JP5123732B2

JP5123732B2 - 系統連系型電源設備

Info

Publication number: JP5123732B2
Application number: JP2008127181A
Authority: JP
Inventors: 剛至富尾
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-05-14
Also published as: JP2009278761A

Description

本発明は、商用電力系統に連系し且つ施設で消費される電力を発電可能な発電装置を備えた系統連系型の電源設備に関する。

商用電力系統に連系して施設の電力負荷に電力を供給可能な系統連系型電源設備、例えば、施設の一例としての一般家庭における住居等に設置される系統連系電源設備では、使用者が変わった場合に、新規使用者が系統連系型電源設備を商用電力系統と連系させて使用するためには、商用電力系統を管理する電力会社に対し系統連系型電源設備を系統連系運転で使用するための系統連系手続きを行う必要がある。

ところで、系統連系運転で系統連系型電源設備の使用を開始する新規使用者から、電力会社に対し申請を行う必要がある。しかし、系統連系型電源設備を新規に設置する場合には、使用者に対し、当該系統連系手続きが必要であることを周知することは容易であるが、例えば、既設の系統連系型電源設備を備える住居に引っ越してきた新規使用者の場合には、当該系統連系手続きが必要であることを周知することは困難である。

このため、新規使用者に対し系統連系手続きを促すための技術として、所定の識別判定タイミングで、使用者の識別情報に基づいて使用者が新規使用者であるか否かを判別する新規使用者識別処理を実行し、新規使用者であると判定した場合には、系統連系手続きを促す手段を備えた系統連系型電源設備が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の系統連系型電源設備では、例えば、商用電力系統からの電力供給が停止する停電状態が設定時間（例えば、２４時間）以上継続し、且つ、停電状態から商用電力系統からの電力供給が行われる電力供給状態に切り替わったときに、新規使用者識別処理を実行する。

特開２００６−１５８０６８号公報

系統連系型電源設備は、例えば、落雷等の災害による停電の場合等、緊急時には、系統連系型電源設備を運転させて電力供給及び熱エネルギの供給を行うことが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載の系統連系型電源設備では、例えば、商用電力系統の停電が設定時間以上続いた場合には、新規使用者識別処理が行われるが、当該新規使用者識別処理は、実行頻度が非常に少ないため、使用者が、パスワード等の識別情報を失念してしまう場合が考えられる。このような場合には、系統連系型電源設備を運転させて電力供給及び熱エネルギの供給を行うことが望ましいにも拘わらず、運転させることができなくなる可能性がある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、緊急時を除く通常時に、系統連系手続きを行っていない新規使用者による系統連系運転を防止し、且つ、新規使用者であるか否かに拘わらず、緊急時における自立運転を可能にする系統連系型電源設備を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る系統連系型電源設備は、商用電力系統に連系して施設内で消費される電力を発電可能な発電装置を前記施設内に備え、前記発電装置が、前記商用電力系統と連系せずに前記施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する自立運転と、前記商用電力系統と連系して前記施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する系統連系運転と、を実行可能に構成された系統連系型電源設備であって、前記施設の使用者の識別情報を受け付け、前記使用者が前記系統連系運転を利用可能であるか否かを判定し、前記使用者が前記系統連系運転を利用可能であると判定された場合に、内部状態を前記使用者が前記系統連系運転を利用可能であることを示す使用者識別状態に設定し、前記使用者が前記系統連系運転を利用可能でないと判定された場合に、前記内部状態を前記使用者が前記系統連系運転を利用可能でないことを示す非使用者識別状態に設定し、少なくとも前記商用電力系統が所定時間以上継続して停電状態となった場合に、前記内部状態を前記非使用者識別状態に設定する使用者識別手段と、前記使用者識別手段の前記内部状態に基づいて、前記発電装置の運転の実行可否を判定する運転可否判定手段と、を備え、前記運転可否判定手段が、前記系統連系運転の実行開始要求があった場合に、前記使用者識別手段の前記内部状態が前記使用者識別状態である場合に前記系統連系運転を許可し、前記使用者識別手段の前記内部状態が前記非使用者識別状態である場合に前記系統連系運転を禁止し、前記自立運転の実行開始要求があった場合に、前記使用者識別手段の前記内部状態が前記使用者識別状態であるか前記非使用者識別状態であるかに拘わらず、前記自立運転を許可することを特徴とする。

