JP5488965B2 - 自家用発電システム - Google Patents
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Description
図7は従来の自家用発電システムの構成図である。
1日の負荷量は変動しており、一般的な大型需要家の工場であれば夜間に負荷量が少なく、昼間に負荷量が多くなる。この1日の負荷量の変動を日負荷曲線と呼んでおり、例えば図8(a)に示す変動をする。図8(b)、(c)、(d)は電力系統1より供給される電力A、1号機GEN1より出力される電力G1、2号機GEN2より出力される電力G2の時間的変化を示している。また、図8において、Apは受電電力設定値、G1pは1号機GEN1の定格電力、G2pは2号機GEN2の定格電力、Pは負荷の総消費電力をそれぞれ示すものとする。なお、図8は、1号機GEN1の定格電力G1pと2号機GEN2の定格電力G2pとが等しい状態を示している。
さらに負荷の総消費電力Pが増加し、P>Ap+G1pとなった瞬間(図8の時刻t2、図9のステップS3)に、図8(d)に示すように2号機GEN2が起動する(図9のステップS4)。
時刻t3から負荷の総消費電力Pがピーク値に到達してから減少し、P>Ap+2×G1pとなる瞬間(図8の時刻t4)までの期間は、負荷の総消費電力Pの増減に伴い、図8(b)に示すように電力系統1より供給される電力Aが増減する。
さらに負荷の総消費電力Pが減少し、P<Ap+0.5×G1pとなった瞬間(図8の時刻t6、図9のステップS7)に、図8(c)に示すように1号機GEN1が停止する(図9のステップS8)。
複数の発電機を駆動する際、燃費がよくなるための制御方法として、経済負荷配分制御(EDC)という方法が一般的に使用されている。
以上の理由により、1号機GEN1、2号機GEN2両機が同じ原動機の発電機の場合、図8(c)、(d)に示すように時刻t2から時刻t3の期間、時刻t4から時刻t5の期間において1号機GEN1と2号機GEN2の出力電力は同じになる。
なお、従来の自家用発電システムに関しては、以下に示す特許文献1がある。
以上のように同図の破線の丸で囲んでいる箇所において、1号機GEN1、2号機GEN2が低負荷率運転となり効率が悪くなる。
本実施形態1について、図1乃至4を参照して説明する。
図1は、実施形態1乃至実施形態2に共通な自家用発電システムの構成図であり、図7で示した従来の自家用発電システムの構成図と異なる点は、需要家構内母線3と接続する電力貯蔵装置(PSF)7を新たに設けるとともに、台数制御装置6の代わりに、負荷(51、52、・・・、5n)の総消費電力(L1+L2+ ・・・ +Ln)、2台以上の複数台の自家用発電機41、42(1号機GEN1、2号機GEN2)の出力電力(G1、G2)、電力貯蔵装置7の充放電の状態および電力会社の電力系統1から受電する電力(A)を設定する受電電力設定値(Ap)を情報として入力し、前記負荷の増減に応じて、前記自家用発電機が高効率運転するために前記電力貯蔵装置の充放電制御および前記自家用発電機の投入あるいは解列を制御する制御装置8を設けたことであり、その他の構成は図7の場合と同じなので説明を省略する。なお、図1中、符号Bは、電力貯蔵装置7の充電電力または放電電力を示す。
なお、図2(a)は図8(a)と同じ日負荷曲線である。また、図2と図8の時刻t1、t2、・・・、t6、ta、tb、・・・、tkは同じ時刻である。
時間が経過して負荷の総消費電力Pが図2(a)のように増加していき、P>Ap+0.5×G1pとなった時(時刻t1)、1号機GEN1の起動に先立ってPSF7の放電を開始させる。PSF7の放電は、電力貯蔵装置7の容量によって決まり、時刻tcまで継続する。
例えば、時刻t2から時刻tfの間の2号機GEN2の起動に関しては、図3Aおよび図3Bで示した制御装置8のフローチャートを導入することにより実現が可能である。
図4Aが、従来の台数制御装置6のフローチャートと異なる点は、図9のステップS5、S6の代わりに、図4Bのフローチャートで詳細を説明する「ステップβ」を実行するようにしたことであり、その他のステップは図9と同じである。
PSF7の充電完了後(時刻tj)は従来どおり1号機GEN1のみを運転させる。P<Ap+0.6×G1pとなった時(時刻tk)に、1号機GEN1を停止させ、不足電力を賄うためPSF7にて放電を開始させる。
また、上記の効果については、自家用発電機が2台に限定されるものでなく、3台以上の複数台の場合においても同様である。
