消費した電力と電力負荷４４が要求した電力との差を示す総補正量として、補正電力量と修正電力量との和を計算する（Ｓ２６６）。なお、制御部５０はＳ２６２において、修正電力量を決定している間に電力負荷４４の消費電力量が低下していない場合には、Ｓ２６４に進まずにＳ２６６に進む。

続いて、制御部５０は、電力の総補正量が、予め定めた許容値を超えるか否かを判断する（Ｓ２６８）。Ｓ２６８において、電力の総補正量が予め定めた許容値を超える場合は、電力負荷４４が異常となった若しくは劣化したと判断して、当該電力負荷４４に対して消費電力を停止する旨の信号を送信し（Ｓ２７０）、通知装置５４を通じて利用者に電力負荷４４のメンテナンスが必要である旨を通知し（Ｓ２７２）、処理を終了する。Ｓ２６８において、電力の総補正量が予め定めた許容値を超えない場合は、制御部５０は電力の総補正量を電力要求信号で示される電力の増加量に対応づけて電力補正テーブル５８に格納する（Ｓ２７４）。

このように、制御部５０が修正電力量を決定する期間内に電力負荷４４の消費する電力の低下した場合に修正電力量を補正して計算することによって、電力負荷４４が異常となったか否か、若しくは劣化したか否かを誤って判断することを防げる。また、制御部５０は、電力負荷４４の全体の電力の消費スケジュールを知ることができるので、電力負荷４４の全体が消費する電力を測定することによって、電力負荷４４の各々についての電力の総補正量を判断することができる。また制御部５０が、補正電力量と修正電力量との合計量を電力補正テーブル５８に格納するので、電力負荷４４が劣化するにしたがって、電力補正テーブル５８を更新していくことができる。

図５は、電力補正テーブル５８で管理される情報の一例を示す。電力補正テーブル５８は、要求電力と総補正量とを含む。要求電力には、電力負荷４４から受け取った電力要求信号で示される電力の増加量を格納する。また、総補正量には、図４のＳ２６６で求めた、電力負荷４４が実際に消費した電力と電力負荷４４が要求した電力との差を示す総補正量を格納する。

また制御部５０は、電力補正テーブル５８にデータを格納する場合に、データの各々を格納した時刻を格納してもよい。そして制御部５０は、当該時刻から予め定めた期間が経過したデータを電力補正テーブル５８から削除してもよい。

このように、電力負荷４４に対して実際に増加させた正味の電力量を、電力負荷４４からの電力要求信号で示される電力の増加量に対応づけて電力補正テーブル５８に格納するので、電力負荷４４が劣化するにしたがって、燃料電池４０から実際に供給すべき電力を判断して、当該電力を供給すべく予め燃料電池４０の発電量を制御することができる。

以上の説明から明らかなように本実施形態によれば、制御部５０は電力負荷４４への供給電力の増加量と電力要求信号で示される消費電力の増加量との差に基づいて、電力負荷４４が消費する電力が異常であるか否かを判断することができ、ひいては電力負荷４４が異常となったか否か、若しくは劣化したか否かを判断することができる。

なお、分散電源システム３０が備える分散電源は、燃料電池４０の他にも、例えばガスエンジン、ガスタービン等、化石燃料、水素ガス等を燃料として発電する発電装置であってよい。そして、制御部５０は、当該発電装置に発電させる電力量を制御する場合に、当該電力量に応じた量の化石燃料、水素ガス等の燃料を当該発電装置に供給する。このような分散電源システム３０においても、以上の説明において述べた効果と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

分散電源システム３０の構成の一例を示す図である。電力負荷４４が電力要求信号を送信した場合の通信シーケンスの一例を示す図である。制御部５０が受け取る電力要求信号の一例を示す図である。電力負荷４４が異常となったか否か、若しくは劣化したか否かを判断する制御部５０の手順の詳細を示すフローチャートである。電力補正テーブル５８で管理される情報の一例を示す図である。

符号の説明

３０・・・分散電源システム、４０・・・燃料電池、４２・・・電力線、４４・・・電力負荷、４６・・・改質器、４８・・・発電部、５０・・・制御部、５２・・・電力計、５４・・・通知装置、５８・・・電力補正テーブル、７０・・・建造物

