WO2004023625A1 - 電力供給システムおよび停電時の電力供給方法 - Google Patents

電力供給システムおよび停電時の電力供給方法 Download PDF

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WO2004023625A1
WO2004023625A1 PCT/JP2002/008971 JP0208971W WO2004023625A1 WO 2004023625 A1 WO2004023625 A1 WO 2004023625A1 JP 0208971 W JP0208971 W JP 0208971W WO 2004023625 A1 WO2004023625 A1 WO 2004023625A1
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WO
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power
power supply
outage
load
distributed
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Application number
PCT/JP2002/008971
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toshifumi Yoshikawa
Yasuo Satou
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi, Ltd. filed Critical Hitachi, Ltd.
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Priority to JP2004534069A priority patent/JP3922283B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system and a power supply method at the time of a power failure.
  • the present invention relates to a power supply system using a distributed power supply and a power supply method during a power outage.
  • the only means of controlling power demand and supply is to control the power output of the distributed power supply and switch the load.
  • the load will be cut off in sequence if the power supply and demand balance is broken even a little. This is also a very unstable situation from the viewpoint of the load side (power demand side).
  • An object of the present invention is to stably supply power to a load using a distributed power supply during a power outage.
  • the load when a power failure occurs in the power system, the load is disconnected from the power system, and a power line for supplying power output from the distributed power supply is connected to the load. Disconnect load from power system and power line A switchgear is provided for each connection.
  • a power line for supplying power to a specific load during a power outage can be connected, so that power can be supplied to a load corresponding to the output power of the distributed power supply during a power outage. Therefore, in the event of a power outage, the power of the distributed power source can be supplied to the load stably.
  • the present power supply system when power is supplied from a distributed power supply to a plurality of loads during a power outage of a power system, the power consumption of the plurality of loads and the distributed power supply One or both of the power generation is controlled so that they are close to each other. For this reason, the present power supply system is provided with a control device for adjusting the power consumption of a plurality of loads and a control device for adjusting the power generation amount of the distributed power supply. According to the power supply system and the power supply method, it is possible to balance the power consumption of a plurality of loads and the power generation amount of the distributed power supply. Therefore, at the time of a power outage, the power of the distributed power source can be stably supplied to multiple loads.
  • FIG. 1 shows a power supply system using a distributed power supply according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an example of the business concept for a distributed power supply system.
  • FIG. 4 is a diagram showing the details of the contract form for introduction and operation of a power supply system using a distributed power supply as a time-series process.
  • FIG. 5 is an example of a display screen for outputting a state of a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 6 is an example of a display screen for outputting power failure notice information.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a processing process for determining an operation mode for a power failure in a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a process for determining an operation mode for a power failure in a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a processing process of a power failure determination device for a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of a process of a switch control device for a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of a processing process of a load control device for a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a processing process of an initial operation of a load control device for a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a communication network configuration for a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of power supply / demand balance control at the time of a power outage for a power supply system using a distributed power supply.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the power supply according to the present invention.
  • the main components of the power supply system are the grid equipment 1 of the distributed power owner (including the load and the distributed power), the grid equipment 2 of the power contractor A during the power outage, and the power grid B of the power contractor B during the power outage.
  • System equipment 3, power system 5, and power supply operator 4 during power outage Details of each component are as follows.
  • the power system 5 of the electric power company (electric power company) is connected to the system equipment 2 of the power contractor A during power outage, the system equipment 3 of the power contractor B during power outage 3, and the system equipment 1 of the distributed power source owner through the power line 6. Power is being supplied. However, the system equipment 1 of the owner of the distributed power source is equipped with the distributed power source 1 1 1 and if the power of the distributed power source is sold to the power company, the power supply will be partially reversed. Power flows.
  • a power outage operator 4 (power outage service operator) will establish a local power supply network consisting of a decentralized power source and a specific load (or multiple sources). Its operation and management will be implemented. Specifically, a command signal is sent from before the power outage in the case of a planned power outage, and after the power outage in the case of an unexpected power outage, to form a local power supply network by switching the switches. The balance between the power supply of the distributed power supply and the power consumption of the load in the network is implemented.
  • the system equipment 1 of the owner of the distributed power source has loads 105, 108, 109 and a distributed power source 111 in the system equipment. Furthermore, as a facility for forming a local power supply network in the event of a power outage, a switch control device 10 for connecting and disconnecting these loads and the distributed power supply from the power system of the power company is also available.
  • distributed power supply 1 1 1 Power line 7 for supplying power from the power supply to the power contractor load side during a power outage, that is, the power demand side, and a switch control device 1 1 1 for connecting and disconnecting the power line 7 and the distributed power supply 1 1 1 4 and switch 1 115, power output control device 110 to control the output of the distributed power supply 110, load power control device to control the power consumption of loads 105, 108, 109 , A relay device 107 for exchanging information with the power supply operator 4 during a power failure, a current sensor 113 for detecting the amount of power supply from the system equipment 1 of the distributed power source owner, and a power value
  • An arithmetic unit 111, a voltage sensor 101 for detecting the occurrence of a power failure, and a power failure determination device 102 are provided.
  • the distributed power sources 1 1 1 include micro gas bottles, fuel cells, secondary batteries such as NAS batteries and lead-acid batteries, wind power generators, solar power generators using solar cells, small hydro power generators, diesels. Engine generators, gas engine generators, biomass power generators, etc. can be applied.
  • System equipment 2 of power contractor A during a power outage has loads 205, 207, 208 in the system equipment.
  • a switch control device 204 and a switch 2 for connecting and disconnecting these loads and distributed power sources from the power system of the power company.
  • Power line 7 for supplying power from the distributed power supply 1 1 1 to the loads 205, 207, 208 during a power outage. To connect and disconnect the power line 7 from these loads.
  • Relay device 2 1 3 for exchanging information between them, current sensor 2 1 2 for detecting the total load power of system equipment 2 of power contractor A during power outage 2 and power value calculation device 2 1 1, power outage A voltage sensor 201 for detecting occurrence and a power failure judgment device 202 are provided. You.
  • the grid equipment 3 of the power failure contractor B has loads 3 0 5, 3 0 7, 3 0 8, switch control device 304 and switchgear in the system facilities.
  • power is supplied from the power system 5 through the power line 6 to the system equipment 2 of the power contractor A during power outage, the system equipment 3 of the power contractor B during power outage, and the system equipment 1 of the distributed power source owner. I have. In this case, power flows from the power system side to the load side. However, when the power of the distributed power source 1 1 1 of the system equipment 1 of the owner of the distributed power source is sold to the electric power company (or the electric power company), the electric power partially flows in the opposite direction.
  • power outage information (start time, time, etc.) is obtained in advance. Therefore, start the operation before the scheduled power outage starts.
  • the power supply operator during power outage (4 in Fig. 1) communicates with the power outage power contractor (2, 3 in Fig. 1) and the distributed power source owner (1 in Fig. 1) via the communication network.
  • the operation of the rolling blackout operation mode is notified (S8 in Fig. 9).
  • the power value of the load in the local power network (not yet formed at this stage) is determined by the load power controller (106, 206, 306 in Fig. 1). Adjust so that the output power value is balanced (S9 in Fig. 9).
  • the power consumption of the load is adjusted according to the command value indicated by the load power control command signal transmitted from the power failure power supply operator (4 in FIG. 1).
  • the output power of the distributed power supply (111 in FIG. 1) is adjusted by the power output control device (110 in FIG. 1) (S10 in FIG. 9).
  • the power supply output is adjusted so as to follow the command value indicated by the output power control command signal transmitted from the stoppage, power supply during power supply operator (4 in FIG. 1).
  • switches (115, 210, 310 in Fig. 1) for power failure are turned on (S11 in Fig. 9). This establishes a power supply route from the distributed power source to each load via the power line dedicated to power outages (7 in Fig. 1).
  • the switch for power failure uses a switch-on command signal transmitted from the power supply operator during power failure (4 in Fig. 1) as a relay device (107, 21 3 and 31 in Fig. 1). It is turned on by input to the switch control device (114, 209, 309 in Fig. 1) via 3). .
  • the normal-time switches (103, 203, 303 in Fig. 1) are opened (S12 in Fig. 9).
  • a local electricity network is formed using the distributed power source (111 in FIG. 1) as a power supply source.
  • the switch for normal operation is generated by the power supply operator during power outage (4 in Fig. 1).
  • the received switch closing command signal is transmitted via the relay device (107, 211, 313 in Fig. 1) to the switch control device (104, 204, 30 in Fig. 1). 4) Input by inputting to.
  • the switch for normal use may be opened immediately before or during a power outage.However, in order to mitigate the effect of the power outage that affects the distributed power source 1 1 1 via the power line 7, the switch must be open just before the power outage. Is preferred.
  • the output power and load power of the distributed power source in the local power network that uses the distributed power source (11 in Fig. 1) formed up to S12 in Fig. 9 as the power supply source The balance is controlled so that they are close to each other, and the supply and demand balance is maintained (S13 in Fig. 9).
  • the output power value of the distributed power source is detected by a current sensor (113 in Fig. 1) and a power value calculation device (112 in Fig. 1), and the relay device (Fig. 1) Is transmitted to the power supply operator during a power failure (4 in Fig. 1) via 107).
  • the load power value is also detected by the current sensor (212, 312 in Fig. 1) and the power value calculation device (211, 311 in Fig. 1), and the relay device (1 It is transmitted to the power failure operator (4 in Fig. 1) via 2 13 and 3 13) in the figure.
  • the power supply operator during a power outage (4 in Fig. 1) can know the power supply-demand balance by comparing the output power value with the sum of the load power values. For example, if the difference is zero, the supply-demand balance is in place, and the current state is maintained. If the difference is positive, the output of the distributed power source is large, and the output of the distributed power source is reduced or the load power is increased. Further, if the difference is negative, the load power is large, and the load power is reduced or the output of the distributed power source is increased.
  • the output of the distributed power supply (1 1 1 in Fig. 1) is It is adjusted by the power output control device (110 in Fig. 1) controlled by the command signal sent from (4 in Fig. 1).
  • the power consumption of the load (105, 108, 109, 205, 207, 210, 305, 307, 308 in Fig. 1
  • the load power controller (106, 206, 306 in Fig. 1) controlled by the command signal transmitted from the power supply operator (4 in Fig. 1).
  • Supply / demand balance control is continued until the planned blackout ends (S14 in Fig. 9).
  • the power supply operator during power outage (4 in Fig. 1) determines the owner of the distributed power source and the power during power outage.
  • the contractor is notified via the communication network of an end notice of the rolling blackout operation mode (S15 in Fig. 9).
  • switches for normal use (103, 203, 303 in Fig. 1) are turned on (S16 in Fig. 9).
  • power is again supplied from the power grid (5 in Fig. 1) of the power company.
  • the switch for normal use is based on the switch-on command signal transmitted from the power supply operator during power failure (4 in Fig. 1), which is a relay device (107, 211, 3 in Fig. 1). It is turned on by input to the switchgear control device (104, 204, 304 in Fig. 1) via 13).
  • the switches (115, 210, 310 in Fig. 1) for power failure are opened (S17 in Fig. 9).
