JP2017158402A - Distributed power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分散型発電システムに関する。 The present invention relates to a distributed power generation system.
商用電力系統に系統連系された発電装置を備える分散型発電システムは、発電装置で発電した電力を自家消費するとともに、発電装置の発電電力では賄いきれない電力を商用電力で補完することができるように構成される。 A distributed power generation system including a power generation device that is grid-connected to a commercial power system can self-consume the power generated by the power generation device, and can supplement power that cannot be covered by the power generated by the power generation device with commercial power. Configured as follows.
分散型発電システムに、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置(以下、グリーン電力発電装置ということもある)が備えられている場合、グリーン電力発電装置で発電された電力のうちの余剰電力は、商用電力系統に逆潮流させることにより、売電することができる。一方、分散型発電システムに、化石燃料を利用して発電する発電装置(以下、非グリーン電力発電装置ということもある)が備えられている場合、非グリーン電力発電装置で発電された余剰電力を売電することはできない。 When a distributed power generation system is equipped with a power generation device that generates power using renewable energy (hereinafter sometimes referred to as a green power generation device), surplus power out of the power generated by the green power generation device Can be sold by reverse power flow to the commercial power system. On the other hand, if the distributed power generation system is equipped with a power generation device that generates power using fossil fuel (hereinafter sometimes referred to as non-green power generation device), excess power generated by the non-green power generation device You cannot sell electricity.
従って、分散型発電システムに、グリーン電力発電装置と非グリーン電力発電装置が備えられている場合、非グリーン電力発電装置で発電した電力は専ら自家消費に利用されることになり、その一方で、グリーン電力発電装置で発電した電力は、自家消費に利用され且つ余剰電力が売電されることになる。 Therefore, when the distributed power generation system is equipped with a green power generation device and a non-green power generation device, the power generated by the non-green power generation device is exclusively used for private consumption, The power generated by the green power generator is used for personal consumption and surplus power is sold.
特許文献1は、太陽光発電装置(太陽電池)と組み合わせて設置可能な分散型発電システムを開示する。この分散型発電システムは、供給燃料(化石燃料)を用いて発電を行うことにより、電力と熱を発生し、発生した電力と熱を電力負荷及び熱負荷に供給する熱電併給型の分散型発電装置と、分散型発電装置を制御する制御器とを備える。そして、制御器は、太陽光発電装置が発電する時間帯に分散型発電装置を他の時間帯よりも優先的に発電させるように、分散型発電装置を制御する。これによれば、太陽光発電装置が発電する時間帯に分散型発電装置を発電させることにより、太陽光発電装置が発電する余剰電力を最大化し、その結果、売電量を最大化することができる。 Patent Literature 1 discloses a distributed power generation system that can be installed in combination with a solar power generation device (solar cell). This distributed power generation system generates power and heat by generating power using supplied fuel (fossil fuel), and supplies the generated power and heat to the power load and heat load. And a controller for controlling the distributed power generator. Then, the controller controls the distributed power generation device so that the distributed power generation device generates power more preferentially than other time zones in the time zone in which the solar power generation device generates power. According to this, it is possible to maximize the surplus power generated by the solar power generation device by generating the distributed power generation device during the time period during which the solar power generation device generates power, and as a result, to maximize the amount of power sold. .
(発明が解決しようとする課題)
近年、分散型発電システムに備えられるグリーン電力発電装置、特に、太陽光発電装置の増加に起因して、電力会社によっては逆潮流された電力量が電力会社の電力量制御範囲を超えてしまうという可能性が示された。そこで、日本国においては、逆潮流された電力量が電力会社の電力量制御範囲を超える虞があるときに、逆潮流電力の抑制信号を個々の分散型発電システムに出力して、その分散型発電システムに備えられるグリーン電力発電装置からの逆潮流電力を制限することがルール化されつつある。
(Problems to be solved by the invention)
In recent years, due to the increase in green power generators, especially solar power generators, that are installed in distributed power generation systems, the amount of power that has been reversely flowed by some power companies exceeds the power control range of power companies. The possibility was shown. Therefore, in Japan, when there is a risk that the amount of reverse flowed power may exceed the power amount control range of the power company, a reverse flow power suppression signal is output to each distributed power generation system, and the distributed type It is becoming a rule to limit the reverse power flow from the green power generator provided in the power generation system.
グリーン電力発電装置及び非グリーン電力発電装置を備える分散型発電システムにおいて、上記した理由によって抑制信号が出力されて、グリーン電力発電装置からの逆潮流電力が制限された場合、通常では、グリーン電力発電装置の発電電力(出力)が抑制(制限)される。しかしながら、この場合、再生可能エネルギーを利用した発電量を抑制しておきながら、化石燃料を利用した発電量は抑制していない状況が作り出される。このような状況は、環境保護及び光熱費(化石燃料の使用料)削減の面から見て好ましくない。 In a distributed power generation system including a green power generation device and a non-green power generation device, when a suppression signal is output for the reason described above and the reverse power flow from the green power generation device is limited, the green power generation is usually performed. The generated power (output) of the device is suppressed (limited). However, in this case, a situation is created in which the amount of power generation using fossil fuel is not suppressed while the amount of power generation using renewable energy is suppressed. Such a situation is not preferable from the viewpoint of environmental protection and reduction of utility costs (fossil fuel usage fee).
本発明は、グリーン電力発電装置と非グリーン電力発電装置とを備える分散型発電システムにおいて、逆潮流電力の抑制信号が出力された場合であっても、環境保護により貢献することができ且つ、光熱費(化石燃料の使用料)の削減に寄与することができる分散型発電システムを提供することを目的とする。 The present invention is a distributed power generation system including a green power generation device and a non-green power generation device, and can contribute to environmental protection even when a reverse power flow suppression signal is output, and An object of the present invention is to provide a distributed power generation system that can contribute to a reduction in costs (fossil fuel usage fee).
(課題を解決するための手段)
本発明に係る分散型発電システム(1)は、再生可能エネルギーを利用して発電するグリーン電力発電装置(2)と、化石燃料を利用して発電する非グリーン電力発電装置(3)と、グリーン電力発電装置の発電電力と非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する制御装置(10)と、を備え、グリーン電力発電装置と非グリーン電力発電装置が商用電力系統(C)に系統連系されるとともに、グリーン電力発電装置にて発電された電力の余剰電力が逆潮流可能であるように構成される。
(Means for solving the problem)
A distributed power generation system (1) according to the present invention includes a green power generation device (2) that generates power using renewable energy, a non-green power generation device (3) that generates power using fossil fuel, And a control device (10) for controlling the generated power of the power generator and the non-green power generator. The green power generator and the non-green power generator are connected to the commercial power system (C). In addition, it is configured such that surplus power generated by the green power generator can be reversely flowed.
そして、本発明に係る分散型発電システムに備えられる制御装置は、逆潮流電力の抑制信号が入力されているときに、逆潮流電力が、抑制信号により表される許容電力以下になるように、非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する。 Then, the control device provided in the distributed power generation system according to the present invention, when the reverse flow power suppression signal is input, so that the reverse flow power is equal to or less than the allowable power represented by the suppression signal, Control power generated by non-green power generators.
