JP7406436B2 - Power interchange system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の負荷へ電力を融通可能な電力融通システムの技術に関する。 The present invention relates to a technology for a power accommodating system capable of accommodating power to a plurality of loads.
従来、複数の負荷へ電力を融通可能な電力融通システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
2. Description of the Related Art Techniques for power accommodating systems capable of accommodating power to a plurality of loads are conventionally known. For example, as described in
特許文献１に記載の技術では、複数の住宅それぞれに蓄電池を備えて、蓄電池の充電量に余裕がある住宅から、電力が不足する住宅に電力を融通する。電力を融通する際には、各住宅の日々の電力使用量を予測して、当該電力使用量と蓄電池の充電量に基づいて電力の融通量を決定する。こうして、特許文献１に記載の技術では、蓄電池の電力を複数の住宅間で融通することができる。
In the technique described in
昨今、住宅等の建物の負荷に供給する電力の供給源として、水素等のガス燃料を用いて発電を行う燃料電池の普及が進んでいる。そこで、特許文献１に記載の技術のように蓄電池の電力を融通するだけでなく、燃料電池の発電電力を複数の負荷へ好適に融通させることができる技術が望まれている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, fuel cells that generate electricity using gaseous fuel such as hydrogen have become increasingly popular as a source of electricity to supply loads in buildings such as houses. Therefore, there is a need for a technology that can not only accommodate the power of a storage battery as in the technique described in
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料電池の発電電力を複数の負荷へ好適に融通させることができる電力融通システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power interchange system that can suitably accommodate power generated by a fuel cell to multiple loads. .
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, means for solving this problem will be explained.
即ち、請求項１においては、系統電源と接続されると共に第一負荷に接続される第一分電盤と、系統電源と前記第一分電盤との間に設けられると共に第二負荷に接続される第二分電盤と、燃料を用いて発電した電力を前記第一分電盤に供給可能であると共に、前記第一負荷に応じた発電を行う第一運転と、前記第一負荷にかかわらず所定の電力の発電を行う第二運転と、を切り替え可能な燃料電池と、系統電源から前記第二分電盤側に電力が流れてくる場合に、前記燃料電池を前記第一運転から前記第二運転に切り替え可能な切替手段と、前記第二運転を行う前記燃料電池の出力を制御可能な制御手段と、を具備するものである。
That is, in
請求項２においては、自然エネルギーを用いて発電した発電電力を前記第一分電盤に供給可能な発電部を具備し、前記制御手段は、前記発電部の発電電力及び前記第二運転を行う前記燃料電池の出力電力が第一負荷の消費電力よりも大きい場合、前記第二運転を行う前記燃料電池の出力を抑制するものである。 According to a second aspect of the present invention, the power generating unit is provided with a power generating unit capable of supplying the generated power generated using natural energy to the first distribution board, and the control means controls the generated power of the power generating unit and the second operation. When the output power of the fuel cell is larger than the power consumption of the first load, the output of the fuel cell performing the second operation is suppressed.
請求項３においては、前記制御手段には、前記第二運転を行う前記燃料電池の発電電力を充電可能な蓄電池が含まれるものである。 In a third aspect of the present invention, the control means includes a storage battery that can be charged with the power generated by the fuel cell that performs the second operation.
請求項４においては、前記蓄電池は、前記発電部の発電電力及び前記第二運転を行う前記燃料電池の出力電力が第一負荷の消費電力よりも大きい場合に、前記第二運転を行う前記燃料電池の発電電力を充電するものである。 In claim 4, the storage battery is configured to perform the second operation when the power generated by the power generation section and the output power of the fuel cell that performs the second operation are larger than the power consumption of the first load. It is used to charge the power generated by the battery.
請求項５においては、前記蓄電池は、前記発電部の発電電力及び前記第二運転を行う前記燃料電池の出力電力が第一負荷の消費電力以下である場合に、放電を行うものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the storage battery discharges when the power generated by the power generation unit and the output power of the fuel cell performing the second operation are less than or equal to the power consumption of the first load.
請求項６においては、前記蓄電池は、前記系統電源と前記第二分電盤との間を流れる電力に応じて充放電可能であるものである。 In a sixth aspect of the present invention, the storage battery is capable of being charged and discharged according to the electric power flowing between the system power source and the second distribution board.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 The present invention has the following effects.
本発明においては、燃料電池の発電電力を複数の負荷へ好適に融通させることができる。 In the present invention, the power generated by the fuel cell can be suitably shared among a plurality of loads.
以下では、本発明の一実施形態に係る電力融通システム１について説明する。
Below, a
図１に示す電力融通システム１は、所定の事業者（アグリゲータ）によりエネルギー管理が行われる所定の地域（エリア）に適用される。アグリゲータは、高圧一括受電を行って、受けた電力を前記所定の地域における種々の需要家に供給することで、一括したエネルギー管理を行っている。
The
一括受電エリアＡには、前記需要家の一例として、複数の住宅Ｈの集合体であって、かつ、当該複数の住宅Ｈ間で互いにエネルギー（例えば電力や熱）を融通可能な住宅群Ａ１が設けられる。住宅群Ａ１においては、使用される電力がアグリゲータから各住宅Ｈへ売却される。また、住宅群Ａ１で余剰した電力をアグリゲータへ売却することもできる。なお、後述するように、本実施形態においては、住宅群Ａ１に４つの住宅Ｈが設けられるものとする。 In the collective power receiving area A, as an example of the consumer, there is a housing group A1 which is an aggregate of multiple housing units H and in which energy (for example, electricity and heat) can be exchanged between the multiple housing units H. provided. In the housing group A1, the electricity used is sold to each housing H from the aggregator. Further, surplus electricity in the housing group A1 can be sold to an aggregator. In addition, in this embodiment, four houses H shall be provided in housing group A1 so that it may mention later.
また、一括受電エリアＡには、前記需要家の一例として、スーパーマーケットやドラッグストア等がテナントとして入居する商業施設Ｓが設けられる。商業施設Ｓにおいては、使用される電力がアグリゲータからスーパーマーケット等へ供給される。 In addition, the collective power receiving area A is provided with a commercial facility S in which a supermarket, a drug store, etc. are located as tenants, as examples of the above-mentioned consumers. In the commercial facility S, the power used is supplied from an aggregator to a supermarket or the like.
図１及び図２に示すように、電力融通システム１は、キュービクル１０、売買電メータ２０、商業施設Ｓに設けられた各種機器、引込分電盤４０、住宅群Ａ１（住宅Ｈ）に設けられた各種機器及びＥＭＳ１００を具備する。なお以下の説明において「上流側」及び「下流側」とは、系統電源Ｋからの電力の供給方向を基準とする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
キュービクル１０は、系統電源Ｋからの電力を一括して受電する高圧受電設備である。キュービクル１０は、所定の配電線Ｌ１により系統電源Ｋと接続される。キュービクル１０は、系統電源Ｋからの電力を降圧して下流側に配電することができる。また、キュービクル１０は、下流側からの電力を系統電源Ｋへ供給することができる。
The
売買電メータ２０は、電力を検出するものである。売買電メータ２０は、配電線Ｌ１の中途部に設けられる。こうして、売買電メータ２０は、一括受電エリアＡの購入電力及び売却電力を取得することができる。
The electricity buying and selling
商業施設Ｓは、商業を目的とした施設である。商業施設Ｓには、上述の如くスーパーマーケットやドラッグストア等がテナントとして入居している。商業施設Ｓは、所定の配電線Ｌ２によりキュービクル１０と接続される。商業施設Ｓには、キュービクル１０や後述する引込分電盤４０からの電力が供給される。また、商業施設Ｓには、電気に関する各種機器が設けられる。なお、商業施設Ｓに設けられた各種機器についての説明は後述する。
The commercial facility S is a facility for commercial purposes. As mentioned above, the commercial facility S has tenants such as a supermarket and a drug store. The commercial facility S is connected to the
引込分電盤４０は、商業施設Ｓと後述する住宅群Ａ１との間に設けられる。引込分電盤４０は、所定の配電線Ｌ３により商業施設Ｓと接続される。また、引込分電盤４０は、電力を供給するための所定の配電線Ｌ４により住宅群Ａ１と接続される。なお、配電線Ｌ４は、上流側端部が引込分電盤４０に接続される。また、配電線Ｌ４は、下流側が４つに分岐しており、それぞれの下流側端部が住宅群Ａ１を構成する４つの住宅Ｈに接続される。また、引込分電盤４０は、電力が供給されてくる所定の配電線Ｌ５により住宅群Ａ１に接続される。なお、配電線Ｌ５は、上流側が４つに分岐しており、それぞれの上流側端部が前記４つの住宅Ｈに接続される。また、配電線Ｌ５は、下流側端部が引込分電盤４０に接続される。
The lead-in
住宅群Ａ１は、上述の如く複数の（４つの）住宅Ｈの集合体である。４つの住宅Ｈには、それぞれ引込分電盤４０から電力が供給される。なお以下では、４つの住宅Ｈのうち、引込分電盤４０に遠い方から順番（すなわち、下流側に設けられたものから順番）に、第一住宅Ｈ１、第二住宅Ｈ２、第三住宅Ｈ３、第四住宅Ｈ４とそれぞれ称する場合がある。４つの住宅Ｈには、それぞれ電気に関する各種機器が設けられる。なお、住宅Ｈに設けられた各種機器についての説明は後述する。
The housing group A1 is an aggregate of multiple (four) housing units H as described above. Electric power is supplied to each of the four houses H from a lead-in
図２に示すＥＭＳ１００は、電力融通システム１の動作を管理するエネルギーマネジメントシステム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＥＭＳ１００は、４つの住宅Ｈ（より詳細には、後述する蓄電システム６０のパワコン６３）とそれぞれ接続される。なお、ＥＭＳ１００の構成についての詳細な説明は後述する。
The
以下では、商業施設Ｓに設けられた各種機器について説明する。 Below, various devices installed in the commercial facility S will be explained.