Claims

電力を発電する分散電源と、
前記分散電源の発電する電力を消費し、消費電力を増加させる場合に消費電力の増加量を含む電力要求信号を予め送信する電力負荷と、
前記電力負荷から前記電力要求信号を受け取った場合に、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量を前記分散電源から前記電力負荷に供給することができることを条件として、前記電力負荷が増加させる電力の消費量を前記分散電源から供給すべく前記分散電源が発電する電力量を制御するとともに、電力の消費量を増加してよい旨を示す消費許可信号を前記電力負荷に送信する制御部と
を備え、
前記電力負荷は、前記制御部から前記消費許可信号を受け取ったことを条件として電力の消費量を増加させ、
前記制御部は、前記電力負荷に供給する電力を測定することによって、前記消費許可信号を受け取った前記電力負荷が実際に増加させた電力量である消費電力増加量を判断し、前記消費電力増加量と、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量との差を、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量に対応付けて管理する電力補正テーブルに格納し、前記電力負荷から新たな電力要求信号を受け取った場合に、前記新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量に対して補正して供給すべき補正電力量を、前記電力補正テーブルを参照して求め、当該補正電力量と前記新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量との合計量を前記電力負荷に更に供給すべく、前記分散電源が発電する電力量を制御する分散電源システム。
前記制御部は、前記消費電力増加量と、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量との差が、予め定めた許容値を超える場合に、前記電力負荷が異常となった若しくは劣化したと判断する請求項１に記載の分散電源システム。
前記制御部は、前記消費許可信号を送信した場合に、前記消費許可信号を送信した時刻から予め定めた時間範囲を、前記消費電力増加量を求めるための消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において前記電力負荷の消費する電力が増加する量を測定することによって、前記消費電力増加量を求める請求項１または２に記載の分散電源システム。
前記電力負荷は、消費電力を増加させる場合に、消費電力を増加させる期間を示す消費期間情報を前記電力要求信号に含めて送信し、
前記制御部は、前記電力要求信号で示される前記消費期間情報に基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させた期間が終わる時刻を判断し、当該時刻を含む予め定めた時間範囲を前記消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において前記電力負荷の消費電力が低下する量を測定することによって、前記消費電力増加量を求める請求項３に記載の分散電源システム。
前記制御部は、前記電力要求信号で示される前記消費期間情報に基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させる期間を判断し、当該期間内の予め定めた時間範囲を前記消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において前記電力負荷が消費する電力と、消費電力を増加させる前に前記電力負荷が消費していた電力との差の、消費電力増加量決定期間にわたる平均値を求め、当該平均値を前記消費電力増加量とする請求項４に記載の分散電源システム。
前記電力負荷は、既に受け取った前記消費許可信号で許可された電力の消費を取り消す場合に、電力の消費を取り消す旨を示す消費電力取消信号を前記制御部に送信し、
前記制御部は、前記消費電力取消信号を受け取った場合に、前記消費電力取消信号を受け取った時刻から予め定めた時間範囲を前記消費電力増加量決定期間として決定し、当該消費電力増加量決定期間において前記電力負荷が消費する電力の低下量を測定することによって、前記消費電力増加量を求める請求項５に記載の分散電源システム。
前記制御部は、既に受け取った前記電力要求信号に基づいて他の電力負荷が消費電力を増加させる期間が終わる時刻を判断し、当該時刻が前記消費電力増加量決定期間に含まれる場合に、他の電力負荷が低下させる消費電力の低下量に基づいて、前記電力負荷に供給する電力の測定値を補正して、前記消費電力増加量を求める請求項６に記載の分散電源システム。
前記制御部は、他の電力負荷から前記消費電力取消信号を受け取った時刻が前記消費電力増加量決定期間に含まれる場合に、当該電力負荷が低下させる消費電力の低下量に基づいて、前記電力負荷に供給する電力の測定値を補正して、前記消費電力増加量を求める請求項７に記載の分散電源システム。
