JP5551492B2 - 電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、自然エネルギにより発電された電力の出力低下時に、その変動を補充する電力を備えることにより一定出力を確保し、一般電気事業者商用交流電源（以下「一般商用電源」と記載する）から供給される電力を一定の枠内に抑える電力供給システム及びその制御方法に関する。

自然エネルギによる発電の場合、自然エネルギ発電装置から得られた電力は、そのまま通常の電力会社からの一般商用電源と合わせて利用され、自然エネルギ発電装置の出力変動は、合わせて利用される電力会社からの一般商用電源の消費電力量の増減によって、電力利用者に安定電力が供給される。

一般商用電源の利用に対し支払う電気料金は、使用した電力量に応じて支払う電気料金と、最大需用電力（以下、使用電力のピーク値をデマンド値と言い、電力需用家が電力会社とそのピーク値を契約にて設定した値を契約デマンド値と言う）によて決まる基本料金との合計となる。

自然エネルギ発電装置を設置した場合、発電した分を一般商用電源から購入せずにすむため電気料金の削減効果を得られるのは勿論のこと、できれば、デマンド値も自然エネルギ導入に応じて小さくなり、契約デマンド値を下げることができれば、基本料金の削減効果も得られることとなる。

そのためには、自然エネルギによる発電量を安定化さる必要があるが、自然エネルギによる発電装置の出力を安定化する手段として蓄電設備を備えた設備の場合では、従来、自然エネルギの発電電力を、一旦、蓄電池などの二次電池設備に充電し、その二次電池から出力を取り出すことにより、自然エネルギの短時間の出力変動を吸収して、発電出力を安定化させ、通常の電力会社からの一般商用電源の電力と合わせて利用する方法が採られている。

ただし、蓄電池の蓄電容量には、限界があり、主に数分程度までの短時間の出力変動を安定化するに留まっていると想定される。しかし、本発明では、蓄電池を用いるのでは無く、自家発電手段、または、自由調達電気事業者商用交流電源（以下「自由調達商用電源」と記載する）等を用いることにより、蓄電池設備の容量制限に限定されることなく、自然エネルギによる発電の出力低下時でも安定的に、且つ、一般商用電源の契約デマンド値を上げることなく電力供給を可能としている。

特開２００２−２１８６５４号 特開２００９−２８４５８６号

蓄電設備などを併設しない自然エネルギ発電装置による発電と、一般商用電源とを合わせての利用による電力使用の場合、自然エネルギ発電装置による発電の出力変動に左右されて一般商用電源からの電力供給量が変動する。もし、自然エネルギの発電装置による発電が一時的に停止すれば、その時間帯は全電力を一般商用電源からの供給となってしまい、自然エネルギ発電設備導入による契約デマンド値を下げる効果を得ることができず、基本料金を下げる効果は得られないことになる。

自然エネルギの発電装置による発電規模が大きくなればなるほど、その出力変動の大きさに左右されて一般商用電源からの供給量の変動も大きくなり、自然エネルギの発電装置による出力が低下した場合は、結局、一般商用電源から全電力量の供給を受けなければならなくなり、この結果契約デマンド値が上がり、一般商用電源の契約基本料金を下げる効果を得ることができない。また、同時に、電力会社にとっては、自然エネルギ発電装置による出力変動によって、一般商用電源の供給量が変動し、安定的に一般商用電源を稼動させたい一般商用電源の電力供給側に対して、不安定要素を与えてしまう。

一般に、企業などの大口の一般商用電源の契約は、契約デマンド値方式が採用されており、毎３０分間の平均使用電力の最大値がその月間の最大必要電力と見なされ、その月と過去１１ヶ月の最大需用電力により、契約基本電力金額が決定される仕組みとなっている。

これは、自然エネルギ発電装置による電力供給方式を導入しても、もし、ある３０分間に、風力の場合であれば無風に近い状態で、また、太陽光発電の場合は曇天などで、自然エネルギによる発電装置による出力がほとんど得られない場合、契約している一般商用電源からの供給電力にて、必要なほぼ全電力量をまかなうこととなり、その一時的な３０分間のデマンド値が大きくなってしまうことにより、結果として、契約デマンド値が上がり、自然エネルギーにより発電した分を一般商用電源から購入する電力量を削減することによる従量分の電気代は削減できるものの、契約デマンド値によって金額がきまる電気基本料金を下げる効果を十分には得られないことになる。

また、自然エネルギによる発電装置で安定的に発電させるため、自然エネルギの発電装置に蓄電装置を併設する場合もあるが、その蓄電装置により自然エネルギ発電出力が最小になっても、連続して少なくとも２時間程度以上の長時間の電力供給能力が必要であり、蓄電装置が大規模なものになり、蓄電装置の設備投資が大となり、設置者が大きな設備投資負担を強いられることとなる。（例えば、特許文献１、２参照）