上記特徴の系統連系型電源設備によれば、発電装置が、商用電力系統と連系せずに施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する自立運転と、商用電力系統と連系して施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する系統連系運転とを実行可能に構成されている場合に、施設の使用者が系統連系運転を利用可能である場合に内部状態を使用者識別状態に設定し、系統連系運転を利用可能でない場合に内部状態を非使用者識別状態に設定し、商用電力系統が所定時間以上継続して停電状態となった場合に内部状態を非使用者識別状態に設定し、内部状態に基づいて発電装置の運転の実行可否を判定するように構成したので、災害等の緊急時等、発電装置により発電を行うことが望ましい場合には、商用電力系統の停電時に利用可能な自立運転により、発電装置により発電を行うことが可能になる。

尚、系統連系型電源設備において系統連系運転を実行可能にするための系統連系手続きは、商用電力系統から電力供給を受けて起動する系統連系運転の場合にのみ必要であり、商用電力系統から電力供給を受けずに起動する自立運転では、系統連系手続きは必要ないことから、系統連系運転の場合にのみ使用者識別処理の結果に応じて運転可否を設定することで、緊急時を除く通常時に、系統連系手続きを行っていない新規使用者による系統連系運転を防止し、且つ、緊急時等における自立運転を妨げることのない系統連系型電源設備を実現できる。

以下、本発明に係る系統連系型電源設備（以下、適宜「本発明設備」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。

〈第１実施形態〉
先ず、本発明設備の構成について、図１を基に説明する。ここで、図１は、本発明設備１の概略構成例を示している。

尚、本発明設備１は、商用電力系統４０に連系して施設内で消費される電力を発電可能な発電装置を施設内に備え、発電装置が、商用電力系統４０と連系せずに施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する自立運転と、商用電力系統４０と連系して施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する系統連系運転と、を実行可能に構成されている。

また、本実施形態では、本発明設備１が、施設の一例としての一般家庭用住居に対して設置される家庭用コージェネレーションシステムである場合を想定して説明する。尚、家庭用コージェネレーションシステムの使用者が、系統連系運転を利用するためには、商用電力系統４０を管理する電力会社に対し、系統連系手続きを行う必要がある。ここでは、系統連系手続きを完了した使用者を、系統連系運転を利用可能な使用者としている。

本発明設備１は、図１に示すように、都市ガスを燃焼して回転エネルギを発生するガスエンジン１１ａとガスエンジン１１ａの回転エネルギから交流電力を発生する発電機１１ｂとを備えて構成される発電機ユニット１１（発電装置に相当）、発電機ユニット１１が発電した交流電力を商用電力系統４０から供給される電力と同じ電圧及び同じ周波数を有する交流電力に変換するインバータ１２、発電機ユニット１１のエンジンから排出される排熱を回収して熱負荷２０に熱エネルギを供給する排熱回収装置１３、インバータ１２から出力される電力の一部を消費して排熱回収装置１３に熱エネルギを供給する電熱ヒータ１４、商用電力系統４０が停電状態である場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して発電機ユニット１１を起動させるための電力を供給するバックアップ電源としての蓄電池１５と、商用電力系統４０が停電状態であることを検出する停電検出手段１６と、本発明設備１の運転設定や運転状態の表示が可能なリモコン１７と、本発明設備１内に設けられた各構成を制御して系統連系運転及び自立運転を実行する制御手段１０と、を備えている。

