WO2018078812A1

WO2018078812A1 - 電圧調整システム及びその制御方法

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Publication number: WO2018078812A1
Application number: PCT/JP2016/082127
Authority: WO
Inventors: 熊澤　俊光; 大悟橘高; 門田　行生
Original assignee: 株式会社東芝; 東芝エネルギーシステムズ株式会社
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-05-03

Abstract

【課題】配電線電圧が規定範囲外に逸脱することを抑制するとともに、配電線に逆潮流が生じることを抑制できる電圧調整システム、及び電圧調整システムの制御方法を提供する。【解決手段】本実施形態に係る電圧調整装置は、再生可能エネルギーを用いた発電装置と系統連系した配電線を介して供給される電力を用いて、水の電気分解により水素を製造する第１水素製造部と、配電線の電圧に関する情報に基づき、配電線の電圧を所定範囲にする制御を第１水素製造部で行う制御部と、を備える。

Description

電圧調整システム及びその制御方法

　本発明の実施形態は、電圧調整システム及びその制御方法に関する。

　近年、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーの導入が各国で積極的に進められている。これらの再生可能エネルギーを用いた発電装置と系統連系した配電線の電圧は、負荷や電線抵抗により送出点から距離が遠くなるにつれて下がることが知られている。
このため、配電線の各点において電圧が規定範囲となるように、柱上変圧器などにより調整されている。

　ところが、このような電圧低下対策がされた配電系統に再生可能エネルギーを用いた発電装置が系統連系されることにより、逆に電圧が規定範囲を超えて上昇し、再生可能エネルギーを用いた発電装置が解列してしまう恐れがある。

特開２００６－３４０５３９号公報特開２００７－０６８３３７公報特開２００９－０７１８８９号公報

　本発明が解決しようとする課題は、配電線電圧が規定範囲外に逸脱することを抑制するとともに、配電線に逆潮流が生じることを抑制できる電圧調整システム及びその制御方法を提供することである。

　本実施形態に係る電圧調整装置は、再生可能エネルギーを用いた発電装置と系統連系した配電線を介して供給される電力を用いて、水の電気分解により水素を製造する第１水素製造部と、前記配電線の電圧に関する情報に基づき、前記配電線の電圧を所定範囲にする制御を前記第１水素製造部で行う制御部と、を備える。

　本発明により、配電線電圧が規定範囲外に逸脱することを抑制するとともに、配電線に逆潮流が生じることを抑制できる。

第１実施形態に係る電圧調整システムの構成を示すブロック図。制御部の制御動作の一例を説明するフローチャートを示す図。第２実施形態に係る電圧調整システムの構成を示すブロック図。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態における電圧調整システム及びその制御方法について説明する。

（第１実施形態）
　第１実施形態に係る電圧調整システムは、制御部が配電線の電圧に基づき、配電線の電圧を所定範囲にする制御を水素製造部に行うことで、配電線の所定位置に逆潮流が生じるのを防ごうとしたものである。より詳しく、以下に説明する。

　図１に基づき第１実施形態に係る電圧調整システム１の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る電圧調整システム１の構成を示すブロック図である。この図１に示すように、電圧調整システム１は、線路電圧降下補償器（ＬＤＣ：Line Drop Com-pensator）２を介して配電線４から供給される電力を用いて水素を製造するシステムであり、１又は複数の電圧調整装置１００Ａ、１００Ｂを備えて構成されている。

　線路電圧降下補償器２は、負荷電流に応じて母線電圧を自動的に変更して調整する。すなわち、線路電圧降下補償器２は、商用系統である上位系統の送り出し電圧を重負荷時には高く、軽負荷時には低くすることで、配電線４の電圧を一定に保たせるように電圧降下補償を行う。

　発電装置６は、再生可能エネルギーを用いて発電し、配電線４と系統連系している。すなわち、この発電装置６は、再生可能エネルギーを用いて発電する。例えば、発電装置６は、太陽光を用いた太陽光発電装置（ＰＶ： Photovoltaic）で構成される。或いは、風力を用いた風力発電装置など主に再生可能エネルギーを用いた発電装置で構成される。この発電装置６は、化石燃料などの燃料が不要であるが、その発電量は天候や風力などの環境の影響を受けるため不安定であり、発電出力を調整することが難しい。電力需要家８は、例えば製造工場などであり、配電線４から供給される電力を消費する。