本願発明では、第１の発明は、第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
前記第１の電力の供給電力量を算出する第１の電力量検出手段と
太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２自家発電手段と、
前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充するための、前記第１の電力とは異なる商用電力を供給する自由調達商用電源手段と、
前記第１の電力からの電力と、自由調達商用電源手段からの電力の両方からの電力、またはいずれか片方の電力を電気機器に供給する電力量調整手段とを備えた電力供給システムにおいて、
前記第１の電力量検出手段により、一般商用電源手段から供給される電力量を監視し、一般商用電源から供給電力の契約デマンド値を上げないないように、電力量調整手段により一般商用電源手段と自由調達電源手段の電力を合成する比率を変え、一般商用電源から供給される電力量を削減し、なお且つ、一般商用電源の契約デマンド値をある目標値内に抑えることである。

第２の発明は、第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
前記第１の電力の供給電力量を検出する第１の供給電力量検出手段と、
前記第１の供給電力量検出手段の出力を得て、前記第１の電力から供給される電力量を監視する積算電力検出手段と、
太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２の自家発電手段と、
前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充するための、前記第１の電力とは異なる商用電力を供給する自由調達商用電源手段と、
前記第１の電力からの電力と、自由調達商用電源手段からの電力の両方からの電力、またはいずれか片方の電力を電気機器に供給する電力量調整手段とを備えた電力供給システムにおいて、
前記積算電力検出手段により、第１の電力の供給電力量が契約デマンド値を上げることが予測される場合には、電力調整手段により、第１の電力と、第２の自家発電手段および自由調達商用電源手段からの電力供給の配分を変えることである。

第３の発明は、第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
前記第１の電力の供給電力量を検出する第１の供給電力量検出手段と、
前記第１の供給電力量検出手段の出力を得て、前記第１の電力から供給される電力量を監視する積算電力検出手段と、
太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２の自家発電手段と、
前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充するための、前記第１の電力とは異なる商用電力を第３の電力として供給する自由調達商用電源手段と、
自由調達商用電源手段からの電力の供給電力量を検出する第２の供給電力量検出手段とを備え、
前記第１の電力の一般商用電源手段からの電力と前記第３の電力の自由調達商用電源手段からの電力が同一の電力線にて供給されており、前記第１の供給電力量検出手段、及び、前記第２の供給電力量検出手段が同一電力線上に独立して存在する電力供給システムにおいて、
第１の電力量と第３の電力量が個別に計測され、第１の電力の電力量を監視し、第１の電力から供給される電力量が、契約デマンド値を上げることが予測される場合には、第１の供給電力量検出手段における検出を停止し、第２の供給電力量検出手段のみにて検出を行うことである。

第４の発明は、第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２の自家発電手段と、
前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充する、第３の電力を供給する自由調達商用電源手段と、
電気機器を複数の群に分けた個々の電気機器群ごとの消費電力量検出手段と、
前記個々の電気機器群毎の電力消費量の変動によって、電力供給手段を切り替える電力算出切替手段を備えた電力供給システムにおいて、
前記第１の電力から供給される電気機器群のみの消費電力量を合計し、該消費電力量が契約のデマンド値を上げることが予測される場合、前記電力算出切替手段を用いて第１の電力からの供給電力を、前記第２の電力および／または第３の電力に切り替えることである。

また、第５の発明は、第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
前記第１の電力の供給電力量を検出する第１の供給電力量検出手段と
太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２自家発電手段と、
前記第２自家発電手段の発電電力量を検出する第２の発電電力量検出手段と
前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充する、第３の電力を供給する自由調達商用電源手段と、
前記第３の電力の供給電力量を検出する第３の供給電力量検出手段と、
電器機器を複数の群に分けた個々の電気機器群ごとの消費電力量検出手段と、
前記個々の電気機器群毎の電力消費量を電力供給先別に区分して合計し、かつ、電力供給先を切り替える電力算出切替手段と、前記第３の電力の供給電力を制御する手段とを備えた電力供給システムにおいて、
前記電力算出切替装置にて、第１の電力から供給される電気機器群の消費電力量のみを合計し、該消費電力量の合計が契約デマンド値を上げると見込まれる場合、個々の電気機器群毎に備えられた電気スイッチにより、前記第１の電力の供給電力量を、第２の電力と自由調達商用電源手段に切り替えることにより、第１の電力の消費電力量を契約デマンド値内に抑えることである。

ここで、第６の発明は、前記電力算出切替装置にて、前記第２の電力と前記第３の電力から供給される電気機器群の消費電力のみを合計し、該合計値から前記第２の自然エネルギからの発電電力量を差引くことにより、前記第３の電力から補充すべき電力量を算出し、供給電力制御手段により、第３の電力の供給電力を制御して、前記算出した電力量を供給させ、第２および第３の電力側に接続された全電気機器群に対し、電力を供給することである。

さらに、第７の発明は、前記電力算出切替手段が、個々の電気機器群の消費電力量の小さい群から、または、大きい群から切替えることにより、第１の電力からの供給電力量が、契約デマンド値を上げない様に制御することである。