本発明に係る分散型発電システムによれば、制御装置は、抑制信号が入力されているときに、逆潮流電力が許容電力以下になるように、グリーン電力発電装置の発電電力ではなく非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する。例えば、抑制信号の入力によって逆潮流電力を許容電力以下に抑制する必要性が生じているとき、例えばグリーン電力発電装置の余剰電力或いは定格電力が許容電力よりも大きいときに、制御装置は、逆潮流電力が許容電力以下になるように、非グリーン電力発電装置の発電電力を低下させる。非グリーン電力発電装置の発電電力が低下すると、低下した分だけ、グリーン電力発電装置の余剰電力が自家消費に充当される。その結果、グリーン電力発電装置の余剰電力が低下し、それに伴って、グリーン電力発電装置から商用電力系統への逆潮流電力が低下する。こうした逆潮流電力の低下により、逆潮流電力が許容電力以下の電力に抑制される。制御装置がこのような制御を実行することにより、化石燃料を利用した発電量を減少しつつ、再生可能エネルギーを利用した発電量の減少を抑える(或いは、減少させない)状況を実現することができる。斯かる状況の実現により化石燃料の使用量を削減することができ、それにより、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)の削減に寄与することができる。 According to the distributed power generation system according to the present invention, the control device uses the non-green power instead of the power generated by the green power generator so that the reverse power flow is equal to or less than the allowable power when the suppression signal is input. Controls the power generated by the power generator. For example, when there is a need to suppress the reverse power flow below the allowable power due to the input of the suppression signal, for example, when the surplus power or the rated power of the green power generator is larger than the allowable power, the control device The generated power of the non-green power generator is reduced so that the tidal power is less than the allowable power. When the generated power of the non-green power generator decreases, the surplus power of the green power generator is allocated to self-consumption by the reduced amount. As a result, surplus power of the green power generator decreases, and accordingly, reverse power flow from the green power generator to the commercial power system decreases. Due to such a decrease in the reverse power flow, the reverse power flow is suppressed to power that is less than or equal to the allowable power. By executing such control by the control device, it is possible to realize a situation in which the decrease in the amount of power generation using renewable energy is suppressed (or not decreased) while the amount of power generation using fossil fuel is decreased. . By realizing such a situation, the amount of fossil fuel used can be reduced, which can contribute to environmental protection and can contribute to the reduction of utility costs (fossil fuel usage fee).
本発明において、「逆潮流電力」とは、分散型発電システム(具体的にはグリーン電力発電装置)から商用電力系統に逆潮流する余剰電力である。また、逆潮流の「許容電力」とは、逆潮流電力の抑制信号が入力されているときにおける、逆潮流電力の上限値である。 In the present invention, “reverse power flow” is surplus power that flows backward from a distributed power generation system (specifically, a green power generation device) to a commercial power system. Further, the “allowable power” of the reverse power flow is an upper limit value of the reverse power flow when the reverse power control signal is input.
抑制信号は、逆潮流電力の上限値を表す信号であってもよいし、逆潮流電力の低減量を表す信号であってもよいし、さらには、逆潮流電力の低減率を表す信号であってもよい。抑制信号が逆潮流電力の上限値を表す信号である場合、許容電力は、その抑制信号によって表される上限値である。抑制信号が逆潮流電力の低減量を表す場合、許容電力は、例えば、グリーン電力発電装置(例えば太陽光発電装置)の発電電力の定格電力から、抑制信号によって表される低減量(例えば5kW)を差し引いた電力である。抑制信号が逆潮流電力の低減率を表す場合、許容電力は、例えば、グリーン電力発電装置(例えば太陽光発電装置)の発電電力の定格電力に、抑制信号によって表される比率(例えば10%)を乗じた電力を、余剰電力(或いは定格電力)から差し引いた電力である。 The suppression signal may be a signal indicating the upper limit value of the reverse flow power, a signal indicating the reduction amount of the reverse flow power, or a signal indicating the reduction rate of the reverse flow power. May be. When the suppression signal is a signal representing the upper limit value of the reverse flow power, the allowable power is the upper limit value represented by the suppression signal. When the suppression signal represents the reduction amount of the reverse power flow, the allowable power is, for example, the reduction amount (for example, 5 kW) represented by the suppression signal from the rated power of the generated power of the green power generation device (for example, the solar power generation device). Is the power minus. When the suppression signal represents a reduction rate of the reverse power flow, the allowable power is, for example, a ratio (for example, 10%) represented by the suppression signal to the rated power of the generated power of the green power generation device (for example, the solar power generation device). The power obtained by multiplying the power by subtracting the surplus power (or rated power).
この場合、本発明に係る分散型発電システムに備えられる制御装置は、抑制信号が入力されているときに、逆潮流電力を許容電力以下に抑えるために低減すべき電力である抑制電力を演算する抑制電力演算処理(S103)と、抑制電力が、0よりも大きく且つ非グリーン電力発電装置の発電電力以下であるときに、非グリーン電力発電装置の発電電力が、現在の発電電力から抑制電力を差し引いた電力以下の電力に低下するように、非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する第一抑制処理(S105)と、を実行するとよい。 In this case, when the suppression signal is input, the control device provided in the distributed power generation system according to the present invention calculates the suppression power that is the power to be reduced in order to suppress the reverse power flow to the allowable power or less. Suppressed power calculation processing (S103) and when the suppressed power is greater than 0 and less than or equal to the generated power of the non-green power generator, the generated power of the non-green power generator is reduced from the current generated power. The first suppression process (S105) for controlling the generated power of the non-green power generation apparatus so as to decrease to a power equal to or less than the subtracted power may be executed.
これによれば、制御装置が上記第一抑制処理を実行することにより、逆潮流電力を許容電力以下に抑えるために低減すべき電力(抑制電力)分の電力が、全て、非グリーン電力発電装置の発電電力の低減電力により賄われる。このため、グリーン電力発電装置の発電電力を低減することなく、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。よって、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。 According to this, when the control device executes the first suppression process, the power for the power (suppressed power) to be reduced in order to suppress the reverse power flow to the allowable power or less is all non-green power generator. It will be covered by the reduced power generated. For this reason, it is possible to suppress the reverse power flow to an allowable power or lower without reducing the power generated by the green power generator. Accordingly, it is possible to further contribute to environmental protection and to reduce utility costs (fossil fuel usage fee).
上記において、「抑制電力」は、例えば、抑制信号が入力されているときにグリーン電力発電装置から商用電力系統に逆潮流させることができる余剰電力(例えば10kW)から、抑制信号により表される許容電力(例えば8kW)を差し引いた電力(例えば2kW)である。なお、グリーン電力発電装置の余剰電力は、定格電力以下であるので、定格電力から許容電力を差し引いた電力を抑制電力にしてもよい。つまり、抑制電力は、グリーン電力発電装置の定格電力に基づいて定められてもよい。 In the above, “suppressed power” is, for example, an allowable power expressed by a suppress signal from surplus power (for example, 10 kW) that can be reversely flowed from the green power generator to the commercial power system when the suppress signal is input. The power (for example, 2 kW) obtained by subtracting the power (for example, 8 kW). Since the surplus power of the green power generator is less than the rated power, the power obtained by subtracting the allowable power from the rated power may be used as the suppressed power. That is, the suppression power may be determined based on the rated power of the green power generator.
また、制御装置は、抑制電力が、非グリーン電力発電装置の発電電力よりも大きいときに、非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、グリーン電力発電装置の発電電力が、現在の発電電力から、抑制電力から非グリーン電力発電装置の発電の停止によって低減された電力を差し引いた電力を、差し引いた電力以下の電力に低下するように、グリーン電力発電装置の発電電力を制御する第二抑制処理(S111)を、実行するとよい。 In addition, the control device stops the power generation of the non-green power generator when the suppression power is larger than the power generated by the non-green power generator, and the generated power of the green power generator is The second suppression process for controlling the power generated by the green power generator so that the power obtained by subtracting the power reduced by the stoppage of power generation by the non-green power generator from the suppressed power is reduced to a power equal to or lower than the subtracted power. (S111) may be executed.
これによれば、制御装置が上記した第二抑制処理を実行することにより、グリーン電力発電装置の発電電力の抑制量(低減量)を最小限に抑えつつ、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。また、非グリーン電力発電装置の発電が停止されることにより、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。 According to this, the control device executes the above-described second suppression process, and suppresses the reverse power flow below the allowable power while minimizing the suppression amount (reduction amount) of the generated power of the green power generation device. can do. Moreover, by stopping the power generation of the non-green power generation apparatus, it is possible to further contribute to environmental protection and to reduce utility costs (fossil fuel usage fee).