  • the power is transferred from the power company's power system (5 in Fig. 1).
  • the switch for power outage is based on the switch-on command signal transmitted from the power supply operator during power outage (4 in Fig. 1), which is a relay device (107, 21 3, 3 in Fig. 1). Opened by input to the switchgear controller (1 14, 209, 309 in Fig. 1) via 13) Is done.
  • the power output control of the distributed power supply (111 in Fig. 1) is released (S18 in Fig. 9), and the load (105, 108, 109, Fig. 1) is released.
  • the load power control of 205,207,208,305,307,308) is released (S19 in Fig. 9).
  • a release command signal is output from the power supply operation during power failure (4 in Fig. 1), and operation is released via the power supply output control device (110 in Fig. 1).
  • the power supply operator at power failure (4 in Fig. 1) outputs a solution / removal command, and the load power control device (106, 206, 300 in Fig. 1) Operation release is executed via.
  • the planned power outage operation mode is terminated from the power supply operation during power outage (4 in Fig. 1) to the decentralized power source owner and the power outage power contractor via the communication network.
  • a notification is sent (S20 in Fig. 9), and the rolling blackout operation mode ends (S21 in Fig. 9).
  • the switch for normal use is a switch-on command signal from the power supply operator during power failure (4 in Fig. 1), and the relay device (107, 21 3, 31 3 in Fig. 1).
  • the switch is opened by being input to the switch control device (104, 204, 304 in FIG. 1) through the The switch-on command signal from 4) in Fig. 1 is transmitted via the relay device (107, 213, 313 in Fig. 1) to the switch control device (114, 200 in Fig. 1). It is input by inputting to 9, 309).
  • the power consumption of the load in the local power network is balanced with the output power of the distributed power source by the load power controller (106, 206, 303 in Fig. 1). (S26 in Fig. 10) and the output power of the distributed power supply (111 in Fig. 1) is also adjusted by the power supply output control device (110 in Fig. 1). S27 in Figure 0).
  • the power consumption of the load is adjusted so as to follow the command value indicated by the load power control command signal from the power failure power supply operator (4 in FIG. 1), and the power output is It is adjusted to follow the command value indicated by the output power control command signal from 4) in the figure.
  • the normal-time switch is opened first, and then the power-out switch is turned on.
  • the reason for this is that, because a power outage has already occurred in the power system for some reason, the secondary effects are mitigated by first opening the normal switch and disconnecting it from the power system.
  • a specific load load for which power supply is desired during a power failure
  • power supply and demand balance control can be controlled by both the load power control and the power output control.
  • load power was controlled only by switching on and off with a switch, so in the past, the load had to be disconnected when the load power was excessive. Supply and demand can be balanced.
  • the current state of the power supply and demand balance can be detected.
  • the power output control device and the load power control device it is possible to perform more accurate feedback control of the power supply and demand balance, and to stably maintain the local power supply network in the event of a power outage. It becomes.
  • Equipped with a voltage sensor and a power outage judging device even in the event of an unexpected power outage other than a planned power outage, it can be detected and the local power network Work can be formed. Also, if the planned power outage does not occur or if the planned power outage is released earlier than expected, the local power network is immediately released and the power supply configuration from the original power company is released. Can be transferred to.
  • the power supply operator at the time of power failure performs the operation at the time of power failure, so that both the load (power contractor at power failure) and the owner of the distributed power source do not operate themselves (complex operation), and the local power is supplied.
  • Network can be assembled.
  • the power supply operator in the event of a power outage can monitor the entire system and control the local power network through centralized management, so that the supply and demand balance over the entire network can be appropriately controlled.
  • the timing to start or end the local power network can be implemented appropriately.
  • the distributed power supply output and load power are detected and the difference between them is calculated, and the output of the distributed power supply and the power consumption of the load are controlled according to the difference. It is possible to maintain a stable local power network.
  • Eliminating the local power network after a power outage will facilitate a smooth transition from a local power network to a network that connects to the power company's power system. Also, by canceling the power control after switching the switch, it is possible to prevent the balance from being transiently lost when the local power network is dissolved.
  • Fig. 7 shows the flow of the process of determining the power failure operation mode by the power failure power supply operator (corresponding to 4 in Fig. 1).
  • the process of the power outage power supply operator is as follows.
  • the power network A (a group that forms a local power network with distributed power sources in the event of a power outage, and here we will focus on the power network A for convenience.
  • This is the power network shown in Fig. 1.
  • It reads planned power outage information X02 (date and time of power outage start and date and time of power outage end) from the planned power outage database 43 for the corresponding power outage. Then, this information is compared with the current date and time information X 01 from the clock 44 by the operation mode judgment unit 41 for the network A. If it is determined that the current date and time is immediately before the scheduled power outage date and time, The operation mode determiner 41 to execute outputs a command for executing the rolling blackout operation mode.
  • the flow of the judgment process of the operation mode judgment unit 41 for the network A is as shown in FIG. When the current date and time is a specified time before the scheduled power outage start date and time (for example, 10 minutes before)
  • the rolling blackout operation mode is executed (S3 in FIG. 8). In this way, immediately before the scheduled power outage date and time, the planned power outage operation mode shown in FIG. 9 is executed.
  • the power outage detection signal X06 for contractor A (power outage contractor A in Fig. 1) and the contractor B (power outage contract in Fig. 1) The power failure detection signal X 07 for the user B) and the power failure detection signal for the decentralized power source owner are calculated by calculating the logical product of X 08 with the logical product operator 4 201, and the result and the network A
  • the logical AND calculator 4203 calculates the result of taking the negation of the planned blackout occurrence notification signal X09 obtained from the planned blackout database 43 with the NOT calculator 4202.
  • the power failure detection signal takes “1” when a power failure is detected, and takes “0” otherwise.
  • the scheduled power outage notification signal is retrieved from the data of the scheduled power outage database, and takes "1" if a planned power outage occurs, and "0" otherwise. Therefore, the unplanned blackout detector 43 outputs the unscheduled blackout detection signal when a blackout is detected in the equipment of the power contractors A and B and the equipment of the decentralized power source and the power supply is not a planned blackout. Output with a value of "1" (output when an unplanned power outage is detected).
  • the operation mode determiner 41 for the network A When an unplanned power outage is detected, the operation mode determiner 41 for the network A outputs a command signal for executing the unplanned power outage operation mode.
  • the operation model for network A is FIG. 8 shows the flow of the determination process of the code determination unit 41.
  • the power failure detection signal for the equipment of the power contractor A during a power failure is supplied from the power failure judgment device 202 in FIG. 1, and the power failure detection signal for the equipment of the power contractor B during the power failure is obtained from the power failure judgment device 302 in FIG. , And a power failure detection signal for the equipment of the distributed power source owner is output from the power failure determination device 102 in FIG.
  • the power supply operator during a power outage can execute operations for both planned and unplanned power outages, so a local power network can be reliably established for various long-term power outages. Can be. In other words, power can be supplied to the load by effectively utilizing the power of the distributed power supply during a power outage.
  • the power supply operator at the time of a power outage uses the information on the scheduled power outage schedule and the date and time information of the clock to start operations before the power outage occurs. Can be supplied. In addition, transient shocks at the time of a power outage can be mitigated for a small power network, and the system can be kept more stable. Furthermore, since the power outage power supply operator performs power outage detection based on the logical product of the power outage detection information at the equipment of the power supply contractor at power outage and the power outage detection information at the equipment of the distributed power source owner, Perform local power networking actions in response to unplanned outages that occur throughout the local power network (in this case, not yet a closed network).
  • the power outage judgment processing is performed to exclude the case of a planned power outage (the logical AND of the planned power outage notification signal and the power outage detection signal is taken), so it is possible to distinguish between a planned power outage and an unplanned power outage .
  • the planned power outage operation can be selected and executed if it is determined as a planned power outage
  • the unplanned power outage operation can be selected and executed if it is determined as an unplanned power outage.
  • Fig. 16 shows the flow of processing for the power supply and demand balance control by the power supply operator during a power outage (corresponding to 4 in Fig. 1).
  • the total load (total power consumption of the load) in the local power network is determined. This is obtained by adding the total load of the decentralized power source owner, the total load of power contractor A during a power outage, and the total load of power contractor B during a power outage using adder 61. .
  • the total load of the power contractor A during a power outage can be sequentially monitored via the communication line from the current sensor 211 and the power value calculation device 211 shown in FIG.
  • the amount of power generated by the decentralized power source of the decentralized power source and the total load in the local power network previously determined are subtracted by the subtractor 62 to obtain the supply and demand in the low-power power network. Find the deviation.
  • the power generation amount of the distributed power source of the distributed power source owner is determined by the current power generation output command value given to the power output control device 110 shown in Fig. 1, the current sensor 1 13 and the power value calculation device 1 It is possible to know sequentially by the amount of power supply obtained from 12.
  • the command preparation unit 603 calculates the supply-demand deviation in the oral power network, the rated capacity data of each load from the equipment database 604 for the target power network, and the rated output data of the distributed power source. In addition, based on the current load amount data and the power generation data of the distributed power source, the output power command signal for the distributed power source and the load power control An output signal, a load power adjustment command signal for power contractor A during a power outage, and a load power adjustment command signal for power contractor B during a power outage, and the respective command signals are transmitted via a communication line.
  • the load in the oral power network when the load in the oral power network is large, it can be detected when the deviation obtained by the subtractor 62 becomes negative. In this case, the amount of power generation is increased or the load is reduced.
  • the rated output data of the distributed power source (obtained from the equipment database 604) and the current power generation data are compared. If the amount can be increased, increase the amount of power generation. That is, the output power command value for the distributed power supply is increased. If it is difficult to increase the power generation, perform the operation to reduce the load. In this case, look at the rated capacity data of each load (obtained from the equipment database 604) and the current load amount data, and adjust the load amount from the load that has a margin from the rating. For example, if the total load of power contractor A during a power outage is closest to the rated capacity, it is considered that there is room to reduce the load, and the load power adjustment command value for power contractor A during a power outage is reduced.
  • the power supply operator during a power outage (corresponding to 4 in Fig. 1) monitors the amount of power generated by the oral power network and the amount of each load sequentially, finds the supply-demand deviation, and balances this.
  • the output power command of the distributed power supply and the load power adjustment command are sequentially given to the local power supply, so that the supply and demand balance of the local power network can be maintained stably.
  • FIG. 11 shows the flow of processing for the power failure determination device.
  • Fig. 11 (a) shows the case where the power of the power failure determination device is obtained from the power line, and the effective voltage detected by the voltage sensors (101, 201, 301 in Fig. 1) is shown. Compare whether the integrated value is below a certain threshold value (TH_V) (S37). If it is below the threshold value, determine that a power failure has occurred (S39) and send a power failure detection signal. (S40). If it is larger than the threshold value, it is determined that the state is normal (S38).
  • TH_V threshold value
  • the power failure determination device itself may stop operating after a power failure, so a power failure is determined based on whether the integrated value of the effective voltage value is equal to or less than the threshold. By doing so, a power failure can be detected before the power failure determination device stops operating.
  • the reason why the integral value is used is to prevent malfunction due to noise or the like.
