WO2018174248A1 - 発電プラント及び発電プラントの運転方法 - Google Patents

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plant
inverter
secondary battery
generator
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上地　英之
利久磨 四條
浩司 堀添
篠田　尚信
満文 後藤
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三菱重工業株式会社
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    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Definitions

  • the present disclosure relates to a power plant and a method for operating the power plant.
  • a DC power supply may be used as a power supply for the power system.
  • Patent Document 1 discloses a power supply system in which a DC power source including a photovoltaic power generation panel and a battery is bundled by DC coupling, which is a set of connection points, and connected to a commercial power system through an inverter. ing.
  • Patent Document 1 does not disclose a configuration that can realize power supply to an AC motor for starting plant equipment of a power plant at low cost.
  • At least one embodiment of the present invention aims to provide a power plant that can supply power to a motor for starting plant equipment at a low cost and a method for operating the power plant.
  • a power plant includes: Plant equipment, An AC motor for starting the plant equipment; At least one DC power source; A first inverter provided between the at least one DC power source and the AC motor, and between the at least one DC power source and a power system, The first inverter is configured to convert DC power from the at least one DC power source into AC power and selectively supply the AC power to the AC motor or the power system.
  • the DC power from the DC power source can be converted into AC power by the first inverter, and the AC power can be selectively supplied to the AC motor or power system.
  • the DC power can be supplied to the AC motor when the plant equipment is started, and to the power system when the plant equipment is not started.
  • the inverter for supplying power to the electric motor for starting plant equipment and the inverter for transmitting power to the electric power system at a specified frequency different from the electric power supplied to the electric motor are used in common.
  • the equipment cost can be reduced. Therefore, electric power can be supplied to the electric motor for starting plant equipment at low cost.
  • a first switch for switching a connection state between the first inverter and the power system; Between the DC power source and the power system, a rectifier is provided in parallel with the first inverter and the first switch, and converts AC power from the power system into DC power; A second switch provided in parallel with the first inverter and the first switch between the DC power source and the power system, for switching a connection state between the rectifier and the power system; Further comprising
  • the at least one DC power source includes a secondary battery or an electrochemical fuel generating power generation device configured to receive a DC current from the rectifier.
  • power from the DC power source can be supplied to the power system via the first inverter, and power from the DC power source can be supplied to the power system, for example, during a time period when power demand is not large.
  • electric power from the electric power system can be supplied to the secondary battery or the electrochemical fuel generating power generation device via the rectifier to store electricity or generate fuel. Therefore, the power plant can be operated efficiently according to the power demand and the like.
  • An AC generator configured to be driven by a prime mover as the plant equipment and configured to be interconnected to the power system;
  • a rectifier provided between the DC power supply and the AC generator, for converting AC power from the AC generator into DC power, and
  • the at least one DC power source includes a secondary battery or an electrochemical fuel generating power generator configured to receive DC power from the rectifier.
  • the power generated by the AC generator driven by the plant equipment can be supplied to the power system.
  • the power from the alternator can be supplied to the secondary battery or the electrochemical fuel generating power generation device via the rectifier to perform power storage or fuel generation.
  • power storage or fuel generation can be performed using regenerative energy when the plant equipment (prime mover) is stopped. Therefore, the power plant can be operated efficiently according to the power demand and the like.
  • any one of the above configurations (1) to (3) Between the DC power supply and the power system, comprising a second inverter provided in parallel to the first inverter, The second inverter converts the DC power from the DC power source into AC power while the first inverter supplies AC current to the AC motor, and supplies the AC power to a power demand unit different from the AC motor. Configured to do.
  • the plant equipment is started via the first inverter and the second inverter provided in parallel with each other.
  • AC power having a different frequency can be supplied to a power demand section (for example, a control device or the like) necessary for operation of the AC motor for power generation and the power plant. Therefore, even if the power from the power system is not supplied, it is possible to appropriately supply power to the AC motor and the power demand unit and to appropriately start the plant equipment.
  • any one of the above configurations (1) to (4) It is configured to be driven by a prime mover as the plant equipment, and includes an alternator linked to the power system,
  • the AC generator is configured to function as the AC motor for starting the prime mover.
  • the AC generator driven by the plant equipment can also be used as an AC motor for starting the plant equipment (prime mover). Can be reduced.
  • any one of the above configurations (1) to (5) It is configured to be driven by a prime mover as the plant equipment, and includes an alternator linked to the power system,
  • the AC generator is configured to be supplied with DC power from the DC power source as excitation power of the AC generator.
  • the plant equipment in addition to being able to supply DC power from a DC power source to an electric power system or an AC motor (only when starting plant equipment), the plant equipment can be operated during operation of the plant equipment.
  • DC power from a DC power source can be supplied as excitation power to an AC generator driven by equipment (prime mover). Therefore, the equipment cost and installation area of the power plant can be reduced.
  • the AC generator is also used as the AC motor.
  • the AC generator driven by the plant equipment is also used as the AC motor for starting the plant equipment (prime mover), thereby reducing the equipment cost and installation area. be able to.
  • the plant equipment includes a gas turbine,
  • the AC motor is configured to drive the gas turbine.
  • the alternating current is supplied to the electric motor through the first inverter while gradually increasing the frequency of the alternating current from zero.
  • an alternating current can be supplied to the power system at a specified frequency via the first inverter. Therefore, electric power can be efficiently supplied to the electric motor and power system for starting plant equipment while reducing the equipment cost.
  • the at least one DC power source includes an anode, a cathode configured to be supplied with a gas containing carbon dioxide, and an electrolyte configured to move carbonate ions derived from the carbon dioxide from the cathode to the anode. And including a fuel cell, The cathode is configured to be supplied with exhaust gas from the gas turbine as the gas containing carbon dioxide.
  • the DC power generated by the fuel cell can be used to start the gas turbine and supply power to the power system, and the carbon dioxide contained in the exhaust gas from the gas turbine can be removed from the fuel cell. And can be recovered. Therefore, the power plant can be operated efficiently.
  • the apparatus further includes an electrochemical fuel generator provided in parallel with the at least one DC power source.
  • fuel can be generated by the electrochemical fuel generator by supplying DC power to the electrochemical fuel generator provided in parallel with the DC power source. Therefore, the power plant can be operated efficiently.
  • a method for operating a power plant includes: A power plant including a plant device, an AC motor, at least one DC power source, a first inverter provided between the DC power source and the AC motor, and between the DC power source and a power system.
  • Driving method Generating DC power with the at least one DC power source; Converting the DC power into AC power by the first inverter; Supplying AC power from the first inverter to the AC motor and starting the plant equipment; Supplying AC power from the first inverter to the power system during operation of the plant equipment after starting the plant equipment; Is provided.
  • the DC power from the DC power source is converted into AC power by the first inverter, and the DC power from the first inverter is transferred to the AC motor when starting the plant equipment and when starting the plant equipment.
  • the power is supplied to the power system.
  • the inverter for supplying power to the electric motor for starting plant equipment and the inverter for transmitting power to the electric power system at a specified frequency different from the electric power supplied to the electric motor are used in common.
  • the equipment cost can be reduced. Therefore, electric power can be supplied to the electric motor for starting plant equipment at low cost.
  • the power plant further includes a rectifier provided in parallel with the first inverter between the DC power source and the power system,
  • the at least one DC power source includes a secondary battery or an electrochemical fuel generating power generation device, During operation of the plant equipment, converting DC power from the at least one DC power source to AC power by the first inverter, and supplying the AC power to the power system; When the power demand in the power system drops below a specified value, the AC power from the power system is converted to DC power by the rectifier, and the DC power is transferred to the secondary battery or the electrochemical fuel generation power generator. Supplying step; Is provided.
  • the power from the DC power supply can be supplied to the power system via the first inverter, and the power from the DC power supply can be supplied to the power system, for example, at a time when the power demand is not large.
  • electric power from the electric power system can be supplied to the secondary battery or the electrochemical fuel generating power generation device via the rectifier to store electricity or generate fuel. Therefore, the power plant can be operated efficiently according to the power demand and the like.
  • the power plant includes an AC generator driven by a prime mover as the plant equipment and linked to the power system, and a rectifier provided between the DC power source and the AC generator,
  • the at least one DC power source includes a secondary battery or an electrochemical fuel generating power generation device, Disconnecting the AC generator from the power system; After the AC generator is disconnected, the regenerative power from the AC generator is supplied to the secondary battery or the electrochemical fuel generating power generator through the rectifier until the prime mover stops. Steps, Is provided.
  • the power from the alternator can be supplied to the secondary battery or the electrochemical fuel generating power generation device via the rectifier to perform power storage or fuel generation.
  • power storage or fuel generation can be performed using regenerative energy when the plant equipment (prime mover) is stopped. Therefore, the power plant can be operated efficiently according to the power demand and the like.
  • the at least one DC power source includes a secondary battery;
  • the system further includes the step of maintaining a free capacity for the regenerative power in the secondary battery during operation of the plant equipment.
  • the regenerative power of the plant equipment is transferred to the secondary battery when the plant equipment stops. It can be recovered.
  • the power plant includes a second inverter provided in parallel with the first inverter between the DC power source and the power system, While the first inverter supplies alternating current to the alternating current motor for starting the plant equipment, the direct current power from the direct current power source is converted into alternating current power by the second inverter, and the alternating current motor is The method further includes supplying to another power demand unit.
  • the plant equipment is started via the first inverter and the second inverter provided in parallel with each other.
  • AC power having a different frequency can be supplied to a power demand section (for example, a control device or the like) necessary for operation of the AC motor for power generation and the power plant. Therefore, even if the power from the power system is not supplied, it is possible to appropriately supply power to the AC motor and the power demand unit and to appropriately start the plant equipment.
  • the at least one DC power source includes a secondary battery; During the operation of the plant device, the method further includes a step of maintaining a state where an amount of electric power necessary for starting the plant device is stored in the secondary battery.
  • the at least one DC power supply further includes one or more power supplies different from the secondary battery, In the maintaining step, power is supplied to the secondary battery from the one or more power sources so that the secondary battery stores a sufficient amount of power necessary for starting the plant equipment.
  • the one or more power sources include solar cells; Predicting the power generated by the solar cell; And a step of determining a power supply amount from the solar cell to the secondary battery in the maintaining step based on a prediction result in the predicting step.
  • the amount of power determined based on the prediction result of the generated power of the solar battery is supplied from the solar battery to the secondary battery, and the amount of power stored in the secondary battery is maintained. Therefore, even if it is a case where the electric power supply from an electric power system cannot be received by a power failure etc., a plant apparatus can be restarted more reliably.
  • the at least one DC power source includes a secondary battery and one or more power sources different from the secondary battery, In the step of starting the plant device, the DC power from the one or more power sources is given priority over the DC power stored in the secondary battery and supplied to the AC motor via the first inverter.
  • the DC power from the power source different from the secondary battery is preferentially supplied to the AC motor over the DC power stored in the secondary battery.
  • the secondary battery can be used to start plant equipment.
  • a power plant and a power plant operation method capable of supplying power to a motor for starting plant equipment at low cost are provided.
  • the plant equipment of the power plant according to the present invention is not particularly limited as long as it is started by an AC motor, and may be, for example, an engine or a boiler feed pump.
  • a power plant 1 includes a gas turbine 2 as plant equipment, an AC motor 4 for starting the gas turbine 2 (plant equipment), and at least one DC power supply 6 (DC power supply). 6a to 6d; hereinafter may be collectively referred to as a DC power source 6), and a first inverter 8.
  • the power plant 1 and the power system 12 can be connected, and power can be supplied from the power generation facility included in the power plant 1 to the power system 12, or power can be received from the power system 12 to the power plant 1. It can be done.
  • a switch 13 and a transformer 14 are provided between the power plant 1 and the power system 12. The connection state between the power plant 1 and the power system 12 is switched by the switch 13, and the transformer 14 The voltage at the time of supplying or receiving power between the power plant 1 and the power system 12 is adjusted.
  • the plant equipment is connected to a starting AC motor 4 via a rotating shaft 3 and is configured to start when the rotating shaft is rotationally driven by the AC motor 4.
  • the plant equipment may be an engine or a boiler feed pump or the like.
  • the plant equipment may function as a prime mover that drives the generator.
  • an alternator 5 is connected to a gas turbine 2 (plant equipment), and the alternator 5 is driven by the gas turbine 2 as a prime mover.
  • the AC generator 5 can be connected to the power system 12, and a connection state between the AC generator 5 and the power system 12 is provided by a switch 34 provided between the AC generator 5 and the power system 12. Can be switched.