また、本発明に係る分散型発電システムは、電力を充放電可能な蓄電池(4)をさらに備えていてもよい。この場合、制御装置は、抑制電力が、非グリーン電力発電装置の発電電力よりも大きく、且つ、非グリーン電力発電装置の発電電力と蓄電池の充電電力との和により表される電力以下であるときに、非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、グリーン電力発電装置の発電電力が蓄電池に充電されるように蓄電池を作動させる第三抑制処理(S109)を実行するとよい。 The distributed power generation system according to the present invention may further include a storage battery (4) capable of charging and discharging electric power. In this case, when the suppression power is greater than the power generated by the non-green power generator and is equal to or less than the power represented by the sum of the power generated by the non-green power generator and the charged power of the storage battery. In addition, it is preferable to execute the third suppression process (S109) for stopping the power generation of the non-green power generation apparatus and operating the storage battery so that the generated power of the green power generation apparatus is charged in the storage battery.
これによれば、制御装置が上記した第三抑制処理を実行して、非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、グリーン電力発電装置の発電電力を蓄電池に充電することにより、グリーン電力発電装置の発電電力を低減することなく、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。また、非グリーン電力発電装置の発電が停止されることにより、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。さらに、グリーン電力発電装置の発電電力が蓄電池に充電されることにより、グリーン電力発電装置にて発電された電力を有効に利用することができる。 According to this, the control device executes the third suppression process described above to stop the power generation of the non-green power power generation device, and charges the storage battery with the power generated by the green power power generation device. Without reducing the generated power, the reverse flow power can be suppressed to an allowable power or less. Moreover, by stopping the power generation of the non-green power generation apparatus, it is possible to further contribute to environmental protection and to reduce utility costs (fossil fuel usage fee). Furthermore, the power generated by the green power generator can be used effectively by charging the storage battery with the generated power of the green power generator.
この場合、制御装置は、抑制電力が、非グリーン電力発電装置の発電電力と蓄電池の充電電力との和により表される電力よりも大きいときに、非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、グリーン電力発電装置の発電電力が蓄電池に充電されるように蓄電池を作動させ、且つ、グリーン電力発電装置の発電電力が、現在の発電電力から、抑制電力から非グリーン電力発電装置の発電の停止によって低減された電力を差し引いた電力及び蓄電池の充電電力を差し引いた電力を、差し引いた電力以下の電力に低下するように、グリーン電力発電装置の発電電力を制御する第四抑制処理(S110)を実行するとよい。 In this case, the control device stops power generation of the non-green power generator when the suppression power is larger than the power represented by the sum of the generated power of the non-green power generator and the charging power of the storage battery, The storage battery is operated so that the generated power of the green power generator is charged to the storage battery, and the generated power of the green power generator is changed from the current generated power to the non-green power generator by stopping the generation of power. The fourth suppression process (S110) is performed to control the generated power of the green power generator so that the power obtained by subtracting the reduced power and the power obtained by subtracting the charging power of the storage battery are reduced to a power equal to or lower than the subtracted power. Good.
これによれば、制御装置が上記した第四抑制処理を実行して、非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、蓄電池にグリーン電力発電装置の発電電力を充電させた上で、グリーン電力発電装置の発電電力を低下させることにより、グリーン電力発電装置の発電電力の抑制量(低減量)を最小限に抑えつつ、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。この場合、非グリーン電力発電装置の発電が停止されることにより、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。 According to this, the control device executes the fourth suppression process described above to stop the power generation of the non-green power generation device, and the storage battery is charged with the generated power of the green power generation device, and then the green power generation By reducing the generated power of the device, the reverse flow power can be suppressed to an allowable power or less while minimizing the amount of suppression (reduction amount) of the generated power of the green power generator. In this case, by stopping the power generation of the non-green power generation apparatus, it is possible to further contribute to environmental protection and to reduce utility costs (fossil fuel usage fee).
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る分散型発電システム1が住宅内に設置された状態を示す概略図、図2は、本実施形態に係る分散型発電システム1の概略構成図である。図1に示すように、住宅Hには分電盤100が設置される。この分電盤100は、商用電力系統Cに接続される。商用電力系統Cから分電盤100に電力が供給される。商用電力系統Cから供給される電力は交流であり、電圧は例えば100V或いは200Vである。なお、図1及び図2において、実線は電力線を示し、破線は通信線を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a state where a distributed power generation system 1 according to the present embodiment is installed in a house, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the distributed power generation system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a
また、本実施形態に係る分散型発電システム1は、図1及び図2に示すように、太陽光発電装置2、燃料電池発電装置3、蓄電池4、及び、制御装置10を備える。
Further, the distributed power generation system 1 according to the present embodiment includes a solar
太陽光発電装置2は住宅Hの屋根R上に取り付けられる。太陽光発電装置2は光エネルギーを電気エネルギーに変換する。太陽光発電装置2は、再生可能エネルギーである太陽光を利用して発電する発電装置である。本明細書において、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置を、グリーン電力発電装置という。
The solar
太陽光発電装置2は、太陽光発電用系統連系装置5(パワーコンディショナ)に電気的に接続される。太陽光発電用系統連系装置5は、太陽光発電装置2により生成された電力を、商用電力(商用電力系統Cから供給される電力)と同位相で且つ同電圧の交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統Cに供給する。これにより、太陽光発電装置2が、商用電力系統Cに系統連系される。太陽光発電装置2で発電された電力の一部(余剰電力)は、太陽光発電用系統連系装置5を介して商用電力系統Cを逆潮流する。つまり、太陽光発電装置2は、発電電力の余剰電力が逆潮流可能であるように構成される。逆潮流した電力は、商用電力系統Cを備える電力会社に売電される。また、太陽光発電用系統連系装置5は、制御装置10からの制御指令により太陽光発電装置2の発電電力を調整することができるように構成される。
The solar
住宅Hに隣接して燃料電池発電装置3が設置される。本実施形態において、燃料電池発電装置3は、電気エネルギー及び熱エネルギーを生成する熱電併給型の発電装置である。燃料電池発電装置3は、燃料源としての酸素と水素とを化学反応させて水と電気と熱を生成する。燃料源としての水素は、水素ボンベ等に充填させておいてもよいし、或いは炭化水素等を改質して生成してもよい。いずれにしても、水素の生成時に化石燃料が使用される。従って、燃料電池発電装置3は、化石燃料を利用して発電する発電装置である。本明細書において、化石燃料を利用して発電する発電装置を、非グリーン電力発電装置という。 Adjacent to the house H, the fuel cell power generator 3 is installed. In the present embodiment, the fuel cell power generation device 3 is a cogeneration type power generation device that generates electrical energy and thermal energy. The fuel cell power generation device 3 generates water, electricity, and heat by chemically reacting oxygen and hydrogen as a fuel source. Hydrogen as a fuel source may be filled in a hydrogen cylinder or the like, or may be generated by reforming hydrocarbons or the like. In any case, fossil fuel is used when hydrogen is produced. Therefore, the fuel cell power generation device 3 is a power generation device that generates power using fossil fuel. In this specification, a power generation device that generates power using fossil fuel is referred to as a non-green power generation device.