さらに、第８の発明は、複数からなる前記電気機器群のいずれかに異常が発生したり、点検の場合に、前記第１の電力、かつ、前記第２、かつ、第３の電力の供給電力を、切替スイッチを用いて同時に遮断することができる一括遮断手段を備えたことである。

自然エネルギ発電装置と蓄電設備を併用して保有し、電力需用量のデマンド値を下げて一般商用電源供給者と契約を図ろうとする電力需用者が居ても、その契約については、自然エネルギ発電出力が最小の場合も想定して契約する必要があり、残念ながら、結果として、ほぼ全需用電力量の契約デマンド値を確保しておく必要がある。

本発明では、自然エネルギの発電の出力低下分に対し、一般商用電源とは異なる自由調達商用電源からの電力補充する仕組みを構成して、一般商用電源と合わせた電力を供給することにより、蓄電設備を導入するよりも少ない設備投資にて、一般商用電源からの購入電力料金の削減と、一般商用電源の契約デマンド値を下げて基本料金の削減の両方の効果を得ることができ、電気料金を安く抑えることができる。

これは、電力受容者側にとって電気料金を安く抑える効果のみならず、一般商用電源を供給する電力会社側にとっても、需用のピークを安定的に下げることにより、電力需用の平準化が図られ、電力設備を効率的に配備できる効果も得られる。

また、電気機器を群に分け、それに対する電力の供給先の接続を切り替える回路構成とした場合には、契約デマンド値を下げるのみならず、さらなる効果として、もし一部の電気機器にトラブルが発生し、電気の供給を遮断する必要が生じた場合でも、一つのスイッチで、両方の電力供給ラインを遮断することができ、他の電気機器群は運転を継続した状態を確保できる、安全面を向上した電源システムとなる。

自然エネルギ発電の低下を補充するための自家用発電設備を保有した形態を示す図。 自然エネルギ発電の低下を補充するための自由調達商用電源を利用した形態を示す図。 自然エネルギ発電が一時的に低下した場合の他の補充電源を使用した場合の電力関係図。 一般商用電源と自家用発電設備のバックアップを持つ自然エネルギ発電とを電気機器群の回路切り替えと組み合わせた電力システム構成を示す図。 一般商用電源と自由調達商用電源のバックアップを持つ自然エネルギ発電とを電気機器群の回路切り替えと組み合わせた電力システム構成を示す図。 自然エネルギ発電の低下を補充するための自由調達商用電源を利用した形態の変形例を示す図。

以下この発明の実施例について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、商用交流電源１および電力会社管轄の買電メータ１１および自所有の電力メータ８に交流電源ライン１０を介して、電力消費する電気機器９が接続され稼動される。

電力を送る補助電源として第２の自家発電手段３０および第３の自家発電手段４０が、自所有電力メータ８と電気機器９との間を交流電源ライン１０にて接続され、一般商用電源１の消費量を削減すべく配置されている。

第３の電力を供給するディーゼルエンジン等と想定される自家用発電装置３は、第２の電力である自然エネルギを用いた自然エネルギ発電装置２の補助電源であり、多くは直流電源であるので、第３ＤＣ／ＡＣインバーター６を介して交流電源ライン１０に接続されている。上記自家用発電装置３が交流電源であるならば、当然第３ＤＣ／ＡＣインバーター６は不要となり、電圧調整のための装置に置き換えられる。

また、第２の電力である自然エネルギ発電装置２においても直流電源であれば、第２の電力のＤＣ／ＡＣインバーター５を介して、交流電源ライン１０に接続される。自然エネルギ発電装置２においても交流電源であれば、第２の電力用ＤＣ／ＡＣインバーター５は、不要となり、電圧調整のための装置に置き換えられる。

ここで、前記３点の交流電源の利用方法としては、一般商用電源手段１０１の第１の電力のデマンド値を安定的にある目標値に抑えるため、自所用電力メータ８により第１の電力からの電力供給量を監視し、自所有電力メータ８が目標とする契約デマンド値を上げないために必要な補充電力量を、補充電力量算出装置および自家発電出力制御装置４により算出し、自家用発電装置３を制御して必要な補充電力量を発電し交流電源ライン１０を通じて供給する。

デマンド値を安定的にある目標値に抑えるために、前記第３の電力から電力を補充する方法としては、例１として、前記自所有メータ８の監視値をリアルタイムで監視し、契約デマンド値を越えた分について、自家用発電装置３を運転し電力を補充する方法がある。例２として、前記自所有メータ８の監視値の時間積算を行い、その数値から３０分間の平均デマンド値の予測を行い、平均デマンド値が契約デマンド値を越えると予測される場合、一般商用電源１０１からの電源供給を遮断し、自家用発電装置３で電力供給しデマンド値を契約デマンド値内に抑える方法がある。