  • the alternator 5 connected to the gas turbine 2 also functions as an AC motor 4 for starting the gas turbine 2 (the prime mover that drives the alternator 5). Configured.
  • the AC generator 5 includes, for example, a rotor winding (field winding; not shown) that rotates in conjunction with the rotary shaft 3 of the gas turbine 2 and a stator winding (armature) connected to the transformer 14. Winding; not shown).
  • a rotor winding field winding; not shown
  • armature stator winding
  • the AC generator 5 when the AC generator 5 functions as the AC motor 4, when an AC current is supplied to the stator winding, a force acting on the rotor winding is generated according to the AC current, and the rotor winding Is rotated, and the rotating shaft 3 of the gas turbine 2 connected to the AC generator 5 is rotated accordingly.
  • the AC generator 5 can also function as the AC motor 4.
  • the DC power supply 6 is a device capable of sending DC power, and may include various batteries such as a primary battery, a secondary battery (storage battery), a fuel cell, or a solar cell, for example.
  • the DC power supply 6 may have a function of receiving and storing DC power.
  • An example of such a DC power supply 6 is a secondary battery (storage battery).
  • the DC power source 6 may be an electrochemical fuel generating power generation device having a function of receiving DC power and generating fuel.
  • an SOEC / SOFC Solid Oxide
  • electrochemical fuel generation power generation device an SOEC / SOFC (Solid Oxide) that can generate hydrogen (fuel) by electrolyzing water and generate electric power by consuming hydrogen (fuel).
  • Electrolysis Cell / Solid Oxide Fuel Cell Electrolysis Cell / Solid Oxide Fuel Cell
  • the power plant 1 includes a secondary battery 6a, an electrochemical fuel generating power generation device 6b, a fuel cell 6c, and a solar cell 6d.
  • the power plant 1 includes a secondary battery 6a and a solar battery 6d.
  • generated by the electrochemical fuel generation power generation device 6b may be provided in the electrochemical fuel generation power generation device 6b.
  • the fuel generated by the electrochemical fuel generating power generation device 6b may be supplied to, for example, a fuel cell 6c serving as a DC power source 6, or supplied to equipment constituting the power plant 1 such as the gas turbine 2. Good.
  • the power plant 1 may be provided with an electrochemical fuel generator 16 configured to receive DC power and generate fuel in parallel with the DC power source 6.
  • the electrochemical fuel generation device 16 may be provided with a fuel storage portion 17 for storing the fuel generated by the electrochemical fuel generation device 16.
  • the fuel produced by the electrochemical fuel production device 16 may be supplied to, for example, a fuel cell 6c as the DC power supply 6, or may be supplied to equipment constituting the power plant 1 such as the gas turbine 2. .
  • the first inverter 8 is provided between the DC power supply 6 and the AC motor 4 and between the DC power supply 6 and the power system 12.
  • the first inverter 8 is configured to convert DC power from the DC power source 6 into AC power and to selectively supply the AC power to the AC motor 4 or the power system 12.
  • a switch 32 and a switch 36 are provided between the first inverter 8 and the AC motor 4, and between the first inverter 8 and the power system 12, respectively.
  • a switch 32 and a switch 36 By opening and closing the electric circuit by these switches 32 and 36, the connection state between the first inverter 8 and the AC motor 4 and the connection state between the first inverter 8 and the power system 12 can be switched.
  • DC power from the DC power source 6 is converted into AC power by the first inverter 8, and the AC power is selectively transmitted to the AC motor 4 or the power system 12. It can be supplied. Therefore, the DC power from the first inverter 8 can be supplied to the AC motor when the gas turbine 2 (plant equipment) is started, and to the power system 12 when the gas turbine 2 (plant equipment) is not started.
  • the frequency of the AC power supplied to the AC motor 4 is adjusted so that AC power having a frequency suitable for starting the gas turbine 2 is appropriately supplied to the AC motor 4.
  • AC power can be adjusted to a specified frequency (for example, 50 Hz or 60 Hz) of the power system 12 and supplied to the power system 12.
  • the inverter (first inverter 8) for supplying power to the AC motor 4 for starting plant equipment is different from the power supplied to the AC motor 4.
  • the equipment cost of the inverter can be reduced. Therefore, electric power can be supplied to the AC motor 4 for starting the gas turbine 2 (plant equipment) at low cost.
  • the power for driving the AC motor 4 for starting the plant equipment is supplied from the DC power source 6, so even when the power demand is large.
  • the plant equipment can be started without consuming power from the power system 12.
  • a switch 44 for switching the connection state between the electrochemical fuel generator 16 and the first inverter 8 may be provided between the first inverter 8 and the electrochemical fuel generator 16.
  • DC / DC converters 18a, 18d and the like for converting the voltage of the DC power are provided between the first inverter 8 and each DC power source 6. May be.
  • a DC / DC converter for converting the voltage of DC power may be provided between the first inverter 8 and the electrochemical fuel generator 16 (see FIGS. 1 and 3). Good.
  • the power plant 1 includes a rectifier 10 and a switch 38 (second switch) as shown in FIGS.
  • the rectifier 10 and the switch 38 (second switch) are provided in parallel with the first inverter 8 and the switch 36 (first switch) between the DC power supply 6 and the power system 12.
  • the rectifier 10 is configured to convert AC power from the power system 12 into DC power.
  • the switch 38 is configured to switch the connection state between the rectifier 10 and the power system 12.
  • the at least one DC power source 6 includes a secondary battery 6a or an electrochemical fuel generating power generation device 6b configured to receive DC power from the rectifier 10.
  • the switch 36 By operating the switch 36 (first switch) and the switch 38 (second switch) to connect the first inverter 8 and the power system 12, the secondary battery 6 a or the electrochemical fuel generation power generator DC power from the DC power source 6 including 6 b can be supplied to the power system 12 via the first inverter 8.
  • the switch 36 (first switch) and the switch 38 (second switch) to connect the rectifier 10 and the power system 12 to connect the rectifier 10 and the power system 12, the AC power from the power system 12 is converted to the rectifier 10.
  • the secondary battery 6a receives DC power from the rectifier 10
  • the electrochemical fuel generating power generation device 6b receives DC power from the rectifier 10
  • the electrochemical fuel generating power generation device 6b generates fuel by electrolysis.
  • the power from the DC power supply 6 is supplied to the power system 12 via the first inverter 8.
  • the power from the DC power source 6 is not supplied to the power system 12, such as a time period when the power demand is not large, the power from the power system 12 is supplied to the secondary battery 6a or the electricity via the rectifier 10. It can be supplied to the chemical fuel generating power generation device 6b to store electricity or generate fuel. Therefore, the power plant 1 can be efficiently operated according to the power demand or the like.
  • the power plant 1 includes a rectifier 11 provided between the DC power source 6 and the AC generator 5 as shown in FIGS.
  • the rectifier 11 is configured to convert AC power from the AC generator 5 into DC power.
  • the at least one DC power source 6 includes a secondary battery 6a or an electrochemical fuel generating power generation device 6b configured to receive DC power from the rectifier 10.
  • AC power from the AC generator 5 flows to the rectifier 11 via the switch 34 and the switch 38.
  • the rectifier 11 is the same as the rectifier 10 described above.
  • the power plant 1 including the rectifier 11 when the AC generator 5 is connected to the power system 12, the power generated by the AC generator 5 driven by the gas turbine 2 (plant equipment) as a prime mover. Can be supplied to the power system 12.
  • the power from the AC generator 5 is supplied to the secondary battery 6a or the electrochemical fuel generating power generation device 6b via the rectifier 11 to store or generate fuel. It can be performed.
  • the gas turbine 2 (plant equipment) as a prime mover is stopped or decelerated, electric power (regenerative energy) generated using the inertia energy of the rotor of the AC generator 5 is used to store electricity or generate fuel. It can be carried out. Therefore, the power plant 1 can be efficiently operated according to the power demand or the like.
  • the power plant 1 includes a second inverter 20 provided in parallel to the first inverter 8 between the DC power supply 6 and the power system 12 as shown in FIG.
  • the second inverter 20 converts the DC power from the DC power source 6 into AC power while the first inverter 8 supplies the AC current to the AC motor 4, and supplies the AC power to a power demand unit 22 that is different from the AC motor 4.
  • the electric power demand part 22 may be an auxiliary machine including a control device or a pump (such as a lubricating oil pump or a cooling water pump) in the power plant 1, for example.
  • a transformer 24 may be provided between the 2nd inverter 20 and the electric power demand part 22, the voltage of the electric power supplied to the switch 40 for switching the connection state of the 2nd inverter 20 and the electric power demand part 22, and the electric power demand part 22 is adjusted.
  • a transformer 24 may be provided.
  • the first inverters provided in parallel with each other even when the power from the power system 12 is not supplied due to, for example, a power failure.
  • the AC power of the different frequency is simultaneously supplied to the AC motor 4 for starting the gas turbine 2 (plant equipment) and the power demand unit 22 necessary for the operation of the power plant 1 via the 8 and the second inverter 20. be able to. Therefore, even when electric power from the electric power system 12 is not supplied, it is possible to appropriately supply electric power to the AC motor 4 and the electric power demand unit 22 and appropriately start the gas turbine 2 (plant equipment).
  • the first inverter 8 and the second inverter 20 are both operated at a specified system frequency, so that the electric power from the DC power supply 6 is obtained.
  • the power system 12 can be supplied via the first inverter 8 and the second inverter 20. Therefore, the amount of power supplied from the power plant 1 to the power system 12 can be increased.
  • the AC generator 5 driven by the gas turbine 2 (plant equipment) as a prime mover may be a synchronous generator.
  • the AC generator 5 may be supplied with DC power from the DC power source 6 as excitation power.
  • DC power from the DC power supply 6 is supplied to the field winding (not shown) of the AC generator 5 through the switch 46 as excitation power. You may come to be.
  • DC power from a DC power source 6 can be supplied as excitation power to an AC generator 5 driven by a gas turbine 2 (plant equipment) as a prime mover. Therefore, the equipment cost and installation area of the power plant 1 can be reduced.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a power plant according to an embodiment.
  • a power plant 1 shown in FIG. 4 includes a gas turbine 2 as plant equipment, and an AC generator 5 connected to the gas turbine 2 is driven by the gas turbine 2 as a prime mover.
  • the AC generator 5 also functions as an AC motor 4 for starting the gas turbine 2.
  • the connection form of each component device in the power plant 1 shown in FIG. 2 is the same as that shown in FIG.
  • the secondary battery 6 a, the electrochemical fuel generation power generation device 6 b, and the fuel cell 6 c are shown as the DC power source, but other DC power sources 6 (for example, solar cells 6 d) are included.
  • the above-described electrochemical fuel generation device 16 may be further included.
  • the fuel cell 6 c includes an anode 116, a cathode 112 configured to be supplied with a gas containing carbon dioxide, and carbon dioxide-derived carbonate ions from the cathode 112 to the anode 116.
  • An electrolyte 114 configured to move.
  • the cathode 112 of the fuel cell 6c is supplied with exhaust gas from the gas turbine 2 as a gas containing carbon dioxide.
  • the power plant 1 shown in FIG. 4 is a thermal power plant including a thermal power generation device 102 including a gas turbine 2 and a carbon dioxide recovery system 103.
  • the carbon dioxide recovery system 103 is configured to recover carbon dioxide (CO 2 ) contained in the exhaust gas from the thermal power generation apparatus 102.
  • the thermal power generation apparatus 102 is a power generation apparatus that generates power using the combustion gas of the gas turbine 2.
  • the thermal power generation apparatus 102 may be an apparatus other than a gas turbine that generates power using combustion gas generated by combustion of fuel or combustion heat.
  • the thermal power generation apparatus 102 may be, for example, a power generation apparatus including a boiler or a gas turbine, or a power generation apparatus such as a gas turbine combined power generation (GTCC) or a coal gasification combined power generation (IGCC).
  • GTCC gas turbine combined power generation
  • IGCC coal gasification combined power generation
  • the carbon dioxide recovery system 103 is configured to recover CO 2 contained in the exhaust gas including the combustion product gas in the thermal power generation apparatus 102.
  • the thermal power generation apparatus 102 includes a boiler or a gas turbine including a combustor
  • the carbon dioxide recovery system 103 may be configured to recover CO 2 contained in exhaust gas from the boiler or gas turbine.