燃料電池発電装置3は、商用電力系統Cに接続される。燃料電池発電装置3は、生成した電力を商用電力と同位相で且つ同電圧の交流電力に変換するとともに、変換した交流電力を商用電力系統Cに供給する。これにより、燃料電池発電装置3が商用電力系統Cに系統連系される。また、燃料電池発電装置3は、制御装置10からの制御指令により発電電力を調整することができるように構成される。
The fuel cell power generator 3 is connected to the commercial power system C. The fuel cell power generation device 3 converts the generated power into AC power having the same phase and voltage as the commercial power, and supplies the converted AC power to the commercial power system C. As a result, the fuel cell power generator 3 is grid-connected to the commercial power grid C. Further, the fuel cell power generation device 3 is configured so that the generated power can be adjusted by a control command from the
蓄電池4は、住宅H内に設置される。蓄電池4は、電力を充放電可能に構成される。蓄電池4も商用電力系統Cに系統連系される。また、蓄電池4に、残容量検出部4aが設けられる。残容量検出部4aは、蓄電池4の残容量(SOC)を検出或いは推定し、検出或いは推定した残容量を、制御装置10に逐次的に出力する。
The
また、住宅Hの室内には、電力負荷D1,D2、及び熱負荷H1が設置される。電力負荷D1,D2は分電盤100に電気的に接続される。電力負荷D1,D2は、分電盤100を介して室内に供給される電力により駆動される。電力負荷D1及び電力負荷D2として、冷蔵庫、照明機器、或いは空調機器等を例示することができる。また、熱負荷H1には、燃料電池発電装置3で生成された熱が供給される。熱負荷H1として、例えば床暖房装置、或いは給湯器等を例示することができる。
Moreover, in the room of the house H, power loads D1 and D2 and a heat load H1 are installed. The power loads D1 and D2 are electrically connected to the
制御装置10は、住宅Hの室内に設置される。制御装置10は、CPU,ROM,RAM等を備えるマイクロコンピュータを主要構成とする。制御装置10は、太陽光発電用系統連系装置5、燃料電池発電装置3、蓄電池4に、それぞれ無線或いは有線にて通信可能に接続される。制御装置10は、太陽光発電用系統連系装置5から、太陽光発電装置2の発電電力を逐次的に入力するとともに、太陽光発電用系統連系装置5を通じて太陽光発電装置2の発電電力を制御する。また、制御装置10は、燃料電池発電装置3から、燃料電池発電装置3の発電電力を逐次的に入力するとともに、燃料電池発電装置3の発電電力を制御する。さらに、制御装置10は、蓄電池4の作動、すなわち蓄電池4の充放電を制御する。
The
このように、本実施形態に係る分散型発電システム1は、再生可能エネルギーを利用して発電するグリーン電力発電装置(太陽光発電装置2)と、化石燃料を利用して発電する非グリーン電力発電装置(燃料電池発電装置3)と、グリーン電力発電装置の発電電力と非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する制御装置10と、を備え、グリーン電力発電装置と非グリーン電力発電装置が商用電力系統Cに系統連系されるとともに、グリーン電力発電装置にて発電された電力の余剰電力が逆潮流可能であるように構成される。また、本実施形態に係る分散型発電システム1は、蓄電池4を備えているが、以下に示す制御装置10の抑制制御処理は、蓄電池4を備えない分散型発電システムに対しても実行することができる。
As described above, the distributed power generation system 1 according to this embodiment includes a green power generation device (solar power generation device 2) that generates power using renewable energy and a non-green power generation that generates power using fossil fuel. And a
また、商用電力系統Cから分電盤100までの配線途中であって、太陽光発電用系統連系装置5の接続点、燃料電池発電装置3の接続点、及び蓄電池4の接続点、のいずれの接続点よりも下流の位置(分電盤100に近い位置)に、電流計7が設置される。電流計7は、住宅H内の電力負荷D1,D2に供給される電流Iを検出する。検出した電流Iは制御装置10に入力される。制御装置10は、入力した電流Iに基づいて、電力負荷D1及び電力負荷D2の消費電力、すなわち自家消費電力を演算する。
Moreover, any of the connection point of the grid connection device 5 for photovoltaic power generation, the connection point of the fuel cell power generation device 3, and the connection point of the
上記構成の分散型発電システム1において、燃料電池発電装置3にて発電された電力は、分電盤100を介して各電力負荷D1,D2に供給される。燃料電池発電装置3にて生成された熱は、熱負荷H1に供給される。この場合、通常は、燃料電池発電装置3は、自家消費電力よりも僅かに低い電力を発電するように、制御装置10によってその発電電力が制御される。このような制御を、自家消費電力追従制御と呼ぶ。また、太陽光発電装置2にて発電された電力は、太陽光発電用系統連系装置5及び分電盤100を介して各電力負荷D1,D2に供給される。また、太陽光発電装置2にて発電された電力の余剰電力は、上述のように、商用電力系統Cを逆潮流させることができる。
In the distributed power generation system 1 configured as described above, the power generated by the fuel cell power generation device 3 is supplied to the power loads D1 and D2 via the
また、燃料電池発電装置3の発電電力、太陽光発電装置2の発電電力、商用電力系統Cからの電力は、蓄電池4に充電することができる。蓄電池4は、制御装置10からの指令により放電する。放電された電力は、電力負荷D1,D2にて消費することができる。
Further, the
また、自家消費電力が、分散型発電システム1から供給される電力よりも大きい場合、自家消費電力の不足分の電力は、商用電力系統Cから供給される電力によって補われる。 Further, when the private power consumption is larger than the power supplied from the distributed power generation system 1, the shortage of the private power consumption is supplemented by the power supplied from the commercial power grid C.
ところで、上述したように太陽光発電装置2にて発電された電力の余剰電力は、商用電力系統Cに逆潮流させることができるが、商用電力系統Cを逆潮流する余剰電力、すなわち逆潮流電力の量が多い場合、電力会社の電力量制御に支障をきたす場合がある。そのような場合に、逆潮流電力を抑制すべく、逆潮流電力の抑制指示がなされる。この抑制指示は、太陽光発電装置2の発電電力の抑制信号(以下、PV抑制信号)として、通常は、太陽光発電用系統連系装置5に入力される。そして、太陽光発電用系統連系装置5は、太陽光発電装置2の発電電力を抑制(制限)するように作動する。しかしながら、このような状況は、再生可能エネルギーを利用した発電量を抑制しておきながら、化石燃料を利用した発電量は抑制していない状況であり、環境保護及び光熱費(化石燃料の使用料)削減の面から見て好ましくない。
By the way, as described above, surplus power generated by the photovoltaic
本実施形態においては、図2に示すように、PV抑制信号が、制御装置10に入力される。そして、制御装置10は、逆潮流電力の抑制に関し、以下に示すような電力の抑制制御処理を実行する。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the PV suppression signal is input to the
図3及び図4は、制御装置10が実行する抑制制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。この抑制制御処理ルーチンは、所定の微小時間ごとに繰り返し実行される。このルーチンが起動すると、制御装置10は、まず、図3のステップ(以下、ステップをSと略記する)101にて、PV抑制信号が入力されているか否かを判断する。
3 and 4 are flowcharts showing the flow of the suppression control processing routine executed by the
S101にて、PV抑制信号が入力されていると判断した場合(S101:Yes)、制御装置10は、現在の逆潮流電力を取得する(S102)。逆潮流電力は、分散型発電システム1から商用電力系統Cに逆潮流している電力である。逆潮流電力は、基本的には、太陽光発電装置2の電力の余剰電力である。従って、太陽光発電装置2の余剰電力から逆潮流電力を求めることができる。さらに、太陽光発電装置2の余剰電力は、太陽光発電装置2の発電電力、燃料電池発電装置3の発電電力、自家消費電力、及び、蓄電池4の充放電状態から、求めることができる。
When it is determined in S101 that the PV suppression signal is input (S101: Yes), the