商業施設Ｓの前記各種機器としては、商業施設分電盤３１、スーパー分電盤３２、スーパーメータ３３、ドラッグストア分電盤３４及びドラッグストアメータ３５等が設けられる。
As the various devices of the commercial facility S, a commercial
商業施設分電盤３１は、商業施設Ｓ内で最も上流側に設けられる。商業施設分電盤３１は、配電線Ｌ２によりキュービクル１０と接続される。また、商業施設分電盤３１は、配電線Ｌ３により引込分電盤４０と接続される。商業施設分電盤３１は、キュービクル１０や引込分電盤４０からの電力を下流側（具体的には、商業施設Ｓ内において後述するスーパー分電盤３２及びドラッグストア分電盤３４や、商業施設Ｓ外において引込分電盤４０）へ分電することができる。
The commercial
スーパー分電盤３２は、前記スーパーマーケットに設けられる。スーパー分電盤３２は、所定の配電線Ｌ６により商業施設分電盤３１と接続される。スーパー分電盤３２は、商業施設分電盤３１からの電力をスーパーマーケットの電化製品（負荷）へと分電することができる。
The
スーパーメータ３３は、電力を検出するものである。スーパーメータ３３は、配電線Ｌ６の中途部に設けられる。こうして、スーパーメータ３３は、スーパーマーケットの購入電力を取得することができる。
The
ドラッグストア分電盤３４は、前記ドラッグストアに設けられる。ドラッグストア分電盤３４は、所定の配電線Ｌ７により商業施設分電盤３１と接続される。ドラッグストア分電盤３４は、商業施設分電盤３１からの電力をドラッグストアの電化製品（負荷）へと分電することができる。
The
ドラッグストアメータ３５は、電力を検出するものである。ドラッグストアメータ３５は、配電線Ｌ７の中途部に設けられる。こうして、ドラッグストアメータ３５は、ドラッグストアの購入電力を取得することができる。
The
なお、本実施形態において、商業施設Ｓにおいて消費される電力、すなわちスーパー分電盤３２及びドラッグストア分電盤３４に接続された負荷（以下では「商業施設負荷」と称する）の消費電力は、例えば住宅Ｈの負荷の消費電力と比べて、非常に大きな電力である。具体的には、商業施設負荷の消費電力は、例えば住宅群Ａ１から所定の場合に電力が融通された場合であっても全てを賄えない程度の大きさであるものとする。
In this embodiment, the power consumed in the commercial facility S, that is, the power consumption of the loads connected to the
以下では、住宅群Ａ１の住宅Ｈに設けられた各種機器について説明する。 Below, various devices installed in the house H of the house group A1 will be explained.
なお、上述の如く住宅群Ａ１には４つの住宅Ｈが設けられるが、各住宅Ｈに設けられた各種機器の構成は同一である。したがって、以下では４つの住宅Ｈのうち不特定の一の住宅Ｈを取り上げて、その各種機器について説明する。 Note that, as described above, the four houses H are provided in the house group A1, but the configurations of various devices provided in each house H are the same. Therefore, below, one unspecified house H out of the four houses H will be taken up and its various devices will be explained.
住宅Ｈの前記電気機器としては、戸建分電盤５１、買電メータ５２、蓄電システム６０、専用回路５４、売電メータ５５及び燃料電池７０等が設けられる。
The electrical equipment in the house H includes a detached
戸建分電盤５１は、配電線Ｌ４により引込分電盤４０と接続される。また、戸建分電盤５１は、後述する燃料電池７０と接続される。戸建分電盤５１は、引込分電盤４０や燃料電池７０からの電力を住宅Ｈ内の電化製品（より詳細には、戸建分電盤５１に直接接続された電化製品等）や、後述する蓄電システム６０を介して専用回路５４に分配することができる。なお以下では、戸建分電盤５１に直接接続された電化製品と、専用回路５４に接続された電化製品等を合わせて「住宅負荷」と称する。
The detached house
買電メータ５２は、電力を検出するものである。買電メータ５２は、住宅Ｈ内で配電線Ｌ４の中途部に設けられる。買電メータ５２は、住宅Ｈ内で最も上流側に設けられる。こうして、買電メータ５２は、住宅Ｈの購入電力を取得することができる。なお以下では、全て（本実施形態では、４つ）の住宅Ｈの買電メータ５２の検出結果の合計を、住宅群Ａ１の総消費電力と称する。
The
燃料電池７０は、水素等のガス燃料を用いて発電する装置である。燃料電池７０は、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）や制御部等により構成される。また、燃料電池７０には、貯湯タンク、発電機及び給湯器等（不図示）が設けられる。燃料電池７０は、所定の配電線Ｌ８を介して戸建分電盤５１に接続される。燃料電池７０は、配電線Ｌ８にかかる電圧の状態に基づいて停電の発生を検知することができる。また、燃料電池７０は、所定の配電線Ｌ９を介してパワコン６３に接続される。
The
また、燃料電池７０には、燃料電池センサ７１が設けられる。燃料電池センサ７１は、住宅Ｈ内で配電線Ｌ４の中途部に設けられる。具体的には、燃料電池センサ７１は、買電メータ５２と戸建分電盤５１との間に設けられる。こうして、燃料電池センサ７１（すなわち、燃料電池７０）は、住宅Ｈの購入電力（すなわち、引込分電盤４０から戸建分電盤５１に配電された電力）を取得することができる。
Further, the
また、燃料電池７０は、発電時に発生する熱（排熱）を用いて湯を製造すると共に、当該製造した湯を貯湯タンクに貯める。燃料電池７０は、貯湯タンクの貯湯量が最大容量に達した場合（貯湯タンクがこれ以上蓄熱ができない満蓄になった場合）、発電を停止させる（発電を行うことができない）。貯湯タンクに貯められた湯は、浴室等の給湯需要に応じて供給することができる。
Further, the
また、燃料電池７０は、発電を行う場合、系統電源Ｋと連系した通常時（非停電時）の連系運転と、系統電源Ｋと連系しない停電時の自立運転と、を行うことができる。
Furthermore, when generating power, the
まず以下では、燃料電池７０の連系運転について説明する。
First, the grid-connected operation of the
燃料電池７０は、連系運転を行う場合、燃料電池センサ７１の検出結果（すなわち、引込分電盤４０から戸建分電盤５１に配電された電力）に基づいて発電量を調整する負荷追従運転を行う。具体的には、燃料電池７０は、最低出力電力（０Ｗ）から最大出力電力（７００Ｗ）までの間で、燃料電池センサ７１の検出結果に対応した発電電力を出力する。燃料電池７０の発電電力は、配電線Ｌ８を介して戸建分電盤５１に供給される。
When performing grid-connected operation, the
次に以下では、燃料電池７０の自立運転について説明する。
Next, the self-sustaining operation of the
燃料電池７０は、停電の発生を検知すると自立運転を開始する。燃料電池７０は、自立運転において、連系運転のように負荷追従運転を行うのではなく、一定の電力を継続して出力する一定出力運転を行う。本実施形態において燃料電池７０は、自立運転時に７００Ｗの電力を継続して出力する。自立運転による燃料電池７０の発電電力は、所定の配電線Ｌ９を介して後述する蓄電システム６０（より詳細には、パワコン６３）に出力される。
The
また、本実施形態においては、実際に停電が発生していない場合に、燃料電池７０に対して疑似的な停電を発生させることにより、当該燃料電池７０に自立運転を行わせることができる。具体的には、戸建分電盤５１との間の配電線Ｌ８のリレー（不図示）がオフになると、燃料電池７０は、実際には停電が発生していないにもかかわらず、停電の発生を検知する。すなわち、住宅Ｈ内において、燃料電池７０のみを疑似的な停電状態とすることができる。なお以下では、上述の如く燃料電池７０に対して疑似的に停電を発生させた状態を「疑似停電状態」と称する。
