JP5543827B2 - Power system - Google Patents
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Description
本発明は、系統電源との連系により電力を供給する電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system that supplies electric power through interconnection with a system power supply.
上記技術分野における従来の電源システムとして、太陽光発電装置と、燃料電池装置等その他の発電装置(以下、「所定の発電装置」という)と、を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような電源システムには、太陽光発電装置の発電電力が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、上回った分の余剰電力を系統電源に供給し、所定の発電装置の運転を停止させる分電盤が回路部として適用される場合がある。このような回路部は、所定の発電装置の発電電力よりも太陽光発電装置の発電電力を優先して電力供給対象設備に供給することを目的とするものである。 As a conventional power supply system in the above technical field, a system including a solar power generation device and another power generation device such as a fuel cell device (hereinafter referred to as “predetermined power generation device”) is known (for example, Patent Documents). 1). In such a power supply system, when the generated power of the photovoltaic power generation device exceeds the load power of the power supply target equipment, the surplus power is supplied to the system power supply and the operation of the predetermined power generation device is stopped. There is a case where a distribution board is applied as a circuit unit. The purpose of such a circuit unit is to supply the generated power of the photovoltaic power generation apparatus to the power supply target equipment with priority over the generated power of the predetermined power generation apparatus.
しかしながら、上述した回路部に何らかの不具合等が生じることに起因して、太陽光発電装置の発電電力が電力供給対象設備の負荷電力を上回っているにもかかわらず、所定の発電装置の運転が継続されてしまうと、上述した目的を達成することができない。 However, the operation of the predetermined power generation device continues even though the generated power of the photovoltaic power generation device exceeds the load power of the power supply target equipment due to some trouble or the like occurring in the circuit unit described above. If it is done, the above-mentioned purpose cannot be achieved.
そこで、本発明は、回路部に何らかの不具合等が生じた状態で電源システムの運転が継続されるのを防止することができる電源システムを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply system capable of preventing the operation of the power supply system from being continued in a state where some trouble or the like has occurred in the circuit unit.
上記課題を解決するため、本発明に係る電源システムは、系統電源との連系により電力を供給する電源システムであって、第1の電力を発電する太陽光発電装置と、第2の電力を発電する所定の発電装置と、第1の電力と第2の電力との和が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、上回った分の余剰電力を系統電源に供給し、所定の発電装置から電力供給対象設備に供給される第2の電力を低減する回路部と、第1の電力が負荷電力以上の場合に、所定の発電装置の運転を停止させ、第1の電力が負荷電力未満の場合において、第1の電力と第2の電力との和が負荷電力以上のときに、所定の発電装置の運転を停止させる制御部と、を備え、制御部は、第1の電力、第2の電力及び負荷電力のそれぞれの値を、回路部を経由せずに、太陽光発電装置、所定の発電装置及び電力供給対象設備のそれぞれから通信により取得することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a power supply system according to the present invention is a power supply system that supplies electric power through interconnection with a system power supply, and includes a solar power generation device that generates first electric power, and second electric power. When the sum of the predetermined power generation device for generating power and the first power and the second power exceeds the load power of the power supply target facility, the surplus power corresponding to the surplus power is supplied to the system power source, and the predetermined power generation The circuit unit for reducing the second power supplied from the device to the power supply target facility, and when the first power is equal to or higher than the load power, the operation of the predetermined power generator is stopped , and the first power is the load power. in the case of less than, when the sum of the first power and the second power is greater than or equal load power, and a control unit which Ru stops the operation of the predetermined power generation device, the control unit, a first power The respective values of the second power and the load power are not passed through the circuit unit, Sunshine power generator, characterized that you get a communication from each of the predetermined power generation device and supplied power facilities.