  • the thermal power generation apparatus 102 includes an exhaust heat recovery boiler (HRSG) for recovering heat of exhaust gas from a gas turbine or the like
  • the carbon dioxide recovery system 103 is included in the exhaust gas from the exhaust heat recovery boiler.
  • the CO 2 may be configured to recover.
  • the thermal power generation apparatus 102 is a thermal power generation apparatus including the gas turbine 2.
  • the carbon dioxide recovery system 103 is configured to recover CO 2 contained in the exhaust gas from the gas turbine 2.
  • a gas turbine 2 shown in FIG. 4 is driven to rotate by a combustion gas, a compressor 202 for compressing air, a combustor 204 for burning fuel (for example, natural gas) to generate combustion gas, and the like.
  • a turbine 206 configured as described above.
  • Fuel for example, natural gas
  • the alternator 5 is connected to the turbine 206 via the rotating shaft 3, and the alternator 5 is driven by the rotational energy of the turbine 206 to generate electric power.
  • the combustion gas that has finished work in the turbine 206 is discharged from the turbine 206 as exhaust gas.
  • the carbon dioxide recovery system 103 is configured to recover CO 2 contained in the exhaust gas from the thermal power generation apparatus 102 via the fuel cell 6c.
  • the fuel cell 6 c includes a cathode 112, an anode 116, and an electrolyte 114 disposed between the cathode 112 and the anode 116. Exhaust gas containing CO 2 is supplied to the cathode 112 of the fuel cell 6c.
  • the electrolyte 114 is configured to move CO 2 -derived carbonate ions (CO 3 2 ⁇ ) contained in the exhaust gas from the cathode 112 to the anode 116.
  • the fuel cell 6 c may be a molten carbonate fuel cell (MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell) using carbonate as the electrolyte 114.
  • the carbonate used as the electrolyte 114 may be, for example, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, or a mixture thereof.
  • Exhaust gas containing CO 2 from the thermal power generation apparatus 102 is supplied to the cathode 112 via the cathode inlet side flow path 170.
  • a fuel storage unit 122 that stores fuel (natural gas or the like) is connected to the anode 116 via an anode inlet-side flow path 176 and a fuel supply line 130.
  • the fuel in the fuel reservoir 122 is reformed to hydrogen (H 2 ) in the preliminary reformer 124 provided in the fuel supply line 130 and the reformer 118 provided in the fuel cell 6c, and the anode inlet side. It is supplied to the anode 116 via the flow path 176.
  • CO 2 and oxygen (O 2 ) contained in the exhaust gas from the thermal power generator 102 react with electrons to generate carbonate ions (CO 3 2 ⁇ ).
  • Carbonate ions generated at the cathode 112 move through the electrolyte 114 toward the anode 116.
  • hydrogen (H 2 ) supplied via the anode inlet-side flow path 176 reacts with carbonate ions (CO 3 2 ⁇ ) that have moved through the electrolyte 114 to produce water. (H 2 O), CO 2 and electrons are generated.
  • CO 2 supplied to the cathode 112 moves the electrolyte 114 from the cathode 112 to the anode 116 in the form of carbonate ions, and becomes CO 2 by the reaction at the anode 116.
  • the CO 2 produced at the anode 116 flows out into the anode outlet side flow path 128 as a mixed gas (an outlet gas of the anode 116) together with H 2 O and unburned components of the fuel gas (for example, CO and H 2 ).
  • the anode exit gas flowing out to the anode outlet passage 128, the CO 2 concentration than the exhaust gas to be processed is a high CO 2 rich gas.
  • CO 2 contained in the discharged CO 2 rich gas from the anode 116 is collected via the anode outlet passage 128.
  • the CO 2 recovered in this way through the anode outlet side flow path 128 may be compressed by the compressor 150.
  • the reforming reaction of the fuel is an endothermic reaction, and usually it is necessary to apply heat from the outside. Therefore, as shown in FIG. 4, a heat exchanger 126 for raising the temperature of the fuel supplied to the reforming unit 118 via the fuel supply line 130 may be provided on the upstream side of the reforming unit 118. By raising the temperature of the fuel by the heat exchanger 126 and then supplying the fuel to the reforming unit 118, the fuel reforming reaction can be performed efficiently.
  • the heat exchanger 126 raises the temperature of the fuel supplied from the fuel supply line 130 to the reforming unit 118 by heat exchange with the outlet gas (CO 2 rich gas) of the anode 116.
  • the molten carbonate fuel cell operates at a high temperature of approximately 600 ° C. to 700 ° C., and the gas flowing out from the anode 116 has a similar high temperature. Therefore, according to the heat exchanger 126 described above, the fuel reforming reaction can be performed while effectively using the reaction heat generated in the fuel cell 6c.
  • the cathode inlet side flow path 170 is provided with a combustor 119 for burning fuel (for example, fuel from the fuel reservoir 122).
  • fuel for example, fuel from the fuel reservoir 1202.
  • the supplied exhaust gas temperature has a certain high temperature.
  • the fuel is burned in the combustor 119, and the temperature of the exhaust gas on the inlet side of the cathode 112 is raised by the combustion heat, so that the fuel cell 6c can be operated appropriately.
  • the anode outlet side flow path 128 is provided with a CO shift reactor 120 for modifying CO contained in the CO 2 rich gas.
  • CO shift reactor 120 the CO contained in the CO 2 rich gas, for example by reaction with water (H 2 O), configured to convert the CO 2.
  • H 2 O water
  • the CO 2 concentration in the anode outlet side flow path 128 downstream from the CO shift reactor 120 can be increased compared to the upstream side of the CO shift reactor 120. . Thereby, higher purity carbon dioxide can be recovered.
  • the anode outlet side flow path 128 is provided with a CO 2 separator 122 for separating CO 2 from the CO 2 rich gas.
  • CO 2 separator 122 By separating the CO 2 from the CO 2 rich gas by CO 2 separator 122, CO 2 concentration can be further increased in the downstream side of the CO 2 separator 122, it is possible to recover higher purity carbon dioxide.
  • a combustible component such as H 2 or CO contained in the remaining gas obtained by separating CO 2 from the CO 2 rich gas by the CO 2 separator 122 is supplied to the anode 116 of the fuel cell 6c via the anode inlet side flow path 176. You may come to be.
  • the exhaust gas from the thermal power generation apparatus 102 is supplied to the cathode 112 of the fuel cell 6 c and via a bypass channel 178 that branches from the cathode inlet side channel 170.
  • the exhaust heat recovery boiler 140 may be supplied.
  • the exhaust heat recovery boiler 140 shown in FIG. 4 includes a duct (not shown) through which exhaust gas from the thermal power generation apparatus 102 is guided, and a heat exchanger (not shown) provided in the duct.
  • the heat exchanger is configured to generate steam by heat exchange with the exhaust gas flowing through the duct.
  • the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 140 is guided to the steam turbine 142 so as to rotationally drive the steam turbine 142.
  • a generator 144 is connected to the steam turbine 142, and the generator 144 is rotated by the steam turbine 142 to generate electric power.
  • the exhaust gas that has flowed through the duct of the exhaust heat recovery boiler 140 and passed through the heat exchanger is exhausted from the chimney 146.
  • the DC power generated by the fuel cell 6c can be used to start the gas turbine 2 and supply power to the power system 12, and carbon dioxide contained in the exhaust gas from the gas turbine 2 Can be recovered using the fuel cell 6c. Therefore, the power plant 1 can be operated efficiently.
  • the fuel (hydrogen or the like) generated by the electrochemical fuel generation power generation device 6b (or the electrochemical fuel generation device 16 (not shown)) is supplied to the fuel supply line 130 and the anode inlet side flow path 176. May be supplied to the anode 116 of the fuel cell 6c via a gas passage, or may be supplied to the combustor 204 of the gas turbine 2 or the combustor 119 provided in the cathode inlet side flow passage 170 via a flow path (not shown). You may supply.
  • FIGS. 5 to 7 are diagrams for explaining an operation method of the power plant 1 (see, for example, FIGS. 1 to 3) according to some embodiments described above. 5 to 7, the power plant 1 is omitted, and only some of the components of the power plant 1 (the gas turbine 2, the AC motor 4, the AC generator 5, the secondary battery 6a) are shown. Etc.). Moreover, although the case where the operating method of the power plant 1 which concerns on some embodiment is applied to the power plant 1 containing the secondary battery 6a at least below is demonstrated, the similar operating method is electrochemical fuel generation power generation You may apply to the power plant 1 containing the apparatus 6b. 5 to 7, the hatched portion in the secondary battery 6a indicates the electric power stored in the secondary battery 6a.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an operation method of the power plant 1 when regenerative energy is recovered when the gas turbine 2 (plant equipment) as a prime mover is stopped.
  • the AC generator 5 driven by the gas turbine 2 (prime motor) is disconnected from the power system 12. Then, after the AC generator 5 is disconnected from the power system 12, the regenerative power from the AC generator 5 is transferred to the secondary battery 6 a via the rectifier 10 until the gas turbine 2 (prime motor) stops. Supply. Thereby, when the gas turbine 2 (plant equipment) as a prime mover is stopped or decelerated, electric power (regenerative energy) generated using the inertia energy of the rotor of the AC generator 5 is used to generate electricity or generate fuel. It can be performed.
  • a free capacity for the regenerative power is maintained in the secondary battery 6a while the gas turbine 2 is in operation.
  • the gas turbine 2 when the gas turbine 2 is in operation, in the secondary battery 6a, in order to secure the free capacity T1 for the regenerative power, for example, when the free capacity T1 is less than the regenerative power.
  • the power stored in the secondary battery 6a is supplied to the power system 12 to secure a free capacity T1 for regenerative power in the secondary battery 6a (S1).
  • the regenerative power from the AC generator 5 is supplied to the secondary battery 6a via the rectifier 10 until the gas turbine 2 stops ( S2).
  • the AC generator The regenerative power generated in 5 can be recovered in the secondary battery.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an operation method of the power plant 1 when starting the gas turbine 2 (plant equipment) when power from the power system 12 is not supplied due to a power failure or the like.
  • the operation method described with reference to FIG. 6 includes a first inverter 8 provided in parallel to the first inverter 8 between the DC power source 6 including the secondary battery 6a and the power system 12, as shown in FIG.
  • the power plant 1 including two inverters 20 is a target.
  • DC power from the DC power source 6 is supplied to the AC motor 4 for starting plant equipment via the first inverter 8. While the DC power from the DC power source 6 is supplied to the AC motor 4 for starting plant equipment via the first inverter 8, the DC power from the DC power source 6 is supplied to the above-described power via the second inverter 20. It supplies to the demand part 22 (a control apparatus or a pump; refer FIG. 3). As a result, even when power from the power system 12 is not supplied, the AC motor 4 for starting the gas turbine 2 (plant equipment) is provided via the first inverter 8 and the second inverter 20 provided in parallel with each other.
  • the alternating current power of a respectively different frequency can be simultaneously supplied to the electric power demand part 22 required for operation
  • FIG. Therefore, even when electric power from the electric power system 12 is not supplied, it is possible to appropriately supply electric power to the AC motor 4 and the electric power demand unit 22 and appropriately start the gas turbine 2 (plant equipment).
  • a state where an amount of electric power necessary for starting the gas turbine 2 is stored in the secondary battery 6a is maintained.
  • an amount necessary for starting the gas turbine 2 before power from the power system 12 is not supplied due to a power failure or the like, that is, in a state where power from the power system 12 can be supplied.
  • Power T2 of the secondary battery 6a is stored in the secondary battery 6a, the power from one or more power sources (solar battery 6d in the example shown in FIG. 6) different from the secondary battery 6a is used as necessary.
  • the secondary battery 6a is supplied (S12).
  • power is supplied to the secondary battery 6a from one or more power sources different from the secondary battery 6a.
  • power from the power system 12 may be supplied to the secondary battery 6a via the rectifier 10 (S12 ′).
  • the state where the amount of power necessary for starting the gas turbine 2 (plant equipment) is stored in the secondary battery 6a is maintained, the power supply from the power system 12 cannot be received due to a power failure or the like. Even if it exists, the electric power stored in the secondary battery 6a can be supplied to the AC motor 4 via the first inverter 8 to restart the gas turbine 2 (plant equipment) (S13).
  • the “one or more power supplies different from the secondary battery 6a” described above is a solar battery 6d. Then, the generated power of the solar cell 6d is predicted, and the amount of power supplied from the solar cell 6d to the secondary battery 6a is determined in step S12 based on the prediction result. In step S12, the supply amount of power determined in this way is supplied from the solar cell 6d to the secondary battery 6a.