次いで、制御装置10は、抑制電力Yを演算する(S103)。抑制電力Yとは、逆潮流電力を、PV抑制信号が入力されているときに許容される電力(許容電力)以下に抑えるために、低減すべき電力である。抑制電力Yは、太陽光発電装置2の定格電力に基づいて演算されてもよい。例えば、逆潮流電力の許容電力を8kWにするということが表されたPV抑制信号が入力され、太陽光発電装置2の定格電力が10kWである場合、抑制電力Yは、太陽光発電装置2の定格電力(10kW)から許容電力(8kW)を差し引いた電力(2kW)にすることができる。この場合、太陽光発電装置2からの逆潮流電力は太陽光発電装置2の定格電力以下であるので、抑制電力Yを2kWにすることにより、逆潮流電力を許容電力以下に必ず抑えることができる。また、逆潮流電力を10%削減するということが表されたPV抑制信号が入力されている場合、抑制電力Yは、太陽光発電装置2の定格電力(例えば10kW)に0.1を乗じた電力(例えば1kW)にすることができる。この場合、許容電力は、太陽光発電装置2の定格電力に0.9を乗じた電力(例えば9kW)である。なお、逆潮流電力を許容電力以下に抑える必要がない場合、すなわち、逆潮流電力が許容電力以下である場合、抑制電力Yは0にされる。
Next, the
次いで、制御装置10は、抑制電力Yが、直近に入力されている現在の燃料電池発電装置3の発電電力QFC以下であるか否かを判断する(S104)。抑制電力Yが発電電力QFC以下である場合(S104:Yes)、制御装置10はS105に処理を進める。一方、抑制電力Yが発電電力QFCよりも大きい場合(S104:No)、制御装置10は、図4のS106に処理を進める。
Then, the
S105では、制御装置10は、第一抑制処理を実行する。この第一抑制処理については後述する。制御装置10は、S105にて第一抑制処理を実行した後に、このルーチンを終了する。
In S105, the
一方、S106では、制御装置10は、蓄電池4の接続の有無を判断する。ここでいう「蓄電池4の接続の有無」は、蓄電池4が住宅H内に設置されているか否か(分散型発電システムが蓄電池を備えているか否か)、蓄電池4が住宅H内に設置されている場合であって且つ蓄電池4が商用電力系統Cに接続されているか否か(蓄電池4が作動可能であるか否か)、ということを含む。蓄電池4が接続されていない場合(S106:No)、制御装置10はS111に処理を進める。S111では、制御装置10は、第二抑制処理を実行する。この第二抑制処理については後述する。制御装置10は、S111にて第二抑制処理を実行した後に、このルーチンを終了する。
On the other hand, in S106, the
また、S106にて、蓄電池4が接続されていると判断した場合(S106:Yes)、制御装置10は、蓄電池4の充電電力QBTを演算する(S107)。充電電力は蓄電池の残容量(SOC)に依存すると考えられる。従って、充電電力QBTは、蓄電池4の残容量(SOC)から求めることができる。
Further, at S106, if it is determined that the
次いで、制御装置10は、抑制電力Yが、直近に入力されている現在の燃料電池発電装置3の発電電力QFCと蓄電池の充電電力QBTとの和により表される電力(QFC+QBT)以下であるか否か、すなわち、充電電力QBTが、抑制電力Yから発電電力QFCを差し引いた電力(Y−QFC)以上であるか否か、を判断する(S108)。抑制電力Yが電力(QFC+QBT)以下である場合(S108:Yes)、制御装置10はS109に処理を進めて第三抑制処理を実行する。第三抑制処理については後述する。制御装置10は、S109にて第三抑制処理を実行した後に、このルーチンを終了する。一方、抑制電力Yが、電力(QFC+QBT)よりも大きい場合(S108:No)、制御装置10はS110に処理を進めて第四抑制処理を実行する。第四抑制処理については後述する。制御装置10は、S110にて第四抑制処理を実行した後に、このルーチンを終了する。
Next, the
以上の処理の流れからわかるように、制御装置10は、PV抑制信号が入力されているときには、第一抑制処理、第二抑制処理、第三抑制処理、第四抑制処理のいずれかを実行する。第一抑制処理は、抑制電力Yが燃料電池発電装置3の発電電力QFC以下である場合に実行される。第二抑制処理は、抑制電力Yが燃料電池発電装置3の発電電力QFCよりも大きく、且つ、蓄電池4が接続されていない場合に実行される。第三抑制処理は、蓄電池4が接続されており、抑制電力Yが燃料電池発電装置3の発電電力QFCよりも大きく、且つ、燃料電池発電装置3の発電電力QFCと蓄電池の充電電力QBTとの和により表される電力(QFC+QBT)以下である場合に実行される。第四抑制処理は、蓄電池4が接続されており、抑制電力Yが燃料電池発電装置3の発電電力QFCよりも大きく、且つ、燃料電池発電装置3の発電電力QFCと蓄電池の充電電力QBTとの和により表される電力(QFC+QBT)よりも大きい場合に実行される。
As can be seen from the above processing flow, when the PV suppression signal is input, the
次に、各抑制処理について説明する。まず、第一抑制処理について説明する。図5は、制御装置10が実行する第一抑制処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。第一抑制処理が実行される場合、制御装置10は、まず、図5のS201にて、燃料電池発電装置3の制限電力QFC*を、直近に入力されている現在の燃料電池発電装置3の発電電力QFCから抑制電力Yを差し引いた電力(QFC−Y)に設定する。次に、制御装置10は、燃料電池発電装置3の発電電力が、S201にて設定した制限電力QFC*以下になるように、燃料電池発電装置3に指示信号としてのFC抑制指示を出力する(S202)。FC抑制指示が燃料電池発電装置3に出力されると、燃料電池発電装置3は、発電電力が制限電力QFC*以下になるように、自身の発電電力を調整する。ここで、抑制電力Yが0である場合、燃料電池発電装置3の発電電力は変化しない。一方、抑制電力Yが0よりも大きい場合、燃料電池発電装置3の発電電力は、抑制電力Yの分だけ低下する。
Next, each suppression process will be described. First, the first suppression process will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the first suppression processing routine executed by the
次いで、制御装置10は、S203に処理を進め、太陽光発電装置2に、後述するPV抑制指示を出力しているか否かを判断する。PV抑制指示を出力している場合(S203:Yes)、制御装置10は、PV抑制指示を解除する(S204)。その後、制御装置10はS205に処理を進める。一方、PV抑制指示を出力していない場合(S203:No)、制御装置10はS204の処理を飛ばしてS205に処理を進める。
Next, the
S205では、制御装置10は、蓄電池4の接続の有無を判断する。蓄電池4が接続されている場合(S205:Yes)、制御装置10はS206に処理を進め、蓄電池4に後述する充電指示を出力しているか否かを判断する。充電指示を出力している場合(S206:Yes)、制御装置10は蓄電池4への充電指示を解除する(S207)。その後、制御装置10は、第一抑制処理を終了する。なお、S207にて蓄電池4の充電指示を解除するタイミングは、蓄電池4の充電量、充電時間等に基づき、設定してもよい。
In S205, the
また、S205にて蓄電池4が接続されていないと判断した場合(S205:No)、及び、S206にて、蓄電池4に充電指示を出力していないと判断した場合(S206:No)、制御装置10は、そのまま第一抑制処理を終了する。
Further, when it is determined in S205 that the
上記のようにして制御装置10が第一抑制処理を実行した場合、燃料電池発電装置3の発電電力が制限電力QFC*以下の電力になるように、燃料電池発電装置3の発電電力が制御される。特に、抑制電力Yが0よりも大きく且つ燃料電池発電装置3の発電電力以下であるときには、燃料電池発電装置3の発電電力が、現在の発電電力QFCから抑制電力Yを差し引いた電力以下の電力に低下するように、燃料電池発電装置3の発電電力が低下される。このようにして第一抑制処理の実行によって燃料電池発電装置3の発電電力が低下すると、低下した電力分だけ、太陽光発電装置2の余剰電力が自家消費に充当される。その結果、太陽光発電装置2の余剰電力が低下し、それに伴って、太陽光発電装置2から商用電力系統Cへの逆潮流電力が低下する。このため、化石燃料を利用した発電量を減少(抑制)しつつ、再生可能エネルギーを利用した発電量を減少させない状況を実現することができる。斯かる状況の実現により化石燃料の使用量を削減することができ、それにより、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)の削減に寄与することができる。
When the
また、第一抑制処理が実行される場合は、抑制電力Yが燃料電池発電装置3の発電電力QFC以下の場合である。この場合に第一抑制処理を実行して燃料電池発電装置3の発電電力を、現在の発電電力QFCから抑制電力Yを差し引いた電力以下に低下させることにより、抑制電力Yが全て、燃料電池発電装置3の発電電力の低減電力によって賄われる。つまり、燃料電池発電装置3の発電電力を低下させるだけで、太陽光発電装置2の発電電力を低下させることなく、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。よって、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。
Also, if the first suppression processing is performed is when the restraining power Y is less generated power Q FC of the fuel cell power generation system 3. The generated power of the fuel cell power generation system 3 in this case by executing the first suppression processing, by lowering below the power obtained by subtracting the restraining power Y from the current generated power Q FC, suppressing power Y are all fuel cells Covered by reduced power generated by the power generation device 3. That is, it is possible to suppress the reverse power flow to an allowable power or less without reducing the generated power of the solar