Furthermore, in this embodiment, when a power outage does not actually occur, by causing a pseudo power outage to occur in the
このように、燃料電池７０は、疑似停電状態になると、実際に停電が発生した場合と同様に自立運転を開始する。すなわち、燃料電池７０は、実際は停電が発生していないにもかかわらず、自立運転による発電電力を配電線Ｌ９を介してパワコン６３に出力する。なお以下では、このような疑似停電状態における自立運転を「第二自立運転」と称する。すなわち、燃料電池７０の自立運転には、第二自立運転が含まれる。
In this way, when the
蓄電システム６０は、太陽光を利用して発電可能であると共に、電力を充放電可能なものである。蓄電システム６０は、太陽光発電部６１、蓄電池６２、パワコン６３及び蓄電センサ６４を具備する。
The
太陽光発電部６１は、太陽光を利用して発電する装置である。太陽光発電部６１は、太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部６１は、例えば、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。なお以下では、全て（本実施形態では、４つ）の住宅Ｈの太陽光発電部６１の発電電力の合計を、住宅群Ａ１の総太陽光発電と称する。
The solar
蓄電池６２は、電力を充放電可能に構成されるものである。蓄電池６２は、例えばリチウムイオン電池等により構成される。なお、本実施形態においては、蓄電池６２の最大放電電力は２０００Ｗである。また、蓄電池６２の最大充電電力は２０００Ｗである。蓄電池６２は、稼動中における充放電等の動作の態様が設定された運転モードとして、放電モード、充電モード、待機モード及び充放電モードを有する。なお、これらのモードについての詳細な説明は後述する。
The
なお、蓄電池６２が放電を行う場合、当該蓄電池６２の放電電力が系統電源Ｋに売却されるのを防止するため、所定の電力の購入が住宅Ｈに義務付けられている。本実施形態においては、蓄電池６２が放電を行う場合、１００Ｗの電力が購入される。
Note that when the
パワコン６３は、電力を適宜変換可能なハイブリッドパワーコンディショナである。パワコン６３は、太陽光発電部６１と蓄電池６２との間に設けられる。すなわち、パワコン６３は、太陽光発電部６１に接続される。また、パワコン６３は、蓄電池６２に接続される。こうして、パワコン６３は、太陽光発電部６１の発電電力を出力することができる。また、パワコン６３は、太陽光発電部６１の発電電力を蓄電池６２に充電することができる。また、パワコン６３は、蓄電池６２の放電電力を出力することができる。なお、パワコン６３は、蓄電池６２を放電させる場合、後述する蓄電センサ６４の検出結果に基づいて蓄電池６２の放電量を調整する負荷追従運転を行うことができる。
The
また、パワコン６３は、戸建分電盤５１と後述する専用回路５４とを接続する所定の配電線（不図示）の中途部に設けられる。こうして、パワコン６３は、戸建分電盤５１からの電力を専用回路５４へ出力することができる。また、パワコン６３は、停電時において、太陽光発電部６１の発電電力及び蓄電池６２の放電電力を専用回路５４に直接（戸建分電盤５１を介さずに）出力することができる。また、パワコン６３は、戸建分電盤５１からの電力を蓄電池６２に充電することができる。
Moreover, the
また、パワコン６３は、上述の如く配電線Ｌ９により燃料電池７０と接続される。パワコン６３には、停電時又は疑似停電時に、配電線Ｌ９を介して燃料電池７０の自立運転による発電電力が供給される。パワコン６３は、燃料電池７０の自立運転による発電電力を後述する専用回路５４に出力することができる。また、パワコン６３は、燃料電池７０の自立運転による発電電力を蓄電池６２に充電させることができる。
Further, the
なお、パワコン６３は、疑似停電時（すなわち、燃料電池７０が第二自立運転を行っている場合）に、第二自立運転による発電電力の当該パワコン６３への出力を制御することができる。すなわち、パワコン６３は、燃料電池７０の出力を６５０Ｗから任意の値にまで抑制する（絞る）ことができる。パワコン６３による燃料電池７０の出力の抑制は、後述するＥＭＳ１００からの指示により行われる。
Note that the
また、パワコン６３は、上述の如く配電線Ｌ５により引込分電盤４０と接続される。こうして、パワコン６３は、太陽光発電部６１の発電電力や、蓄電池６２の放電電力、燃料電池７０の第二自立運転による発電電力を出力し、配電線Ｌ５を介して引込分電盤４０に供給することができる。
Moreover, the
また、パワコン６３は、太陽光発電部６１と信号を送受信可能に構成され、当該信号に基づいて太陽光発電部６１の発電電力等に関する情報を取得することができる。また、パワコン６３は、蓄電池６２と信号を送受信可能に構成され、当該信号に基づいて蓄電池６２の残量等に関する情報を取得することできる。また、パワコン６３は、蓄電池６２の動作を制御することができる。
Moreover, the
また、パワコン６３は、燃料電池７０の運転状態を取得できる。具体的には、パワコン６３は、配電線Ｌ９を介して燃料電池７０と接続されるため、燃料電池７０の運転状態（例えば、第二自立運転を行っているか否か）を取得することができる。また、パワコン６３は、燃料電池７０が第二自立運転を行う状況であるにもかかわらず、当該燃料電池７０から発電電力が供給されない場合には、燃料電池７０の貯湯タンクが満蓄であると判断することができる。なお、パワコン６３が燃料電池７０の運転状態を取得する方法は上述したものに限定されず、種々の方法を採用することができる。
Further, the
また、パワコン６３は、出力抑制運転を行うことができる。出力抑制運転とは、第二自立運転による燃料電池７０の発電電力の全てがパワコン６３から出力されないように、当該パワコン６３で出力を抑制する（絞る）運転である。パワコン６３の出力抑制運転は、ＥＭＳ１００からの指示により実行される。
Moreover, the
蓄電センサ６４は、電力を検出するものである。蓄電センサ６４は、住宅Ｈ外で配電線Ｌ２の中途部に設けられる。より詳細には、蓄電センサ６４は、配電線Ｌ２におけるキュービクル１０と商業施設Ｓ（商業施設分電盤３１）との間に設けられる。蓄電センサ６４は、上述の如く蓄電システム６０のパワコン６３と接続される蓄電センサ６４は、パワコン６３へ検出結果を送信することができる。
The power storage sensor 64 detects electric power. The power storage sensor 64 is provided outside the house H in the middle of the power distribution line L2. More specifically, the power storage sensor 64 is provided between the
なお、本実施形態においては、上述の如く４つの住宅Ｈ（第一住宅Ｈ１、第二住宅Ｈ２、第三住宅Ｈ３及び第四住宅Ｈ４）が設けられる。４つの住宅Ｈの蓄電センサ６４は、配電線Ｌ１上に互いに直列となるように設けられる。４つの住宅Ｈの蓄電センサ６４は、下流側から上流側に、第一住宅Ｈ１の蓄電センサ６４、第二住宅Ｈ２の蓄電センサ６４、第三住宅Ｈ３の蓄電センサ６４、第四住宅Ｈ４の蓄電センサ６４という順番に設けられる。 In addition, in this embodiment, four houses H (first house H1, second house H2, third house H3, and fourth house H4) are provided as described above. The power storage sensors 64 of the four houses H are provided in series on the power distribution line L1. The power storage sensors 64 of the four houses H are, from downstream to upstream, the power storage sensor 64 of the first house H1, the power storage sensor 64 of the second house H2, the power storage sensor 64 of the third house H3, and the power storage sensor 64 of the fourth house H4. Sensors 64 are provided in this order.