インバータ１２は、発電機ユニット１１から出力される交流電力を受け付け、直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１２ａと、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２ａで変換された直流電力を商用電力系統４０から供給される電力と同じ電圧及び同じ周波数を有する交流電力に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ１２ｂを備えて構成されている。蓄電池１５は、インバータ１２のＡＣ／ＤＣコンバータ１２ａの出力側に接続され、制御手段１０からの制御により、停電時に電力を供給する。排熱回収装置１３は、ガスエンジン１１ａを冷却する冷却液から熱エネルギを回収する熱交換器、貯湯槽等を備えて構成されている。排熱回収装置１３は、暖房乾燥器等に対し熱エネルギを供給し、貯湯槽に蓄えられた湯を一般家庭用住居の浴槽や台所への給湯に利用する。

本発明設備１の制御手段１０は、図１に示すように、一般家庭用住居（施設）の使用者の識別情報を受け付け、使用者が系統連系運転を利用可能であるか否かを判定し、使用者が系統連系運転を利用可能であると判定された場合に、内部状態を使用者が系統連系運転を利用可能であることを示す使用者識別状態に設定し、使用者が系統連系運転を利用可能でないと判定された場合に、内部状態を使用者が系統連系運転を利用可能でないことを示す非使用者識別状態に設定し、少なくとも商用電力系統４０が所定時間以上継続して停電状態となった場合に、内部状態を非使用者識別状態に設定する使用者識別手段１０ａと、使用者識別手段１０ａの内部状態に基づいて、発電機ユニット１１の運転の実行可否を判定する運転可否判定手段１０ｂと、を備えている。尚、使用者識別手段１０ａ及び運転可否判定手段１０ｂは、制御手段１０を構成するコンピュータ上で実行することにより、使用者識別手段１０ａ及び運転可否判定手段１０ｂの機能を実現するプログラムで構築されている。

より具体的には、使用者識別手段１０ａは、本実施形態では、引っ越し等により一般家庭用住居の使用者が別の新規使用者に変わった可能性がある場合に、使用者が系統連系運転を利用可能であるか否かを判定する。ここでは、具体的には、使用者識別手段１０ａは、本発明設備１が停止状態であり、且つ、商用電力系統４０が停電状態である状態が、所定時間以上、例えば、２４時間以上、連続して継続している場合に、一般家庭用住居の使用者が別の新規使用者に変わった可能性があるとして、内部状態を非使用者識別状態に設定する。また、使用者識別手段１０ａは、本実施形態では、使用者の識別情報として、使用者に固有の使用者ＩＤ及びパスワードを受け付ける。

運転可否判定手段１０ｂは、系統連系運転の実行開始要求があった場合に、使用者識別手段１０ａの内部状態が使用者識別状態である場合に系統連系運転を許可し、使用者識別手段１０ａの内部状態が非使用者識別状態である場合に系統連系運転を禁止し、自立運転の実行開始要求があった場合に、使用者識別手段１０ａの内部状態が使用者識別状態であるか非使用者識別状態であるかに拘わらず、自立運転を許可する。

次に、本発明設備１における処理手順について、図２を基に説明する。ここで、図２は、本発明設備１の処理手順を示している。尚、本実施形態では、使用者識別手段１０ａの内部状態は、初期状態が非使用者識別状態となっている。

本発明設備１の制御手段１０の使用者識別手段１０ａは、運転開始要求があった場合に、一般家庭用住居の使用者が新規使用者である可能性があるか否かを判定し、その結果に応じて内部状態を初期化する（ステップ＃１００）。具体的には、使用者識別手段１０ａは、停電検出手段１６から出力される停電状態検出信号に基づいて商用電力系統４０が停電状態であるか否かを判定する。そして、本発明設備１が停止状態であり、且つ、商用電力系統４０が停電状態である状態が、２４時間以上継続している場合に（ステップ＃１０１で「ＹＥＳ」分岐）、一般家庭用住居の使用者が新規使用者である可能性があると判定し、内部状態を非使用者識別状態に初期化する（ステップ＃１０２）。

引き続き、本実施形態の制御手段１０は、運転開始要求が系統連系運転の運転開始要求であった場合に（ステップ＃１１０で「系統連系運転」分岐）、使用者が系統連系運転を利用可能であるか否かを判定する（ステップ＃１２０）。