  • the power supply amount from the solar cell 6d to the secondary battery 6a is determined based on the predicted generated power, and other power sources (for example, other than the power system 12, the secondary battery 6a, and the solar battery 6d). By determining the amount of power supplied from the DC power source 6 or the like to the secondary battery 6a, the amount of electricity stored in the secondary battery 6a can be appropriately maintained.
  • power is supplied from the solar cell 6d to the secondary battery 6a in a time zone in which the power generated by the solar cell 6d is predicted to reach the amount T2 necessary for starting the gas turbine 2 (plant equipment). Moreover, in the time zone when it is predicted that the power generated by the solar cell 6d does not reach the amount T2 required for starting the gas turbine 2 (plant equipment), power is supplied from the solar cell 6d to the secondary battery 6a. For example, power from the power system 12 is supplied to the secondary battery 6a via the rectifier 10 as the power shortage of the necessary amount T2.
  • the method for predicting the power generated by the solar cell 6d is, for example, “Solar Power Generation Prediction Technology Development Demonstration Project Ex-post Evaluation Report” (issued in November 2015, Ministry of Economy, Trade and Industry, Industrial Structure Council, Industrial Technology Environment Subcommittee It can be obtained by referring to the description of the R & D / Innovation Subcommittee.
  • FIG. 7 shows a power plant 1 including a secondary battery 6a as a DC power source 6 and one or more power sources (solar cells 6d in the example shown in FIG. 7) different from the secondary battery (see FIGS. 1 to 3). It is a figure which shows the driving
  • the solar battery 6d (one or more power sources different from the secondary battery 6a) is used rather than the DC power stored in the secondary battery 6a.
  • Priority is given to the direct current power from the first inverter 8 and the alternating current motor 4 is supplied via the first inverter 8.
  • DC power from the solar cell 6 d is given priority over the secondary battery 6 a via the first inverter 8. 4 (S21).
  • the power from the secondary battery 6a cannot cover the entire amount of power necessary for starting the AC motor 4, the shortage of power is supplied from the secondary battery 6a through the first inverter 8 to the AC motor. 4 (S22).
  • the DC power from the power source (solar cell 6d in the above example) different from the secondary battery 6a is preferentially supplied to the AC motor 4 over the DC power stored in the secondary battery 6a.
  • the gas turbine 2 plant equipment can be started using the secondary battery 6a having a lower capacity.
  • an expression representing a relative or absolute arrangement such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial”. Represents not only such an arrangement strictly but also a state of relative displacement with tolerance or an angle or a distance to obtain the same function.
  • an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
  • expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes in a strict geometric sense, but also within a range where the same effects can be obtained.
  • a shape including an uneven portion or a chamfered portion is also expressed.
  • the expression “comprising”, “including”, or “having” one constituent element is not an exclusive expression for excluding the existence of another constituent element.
  • a transformer when it is necessary to convert the voltage, a transformer can be added to the AC circuit and a DC / DC converter can be added to the DC circuit as appropriate. Moreover, when the transformer and DC / DC converter described in this specification are unnecessary, they can be removed. The technical scope of the present invention is irrelevant to the presence or position of these transformers and DC / DC converters.

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Abstract

発電プラントは、プラント機器と、前記プラント機器を始動させるための交流電動機と、少なくとも一つの直流電源と、前記少なくとも一つの直流電源と前記交流電動機との間、かつ、前記少なくとも一つの直流電源と電力系統との間に設けられた第１インバータと、を備え、前記第１インバータは、前記少なくとも一つの直流電源からの直流電力を交流電力に変換するとともに、該交流電力を前記交流電動機又は前記電力系統に選択的に供給可能に構成される。

Description

発電プラント及び発電プラントの運転方法
　本開示は、発電プラント及び発電プラントの運転方法に関する。
　電力系統の電源として、直流電源が用いられる場合がある。
　例えば、特許文献１には、太陽光発電パネル及びバッテリーを含む直流電源が、接続点の集合であるＤＣ結合で束ねられるとともに、インバータを介して商用電力系統に接続された電力供給システムが開示されている。
国際公開第２０１１／１１４４２２号
　ところで、発電プラントのプラント機器の一部（例えば、ガスタービン、エンジン、ボイラ給水ポンプ等）は、始動時に交流電動機によって駆動される。こうしたプラント機器の始動を目的とした交流電動機は、インバータを介して任意の周波数の交流電力の供給を受けて回転数が調整可能になっている。
　しかしながら、プラント機器の通常運転時において、始動用の交流電動機への電力供給が不要であるため、始動用の交流電動機に電力を供給するために用いられるインバータの稼働率が低いため、インバータの設置コストを回収することが難しいという問題があった。
　この点、特許文献１には、そもそも発電プラントのプラント機器を始動させるための交流電動機への電力供給を低コストで実現可能な構成は開示されていない。
　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、プラント機器の始動用の電動機に低コストで電力を供給可能な発電プラント及び発電プラントの運転方法を提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る発電プラントは、
　プラント機器と、
　前記プラント機器を始動させるための交流電動機と、
　少なくとも一つの直流電源と、
　前記少なくとも一つの直流電源と前記交流電動機との間、かつ、前記少なくとも一つの直流電源と電力系統との間に設けられた第１インバータと、を備え、
　前記第１インバータは、前記少なくとも一つの直流電源からの直流電力を交流電力に変換するとともに、該交流電力を前記交流電動機又は前記電力系統に選択的に供給可能に構成される。
　上記（１）の構成によれば、直流電源からの直流電力を第１インバータで交流電力に変換し、該交流電力を交流電動機又は電力系統に選択的に供給可能であるので、第１インバータからの直流電力を、プラント機器の始動時には交流電動機に、プラント機器の始動時以外のときには電力系統にそれぞれ供給可能である。このように、プラント機器始動用の電動機へ電力を供給するためのインバータと、該電動機に供給する電力とは異なる規定周波数にて電力系統に送電するためのインバータとを共通化することで、インバータの設備コストを低減可能である。よって、プラント機器の始動用の電動機に低コストで電力を供給することができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
　前記第１インバータと前記電力系統との接続状態を切り替えるための第１開閉器と、
　前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータ及び前記第１開閉器に対して並列に設けられ、前記電力系統からの交流電力を直流電力に変換するための整流器と、
　前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータ及び前記第１開閉器に対して並列に設けられ、前記整流器と前記電力系統との接続状態を切り替えるための第２開閉器と、
をさらに備え、
　前記少なくとも一つの直流電源は、前記整流器からの直流電流を受け取るように構成された二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含む。
　上記（２）の構成によれば、第１インバータを介して直流電源からの電力を電力系統に供給可能であるとともに、例えば電力需要が大きくない時間帯等、直流電源からの電力を電力系統に供給しないときに、電力系統からの電力を整流器を介して二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置に供給して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。よって、電力需要等に応じて、発電プラントを効率的に運転することができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
　前記プラント機器としての原動機によって駆動されるように構成され、前記電力系統に連系可能に構成された交流発電機と、
　前記直流電源と前記交流発電機との間に設けられ、前記交流発電機からの交流電力を直流電力に変換するための整流器と、を備え、
　前記少なくとも一つの直流電源は、前記整流器からの直流電力を受け取るように構成された二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含む。
　上記（３）の構成によれば、プラント機器によって駆動される交流発電機によって生成される電力を電力系統に供給可能である。一方、交流発電機の電力系統からの解列時には、交流発電機からの電力を整流器を介して二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置に供給して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。例えば、プラント機器（原動機）の停止時における回生エネルギーを利用して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。よって、電力需要等に応じて、発電プラントを効率的に運転することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
　前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータに対して並列に設けられた第２インバータを備え、