デマンド値の予測の方法としては、毎３０分の内、例えば１分毎に電力量を把握し実績の積算を取り、これに加え、最終の１分間の電力値にて残りの時間分を推定し、合計３０分のデマンド値を推定する方法や、実績の時間の内、最大値、あるいは、平均値などにて残りの時間の電力値を推定する方法がある。さらに、１分毎の電力量の実績値を一次式や多項式で近似を行い、この近似を逐次繰り返すことにより、３０分間のデマンド値を推定する方法などもある。

デマンド値を抑えるある目標値の一つとしては、予想される電気機器の最大需用電力量から、自然エネルギ発電装置がフル稼働した場合の電力量を引いた値が、目標値の一つとして考えられる。

風力や太陽光などによる自然エネルギ発電による第２の自家用発電手段３０は、自然現象から電力を得ており、第２の自家用発電手段３０から得られる出力は変動しがちである。図３のグラフを用いて説明する。例えば、図３の１３時と１４時部分の自然エネルギ発電電力量の落ち込みに示す様に、第２の自家用発電手段３０の自然エネルギを用いた発電の出力が最大の時に比べ出力低下すると、低下分を補充する第３の電源が無いとすると、全需用電力を確保するため、一般商用電源手段１０１から供給される電力が増加し全需用電力を確保することとなる。

しかし、一般商用電源手段１０１から供給される電力が増大し、契約デマンド値を上げることが予測される場合は、発生デマンド値を契約デマンド値内に抑えることが必要となり、第３の電力で補充する必要が生じる。その為、本願発明では、前記のとおり、第３の自家発電手段４０として、ディーゼルエンジンなどからなる第３の電力として自家用発電装置３を準備し、図３の１３時と１４時部分の補充電力量部分に示す様に電力を補充し、契約デマンド値内に抑える構成としている。

図３のグラフに示すように、消費電力量が大きくなる時間帯（概ね一日の内１０時から１６時）において、自然エネルギ発電装置２からの発電出力が低下した場合、余分に第１の電力の一般商用電源手段１０１からの供給電力量を購入することになり、この場合においても、契約デマンド値を上げることを回避するように当該実施例１の対策を取る。

次に、実施例２について、図２を用いて説明する。概要は、ほぼ図１と同じ構成であるが、この場合は、図１に示す第３の自家発電手段４０に替えて、第３の電力として自由調達商用電源５０等の供給先と契約し電力供給を受ける。自由調達電源手段６０は電力量調整手段５２を介して交流電力ライン１０と接続されており、通常は、自由調達電源手段６０は電力量調整手段５２にて電気機器９への電力供給は遮断されており、第１の電力である一般商用電源１と自然エネルギ発電装置２の合成された電力が電気機器９に供給される。

図１に示す実施例１の記載で、図３のグラフを用いて説明したとおり、自然エネルギ発電装置２による第２の自家用発電手段３０による電力出力が曇天や無風のために低下した場合、結果として、第１の電力である一般商用電源手段１０１から供給される電力量が多くなるが、該電力量の契約デマンド値をある目標値に抑えるようにするには、その他の電力で補充する必要が生じる。そこで、その他の電力として、第３の電力である、自由調達商用電源手段６０を用いて契約デマンド値を上げない様、電力を補充する構成としている。

一般商用電源手段１０１から供給される電力のデマンド値をある目標値に抑えるために、その他の電力で補充する方法としては、例１として、前記自所有メータ８の監視値をリアルタイムで監視し、契約デマンド値を常に越えない様に、電力調整手段５２により、一般商用電源手段１０１と自由調達商用電源手段６０の電力を合成する比率を変える方法がある。例２として、前記自所有メータ８の監視値の時間積算を行い、その数値から３０分間の平均デマンド値の予測を行い、平均デマンド値が契約デマンド値を越えると予測される場合、一般商用電源１０１からの電源供給を遮断し、自由調達商用電源手段６０にて電力供給しデマンド値を契約デマンド値に抑える方法がある。

図２では、第１の電力である一般商用電源手段１０１からの電力を買電メータ１１および自所所有の電力メータ８を介して交流電源ライン１０を通じて供給し、また、第３の電力である自由調達商用電源５０からの電力を自由調達商用電源用買電メータ５１を介して第２の交流ライン１１０を通して供給し、電力量調整手段５２にて両電力を合成し、または、どちらか一方からの電力を供給し、さらにこれに第２の自家発電手段３０の電力を合成して、電気機器９に供給する構成となっている。

通常電力量調整手段５２は一般商用電源手段１０１からの電力供給のみに設定されており、この場合電力供給は何等施策を取らない場合、一般商用電源手段１０１からの電力と、第２の自家発電手段３０からの電力とが合成されて、交流電源ライン１０を通じて電力機器９に送られ、一般商用電源手段１０１からの供給電力量は一般商用電源１の供給メーカ側が管理する買電メータ１１で検出される。