専用回路５４は、上述の如き住宅負荷のうち、重要度の高い住宅負荷へと電力を供給するためのものである。専用回路５４には、通常時だけではなく、停電時においても、パワコン６３を介して電力が供給される。
The
売電メータ５５は、電力を検出するものである。売電メータ５５は、住宅Ｈ内で最も下流側に設けられる。売電メータ５５は、住宅Ｈ内で配電線Ｌ５の中途部に設けられる。こうして、売電メータ５５は、住宅Ｈの売却電力を取得することができる。
The
以下では、ＥＭＳ１００の構成について説明する。
Below, the configuration of the
ＥＭＳ１００は、４つの住宅Ｈのパワコン６３とそれぞれ接続される。ＥＭＳ１００は、ＣＰＵ等の演算処理部、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部や、タッチパネル等の入出力部等を具備する。ＥＭＳ１００の記憶部には、電力融通システム１の動作を制御する際に用いられる種々の情報やプログラム等が予め記憶される。ＥＭＳ１００の演算処理部は、前記プログラムを実行して前記種々の情報を用いた所定の演算処理等を行うことで、電力融通システム１を動作させることができる。
The
ＥＭＳ１００は、パワコン６３との間で信号を送受信可能に構成される。これにより、ＥＭＳ１００は、パワコン６３に関する情報を取得することできる。例えば、ＥＭＳ１００は、パワコン６３を介して太陽光発電部６１に関する情報を取得することができる。また、ＥＭＳ１００は、パワコン６３を介して蓄電池６２に関する情報を取得することができる。また、ＥＭＳ１００は、パワコン６３を介して蓄電池６２の動作を制御することができる。
The
また、ＥＭＳ１００は、燃料電池７０及び当該燃料電池７０に関連する種々の機器と接続され、互いに信号を送受信可能に構成される。こうして、ＥＭＳ１００は、燃料電池７０に関する情報を取得することができる。例えば、ＥＭＳ１００は、燃料電池７０の動作の状態（例えば発電電力や貯湯タンクの貯湯量の情報（満蓄であるか否か等））を取得することができる。
Further, the
また、ＥＭＳ１００は、燃料電池７０の動作を間接的に制御することができる。具体的には、ＥＭＳ１００は、燃料電池７０が有する配電線Ｌ８の前記リレー（不図示）のオンオフ制御を行うことができる。こうして、ＥＭＳ１００は、前記リレーをオフとすることにより、燃料電池７０を疑似停電状態として第二自立運転を開始させることができる。また、ＥＭＳ１００は、前記リレーをオンとすることにより、燃料電池７０の疑似停電状態を終了させ、第二自立運転を終了させることができる。なお以下では、ＥＭＳ１００による前記リレーをオフとする指示を、燃料電池７０への疑似停電指示と称する。また、ＥＭＳ１００による前記リレーをオンとする指示を、燃料電池７０への疑似停電解除指示と称する。
Furthermore, the
以下では、蓄電池６２の運転モード（放電モード、充電モード、待機モード及び充放電モード）について説明する。
Below, the operation modes (discharge mode, charge mode, standby mode, and charge/discharge mode) of the
放電モードは、負荷追従運転により蓄電池６２を放電させるモードである。放電モードが実行された場合、蓄電池６２は、蓄電センサ６４の検出結果に応じて放電可能な状態となる。具体的には、蓄電池６２は、蓄電センサ６４が下流側へ流れる電力を検出した場合に、当該検出した電力に対応する電力を放電する。すなわち、蓄電池６２は、住宅群Ａ１（住宅Ｈ内）に設けられているにもかかわらず、住宅群Ａ１の外（より詳細には、商業施設Ｓよりも上流側）に設けられている蓄電センサ６４の検出結果に応じて放電を行う。
The discharge mode is a mode in which the
なお、放電モードが実行された場合において、蓄電センサ６４が下流側へ流れる電力を検出した場合であっても、蓄電池６２の電池残量が放電可能な残量でない場合（例えば、電池残量が残量下限値である場合や最低残量である場合）には、蓄電池６２は放電することができずに待機状態となる。
Note that when the discharge mode is executed, even if the power storage sensor 64 detects power flowing to the downstream side, if the remaining battery level of the
充電モードは、蓄電池６２を充電させるモードである。充電モードが実行された場合、蓄電池６２は、ＥＭＳ１００から指示された量の電力を充電してもよい。蓄電池６２は、太陽光発電部６１が発電している場合、当該太陽光発電部６１の発電電力を充電する。また、蓄電池６２は、太陽光発電部６１が発電していない場合や、太陽光発電部６１の発電電力が最大充電電力よりも小さい場合、戸建分電盤５１を介して配電線Ｌ４から供給される電力（例えば系統電源Ｋからの電力）も充電する。また、太陽光発電部６１の発電電力の一部が蓄電池６２に充電された場合、当該発電電力の残りは配電線Ｌ５に出力される。
The charging mode is a mode in which the
なお、充電モードが実行された場合であっても、満充電である場合には蓄電池６２は充電できずに待機状態となる。この場合、太陽光発電部６１の発電電力の全部が配電線Ｌ５に出力される。
Note that even if the charging mode is executed, if the battery is fully charged, the
待機モードは、蓄電池６２を待機させるモードである。待機モードが実行された場合、蓄電池６２は稼動したまま待機状態となる（充放電を行わない）。
The standby mode is a mode in which the
充放電モードは、負荷追従運転により蓄電池６２を充放電させるモードである。充放電モードが実行された場合、蓄電池６２は、蓄電センサ６４の検出結果に応じて充放電可能な状態となる。
The charge/discharge mode is a mode in which the
具体的には、蓄電池６２は、放電モードと同様に、蓄電センサ６４が下流側へ流れる電力を検出した場合に、当該検出した電力に対応する電力を放電する。また、蓄電センサ６４が下流側へ流れる電力を検出した場合であっても、蓄電池６２の電池残量が放電可能な残量でない場合には、蓄電池６２は放電することができずに待機状態となる。
Specifically, similarly to the discharge mode, when the power storage sensor 64 detects power flowing downstream, the
また、充放電モードが実行された場合、蓄電池６２は、蓄電センサ６４が上流側へ流れる電力を検出した場合に、当該検出した電力に対応する電力を充電する。このように、蓄電池６２は、住宅群Ａ１（住宅Ｈ内）に設けられているにもかかわらず、住宅群Ａ１の外（より詳細には、商業施設Ｓよりも上流側）に設けられている蓄電センサ６４の検出結果に応じて充電を行う。
Further, when the charge/discharge mode is executed, when the power storage sensor 64 detects power flowing to the upstream side, the
また、充放電モードが実行された場合、蓄電池６２は、満充電である場合には充電できない。また、充放電モードが実行された場合、蓄電池６２は、蓄電センサ６４が上流側及び下流側へ流れる電力を検出しなかった場合には待機状態となる。
Further, when the charge/discharge mode is executed, the
なお、蓄電池６２の運転モードは、パワコン６３を介して行われるＥＭＳ１００からの指示により切り替えられる。以下では、ＥＭＳ１００による蓄電池６２の運転モードを実行する（切り替える）ための指示を、それぞれ放電指示、充電指示、待機指示及び充放電指示という場合がある。
Note that the operation mode of the
以下では、図３を用いて、上述の如く構成された電力融通システム１における電力の供給態様について説明する。
Hereinafter, the manner in which power is supplied in the
なお以下では、各住宅Ｈの蓄電池６２に充放電指示が行われた場合（充放電モードが実行される場合）について説明する。また、燃料電池７０は、連系運転が行われているものとする。
In addition, below, the case where charge/discharge instructions are given to the
各住宅Ｈにおいて、燃料電池７０は、連系運転時に負荷追従運転を行う。すなわち、燃料電池７０は、燃料電池センサ７１の検出結果（すなわち、住宅Ｈの住宅負荷）に対応した電力の発電を行う。燃料電池７０の発電電力で住宅負荷が賄えた場合には、引込分電盤４０から戸建分電盤５１に電力は供給されなくなる。また、燃料電池７０の発電電力で住宅負荷が賄えなかった場合には、引込分電盤４０から戸建分電盤５１に電力が供給されてくる。
In each house H, the
また、各住宅Ｈにおいて、パワコン６３が蓄電池６２の負荷追従運転を行う。蓄電池６２は、蓄電センサ６４の検出結果（すなわち、一括受電エリアＡの購入電力）に対応した電力の放電を行う。ここで、売買電メータ２０は、商業施設Ｓの上流側に設けられる。また、商業施設Ｓでは、商業施設負荷の消費電力が非常に大きいため、売買電メータ２０が設けられた配電線Ｌ２には、下流側（商業施設Ｓ側）へ常に大きな電力が流れている。すなわち、蓄電池６２は、売買電メータ２０の検出結果に対応した電力として、常に最大放電電力での放電を行う。蓄電池６２の放電電力は、パワコン６３から出力される。また、太陽光発電部６１の発電電力も、蓄電池６２に充電されることなく、パワコン６３から出力される。
Moreover, in each house H, the
こうして、パワコン６３から出力された電力は、配電線Ｌ５を介して引込分電盤４０に供給される。引込分電盤４０に供給された電力は、複数の住宅Ｈにおいて、住宅負荷の消費電力に対して燃料電池７０の発電電力が不足している住宅があれば（引込分電盤４０から戸建分電盤５１に電力が供給されている住宅があれば）、当該住宅Ｈへと供給される。こうして、太陽光発電部６１の発電電力及び蓄電池６２の放電電力は、複数の住宅Ｈ間で融通することができる。
In this way, the power output from the
一方、引込分電盤４０に供給された電力が全ての住宅Ｈの住宅負荷に対して余剰する場合は、図３に示すように、余剰する電力が配電線Ｌ３を上流側へ流れて商業施設分電盤３１へ供給される。商業施設分電盤３１に供給された電力は、商業施設負荷に応じてスーパー分電盤３２やドラッグストア分電盤３４に適宜分電される。こうして、太陽光発電部６１の発電電力及び蓄電池６２の放電電力は、複数の住宅Ｈ間だけでなく、商業施設Ｓにも融通することができる。
On the other hand, if the power supplied to the lead-in
なお、上述の如き電力の供給態様において、燃料電池７０は、燃料電池センサ７１の検出結果に対応した電力、すなわち住宅Ｈの住宅負荷に対応した電力を発電するものである。そのため、燃料電池７０は、住宅Ｈの住宅負荷よりも大きな電力の発電を行うことができない。このような場合、燃料電池７０は、その発電能力を十分に生かしていないとも思われる。さらに、パワコン６３から出力された電力のうち、全ての住宅Ｈの住宅負荷に対して余剰する電力は、引込分電盤４０から商業施設Ｓ側へと供給された後、商業施設Ｓの商業施設負荷に対しても余剰した場合に配電線Ｌ２等を介して系統電源Ｋへと売却される。このように燃料電池７０の発電電力や蓄電池６２の放電電力が、パワコン６３から出力されて系統電源Ｋへ売却されるのは電力会社との契約上等の問題で望ましくない。
In the above-described power supply mode, the
そこで、本実施形態に係る電力融通システム１においては、上述の如き燃料電池７０の発電能力を十分に生かすべく、さらにパワコン６３から出力された電力が系統電源Ｋへと売却されるのを抑制すべく、特定の制御（以下では「特定制御」と称する）を行うことができる。特定制御においては、疑似停電状態の燃料電池７０の第二自立運転を活用している。また、特定制御は、所定の期間ごとに、ＥＭＳ１００により繰り返し実行される。なお、電力融通システム１においては、２種類の特定制御を実行することができる。以下では、２種類の特定制御を「第一特定制御」と「第二特定制御」とそれぞれ称する。
Therefore, in the
まず以下では、図４及び図５のフローチャートを用いて、第一特定制御について説明する。 First, the first specific control will be described below using the flowcharts of FIGS. 4 and 5.