　前記第２インバータは、前記第１インバータが前記交流電動機に交流電流を供給している間、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記交流電動機とは別の電力需要部に供給するように構成される。
　上記（４）の構成によれば、例えば停電等のため、電力系統からの電力が供給されない場合であっても、互いに並列に設けられた第１インバータ及び第２インバータを介して、プラント機器始動用の交流電動機及び発電プラントの運転に必要な電力需要部（例えば制御機器等）に、それぞれ異なる周波数の交流電力を供給することができる。よって、電力系統からの電力が供給されない場合であっても、交流電動機及び電力需要部に適切に電力を供給して、プラント機器を適切に始動させることができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
　前記プラント機器としての原動機によって駆動されるように構成され、前記電力系統に連系される交流発電機を備え、
　前記交流発電機は、前記原動機を始動させるための前記交流電動機として機能するように構成される。
　上記（５）の構成によれば、プラント機器（原動機）によって駆動される交流発電機を、該プラント機器（原動機）を始動させるための交流電動機としても使用可能であるので、設備コスト及び設置面積を低減することができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
　前記プラント機器としての原動機によって駆動されるように構成され、前記電力系統に連系される交流発電機を備え、
　前記交流発電機は、該交流発電機の励磁電力として前記直流電源からの直流電力が供給されるように構成される。
　上記（６）の構成によれば、直流電源からの直流電力の電力系統又は交流電動機（プラント機器の始動時に限る。）への供給が可能であることに加えて、プラント機器の運転時においてプラント機器（原動機）によって駆動される交流発電機に直流電源からの直流電力を励磁電力として供給可能である。よって、発電プラントの設備コスト及び設置面積を低減することができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、前記交流電動機として、前記交流発電機を兼用する。
　上記（７）の構成によれば、プラント機器（原動機）によって駆動される交流発電機を、該プラント機器（原動機）を始動させるための交流電動機として兼用するので、設備コスト及び設置面積を低減することができる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
　前記プラント機器はガスタービンを含み、
　前記交流電動機は、前記ガスタービンを駆動するように構成される。
　ガスタービンを適切に始動させるためには、ガスタービンを始動させるための交流電動機の回転数を、ゼロから徐々に増加させる必要がある。
　この点、上記（８）の構成によれば、ガスタービンの始動時には、第１インバータを介して、交流電流の周波数をゼロから徐々に増加させながら交流電流を電動機に供給するとともに、ガスタービンの始動時以外には、第１インバータを介して、規定周波数にて交流電流を電力系統に供給することができる。よって、設備コストを低減しながら、プラント機器始動用の電動機及び電力系統に対して効率的に電力を供給することができる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
　前記少なくとも１つの直流電源は、アノードと、二酸化炭素を含むガスが供給されるように構成されたカソードと、前記二酸化炭素由来の炭酸イオンを前記カソードから前記アノードに移動させるように構成された電解質と、を含む燃料電池を含み、
　前記カソードは、前記二酸化炭素を含むガスとして、前記ガスタービンからの排ガスが供給されるように構成される。
　上記（９）の構成によれば、燃料電池で生成した直流電力を用いてガスタービンの始動及び電力系統への電力供給ができるとともに、ガスタービンからの排ガスに含まれる二酸化炭素を、燃料電池を用いて回収することができる。よって、発電プラントを効率的に運転することができる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、
　前記少なくとも一つの直流電源に対して並列に設けられた電気化学式燃料生成装置をさらに備える。
　上記（１０）の構成によれば、直流電源に対して並列に設けられた電気化学式燃料生成装置に直流電力を供給することで、該電気化学式燃料生成装置によって燃料を生成することができる。よって、発電プラントを効率的に運転することができる。
（１１）本発明の一実施形態に係る発電プラントの運転方法は、
　プラント機器と、交流電動機と、少なくとも１つの直流電源と、前記直流電源と前記交流電動機との間、かつ、前記直流電源と電力系統との間に設けられた第１インバータと、を含む発電プラントの運転方法であって、
　前記少なくとも１つの直流電源で直流電力を生成するステップと、
　前記第１インバータにより前記直流電力を交流電力に変換するステップと、
　前記第１インバータから交流電力を前記交流電動機に供給して、前記プラント機器を始動させるステップと、
　前記プラント機器の始動後、前記プラント機器の稼働中に、前記第１インバータから交流電力を前記電力系統に供給するステップと、
を備える。
　上記（１１）の方法によれば、直流電源からの直流電力を第１インバータで交流電力に変換し、第１インバータからの直流電力を、プラント機器の始動時には交流電動機に、プラント機器の始動時以外のときには電力系統にそれぞれ供給する。このように、プラント機器始動用の電動機へ電力を供給するためのインバータと、該電動機に供給する電力とは異なる規定周波数にて電力系統に送電するためのインバータとを共通化することで、インバータの設備コストを低減可能である。よって、プラント機器の始動用の電動機に低コストで電力を供給することができる。
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の方法において、
　前記発電プラントは、前記直流電源と前記電力系統との間において前記第１インバータに対して並列に設けられた整流器をさらに含み、
　前記少なくとも１つの直流電源は、二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含み、
　前記プラント機器の稼働中に、前記少なくとも一つの直流電源からの直流電力を前記第１インバータによって交流電力に変換し、該交流電力を前記電力系統に供給するステップと、
　前記電力系統において電力需要が規定値以下に低下したときに、前記電力系統からの交流電力を前記整流器によって直流電力に変換し、該直流電力を前記二次電池又は前記電気化学式燃料生成発電装置に供給するステップと、
を備える。
　上記（１２）の方法によれば、第１インバータを介して直流電源からの電力を電力系統に供給可能であるとともに、例えば電力需要が大きくない時間帯等、直流電源からの電力を電力系統に供給しないときに、電力系統からの電力を整流器を介して二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置に供給して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。よって、電力需要等に応じて、発電プラントを効率的に運転することができる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１１）又は（１２）の方法において、
　前記発電プラントは、前記プラント機器としての原動機によって駆動されるとともに前記電力系統に連系される交流発電機と、前記直流電源と前記交流発電機との間に設けられた整流器と、を備え、
　前記少なくとも１つの直流電源は、二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含み、
　前記交流発電機を前記電力系統から解列させるステップと、
　前記交流発電機を解列させた後、前記原動機が停止するまでの間、前記交流発電機からの回生電力を、前記整流器を介して前記二次電池又は前記電気化学式燃料生成発電装置に供給するステップと、
を備える。
　上記（１３）の方法によれば、プラント機器によって駆動される交流発電機によって生成される電力を電力系統に供給可能である。一方、交流発電機の電力系統からの解列時には、交流発電機からの電力を整流器を介して二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置に供給して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。例えば、プラント機器（原動機）の停止時における回生エネルギーを利用して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。よって、電力需要等に応じて、発電プラントを効率的に運転することができる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、
　前記少なくとも１つの直流電源は二次電池を含み、
　前記プラント機器の稼働中、前記二次電池において前記回生電力分の空き容量を維持するステップをさらに備える。
　上記（１４）の方法によれば、プラント機器の稼働中に、二次電池において回生電力分の空き容量を維持するので、プラント機器が停止する場合に、プラント機器の回生電力を二次電池に回収することができる。
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１１）乃至（１４）の何れかの方法において、
　前記発電プラントは、前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータに対して並列に設けられた第２インバータを含み、
　前記第１インバータが前記プラント機器の始動のために前記交流電動機に交流電流を供給している間、前記直流電源からの直流電力を前記第２インバータによって交流電力に変換して前記交流電動機とは別の電力需要部に供給するステップをさらに備える。
　上記（１５）の方法によれば、例えば停電等のため、電力系統からの電力が供給されない場合であっても、互いに並列に設けられた第１インバータ及び第２インバータを介して、プラント機器始動用の交流電動機及び発電プラントの運転に必要な電力需要部（例えば制御機器等）に、それぞれ異なる周波数の交流電力を供給することができる。よって、電力系統からの電力が供給されない場合であっても、交流電動機及び電力需要部に適切に電力を供給して、プラント機器を適切に始動させることができる。
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１１）乃至（１５）の何れかの方法において、
　前記少なくとも１つの直流電源は二次電池を含み、
　前記プラント機器の稼働中、前記プラント機器の始動に必要な量の電力が前記二次電池に蓄電された状態を維持するステップをさらに備える。
　上記（１６）の方法によれば、プラント機器の稼働中、プラント機器の始動に必要な量の電力が二次電池に蓄電された状態を維持するので、停電等により電力系統からの電力供給が受けられない場合であっても、プラント機器を再始動することができる。
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１６）の方法において、
　前記少なくとも１つの直流電源は、前記二次電池とは別の１以上の電源をさらに含み、
　前記維持するステップでは、前記プラント機器の始動に必要な量の電力が前記二次電池に蓄電された状態とするために、前記１以上の電源から前記二次電池に電力を供給する。
　上記（１７）の方法によれば、１以上の電源から二次電池に電力を供給することにより、プラント機器の始動に必要な量の電力が二次電池に蓄電された状態を維持することができる。このため、停電等により電力系統からの電力供給が受けられない場合であっても、プラント機器を再始動することができる。
（１８）幾つかの実施形態では、上記（１７）の方法において、
　前記１以上の電源は太陽電池を含み、
　前記太陽電池の発電電力を予測するステップと、
　前記予測するステップでの予測結果に基づいて、前記維持するステップにおける前記太陽電池から前記二次電池への電力供給量を決定するステップと、をさらに備える。
　上記（１８）の方法によれば、太陽電池の発電電力の予測結果に基づいて決定された量の電力を太陽電池から二次電池に供給して二次電池における蓄電量を維持する。これにより、停電等により電力系統からの電力供給が受けられない場合であっても、より確実にプラント機器を再始動することができる。
（１９）幾つかの実施形態では、上記（１１）乃至（１６）の何れかの方法において、
　前記少なくとも１つの直流電源は、二次電池と、前記二次電池とは別の１以上の電源と、を含み、
　前記プラント機器を始動させるステップでは、前記二次電池に蓄電された直流電力よりも、前記１以上の電源からの直流電力を優先して前記第１インバータを介して前記交流電動機に供給する。
　上記（１９）の方法によれば、二次電池に蓄電された直流電力よりも、二次電池とは別の電源からの直流電力を優先して交流電動機に供給するので、より低容量の二次電池を用いて、プラント機器を始動させることができる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、プラント機器の始動用の電動機に低コストで電力を供給可能な発電プラント及び発電プラントの運転方法が提供される。
一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。 一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。 一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。 一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。 一実施形態に係る発電プラントの運転方法を説明するための図である。 一実施形態に係る発電プラントの運転方法を説明するための図である。 一実施形態に係る発電プラントの運転方法を説明するための図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　以下、本発明の幾つかの実施形態として、プラント機器としてガスタービンを備える発電プラントについて説明する。ただし、本発明に係る発電プラントのプラント機器は、交流電動機によって始動されるものであれば特に限定されず、例えば、エンジン又はボイラ給水ポンプ等であってもよい。
　図１～図３は、一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。図１～図３に示すように、発電プラント１は、プラント機器としてのガスタービン２と、ガスタービン２（プラント機器）を始動させるための交流電動機４と、少なくとも１つの直流電源６（直流電源６ａ～６ｄ；以降、まとめて直流電源６と称することがある。）と、第１インバータ８と、を備える。
　発電プラント１と電力系統１２とは接続可能になっており、発電プラント１に含まれる発電設備から電力系統１２に電力を供給し、又は、電力系統１２から発電プラント１に電力を受給することができるようになっている。発電プラント１と電力系統１２との間には、開閉器１３及び変圧器１４が設けられており、開閉器１３によって発電プラント１と電力系統１２との接続状態が切り替えられるとともに、変圧器１４によって、発電プラント１と電力系統１２との間で電力を供給又は受給する際の電圧を調整するようになっている。