次に、本実施形態2について図5および図6を参照して説明する。
本実施形態2が適用されるシステム構成図は図1と同じであるが、制御装置8による1号機GEN1、2号機GEN2およびPSF7の運転方法が、図5および図6A、図6Bで示すように多少異なる。
従来の方法である図10と異なる点は、P>Ap+G1pとなった時(時刻t91)に図10のように2号機GEN2を起動させる代わりに1号機GEN1を定格出力で運転させると共に、不足電力分をPSF7の放電によって賄うようにし、P<Ap+G1pとなった時(時刻t2)にPSF7の放電を中止させるようにしたことである。
Claims (3)
- 電力会社の電力系統と、
前記電力系統に遮断器を介して接続される需要家構内母線と、
前記需要家構内母線に投入あるいは解列され、電力を供給する1号機ないしn号機(ただしn;2以上)からなる複数台の自家用発電機と、
前記需要家構内母線に接続され電力を消費する複数の負荷と、
前記負荷の消費電力の増減に応じて、前記1号機ないしn号機の自家用発電機を順次前記構内母線に投入あるいは解列し、前記電力会社の電力系統から受電する受電電力を一定に制御する制御装置と、を備えた自家用発電システムにおいて、
前記需要家構内母線への電力の放電および当該需要家構内母線からの電力の充電を行う電力貯蔵装置を設け、
前記負荷の消費電力が上昇し、前記負荷の消費電力が前記制御装置で受電電力を設定する受電電力設定値を超え、前記自家用発電機1号機の定格出力に対する所定電力まで増加した時に、予め前記電力貯蔵装置に充電しておいた電力を前記需要家構内母線に放電することによって前記負荷の消費電力に対して不足する電力を補い、放電完了と同時に前記自家用発電機1号機を起動し、負荷の消費電力に対し余剰となる電力を前記電力貯蔵装置に充電することによって前記自家用発電機1号機にほぼ定格負荷をかけて高効率運転し、
更に、前記負荷の消費電力が上昇し、前記受電電力設定値に前記自家用発電機1号機の定格出力を加算した電力まで増加した時に、自家用発電機2号機を起動させずに、予め前記電力貯蔵装置に充電しておいた電力を前記需要家構内母線に放電させて前記負荷の消費電力に対する不足電力を補い、放電完了と同時に前記自家用発電機2号機を起動し、前記負荷の消費電力に対し余剰となる電力を前記電力貯蔵装置に充電することによって、前記自家用発電機1号機、自家用発電機2号機両機にほぼ定格負荷をかけて高効率運転し、
更に前記負荷の消費電力が上昇し、前記受電電力設定値に両機の定格出力を加算した電力を超えた時も以下同様に前記電力貯蔵装置から電力を放電して負荷の消費電力に対し不足する電力を補った後に次号機の自家用発電機を起動し、負荷の消費電力に対し余剰となる電力を前記電力貯蔵装置に充電することにより起動中の自家用発電機全てにほぼ定格負荷をかけて高効率運転させる手順を繰り返すように機能することを特徴とする自家用発電システム。 - 前記負荷の消費電力が下降し、
前記受電電力設定値に起動中の前記自家用発電機全機の定格出力を加算した電力より消費電力が下がると、余剰となった電力を前記電力貯蔵装置に充電することにより起動中の自家用発電機全てにほぼ定格負荷をかけて高効率運転し、
前記電力貯蔵装置の充電完了後に1台の自家用発電機を停止させると共に、この停止によって生じる消費電力の不足分の電力を前記電力貯蔵装置から放電して補うことによって、起動中の自家用発電機全てをほぼ定格負荷状態に保ち高効率運転し、更に前記負荷の消費電力が下降し、
前記受電電力設定値に起動中の前記自家用発電機全機の定格出力を加算した電力より消費電力が下がった時も以下同様に、余剰となった電力を前記電力貯蔵装置に充電することにより起動中の自家用発電機全てにほぼ定格負荷をかけて高効率運転し、
前記電力貯蔵装置の充電完了後に次の自家用発電機を停止させると共に、この停止によって生じる消費電力の不足分の電力を前記電力貯蔵装置から放電して補うことによって、起動中の自家用発電機全てをほぼ定格負荷状態に保ち高効率運転する手順を繰り返すように機能することを特徴とする請求項1記載の自家用発電システム。 - 前記電力貯蔵装置から電力を放電中に、前記負荷の消費電力が前記受電電力設定値に起動中の自家用発電機全機の定格出力を加算した電力より低下した時は、前記電力貯蔵装置からの放電を中止し、再び前記受電電力設定値に定格出力を加算した電力より増加した場合は、再度、前記電力貯蔵装置から放電することを特徴とする請求項1または2記載の自家用発電システム。
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