　また、電圧調整装置１００Ａ、１００Ｂのそれぞれは、高圧で配電線５と電気的に接続されるか、或いは、柱上変圧器１０、１２を介して配電線４と電気的に接続されている。
柱上変圧器１０、１２は、例えば６７２５～６７２５Ｖの高圧を１８２～２２２Ｖの低圧に変換する変圧器である。

　電圧調整装置１００Ａは、配電線４の電圧に関する情報に基づき、配電線４の所定位置の電圧を所定範囲にする装置であり、制御部１０２Ａと、水素製造部１０４Ａと、水素貯蔵部１０６Ａと、燃料電池部１０８Ａと、電圧計測部１１０Ａとを、備えて構成されている。

　制御部１０２Ａは、水素製造部１０４Ａと、水素貯蔵部１０６Ａと、燃料電池部１０８Ａと、電圧計測部１１０Ａとに接続され、水素製造部１０４Ａ、及び燃料電池部１０８Ａの制御を行う。また、制御部１０２Ａは、電圧調整装置１００Ｂの制御部１０２Ｂとの連携制御が可能である。制御部１０２Ａの詳細な制御動作は後述する。

　水素製造部１０４Ａは、配電線４から供給された電力を用いて、水の電気分解により水素を製造し、この製造した水素を水素貯蔵部１０６Ａに蓄える。水素製造部１０４Ａは、例えば、アルカリ性の溶液に電流を流すことにより、水素と酸素とを製造する電気水分解装置である。すなわち、水素製造部１０４Ａは、水素配管を介して、生成した水素を水素貯蔵部１０６Ａに蓄える。これにより、水素製造部１０４Ａは、配電線から供給される電力を用いて水素を生成し、配電線の電圧を降下させることが可能である。より詳細には、水素製造部１０４Ａは、制御部１０２Ａと接続され、制御部１０２Ａの制御に従い水の電気分解を行い、配電線４から供給される電力を消費することで、配電線４の電圧を降下させる。

　水素貯蔵部１０６Ａは、例えば水素タンクで構成され、水素製造部１０４Ａから移相された水素を貯蔵する。すなわち、水素貯蔵部１０６Ａは、水素配管を介して水素製造部１０４Ａと、燃料電池部１０８Ａとに連通している。また、水素貯蔵部１０６Ａは、貯蔵している水素貯蔵量を制御部１０２Ａに出力している。

　燃料電池部１０８Ａは、水素貯蔵部１０６Ａに蓄えられた水素を用いて発電した電力を配電線４に供給する。すなわち、この燃料電池部１０８Ａは、制御部１０２Ａの制御に従い、酸素と、水素配管から供給される水素とを用いて電気を発電する。酸素は空気中の酸素を利用してもよいし、水素製造部１０４Ａが水素製造に伴い出力する酸素を酸素タンクに蓄積したものを使用してもよい。これにより、配電線４の電圧を燃料電池部１０８Ａによる発電により上昇させることが可能である。

　電圧計測部１１０Ａは、例えば電圧調整装置１００Ａが配電線４と接続する位置の電圧を計測し、制御部１０２Ａに電圧計測値を送信する。電圧の計測をする箇所は、電圧調整装置１００Ａと配電系統との接続箇所に限定しない。すなわち、配電線の電圧を直接計測した値を用いてもよいし、特定の需要家の接続点で計測した値を用いてもよい。さらに配電線４上で、電圧が正常範囲を超える可能性が高い箇所の電圧を計測してもよい。

　ここでは、制御部１０２Ａの詳細な制御動作例について説明する。制御部１０２Ａは、配電線４の電圧に関する情報に基づき、配電線４の電圧を所定範囲にする制御を水素製造部１０４Ａに行う。すなわち、制御部１０２Ａは、電圧計測器１１０Ａが計測した配電線４における所定位置の電圧値に基づき、配電線４における所定位置の電圧を所定範囲にする制御を水素製造部１０４Ａで行う。この所定範囲の上限値である第１電圧は、配電線の所定位置に逆潮流が生じる電圧に基づき定められている。例えば、系統連系されている商用系統の規定電圧が１８２Ｖ～２２２Ｖである場合には、規定電圧に基づき、柱状変圧器からの引き出し線で軽負荷時に７Ｖの電圧降下を見込んで２１５Ｖに上限値を定める。すなわち、商用系統の規定電圧２２２Ｖを超える場合に、所定位置に逆潮流が生じてしまう可能性が高くなる。このため、制御部１０２Ａは、配電線４における所定位置の電圧を商用系統の規定電圧１８２Ｖ～２２２Ｖの範囲内になるように、水素製造部１０４Ａの制御を行うのである。