次に、第二抑制処理について説明する。図6は、制御装置10が実行する第二抑制処理の流れを示すフローチャートである。第二抑制処理が実行される場合、制御装置10は、まず、図6のS301にて、燃料電池発電装置3の発電が停止するように、すなわち、燃料電池発電装置3の発電電力が0になるように、燃料電池発電装置3にFC抑制指示を出力する(S301)。FC抑制指示が燃料電池発電装置3に出力されると、燃料電池発電装置3は、発電電力を0にする。つまり、燃料電池発電装置3の発電が停止する。次いで、制御装置10は、太陽光発電装置2の制限電力QPV*を、直近に入力されている現在の太陽光発電装置2の発電電力QPVから、抑制電力Yから燃料電池発電装置3がS301の指示により停止したことによって低減された電力δQFCを差し引いた電力(すなわち、電力(Y−δQFC))を、差し引いた電力(すなわち、電力(QPV−(Y−δQFC)))に、設定する(S302)。なお、電力δQFCは、燃料電池発電装置3がS301の指示により停止する直前における燃料電池発電装置3の発電電力に等しい。
Next, the second suppression process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the second suppression process executed by the
次いで、制御装置10は、太陽光発電装置2の発電電力が、S302にて設定した制限電力QPV*以下の電力(好ましくは制限電力QPV*に)になるように、太陽光発電用系統連系装置5に指示信号としてのPV抑制指示を出力する(S303)。PV抑制指示が太陽光発電用系統連系装置5に出力されると、太陽光発電用系統連系装置5は、太陽光発電装置2の発電電力が制限電力QPV*以下の電力に(好ましくは制限電力QPV*に)低下するように、太陽光発電装置2の発電電力を調整する。その後、制御装置10は、第二抑制処理を終了する。
Next, the
上記のようにして制御装置10が第二抑制処理を実行した場合、燃料電池発電装置3の発電が停止するとともに、太陽光発電装置2の発電電力が、現在の発電電力QPVから、制限電力QPV*以下の電力、すなわち、抑制電力Yから燃料電池発電装置3の発電の停止によって低減された電力(δQFC)を差し引いた電力(Y−δQFC)を、差し引いた電力(QPV−(Y−δQFC))以下の電力に低下するように、太陽光発電装置2の発電電力が制御される。
When the
第二抑制処理が実行される場合は、蓄電池4が接続されておらず、且つ、抑制電力Yが、燃料電池発電装置3の発電電力QFCよりも大きい場合である。この場合は、燃料電池発電装置3の発電電力の低下のみでは、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することはできないために、太陽光発電装置2の発電電力も低下させざるを得ない。しかし、第二抑制処理によれば、燃料電池発電装置3の発電を停止させるため、燃料電池発電装置3の発電の停止により低減された電力を抑制電力から差し引いた分の電力のみを、太陽光発電装置2の発電電力の低下分の電力にすればよい。このため、太陽光発電装置2の発電電力の抑制量(低減量)を最小限に抑えつつ、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。また、燃料電池発電装置3の発電が停止されることにより、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。
When the second suppression processing is performed, the
次に、第三抑制処理について説明する。図7は、制御装置10が実行する第三抑制処理の流れを示すフローチャートである。第三抑制処理が実行される場合、制御装置10は、まず、図7のS401にて、燃料電池発電装置3の発電が停止するように、すなわち、燃料電池発電装置3の発電電力が0になるように、燃料電池発電装置3にFC抑制指示を出力する(S301)。これにより、燃料電池発電装置3の発電が停止する。次いで、制御装置10は、蓄電池4に充電指示を出力する。これにより、太陽光発電装置2の余剰電力が、蓄電池4に充電される。
Next, the third suppression process will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the third suppression process executed by the
次に、制御装置10は、PV抑制指示が出力されているか否かを判断する(S403)。PV抑制指示が出力されている場合(S403:Yes)、制御装置10はPV抑制指示を解除する(S404)。その後、制御装置10は第三抑制処理を終了する。一方、PV抑制指示が出力されていない場合(S403:No)、制御装置10はS404の処理を実行せずに、第三抑制処理を終了する。
Next, the
上記のようにして制御装置10が第三抑制処理を実行した場合、燃料電池発電装置3の発電が停止するとともに、太陽光発電装置2の発電電力が蓄電池4に充電される。
When the
第三抑制処理が実行される場合は、蓄電池4が接続されており、抑制電力Yが、燃料電池発電装置3の発電電力QFCよりも大きく且つ発電電力QFCと蓄電池4の充電電力QBTとの和により表される電力(QFC+QBT)以下である場合である。この場合に第三抑制処理を実行することにより、抑制電力Yは、全て、燃料電池発電装置3の停止により低減された電力及び太陽光発電装置2から蓄電池4に充電された電力によって賄われる。このため、太陽光発電装置2の発電電力を低下させることなく、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。よって、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。また、燃料電池発電装置3の発電が停止されることにより、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。さらに、太陽光発電装置2の発電電力が蓄電池4に充電されることにより、太陽光発電装置2にて発電された電力を有効に利用することができる。
When the third suppression process is executed, the
次に、第四抑制処理について説明する。図8は、制御装置10が実行する第四制御処理の流れを示すフローチャートである。第四抑制処理が実行される場合、制御装置10は、まず、図8のS501にて、燃料電池発電装置3の発電が停止するように、すなわち、燃料電池発電装置3の発電電力が0になるように、燃料電池発電装置3にFC抑制指示を出力する。これにより、燃料電池発電装置3の発電が停止する。
Next, the fourth suppression process will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the fourth control process executed by the
次いで、制御装置10は、太陽光発電装置2の制限電力QPV*を、直近に入力されている現在の太陽光発電装置2の発電電力QPVから、抑制電力Yから燃料電池発電装置3がS501の指示により停止したことによって低減された電力δQFCを差し引いた電力(すなわち、電力(Y−δQFC))及び蓄電池4の充電電力QBTを、差し引いた電力(すなわち、電力(QPV−(Y−δQFC)−QBT))に、設定する(S502)。
Next, the
続いて、制御装置10は、太陽光発電装置2の発電電力が、S502にて設定した制限電力QPV*以下の電力(好ましくは制限電力QPV*に)になるように、太陽光発電用系統連系装置5に指示信号としてのPV抑制指示を出力する(S503)。PV抑制指示が太陽光発電用系統連系装置5に出力されると、太陽光発電用系統連系装置5は、太陽光発電装置2の発電電力が制限電力QPV*以下の電力に(好ましくは制限電力QPV*に)低下するように、太陽光発電装置2の発電電力を調整する。
Subsequently, the
次に、制御装置10は、制御装置10は、蓄電池4に充電指示をする(S504)。その後、制御装置10は第四抑制処理を終了する。
Next, the
上記のようにして制御装置10が第四抑制処理を実行した場合、燃料電池発電装置3の発電が停止するとともに、太陽光発電装置2の発電電力が蓄電池4に充電され、且つ、太陽光発電装置2の発電電力が、現在の発電電力QPVから、制限電力QPV*以下の電力、すなわち、現在の発電電力QPVから、抑制電力Yから燃料電池発電装置3の発電の停止によって低減された電力(δQFC)及び充電電力QBTを差し引いた電力(QPV−(Y−δQFC)−QBT)以下の電力に低下するように、太陽光発電装置2の発電電力が制御される。
When the
第四抑制処理が実行される場合は、蓄電池4が接続されており、且つ、抑制電力Yが、燃料電池発電装置3の発電電力QFCと蓄電池4の充電電力QBTとの和により表される電力(QFC+QBT)よりも大きい場合である。この場合は、燃料電池発電装置3の発電の停止及び蓄電池4への太陽光発電装置2の発電電力の充電のみでは、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することはできないために、太陽光発電装置2の発電電力も低下させざるを得ない。しかし、第四抑制処理によれば、燃料電池発電装置3の発電を停止させ且つ太陽光発電装置2の発電電力を蓄電池4に充電させるため、燃料電池発電装置3の発電の停止により低減された電力及び蓄電池4の充電電力を抑制電力から差し引いた分の電力のみを、太陽光発電装置2の発電電力の低下分の電力にすればよい。このため、太陽光発電装置2の発電電力の低減量を最小限に抑えつつ、逆潮流電力を許容電力以下に抑制することができる。また、燃料電池発電装置3の発電が停止されることにより、より一層、環境保護に貢献することができ、且つ、光熱費(化石燃料の使用料)を削減することができる。
When the fourth suppression process is executed, the
なお、図3のS101にて、PV抑制信号が入力されていないと判断された場合(S101:No)は、上記した第一〜第四抑制制御は実施されず、単に各発電装置2,3及び蓄電池4への指示の解除が行われる。これについて簡単に説明すると、S101の判断結果がNoであるとき、制御装置10は、図3のS112にてPV抑制指示を出力しているか否かを判断し、PV抑制指示を出力している場合(S112:Yes)、S113にてPV抑制指示を解除してからS114に処理を進め、PV抑制指示を出力していない場合(S112:No)、S113の処理を実行せずにS114に処理を進める。
If it is determined in S101 of FIG. 3 that the PV suppression signal is not input (S101: No), the first to fourth suppression controls described above are not performed, and each
S114では、制御装置10は、FC抑制指示を出力しているか否かを判断し、FC抑制指示を出力している場合(S114:Yes)、S115にてFC抑制指示を解除してからS116に処理を進め、FC抑制指示を出力していない場合(S114:No)、制御装置10はS115の処理を実行せずに、S116に処理を進める。
In S114, the