  • Figure 11 (b) shows the flow of processing when the power to the power outage judging device is obtained from a battery (or when driving power can be obtained for a while from a capacitor or the like).
  • the effective voltage value detected by the voltage sensor 101, 201, 301 in FIG. 1
  • S41 the effective voltage value detected by the voltage sensor
  • S44 a power failure detection signal
  • the power failure determination device can operate even during a power failure, it is possible to directly determine the occurrence of a power failure based on the length of time during which the voltage becomes zero. This has the advantage that malfunctions can be reduced because a power failure can be detected more directly.
  • FIG. 12 shows a processing flow of the switch control device.
  • the switch control device checks whether it has received the switch open command (S45). When the switch open command is received, the switch (103, 115, 203, 210, 310, 310) in Fig. 1 is opened immediately (S 4 8), If the opening command has not been received, it is next checked whether or not a switch closing command has been received (S 46). If the switch closing command has been received, the switch is closed immediately (S47).
  • opening and closing By sending a command to the switch control device to control the opening and closing operation of the switch, it is possible to quickly form and eliminate a local electrical network during a power outage from a remote location.
  • FIGS. 13 and 14 The processing flow for the load control device is shown in FIGS. 13 and 14.
  • Fig. 13 is a diagram showing the flow of processing in the steady state (S13 in Fig. 9, S28 in Fig. 10).
  • Fig. 14 shows the initial state (S13 in Fig. 9). The flow of processing in S9 and S26) in Fig. 10 is shown.
  • Fig. 13 (a) shows the flow of processing in the steady state, according to the load shedding list (list of good loads to be cut in order) until the power supply and demand is balanced.
  • the load control device receives the load power adjustment command (S50), the load power detection value (obtained from the power calculation units 1 1 2, 2 11 1 and 3 11 1 in Fig. 1) and the load power command Value (S51), and if the load power detection value is larger, one load is cut off according to the order of the load rejection list (S52), and the load power detection value and the load power are again measured. Compare with the command value (S51). In this way, the load is shut down in the order of the load shedding list until the load power detection becomes equal to or less than the load command value.
  • the load power control command and the load power command value are transmitted from the power supply operator during power outage (4 in Fig. 1), and are transmitted via the relay device (107, 211, 313 in Fig. 1). Input to the load control device.
  • FIG. 13 (b) differs from the process of FIG. 13 (a) in that the load is not cut off but the load power is reduced, that is, the power consumption of the load is reduced.
  • the load power by controlling the load power by remote control via communication, it is possible to more quickly balance the supply and demand of power, and The network can be maintained stably.
  • comparing the current load power with the load power command value Since the control is controlled, it is possible to more accurately balance the supply and demand of power, and to maintain a stable power network stably.
  • the order of load power control is in accordance with the order of the load control list, the control can be performed in the order of the least affected load.
  • Fig. 14 (a) shows the flow of processing at the beginning of operation during a power outage.
  • the load control device receives the load power adjustment command (S56)
  • the load control device immediately shuts down a load predetermined to be cut off at the time of the power failure (S57).
  • Fig. 14 (b) differs from the process in Fig. 14 (a) in that the load is not cut off, but the load power is suppressed, that is, the power consumption of the load is reduced.
  • the power consumption of the load and the output power of the distributed power supply can be immediately balanced or brought close to each other at the beginning of the operation at the time of a power outage. That is, the local power network can be quickly stabilized.
  • load control as shown in Fig. 14 (a) and (b.) Is effective to balance output power and load power, especially when the output power of a distributed power supply is almost fixed. is there.
  • Fig. 3 shows an example of a business concept for a local power network in the event of a power outage due to a distributed power source.
  • the power supply operator at the time of a power outage provides power contractors with a power outage at the time of the power outage, instead of conducting power supply operations and installing auxiliary equipment (switches, control devices, communication terminals, communication lines, etc.). Receive a contract fee.
  • the contract fee is a type of insurance premium that can be received at a fixed rate regardless of whether or not a power outage actually occurs.
  • the power outage operator during a power outage Part of the previous contract fee will be returned, and power supply operations will be carried out in the event of a power outage, and additional facilities will be installed.
  • the decentralized power source owner supplies a part of the power of the decentralized power source to the power supply contractor in the event of a power outage.
  • a power supply contractor during a power outage can secure a stable power supply destination for long-term power outages without paying a contract fee and without having an uninterruptible power supply that requires its own power generation equipment and installation space, thus avoiding risks it can.
  • Distributed power owners can always get a certain benefit regardless of whether a power outage occurs. Also, there is no need to perform complicated operations during power outages and to install auxiliary equipment. In other words, distributed power owners can use their existing distributed power sources as usual in normal times, and gain certain profits only by distributing a part of the generated power only during power outages. effective. In particular, if the power of the distributed power source is sold to a power company (electric power company) during normal times, the power source can be sold even during a power outage. The benefits are great. The effect is that the power supply operator during a power outage can always obtain a certain profit.
  • FIG. 4 shows an example of a contract process for a business concept for a local power network in the event of a power outage due to the distributed power source shown in FIG.
  • the figure shows the passage of time downward, and the flow is described below according to the passage of time.
  • the power supply operator in the event of a power outage proposes to the decentralized power source owner to supply some power to the outside during a power outage. If the proposal is approved, it will then make a proposal to the surrounding power customers regarding a contract to receive power during a power outage. Then, if an agreement is obtained for a contract to receive power supply during a power outage and the contract is applied, the power customer becomes a power outage contractor at that time.
  • the power outage power supply operator When a long-term power outage occurs, the power outage power supply operator performs power outage control operations for the decentralized power source owner and the power outage power supply contractor, and provides a power outage contract. Can receive power from the decentralized power source owner. In other words, the risks of long-term power outages can be avoided.
  • the business concept shown in Fig. 3 it is possible to make a change such that the power supply operator during a power outage owns a distributed power source or the power supply contractor during a power outage owns a distributed power source.
  • FIG. 15 An embodiment relating to the information system of the local power supply system at the time of a power outage will be described with reference to FIGS. 15, 15, and 6.
  • FIG. 15 An embodiment relating to the information system of the local power supply system at the time of a power outage will be described with reference to FIGS. 15, 15, and 6.
  • Fig. 15 shows an information system in a local power supply network using a distributed power source during a long-term power outage.
  • This information system discloses information on the local power supply network, such as the current status and information on the occurrence of a planned power outage, via the information network.
  • the power supply operator at power outage 50 (same as 4 in Fig. 1) owns the information server 55 and the distributed power source owner 51 (same as 1 in Fig. 1) Owns the information terminal 56, and the power outage contractor A (51) (same as 2 in Fig. 1) owns the information terminal 57, and the power outage supplier B (5 2) (same as 3 in Fig. 1) owns an information terminal 58.
  • Information server 55, information terminal 56, information terminal 57, information terminal 58 Are connected to each other via a communication network (in this case, the Internet) 54.
  • the information server 55 is, for example, a personal computer or the like.
  • the information server 55 of the power failure power supply operator 50 monitors the information collected by the power failure power supply operator (for example, power network status, switch status, power generation, load, power failure information, etc.). ing.
  • the information server 55 transmits the information via the communication network 54 to the information terminal 56 of the distributed power source owner 51, the information terminal 57 of the power supply contractor A at power failure 57, and the power supplier at power failure. Deliver to B's information terminal 58.
  • FIG. 5 shows the information terminal 56 of the distributed power source owner 51 shown in Fig. 15, the information terminal 57 of the power supply contractor A during power failure 57, and the information terminal 5 8 of the power supplier B during power failure 58
  • FIG. 5 shows an example of an output screen showing the current state of the local power supply network output to the network.
  • the output screen 22 of the information terminal is composed of a basic information output unit 21 for the local power supply network, a detailed information output unit 20 at the time of power failure, and a contract customer (distributed power owner or power supply at the time of power failure). (Refers to the contractor).
  • the basic information output unit 21 outputs the number, name, time information, and status of the power supply network to which the power supply network belongs. In the state of the power supply network, whether the power supply network is in a normal state (a state where power is being supplied from the power company instead of a power outage) or a power supply state during a power outage is output.
  • the power failure detailed information output unit 20 outputs information on power failure, for example, the power supply and demand status in the local power supply network, the type of power failure that has occurred, and the period of the planned power failure.
  • the detailed information output section 23 about the contract customer refers to the decentralized power source owner and the power supply contractor in the event of a power outage
  • the detailed information output section 24 about the owner of the distributed power source provides the name of the owner, the status of the local power network, the status of the switch, the power generation command to the distributed power source, the load command, and external supply.
  • the electric energy is output.
  • the detailed information output units 25 and 26 for the power supply contractor during a power outage output the name of the contractor, the state of the local power network, the state of the switch, the load command, and the amount of power received internally.
  • the owners of the distributed power supply and the power supply contractor in case of power failure can know the status of the local power supply network in real time.
  • Fig. 6 shows the information terminal 56 of the distributed power source owner 51 shown in Fig. 15, the information terminal 57 of the power supply contractor A at power failure 57, and the information terminal 5 8 of the power supplier B at power failure.
  • An example of the output screen related to the scheduled power outage schedule information that is output to is shown below.
  • the output screen 30 for the planned power outage schedule information is composed of the basic information output section 31 (same as 21 in Fig. 5) and the detailed information output section 3 2 ( It consists of a power outage schedule information output unit 33, which is the same as 20 in Fig. 5).
  • Scheduled power outage schedule information The output section 3 displays a one-month calendar showing the planned power outage occurrence date (the scheduled power outage date is shown in white letters in Fig. 6) and the date. The time period of the planned power outage is output.
  • both the distributed power source owner and the power supply contractor during a power outage can confirm in advance when a planned power outage will occur.
  • the load will basically decrease. Therefore, in the event of a power outage, there is equipment that cannot operate (or equipment with reduced operating capacity) for power supply contractors during a power outage, and it is necessary to know in advance whether such a situation will occur. desirable.
  • FIG. 2 shows an embodiment different from FIG.
  • the difference from Fig. 1 is that power is supplied using the same power line both during normal times (when power is supplied from the power company) and during power outages. That is, in the example of Fig. 1, the power line used during normal times (6 in Fig. 1) and the power line used during power outages (7 in Fig. 1) were separated, but in Fig. 2, the same power line ( 6) in the figure is shared during normal times and during power outages.
  • the power supply contract area at the time of power failure power supply contract area 9 at the time of power failure in Figure 2) and other external areas are located somewhere in the power network. This is suitable for cases where separation can be achieved by cutting one point.
  • the switch 904 by opening the switch 904, the external area (the power system of the power company) and the power supply contract area 9 during a power outage can be separated.
  • the power line 6 is used both during normal times and during power outages.
  • the switch 904 and the switch control device 903 are installed collectively at the root of the local electric network.
  • a voltage sensor 902 for detecting the occurrence of a power outage and a power outage judging device 901 are also installed collectively at the root of the local electric power network.
  • the operation flow of the embodiment of FIG. 2 is the same as that of FIG.
  • the switch 904 is closed, and power is supplied from the power system 5.
  • the switch 904 is opened by the switch control device 903, and the power supply area 9 in the event of a power outage is closed. And power is supplied from the distributed power supply 1 1 1.