　また、制御部１０２Ａは、配電線４の所定位置の電圧が上述の第１電圧以上であり、且つ水素貯蔵部１０６Ａに貯蔵される水素貯蔵量が第１水素量以下である場合に、水素製造部１０４Ａに水素を製造させる。ここでの第１水素量は、例えば水素貯蔵部１０６Ａの満タン時の９０％の水素量である。

　これにより、制御部１０２Ａは、水素貯蔵部１０６Ａに貯蔵される水素貯蔵量が水素貯蔵部１０６Ａの上限値を超えないように水素製造部１０４Ａの制御を行うことが可能である。この場合、制御部１０２Ａは、水素貯蔵部１０６Ａに貯蔵される水素貯蔵量に応じて水素製造部１０４Ａの水素制御量を調整する制御を行ってもよい。すなわち、制御部１０２Ａは、水素貯蔵量が第１水素量に近づくに従い、水素製造部１０４Ａの水素製造量を低下させ、第１水素量になると水素製造を停止させる制御を行う。これにより、水素貯蔵量に余裕がある場合には、水素製造部１０４Ａの水素製造量を増加させ、配電線４の所定位置の電圧をより降下させることが可能である。

　さらにまた、制御部１０２Ａは、配電線４の所定位置の電圧が第２電圧の値以下であり、且つ水素貯蔵部１０６Ａに貯蔵される水素貯蔵量が第２水素量以上である場合に、第２電圧の値以上になるように燃料電池部１０８Ａの発電制御を行う。ここでの、第２電圧は、商用系統の規定電圧１８２Ｖ～２２２Ｖに基づき、例えば１８７Ｖである。第２水素量は、例えば水素貯蔵部１０６Ａにおける満タン時の１０％の水素量である。具体的には、制御部１０２Ａは、配電線４の所定位置の電圧が１８７Ｖ以下であり、水素貯蔵部１０６Ａに貯蔵される水素貯蔵量が満タン時の１０％以上である場合に、燃料電池部１０８Ａに発電させる制御を行う。

　これにより、配電線４の所定位置の電圧を規定電圧１８２Ｖ～２２２Ｖに維持可能である。また、水素貯蔵部１０６Ａに貯蔵される水素貯蔵量が不足する場合には発電を停止可能である。

　ここでは、電圧調整装置１００Ｂの構成について説明する。電圧調整装置１００Ｂは、配電線４の電圧に関する情報に基づき、配電線４の電圧を所定範囲にする装置であり、制御部１０２Ｂと、水素製造部１０４Ｂと、電圧計測部１１０Ｂと、水素供給部１１２Ｂを、備えて構成されている。すなわち、電圧調整装置１００Ｂは、水素貯蔵部１０６Ａ、及び、燃料電池部１０８Ａが無い代わりに、水素供給部１１２Ｂを備えて構成されている。
なお、電圧調整装置１００Ａと同等の構成には、同一番号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行うこととする。

　より詳細には、制御部１０２Ｂは、水素製造部１０４Ｂと、電圧計測部１１０Ｂと、水素供給部１１２Ｂとに接続され、水素製造部１０４Ｂ、及び水素供給部１１２Ｂの制御を行う。すなわち、制御部１０２Ｂは、制御部１０２Ａと同様に、配電線４の電圧に関する情報に基づき、配電線４の電圧を所定範囲にする制御を水素製造部１０４Ｂに行う。また、制御部１０２Ｂは、電圧調整装置１００Ａの制御部１０２Ａとの連携制御が可能である。