第一特定制御とは、特定制御のうち、蓄電池６２の制御（運転モードの切り替えの換制御）が含まれない制御である。すなわち、第一特定制御の実行中、住宅群Ａ１の全ての蓄電池６２は例えば常時待機状態とされるか、もしくは稼動を停止させることもできる。
The first specific control is a specific control that does not include control of the storage battery 62 (operation mode switching control). That is, during execution of the first specific control, all the
ステップＳ１０１において、ＥＭＳ１００は、第四住宅Ｈ４の蓄電センサ６４（複数の蓄電センサ６４のうち、最も上流側に設けられた蓄電センサ６４）の検出結果を取得し、一括受電エリアＡとして購入電力が発生しているか否かを判定する。ＥＭＳ１００は、購入電力が発生していると判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２の処理を実行する。一方、ＥＭＳ１００は、購入電力が発生していないと判定した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、第一特定制御を一旦終了する。なお以下では、ＥＭＳ１００が取得した購入電力の値を「購入電力Ａ（Ｗ）」と称する。
In step S101, the
ここで、一括受電エリアＡとして購入電力が発生していない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、住宅群Ａ１において現時点以上に発電電力を大きくする必要はない。そこで、購入電力が発生していない場合には、新たに疑似停電状態とする蓄電池６２を増やすことなく、第一特定制御を一旦終了させる。
Here, if no purchased power is generated in the collective power receiving area A (step S101: NO), there is no need to increase the generated power in the residential group A1 beyond the current time. Therefore, when purchased power is not generated, the first specific control is temporarily ended without increasing the number of
ステップＳ１０２において、ＥＭＳ１００は、後述する（繰り返し実行される第一特定制御において、以前行われた）ステップＳ１０６の処理によって燃料電池７０（パワコン６３）の出力を抑制する制御が行われている場合には、当該制御の解除を行う。これにより、パワコン６３は、燃料電池７０の発電電力を抑制することなく出力可能となる。
In step S102, the
また、ＥＭＳ１００は、各燃料電池７０の貯湯タンクの貯湯量を取得する。ＥＭＳ１００は、満蓄ではない貯湯タンクを有する燃料電池７０（以下では、単に「満蓄ではない燃料電池７０」と称する場合がある）に疑似停電指示を行う。すなわち、満蓄ではない燃料電池７０を疑似停電状態として、第二自立運転を開始させる（図４参照）。これにより、満蓄ではない燃料電池７０のうち、仮に第二自立運転を行っていない燃料電池７０があったならば、発電電力を増加させることが可能となる。なお、すでに疑似停電状態である燃料電池７０は、疑似停電状態を維持する。
The
また、ＥＭＳ１００は、満蓄である貯湯タンクを有する燃料電池７０（以下では、単に「満蓄である燃料電池７０」と称する場合がある）に疑似停電解除指示を行う。すなわち、満蓄である燃料電池７０は、疑似停電状態であっても発電を行うことができないため、当該疑似停電状態を解除し、第二自立運転から連系運転に切り替える。
Further, the
こうして、ＥＭＳ１００は、ステップＳ１０２の処理の後、ステップＳ１０３の処理を実行する。
In this way, the
ステップＳ１０３において、ＥＭＳ１００は、後述の処理（ステップＳ１０４等）を実行するために各種の情報を取得する。前記情報には、住宅群Ａ１の総太陽光発電及び総消費電力と、満蓄ではない全ての燃料電池７０の第二自立運転による出力の合計と、が含まれる。なお以下では、上述の如き、満蓄ではない全ての燃料電池７０の第二自立運転による出力の合計を「疑似停電総出力」と称する。
In step S103, the
なお以下では、ＥＭＳ１００により取得された、総太陽光発電の値を「総太陽光発電Ｂ（Ｗ）」、総消費電力の値を「総消費電力Ｃ（Ｗ）」、疑似停電総出力の値を「疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）」と、それぞれ称する。ＥＭＳ１００は、ステップＳ１０３の処理の後、ステップＳ１０４の処理を実行する。
In the following, the value of total solar power generation acquired by EMS100 will be referred to as "total solar power generation B (W)", the value of total power consumption will be referred to as "total power consumption C (W)", and the value of total pseudo power outage output. are respectively referred to as "simulated power outage total output D (W)". After the process in step S103, the
ステップＳ１０４において、ＥＭＳ１００は、「総太陽光発電Ｂ（Ｗ）＋疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）≦総消費電力Ｃ（Ｗ）」（以下では「条件１」と称する）を満たすか否かの判定を行う。ＥＭＳ１００は、条件１を満たす判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、第一特定制御を一旦終了する。一方、ＥＭＳ１００は、条件１を満たさないと判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０５の処理を実行する。
In step S104, the
ここで、条件１を満たす場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）とは、満蓄ではない全ての燃料電池７０を第二自立運転とした場合（すなわち、燃料電池７０の発電電力が増加した場合）であっても、住宅群Ａ１の発電電力（太陽光発電部６１及び燃料電池７０の発電電力）が住宅群Ａ１内で全て消費されることを意味する。このような場合には、後述のステップＳ１０６の処理は必要ないため、第一特定制御を一旦終了させる。
Here, the case where
ステップＳ１０５において、ＥＭＳ１００は、「総太陽光発電Ｂ（Ｗ）＋疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）－総消費電力Ｃ（Ｗ）＞購入電力Ａ（Ｗ）－１００（Ｗ）」（以下では「条件２」と称する）を満たすか否かを判定する。ＥＭＳ１００は、条件２を満たすと判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０６の処理を実行する。一方、ＥＭＳ１００は、条件２を満たさないと判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、第一特定制御を一旦終了する。
In step S105, the
ここで、条件２を満たす場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）とは、満蓄ではない全ての燃料電池７０を第二自立運転とした場合（すなわち、燃料電池７０の発電電力が増加した場合）に、住宅群Ａ１に対して余剰する電力が系統電源Ｋへと売却される可能性があることを意味する。このように、燃料電池７０の発電電力を含む電力が系統電源Ｋへと売却されることは、電力会社との契約上等の問題で望ましくない場合がある。そこで、第一特定制御においては、このような場合に、次のステップＳ１０６の処理を実行することにより、燃料電池７０の発電電力を含む電力が系統電源Ｋへと売却されないような制御を行う。
Here, when condition 2 is satisfied (step S105: YES), when all the
なお、条件２を満たさない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）とは、住宅群Ａ１に対して余剰する電力が発生した場合であっても、当該余剰する電力が商業施設Ｓの商業施設負荷に供給されているため、系統電源Ｋへと売却されないことを意味する。このような場合には、後述のステップＳ１０６の処理は必要ないため、第一特定制御を一旦終了させる。 Note that if condition 2 is not satisfied (step S105: NO), even if surplus power is generated for the residential group A1, the surplus power is not supplied to the commercial facility load of the commercial facility S. This means that it will not be sold to grid power supply K. In such a case, the process of step S106, which will be described later, is not necessary, so the first specific control is temporarily ended.