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Abstract

平常時は電力系統から電力を供給される負荷に対して、分散型電源が出力する電力を電力系統の停電時に供給するための電力線と、負荷と電力系統とを、平常時には接続し、停電時は切り離すための第1の開閉装置と、負荷と電力線とを、停電時には接続し、平常時は切り離すための第2の開閉装置と、を備える。これにより、停電時に分散型電源を用いて負荷に対して安定に電力を供給することができる。

Description

明 細 書
電力供給システムおよび停電時の電力供給方法 技術分野
本発明は、 分散型電源を利用した電力供給システムおよび停電時の電 力供給方法に関する。 背景技術
燃料電池や太陽光発電装置などの分散型電源を停電時に利用する従来 技術として、 例えば、 特開平 9 - 1 2 1 4 5 7号公報に記載の技術が有 る。 ここでは、 高圧基幹送電線の鉄塔倒壊のような大停電が発生した場 合に、コントロールセンタが分散型電源に対して電力供給の指令を出し、 分散型電源による供給可能電力量の合計が供給不足電力量に等しくなる ように制御する。 また停電時にのみ電力を供給する設備として、 病院, 大型ビルなどでは非常用発電機, 非常用電源としての電池 (主に鉛蓄電 池) が使われている。
将来的に電力自由化が進展した場合、 価格競争の結果、 発電所や送変 電設備に対する設備投資が抑制され、 発電量や送電量が不足して、 安定 な電力供給が不可能となるような事態が考えられる。 この場合、 例えば 2 0 0 1年に問題となったカリフォルニァ電力危機のように、 定期的な 長時間の停電が発生することが予想される。
このような状況による長時間の停電に対して、 従来の技術を用いて分 散型電源を利用する場合には次のことが問題となる。
第 1 に、 分散型電源からの電力供給の指針が不明確で、 不特定多数の 負荷に電力供給を行わざるを得ない。 しかし分散型電源の発電容量は小 さいため、ある限られた範囲の負荷にしか電力を供給することはできず、 結局、 どの負荷に電力を供給できるかは実際に停電が起こってからでな いと分からない。 これは負荷側 (電力の需要側) から見ると、 非常にリ スクの高い状況となっている。
第 2に、 分散型電源による電力供給ネッ トワーク内で、 電力の需要と 供給のバランス制御手段は分散型電源の発電出力制御と負荷の開閉のみ しかない。 つまり、 限られたバランス制御手段しかないため、 電力の需 給バランスが少しでもくずれると、 負荷は順々に切られることになる。 これも負荷側 (電力の需要側) から見ると、 非常に不安定な状況といえ る。
第 3に、 今後導入される分散型電源の多くは電力会社 (電力事業者) ではなく民間の所有になるものと考えられる。 この場合、 民間所有の電 源を電力会社が勝手に操作するわけにはいかず、 かといつて電力の需給 バランス制御を民間の電源所有者自身が実施するのは難しい。
また非常用発電機, 非常用電源としての電池についても、 これらは停 電時に自家設備だけに電力供給をするのが目的であり、 自家設備以外の 負荷に電力供給することはない。 従って、 非常用発電機を持っていない 負荷は停電時には電力供給を受けられないという問題がある。 発明の開示
本発明は、 停電時に分散型電源を用いて負荷に対して安定に電力を供 給することを目的とする。
本発明による電力供給システムにおいては、 電力系統の停電時に、 負 荷を電力系統から切り離し、 分散型電源が出力する電力を供給するため の電力線を負荷に接続する。 負荷と電力系統および電力線との切り離し および接続のために、 それぞれ開閉装置が備えられる。 本電力供給シス テムによれば、 特定の負荷に停電時に電力を供給するための電力線を接 続できるので、 停電時に分散型電源の出力電力に見合った負荷に電力を 供給できる。 従って、 停電時に、 負荷に対して安定に分散型電源の電力 を供給できる。
本発明による他の電力供給システムおよび電力供給方法においては、 電力系統の停電中に、 複数の負荷に対して分散型電源から電力が供給さ れるときに、 複数の負荷の消費電力と分散型電源の発電量の一方または 両方が、 これらが互いに近くなるように制御される。 このため、 本電力 供給システムでは、 複数の負荷の消費電力を調整するための制御装置と 分散型電源の発電量を調整するための制御装置が備えられる。 本電力供 給システムおよび電力供給方法によれば、 複数の負荷の消費電力と分散 型電源の発電量をバランスさせることができる。 従って、 停電時に、 複 数の負荷に対して安定に分散型電源の電力を供給できる。
本発明の他の特徴は、 以下の記載および図面から明らかになるであろ Ό。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の一実施例である分散型電源による電力供給システ ムである。
第 2図は、 本発明の他の実施例である。
第 3図は、 分散型電源による電力供給システムに対するビジネス概念 の一例である。
第 4図は、 分散型電源による電力供給システムの導入 · 運用に対する 契約形態の詳細を時系列プロセスとして表した図である。 第 5図は、 分散型電源による電力供給システムの状態を出力する表示 画面の一例である。
第 6図は、 停電発生予告情報を出力する表示画面の一例である。
第 7図は、 分散型電源による電力供給システムに対する停電に対する オペレーションモードを決定する処理プロセスの一例を示す図である。 第 8図は、 分散型電源による電力供給システムに対する停電に対する オペレーションモ一ドを判定する処理プロセスの一例を示すフローチヤ —トである。
第 9図は、 分散型電源による電力供給システムに対する計画停電に対 するオペレーションの処理プロセスの一例を示すフローチャートである, 第 1 0図は、 分散型電源による電力供給システムに対する計画外停電 に対するオペレーションの処理プロセスの一例を示すフローチャートで ある。
第 1 1図は、 分散型電源による電力供給システムに対する停電判定装 置の処理プロセスの一例を示すフローチャートである。
第 1 2図は、 分散型電源による電力供給システムに対する開閉器制御 装置の処理プロセスの一例を示すフローチャートである。
第 1 3図は、 分散型電源による電力供給システムに対する負荷制御装 置の処理プロセスの一例を示すフローチヤ一トである。
第 1 4図は、 分散型電源による電力供給システムに対する負荷制御装 置の初期動作の処理プロセスの一例を示すフローチャートである。
第 1 5図は、 分散型電源による電力供給システムに対する通信ネッ 卜 ワーク構成の一例を示す図である。
第 1 6図は、 分散型電源による電力供給システムに対する停電時の電 力需給バランス制御の一例を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1図は本発明による電力供給 の一実施例を示す。 電力供給 システムの主要な構成要素は、 分散型電源所有者の系統設備 1 (負荷お よび分散型電源を含む), 停電時 ¾力契約者 Aの系統設備 2, 停電時電 力契約者 Bの系統設備 3 , 電力系統 5, 停電時電力供給オペレータ 4で ある。 それぞれの構成要素の詳細は次のようになる。
平時には電力会社(電力事業者) の電力系統 5から電力線 6を通じて、 停電時電力契約者 Aの系統設備 2, 停電時電力契約者 Bの系統設備 3 , 分散型電源所有者の系統設備 1に電力が供給されている。 但し、 分散型 電源所有者の系統設備 1には、 分散型電源 1 1 1が備えられており、 分 散型電源の電力を電力会社に売電している場合は、 部分的に逆向きに電 力が流れる。
停電時電力供給オペレータ 4 (停電時電力供給サービスオペレーショ ン会社) は、 停電時に、 電力供給源となる分散型電源と特定の負荷 (単 数もしくは複数) からなるローカルな電力供給ネッ トワークの形成とそ の運用 · 管理を実施する。 具体的には、 計画停電の場合は停電前から、 不慮の停電の場合は停電後に、 指令信号を発信して、 開閉器の開閉切り 替えによるローカルな電力供給ネッ トヮ一クの形成、 およびネッ トヮー ク内での分散型電源の電力供給量と負荷の電力消費量とのバランス制御 を実施する。
分散型電源所有者の系統設備 1は、 系統設備内の負荷 1 0 5 , 1 0 8 , 1 0 9および分散型電源 1 1 1を有する。 さらに、 停電時にローカルな 電力供給ネッ トワークを形成するための設備として、 これらの負荷およ び分散型電源と電力会社の電力系統とを接続したり切り離したりするた めの開閉器制御装置 1 0 4と開閉器 1 0 3, 停電時に分散型電源 1 1 1 からの電力を停電時電力契約者負荷側すなわち電力需要側へ供給するた めの電力線 7, 電力線 7 と分散型電源 1 1 1 とを接続したり切り離した りするための開閉器制御装置 1 1 4と開閉器 1 1 5, 分散型電源の出力 を制御する電源出力制御装置 1 1 0, 負荷 1 0 5 , 1 0 8 , 1 0 9の消 費電力を制御する負荷電力制御装置 1 0 6, 停電時電力供給オペレータ 4との間で情報をやりとりするため中継装置 1 0 7 , 分散型電源所有者 の系統設備 1からの電力供給量を検出するための電流センサ 1 1 3と電 力値演算装置 1 1 2, 停電発生を検出するための電圧センサ 1 0 1 と停 電判定装置 1 0 2が備えられる。
分散型電源 1 1 1 としては、 マイクロガス夕一ビン,燃料電池, NA S 電池, 鉛蓄電池等の 2次電池, 風力発電装置, 太陽電池を用いた太陽光 発電装置, 小水力発電装置, ディーゼルエンジン発電機, ガスエンジン 発電機, バイオマス発電装置等が適用できる。
停電時電力契約者 Aの系統設備 2は、 系統設備内の負荷 2 0 5, 207, 2 0 8を有する。 さらに、 停電時にローカルな電力供給ネッ トワークを 形成するための設備として、 これらの負荷および分散型電源と電力会社 の電力系統とを接続したり切り離したりするための開閉器制御装置 204 と開閉器 2 0 3, 停電時に分散型電源 1 1 1からの電力を負荷 2 0 5 , 2 0 7 , 2 0 8に供給するための電力線 7, 電力線 7とこれらの負荷と を接続したり切り離したりするための開閉器制御装置 2 0 9と開閉器 2 1 0 , 負荷 2 0 5, 2 0 7 , 2 0 8の消費電力を制御する負荷電力制 御装置 2 0 6 , 停電時電力供給オペレータ 4との間で情報をやりとりす るための中継装置 2 1 3, 停電時電力契約者 Aの系統設備 2の総負荷電 力を検出するための電流センサ 2 1 2 と電力値演算装置 2 1 1 , 停電発 生を検出するための電圧センサ 2 0 1 と停電判定装置 2 0 2が備えられ る。
停電時電力契約者 Bの系統設備 3は、 停電時電力契約者 Aと同様に、 系統設備内の負荷 3 0 5 , 3 0 7, 3 0 8, 開閉器制御装置 3 0 4と開 閉器 3 0 3, 電力線 7, 開閉器制御装置 3 0 9 と開閉器 3 1 0 , 負荷 3 0 5, 3 0 7, 3 0 8 の消費電力を制御する負荷電力制御装置 3 0 6, 停電時電力供給オペレータ 4との間で情報をやりとりするための中継装 置 3 1 3, 系統設備 3の総負荷電力を検出するための電流センサ 3 1 2 と電力値演算装置 3 1 1, 停電発生を検出するための電圧センサ 3 0 1 と停電判定装置 3 0 2を備えている。
次に、 第 1図に示した電力供給システムの平常時および停電時の動作 を、 平常時 (停電が発生していない場合), 計画停電時 (あらかじめ停 電の発生が予報されている停電) 並びに計画外の停電時 (不慮に発生し た停電) について説明する。
( A ) 平常時
平常時は、 電力系統 5から電力線 6を通じて、 停電時電力契約者 Aの 系統設備 2, 停電時電力契約者 Bの系統設備 3、 および分散型電源所有 者の系統設備 1に電力が供給されている。 この場合、 電力は電力系統側 から負荷側へ向けて流れる。 但し、 分散型電源所有者の系統設備 1の分 散型電源 1 1 1の電力が電力会社 (または電力事業者) に売電されてい る場合は、 部分的に逆向きの電力が流れる。
( B ) 計画停電時
計画停電時における分散型電源による電力供給システムの処理の流れ を第 9図のフローチャートに示す。 以下、 第 1図のシステム構成と第 9 図のシステム処理の流れを対応させながら説明する。
計画停電の場合、 停電情報 (開始時刻や時間等) をあらかじめ得てい るので、 計画停電開始前から操作を開始する。 停電時電力供給オペレー 夕 (第 1図の 4) は、 通信ネッ トワークを介して、 停電時電力契約者 (第 1図の 2 , 3 )、 分散型電源所有者 (第 1図の 1 ) に計画停電オペレー シヨ ンモードの実施を通知する (第 9図の S 8 )。 次に、 ローカル電力 ネッ トワーク内 (この段階ではまだ形成されていない) の負荷の電力値 を負荷電力制御装置 (第 1図の 1 0 6, 2 0 6 , 3 0 6 ) により分散型 電源の出力電力値とバランスが取れるように調整する(第 9図の S 9 )。 ここで、 負荷の消費電力は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) から発信される負荷電力制御指令信号が示す指令値に従うように調整さ れる。 また、 分散型電源 (第 1図の 1 1 1 ) の出力電力も電源出力制御 装置 (第 1図の 1 1 0 ) により調整される (第 9図の S 1 0)。 ここで、 電源出力は、 停,電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) から発信される 出力電力制御指令信号が示す指令値に従うように調整される。
負荷電力および電源出力のバランス制御が済むと、 停電時用の開閉器 (第 1図の 1 1 5, 2 1 0 , 3 1 0 ) が投入される (第 9図の S 1 1 )。 これにより、 停電時専用の電力線 (第 1図の 7 ) を介して分散型電源か ら各負荷へと結ばれた電力供給ルー卜が確立される。 ここで、 停電時用 の開閉器は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) から発信される 開閉器投入指令信号が中継装置 (第 1図の 1 0 7, 2 1 3, 3 1 3 ) を 介して開閉器制御装置 (第 1図の 1 1 4, 2 0 9 , 3 0 9 ) に入力され ることによって投入される。 .