　水素供給部１１２Ｂは、水素製造部１０４Ｂが製造した水素を外部の水素利用装置１４、例えば水素パイプラインや燃料電池自動車に水素を供給する。より詳細には、水素供給部１１２Ｂは、制御部１０２Ｂの制御に従い、水素製造部１０４Ｂが製造した水素を水素利用装置１４に供給する。なお、電圧調整装置１００Ａの水素貯蔵部１０６Ａに水素供給部を更に設けてもよい。また、本実施形態では、水素製造部１０４Ａが第１水素製造部に対応し、水素製造部１０４Ｂが第２水素製造部に対応する。

　ここでは、制御部１０２Ａと制御部１０２Ｂとの連携制御について説明する。制御部１０２Ａと制御部１０２Ｂとは、同一の配電線に接続される場合に、連携機能を有する。すなわち、所定位置における配電線４の電圧上昇を抑制するには、電力の送出端から距離が近い位置にある負荷を増やす方がより効果的である。そこで、図１に示す例では、制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、連携制御を行い、電力の送出端から距離が近い位置にある水素製造部１０４Ａから先に水素製造を行なわせ、次に水素製造部１０４Ｂに水素製造を行なわせる。この場合、各電圧調整装置１００Ａ、１００Ｂの制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、配電線４の接続位置を予め記録している。これにより、配電線４の送電端から近い、すなわち電圧上昇抑制効果が高い電圧調整装置から順に電圧上昇抑制制御を行うことが可能であり、より効率的に配電線４の電圧を降下させることが可能である。

　また、制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、水素貯蔵部１０６Ａの水素貯蔵量に応じて、水素製造部１０４Ｂを先に発電させても良い。これにより、水素貯蔵部１０６Ａの水素貯蔵量に余裕がない場合には、水素製造部１０４Ｂに優先的に水素製造を行わせることが可能である。

　図２は、制御部１０２Ａの制御動作の一例を説明するフローチャートを示す図であり、図２に基づき、制御部１０２Ａ単独での制御動作の一例を説明する。ここでは、制御部１０２Ａの動作パラメータとして、動作電圧上限値をＶｕｐ＿ｅｘｅで示し、目標電圧上限値をＶｕｐ＿ｔａｒｇｅｔで示し、水素貯蔵量上限値をＣｕｐで示し、単位操作電力をＰｕｎｉｔで示し、水素製造部１０４Ａの最大定格入力電力をＰｒａｔｅｄで示す。すなわち、動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｅｘｅは制御部１０２Ａが電圧上昇抑制の制御を開始する閾値電圧であり、目標電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔが第１電圧値に対応し、電圧上昇抑制制御を実施する際の目標電圧である。ここでは、これらの値を、電圧上昇抑制の制約条件によって設定する。例えば、日本国内の低圧電圧は２０２Ｖ±２０Ｖ、すなわち、１８２Ｖから２２２Ｖの間と規定されている。この場合、動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｅｘｅをやや低めの２２０Ｖ、目標電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔを２１５Ｖのように設定する。

　また、一定の動作周期で繰り返し実行され、１制御周期の間に、電圧計測部１１０Ａからの計測電圧Ｖと、水素貯蔵部１０６Ａから水素貯蔵量Ｃを取得する場合について説明する。

　先ず、制御部１０２Ａは、電圧計測部１１０Ａから取得した計測電圧Ｖと、動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｅｘｅとを、比較する（ステップＳ１０）。計測電圧Ｖが動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｅｘｅ以下である場合（ステップＳ１０：ＮＯ）に、ステップＳ１０の処理から繰り返す。一方で、計測電圧Ｖが動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｅｘｅより大きい場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）に、制御部１０２Ａは、電圧上昇抑制制御の実施が必要と判断し、水素貯蔵部１０６Ａから取得した水素貯蔵量Ｃと水素貯蔵量上限Ｃｕｐとを、比較する（ステップＳ１２）。

　水素貯蔵部の水素貯蔵量Ｃが水素貯蔵量上限値Ｃｕｐより大きい場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）に、ステップＳ１０の処理から繰り返す。一方で、水素貯蔵量Ｃが水素貯蔵量上限Ｃｕｐ以下である場合に、すなわち、水素貯蔵部の水素貯蔵量Ｃに余裕がある場合（ステップＳ１２：ＮＯ）に、水素製造部１０４Ａの水素製造電力を単位操作電力Ｐｕｎｉｔに設定し、水素製造部１０４Ａの水素製造を開始させる。すなわち、制御部１０２Ａは、単位操作電力Ｐｕｎｉｔを初期値として入力電力指令値ｐｉｎを設定し、水素製造部１０４Ａへ指令値ｐｉｎを出力する。