　プラント機器は、回転シャフト３を介して始動用の交流電動機４に連結され、交流電動機４によって回転シャフトが回転駆動されることによって始動するように構成される。プラント機器は、図１～図３に示すガスタービン２の他、エンジン又はボイラ給水ポンプ等であってもよい。
　プラント機器は、発電機を駆動する原動機として機能するようになっていてもよい。
　図１～図３に示す例示的な実施形態では、ガスタービン２（プラント機器）に交流発電機５が連結されており、原動機としてのガスタービン２によって交流発電機５が駆動されるようになっている。交流発電機５は、電力系統１２に連系可能になっており、交流発電機５と電力系統１２との間に設けられた開閉器３４によって、交流発電機５と電力系統１２との接続状態が切り替えられるようになっている。
　図２に示す例示的な実施形態では、ガスタービン２に連結された交流発電機５は、ガスタービン２（交流発電機５を駆動する原動機）を始動させるための交流電動機４としても機能するように構成される。
　交流発電機５は、例えば、ガスタービン２の回転シャフト３と連動して回転する回転子巻線（界磁巻線；不図示）と、変圧器１４に接続される固定子巻線（電機子巻線；不図示）と、を有していてもよい。この交流発電機５が交流電力を生成するための発電機として機能する場合、回転子巻線（界磁巻線）に励磁電流が供給されると、ガスタービン２の回転シャフト３の回転に伴い固定子巻線（電機子巻線）に交流電力が生じる。一方、交流発電機５が交流電動機４として機能する場合、固定子巻線に交流電流が供給されると、この交流電流に応じて回転子巻線に作用する力が発生して回転子巻線が回転し、これに伴い交流発電機５に連結されるガスタービン２の回転シャフト３が回転する。このように、交流発電機５は、交流電動機４としても機能し得る。
　直流電源６は、直流電力を送出可能な装置であり、例えば、一次電池、二次電池（蓄電池）、燃料電池又は太陽電池等の各種電池を含んでいてもよい。
　直流電源６は、直流電力を受け取って蓄電する機能を有していてもよい。このような直流電源６の例として、二次電池（蓄電池）が挙げられる。
　あるいは、直流電源６は、直流電力を受け取って燃料を生成する機能を有する電気化学式燃料生成発電装置であってもよい。このような電気化学式燃料生成発電装置の例として、水を電気分解することにより水素（燃料）を生成可能であるとともに、水素（燃料）を消費して電力を生成可能なＳＯＥＣ／ＳＯＦＣ（Ｓｏｌｉｄ　Ｏｘｉｄｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ　Ｃｅｌｌ／Ｓｏｌｉｄ　Ｏｘｉｄｅ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ）が挙げられる。
　図１及び図３に示す例示的な実施形態では、発電プラント１は、二次電池６ａ、電気化学式燃料生成発電装置６ｂ、燃料電池６ｃ、及び太陽電池６ｄを備える。また、図２に示す例示的な実施形態では、発電プラント１は、二次電池６ａと、太陽電池６ｄと、を備える。
　図１及び図３に示すように、電気化学式燃料生成発電装置６ｂには、電気化学式燃料生成発電装置６ｂにて生成された燃料を貯留するための燃料貯留部７が設けられていてもよい。
　電気化学式燃料生成発電装置６ｂで生成された燃料は、例えば、直流電源６としての燃料電池６ｃに供給されてもよく、あるいは、ガスタービン２等の発電プラント１を構成する機器に供給されてもよい。
　なお、発電プラント１は、直流電源６と並列に、直流電力を受け取って燃料を生成するように構成された電気化学式燃料生成装置１６が設けられていてもよい。電気化学式燃料生成装置１６には、電気化学式燃料生成装置１６にて生成された燃料を貯留するための燃料貯留部１７が設けられていてもよい。
　電気化学式燃料生成装置１６で生成された燃料は、例えば、直流電源６としての燃料電池６ｃに供給されてもよく、あるいは、ガスタービン２等の発電プラント１を構成する機器に供給されてもよい。
　第１インバータ８は、直流電源６と交流電動機４との間、かつ、直流電源６と電力系統１２との間に設けられている。そして、第１インバータ８は、直流電源６からの直流電力を交流電力に変換するとともに、該交流電力を交流電動機４又は電力系統１２に選択的に供給可能に構成されている。
　すなわち、第１インバータ８と交流電動機４との間、及び、第１インバータ８と電力系統１２との間には、開閉器３２及び開閉器３６（第１開閉器）がそれぞれ設けられており、これらの開閉器３２，３６によって電路を開閉することにより、第１インバータ８と交流電動機４との接続状態、及び、第１インバータ８と電力系統１２との接続状態を切り替え可能になっている。
　このように、幾つかの実施形態に係る発電プラント１では、直流電源６からの直流電力を第１インバータ８で交流電力に変換し、該交流電力を交流電動機４又は電力系統１２に選択的に供給可能である。よって、第１インバータ８からの直流電力を、ガスタービン２（プラント機器）の始動時には交流電動機に、ガスタービン２（プラント機器）の始動時以外のときには電力系統１２にそれぞれ供給可能である。
　例えば、プラント機器としてのガスタービン２を停止状態から始動させるとき、第１インバータ８を介してプラント機器始動用の交流電動機４に交流電力を供給する。ここで、ガスタービン２の始動時には、ガスタービン２に慣性エネルギーを与えるため、ガスタービン２の回転数をゼロから徐々に増加させる必要がある。このため、交流電動機４の回転数がゼロから徐々に増加するように、交流電動機４に供給する交流電力の周波数を制御するする必要がある。このように、ガスタービン２の始動に適した周波数の交流電力が適切に交流電動機４供給されるように、第１インバータ８では、交流電動機４に供給される交流電力の周波数が調整される。
　そして、ガスタービン２の回転数がある程度上昇したところで、ガスタービン２に燃料が供給され、燃料を燃焼させて生成される燃焼ガスによりタービンに回転力を与え、ガスタービン２の回転数をさらに上昇させる。そして、ガスタービン２の回転数が、電力系統１２の規定周波数（例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に対応する回転数（例えば３０００ｒｐｍ又は３６００ｒｐｍ）になれば（即ち系統周波数に同期したら）、第１インバータ８と交流電動機４との接続を切断し、第１インバータ８から交流電動機４への電力の供給を停止させる。すなわち、ガスタービン２の始動後、通常運転時（稼働時）には、燃料の燃焼ガスによりガスタービン２が駆動されるので、第１インバータ８を介しての交流電力の供給は通常不要である。
　また、ガスタービン２の始動時以外（例えば、ガスタービン２の稼働中）には、第１インバータ８からの交流電力を、プラント機器始動用の交流電動機４に供給する必要はない。そこで、第１インバータ８において、例えば、交流電力を電力系統１２の規定周波数（例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に調節して、電力系統１２に供給することができる。
　このように、上述した実施形態に係る発電プラント１では、プラント機器始動用の交流電動機４へ電力を供給するためのインバータ（第１インバータ８）と、該交流電動機４に供給する電力とは異なる規定周波数にて電力系統１２に送電するためのインバータ（第１インバータ８）とを共通化することで、インバータの設備コストを低減可能である。よって、ガスタービン２（プラント機器）の始動用の交流電動機４に低コストで電力を供給することができる。
　また、従来、プラント機器始動用の電動機を駆動するための電力として、電力系統からの電力を使用することが通常であった。この点、上述の実施形態に係る発電プラント１では、プラント機器始動用の交流電動機４を駆動するための電力を、直流電源６から供給するようにしたので、電力需要が大きいときであっても、電力系統１２からの電力を消費せずに、プラント機器を始動させることができる。
　なお、図１～図３に示すように、第１インバータ８と各直流電源６との間には、各直流電源６と、第１インバータ８との接続状態を切り替えるための開閉器４２ａ～４２ｄ（以降、まとめて開閉器４２と称することがある。）が設けられていてもよい。また、第１インバータ８と電気化学式燃料生成装置１６との間には、電気化学式燃料生成装置１６と第１インバータ８との接続状態を切り替えるための開閉器４４が設けられていてもよい。
　また、図２に示すように、第１インバータ８と各直流電源６との間には、直流電力の電圧を変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１８ａ、１８ｄ等（図２参照）が設けられていてもよい。また、図示しないが、第１インバータ８と電気化学式燃料生成装置１６（図１及び図３参照）との間には、直流電力の電圧を変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータが設けられていてもよい。
　幾つかの実施形態では、発電プラント１は、図１～図３に示すように、整流器１０及び開閉器３８（第２開閉器）を備える。整流器１０及び開閉器３８（第２開閉器）は、直流電源６と電力系統１２との間において、第１インバータ８及び開閉器３６（第１開閉器）に対して並列に設けられる。整流器１０は、電力系統１２からの交流電力を直流電力に変換するように構成されている。また、開閉器３８は、整流器１０と電力系統１２との接続状態を切り替えるように構成されている。そして、少なくとも１つの直流電源６は、整流器１０からの直流電力を受け取るように構成された二次電池６ａ又は電気化学式燃料生成発電装置６ｂを含む。
　開閉器３６（第１開閉器）及び開閉器３８（第２開閉器）を操作して、第１インバータ８と電力系統１２とを接続させることにより、二次電池６ａ又は電気化学式燃料生成発電装置６ｂを含む直流電源６からの直流電力を、第１インバータ８を介して電力系統１２に供給することができる。
　また、開閉器３６（第１開閉器）及び開閉器３８（第２開閉器）を操作して、整流器１０と電力系統１２とを接続させることにより、電力系統１２からの交流電力を、整流器１０で直流電力に変換して、二次電池６ａ又は電気化学式燃料生成発電装置６ｂを含む直流電源６に供給することができる。
　例えば、二次電池６ａが整流器１０からの直流電力を受け取る場合、二次電池６ａに電力が蓄電される。また、電気化学式燃料生成発電装置６ｂが整流器１０からの直流電力を受け取る場合、電気化学式燃料生成発電装置６ｂにて電気分解により燃料が生成される。
　このように、整流器１０及び開閉器３８（第２開閉器）を備える発電プラント１では、例えば電力需要が大きい時間帯には、第１インバータ８を介して直流電源６からの電力を電力系統１２に供給可能であるとともに、電力需要が大きくない時間帯等、直流電源６からの電力を電力系統１２に供給しないときに、電力系統１２からの電力を整流器１０を介して二次電池６ａ又は電気化学式燃料生成発電装置６ｂに供給して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。よって、電力需要等に応じて、発電プラント１を効率的に運転することができる。
　幾つかの実施形態では、発電プラント１は、図１～図３に示すように、直流電源６と交流発電機５との間に設けられた整流器１１を備えている。整流器１１は、交流発電機５からの交流電力を直流電力に変換するように構成されている。そして、少なくとも１つの直流電源６は、整流器１０からの直流電力を受け取るように構成された二次電池６ａ又は電気化学式燃料生成発電装置６ｂを含む。
　なお、図１～図３に示す例示的な実施形態では、交流発電機５からの交流電力は、開閉器３４及び開閉器３８を介して、整流器１１に流れるようになっている。
　また、図１～図３に示す例示的な実施形態において、整流器１１は、上述した整流器１０と同一のものである。
　このように、整流器１１を備える発電プラント１では、交流発電機５の電力系統１２への連系時には、原動機としてのガスタービン２（プラント機器）によって駆動される交流発電機５によって生成される電力を電力系統１２に供給可能である。一方、交流発電機５の電力系統１２からの解列時には、交流発電機５からの電力を整流器１１を介して二次電池６ａ又は電気化学式燃料生成発電装置６ｂに供給して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。例えば、原動機としてのガスタービン２（プラント機器）を停止又は減速させるときに、交流発電機５のロータの慣性エネルギーを用いて生成される電力（回生エネルギー）を利用して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。よって、電力需要等に応じて、発電プラント１を効率的に運転することができる。
　幾つかの実施形態では、発電プラント１は、図３に示すように、直流電源６と電力系統１２との間において、第１インバータ８に対して並列に設けられた第２インバータ２０を備える。第２インバータ２０は、第１インバータ８が交流電動機４に交流電流を供給している間、直流電源６からの直流電力を交流電力に変換して交流電動機４とは別の電力需要部２２に供給するように構成される。ここで、電力需要部２２は、例えば、発電プラント１における制御装置又はポンプ（潤滑油ポンプ又は冷却水ポンプ等）等を含む補機であってもよい。
　第２インバータ２０と電力需要部２２との間には、第２インバータ２０と電力需要部２２の接続状態を切り替えるための開閉器４０、及び、電力需要部２２に供給される電力の電圧を調節するための変圧器２４が設けられていてもよい。
　このように、第１インバータ８及び第２インバータ２０を備える発電プラント１では、例えば停電等のため、電力系統１２からの電力が供給されない場合であっても、互いに並列に設けられた第１インバータ８及び第２インバータ２０を介して、ガスタービン２（プラント機器）始動用の交流電動機４、及び、発電プラント１の運転に必要な電力需要部２２に、それぞれ異なる周波数の交流電力を同時に供給することができる。よって、電力系統１２からの電力が供給されない場合であっても、交流電動機４及び電力需要部２２に適切に電力を供給して、ガスタービン２（プラント機器）を適切に始動させることができる。
　また、ガスタービン２の始動時以外（例えば、ガスタービン２の稼働中）には、第１インバータ８及び第２インバータ２０をともに規定の系統周波数で運転することにより、直流電源６からの電力を、第１インバータ８及び第２インバータ２０を介して、電力系統１２に供給することができる。よって、発電プラント１から電力系統１２への電力供給量を増大させることができる。
　幾つかの実施形態では、原動機としてのガスタービン２（プラント機器）によって駆動される交流発電機５は、同期発電機であってもよい。この場合、交流発電機５には、励磁電力として直流電源６からの直流電力が供給されるようになっていてもよい。
　例えば、図１～図３に示す例示的な実施形態において、交流発電機５の界磁巻線（不図示）に、励磁電力として、直流電源６からの直流電力が開閉器４６を介して供給されるようになっていてもよい。
　この場合、直流電源６からの直流電力の電力系統１２又は交流電動機４（プラント機器の始動時に限る。）への供給が可能であることに加えて、ガスタービン２（プラント機器）の運転時において原動機としてのガスタービン２（プラント機器）によって駆動される交流発電機５に直流電源６からの直流電力を励磁電力として供給可能である。よって、発電プラント１の設備コスト及び設置面積を低減することができる。