S116では、制御装置10は、蓄電池4の接続の有無を判断し、蓄電池4が接続されている場合(S116:Yes)、S117にて蓄電池4に充電指示を出力しているかを判断する。蓄電池4に充電指示を出力している場合(S117:Yes)、制御装置10はS118にて充電指示を解除し、その後、このルーチンを終了する。一方、蓄電池4が接続されていない場合(S116:No)、及び、蓄電池4に充電指示を出力していない場合(S117:No)、制御装置10は、そのままこのルーチンを終了する。なお、S118にて蓄電池4の充電指示を解除するタイミングは、蓄電池4の充電量、充電時間等に基づき、設定してもよい。
In S116, the
ちなみに、PV抑制信号が入力されていない場合、燃料電池発電装置3は、上述した自家消費電力追従制御を実行する。このため、PV抑制信号が入力されていない場合、自家消費電力の大部分は燃料電池発電装置3の発電電力によって賄われる。 Incidentally, when the PV suppression signal is not input, the fuel cell power generation device 3 executes the above-described self-power consumption tracking control. For this reason, when the PV suppression signal is not input, most of the self-power consumption is covered by the power generated by the fuel cell power generation device 3.
以上のように、本実施形態に係る分散型発電システム1においては、制御装置10にPV抑制信号が入力されているときに、逆潮流電力が許容電力以下になるように、再生利用可能エネルギーを利用した太陽光発電装置2よりも優先して、化石燃料を利用した燃料電池発電装置3の発電電力が制御される。図9(図9(c))に、本実施形態の第一抑制処理を実行した場合における、自家消費電力と、太陽光発電装置2の発電電力と、燃料電池発電装置3の発電電力の、時間変化を表すグラフを示す。なお、参考のため、図9(a)に、抑制信号が入力されない場合における、各電力の時間変化を表すグラフを示し、図9(b)に、抑制信号が入力され、それによって太陽光発電装置2の発電電力を低下させた場合における、つまり従来の抑制制御を実行した場合における、各電力の時間変化を表すグラフを示す。図9において、実線のグラフAが、自家消費電力の時間変化を、破線のグラフBが、燃料電池発電装置3の発電電力の時間変化を、一点鎖線のグラフCが、太陽光発電装置2の発電電力の時間変化を、それぞれ示す。
As described above, in the distributed power generation system 1 according to the present embodiment, when the PV suppression signal is input to the
図9(a)のグラフCに示すように、太陽光発電装置2の発電電力は、時間帯によって大きく変動する。具体的には、日照時間帯においては太陽光発電装置2の発電電力は大きく、夜間においては太陽光発電装置2の発電電力は非常に小さい。また、図9(a)のグラフBに示すように、燃料電池発電装置3の発電電力は、通常では、自家消費電力よりわずかに小さくなるように、自家消費電力に追従して変化する。
As shown in graph C of FIG. 9A, the generated power of the solar
PV抑制信号は、通常、太陽光発電装置2の発電電力が大きい時間帯に入力される。PV抑制信号の入力を受けて太陽光発電装置2の発電電力を低下させる従来の抑制制御が実行される場合、図9(b)のグラフCに示すように、太陽光発電装置2の発電電力のピーク付近の電力(図9(b)の斜線部分)が全てカットされてしまう。このため再生可能エネルギーを利用した環境に優しく且つ経済的な発電が抑制される。一方、PV抑制信号の入力を受けて燃料電池発電装置3の発電電力を優先的に制御する本実施形態の制御が実行される場合、図9(c)のグラフBに示すように、PV抑制信号の入力中には燃料電池発電装置3の発電電力が低下される。こうして燃料電池発電装置3の発電電力が低下することによって、太陽光発電装置2の発電電力の余剰電力が自家消費電力に充当され、それに伴い太陽光発電装置2の余剰電力が低下するため、逆潮流電力が許容電力以下に抑制される。つまり、PV抑制信号の入力時に従来ではカットされるべき太陽光発電装置2の発電電力の余剰電力が、本実施形態では燃料電池発電装置3の発電電力の低下によって自家消費に回される結果、図9(c)のグラフCに示すように、PV抑制信号の入力時であっても、太陽光発電装置2の発電電力を低下させることなく太陽光発電装置2に発電させることができるのである。従って、本実施形態に係る分散型発電システム1によれば、再生可能エネルギーを利用した発電を、より一層活用することができ、環境保護に貢献し、且つ経済的な発電運転を実施することができる。
The PV suppression signal is usually input in a time zone when the generated power of the solar
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることはない。例えば、上記実施形態においては、再生可能エネルギーを利用した発電装置として太陽光発電装置を示したが、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置等、あらゆる再生可能エネルギーを利用した発電装置を、本発明のグリーン電力発電装置として適用することができる。また、上記実施形態においては、化石燃料を利用した発電装置として燃料電池発電装置を示したが、ガスエンジン等の内燃機関を利用した発電装置、火力を利用した発電装置等、化石燃料を燃料源とするあらゆる非グリーン電力発電装置を、本発明の非グリーン電力発電装置として適用することができる。また、上記実施形態では、非グリーン電力発電装置として、熱電併給型の燃料電池発電装置を示したが、非グリーン電力発電装置にて必ずしも熱を生成する必要はない。また、上記実施形態では、制御装置10を住宅H内に個別に設置した例を示したが、制御装置10は、例えば燃料電池発電装置3内に設けられていてもよいし、或いは、太陽光発電用系統連系装置5内に設けられていてもよい。また、本発明は、複数のグリーン電力発電装置を備える分散型発電システムや、複数の非グリーン電力発電装置を備える分散型発電システムにも適用することができる。また、制御装置10は、蓄電池4の充放電特性、充放電時間等に基づいて蓄電池4を制御する機能も備える構成としてもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, a solar power generation device is shown as a power generation device that uses renewable energy, but a power generation device that uses any renewable energy, such as a wind power generation device, a hydroelectric power generation device, or a geothermal power generation device, It can be applied as a green power generator of the present invention. In the above embodiment, a fuel cell power generation device is shown as a power generation device using fossil fuel. However, a power generation device using an internal combustion engine such as a gas engine, a power generation device using thermal power, or the like is used as a fuel source. Any non-green power generator can be applied as the non-green power generator of the present invention. Moreover, in the said embodiment, although the cogeneration type fuel cell power generation device was shown as a non-green electric power generation apparatus, it is not necessary to produce | generate heat in a non-green electric power generation apparatus. Moreover, although the example which installed the
1…分散型発電システム、2…太陽光発電装置(グリーン電力発電装置)、3…燃料電池発電装置(非グリーン電力発電装置)、4…蓄電池、5…太陽光発電用系統連系装置、7…電流計、10…制御装置、C…商用電力系統、Y…抑制電力 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distributed power generation system, 2 ... Solar power generation device (green power power generation device), 3 ... Fuel cell power generation device (non-green power power generation device), 4 ... Storage battery, 5 ... System interconnection device for solar power generation, 7 ... ammeter, 10 ... control device, C ... commercial power system, Y ... suppressed power
Claims (5)
化石燃料を利用して発電する非グリーン電力発電装置と、
前記グリーン電力発電装置の発電電力と前記非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する制御装置と、
を備え、
前記グリーン電力発電装置と前記非グリーン電力発電装置が商用電力系統に系統連系されるとともに、前記グリーン電力発電装置にて発電された電力の余剰電力が逆潮流可能であるように構成された分散型発電システムであって、
前記制御装置は、
逆潮流電力の抑制信号が入力されているときに、前記逆潮流電力が、前記抑制信号により表される許容電力以下になるように、前記非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する、分散型発電システム。 A green power generator that uses renewable energy to generate electricity,
A non-green power generator that generates power using fossil fuels;