　次に、制御部１０２Ａは、電圧上昇抑制制御を開始した後に、計測電圧Ｖと目標電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔを比較する（ステップＳ１６）。計測電圧Ｖが目標電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔよりも大きい場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）に、入力電力指令値ｐｉｎが最大定格入力電力Ｐｒａｔｅｄより小さいか比較する（ステップＳ１８）。

　入力電力指令値ｐｉｎが最大定格入力電力Ｐｒａｔｅｄ以上の場合（ステップＳ１８：ＮＯ）に、ステップＳ１６の処理から繰り返す。一方で、入力電力指令値ｐｉｎが最大定格入力電力Ｐｒａｔｅｄより小さい場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）に、水素製造部１０４Ａへの入力電力指令値ｐｉｎを単位操作電力Ｐｕｎｉｔだけ増加させて、水素製造部１０４Ａへ出力し、ステップＳ１６の処理から繰り返す。

　一方で、計測電圧Ｖが目標電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔよりも小さい場合（ステップＳ１６：ＮＯ）に、水素製造部１０４Ａへの入力電力指令値Ｐｉｎを単位操作電力Ｐｕｎｉｔだけ減少させて、水素製造部１０４Ａへ出力する（ステップＳ２２）。

　次に、入力電力指令値Ｐｉｎが０以下か否かを判定し（ステップＳ２４）、入力電力指令値Ｐｉｎが０より大きい場合（ステップＳ２４：ＮＯ）に、ステップＳ１６からの処理を繰り返す。一方で、入力電力指令値Ｐｉｎが０以下の場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）に、入力電力指令値Ｐｉｎを０として、水素製造部１０４Ａへ出力（ステップＳ２６）し、ステップＳ１０の処理から繰り返す。

　このように、計測電圧Ｖが動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｅｘｅを超えると共に、水素貯蔵量Ｃが水素貯蔵量上限Ｃｕｐに達していない場合に、制御部１０２Ａは、水素製造部１０４Ａの水素製造を単位操作電力Ｐｕｎｉｔで開始させる。また、計測電圧Ｖが動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔより小さくなるまで、水素製造部１０４Ａの水素製造電力を単位操作電力Ｐｕｎｉｔずつ上限に達するまで増加させる。一方で、計測電圧Ｖが動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔより小さくなると、水素製造部１０４Ａの水素製造電力を単位操作電力Ｐｕｎｉｔずつ低減する。このような処理を行うことで、所定位置の計測電圧Ｖは、動作電圧上限Ｖｕｐ＿ｔａｒｇｅｔより小さくなるように制御される。

　以上のように、本実施形態においては、制御部１０２Ａ、１０２Ｂが配電線の電圧に基づき、配電線の電圧を所定範囲にする制御を水素製造部１０４Ａ、１０４Ｂで行うこととした。これにより、配電線の電圧を所定範囲にすることが可能であり、配電線の所定位置に逆潮流が生じるのを防ぐことができる。

（第２実施形態）
　上述した第１実施形態においては、配電線４の所定位置の電圧を制御部１０２Ａ、１０２Ｂに入力することとしたが、第２実施形態においては、配電線４を介して供給又は消費される需給電力に従い、水素製造部１０４Ｃに水素製造を行わせる制御を行うようにしている。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

　図３は、第２実施形態に係る電圧調整システム１の構成を示すブロック図である。制御部１０２Ｃは、発電装置６の発電電力量と電力需要家８の消費電力を取得する。すなわち、制御部１０２Ｃは、配電線の所定位置である連携点における潮流電力閾値Ｐｔｈを予め設定し、取得した発電装置の発電電力Ｐｐｖ、及び、電力需要家８の需要電力Ｐｌｏａｄを基に、下述の（１）式を満たすときに、水素製造部１０４Ｃの入力電力指令値ｐｉｎを下述の（２）式で算出する。すなわち、（２）式で示す入力電力指令値ｐｉｎに相当する電力が、逆潮流を生じさせる電圧を超える部分の電圧に対応する。