続いて、 平常時用の開閉器 (第 1図の 1 0 3, 2 0 3 , 3 0 3 ) が開 放される(第 9図の S 1 2 )。 これにより、 分散型電源(第 1図の 1 1 1 ) を電力供給源とするローカルな電カネッ トワークが形成される。ここで、 平常時用の開閉器は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) から発 信される開閉器投入指令信号が中継装置 (第 1図の 1 0 7, 2 1 3 , 3 1 3 ) を介して開閉器制御装置 (第 1図の 1 0 4, 2 0 4, 3 0 4 ) に入力されることによって投入される。 平常時用の開閉器の開放は、 停 電直前および停電時のどちらでもよいが、 電力線 7を介して分散型電源 1 1 1 に及ぶ停電の影響を緩和するためには、 停電直前であることが好 ましい。
第 9図の S 1 2までで形成された分散型電源 (第 1図の 1 1 1 ) を電 力供給源とするローカルな電力ネッ トワーク内では、 分散型電源の出力 電力と負荷電力とが互いに近くなるようにバランス制御され、 需給バラ ンスが維持される (第 9図の S 1 3 )。 具体的には、 分散型電源の出力 電力値は、 電流センサ (第 1図の 1 1 3 ) と電力値演算装置 (第 1図の 1 1 2 ) により検出されて、 中継装置 (第 1図の 1 0 7 ) を介して、 停 電時電力供給オペレータ (第 1図の 4 ) へ送信される。 また、 負荷電力 値も、 電流センサ (第 1図の 2 1 2, 3 1 2 ) と電力値演算装置 (第 1 図の 2 1 1, 3 1 1 ) により検出されて、 中継装置 (第 1図の 2 1 3 , 3 1 3 ) を介して、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) へ送信さ れる。
停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) は、 出力電力値と負荷電力 値の総和とを比較することにより、 電力の需給バランス状態を知ること ができる。 例えば、 その差が零であれば需給バランスが取れており、 今 の状態を維持する。 また、 その差が正であれば、 分散型電源の出力が大 きいことになり、 分散型電源の出力を下げるか、 負荷電力を増加させる。 さらに、 その差が負であれば、 負荷電力が大きいことになり、 負荷電力 を減少させるか、 分散型電源の出力を増加させる。
分散型電源 (第 1図の 1 1 1 ) の出力は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) から発信される指令信号によって制御される電源出力制 御装置 (第 1図の 1 1 0 ) によって調整される。 また、 負荷 (第 1図の 1 0 5 , 1 0 8, 1 0 9 , 2 0 5 , 2 0 7 , 2 0 8 , 3 0 5, 3 0 7, 3 0 8 の消費電力は、 停電時電力供給オペレー夕 (第 1図の 4 ) から 発信される指令信号によって制御される負荷電力制御装置 (第 1図の 1 0 6 , 2 0 6 , 3 0 6 ) によって調整される。 このような需給バラン ス制御は、 計画停電が終了するまで続けられる (第 9図の S 1 4 )。
電圧センサ (第 1図の 1 0 1 , 2 0 1, 3 0 1 ) と停電判定装置
( 1 0 2, 2 0 2 , 3 0 2 ) によって計画停電が終了したと判定された ならば、 停電時電力供給オペレ一タ (第 1図の 4) から分散型電源所有 者および停電時電力契約者に通信ネッ トワークを介して、 計画停電オペ レ一シヨンモードの終了予告が通知される (第 9図の S 1 5 )。
そして、 まず平常時用の開閉器 (第 1図の 1 0 3, 2 0 3, 3 0 3 ) が投入される (第 9図の S 1 6 )。 これにより、 電力会社の電力系統 (第 1図の 5 ) からも再び電力が供給される。 ここで、 平常時用の開閉器は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4 ) から発信される開閉器投入指 令信号が中継装置 (第 1図の 1 0 7, 2 1 3, 3 1 3 ) を介して開閉器 制御装置 (第 1図の 1 0 4, 2 0 4 , 3 0 4) に入力されることによつ て投入される。
続いて、 停電時用の開閉器 (第 1図の 1 1 5, 2 1 0 , 3 1 0 ) が開 放される (第 9図の S 1 7 )。 これにより、 電力会社の電力系統 (第 1 図の 5 ) からの電力供給へ移行される。 ここで、 停電時用の開閉器は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4 ) から発信される開閉器投入指 令信号が中継装置 (第 1図の 1 0 7, 2 1 3 , 3 1 3 ) を介して開閉器 制御装置 (第 1図の 1 1 4 , 2 0 9 , 3 0 9 ) に入力されることで開放 される。
その後、 分散型電源(第 1図の 1 1 1 ) の電源出力制御が解除され(第 9図の S 1 8 )、 さらに負荷 (第 1図の 1 0 5, 1 0 8, 1 0 9 ,2 0 5, 2 0 7, 2 0 8 , 3 0 5 , 3 0 7 , 3 0 8 ) の負荷電力制御が解除され る (第 9図の S 1 9 )。 電源出力制御については、 停電時電力供給オペ レー夕 (第 1図の 4) から解除指令信号が出力され、 電源出力制御装置 (第 1図の 1 1 0 ) を介して動作解除が実行される。 負荷電力制御につ いては、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) から解,除指令が出力 され、 負荷電力制御装置 (第 1図の 1 0 6 , 2 0 6 , 3 0 6 ) を介して 動作解除が実行される。 以上のプロセスが終了後に、 停電時電力供給ォ ペレ一夕 (第 1図の 4 ) から分散型電源所有者および停電時電力契約者 に通信ネッ トワークを介して、 計画停電オペレーシヨンモードの終了が 通知され (第 9図の S 2 0 )、 計画停電オペレーションモードが終了す る (第 9図の S 2 1 )。
(C) 計画外の停電時
計画外の停電時による電力供給システムの処理の流れを第 1 0図のフ 口一チャートに示す。 基本的に第 9図と同じであるが、 前半の処理が異 なる。 以下、 この前半の処理を中心にその流れを説明する。
計画外の不慮の停電の場合、 停電を検知してから操作を開始する。 ま ず停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4) は、 通信ネッ トワークを介 して、 停電時電力契約者 (第 1図の 2 , 3 )、 分散型電源所有者 (第 1 図の 1 ) に計画外停電オペレーションモードの実施を通知する (第 1 0 図の S 2 3 )。 次に、 平常時用の開閉器 (第 1図の 1 0 3, 2 0 3 , 3 0 3 ) を開放して (第 1 0図の S 2 4)、 さらに停電時用の開閉器 (第 1図の 1 1 5 , 2 1 0 , 3 1 0 ) を投入する (第 1 0図の S 2 5 )。 こ れにより、 停電時専用の電力線 (第 1図の 7 ) によって分散型電源 (第 1図の 1 1 1 ) と停電時電力契約者 (第 1図の 2, 3 ) を結ぶローカル な電力ネッ トワークが形成される。 ここで、 平常時用の開閉器は、 停電 時電力供給オペレータ (第 1図の 4) からの開閉器投入指令信号が中継 装置 (第 1図の 1 0 7, 2 1 3 , 3 1 3 ) を介して開閉器制御装置 (第 1図の 1 0 4 , 2 0 4, 3 0 4 ) に入力されることによって開放され、 停電時用の開閉器は、 停電時電力供給ォペレ一夕 (第 1図の 4) からの 開閉器投入指令信号が中継装置 (第 1図の 1 0 7 , 2 1 3 , 3 1 3 ) を 介して開閉器制御装置 (第 1図の 1 1 4 , 2 0 9, 3 0 9 ) に入力され ることで投入される。
その後、 ローカル電力ネッ トワーク内の負荷の消費電力値を負荷電力 制御装置 (第 1図の 1 0 6, 2 0 6, 3 0 6 ) により、 分散型電源の出 力電力値とバランスが取れるように調整し (第 1 0図の S 2 6 )、 また 分散型電源 (第 1図の 1 1 1 ) の出力電力も電源出力制御装置 (第 1図 の 1 1 0 ) により調整する (第 1 0図の S 2 7 )。 ここで、 負荷の消費 電力は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4 ) からの負荷電力制御 指令信号が示す指令値に従うように調整され、 電源出力は、 停電時電力 供給オペレータ (第 1図の 4) からの出力電力制御指令信号が示す指令 値に従うように調整される。
このように計画外停電時の操作では、 平常時用開閉器の開放を先に実 施し、 その後に停電時用開閉器を投入するという順になる。 この理由は、 既に何らかの原因で電力系統に停電が発生しているため、 まず先に平常 用開閉器を開放して電力系統と切り離すことで、 2次的な影響を緩和す るためである。
なお、 第 1 0図の S 2 8以降のステップは、 第 9図と同様である。 以上に説明したように、 第 1図, 第 9図, 第 1 0図に示した実施例に よれば次の効果が得られる。
停電時用の開閉器とその開閉器制御装置、 および平常時の開閉器とそ の開閉器制御装置を備えることにより、 停電時に、 特定の負荷 (停電時 の電力供給を希望する負荷) と分散型電源で構成されるローカルな電力 ネッ トワークの形成が可能になる。 そしてこの電力ネッ トワーク内で引 き続いて電力の需給ができる。 従って、 特定の負荷に対して選択的に電 力を供給できることにより、 限られた分散型電源の電力をあらかじめ定 めた負荷 (停電時の供給を希望する負荷) に配分できる。 また、 分散型 電源の電力を電力会社に売電している場合には、 停電時に、 電力を供給 している負荷 (第 1図の場合、 停電時電力供給契約者) に電力を売電す ることができ、 引き続いて売電の利益を上げることができる。
電源出力制御装置と負荷電力制御装置を備えることにより、 電力需給 バランス制御を、 負荷電力制御と電源出力制御の両方により制御するこ とできる。 特に負荷電力の制御は、 従来は開閉器による入り切りのみの ため負荷電力が過剰の場合は負荷を切り離すしかなかったが、 本実施例 では負荷電力を小さくする制御により、 負荷を切り離さなくても電力需 給バランスを取ることができる。