この電源システムにおいては、回路部に何らかの不具合等が生じることに起因して、太陽光発電装置で発電された電力(第1の電力)が電力供給対象設備の負荷電力を上回っているにもかかわらず、所定の発電装置から電力供給対象設備への電力(第2の電力)の供給が継続されていても、制御部によって、第1の電力が負荷電力よりも大きい場合に、所定の発電装置の運転が停止させられる。よって、この電源システムによれば、回路部に何らかの不具合等が生じた状態で電源システムの運転が継続されるのを防止することができる。 In this power supply system, the power (first power) generated by the photovoltaic power generation apparatus exceeds the load power of the power supply target equipment due to some trouble or the like occurring in the circuit unit. However, even if the supply of power (second power) from the predetermined power generation device to the power supply target facility is continued, the predetermined power generation device is used when the first power is larger than the load power by the control unit. Is stopped. Therefore, according to this power supply system, it is possible to prevent the operation of the power supply system from being continued in a state where some trouble or the like has occurred in the circuit unit.
このとき、制御部は、第1の電力が負荷電力以上の場合に、所定の発電装置の運転を停止させ、第1の電力が負荷電力未満の場合において、第1電力と第2電力との和が負荷電力以上のときに、所定の発電装置の運転を停止させる。上述した回路部に何ら不具合等が生じていなければ、第1の電力が負荷電力以上の場合、又は、第1の電力が負荷電力未満の場合において、第1電力と第2電力との和が負荷電力以上のときに、所定の発電装置から電力供給対象設備への電力の供給が継続されることは、想定されない。よって、この制御によれば、回路部に何らかの不具合等が生じた状態で電源システムの運転が継続されるのをより確実に防止することができる。 At this time, the control unit, when the first power is higher load power, to stop the operation of Jo Tokoro of the generator, when the first power is less than the load power, the first power and the second power When the sum is equal to or greater than the load power, the operation of the predetermined power generator is stopped. If no malfunction or the like occurs in the above-described circuit unit, the sum of the first power and the second power is obtained when the first power is equal to or higher than the load power or when the first power is less than the load power. When the load power is equal to or higher than the load power , it is not assumed that the power supply from the predetermined power generation device to the power supply target facility is continued. Therefore, according to this control, it is possible to more reliably prevent the operation of the power supply system from being continued in a state where some trouble or the like has occurred in the circuit unit.
また、所定の発電装置は、燃料電池装置であることが好ましい。所定の発電装置が燃料電池装置であると、所定の発電装置から電力供給対象設備への電力の供給を安定的に効率良く実施することができる。 The predetermined power generation device is preferably a fuel cell device. When the predetermined power generation device is a fuel cell device, it is possible to stably and efficiently supply power from the predetermined power generation device to the power supply target facility.