なお、本実施形態においては、パワコン６３から出力された電力は、系統電源Ｋに売却されないように規定されている。したがって、疑似停電状態の燃料電池７０の発電を行う場合には、パワコン６３から出力された電力が系統電源Ｋに売却されないように、１００Ｗの電力が購入されている。そのため、条件２においては、購入電力Ａ（Ｗ）に対して１００（Ｗ）除算した値が用いられている。
In addition, in this embodiment, the electric power output from the
ステップＳ１０６において、ＥＭＳ１００は、住宅群Ａ１の全てのパワコン６３の合計出力が「購入電力Ａ（Ｗ）－１００（Ｗ）」となるように、燃料電池７０の出力を抑制するような制御を行う。具体的には、ＥＭＳ１００は、各住宅Ｈのパワコン６３から各種の情報を取得し、全てのパワコン６３の合計出力が「購入電力Ａ（Ｗ）－１００（Ｗ）」となるように、各パワコン６３に出力抑制運転を実行させると共に出力可能な電力の指示を行っていく。ＥＭＳ１００は、ステップＳ１０６の処理の後、第一特定制御を一旦終了する。
In step S106, the
こうして、第一特定制御においては、従来、住宅Ｈの住宅負荷よりも大きな電力を発電できなかった燃料電池７０を疑似停電状態とすることにより、当該燃料電池７０の発電電力を含む電力が系統電源Ｋへ売却されない範囲で、当該燃料電池７０の発電電力を増加させることができる。これにより、太陽光発電部６１の発電電力に加えて、燃料電池７０の発電能力を十分に生かして、当該発電電力を複数の住宅Ｈ間や商業施設Ｓに効果的に融通することができる。
In this manner, in the first specified control, by placing the
次に以下では、図４及び図６のフローチャートを用いて、第二特定制御について説明する。 Next, the second specific control will be explained below using the flowcharts of FIGS. 4 and 6.
第二特定制御とは、特定制御のうち、蓄電池６２の制御（運転モードの切り替えの換制御）が含まれる制御である。すなわち、第一特定制御の実行中、住宅群Ａ１の全ての蓄電池６２は、運転モードを適宜切り替えられる。なお、蓄電池６２は、ＥＭＳ１００から特に指示がなければ、待機モードを実行するものとする。なお以下の説明において、第一特定制御と同様の処理については、その詳細な説明を省略する場合がある。
The second specific control is a control that includes control of the storage battery 62 (operation mode switching control) among the specific controls. That is, during execution of the first specific control, the operation mode of all the
ステップＳ１１１において、ＥＭＳ１００は、第四住宅Ｈ４の蓄電センサ６４（複数の蓄電センサ６４のうち、最も上流側に設けられた蓄電センサ６４）の検出結果を取得し、一括受電エリアＡとして購入電力が発生しているか否かを判定する。ＥＭＳ１００は、購入電力が発生していると判定した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１１２の処理を実行する。一方、ＥＭＳ１００は、購入電力が発生していないと判定した場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、第二特定制御を一旦終了する。
In step S111, the
ステップＳ１１２において、ＥＭＳ１００は、各燃料電池７０の貯湯タンクの貯湯量を取得し、満蓄ではない燃料電池７０に疑似停電指示を行う。すなわち、満蓄ではない燃料電池７０を疑似停電状態として、第二自立運転を開始させる。これにより、満蓄ではない燃料電池７０のうち、仮に第二自立運転を行っていない燃料電池７０があったならば、発電電力を増加させることが可能となる（図４参照）。なお、すでに疑似停電状態である燃料電池７０は、疑似停電状態を維持する。
In step S112, the
また、ＥＭＳ１００は、満蓄である燃料電池７０に疑似停電解除指示を行う。すなわち、満蓄である燃料電池７０は、疑似停電状態であっても発電を行うことができないため、当該疑似停電状態を解除し、第二自立運転から連系運転に切り替える。
Furthermore, the
こうして、ＥＭＳ１００は、ステップＳ１１２の処理の後、ステップＳ１１３の処理を実行する。
In this way, the
ステップＳ１１３において、ＥＭＳ１００は、後述の処理（ステップＳ１１４等）を実行するために各種の情報を取得する。前記情報には、住宅群Ａ１の総太陽光発電及び総消費電力と、疑似停電総出力とが含まれる。ＥＭＳ１００は、ステップＳ１１３の処理の後、ステップＳ１１４の処理を実行する。
In step S113, the
ステップＳ１１４において、ＥＭＳ１００は、「総太陽光発電Ｂ（Ｗ）＋疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）＜総消費電力Ｃ（Ｗ）」（以下では「条件３」と称する）を満たすか否かの判定を行う。ＥＭＳ１００は、条件３を満たす判定した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１１５の処理を実行する。一方、ＥＭＳ１００は、条件３を満たさないと判定した場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１８の処理を実行する。
In step S114, the
ここで、条件３を満たす場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）とは、満蓄ではない全ての燃料電池７０を第二自立運転とした場合（すなわち、燃料電池７０の発電電力が増加した場合）であっても、住宅群Ａ１の発電電力（太陽光発電部６１及び燃料電池７０の発電電力）が住宅群Ａ１内で全て消費されることを意味する。換言すれば、条件３を満たす場合とは、住宅群Ａ１の発電電力（太陽光発電部６１及び燃料電池７０の発電電力）が住宅群Ａ１の総消費電力Ｃに不足している状態であることが想定される。そこで、以降のステップＳ１１５からステップＳ１１７において、必要な台数だけ蓄電池６２を放電させる処理を実行する。
Here, the case where condition 3 is satisfied (step S114: YES) means that all the
ステップＳ１１５において、ＥＭＳ１００は、「総消費電力Ｃ（Ｗ）－総太陽光発電Ｂ（Ｗ）－疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）／２０００（Ｗ）（蓄電システム最大放電量）」により放電可能台数を算出する。なお、放電可能台数とは、住宅群Ａ１で総消費電力Ｃに不足する電力を賄うために放電が必要な蓄電池６２の台数を示す。なお、不足する電力全てを蓄電池６２の放電電力で賄うため、算出された数に小数点が含まれる場合は、小数点以下が切り上げられる。なお、住宅群Ａ１の購入電力を許容する場合には、小数点以下を切り捨てることもできる。ＥＭＳ１００は、ステップＳ１１５の処理の後、ステップＳ１１６の処理を実行する。
In step S115, the
ステップＳ１１６において、ＥＭＳ１００は、各蓄電システム６０の蓄電池６２の積算放電量を取得する。具体的には、ＥＭＳ１００は、蓄電池６２ごとに、放電を開始してから現在に至るまでの間に放電された電力量の総和を取得する。そして、ＥＭＳ１００は、取得した積算放電量に基づいて、全ての蓄電池６２に対して放電優先順位を設定する。すなわち、ＥＭＳ１００は、全ての蓄電池６２に対して、積算放電量の少ない順番に高い放電優先順位（本実施形態においては、第１位、第２位、第３位）を設定する。なお、放電優先順位とは、複数の蓄電池６２のうちどの蓄電池６２を他の蓄電池６２に対して優先的に放電させるのかの判断基準となるものである。ＥＭＳ１００は、ステップＳ１１６の処理の後、ステップＳ１１７の処理を実行する。
In step S116, the
ステップＳ１１７において、ＥＭＳ１００は、ステップＳ１１６にて設定された放電優先順位に従って、ステップＳ１１５にて設定された放電可能台数分だけ蓄電池６２に放電指示を行う。すなわち、ＥＭＳ１００は、設定された放電優先順位の高い蓄電システム６０の蓄電池６２から順番に、放電可能台数分の蓄電池６２に放電指示を行う。また、ＥＭＳ１００は、放電指示を行った蓄電池６２以外の蓄電池６２に待機指示を行う。
In step S117, the
こうして、放電指示が行われた蓄電池６２は、蓄電センサ６４の検出結果に対応した電力を放電する。ここで、上述の如く商業施設Ｓでは商業施設負荷の消費電力が非常に大きいため、蓄電池６２は常に最大放電電力での放電を行う。こうして、住宅群Ａ１から出力された電力（燃料電池７０及び太陽光発電部６１の発電電力、蓄電池６２の放電電力）により住宅群Ａ１の総消電電力を賄うことができるため、住宅群Ａ１の購入電力を抑制することができる。
In this way, the
なお、住宅群Ａ１から出力された電力は、住宅群Ａ１の総消電電力に対して余剰することが想定される。余剰する電力は、引込分電盤４０から、配電線Ｌ３や商業施設分電盤３１等を介して商業施設Ｓの商業施設負荷へと供給される。これにより、住宅群Ａ１から出力した電力を、複数の住宅Ｈ間だけでなく、商業施設Ｓにも融通することができる。また、常に全ての蓄電池６２を放電させるのではなく、放電可能台数だけ蓄電池６２を放電させるため、過剰な電力が商業施設Ｓ側に供給されるのを抑制し、ひいては系統電源Ｋへ売却されるのを抑制することができる。
Note that it is assumed that the power output from the housing group A1 is in surplus with respect to the total consumed power of the housing group A1. The surplus power is supplied from the lead-in
また、上記ステップＳ１０４において、条件３を満たさない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）とは、満蓄ではない全ての燃料電池７０を第二自立運転とした場合（すなわち、燃料電池７０の発電電力が増加した場合）に、住宅群Ａ１の発電電力（太陽光発電部６１及び燃料電池７０の発電電力）が住宅群Ａ１内で全て消費されないことを意味する。換言すれば、条件３を満たさない場合とは、住宅群Ａ１の発電電力（太陽光発電部６１及び燃料電池７０の発電電力）が住宅群Ａ１の総消費電力Ｃに対して余剰している状態であることが想定される。そこで、以降のステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、必要な台数だけ蓄電池６２を充電させる処理を実行する。
In addition, in the above step S104, if condition 3 is not satisfied (step S104: NO), it means that all the
ステップＳ１１８において、ＥＭＳ１００は、「総太陽光発電Ｂ（Ｗ）＋疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）－総消費電力Ｃ（Ｗ）／２０００（Ｗ）（蓄電システム最大充電量）」により充電可能台数を算出する。なお、充電可能台数とは、住宅群Ａ１で総消費電力Ｃに余剰する電力を住宅群Ａ１内で蓄電しておくために、充電が必要な蓄電池６２の台数を示す。なお、余剰する電力全てを蓄電池６２で充電するため、算出された数に小数点が含まれる場合は、小数点以下が切り上げられる。なお、商業施設Ｓへの電力の融通を許容する場合には、小数点以下を切り捨てることもできる。ＥＭＳ１００は、ステップＳ１１８の処理の後、ステップＳ１１９の処理を実行する。