実施例２では、第２の電力である自然エネルギー発電手段３０からの供給電力は、交流電源ライン１０に接続され、一般商用電源手段１０１から供給される電力と合成されて、電気機器９に供給される。ここで、一般商用電源手段１０１から供給される電力の契約デマンド値を上げない様に管理するため、前記自所所有の電力メータ８を設け、毎３０分間の電気の使用量の平均使用電力を積算電力検出手段４１を用いて常時計測し、第２の自家発電手段３０からの電力供給が低下したときなどにおいて、該計測される一般商用電源手段からの供給電力が契約デマンド値を上げると予測される場合は、電力量調整手段５２を用いて第１の電力である一般商用電源手段１０１からの供給を停止し、使用する電力を第３の電力である自由調達商用電源手段６０に切り替える。

次に一般商用電源１と自由調達電源５０からの電力が同一の電力線からなる交流電流ライン１０にて電力供給される場合を実施例２の変形例として、説明する。この場合は図２においての電力を供給する交流電源ライン１０と第２交流電源ライン１１０とが、図６に示すように同一線となり、電力量調整手段５２のかわりに、買電メータの切替スイッチ１５１が存在する電力供給システムとなる。この場合交流電源ライン１０は１本となり、この交流電源ライン１０の延長となる一般電力網上に一般商用電源１と自由調達商用電源５０が存在し、さらにこの電源ライン上に買電メータ１１，自由調達電源用買電メータ５１が設置されている。

買電メータ１１、自由調達電源用買電メータ５１の動作としては、一般商用電源１からの電力供給を受ける場合は、買電メータ１１にて電力を検出し、自由調達電源５０からの電力供給を受ける場合は、自由調達電源用買電メータ５１にて電力を検出する動作となる。また、両方から同時に電力供給を受ける場合は、これら２つの買電メータの検出値割合が２つの電力が供給される割合とする。

これら２つの買電メータは、該２つの電力の合計値が供給される電力量を正しく計測できる状態になっていれば良く、例として１本の交流電源ライン１０の電力を検出するに、必ずどちらかのメータにて検出される検出回路構成になっている２つの電力メータとなる。また、これら２つのメータ自身は機器として独立していても、一体型であっても構わない。

これら２つの買電メータを用いて、一般商用電源１から供給される電力の契約デマンド値を上げない様に管理するため、買電メータ１１の検出値にて、毎３０分間の電気の使用量の平均使用電力を積算電力検出手段４１を用いて常時計測し、第２の自家発電手段３０からの電力供給が低下したときなどにおいて、該計測される一般商用電源１からの供給電力が増加し契約デマンド値を上げると予測される場合は、図２に示す買電メータの切替スイッチ１５１を用いて、一般商用電源１からの供給を検出する買電メータ１１での電力検出を停止し、その代替として、自由調達商用電源５０からの電力供給検出に切り替えため、買電メータ５１の検出を開始する。

次に、図４に示すように一般商用電源手段１０１と、自然エネルギ発電装置２からなる第２の自家用発電手段３０と、ディーゼルエンジン等と想定される自家用発電装置３からなる第３の自家発電手段４０とを、回路切替スイッチ１５１，１５２，１５３，１５４を介して、電気機器群９１，９２，９３，９４に電力を供給するシステムについて説明する。尚、図１および図２で用いた符号と同じ機能の手段や装置に関するものは、同じ符号を用いて説明する。

図４においては、図１と同様、３種の電力供給手段から電力の供給を受けている。一つは、第１の電力として一般商用電源手段１０１であり、当該供給電力手段の入手に関しては、契約デマンド値によって、契約基本料金が大きく変動する。本願発明の目的としては、電気機器群９１，９２，９３，９４に電力供給するにあたり、回路切替スイッチ１５１，１５２，１５３，１５４を適切に制御し、一般商用電源手段１０１からの供給する電力の契約デマンド値を上げない手段を講じることにある。

次に、上記の第１の電力である一般商用電源手段１０１の契約デマンド値を上げない様に、さらには、契約デマンド値を低く設定した契約するために、自然エネルギを用いた発電からなる第２自家用発電手段３０と、該第２の自家発電手段３０の出力低下時に、回路切替スイッチ（１）〜（４）１５１，１５２，１５３，１５４にて接続されている電気機器群の必要電力に対する不足電力を補充するためのバックアップとしてのディーゼルエンジン発電機などからなる第３の自家発電手段４０を用いる。

上記３種の供給電力は、交流電源ライン１０および第２交流電源ライン１１０を通じて供給される。まず、第１の供給電力の一般商用電源手段１０１は、一般商用電源１から電力メータ１１を介して交流電源ライン１０を通じて電力を供給する。自然エネルギ発電からなる第２の自家発電手段３０は、図１と同様、自然エネルギ発電装置２から第１ＤＣ／ＡＣインバーター５および発電電力検出装置７を介して第２交流電源ライン１１０を通じて電力を供給する。第３の自家発電手段４０は、自家用発電設備３から発電電力検出装置７７を介して第２交流電源ライン１１０を通じて電力を供給する。