本発明によれば、回路部に何らかの不具合等が生じた状態で電源システムの運転が継続されるのを防止することができる電源システムを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the power supply system which can prevent the driving | operation of a power supply system being continued in a state with a certain malfunction etc. having occurred in the circuit part.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1に示されるように、電源システム1は、系統電源10との連系により構内設備(電力供給対象設備)20に電力を供給するものである。電源システム1は、分散電源として、電力(第1の電力)を発電する太陽光発電装置2と、電力(第2の電力)を発電する燃料電池装置(所定の発電装置)3と、システム全体を制御する制御部11と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
系統電源10は、配線L1によって分電盤(回路部)4と電気的に接続されている。構内設備20、太陽光発電装置2及び燃料電池装置3は、それそれ、配線L2,L3,L4によって分電盤4と電気的に接続されている。配線L1〜L4は、分電盤4内の接続点P1において配線L1が配線L2,L3,L4に分岐するように接続されている。
The
分電盤4は、主幹ブレーカ7を有している。主幹ブレーカ7は、配線L1上に設けられている。主幹ブレーカ7は、配線L1に過電流が流れたときに配線L1を遮断し、電源システム1から系統電源10を解列させる。分電盤4と系統電源10との間における配線L1上には、計量器5,6が設けられている。計量器5は、配線L1を介して分電盤4側から系統電源10に供給される電力量を計測する。計量器6は、配線L1を介して系統電源10から分電盤4側に供給される電力量を計測する。
The distribution board 4 has a
更に、分電盤4は、ブレーカ8a,8b,8cを有している。ブレーカ8a,8b,8cは、それぞれ、配線L2,L3,L4上に設けられている。ブレーカ8aは、配線L2に過電流が流れたときに配線L2を遮断し、電源システム1から構内設備20を解列させる。ブレーカ8bは、配線L3に過電流が流れたときに配線L3を遮断し、電源システム1から太陽光発電装置2を解列させる。ブレーカ8cは、配線L4に過電流が流れたときに配線L4を遮断し、電源システム1から燃料電池装置3を解列させる。
Furthermore, the distribution board 4 has
また、分電盤4は、電流センサ9を有している。電流センサ9は、例えば計器用変流器(CT:Current Transformer)であり、主幹ブレーカ7と計量器5,6との間における配線L1上に設けられている。電流センサ9によって、分電盤4側から系統電源10に電力が供給されたときに配線L1を流れる電流(以下、「逆潮流」という)が検出されると、燃料電池装置3に設けられた逆電力継電器(RPR:Reverse Power Relays)によって、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が低減される。このとき、場合によっては、燃料電池装置3の運転が停止させられたり、燃料電池装置3についてエラーが表示されたりする。このように、電流センサ9は、逆潮流防止装置として機能する。
The distribution board 4 has a
太陽光発電装置2は、太陽電池パネル及びパワーコンディショナを有している。太陽電池パネルは、太陽光のエネルギを利用して直流電力を出力する。パワーコンディショナは、太陽電池から出力された直流電力を交流電力に変換する。これにより、太陽光発電装置2は、配線L3を介して分電盤4側に交流電力を出力する。 The solar power generation device 2 has a solar cell panel and a power conditioner. The solar cell panel outputs direct-current power using sunlight energy. The power conditioner converts DC power output from the solar cell into AC power. Thereby, the solar power generation device 2 outputs alternating current power to the distribution board 4 side via the wiring L3.
燃料電池装置3は、改質器、燃料電池セル及びパワーコンディショナを有している。改質器は、LPガス、都市ガス、灯油等の炭化水素燃料を改質して、水素を含有する改質ガスを生成する。燃料電池セルは、改質器によって生成された改質ガス及び空気を用いた発電反応により直流電力を出力する。パワーコンディショナは、燃料電池セルから出力された直流電力を交流電力に変換する。これにより、燃料電池装置3は、配線L4を介して分電盤4側に交流電力を出力する。 The fuel cell device 3 includes a reformer, a fuel cell, and a power conditioner. The reformer reforms hydrocarbon fuel such as LP gas, city gas, and kerosene to generate reformed gas containing hydrogen. The fuel cell outputs DC power by a power generation reaction using the reformed gas and air generated by the reformer. The power conditioner converts DC power output from the fuel cell into AC power. As a result, the fuel cell device 3 outputs AC power to the distribution board 4 side via the wiring L4.