電流センサと電力値演算装置を備えることにより、 電力需給バランス の現在の状態を検出することができる。 また、 電源出力制御装置と負荷 電力制御装置を組み合わせることにより、 電力需給バランスをより正確 にフィードバック制御することができるようになり、 停電時のローカル な電力供給ネッ トワークを安定に維持することが可能となる。
電圧センサと停電判定装置を備えたことにより、 計画停電以外の不慮 の停電発生時の場合も、 それを検出して、 早急にローカルな電力ネッ ト ワークを形成することが可能となる。 また、 実際.に計画停電が行われな かったり、 計画停電が予想よりも早く解除された場合は、 速やかに口一 カルな電力ネッ トワークを解除して、 元の電力会社からの電力供給構成 に移行することができる。
停電時電力供給オペレータが、 停電時のオペレーションを実行するこ とにより、 負荷 (停電時電力契約者), 分散型電源所有者共に、 自身が 操作 (複雑な操作) をすることなく、 ローカルな電力ネッ トワークを組 み立てることができる。 また、 停電時電力供給オペレータが、 全体を監 視して集中管理で口一カルな電力ネッ トワークを制御することで、 ネッ トヮ一ク全体での需給バランスを適切に制御できる。 また、 全体を監視 して集中管理していることで、 ローカルな電力ネッ トワークを開始また は終了するタイミングを適切に実施することができる。 また、 停電時電 力供給オペレータが停電の発生を常時遠隔監視しているため、 不慮の停 電が発生してもそれを検知して直ちに、 ローカルな電力ネッ トワークを 形成するォペレ一ションを実施し、 負荷側の停電による影響をより小さ く抑えることができる。
計画停電の場合は、 停電前に、 あらかじめ出力電力と負荷電力のバラ ンス制御を実施して、 その後に平常時用の開閉器と停電時用の開閉器の 開閉操作を実施して口一カルな電カネッ 卜ワークを形成するような初期 操作を行うため、 停電発生時の過渡的な影響 (ショック) を抑制するこ とができる。 また、 ローカルな電力ネッ トワーク形成の初期時点から電 力需給バランスを保つことが可能となる。
計画外の停電の場合は、 停電の発生を検知した後、 まず平常時用の開 閉器と停電時用の開閉器の開閉操作を実施して口一カルな電力ネッ トヮ ークを形成して、 その後に出力電力と負荷電力のバランス制御を実施す るような初期操作を行うため、 速やかに電力需給のバランスを取ること ができる。 即ち、 停電発生からより迅速にローカルな電力ネッ トワーク による電力供給を開始できる。
停電発生後は、 分散型電源出力と負荷電力を検出してその差を演算し て、 その差に応じて分散型電源の出力, 負荷の消費電力を制御するため、 より正確な需給バランス制御が可能で、 ローカルな電力ネッ トワークを 安定に維持することができる。
停電終了後にローカルな電力ネッ トワークを解消することにより、 口 一カルな電力ネッ トワークから電力会社の電力系統へつながるネッ トヮ ークへの移行がスムーズに実施できる。 また、 開閉器を切り替えた後に、 電力制御を解除することにより、 ローカルな電力ネッ トワークの解消時 に過渡的にバランスがくずれることを防止できる。
次に第 7図を用いて、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4に対応) の操作を説明する。 第 7図は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4 に対応) の停電オペレーションモードを判定する処理の流れを表す。 こ の場合、 停電時電力供給オペレータの処理は次のようになる。
( A ) 計画停電オペレーションモードの判定
まず、 電力ネッ トワーク A (停電時に分散型電源によるローカル電力 ネッ トワークを構成する集まりで、 ここでは便宜上 Aという電力ネッ ト ワークを対象とすることにする。 これは第 1図に示した電力ネッ トヮ一 クに対応している。) に対する計画停電データベース 4 3から計画停電 情報 X 0 2 (停電開始の日時, 停電終了の日時) を読み込む。 そして、 この情報と、 時計 4 4からの現在の日時情報 X 0 1 とを、 ネッ トワーク Aに対するオペレーションモ一ド判定器 4 1にて比較判定する。 現在の 日時が、 計画停電の日時の直前と判定した場合は、 ネッ トワーク Aに対 するオペレーションモード判定器 4 1は計画停電オペレ一ションモード を実行するための指令を出力する。 尚、 ネッ トワーク Aに対するォペレ —シヨンモ一ド判定器 4 1の判定処理の流れは第 8図のようになる。 現 在の日時が計画停電の開始日時の所定時間前 (例えば 1 0分前) の場合
(第 8図の S 2 ) は、 計画停電オペレーションモードを実行させるよう にする (第 8図の S 3 )。 このようにして、 計画停電日時の直前になる と、 第 9図の計画停電オペレーションモードが実行されるようになる。
( B ) 計画外停電オペレーションモードの判定
第 7図の計画外停電判定器 4 2において、 契約者 A (第 1図の停電時 電力契約者 A ) に対する停電検出信号 X 0 6と、 契約者 B (第 1図の停 電時電力契約者 B ) に対する停電検出信号 X 0 7と、 分散型電源所有者 に対する停電検出信号は X 0 8の論理積を論理積演算器 4 2 0 1で演算 し、 さらにこの結果と、 ネッ トワーク Aに対する計画停電データベース 4 3から得られた計画停電発生通知信号 X 0 9の否定を N O T演算器 4 2 0 2で取った結果とを、 論理積演算器 4 2 0 3にて演算する。 ここ で停電検出信号は、 停電を検出した場合に " 1 " を取り、 そうでない場 合は " 0 " を取る。 また、 計画停電発生通知信号は、 計画停電データべ —スのデータより検索して、 計画停電発生の場合は " 1 " をとり、 そう でない場合は " 0 " をとる。 従って、 計画外停電判定器 4 3は、 停電時 電力契約者 A , Bの設備および分散型電源所有者の設備で停電が検出さ れて、 かつ計画停電でない場合に、 計画外停電検知信号を " 1 " の値で 出力する (計画外停電が検知されたと出力する)。
計画外停電が検知された場合、 ネッ トワーク Aに対するオペレーショ ンモード判定器 4 1は計画外停電オペレーションモ一ドを実行するため の指令信号を出力する。 尚、 ネッ トワーク Aに対するオペレーションモ ード判定器 4 1の判定処理の流れは第 8図のようになる。 計画外停電発 生と検知される (第 8図の S 4 ) と第 1 0図の計画外停電用オペレーシ ヨンモードが実行される (第 8図の S 5 )。
尚、 停電時電力契約者 Aの設備に対する停電検出信号は第 1図の停電 判定器 2 0 2から、 停電時電力契約者 Bの設備に対する停電検出信号は 第 1図の停電判定器 3 0 2から、 そして分散型電源所有者の設備に対す る停電検出信号は第 1図の停電判定器 1 0 2からそれぞれ出力される。 停電時電力供給オペレータは、 計画停電時と計画外停電時の双方に対 応したオペレ一ショ ンを実行できるため、 長期の様々な停電に対して、 確実にローカルな電力ネッ トワークを構築することができる。 即ち、 停 電時に分散型電源の電力を有効に活用して負荷に電力を供給することが できる。 また、 停電時電力供給オペレータは、 計画停電デ一夕ベースの 情報と時計の日時情報を利用して、 計画停電が発生する前からオペレー ションを開始するため、 停電が始まっても途切れることなく電力を供給 することができる。 また、 口一カルな電力ネッ トワークに対して停電時 の過渡的なショ ックを和らげることができ、 系をより安定に保つ.ことが できる。 さらに、 停電時電力供給オペレータは、 停電時電力供給契約者 の設備における停電検出情報と分散型電源所有者の設備における停電検 出情報の論理積を基に、 停電検知を実施しているため、 ローカルな電力 ネッ トワーク全体 (この場合はまだ閉じたネッ トワークではない) で起 こった計画外停電に対して、 ローカルな電力ネッ トワーク構築の動作を 実行する。 そして、 実際には停電でないような場合の誤検知による誤動 作を極力減らすことができる。 停電判定では計画停電の場合を除くよう な処理をしているため (計画停電発生通知信号の否定と停電検出信号と の論理積を取る)、 計画停電と計画外停電とを区別することができる。 この結果、 計画停電と判定された場合は計画停電オペレーションを、 計 画外停電と判定された場合は計画外停電オペレ一ションをそれぞれ選択 して実行できる。 つまり、 実際の停電の状況に対応した対処方法 (オペ レーシヨン) を実行できる。
次に第 1 6図を用いて、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4に対 応) の電力の需給バランス制御に関する操作内容を説明する。 第 1 6図 は、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4に対応) の電力需給パラン ス制御に対する処理の流れを表す。
まずローカルな電力ネッ トワーク内での総負荷量 (負荷の総消費電 力) を求める。 これは、 分散型電源所有者の全負荷量, 停電時電力契約 者 Aの全負荷量, 停電時電力契約者 Bの全負荷量を加算器 6 0 1によつ て足し合わせることによって求められる。 ここで、 例えば停電時電力契 約者 Aの全負荷量は、 第 1図に示した電流センサ 2 1 2と電力値演算装 置 2 1 1から通信線を介して逐次モニタリングできる。
次に分散型電源所有者の分散型電源の発電量と先に求めたローカル電 カネッ トワーク内での総負荷量を減算器 6 0 2により減算して、 ロー力 ル電力ネッ トワーク内での需給偏差を求める。 尚、 分散型電源所有者の 分散型電源の発電量は、 第 1図の電源出力制御装置 1 1 0に与えている 現在の発電出力指令値や、 電流センサ 1 1 3 と電力値演算装置 1 1 2か ら得られる電力供給量によって、 逐次知ることができる。
指令作成部 6 0 3では、 先に求めた口一カル電力ネッ トワーク内での 需給偏差、 対象とする電力ネッ トワークに対する設備データベース 604 からの各負荷の定格容量データ, 分散型電源の定格出力データ、 さらに 現在の各負荷量データ, 分散型電源の発電量デ一タを基に、 分散型電源 に対する出力電力指令信号, 分散型電源所有者に対する負荷電力制御指 令信号, 停電時電力契約者 Aに対する負荷電力調整指令信号, 停電時電 力契約者 Bに対する負荷電力調整指令信号を出力し、 通信線を介して 各々に指令信号を発信する。