これらの電源の電力の供給については、詳細は後述するが、図４の場合、事例として４種類の電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４の装置を稼動する場合を想定し、個々に設けられた消費電力量検出装置（１）〜（４）８１、８２、８３、８４を介して電力が供給される構造となっている。

電力を供給するにあたり、電力量供給側と電気機器群との間には、個々に切替スイッチ（１）〜（４）、１５１、１５２、１５３、１５４が配置され、電力算出切替装置１２０によって、個々に最適な電力の供給先と接続され、電力を配分される構成となっている。これらの切替スイッチの動作については、[実施例４]として図５を用いた構成の説明の後、合わせて説明する。

次に、図５に示すように第１の電力である一般商用電源手段１０１と、自然エネルギ発電装置３を含む第２の自家用発電手段３０と、自由調達商用電源５０を含む第３の電源となる自由調達商用電源手段６０とを、回路切替スイッチ（１）〜（４）１５１，１５２，１５３，１５４を通じて、電気機器群（１）〜（４）９１，９２，９３，９４へ電力供給する機構と組み合わせた電力供給システムについて説明する。尚、図５の説明についても図４の説明と同様、図１および図２で用いた符号と同じ機能の手段や装置に関するものは、同じ符号を用いて説明する。

図５については、図４と構成は類似しており、電力を供給する電源として、第３の自家発電手段４０を自由調達商用電源６０に置き換え電力供給をサポートする構成であり、図４における、発電電力制御手段１３０と、その制御に必要な情報を検出するための発電電力検出装置７と発電電力検出装置７７が不要となり、その他の機能は、図４の構成に基本的には同等である。

さて、ここで、図４あるいは図５の個々の動作、機能について説明する。まず、電力算出切替装置１２０は、電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４の内、一般商用電源手段１０１である一般商用電源１から電力が供給されている電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４を確認し、一般商用電源手段１０１から電力が供給されている電気機器群のみの電力消費量を合計しデマンド監視をおこない、当該消費電力量が契約デマンド値を上げる見込みとなれば、図４あるいは、図５に記載の切替スイッチ（１）〜（４）１５１、１５２、１５３、１５４にて一般商用電源手段１０１より電力が供給されている電気機器群への電力供給を、電力算出切替装置１２０を用いて、図４の場合は、第２の自家発電手段３０及び第３の自家発電手段４０に切替え、図５の場合は、第２の自家発電手段３０及び自由調達商用電源手段６０に切替える。

これにより、第１の電力の一般商用電源手段１０１から供給される電力量を契約デマンド値内に収まるように制御し、一般商用電源から供給される電力を契約デマンド値内に抑えることを可能にする。

また、図４あるいは、図５の電力システムの電源は、第１の電力である一般商用電源手段１０１と自然エネルギ発電である第２の自家発電手段３０と、前記自然エネルギ発電の出力低下時にその低下を補充することを目的としたディーゼルエンジンなどからなる第３の自家発電手段４０、あるいは、自由調達商用電源５０からなる自由調達商用電源手段６０とから電力を適宜配電する構成であり、さらに、それぞれの電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４へ前記供給される電力を利用するまたは遮断することを個々に設定するために前記電気機器群に各供給電力を切り替える切替スイッチ（１）〜（４）１５１、１５２、１５３、１５４が設けられている。

さらに、個々に電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４の消費電力検出装置（１）〜（４）８１、８２、８３、８４により、個々電気機器群の消費電力を検出できるように構成し、第１の電力の一般商用電源手段１０１から電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４へ内該電力が供給されている電気機器群のみを合計し、前記合計値が契約デマンド値を上げる見込みとなる場合、切替スイッチ（１）〜（４）１５１、１５２、１５３、１５４を用いて、第１の電力である一般商用電源手段１０１からの電力供給を、自然エネルギ発電である第２の自家発電手段３０と、前記自然エネルギ発電の出力低下時にその低下を補充することを目的としたディーゼルエンジンなどからなる第３の自家発電手段４０あるいは、前記自然エネルギ発電の出力低下時にその低下を補充することを目的とした自由調達商用電源５０からなる自由調達商用電源手段６０に切り替える。

これら切り替えられた電気機器群への電力供給としては、図４記載の電力供給システムにおいては、自然エネルギ発電である第２の自家発電手段３０からの電力の供給を優先するため、切り替えられた電気機器群のみの消費電力を電力算出切替装置１２０にて、消費電力検出装置（１）〜（４）８１，８２，８３，８４の検出値を合計し、該合計から第２の自家発電手段３０からの供給電力を発電電力検出手段７にて検出された電力を差し引き、該電力が不足した場合には、該不足分を発電電力制御手段１３０により自家用発電装置３の運転を制御し、第３の自家発電手段４０から電力を供給する。