以上のように構成された電源システム1の動作について説明する。ここでは、一例として、太陽光発電装置2が3000Wの電力を発電しており、燃料電池装置3が700Wの電力を発電しているものとする。
The operation of the
まず、構内設備20の負荷電力が5000Wである場合、太陽光発電装置2で発電された3000Wの電力は、配線L3及び配線L2を介して構内設備20に供給され、燃料電池装置3で発電された700Wの電力は、配線L4及び配線L2を介して構内設備20に供給される。このとき、構内設備20において不足分となる1300Wの電力は、系統電源10から補われ、配線L1及び配線L2を介して構内設備20に供給される。
First, when the load power of the
次に、構内設備20の負荷電力が3700Wである場合、太陽光発電装置2で発電された3000Wの電力は、配線L3及び配線L2を介して構内設備20に供給され、燃料電池装置3で発電された700Wの電力は、配線L4及び配線L2を介して構内設備20に供給される。このとき、構内設備20では過不足が生じていないため、系統電源10から構内設備20に電力は供給されない。
Next, when the load power of the
最後に、構内設備20の負荷電力が2000Wである場合、太陽光発電装置2で発電された3000Wの電力のうち2000Wの電力は、配線L3及び配線L2を介して構内設備20に供給され、残りの1000Wの電力は、余剰電力として、配線L3及び配線L1を介して系統電源10に供給される。このとき、電流センサ9によって逆潮流が検出される。そのため、燃料電池装置3の逆電力継電器によって、燃料電池装置3の運転が停止させられるなどして、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が零に低減される。なお、燃料電池装置3の運転を継続して、低減すべき電力を、燃料電池装置3に設けられた貯湯ユニット内の水を加熱するために消費するなどしてもよい。
Finally, when the load power of the
以上の電源システム1の動作から分かるように、分電盤4は、太陽光発電装置2で発電された電力が構内設備20の負荷電力を上回った場合に、上回った分の余剰電力を系統電源10に供給し、燃料電池装置3から構内設備20に供給される電力を低減する。なお、太陽光発電装置2で発電された電力が構内設備20の負荷電力を下回っていても、太陽光発電装置2で発電された電力と燃料電池装置3で発電された電力との和が構内設備20の負荷電力を上回っていれば、電流センサ9によって逆潮流が検出される。この場合、構内設備20で過不足が生じなくなるように、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が低減される。
As can be seen from the operation of the
続いて、制御部11による電源システム1の誤動作防止処理について、図2を参照して説明する。
Next, the malfunction prevention processing of the
まず、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力(第1の電力)E(PV)、燃料電池装置3の発電電力(第2の電力)E(FC)及び構内設備20の負荷電力E(L)を通信等により取得する(ステップS1)。続いて、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)が構内設備20の負荷電力E(L)以上であるか否かを判断する(ステップS2)。
First, the
その判断の結果、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)が構内設備20の負荷電力E(L)以上であった場合には、制御部11は、燃料電池装置3の停止指示を出して、燃料電池装置3の運転を停止させる(ステップS3)。一方、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)が構内設備20の負荷電力E(L)未満であった場合には、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)と燃料電池装置3の発電電力E(FC)との和が構内設備20の負荷電力E(L)以上であるか否かを判断する(ステップS4)。
As a result of the determination, if the generated power E (PV) of the solar power generation device 2 is equal to or greater than the load power E (L) of the
その判断の結果、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)と燃料電池装置3の発電電力E(FC)との和が構内設備20の負荷電力E(L)以上であった場合には、制御部11は、燃料電池装置3の停止指示を出して、燃料電池装置3の運転を停止させる(ステップS3)。一方、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)と燃料電池装置3の発電電力E(FC)との和が構内設備20の負荷電力E(L)未満であった場合には、制御部11は、再びステップS1以降の処理を行う。
As a result of the determination, when the sum of the generated power E (PV) of the solar power generation device 2 and the generated power E (FC) of the fuel cell device 3 is equal to or greater than the load power E (L) of the
以上説明したように、電源システム1においては、分電盤4に何らかの不具合等が生じることに起因して、太陽光発電装置2の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回っているにもかかわらず、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続されていても、制御部11によって、太陽光発電装置2の発電電力が構内設備20の負荷電力よりも大きい場合に、燃料電池装置3の運転が停止させられる。よって、電源システム1によれば、分電盤4に何らかの不具合等が生じた状態で電源システム1の運転が継続されるのを防止することができる。
As described above, in the
更に、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力と燃料電池装置3の発電電力との和が構内設備20の負荷電力よりも大きい場合に、燃料電池装置3の運転を停止させる。分電盤4に何ら不具合等が生じていなければ、太陽光発電装置2の発電電力と燃料電池装置3の発電電力との和が構内設備20の負荷電力を上回っているにもかかわらず、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続されることは、想定されない。よって、電源システム1によれば、分電盤4に何らかの不具合等が生じた状態で電源システム1の運転が継続されるのをより確実に防止することができる。