A control device for controlling the power generated by the green power generator and the power generated by the non-green power generator;
With
The green power generation device and the non-green power generation device are connected to a commercial power system, and the dispersion is configured such that surplus power generated by the green power generation device can be reversely flowed Type power generation system,
The controller is
A distributed type that controls the generated power of the non-green power generation device so that the reverse flow power is equal to or less than the allowable power represented by the suppression signal when a reverse flow power suppression signal is input. Power generation system.
前記制御装置は、
前記抑制信号が入力されているときに、逆潮流電力を前記許容電力以下に抑えるために低減すべき電力である抑制電力を演算する抑制電力演算処理と、
前記抑制電力が、0よりも大きく且つ前記非グリーン電力発電装置の発電電力以下であるときに、前記非グリーン電力発電装置の発電電力が、現在の発電電力から前記抑制電力を差し引いた電力以下の電力に低下するように、前記非グリーン電力発電装置の発電電力を制御する第一抑制処理と、を実行する、
分散型発電システム。 The distributed power generation system according to claim 1,
The controller is
When the suppression signal is input, a suppression power calculation process for calculating a suppression power that is a power to be reduced in order to suppress the reverse power flow to the allowable power or less,
When the suppressed power is greater than 0 and less than or equal to the generated power of the non-green power generator, the generated power of the non-green power generator is less than or equal to the current power generated by subtracting the suppressed power Performing a first suppression process for controlling the generated power of the non-green power generation device so as to decrease to electric power,
Distributed generation system.
前記制御装置は、
前記抑制電力が、前記非グリーン電力発電装置の発電電力よりも大きいときに、前記非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、前記グリーン電力発電装置の発電電力が、現在の発電電力から、前記抑制電力から前記非グリーン電力発電装置の発電の停止によって低減された電力を差し引いた電力を、差し引いた電力以下の電力に低下するように、前記グリーン電力発電装置の発電電力を制御する第二抑制処理を、実行する、
分散型発電システム。 The distributed power generation system according to claim 2,
The controller is
When the suppressed power is larger than the generated power of the non-green power generator, the power generation of the non-green power generator is stopped, and the generated power of the green power generator is Second suppression for controlling the generated power of the green power generator so that the power obtained by subtracting the power reduced by stopping the power generation of the non-green power generator from the suppressed power is reduced to a power equal to or lower than the subtracted power. Execute the process,
Distributed generation system.
電力を充放電可能な蓄電池をさらに備え、
前記制御装置は、
前記抑制電力が、前記非グリーン電力発電装置の発電電力よりも大きく、且つ、前記非グリーン電力発電装置の発電電力と前記蓄電池の充電電力との和により表される電力以下であるときに、前記非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、前記グリーン電力発電装置の発電電力が前記蓄電池に充電されるように前記蓄電池を作動させる第三抑制処理を実行する、
分散型発電システム。 The distributed power generation system according to claim 2 or 3,
The battery further includes a storage battery capable of charging and discharging power,
The controller is
When the suppression power is greater than the generated power of the non-green power generator and is equal to or less than the power represented by the sum of the generated power of the non-green power generator and the charged power of the storage battery, While stopping the power generation of the non-green power generator, and performing a third suppression process to operate the storage battery so that the generated power of the green power generator is charged to the storage battery,
Distributed generation system.
前記制御装置は、
前記抑制電力が、前記非グリーン電力発電装置の発電電力と前記蓄電池の充電電力との和により表される電力よりも大きいときに、前記非グリーン電力発電装置の発電を停止するとともに、前記グリーン電力発電装置の発電電力が前記蓄電池に充電されるように前記蓄電池を作動させ、且つ、前記グリーン電力発電装置の発電電力が、現在の発電電力から、前記抑制電力から前記非グリーン電力発電装置の発電の停止によって低減された電力を差し引いた電力及び前記蓄電池の充電電力を、差し引いた電力以下の電力に低下するように、前記グリーン電力発電装置の発電電力を制御する第四抑制処理を実行する、
分散型発電システム。 The distributed power generation system according to claim 4,
The controller is
When the suppression power is greater than the power represented by the sum of the power generated by the non-green power generator and the charged power of the storage battery, the power generation of the non-green power generator is stopped and the green power The storage battery is operated such that the generated power of the power generation device is charged in the storage battery, and the generated power of the green power power generation device is generated from the suppressed power from the current power generation power of the non-green power power generation device. Executing a fourth suppression process for controlling the generated power of the green power generator so that the power reduced by stopping the power and the charging power of the storage battery are reduced to a power equal to or lower than the subtracted power,
Distributed generation system.
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JP2015198555A (en) * | 2014-04-03 | 2015-11-09 | シャープ株式会社 | Power control method, power control unit, and power control system |
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