上記、電力供給元の切り替え手順としては、前記電力算出装置１２０にて、電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４の内、一般商用電源１０１から電力供給されている電気機器群の消費電力のみを合計し、例１としては、一般商用電源１０１から電力供給されている電気機器群の消費電力をリアルタイムで監視し、契約デマンド値が越えた時点において、切替スイッチ１５１、１５２、１５３、１５４にて、消費電力検出装置（１）〜（４）８１、８２、８３、８４から得られる個々の消費電力の小さい電気機器群から、あるいは、大きい電気機器群から、一般商用電源手段１０１の電力供給から、第２の自家発電手段３０と第３の自家発電手段４０の電源供給に切り替える。

例２としては、一般商用電源１０１から電力供給されている電気機器群の消費電力をリアルタイムで監視し、一般商用電源の３０分間のデマンド値を予測し、その値が契約デマンド値を上げることが予測された場合に、前記例１と同様の切替と手段と順序にて電力供給を、一般商用電源手段１０１の電力供給から、第２の自家発電手段３０と第３の自家発電手段４０の電源供給に切り替えることもできる。

また、図４あるいは図５に記載の電力供給システムにおいては、一般商用電源手段１０１からの契約デマンド値内に抑える効果に加え、さらなる効果として、異常発生の場合の緊急指令として、第１の電力である一般商用電源手段１０１、第２の自家用発電手段３０および第３の自家発電手段４０、あるいは、第２の自家用発電手段３０および自由調達商用電源手段６０から、切替スイッチ１５１、１５２、１５３、１５４，の各々一つのスイッチにて、全電源手段から、電気機器群（１）〜（４）９１、９２、９３、９４への電力供給を遮断できる図示していない操作遮断手段により一斉に電力供給を遮断できる機能を備える。

また、前記切替スイッチと前記電気機器群は１対１で対応しており、異常発生の電気機器群のみを電源供給遮断し、その他の電気機器群は電気供給を維持することも可能である。

一般商用電源手段である一般商用電源からの受電時、電力会社が３０分最大需用電力計（いわゆるデマンド計）の組み込まれた電子式電力量計を取り付けて電気の使用量が計測される。その電力供給の契約時、基本料金を低額にするには契約デマンド値を低くし、その契約デマンド値を越えない様に平準化した様に受電する必要がある。

自然エネルギー発電装置を設置した場合において、一般商用電源からの電力供給の該契約デマンド値を消費電力のピーク時間（多くは図３に示される様に一日の内、１０時から１６時）に押し上げない様に、自家発電手段あるいは他の自由調達商用電源を活用して、一般商用電源からの電力供給に関して、自然エネルギー発電分の買電量の削減による買電金額の削減のみならず、安定的に契約デマンド値内に抑える電力使用を行い、一般商用電源の契約基本金額を低く契約する様に努力する。その時の手段として、本発明の電力供給システムは活用できる。

１ 一般電気事業者商用交流電源（一般商用電源）
１０１ 一般電気事業者商用交流電源手段（一般商用電源手段）
２ 自然エネルギ発電装置
３ 自家用発電装置
４ 補充電力量算出装置および自家発電出力制御装置
４１ 積算電力検出手段
５ 第２ＤＣ／ＡＣインバーター
６ 第３ＤＣ／ＡＣインバーター
７ 発電電力検出装置
７７ 発電電力検出装置
８ 電力メータ
８１、８２、８３、８４ 消費電力検出装置（１）〜（４）
９ 電気機器
９１、９２、９３、９４ 電気機器群（１）〜（４）
１０ 交流電源ライン
１１０ 第２交流電源ライン
１１、２２ 買電メータ
３０ 第２の自家発電手段
４０ 第３の自家発電手段
５０ 自由調達商用電源
５１ 自由調達商用電源用買電メータ
５２ 電力量調整手段
６０ 自由調達商用電源手段
１２０ 電力算出切替装置
１３０ 発電電力制御手段
１５１、１５２、１５３、１５４ 切替スイッチ（１）〜（４）
１６０ スイッチ切替ライン

Claims (8)