In step S118, the
ステップＳ１１９において、ＥＭＳ１００は、各蓄電システム６０の蓄電池６２の現時点の電池残量を取得する。そして、ＥＭＳ１００は、取得した電池残量の少ない蓄電池６２から順番に、ステップＳ１１８にて設定された充電可能台数分だけ蓄電池６２に充電指示を行う。また、ＥＭＳ１００は、充電指示を行った蓄電池６２以外の蓄電池６２に待機指示を行う。ＥＭＳ１００は、ステップＳ１１９の処理の後、第二特定制御を一旦終了する。こうして、充電指示が行われた蓄電池６２は、ＥＭＳ１００からの指示に基づいて充電を行う。これにより、住宅群Ａ１の発電電力をできるだけ蓄電池６２に充電させることにより、当該住宅群Ａ１内における自己消費率の向上を図ることができる。
In step S119, the
このように、第二特定制御においては、従来、住宅Ｈの住宅負荷よりも大きな電力を発電できなかった燃料電池７０を疑似停電状態とすると共に、蓄電池６２の充放電を適宜制御する。これにより、住宅群Ａ１から出力された電力（燃料電池７０及び太陽光発電部６１の発電電力、蓄電池６２の放電電力）により当該住宅群Ａ１の総消電電力を賄うことができるため、住宅群Ａ１の購入電力を抑制することができる。また、住宅群Ａ１の発電電力（燃料電池７０及び太陽光発電部６１の発電電力）をできるだけ蓄電池６２に充電させることにより、当該住宅群Ａ１内における自己消費率の向上を図ることができる。
In this way, in the second specific control, the
以上のように、本実施形態に係る電力融通システム１においては、
系統電源Ｋと接続されると共に住宅負荷（第一負荷）に接続される戸建分電盤５１（第一分電盤）と、
系統電源Ｋと前記戸建分電盤５１（第一分電盤）との間に設けられると共に商業施設負荷（第二負荷）に接続される商業施設分電盤３１（第二分電盤）と、
燃料を用いて発電した電力を前記戸建分電盤５１（第一分電盤）に供給可能であると共に、前記住宅負荷（第一負荷）に応じた発電を行う連系運転（第一運転）と、前記住宅負荷（第一負荷）にかかわらず所定の電力の発電を行う第二自立運転（第二運転）と、を切り替え可能な燃料電池７０と、
系統電源Ｋから前記商業施設分電盤３１（第二分電盤）側に電力が流れてくる場合に、前記燃料電池７０を前記連系運転（第一運転）から前記第二自立運転（第二運転）に切り替え可能なＥＭＳ１００（切替手段）と、
前記第二自立運転（第二運転）を行う前記燃料電池７０の出力を制御可能な抑制手段（パワコン６３・蓄電池６２）と、
を具備するものである。
As described above, in the
A detached house power distribution board 51 (first power distribution board) connected to the grid power supply K and connected to the residential load (first load);
A commercial facility distribution board 31 (second distribution board) provided between the system power supply K and the detached house distribution board 51 (first distribution board) and connected to the commercial facility load (second load) and,
Grid-connected operation (first operation) that can supply electricity generated using fuel to the detached house power distribution board 51 (first power distribution board), and generates power according to the residential load (first load). ) and a second independent operation (second operation) in which a predetermined amount of power is generated regardless of the residential load (first load);
When power flows from the grid power supply K to the commercial facility distribution board 31 (second distribution board), the
Suppressing means (
It is equipped with the following.
このような構成により、燃料電池７０の発電電力を住宅負荷（第一負荷）及び商業施設負荷（第二負荷）の複数の負荷へ好適に融通させることができる。
すなわち、燃料電池７０は、購入電力がある場合（系統電源Ｋから前記商業施設分電盤３１（第二分電盤）側に電力が流れてくる場合）住宅負荷（第一負荷）に応じた発電を行う連系運転（第一運転）から、住宅負荷（第一負荷）にかかわらず所定の電力の発電を行う第二自立運転（第二運転）に切り替えられる。こうして、燃料電池７０の発電電力が出力される場合、抑制手段（パワコン６３・蓄電池６２）により出力を制御することができるため、住宅負荷（第一負荷）へ供給したり、商業施設負荷（第二負荷）へ供給したりすることができる。また、パワコン６３から出力された電力（すなわち、燃料電池７０の発電電力や蓄電池６２の放電電力が含まれる電力）が、住宅負荷及び商業施設負荷へ供給されてもまだ余剰して系統電源Ｋへ売却されるのを、効果的に抑制することができる。
With such a configuration, the power generated by the
In other words, when there is purchased power (when power flows from the grid power supply K to the commercial facility distribution board 31 (second distribution board) side), the
また、電力融通システム１においては、
自然エネルギーを用いて発電した発電電力を前記戸建分電盤５１（第一分電盤）に供給可能な太陽光発電部（発電部）を具備し、
前記制御手段（パワコン６３・蓄電池６２）は、
前記太陽光発電部（発電部）の発電電力及び前記第二自立運転（第二運転）を行う前記燃料電池７０の出力電力が住宅負荷（第一負荷）の消費電力よりも大きい場合、前記第二自立運転（第二運転）を行う前記燃料電池７０の出力を抑制するものである（ステップＳ１０６、ステップＳ１１９）。
In addition, in the
Equipped with a solar power generation unit (power generation unit) capable of supplying power generated using natural energy to the detached house power distribution board 51 (first power distribution board),
The control means (
When the power generated by the solar power generation unit (power generation unit) and the output power of the
このような構成により、住宅群Ａ１の発電電力（燃料電池７０及び太陽光発電部６１の発電電力）が商業施設Ｓの商業施設負荷へと供給されるのを抑制できる。
With such a configuration, it is possible to suppress the power generated by the residential group A1 (power generated by the
また、電力融通システム１においては、
前記制御手段には、前記第二自立運転（第二運転）を行う前記燃料電池７０の発電電力を充電可能な蓄電池６２が含まれるものである。
In addition, in the
The control means includes a
このような構成により、蓄電池６２を用いて、燃料電池７０の発電電力を住宅負荷（第一負荷）及び商業施設負荷（第二負荷）複数の負荷へ好適に融通させることができる。
With such a configuration, the power generated by the
また、電力融通システム１においては、
前記蓄電池６２は、
前記太陽光発電部（発電部）の発電電力及び前記第二自立運転（第二運転）を行う前記燃料電池７０の出力電力が住宅負荷（第一負荷）の消費電力よりも大きい場合に、前記第二自立運転（第二運転）を行う前記燃料電池７０の発電電力を充電するものである。
In addition, in the
The
When the power generated by the solar power generation unit (power generation unit) and the output power of the
このような構成により、住宅群Ａ１の発電電力（燃料電池７０及び太陽光発電部６１の発電電力）をできるだけ蓄電池６２に充電させることにより、当該住宅群Ａ１内における自己消費率の向上を図ることができる。
With this configuration, by charging the
また、電力融通システム１においては、
前記蓄電池６２は、
前記太陽光発電部（発電部）の発電電力及び前記第二自立運転（第二運転）を行う前記燃料電池７０の出力電力が住宅負荷（第一負荷）の消費電力以下である場合に、放電を行うものである。
In addition, in the
The
When the power generated by the solar power generation unit (power generation unit) and the output power of the
このような構成により、住宅群Ａ１から出力された電力（燃料電池７０及び太陽光発電部６１の発電電力、蓄電池６２の放電電力）により住宅群Ａ１の総消電電力を賄うことができるため、住宅群Ａ１の購入電力を抑制することができる。
With such a configuration, the total consumed power of the housing group A1 can be covered by the power output from the housing group A1 (the power generated by the
また、電力融通システム１においては、
前記蓄電池６２は、
前記系統電源Ｋと前記商業施設分電盤３１（第二分電盤）との間を流れる電力に応じて充放電可能であるものである。
In addition, in the
The
It can be charged and discharged according to the electric power flowing between the system power supply K and the commercial facility distribution board 31 (second distribution board).