　図４は、一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。図４に示す発電プラント１は、プラント機器としてガスタービン２を含み、ガスタービン２に連結される交流発電機５は、原動機としてのガスタービン２に駆動されるようになっている。また、交流発電機５は、ガスタービン２を始動させるための交流電動機４としても機能する。図２に示す発電プラント１における各構成機器の接続形態は、図２に示すものと同様である。ただし、図４においては、直流電源として、二次電池６ａ、電気化学式燃料生成発電装置６ｂ、及び、燃料電池６ｃが示されているが、他の直流電源６（例えば太陽電池６ｄ等）を含んでいてもよく、また、上述した電気化学式燃料生成装置１６（図１及び図３参照）をさらに含んでいてもよい。
　図４に示す発電プラント１において、燃料電池６ｃは、アノード１１６と、二酸化炭素を含むガスが供給されるように構成されたカソード１１２と、前記二酸化炭素由来の炭酸イオンをカソード１１２からアノード１１６に移動させるように構成された電解質１１４と、を含む。そして、燃料電池６ｃのカソード１１２には、二酸化炭素を含むガスとして、ガスタービン２からの排ガスが供給されるようになっている。
　以下、図４に示す発電プラント１について、より具体的に説明する。
　図４に示すように、発電プラント１は、ガスタービン２を含む火力発電装置１０２と、二酸化炭素回収システム１０３と、を備えた火力発電プラントである。二酸化炭素回収システム１０３は、火力発電装置１０２からの排ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）を回収するように構成される。
　図４に示す例示的な実施形態では、火力発電装置１０２は、ガスタービン２の燃焼ガスを用いて発電を行う発電装置である。他の幾つかの実施形態では、火力発電装置１０２は、燃料の燃焼により生成する燃焼ガス又は燃焼熱を用いて発電を行うガスタービン以外の装置であってもよい。火力発電装置１０２は、例えば、ボイラ又はガスタービンを含む発電装置、又は、ガスタービン複合発電（ＧＴＣＣ）又は石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ）等の発電装置であってもよい。
　二酸化炭素回収システム１０３は、火力発電装置１０２における燃焼生成ガスを含む排ガスに含まれるＣＯ２を回収するように構成されている。例えば、火力発電装置１０２が燃焼器を含むボイラ又はガスタービンを備える場合、二酸化炭素回収システム１０３は、該ボイラ又はガスタービンからの排ガスに含まれるＣＯ２を回収するように構成されていてもよい。あるいは、火力発電装置１０２が、ガスタービン等からの排ガスの熱を回収するための排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）を備える場合、二酸化炭素回収システム１０３は、該排熱回収ボイラからの排ガスに含まれるＣＯ２を回収するように構成されていてもよい。
　図４に示す例示的な実施形態では、火力発電装置１０２は、ガスタービン２を含む火力発電装置である。図４に示す実施形態において、二酸化炭素回収システム１０３は、ガスタービン２からの排ガスに含まれるＣＯ２を回収するように構成される。
　図４に示すガスタービン２は、空気を圧縮するための圧縮機２０２と、燃料（例えば天然ガス等）を燃焼させて燃焼ガスを発生させるための燃焼器２０４と、燃焼ガスにより回転駆動されるように構成されたタービン２０６と、を備える。
　燃焼器２０４には、燃料貯留部１２２から燃料（例えば天然ガス）が供給されるようになっている。また、燃焼器２０４には圧縮機２０２で圧縮された空気が送り込まれるようになっており、この圧縮空気は、燃焼器２０４において燃料が燃焼する際の酸化剤としての役割を有する。
　タービン２０６には回転シャフト３を介して交流発電機５が連結されており、タービン２０６の回転エネルギーによって交流発電機５が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン２０６で仕事を終えた燃焼ガスは、排ガスとしてタービン２０６から排出されるようになっている。
　図４に示す例示的な実施形態では、二酸化炭素回収システム１０３は、燃料電池６ｃを介して、火力発電装置１０２からの排ガスに含まれるＣＯ２を回収するように構成されている。
　燃料電池６ｃは、カソード１１２と、アノード１１６と、カソード１１２とアノード１１６の間に配置される電解質１１４と、を含む。燃料電池６ｃのカソード１１２には、ＣＯ２を含む排ガスが供給されるようになっている。また、電解質１１４は、排ガス中に含まれるＣＯ２由来の炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）をカソード１１２からアノード１１６に移動させるように構成されている。
　燃料電池６ｃは、電解質１１４として炭酸塩を用いた溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ：　Ｍｏｌｔｅｎ　Ｃａｒｂｏｎａｔｅ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ）であってもよい。電解質１１４として用いられる炭酸塩は、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、又は炭酸カリウム等であってもよく、又は、これらの混合物であってもよい。
　カソード１１２には、カソード入口側流路１７０を介して火力発電装置１０２からのＣＯ２を含む排ガスが供給される。
　アノード１１６には、アノード入口側流路１７６及び燃料供給ライン１３０を介して、燃料（天然ガス等）が貯留される燃料貯留部１２２が接続されている。燃料貯留部１２２内の燃料は、燃料供給ライン１３０に設けられた予備改質器１２４及び燃料電池６ｃに設けられた改質部１１８等において水素（Ｈ２）に改質されて、アノード入口側流路１７６を介してアノード１１６に供給されるようになっている。
　燃料電池６ｃのカソード１１２では、火力発電装置１０２からの排ガスに含まれるＣＯ２及び酸素（Ｏ２）と電子とが反応して炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）が生成される。カソード１１２で生成した炭酸イオンは、電解質１１４をアノード１１６に向かって移動する。
　一方、燃料電池６ｃのアノード１１６では、アノード入口側流路１７６を介して供給された水素（Ｈ２）と、電解質１１４を移動してきた炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）とが反応して、水（Ｈ２Ｏ）、ＣＯ２及び電子が生成される。
　このようにして、カソード１１２に供給されたＣＯ２は、炭酸イオンの形で電解質１１４をカソード１１２からアノード１１６に移動し、アノード１１６での反応によりＣＯ２となる。
　アノード１１６で生成されたＣＯ２は、Ｈ２Ｏ及び燃料ガスの未燃成分（例えばＣＯやＨ２）とともに混合ガス（アノード１１６の出口ガス）としてアノード出口側流路１２８に流出する。アノード出口側流路１２８に流出したアノード出口ガスは、処理対象である排ガスよりもＣＯ２濃度が高いＣＯ２リッチガスである。アノード１１６から排出されたＣＯ２リッチガスに含まれるＣＯ２は、アノード出口側流路１２８を介して回収される。このようにしてアノード出口側流路１２８を介して回収されるＣＯ２は、圧縮機１５０によって圧縮されるようになっていてもよい。
　ところで、燃料の改質反応は吸熱反応であり、通常、外部から熱を加える必要がある。そこで、図４に示すように、改質部１１８の上流側に、燃料供給ライン１３０を介して改質部１１８に供給する燃料を昇温させるための熱交換器１２６を設けてもよい。燃料を熱交換器１２６により昇温させてから改質部１１８に供給することで、燃料の改質反応を効率良く行うことができる。
　なお、図４に示す実施形態では、熱交換器１２６は、燃料供給ライン１３０から改質部１１８に供給する燃料を、アノード１１６の出口ガス（ＣＯ２リッチガス）との熱交換により昇温させるように構成される。
　溶融炭酸塩型燃料電池は、約６００℃～７００℃程度の高温で動作し、アノード１１６から流出するガスも同程度の高温を有する。よって、上述の熱交換器１２６によれば、燃料電池６ｃで生じる反応熱を有効利用しながら燃料の改質反応を行うことができる。
　また、図４に示す実施形態では、カソード入口側流路１７０には、燃料（例えば燃料貯留部１２２からの燃料）を燃焼させるための燃焼器１１９が設けられている。
　燃料電池６ｃの適切な動作のためには、供給される排ガス温度がある程度の高温を有していることが望ましい場合がある。このような場合、燃焼器１１９において燃料を燃焼させて、燃焼熱によってカソード１１２の入口側の排ガスを昇温させることにより、燃料電池６ｃを適切に作動させやすくなる。
　図４に示す例示的な実施形態では、アノード出口側流路１２８には、ＣＯ２リッチガスに含まれるＣＯを変性させるためのＣＯシフト反応器１２０が設けられる。ＣＯシフト反応器１２０は、ＣＯ２リッチガスに含まれるＣＯを、例えば水（Ｈ２Ｏ）との反応により、ＣＯ２に変換するように構成される。
　ＣＯシフト反応器１２０によってＣＯを変成させることにより、ＣＯシフト反応器１２０よりも下流側のアノード出口側流路１２８のＣＯ２濃度を、ＣＯシフト反応器１２０の上流側に比べて高めることができる。これにより、より高純度の二酸化炭素を回収することができる。
　また、図４に示す例示的な実施形態では、アノード出口側流路１２８には、ＣＯ２リッチガスからＣＯ２を分離するためのＣＯ２分離器１２２が設けられている。ＣＯ２分離器１２２によってＣＯ２リッチガスからＣＯ２を分離することにより、ＣＯ２分離器１２２の下流側におけるＣＯ２濃度をより高めることができ、より高純度の二酸化炭素を回収することができる。
　なお、ＣＯ２分離器１２２によってＣＯ２リッチガスからＣＯ２を分離された残部ガスに含まれるＨ２又はＣＯ等の可燃成分は、アノード入口側流路１７６を介して燃料電池６ｃのアノード１１６に供給されるようになっていてもよい。
　幾つかの実施形態では、図４に示すように、火力発電装置１０２からの排ガスは、燃料電池６ｃのカソード１１２に供給されるとともに、カソード入口側流路１７０から分岐するバイパス流路１７８を介して、排熱回収ボイラ１４０に供給されるようになっていてもよい。
　図４に示す排熱回収ボイラ１４０は、火力発電装置１０２からの排ガスが導かれるダクト（不図示）と、ダクトに設けられた熱交換器（不図示）と、を備える。熱交換器は、ダクトを流れる排ガスとの熱交換により蒸気を生成するように構成されている。排熱回収ボイラ１４０で生成された蒸気は蒸気タービン１４２に導かれ、蒸気タービン１４２を回転駆動するようになっている。また、蒸気タービン１４２には発電機１４４が接続されており、発電機１４４は、蒸気タービン１４２によって回転駆動されて、電力を生成するようになっている。
　図４に示す例示的な実施形態では、排熱回収ボイラ１４０のダクト内を流れて熱交換器を通過した排ガスは、煙突１４６から排出されるようになっている。
　上述の実施形態に係る発電プラント１では、燃料電池６ｃで生成した直流電力を用いてガスタービン２の始動及び電力系統１２への電力供給ができるとともに、ガスタービン２からの排ガスに含まれる二酸化炭素を、燃料電池６ｃを用いて回収することができる。よって、発電プラント１を効率的に運転することができる。
　なお、図４に示すように、電気化学式燃料生成発電装置６ｂ（又は、不図示の電気化学式燃料生成装置１６）で生成した燃料（水素等）を、燃料供給ライン１３０及びアノード入口側流路１７６を介して燃料電池６ｃのアノード１１６に供給してもよく、あるいは、図示しない流路を介して、ガスタービン２の燃焼器２０４、又は、カソード入口側流路１７０に設けられた燃焼器１１９に供給してもよい。
　図５～図７は、それぞれ、上述した幾つかの実施形態に係る発電プラント１（例えば図１～図３参照）の運転方法を説明するための図である。なお、図５～図７には、発電プラント１を省略して示しており、発電プラント１のうち一部の構成機器のみ（ガスタービン２、交流電動機４、交流発電機５、二次電池６ａ等）を示している。
　また、以下において、幾つかの実施形態に係る発電プラント１の運転方法を、少なくとも二次電池６ａを含む発電プラント１に適用した場合について説明するが、同様の運転方法を、電気化学式燃料生成発電装置６ｂを含む発電プラント１に適用してもよい。なお、図５～図７において、二次電池６ａの中の斜線部は、二次電池６ａに蓄電された電力を示す。
　図５は、原動機としてのガスタービン２（プラント機器）の停止時に、回生エネルギーを回収する場合の発電プラント１の運転方法を示す図である。
　ガスタービン２の停止時に回生エネルギーを回収する場合、まず、ガスタービン２（原動機）によって駆動される交流発電機５を電力系統１２から解列させる。そして、交流発電機５を電力系統１２から解列させた後、ガスタービン２（原動機）が停止するまでの間、交流発電機５からの回生電力を、整流器１０を介して二次電池６ａに供給する。
　これにより、原動機としてのガスタービン２（プラント機器）を停止又は減速させるときに、交流発電機５のロータの慣性エネルギーを用いて生成される電力（回生エネルギー）を利用して、蓄電又は燃料生成を行うことができる。
　幾つかの実施形態では、上述のようにガスタービン２を停止させる前、ガスタービン２の稼働中、二次電池６ａにおいて回生電力分の空き容量を維持する。
　図５を参照して説明すると、ガスタービン２の稼働中、二次電池６ａにおいて、回生電力分の空き容量Ｔ１を確保するため、例えば、空き容量Ｔ１が回生電力分よりも過小の場合には、二次電池６ａに蓄電された電力を電力系統１２に供給する等して、二次電池６ａに回生電力分の空き容量Ｔ１を確保する（Ｓ１）。そして、交流発電機５を電力系統１２から解列させた後、ガスタービン２が停止するまでの間、交流発電機５からの回生電力を、整流器１０を介して二次電池６ａに供給する（Ｓ２）。
　このように、ガスタービン２（プラント機器）の稼働中に、二次電池６ａにおいて回生電力分の空き容量Ｔ１を維持することにより、ガスタービン２（プラント機器）が停止する場合に、交流発電機５で生じる回生電力を二次電池に回収することができる。
　なお、ガスタービン２が停止するまでの間、二次電池６ａの空き容量が回生電力分を下回る事態となった場合には、二次電池６ａから電力系統１２に電力を供給するようにしてもよい（Ｓ３）。
　図６は、停電等によって電力系統１２からの電力が供給されない場合等において、ガスタービン２（プラント機器）を始動する際の発電プラント１の運転方法を示す図である。図６を参照して説明する運転方法は、図３に示すように、二次電池６ａを含む直流電源６と電力系統１２との間において、第１インバータ８に対して並列に設けられた第２インバータ２０を含む発電プラント１を対象とする。
　停電等によって電力系統１２からの電力が供給されない場合等、直流電源６からの直流電力を第１インバータ８を介してプラント機器始動用の交流電動機４に供給する。直流電源６からの直流電力を第１インバータ８を介してプラント機器始動用の交流電動機４に供給している間、直流電源６からの直流電力を、第２インバータ２０を介して、上述した電力需要部２２（制御装置又はポンプ等；図３参照）に供給する。
　これにより、電力系統１２からの電力が供給されない場合であっても、互いに並列に設けられた第１インバータ８及び第２インバータ２０を介して、ガスタービン２（プラント機器）始動用の交流電動機４、及び、発電プラント１の運転に必要な電力需要部２２に、それぞれ異なる周波数の交流電力を同時に供給することができる。よって、電力系統１２からの電力が供給されない場合であっても、交流電動機４及び電力需要部２２に適切に電力を供給して、ガスタービン２（プラント機器）を適切に始動させることができる。
　幾つかの実施形態では、ガスタービン２（プラント機器）の稼働中、ガスタービン２の始動に必要な量の電力が二次電池６ａに蓄電された状態を維持する。