Furthermore, the
例えば、図3に示されるように、分電盤4において誤配線が生じた場合に、電源システム1によれば、その誤配線の状態で電源システム1が動作し続けることが防止される。図3においては、分電盤4と構内設備20とを電気的に接続するための配線L2が、接続点P1で配線L1,L3,L4と接続されておらず、接続点P1よりも燃料電池装置3側に位置する接続点P2で配線L4と接続されている。そして、電流センサ9が、接続点P1と接続点P2との間における配線L4上に設けられている。
For example, as shown in FIG. 3, when an incorrect wiring occurs in the distribution board 4, the
このような誤配線が分電盤4に生じていると、太陽光発電装置2の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回っていても、配線L1において逆潮流が検出されないから、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続される。また、太陽光発電装置2の発電電力と燃料電池装置3の発電電力との和が構内設備20の負荷電力を上回っていても、燃料電池装置3の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回らない限り、配線L1において逆潮流が検出されないから、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続されることになる。
If such a miswiring occurs in the distribution board 4, even if the generated power of the photovoltaic power generation device 2 exceeds the load power of the
上述した制御部11は、このような誤配線が分電盤4に生じた状態で電源システム1の運転が継続されるのを確実に防止する。ちなみに、図3に示される分電盤4の配線においては、燃料電池装置3の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回った場合に、電流センサ9によって、接続点P2側から接続点P1側に電力が供給されたときに配線L4を流れる電流が検出される。その結果、燃料電池装置3の逆電力継電器によって、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が低減される。
The
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、電源システム1は、燃料電池装置3に代えて、ガスエンジン発電装置等、所定の発電装置を備えていてもよい。ただし、所定の発電装置が燃料電池装置3であると、所定の発電装置から構内設備20への発電電力の供給を安定的に効率良く実施することができる。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the
1…電源システム、2…太陽光発電装置、3…燃料電池装置(所定の発電装置)、4…分電盤(回路部)、10…系統電源、11…制御部、20…構内設備(電力供給対象設備)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
第1の電力を発電する太陽光発電装置と、
第2の電力を発電する所定の発電装置と、
前記第1の電力と前記第2の電力との和が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、上回った分の余剰電力を前記系統電源に供給し、前記所定の発電装置から前記電力供給対象設備に供給される前記第2の電力を低減する回路部と、
前記第1の電力が前記負荷電力以上の場合に、前記所定の発電装置の運転を停止させ、前記第1の電力が前記負荷電力未満の場合において、前記第1の電力と前記第2の電力との和が前記負荷電力以上のときに、前記所定の発電装置の運転を停止させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第1の電力、前記第2の電力及び前記負荷電力のそれぞれの値を、前記回路部を経由せずに、前記太陽光発電装置、前記所定の発電装置及び前記電力供給対象設備のそれぞれから通信により取得することを特徴とする電源システム。 A power supply system that supplies power through interconnection with a system power supply,
A solar power generation device for generating first power;
A predetermined power generation device for generating second power;
When the sum of the first power and the second power exceeds the load power of the power supply target facility, the surplus power is supplied to the system power supply, and the power is supplied from the predetermined power generator. A circuit unit for reducing the second power supplied to the supply target facility ;
If before Symbol first power is greater than or equal to the load power, the operation of the predetermined generator device is stopped, the first power in the case of less than the load power, the first power and the second when the sum of the power over the load power, and a control unit which Ru is stopped the operation of the predetermined generator device,
The control unit is configured to output the values of the first power, the second power, and the load power without passing through the circuit unit, the solar power generation device, the predetermined power generation device, and the power supply. power supply system, characterized that you get a communication from each of the relevant equipment.
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