前記電力負荷は、消費電力を低下させる場合に、低下させる電力量を示す消費電力低下信号を前記制御部に送信し、
前記制御部は、前記消費電力増加量決定期間内において他の電力負荷から前記消費電力低下信号を受け取った場合に、前記消費電力低下信号で示される他の電力負荷が低下させる電力量に基づいて、前記電力負荷に供給する電力の測定値を補正して、前記消費電力増加量を求める請求項８に記載の分散電源システム。
前記制御部は、前記消費電力増加量と、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量との差を、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量に対応付けて、前記電力負荷が電力の消費量を増加してから予め定めた期間、前記電力補正テーブルに記憶する請求項９に記載の分散電源システム。
前記制御部は、前記電力負荷が異常となった若しくは劣化したと判断した場合に、前記電力負荷の利用者に対して前記電力負荷のメンテナンスが必要である旨を通知する請求項２に記載の分散電源システム。
前記分散電源は、燃料を消費して発電する発電機を有しており、
前記制御部は、前記電力要求信号を受け取った場合に、前記発電機が発電する電力量を、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量と前記補正電力量との合計量だけ増加させるために必要となる燃料供給の増加量を決定し、前記発電機に供給される燃料の量が当該燃料供給の増加量だけ増加したことを条件として、前記電力負荷に前記消費許可信号を送信する請求項１から１１のいずれかに記載の分散電源システム。
前記分散電源は、水素を消費して発電する燃料電池を有しており、
前記制御部は、前記電力要求信号を受け取った場合に、前記燃料電池が発電する電力量を、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量と前記補正電力量との合計量だけ増加させるために必要となる水素供給の増加量を決定し、前記燃料電池に供給する水素を生成する改質器に生成させる水素の量が当該水素供給の増加量だけ増加したことを条件として、前記電力負荷に前記消費許可信号を送信する請求項１から１１のいずれかに記載の分散電源システム。
分散電源を用いて発電するステップと、
前記分散電源の発電する電力の消費量を増加させる場合に、消費電力の増加量を含む電力要求信号を予め電力負荷から送信するステップと、
前記電力要求信号を受け取った場合に、前記電力要求信号で示される電力を前記分散電源から前記電力負荷に供給することができることを条件として、前記電力負荷の消費する電力量を供給すべく前記分散電源が発電する電力量を制御するとともに、電力の消費量を増加してよい旨を示す消費許可信号を前記電力負荷に送信する制御ステップと、
前記消費許可信号を受け取ったことを条件として、前記電力負荷の電力の消費量を増加させるステップと
を備え、
前記制御ステップは、前記電力負荷に供給する電力を測定することによって、前記消費許可信号を受け取った前記電力負荷が実際に増加させた電力量である消費電力増加量を判断し、前記消費電力増加量と、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量との差を、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量に対応付けて管理する電力補正テーブルに格納し、前記電力負荷から新たな電力要求信号を受け取った場合に、前記新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量に対して補正して供給すべき補正電力量を、前記電力補正テーブルを参照して求め、当該補正電力量と前記新たな電力要求信号で示される消費電力の増加量との合計量を前記電力負荷に更に供給すべく、前記分散電源が発電する電力量を制御する分散電源システム制御方法。
前記制御ステップは、前記消費電力増加量と、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量との差が予め定めた許容値を超える場合に、前記電力負荷が異常となった若しくは劣化したと判断する請求項１４に記載の分散電源システム制御方法。
前記制御ステップは、前記電力負荷が異常となった若しくは劣化したと判断した場合に、前記電力負荷の利用者に対して前記電力負荷のメンテナンスが必要である旨を通知する
請求項１５に記載の分散電源システム制御方法。
前記分散電源は、燃料を消費して発電する発電機を有しており、
前記制御ステップは、前記電力要求信号を受け取った場合に、前記発電機が発電する電力量を、前記電力要求信号で示される消費電力の増加量と前記補正電力量との合計量だけ増加させるために必要となる燃料供給の増加量を決定し、前記発電機に供給される燃料の量が当該燃料供給の増加量だけ増加したことを条件として、前記電力負荷に前記消費許可信号を送信する請求項１４から１６のいずれかに記載の分散電源システム制御方法。