　図６を参照して説明すると、停電等によって電力系統１２からの電力が供給されない事態となる前、即ち、電力系統１２からの電力が供給可能な状態において、ガスタービン２の始動に必要な量の電力Ｔ２が二次電池６ａに蓄電された状態とするため、必要に応じて、二次電池６ａとは別の１以上の電源（図６に示す例では太陽電池６ｄ）からの電力を二次電池６ａに供給する（Ｓ１２）。なお、ガスタービン２の始動に必要な量の電力Ｔ２が二次電池６ａに蓄電された状態とするため、二次電池６ａとは別の１以上の電源から二次電池６ａに電力を供給するのに加えて、電力系統１２からの電力を整流器１０を介して二次電池６ａに供給するようにしてもよい（Ｓ１２’）。
　これにより、ガスタービン２（プラント機器）の始動に必要な量の電力が二次電池６ａに蓄電された状態が維持されるので、停電等により電力系統１２からの電力供給が受けられない場合であっても、二次電池６ａに蓄電された電力を第１インバータ８を介して交流電動機４に供給して、ガスタービン２（プラント機器）を再始動することができる（Ｓ１３）。
　幾つかの実施形態では、図６に示すように、上述した「二次電池６ａとは別の１以上の電源」は太陽電池６ｄである。そして、太陽電池６ｄの発電電力を予測し、この予測結果に基づいて、上述のステップＳ１２において太陽電池６ｄから二次電池６ａへの電力供給量を決定する。そして、ステップＳ１２では、このように決定された供給量の電力を、太陽電池６ｄから二次電池６ａに供給する。
　太陽電池６ｄの発電電力は、季節、時間、天候等によって異なる。そこで、予測される発電電力に基づいて、太陽電池６ｄから二次電池６ａへの電力供給量を決定するとともに、他の電源（例えば、電力系統１２や、二次電池６ａ及び太陽電池６ｄ以外の直流電源６等）から二次電池６ａへの電力供給量を決定することにより、二次電池６ａにおける蓄電量を、適切に維持することができる。
　例えば、太陽電池６ｄによる発電電力が、ガスタービン２（プラント機器）の始動に必要な量Ｔ２に達すると予測される時間帯においては、太陽電池６ｄから二次電池６ａへ電力を供給する。
　また、太陽電池６ｄによる発電電力が、ガスタービン２（プラント機器）の始動に必要な量Ｔ２に達しないと予測される時間帯においては、太陽電池６ｄから二次電池６ａへ電力を供給するとともに、必要量Ｔ２に不足する分の電力を、例えば、電力系統１２からの電力を、整流器１０を介して二次電池６ａに供給する。
　これにより、停電等により電力系統からの電力供給が受けられない場合であっても、より確実にプラント機器を再始動することができる。
　なお、太陽電池６ｄの発電電力を予測する手法は、例えば、「太陽光発電出力予測技術開発実証事業事後評価報告書」（２０１５年１１月発行、経済産業省　産業構造審議会　産業技術環境分科会　研究開発・イノベーション小委員会）の記載内容を参照することにより知得可能である。
　図７は、直流電源６として二次電池６ａと、二次電池とは別の１以上の電源（図７に示す例では太陽電池６ｄ）とを含む発電プラント１（図１～図３参照）の運転方法を示す図である。
　幾つかの実施形態では、ガスタービン２を交流電動機４によって始動させるときに、二次電池６ａに蓄電された直流電力よりも、太陽電池６ｄ（二次電池６ａとは別の１以上の電源）からの直流電力を優先して、第１インバータ８を介して交流電動機４に供給する。
　図７を参照して説明すると、ガスタービン２を交流電動機４によって始動させるときに、二次電池６ａよりも優先して、太陽電池６ｄからの直流電力を、第１インバータ８を介して交流電動機４に供給する（Ｓ２１）。そして、二次電池６ａからの電力では、交流電動機４の始動に必要な電力の全量を賄えない場合には、不足分の電力を、二次電池６ａから第１インバータ８を介して交流電動機４に供給する（Ｓ２２）。
　このように、二次電池６ａに蓄電された直流電力よりも、二次電池６ａとは別の電源（上述の例では太陽電池６ｄ）からの直流電力を優先して交流電動機４に供給することにより、より低容量の二次電池６ａを用いて、ガスタービン２（プラント機器）を始動させることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
　本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　また、本明細書において、電圧を変換する必要がある場合には、適宜、交流回路に変圧器、直流回路にＤＣ／ＤＣコンバータを加えることができる。また、本明細書に記載の変圧器、ＤＣ／ＤＣコンバータが不要な場合には除去することができる。本発明の技術的範囲はこれらの変圧器やＤＣ／ＤＣコンバータの有無や位置関係とは無関係である。
１　　　発電プラント
２　　　ガスタービン
３　　　回転シャフト
４　　　交流電動機
５　　　交流発電機
６　　　直流電源
６ａ　　二次電池
６ｂ　　電気化学式燃料生成発電装置
６ｃ　　燃料電池
６ｄ　　太陽電池
７　　　燃料貯留部
８　　　第１インバータ
１０　　整流器
１１　　整流器
１２　　電力系統
１３　　開閉器
１４　　変圧器
１６　　電気化学式燃料生成装置
１７　　燃料貯留部
１８ａ，１８ｄ　　ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０　　第２インバータ
２２　　電力需要部
２４　　変圧器
３２，３４，３６，３８，４０，４２（４２ａ～４２ｄ），４４，４６　開閉器
１０２　火力発電装置
１０３　二酸化炭素回収システム
１１２　カソード
１１４　電解質
１１６　アノード
１１８　改質部
１１９　燃焼器
１２０　ＣＯシフト反応器
１２２　燃料貯留部
１２４　予備改質器
１２６　熱交換器
１２８　アノード出口側流路
１３０　燃料供給ライン
１４０　排熱回収ボイラ
１４２　蒸気タービン
１４４　発電機
１４６　煙突
１５０　圧縮機
１７０　カソード入口側流路
１７６　アノード入口側流路
１７８　バイパス流路
２０２　圧縮機
２０４　燃焼器
２０６　タービン

Claims (19)

  1. 　プラント機器と、
    　前記プラント機器を始動させるための交流電動機と、
    　少なくとも一つの直流電源と、
    　前記少なくとも一つの直流電源と前記交流電動機との間、かつ、前記少なくとも一つの直流電源と電力系統との間に設けられた第１インバータと、を備え、
    　前記第１インバータは、前記少なくとも一つの直流電源からの直流電力を交流電力に変換するとともに、該交流電力を前記交流電動機又は前記電力系統に選択的に供給可能に構成された
    ことを特徴とする発電プラント。
  2. 　前記第１インバータと前記電力系統との接続状態を切り替えるための第１開閉器と、
    　前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータ及び前記第１開閉器に対して並列に設けられ、前記電力系統からの交流電力を直流電力に変換するための整流器と、
    　前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータ及び前記第１開閉器に対して並列に設けられ、前記整流器と前記電力系統との接続状態を切り替えるための第２開閉器と、
    をさらに備え、
    　前記少なくとも一つの直流電源は、前記整流器からの直流電流を受け取るように構成された二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の発電プラント。
  3. 　前記プラント機器としての原動機によって駆動されるように構成され、前記電力系統に連系可能に構成された交流発電機と、
    　前記直流電源と前記交流発電機との間に設けられ、前記交流発電機からの交流電力を直流電力に変換するための整流器と、を備え、
    　前記少なくとも一つの直流電源は、前記整流器からの直流電力を受け取るように構成された二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含む
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発電プラント。
  4. 　前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータに対して並列に設けられた第２インバータを備え、
    　前記第２インバータは、前記第１インバータが前記交流電動機に交流電流を供給している間、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記交流電動機とは別の電力需要部に供給するように構成された
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の発電プラント。
  5. 　前記プラント機器としての原動機によって駆動されるように構成され、前記電力系統に連系される交流発電機を備え、
    　前記交流発電機は、前記原動機を始動させるための前記交流電動機として機能するように構成された
    ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の発電プラント。
  6. 　前記プラント機器としての原動機によって駆動されるように構成され、前記電力系統に連系される交流発電機を備え、
    　前記交流発電機は、該交流発電機の励磁電力として前記直流電源からの直流電力が供給されるように構成された
    ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の発電プラント。
  7. 　前記交流電動機として、前記交流発電機を兼用することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の発電プラント。
  8. 　前記プラント機器はガスタービンを含み、
    　前記交流電動機は、前記ガスタービンを駆動するように構成された
    ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の発電プラント。
  9. 　前記少なくとも１つの直流電源は、アノードと、二酸化炭素を含むガスが供給されるように構成されたカソードと、前記二酸化炭素由来の炭酸イオンを前記カソードから前記アノードに移動させるように構成された電解質と、を含む燃料電池を含み、
    　前記カソードは、前記二酸化炭素を含むガスとして、前記ガスタービンからの排ガスが供給されるように構成された
    ことを特徴とする請求項８に記載の発電プラント。
  10. 　前記少なくとも一つの直流電源に対して並列に設けられた電気化学式燃料生成装置をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の発電プラント。
  11. 　プラント機器と、交流電動機と、少なくとも１つの直流電源と、前記直流電源と前記交流電動機との間、かつ、前記直流電源と電力系統との間に設けられた第１インバータと、を含む発電プラントの運転方法であって、
    　前記少なくとも１つの直流電源で直流電力を生成するステップと、
    　前記第１インバータにより前記直流電力を交流電力に変換するステップと、
    　前記第１インバータから交流電力を前記交流電動機に供給して、前記プラント機器を始動させるステップと、
    　前記プラント機器の始動後、前記プラント機器の稼働中に、前記第１インバータから交流電力を前記電力系統に供給するステップと、
    を備えることを特徴とする発電プラントの運転方法。
  12. 　前記発電プラントは、前記直流電源と前記電力系統との間において前記第１インバータに対して並列に設けられた整流器をさらに含み、
    　前記少なくとも１つの直流電源は、二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含み、
    　前記プラント機器の稼働中に、前記少なくとも一つの直流電源からの直流電力を前記第１インバータによって交流電力に変換し、該交流電力を前記電力系統に供給するステップと、
    　前記電力系統において電力需要が規定値以下に低下したときに、前記電力系統からの交流電力を前記整流器によって直流電力に変換し、該直流電力を前記二次電池又は前記電気化学式燃料生成発電装置に供給するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１１に記載の発電プラントの運転方法。
  13. 　前記発電プラントは、前記プラント機器としての原動機によって駆動されるとともに前記電力系統に連系される交流発電機と、前記直流電源と前記交流発電機との間に設けられた整流器と、を備え、
    　前記少なくとも１つの直流電源は、二次電池又は電気化学式燃料生成発電装置を含み、
    　前記交流発電機を前記電力系統から解列させるステップと、
    　前記交流発電機を解列させた後、前記原動機が停止するまでの間、前記交流発電機からの回生電力を、前記整流器を介して前記二次電池又は前記電気化学式燃料生成発電装置に供給するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の発電プラントの運転方法。
  14. 　前記少なくとも１つの直流電源は二次電池を含み、
    　前記プラント機器の稼働中、前記二次電池において前記回生電力分の空き容量を維持するステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１３に記載の発電プラントの運転方法。
  15. 　前記発電プラントは、前記直流電源と前記電力系統との間において、前記第１インバータに対して並列に設けられた第２インバータを含み、
    　前記第１インバータが前記プラント機器の始動のために前記交流電動機に交流電流を供給している間、前記直流電源からの直流電力を前記第２インバータによって交流電力に変換して前記交流電動機とは別の電力需要部に供給するステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の発電プラントの運転方法。
  16. 　前記少なくとも１つの直流電源は二次電池を含み、
    　前記プラント機器の稼働中、前記プラント機器の始動に必要な量の電力が前記二次電池に蓄電された状態を維持するステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１１乃至１５の何れか一項に記載の発電プラントの運転方法。
  17. 　前記少なくとも１つの直流電源は、前記二次電池とは別の１以上の電源をさらに含み、
    　前記維持するステップでは、前記プラント機器の始動に必要な量の電力が前記二次電池に蓄電された状態とするために、前記１以上の電源から前記二次電池に電力を供給する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の発電プラントの運転方法。
  18. 　前記１以上の電源は太陽電池を含み、
    　前記太陽電池の発電電力を予測するステップと、
    　前記予測するステップでの予測結果に基づいて、前記維持するステップにおける前記太陽電池から前記二次電池への電力供給量を決定するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の発電プラントの運転方法。
  19. 　前記少なくとも１つの直流電源は、二次電池と、前記二次電池とは別の１以上の電源と、を含み、
    　前記プラント機器を始動させるステップでは、前記二次電池に蓄電された直流電力よりも、前記１以上の電源からの直流電力を優先して前記第１インバータを介して前記交流電動機に供給する
    ことを特徴する請求項１１乃至１６の何れか一項に記載の発電プラントの運転方法。
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