例えば、 口一カル電力ネッ トワーク内での負荷量が大きい場合.は、 減 算器 6 0 2で求めた偏差が負となることで検知できる。 そして、 この場 合は発電量を増やすか、 負荷量を減らすことになるが、 まず分散型電源 の定格出力データ (設備データベース 6 0 4から取得) と現在の発電量 データを比較して、発電量を増やすことが可能であれば発電量を増やす。 即ち、 分散型電源に対する出力電力指令値を増加させる。 また、 発電量 を増やすことが難しい場合は、 負荷量を減らす操作を実施する。 この場 合、 各負荷の定格容量データ (設備データベース 6 0 4から取得) と、 現在の各負荷量データを見て、 定格から見て余裕のある負荷から負荷量 を調整する。 例えば、 停電時電力契約者 Aの全負荷量が最も定格容量に 近い場合、 負荷を減少できる余地があると見なして、 停電時電力契約者 Aに対する負荷電力調整指令値を減少させる。
このように、 停電時電力供給オペレータ (第 1図の 4に対応) が、 口 一カル電力ネッ トワークの発電量や個々の負荷量を逐次モニタリングし その需給偏差を求めて、 これをバランスさせるように分散型電源の出力 電力指令や各負荷電力調整指令を逐次与えることによって、 ローカル電 カネッ トワークの需給バランスを安定に維持できる。
以下では、 第 1図に示された各装置 (停電判定装置, 開閉器制御装置, 負荷制御装置) のそれぞれの処理の内容について説明する。
第 1 1図は停電判定装置に対する処理の流れを示している。 第 1 1図 ( a ) は、 停電判定装置の電源を電力線から得ている場合を表しており、 電圧センサ (第 1図の 1 0 1, 2 0 1 , 3 0 1 ) から検出した電圧実効 値の積分値があるしきい値 (TH_V) 以下かどうかを比較し ( S 3 7 ). しきい値以下の場合には停電と判定して ( S 3 9 )、 停電検出信号を送 信する ( S 4 0 )。 尚、 しきい値より大きい場合は正常状態と判定する ( S 3 8 )。 停電判定装置の電源を電力線から得ている場合は、 停電後 に停電判定装置自身が動作停止してしまう可能性があるため、 電圧実効 値の積分値がしきい値以下かどうかで停電を判定することにより、 停電 判定装置が動作停止する前に停電を検知することができる。 尚、 積分値 を用いているのは、 ノィズ等による誤動作を防止するためである。
第 1 1図 (b) は停電判定装置の電源を電池から得ている場合 (もし くはコンデンサ等からしばらくの時間, 駆動電力を得られる場合) の処 理の流れを示している。 この場合、 電圧センサ (第 1図の 1 0 1, 201, 3 0 1 ) から検出した電圧実効値が所定時間以上の間、 零であるかどう かを調べて ( S 4 1 )、 所定時間以上の間、 零の場合は停電発生と判定 して (S 4 3 )、 停電検出信号を送信する (S 44)。 またそうでない場 合は正常状態にあると判定する ( S 4 2 )。 このように、 停電時でも停 電判定装置が動作できる場合は、 直接的に、 電圧が零となる時間の長さ によって停電の発生を判定することができる。 こちらの方が、 より直接 的に停電を検出できるため、 誤動作を少なくできる利点がある。
第 1 2図は開閉器制御装置の処理の流れを示している。 まず開閉器制 御装置は開閉器開放指令を受信したかどうかをチェックする( S 4 5 )。 ここで、 開閉器開放指令を受信した場合は、 直ちに開閉器 (第 1図の 1 0 3, 1 1 5 , 2 0 3 , 2 1 0 , 3 0 3 , 3 1 0 ) を開放する (S 4 8 ), また、 開放指令を受信していない場合は次に開閉器投入指令を受信した かどうかをチェックする ( S 4 6 )。 そして、 開閉器投入指令を受信し ている場合は、 直ちに開閉器を投入する ( S 4 7 )。 このように、 開閉 器制御装置に指令を送って、開閉器の開閉動作を制御することによって、 停電時の口一カルな電カネッ トワークの形成や解消を遠隔から速やかに 実行することができる。
負荷制御装置に対する処理の流れを第 1 3図と第 1 4図に示す。 第 1 3図は定常状態 (第 9図の S 1 3, 第 1 0図の S 2 8 ) での処理の流 れを示した図であり、 第 1 4図は初期状態 (第 9図の S 9, 第 1 0図の S 2 6 ) での処理の流れを示す。
第 1 3図 ( a) は、 定常状態において、 負荷遮断リスト (遮断して良 い負荷の順に並べたリスト) に従って、 電力需給バランスが取れるまで 負荷を遮断していく処理の流れを示している。 負荷制御装置が負荷電力 調整指令を受信した場合 ( S 5 0 )、 負荷電力検出値 (第 1図の電力値 演算装置 1 1 2 , 2 1 1 , 3 1 1から得られる) と負荷電力指令値とを 比較し (S 5 1 )、 負荷電力検出値の方が大きい場合は、 負荷遮断リス トの順に従って 1つの負荷を遮断し ( S 5 2 )、 再度、 負荷電力検出値 と負荷電力指令値とを比較する ( S 5 1 )。 このようにして、 負荷電力 検出が負荷指令値以下になるまで負荷遮断リストの順に従って負荷を遮 断していく。 ここで、 負荷電力制御指令および負荷電力指令値は停電時 電力供給オペレータ (第 1図の 4) から発信され、 中継装置 (第 1図の 1 0 7 , 2 1 3 , 3 1 3 ) を介して、 負荷制御装置に入力される。
第 1 3図 (b) は、 負荷を遮断するのではなく、 負荷電力を抑制、 す なわち負荷の消費電力を低減する点が第 1 3図 ( a) の処理とは異なる。 第 1 3図 ( a) および (b) のように、 通信を介して遠隔操作で負荷 の電力を制御することによって、 より速やかに電力の需給バランスを取 ることができ、 口一カルな電力ネッ トワークを安定に維持することがで きる。 また、 現在の負荷電力と負荷電力指令値とを比較して、 負荷電力 制御を制御しているため、 より正確に電力の需給バランスを合わせるこ とでき、 口一カルな電力ネッ トワークを安定に維持することができる。 さらに、 負荷電力の制御の順序を負荷制御リス卜の順に従わせているた め、 制御しても影響の少ない負荷から順に制御することができる。
第 1 4図 ( a) は停電時のオペレーションの初期における処理の流れ を示している。 停電時のオペレーションの初期において、 負荷制御装置 は、 負荷電力調整指令を受信した場合 ( S 5 6 )、 停電時に遮断するよ うにあらかじめ定められた負荷を直ちに遮断する (S 5 7 )。
第 1 4図 (b) は、 負荷を遮断するのではなく、 負荷電力を抑制、 す なわち負荷の消費電力を低減する点が第 1 4図 ( a) の処理とは異なる。 第 1 4図 ( a ) ( b ) の処理により、 停電時のオペレーションの初期 において、 直ちに負荷の消費電力と分散型電源の出力電力とをバランス させるか、 もしくは近づけることができる。 即ち、 ローカルな電力ネッ トワークを速やかに安定にすることができる。 なお、 第 1 4図 ( a) ( b.) のような負荷制御は、 特に分散型電源の出力電力がほぼ決まっている場 合に、 出力電力と負荷電力とのバランスを取るために有効である。
次に、 第 1図に示した分散型電源による停電時の電力供給ビジネスに ついて説明する。 '
第 3図は、 分散型電源による停電時の口一カルな電力ネッ トワークに 対するビジネス概念の一例を示している。 停電時電力供給オペレータは 停電時電力供給契約者に対して停電時の電力供給オペレ一シヨ ンの実施 と付帯設備 (開閉器, 制御装置, 通信端末, 通信線等) の設置を行う代 わりに、 契約料を受け取る。 ここで、 契約料は一種の保険料であり、 実 際に停電が生じる, 生じないに関わらず定額で受け取ることができる。 その一方で、 停電時電力供給オペレータは分散型電源所有者に対して、 先の契約料の一部を還元し、 さらに停電時の電力供給オペレーションの 代行、 および付帯設備の設置を行う。 分散型電源所有者は停電時電力供 給契約者に対して、 停電時に分散型電源の電力の一部を供給する。
停電時電力供給契約者は、 契約料を払うだけで、 自前の発電設備ゃ設 置スペースが必要な無停電電源装置を持たなく とも長期停電に対する安 定な電力供給先を確保でき、 リスクを回避できる。 分散型電源所有者は、 停電が生じる生じないに関わらず常に一定の利益を得ることができる。 また停電時に複雑な操作をする必要や、付帯設備を設置する必要はない。 つまり、 分散型電源所有者にとっては、 既に所有している分散型電源に ついて、 平常時はこれまで通り利用でき、 停電時のみ一部の発電電力を 配分するだけで、 一定の利益が得られる効果がある。 特に、 平常時に分 散型電源の電力を電力会社 (電力事業者) に売電している場合には、 そ の売電電力を停電時にも売る先が出来るため、 分散型電源所有者側のメ リッ トは大きい。 停電時電力供給オペレータも常に一定の利益を得るこ とができるという効果がある。
第 4図は、 第 3図に示した分散型電源による停電時の口一カルな電力 ネッ トワークに対するビジネス概念に対する契約プロセスの一例を示し ている。 図は下向きに時間経過を表しており、 以下、 時間経過に従って 流れを説明する。まず停電時電力供給オペレータは分散型電源所有者に、 停電時に一部の電力を外部に供給することを提案する。 この提案に対し て承認が得られた場合は、 次にその周囲の電力需要家に対して、 停電時 に電力供給を受ける契約に関する提案を行う。 そして、 停電時に電力供 給を受ける契約に対して合意が得られて契約の申し込みが行われた場合 は、 その時点でその電力需要家は停電時電力供給契約者となる。 分散型 電源所有者, 停電時電力供給契約者との契約が決まった時点で、 付帯設 備 (開閉器, 制御装置, 通信端末, 通信線等) の設置を行い、 設置が完 了し、 設備を稼働させてサービス開始となる。 サービス開始後、 停電時 電力契約者は停電時電力供給オペレータに契約料を支払う。 また、 停電 時電力供給オペレータはその契約料の一部を分散型電源所有者へ還元す る。 つまりこの段階では、 停電時電力供給オペレータと分散型電源所有 者はそれぞれ利益を得ることになる。 そして、 長期停電が発生した場合 は、 停電時電力供給オペレータは分散型電源所有者, 停電時電力供給契 約者のそれぞれに対して停電時の電力制御オペレーションを実施し、 停 電時電力供給契約者は分散型電源所有者より電力の供給を受けることが できる。言い換えると、 長期停電によるリスクを回避することができる。 第 3図に示したビジネス概念において、 停電時電力供給オペレー夕が 分散型電源を所有したり、 停電時電力供給契約者が分散型電源を所有し たりするような変更が可能である。