1. 第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
   前記第１の電力の供給電力量を算出する第１の電力量検出手段と
   太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２自家発電手段と、
   前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充するための、前記第１の電力とは異なる商用電力を供給する自由調達商用電源手段と、
   前記第１の電力からの電力と、自由調達商用電源手段からの電力の両方からの電力、またはいずれか片方の電力を電気機器に供給する電力量調整手段とを備えた電力供給システムにおいて、
   前記第１の電力量検出手段により、一般商用電源手段から供給される電力量を監視し、一般商用電源から供給電力の契約デマンド値を上げないないように、電力量調整手段により一般商用電源手段と自由調達電源手段の電力を合成する比率を変え、一般商用電源から供給される電力量を削減し、なお且つ、一般商用電源の契約デマンド値をある目標値内に抑えることを特徴とする電力供給システム。
2. 第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
   前記第１の電力の供給電力量を検出する第１の供給電力量検出手段と、
   前記第１の供給電力量検出手段の出力を得て、前記第１の電力から供給される電力量を監視する積算電力検出手段と、
   太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２の自家発電手段と、
   前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充するための、前記第１の電力とは異なる商用電力を供給する自由調達商用電源手段と、
   前記第１の電力からの電力と、自由調達商用電源手段からの電力の両方からの電力、またはいずれか片方の電力を電気機器に供給する電力量調整手段とを備えた電力供給システムにおいて、
   前記積算電力検出手段により、第１の電力の供給電力量が契約デマンド値を上げることが予測される場合には、電力調整手段により、第１の電力と、第２の自家発電手段および自由調達商用電源手段からの電力供給の配分を変えることを特徴とする電力供給システム。
3. 第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
   前記第１の電力の供給電力量を検出する第１の供給電力量検出手段と、
   前記第１の供給電力量検出手段の出力を得て、前記第１の電力から供給される電力量を監視する積算電力検出手段と、
   太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２の自家発電手段と、
   前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充するための、前記第１の電力とは異なる商用電力を第３の電力として供給する自由調達商用電源手段と、
   自由調達商用電源手段からの電力の供給電力量を検出する第２の供給電力量検出手段とを備え、
   前記第１の電力の一般商用電源手段からの電力と前記第３の電力の自由調達商用電源手段からの電力が同一の電力線にて供給されており、前記第１の供給電力量検出手段、及び、前記第２の供給電力量検出手段が同一電力線上に独立して存在する電力供給システムにおいて、
   第１の電力量と第３の電力量が個別に計測され、第１の電力の電力量を監視し、第１の電力から供給される電力量が、契約デマンド値を上げることが予測される場合には、第１の供給電力量検出手段における検出を停止し、第２の供給電力量検出手段のみにて検出を行うことを特徴とする電力供給システム。
4. 第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
   太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２の自家発電手段と、
   前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充する、第３の電力を供給する自由調達商用電源手段と、
   電気機器を複数の群に分けた個々の電気機器群ごとの消費電力量検出手段と、
   前記個々の電気機器群毎の電力消費量の変動によって、電力供給手段を切り替える電力算出切替手段を備えた電力供給システムにおいて、
   前記第１の電力から供給される電気機器群のみの消費電力量を合計し、該消費電力量が契約のデマンド値を上げることが予測される場合、前記電力算出切替手段を用いて第１の電力からの供給電力を、前記第２の電力および／または第３の電力に切り替えることを特徴とする電力供給システム。
5. 第１の電力を供給する一般商用電源手段と、
   前記第１の電力の供給電力量を検出する第１の供給電力量検出手段と
   太陽光や風力などの自然エネルギによる第２の電力を供給する第２自家発電手段と、
   前記第２自家発電手段の発電電力量を検出する第２の発電電力量検出手段と
   前記第１の電力から供給される電力の契約デマンド値を上げないために必要な電力を補充する、第３の電力を供給する自由調達商用電源手段と、
   前記第３の電力の供給電力量を検出する第３の供給電力量検出手段と、
   電器機器を複数の群に分けた個々の電気機器群ごとの消費電力量検出手段と、
   前記個々の電気機器群毎の電力消費量を電力供給先別に区分して合計し、かつ、電力供給先を切り替える電力算出切替手段と、前記第３の電力の供給電力を制御する手段とを備えた電力供給システムにおいて、
   前記電力算出切替装置にて、第１の電力から供給される電気機器群の消費電力量のみを合計し、該消費電力量の合計が契約デマンド値を上げると見込まれる場合、個々の電気機器群毎に備えられた電気スイッチにより、前記第１の電力の供給電力量を、第２の電力と自由調達商用電源手段に切り替えることにより、第１の電力の消費電力量を契約デマンド値内に抑えることを特徴とする電力供給システム。
6. 前記電力算出切替装置にて、前記第２の電力と前記第３の電力から供給される電気機器群の消費電力のみを合計し、該合計値から前記第２の自然エネルギからの発電電力量を差引くことにより、前記第３の電力から補充すべき電力量を算出し、供給電力制御手段により、第３の電力の供給電力を制御して、前記算出した電力量を供給させ、第２および第３の電力側に接続された全電気機器群に対し、電力を供給することを特徴とする請求項５に記載の電力供給システム。
7. 前記電力算出切替手段が、個々の電気機器群の消費電力量の小さい群から、または、大きい群から切替えることにより、第１の電力からの供給電力量が、契約デマンド値を上げない様に制御することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一つの請求項に記載の電力供給システム。
8. 複数からなる前記電気機器群のいずれかに異常が発生したり、点検の場合に、前記第１の電力、かつ、前記第２、かつ、第３の電力の供給電力を、切替スイッチを用いて同時に遮断することができる一括遮断手段を備えたことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか一つの請求項に記載の電力供給システム

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