　換言すると、入力電力指令値ｐｉｎに相当する電力を消費すると、配電線の所定位置である連携点における電圧が逆潮流を生じさせる電圧以下になる。この場合、例えば制御部１０２Ｃは、Ｐｐｖ－Ｐｌｏａｄで示す電力値と配電線の所定位置である連携点における電圧値の変換テーブルを有しており、Ｐｐｖ－Ｐｌｏａｄで示す潮流電力値を電圧値に変換し、潮流電力閾値Ｐｔｈを予め設定している。すなわち、本実施形態では、Ｐｐｖ－Ｐｌｏａｄで示す潮流電力値が、配電線の電圧に関する情報に対応する。
Ｐｐｖ－Ｐｌｏａｄ＞Ｐｔｈ　　　　　　　　　　　　　　　　（１）式
ｐｉｎ＝Ｐｐｖ－Ｐｌｏａｄ－Ｐｔｈ　　　　　　　　　　　　（２）式
例えば、仮に潮流電力閾値Ｐｔｈ＝０と設定すると、下述の（３）式の条件を満たす時に、入力電力指令値ｐｉｎが下述の（４）式で決定される。
Ｐｐｖ－Ｐｌｏａｄ＞０　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）式
ｐｉｎ＝Ｐｐｖ－Ｐｌｏａｄ　　　　　　　　　　　　　　　　（４）式
このように、制御部１０２Ｃは、逆潮流にならないように、（２）式で示す発電装置６の発電電力Ｐｐｖと電力需要家８の消費電力Ｐｌｏａｄとの差の電力のうち、予め定められた閾値Ｐｔｈを超える電力を水素製造部１０４Ｃの水素製造に消費させる制御を行う。このような制御方法によれば、潮流電力と電圧の関係が予め把握されている配電線においては、電力需給によって電圧調整が可能となる。なお、電圧調整装置１００Ｃの水素貯蔵部１０６Ｃに水素供給部を更に設けてもよい。

　以上のように本実施形態では、制御部１０２Ｃが、発電装置６の発電電力Ｐｐｖと電力需要家８の消費電力Ｐｌｏａｄとの差の電力のうち、予め定められた閾値Ｐｔｈを超える電力を水素製造部１０４Ｃの水素製造に消費させる制御を行うこととした。これにより、配電線の所定位置における電圧を逆潮流が生じる電圧以下にすることが可能である。

（第３実施形態）
　上述した第２実施形態においては、配電線を介して供給又は消費される需給電力に従い、水素製造部１０４Ｃに水素製造を行わせる制御を行うこととしたが、第３実施形態においては、電力需要家８の電力需要計画に従い、水素製造部１０４Ｃに水素製造を行わせる制御を行うようにしている。以下、上述した第２実施形態と異なる部分を説明する。

　第３実施形態に係る電圧調整システム１の構成は第２実施形態と同等であるので説明を省略する。すなわち、第３実施形態では、発電装置６の発電電力Ｐｐｖの情報を用いずに、電力需要家８の消費電力Ｐｌｏａｄの情報に基づき、水素製造部１０４Ｃに水素製造を行わせる制御を行う。より詳細には、制御部１０２Ｃは、電圧を計測する代わりに配電系統に接続された電力需要家８の電力需要計画を取得する。ここでは、電力需要家８は、電力需要計画を予め定めており、この電力需要計画を予め取得可能である場合について説明する。なお、例えば、過去に計測された電力需要家８の消費電力を記録し、時間、曜日毎などの消費電力を統計的に算出し、電力需要計画としてもよい。

　制御部１０２Ｃは、電力需要家８から取得した電力需要計画に基づき、電力需要が少ない時刻において、水素製造部１０４Ｃに水素を製造させる。例えば、予め設定した閾値以下の電力需要時に、水素製造部１０４Ｃに水素を製造させる。この設定した閾値は、統計的に定められた閾値であり、この閾値を電力需要が下回る場合に逆潮流電圧が発生する可能性が上がる。すなわち、本実施形態では、電力需要計画における需要電力が配電線の電圧に関する情報に対応する。これにより、工場などの大口の電力需要家において、工場の休業時に負荷が大きく減ることにより、相対的に発電装置６の発電電力が大きくなり配電線の電圧が上昇することを抑制するのである。例えば、工場が休業している土日に水素を製造させ、逆潮流を抑制しつつ、製造した水素を水素貯蔵部１０６Ｃに蓄える。