具体的には、例えば、リモコン１７操作により運転開始要求がされると、制御手段１０の使用者識別手段１０ａは、リモコン１７の表示部に、使用者が識別情報を入力するための識別情報入力画面を表示する（ステップ＃１２１）。具体的には、本実施形態では、使用者の識別情報の一例としての使用者ＩＤ及びパスワードを入力するための入力画面を表示する。

使用者識別手段１０ａは、使用者により、識別情報が入力されると、使用者が系統連系運転を利用するための系統連系手続きを完了した使用者であるか否かを判定する（ステップ＃１２２）。具体的には、例えば、使用者ＩＤ及びパスワードが入力され、且つ、当該使用者ＩＤ及びパスワードが、本発明設備１内または本発明設備１を管理する管理会社に登録されている場合に、使用者が系統連系手続きを完了した使用者であると判定する。使用者識別手段１０ａは、使用者が系統連系手続きを完了した使用者である場合（ステップ＃１２２で「ＮＯ」分岐）、内部状態を使用者識別状態に設定する（ステップ＃１２３）。

引き続き、制御手段１０の運転可否判定手段１０ｂは、使用者識別手段１０ａの内部状態に基づいて、発電機ユニット１１の運転の実行可否を判定する（ステップ＃１３０）。内部状態が、非使用者識別状態の場合は、発電機ユニット１１の運転の実行を禁止し（ステップ＃１３０で「非使用者識別状態」分岐）、リモコン１７の表示部に、系統連系運転を利用するには、系統連系手続きが必要な旨の通知を行う（ステップ＃１４０）。

更に、ステップ＃１３０において、制御手段１０の使用者識別手段１０ａの内部状態が使用者識別状態であると判定された場合、または、ステップ＃１１０において、運転開始要求が自立運転の運転開始要求であった場合に（ステップ＃１１０で「自立運転」分岐）、発電機ユニット１１の運転の実行を許可し、自立運転によるコージェネレーションシステムの稼働を開始する（ステップ＃１５０）。

上述したように、本実施形態では、運転開始要求が自立運転の運転開始要求である場合には、使用者識別手段１０ａの内部状態の判定（ステップ＃１３０）を実行しないので、使用者識別手段１０ａの内部状態が使用者識別状態であるか非使用者識別状態であるかに拘わらず、自立運転を実行することができる。これにより、系統連系手続きを完了していない新規使用者であっても、自立運転により、災害等の緊急時に本発明設備１を利用することが可能になる。また、使用者が新規使用者である可能性が高い場合に、内部状態を初期化し（ステップ＃１００）、内部状態の確認（ステップ＃１３０）を行う構成にすることにより、系統連系手続きを完了していない新規使用者により、本発明設備１が系統連系運転で利用されるのを防止できる。

〈別実施形態〉
〈１〉上記実施形態では、運転開始要求があった場合に、商用電力系統４０の停電状態が前記継続時間以上継続しているか否かを確認し、商用電力系統４０の停電状態が前記継続時間以上継続している場合に、使用者識別手段１０ａの内部状態を初期化しているが、これに限るものではない。

例えば、運転開始要求があったときではなく、商用電力系統４０の停電状態が前記継続時間を超えたときに、使用者識別手段１０ａの内部状態を初期化するように構成しても良い。この場合には、例えば、図３（ａ）に示すように、使用者識別手段１０ａの内部状態の初期化処理（ステップ＃１００）と、図３（ｂ）に示す運転開始要求後の発電機ユニット１１の運転の実行可否の判定に係る処理とを別個独立して行うように構成する。

また、例えば、使用者が系統連系運転を利用可能であるか否かの判定（ステップ＃１２０）は、運転開始要求が、系統連系運転の場合だけでなく、自立運転の場合にも行う、即ち、運転開始要求の確認（ステップ＃１１０）より先に、使用者が系統連系運転を利用可能であるか否かの判定（ステップ＃１２０）を行うように構成しても良い。