次に停電時のローカル電力供給システムの情報系に関する実施例を第 1 5図, 第 5図, 第 6図を基に説明する。
第 1 5図は、 長期停電時の分散型電源によるローカルな電力供給ネッ トワークにおける情報系システムを示す。 この情報系システムは、 ロー カルな電力供給ネッ トワークに関する情報、 例えば、 現在の状態, 計画 停電の発生情報等を情報ネッ トワークを介して開示する。
第 1 5図において、 停電時電力供給オペレータ 5 0 (第 1図の 4と同 じ) は情報サーバ 5 5を所有しており、 分散型電源所有者 5 1 (第 1図 の 1 と同じ) は情報端末 5 6を所有しており、 停電時電力供給契約者 A ( 5 1 ) (第 1図の 2 と同じ) は情報端末 5 7を所有しており、 停電 時電力供給者 B ( 5 2 ) (第 1図の 3 と同じ) は情報端末 5 8を所有し ている。 情報サーバ 5 5 と情報端末 5 6, 情報端末 5 7, 情報端末 5 8 はそれぞれ通信ネッ トヮ一ク (この場合はインターネッ ト) 5 4を介し て相互に接続されている。 ここで、 情報サーバ 5 5は例えばパーソナル コンピュータ等である。
停電時電力供給オペレータ 5 0の情報サーバ 5 5は、 停電時電力供給 オペレータ側に集められる情報 (例えば電力ネッ トワークの状態, 開閉 器の状態, 発電量, 負荷量, 停電情報等) をモニタリングしている。 情 報サーバ 5 5は、 これらの情報を通信ネッ トワーク 5 4を介して分散型 電源所有者 5 1 の情報端末 5 6や停電時電力供給契約者 Aの情報端末 5 7, 停電時電力供給者 Bの情報端末 5 8へ配信する。
第 5図は、 第 1 5図に示した分散型電源所有者 5 1 の情報端末 5 6 , 停電時電力供給契約者 Aの情報端末 5 7 , 停電時電力供給者 Bの情報端 末 5 8に出力される現在のローカルな電力供給ネッ トワークの状態を示 した出力画面の一例を示している。
第 5図において、 情報端末の出力画面 2 2は、 ローカル電力供給ネッ トワークに関する基本情報出力部 2 1 , 停電時詳細情報出力部 2 0 , 契 約顧客 (分散型電源所有者や停電時電力供給契約者を指す) に関する詳 細情報出力部 2 3を有する。
基本情報出力部 2 1では、 所属する電力供給ネッ トワークの番号, 名 称, 時刻情報と電力供給ネッ トワークの状態が出力される。 電力供給ネ ッ トワークの状態では、 平常状態 (停電ではなく、 電力会社から電力が 供給されている状態), 停電時電力供給状態のいずれにあるかが出力さ れる。
停電時詳細情報出力部 2 0では停電時の情報、 例えば、 ローカル電力 供給ネッ トワーク内の電力需給状態, 発生している停電の種類, 計画停 電の期間が出力される。 契約顧客 (分散型電源所有者や停電時電力供給契約者を指す) に関す る詳細情報出力部 2 3では、 分散型電源所有者に関する詳細情報出力部 2 4 , 停電時電力供給契約者に関する詳細情報出力部 2 5 , 2 6で構成 される。 分散型電源所有者に関する詳細情報出力部 2 4では、 所有者の 名称, ローカル電力ネッ トワークの状態, 開閉器の状態, 分散型電源へ の発電量指令, 負荷量指令, 外部へ供給している電力量が出力される。 停電時電力供給契約者に関する詳細情報出力部 2 5 , 2 6では、 契約者 の名称, ローカル電力ネッ トワークの状態, 開閉器の状態, 負荷量指令, 内部への受電電力量が出力される。
第 5図のような出力画面によれば、 分散型電源所有者や停電時電力供 給契約者はローカル電力供給ネッ トワークの状態をリアルタイムに知る ことができる。
第 6図は、 第 1 5図に示した分散型電源所有者 5 1の情報端末 5 6 , 停電時電力供給契約者 Aの情報端末 5 7 , 停電時電力供給者 Bの情報端 末 5 8に出力される計画停電スケジュール情報に関する出力画面の一例 を示す。
第 6図において、計画停電スケジュール情報に関する出力画面 3 0は、 口一カル電力供給ネッ トワークに関する基本情報出力部 3 1 (第 5図の 2 1 と同じ), 停電時詳細情報出力部 3 2 (第 5図の 2 0 と同じ), 計画 停電スケジュール情報出力部 3 3からなる。 計画停電スケジュール情報 出力部 3 3では、 計画停電が発生する予定日を示した 1ヶ月のカレンダ (第 6図では白塗りの文字で表されているのが計画停電予定日) と、 そ の日の計画停電の発生時間帯が出力されている。
これにより、 分散型電源所有者, 停電時電力供給契約者は共に、 計画 停電がいつ発生するかをあらかじめ確認することができる。 停電時は、 口一カル電力供給ネッ トワーク内の電力需給バランスを維持するため、 基本的に負荷量は減少することになる。 従って、 停電時は停電時電力供 給契約者にとっては稼働できない設備 (もしく は稼働能力が落ちる設 備) があることになり、 あらかじめ、 いっそのような状況になるのかを 知っておく ことが望ましい。
第 2図は、 第 1図とは異なる実施例を示す。 第 1図と異なる点は、 平 常時 (電力会社から電力供給される状態) も停電時も同じ電力線を用い て電力供給を行うところにある。 即ち、 第 1図の例では平常時に利用す る電力線 (第 1図の 6 ) と停電時に利用する電力線 (第 1図の 7 ) が分 かれていたが、 第 2図では同じ電力線 (第 2図の 6 ) を平常時も停電時 も共用する。 本実施例は、 テナントビル等のビルのように、 停電時の電 力供給契約エリア (第 2図の停電時電力供給契約エリア 9 ) とそれ以外 の外部のエリァが電カネッ 卜ワークのどこか 1点を切ることで分離でき るような場合に好適である。 本実施例においては、 開閉器 9 0 4を開く ことで、 外部のエリア (電力会社の電力系統) と停電時電力供給契約ェ リア 9 とを分けることができる。
第 2図の実施例では、 電力線 6が平常時も停電時も共用される。 開閉 器 9 0 4と開閉器制御装置 9 0 3はローカル電カネッ トワークの根元に 一括して設置される。 停電発生を検出するための電圧センサ 9 0 2 と停 電判定装置 9 0 1 も同じく ローカル電カネッ トワークの根元に一括して 設置される。
第 2図の実施例の動作の流れは第 1図と同様である。 平常時は開閉器 9 0 4が閉じており、 電力系統 5から電力が供給されている。 計画停電 もしくは計画外停電の場合は、 開閉器制御装置 9 0 3により開閉器 904 が開かれ、 停電時電力供給エリァ 9が閉じた口一カルな電力ネッ トヮ一 クとなり、 分散型電源 1 1 1 により電力が供給される。
第 2図の実施例は、 新たに停電時用の電力線を設置する必要がないの で、 設備コスト及び設備工事を低減し、 またサービス開始までの必要時 間を短縮する。 また、 本実施例は、 電力線設置場所スペースの制約を受 けない。 さらに、 停電発生時のローカルな電力供給ネッ トワークへの切 り替えは、 開閉器 9 0 4を開くだけでよい。 従って、 切り替えが高速に 行われ、 停電による影響をより小さく抑えることができる。
以上説明したように、 本発明によれば、 停電時に分散型電源を用いて 負荷に対して安定に電力を供給することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 平常時は電力系統から電力を供給される負荷に対して、 分散型電源 が出力する電力を前記電力系統の停電時に供給するための電力線と、 前記負荷と前記電力系統とを、 前記平常時には接続し、 前記停電時は 切り離すための第 1の開閉装置と、
前記負荷と前記電力線とを、 前記停電時には接続し、 前記平常時は切 り離すための第 2の開閉装置と、
を備える電力供給システム。
2 . 請求項 1において、 さらに、 前記分散型電源と前記電力線とを、 前 記停電時には接続し、 前記平常時には切り離すための第 3の開閉装置を 備える電力供給システム。,
3 . 請求項 1において、 前記第 1および第 2の開閉装置の開閉を制御す るための指令信号を発信する指令装置を備える電力供給システム。
4 . 請求項 2において、 前記第 1, 第 2および第 3の開閉装置の開閉を 制御するための指令信号を発信する指令装置を備える電力供給システム,
5 . 請求項 3または請求項 4において、 前記負荷は電力需要側に位置し、 前記指令装置は電力供給側に位置する電力供給システム。
6 . 平常時は電力系統から電力を供給され、 前記電力系統の停電中には 分散型電源から電力が供給される複数の負荷と、 前記電力系統とを、 前 記平常時には接続し、 前記停電中は切り離すための開閉装置と、
前記複数の負荷の消費電力を調整するための第 1の制御装置と、 前記分散型電源の発電量を調整するための第 2の制御装置と、 前記停電中に、 前記消費電力と前記発電量とが互いに近くなるように 前記制御装置および Zまたは前記他の制御装置に指令信号を発信する指 令装置と、 を備える電力供給システム。
7 . 請求項 6において、 前記負荷は電力需要側に位置し、 前記指令装置 は電力供給側に位置する電力供給システム。
8 . 平常時は電力系統から電力を供給される電力需要側の複数の負荷に 対し、 分散型電源からの電力の供給を開始する第 1のステップと、
前記電力系統の停電中に、 前記複数の負荷の消費電力と前記分散型電 源の発電量とが互いに近くなるように、 前記消費電力および/または前 記発電量を調整する第 2のステップと、
を含む停電時の電力供給方法。
9 . 請求項 8において、 前記第 1のステップにおいては前記複数の負荷 の内の所定の負荷の消費電力を低減する停電時の電力供給方法。
1 0 . 請求項 8または請求項 9において、 前記第 1のステップが前記電 力系統の停電前に実行される停電時の電力供給方法。
1 1 . 請求項 8または請求項 9において、 前記第 1のステップと前記第 2のステップとの間に、 前記複数の負荷と前記電力系統とを切り離す停 電時の電力供給方法。
1 2 . 請求項 8において、 前記消費電力および/または前記発電量は電 力供給側からの指令信号によって制御される電力供給方法。
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