　以上のように本実施形態では、制御部１０２Ｃが、電力需要家８から取得した電力需要計画に基づき、電力需要が少ない時刻において水素製造部１０４Ｃに水素を製造させることとした。これにより、配電線の所定位置における電圧を逆潮流が生じる電圧以下にすることが可能である。

　本実施形態による電圧調整システム１におけるデータ処理方法の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、データ処理方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、データ処理方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１：電圧調整システム、４：配電線、６：発電装置、８：電力需要家、１００Ａ～１００Ｃ：電圧調整装置、１０２Ａ～１０２Ｃ：制御部、１０４Ａ～１０４Ｃ：水素製造部、１０６Ａ：水素貯蔵部、１０６Ｃ：水素貯蔵部、１０８Ａ：燃料電池部、１０８Ｃ：燃料電池部、１１０Ａ：電圧計測部、１１０Ｂ：電圧計測部、１１２Ｂ：水素供給部

Claims

　再生可能エネルギーを用いた発電装置と系統連系した配電線を介して供給される電力を用いて、水の電気分解により水素を製造する第１水素製造部と、
　前記配電線の電圧に関する情報に基づき、前記配電線の電圧を所定範囲にする制御を前記第１水素製造部で行う制御部と、
　を備える電圧調整システム。
　前記所定範囲の上限値は、前記配電線の所定位置に逆潮流が生じる電圧に基づき定められている請求項１に記載の電圧調整システム。
　前記所定範囲は、前記配電線の規定電圧の範囲内である請求項１又は２に記載の電圧調整システム。
　前記配電線を介して供給される電力を用いて、水の電気分解により水素を製造する第２水素製造部を更に備え、
　前記制御部は、前記第１水素製造部、及び前記第２水素製造部のうち、前記配電線の送電端に近い方の水素製造部から順に水素製造の制御を行う請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電圧調整システム。
　前記配電線における所定位置の電圧を計測する電圧計測部を更に備え、
　前記制御部は、前記電圧計測部の電圧計測値に基づき、前記配電線における所定位置の電圧が第１電圧の値以下になるように前記第１水素製造部の制御を行う請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電圧調整システム。
　前記制御部は、前記配電線に接続された電力需要家の需要電力と、前記発電装置の発電電力との情報を取得し、当該発電電力と、当該需要電力との差の電力のうち、予め定められた閾値を超える電力を前記第１水素製造部の水素製造に消費させる制御を行う請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電圧調整システム。
　前記水素を貯蔵する水素貯蔵部を更に備え、
　前記制御部は、前記電圧が前記第１電圧の値より大きく、且つ前記水素貯蔵部に貯蔵される水素貯蔵量が第１水素量以下である場合に、前記第１水素製造部に水素を製造させる請求項５に記載の電圧調整システム。
　前記水素を貯蔵する水素貯蔵部と、
　前記水素貯蔵部の水素を用いて、電力を発電する燃料電池部と、を更に備え、
　前記制御部は、前記電圧計測部により計測された電圧が第２電圧の値以下あり、且つ、水素貯蔵部の水素貯蔵量が第２水素量以上である場合に、前記第２電圧の値以上になるように前記燃料電池部の発電制御を行う請求項５に記載の電圧調整システム。
　外部の水素利用装置に水素を供給する水素供給部を更に備える請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電圧調整システム。
　制御部は、前記配電線に接続された電力需要家の電力需要計画における需要電力に基づき、前記第１水素製造部に前記水素を製造させる制御を行う請求項１に記載の電圧調整システム。
　再生可能エネルギーを用いた発電装置と系統連系した配電線を介して供給される電力を用いて、水の電気分解により水素を製造する水素製造部を少なくとも有する電圧調整システムの制御方法であって、
　前記配電線の電圧に関する情報を取得する取得工程と、
　前記情報に基づき、前記配電線の電圧を所定範囲にする制御を前記水素製造部に行う制御工程と、
　を備える電圧調整システムの制御方法。