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JP4270461B2 - Distributed power system controller and distributed power system network system - Google Patents

Distributed power system controller and distributed power system network system Download PDF

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JP4270461B2
JP4270461B2 JP2004249330A JP2004249330A JP4270461B2 JP 4270461 B2 JP4270461 B2 JP 4270461B2 JP 2004249330 A JP2004249330 A JP 2004249330A JP 2004249330 A JP2004249330 A JP 2004249330A JP 4270461 B2 JP4270461 B2 JP 4270461B2
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power generation
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JP2004249330A
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Japanese (ja)
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雅彦 甲村
浩明 加藤
昇 瀬部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Institute of Technology NUC
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Kyushu Institute of Technology NUC
Aisin Corp
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Description

本発明は、分散型電源システムの制御装置および分散型電源システムのネットワークシステムに関する。   The present invention relates to a controller for a distributed power system and a network system for the distributed power system.

分散型電源システムは、従来からある発電所で一度に多量の電力を生成しユーザである家庭、ビル、工場などに電線を介して送電する集中型電源システムに対して開発されたものである。このシステムは、発電所に比べて小規模な電源(発電装置)を例えばユーザ先に設置するなどしてユーザの近くに設けることにより電源を分散して配置し、ユーザの電力消費に応じた電力をそれぞれ生成して供給するシステムである。電源としては、太陽光発電装置、風力発電装置、マイクロガスタービン発電装置、ガスエンジン発電装置、燃料電池発電装置などがある。   The distributed power supply system has been developed for a centralized power supply system that generates a large amount of power at a time at a conventional power plant and transmits the power to a user, such as a home, building, or factory via an electric wire. This system distributes the power supply by providing a power supply (power generation device) smaller than that of the power plant, for example, near the user, for example, by installing it at the user's site. Is a system for generating and supplying each. Examples of the power source include a solar power generation device, a wind power generation device, a micro gas turbine power generation device, a gas engine power generation device, and a fuel cell power generation device.

分散型電源システムとしては、発電装置と、この発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、この負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えたものが知られており、その制御装置としては、検出手段によって検出された消費電力に対して前記発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行するものが知られている。   As a distributed power supply system, a system including a power generation device, a load device that operates with power supplied from the power generation device, and a detection unit that detects power consumption consumed by the load device is known. As such a control device, one that performs follow-up control for causing the output power of the power generation device to follow the power consumption detected by the detection means is known.

このような分散型電源システムの一例としては、特許文献1に示されている燃料電池発電システムがある。特許文献1に示されているように、燃料電池発電システム10は、燃料電池36を備えた燃料電池発電装置12と、この発電装置12から供給される電力で稼動する外部負荷26と、この外部負荷26にて消費された消費電力を検出する電力計110と、この電力計110によって検出された消費電力に燃料電池発電装置12の出力電力を追従させる追従制御を実行するコントローラ100を備えている。コントローラ100は、メモリ106に外部負荷26の消費電力の変化に応じた設定値の変化パターンを記憶している。コントローラ100内蔵のマイコン102は、燃料電池36によって発電する電力が、この設定値となるように制御する。これにより、外部負荷の消費電力に応じた電力が発電可能となると共に、この発電電力を外部負荷の消費電力の変化に応じて変化させるようになっている。   An example of such a distributed power supply system is a fuel cell power generation system disclosed in Patent Document 1. As shown in Patent Document 1, the fuel cell power generation system 10 includes a fuel cell power generation device 12 including a fuel cell 36, an external load 26 that operates with power supplied from the power generation device 12, A power meter 110 that detects the power consumption consumed by the load 26 and a controller 100 that executes follow-up control for causing the output power of the fuel cell power generator 12 to follow the power consumption detected by the power meter 110 are provided. . The controller 100 stores a change pattern of set values corresponding to a change in power consumption of the external load 26 in the memory 106. The microcomputer 102 built in the controller 100 performs control so that the electric power generated by the fuel cell 36 becomes this set value. As a result, it is possible to generate power according to the power consumption of the external load, and to change the generated power according to the change in the power consumption of the external load.

また、このような分散型電源システムが複数電気的に接続され、互いに電力を融通する分散型電源システムのネットワークシステムも知られている。このネットワークシステムの一例としては、特許文献2に示されている家庭用コージェネレーションネットワークシステムがある。特許文献2に示されているように、家庭用コージェネレーションネットワークシステムにおいては、家庭2設置された家庭用コージェネレーション装置3…を送電線6で接続してネットワーク化する。そして、ネットワーク化された家庭用コージェネレーション装置3…が設置された家庭2…の電力負荷等を通信ネットワーク8を介して監視する監視装置7を設け、各家庭2…の電力負荷に基づいて家庭用コージェネレーション装置3…を任意に選択して運転させる。そして、その発電電力を送電線6を介して運転していない家庭用コージェネレーション装置3が設置された他の家庭2の電力負荷系統に供給するようになっている。
特開2002−93442号公報(第3−6頁、図1−4) 特開2003−134674号公報(第5−9頁、図1−13)
There is also known a network system of a distributed power supply system in which a plurality of such distributed power supply systems are electrically connected to exchange power with each other. As an example of this network system, there is a home cogeneration network system disclosed in Patent Document 2. As shown in Patent Document 2, in a home cogeneration network system, home cogeneration devices 3 installed in a home 2 are connected by a power transmission line 6 to form a network. And the monitoring apparatus 7 which monitors the electric power load etc. of the home 2 ... in which the networked home cogeneration apparatus 3 ... was installed via the communication network 8 is provided, and a home is based on the electric power load of each home 2 ... The cogeneration apparatus 3 ... is arbitrarily selected and operated. And the generated electric power is supplied to the electric power load system of the other home 2 in which the household cogeneration apparatus 3 which is not operating is installed via the power transmission line 6.
JP 2002-93442 A (page 3-6, FIGS. 1-4) JP 2003-134664 A (page 5-9, FIG. 1-13)