このような構成により、蓄電池６２を常時に最大電力で充放電させることができるため、蓄電池６２の動作効率の向上を図ることができる。
With such a configuration, the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above configuration, and various changes can be made within the scope of the invention described in the claims.
例えば、本実施形態においては、 蓄電池６２が放電を開始してから現在に至るまでの間に放電された電力量の総和を積算放電量としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば所定の一定期間（例えば、直近の２４時間）の間に放電された電力量の総和を積算放電量とてもよい。また、本実施形態においては、積算放電量に基づいて放電優先順位を決定するものとしたが、放電優先順位を決定する基準はこれに限定されるものではなく、例えば蓄電システム６０の充電状態（電力を蓄積可能な定格容量に対して蓄積されている電池残量の割合）や充電回数に基づいて決定するものであってもよい。
For example, in the present embodiment, the total amount of electric power discharged from the time when the
また、放電優先順位を設定するタイミングは、本実施形態に係るタイミング（ステップＳ１１６）に限定するものではない。 Further, the timing for setting the discharge priority order is not limited to the timing according to this embodiment (step S116).
また、本実施形態においては、住宅Ｈや蓄電システム６０は４つであるとしたが、これに限定するものではない。すなわち、住宅Ｈや蓄電システム６０は４つ以上であってもよい。また同様に、住宅負荷や商業施設負荷等の数も本実施形態のものに限定されない。
Furthermore, in this embodiment, the number of houses H and
例えば、本実施形態において、発電部部は、太陽光を利用して発電するものとしたが、他の自然エネルギー（例えば、水力や風力）を利用して発電するものであってもよい。 For example, in the present embodiment, the power generation unit generates power using sunlight, but it may also generate power using other natural energy (for example, water power or wind power).
また、各種のセンサの配置は、本実施形態に係るものに限定されない。すなわち、ＥＭＳ１００が所望の情報を取得できるならば、各種のセンサの配置は任意に設定することができる。
Further, the arrangement of various sensors is not limited to that according to this embodiment. That is, as long as the
また、本実施形態に係る第一特定制御において、燃料電池７０の出力を抑制するような制御を行うものとしたが、燃料電池７０の出力を抑制する手段は本実施形態に係るものに限定するものではない。例えば、他の電気機器で燃料電池７０の発電電力の一部を消費させる等して、出力を抑制してもよい。
Further, in the first specific control according to the present embodiment, control is performed to suppress the output of the
また、本実施形態においては、燃料電池７０とパワコン６３とを配電線Ｌ９を介して接続するものとしたが、この構成に限定されない。例えば、太陽光発電部６１のストリングとパワコン６３とを接続する所定の配電線に切換盤を設けることもできる。すなわち、前記切換盤の切り換え動作により、燃料電池７０とパワコン６３とが接続される構成であってもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ステップＳ１０４の処理にて、「総太陽光発電Ｂ（Ｗ）＋疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）≦総消費電力Ｃ（Ｗ）」を条件１としたが、「総太陽光発電Ｂ（Ｗ）＋疑似停電総出力Ｄ（Ｗ）＜総消費電力Ｃ（Ｗ）」としてもよい。他の条件２及び３も同様であり、等号付きの不等号と、等号無しの不等号とは適宜選択することができる。
In addition, in this embodiment, in the process of step S104, "total solar power generation B (W) + simulated power outage total output D (W) ≦ total power consumption C (W)" is set as
また、本実施形態において、燃料電池７０は、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）であるとしたが、これに限定するものではなく、例えば固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ ： Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）等、種々の方式のものを用いることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、パワコン６３の出力抑制運転はＥＭＳ１００からの指示により実行されるものとしたが、これに限定するものではない。例えば、パワコン６３はＥＭＳ１００等に指示によらず、常に出力抑制運転を行うものであってもよい。また、パワコン６３は、出力される電力が予め設定された所定の値の範囲内となるように、各種のセンサ等から取得した電力に基づいて自身の判断により燃料電池７０の発電電力等を抑制する（絞る）ものであってもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the output suppression operation of the
また、本実施形態においては、パワコン６３から出力された電力は、系統電源Ｋに売却されないように規定されているが、これに限定するものではない。例えば、パワコン６３から出力された電力が、例えば燃料電池７０が発電を行っておらず、また蓄電池６２も放電を行っていない場合（すなわち、パワコン６３から出力された電力が、太陽光発電部６１の発電電力だけを含む場合）には、系統電源Ｋに売却可能としてもよい。
Further, in the present embodiment, it is specified that the power output from the
１ 電力融通システム
３１ 商業施設分電盤
５１ 戸建分電盤池
７０ 燃料電池
１００ ＥＭＳ
Ａ 一括受電エリア
Ｋ 系統電源
Ｓ 商業施設
1
A Bulk power receiving area K System power supply S Commercial facility
Claims (6)
系統電源と前記第一分電盤との間に設けられると共に第二負荷に接続される第二分電盤と、
燃料を用いて発電した電力を前記第一分電盤に供給可能であると共に、前記第一負荷に応じた発電を行う第一運転と、前記第一負荷にかかわらず所定の電力の発電を行う第二運転と、を切り替え可能な燃料電池と、
系統電源から前記第二分電盤側に電力が流れてくる場合に、前記燃料電池を前記第一運転から前記第二運転に切り替え可能な切替手段と、
前記第二運転を行う前記燃料電池の出力を制御可能な制御手段と、
を具備する電力融通システム。 a first distribution board connected to the grid power supply and connected to the first load;
a second distribution board provided between the system power supply and the first distribution board and connected to a second load;
Electric power generated using fuel can be supplied to the first distribution board, and a first operation is performed in which power is generated according to the first load, and a predetermined power is generated regardless of the first load. A fuel cell that can switch between the second operation and the
a switching means capable of switching the fuel cell from the first operation to the second operation when power flows from the grid power source to the second distribution board;
a control means capable of controlling the output of the fuel cell that performs the second operation;
A power interchange system equipped with
前記制御手段は、
前記発電部の発電電力及び前記第二運転を行う前記燃料電池の出力電力が第一負荷の消費電力よりも大きい場合、前記第二運転を行う前記燃料電池の出力を抑制する、
請求項１に記載の電力融通システム。 comprising a power generation unit capable of supplying power generated using natural energy to the first distribution board,
The control means includes:
When the power generated by the power generation unit and the output power of the fuel cell performing the second operation are larger than the power consumption of the first load, suppressing the output of the fuel cell performing the second operation;
The power interchange system according to claim 1.
請求項２に記載の電力融通システム。 The control means includes a storage battery that can be charged with the power generated by the fuel cell that performs the second operation.
The power interchange system according to claim 2.
前記発電部の発電電力及び前記第二運転を行う前記燃料電池の出力電力が第一負荷の消費電力よりも大きい場合に、前記第二運転を行う前記燃料電池の発電電力を充電する、
請求項３に記載の電力融通システム。 The storage battery is
charging the generated power of the fuel cell that performs the second operation when the power generated by the power generation unit and the output power of the fuel cell that performs the second operation are larger than the power consumption of the first load;
The power interchange system according to claim 3.
前記発電部の発電電力及び前記第二運転を行う前記燃料電池の出力電力が第一負荷の消費電力以下である場合に、放電を行う、
請求項３または請求項４に記載の電力融通システム。 The storage battery is
discharging when the power generated by the power generation unit and the output power of the fuel cell performing the second operation are less than or equal to the power consumption of the first load;
The power interchange system according to claim 3 or claim 4.
前記系統電源と前記第二分電盤との間を流れる電力に応じて充放電可能である、
請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の電力融通システム。 The storage battery is
chargeable and dischargeable according to the power flowing between the grid power source and the second distribution board;
The power interchange system according to any one of claims 3 to 5.
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