また、上記実施形態では、本発明設備１が停止状態且つ商用電力系統４０が停電状態である時間が、２４時間以上である場合に、使用者識別手段１０ａの内部状態を初期化（ステップ＃１００）するように構成したが、これに限るものではない。２４時間以外の時間を継続時間としても良い。更に、当該継続時間は、固定値でなく、季節や地域等の環境条件等に応じて、適宜変更するように構成しても良い。

〈２〉更に、上記実施形態では、使用者の識別情報として、使用者に固有の使用者ＩＤ及びパスワードを想定して説明したが、これに限るものではない。例えば、パスワードのみで構成されていても良いし、他の情報で構成されていても良いし、系統連系手続きを行った使用者に共通の使用者ＩＤ及びパスワードであっても良い。識別情報は、系統連系手続きを行った使用者と、系統連系手続きを行っていない新規使用者を判別できる情報であれば良い。

〈３〉上記実施形態では、本発明設備１が、施設の一例としての一般家庭用住居に対して設置される家庭用コージェネレーションシステムである場合を想定して説明したが、これに限られるものではない。本発明設備としては、例えば、自然エネルギを利用して発電し、商用電力系統に連系して施設の電力負荷に電力を供給可能な設備、例えば、太陽光発電システム等、分散型電源設備であっても良い。また、本発明設備１が設置される施設としては、例えば、公共施設等であっても良い。

本発明に係る系統連系型電源設備の概略構成例を示す概略部分ブロック図本発明に係る系統連系型電源設備の運転制御の部分処理手順例を示すフローチャート本発明に係る系統連系型電源設備の別実施形態における運転制御の部分処理手順例を示すフローチャート

符号の説明

１本発明に係る系統連系型電源設備
１０制御手段
１０ａ使用者識別手段
１０ｂ運転可否判定手段
１１発電機ユニット
１１ａガスエンジン
１１ｂ発電機
１２インバータ
１２ａＡＣ／ＤＣコンバータ
１２ｂＤＣ／ＡＣコンバータ
１３排熱回収装置
１４電熱ヒータ
１５蓄電池
１６停電検出手段
１７リモコン
２０熱負荷
３０電力負荷
４０商用電力系統

Claims

商用電力系統に連系して施設内で消費される電力を発電可能な発電装置を前記施設内に備え、前記発電装置が、前記商用電力系統と連系せずに前記施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する自立運転と、前記商用電力系統と連系して前記施設内で消費される電力の少なくとも一部を発電する系統連系運転と、を実行可能に構成された系統連系型電源設備であって、
前記施設の使用者の識別情報を受け付け、前記使用者が前記系統連系運転を利用可能であるか否かを判定し、
前記使用者が前記系統連系運転を利用可能であると判定された場合に、内部状態を前記使用者が前記系統連系運転を利用可能であることを示す使用者識別状態に設定し、
前記使用者が前記系統連系運転を利用可能でないと判定された場合に、前記内部状態を前記使用者が前記系統連系運転を利用可能でないことを示す非使用者識別状態に設定し、
少なくとも前記商用電力系統が所定時間以上継続して停電状態となった場合に、前記内部状態を前記非使用者識別状態に設定する使用者識別手段と、
前記使用者識別手段の前記内部状態に基づいて、前記発電装置の運転の実行可否を判定する運転可否判定手段と、を備え、
前記運転可否判定手段が、
前記系統連系運転の実行開始要求があった場合に、前記使用者識別手段の前記内部状態が前記使用者識別状態である場合に前記系統連系運転を許可し、前記使用者識別手段の前記内部状態が前記非使用者識別状態である場合に前記系統連系運転を禁止し、
前記自立運転の実行開始要求があった場合に、前記使用者識別手段の前記内部状態が前記使用者識別状態であるか前記非使用者識別状態であるかに拘わらず、前記自立運転を許可することを特徴とする系統連系型電源設備。