上述した特許文献1に記載の燃料電池発電システムにおいては、発電電力を外部負荷の消費電力の変化に応じて変化させるようになっているが、図10に示すように、燃料電池発電装置12の出力応答性能を超えて消費電力が大きくなる場合、不足する電力量P1を系統電源(一般の電力会社の電源)から電受(買電)して補っているので、購入電力量が増加するという問題があった。また燃料電池の出力応答性能上、発電電力は消費電力の急峻な立ち下がりから遅れて減少し始めるが、その減少量は消費電力と比べて緩やかであるので、余分に発電することになり、かつこの余分な発電量P2は捨てられるため、燃料電池発電システムの効率が悪いという問題があった。   In the fuel cell power generation system described in Patent Document 1 described above, the generated power is changed according to the change in the power consumption of the external load. However, as shown in FIG. When the power consumption increases beyond the output response performance, the shortage of power P1 is compensated by receiving power from the system power supply (general power company power supply), so that the purchased power consumption increases. There was a problem. In addition, due to the output response performance of the fuel cell, the generated power begins to decrease with a delay from the steep fall of the power consumption, but the amount of decrease is more gradual than the power consumption, so it will generate extra power, and Since the excess power generation amount P2 is discarded, there is a problem that the efficiency of the fuel cell power generation system is poor.

また、上述した特許文献2に記載の家庭用コージェネレーションネットワークシステムにおいては、発電電力が消費電力に到達するまでに消費電力が急峻に立ち下がる場合、他の家庭用コージェネレーション装置3から電力を供給してもらうことにより、不足する電力量を補っているので、購入電力量を抑制することができるが、余分に発電する家庭用コージェネレーション装置3が増大するため、余分な発電量すなわち捨てられる発電量が増大するので、より効率が悪くなるという問題があった。   Further, in the home cogeneration network system described in Patent Document 2 described above, when the power consumption falls sharply before the generated power reaches the power consumption, power is supplied from another home cogeneration apparatus 3. However, the amount of power to be purchased can be reduced, but the number of household cogeneration devices 3 that generate extra power increases. As the amount increases, there is a problem that the efficiency becomes worse.

本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置の発電電力が追従できるか否かを判定し、その判定結果に応じた発電を発電装置に実行させることにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムの制御装置および分散型電源システムのネットワークシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can the generated power of the power generator follow the power consumption that suddenly rises and falls within a predetermined short time exceeding the output response performance of the power generator? By determining whether or not and causing the power generation device to perform power generation according to the determination result, a highly efficient power generation and environmentally friendly distributed power system controller and a distributed power system network system are provided. For the purpose.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、発電装置と、この発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、この負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなる分散型電源システムの制御装置であって、検出手段によって検出された消費電力に対して発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する分散型電源システムの制御装置において、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段を備え、追従制御判定手段は、検出手段によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出する一致度算出手段と、この一致度算出手段によって算出された一致度と所定値を比較する比較手段とを備え、一致度が所定値未満である場合には追従制御の実行を許可しないと判定し、一致度が所定値以上である場合には追従制御の実行を許可すると判定し、制御装置は、この追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行することである。

In order to solve the above-described problem, the structural features of the invention according to claim 1 are a power generation device, a load device that operates with power supplied from the power generation device, and power consumption consumed by the load device. A control device for a distributed power system comprising a detecting means for detecting the power supply, wherein the tracking power control is performed to follow the output power of the power generator with respect to the power consumption detected by the detecting means. Whether the control device permits the execution of the follow-up control by determining whether the power consumption detected by the detection means exceeds the output response performance of the power generation device and rises and falls sharply within a predetermined short time. It comprises determining tracking control determination means whether, following control determination means, matching degree calculation means for calculating the degree of coincidence between the reference model based on the power consumption detected by the detection means And a comparing means for comparing the degree of coincidence calculated by the degree of coincidence calculating means with a predetermined value. When the degree of coincidence is less than the predetermined value, it is determined that execution of the follow-up control is not permitted, and the degree of coincidence is predetermined. If the value is equal to or greater than the value, it is determined that the execution of the follow-up control is permitted, and the control device restricts the execution of the follow-up control when the follow-up control determination unit determines that the execution of the follow-up control is not permitted. In this case, follow-up control is executed.

また請求項2に係る発明の構成上の特徴は、発電装置と、この発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、この負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなり、この検出手段によって検出された消費電力に対して発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する複数の分散型電源システムが電気的に接続され、互いに電力を融通する電力融通を実行する分散型電源システムのネットワークシステムにおいて、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段と、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定する電力融通判定手段と、追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行するように制御する追従制御手段と、電力融通判定手段が電力融通の実行を許可しないと判定した場合には電力融通の実行を規制し、そうでない場合には電力融通を実行するように制御する電力融通制御手段とを備えたことである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power generation device, a load device that operates with power supplied from the power generation device, and a detection unit that detects power consumption consumed by the load device. A plurality of distributed power supply systems that perform follow-up control for following the output power of the power generation device with respect to the power consumption detected by the detection means, and are connected to each other to provide power interchange that allows power to be interchanged. In the network system of the distributed power system to be executed, the power consumption detected by the detection means exceeds the output response performance of the power generation device and determines whether it suddenly rises and falls within a predetermined short time. Follow-up control determination means for determining whether or not to allow execution of control, and the power consumption detected by the detection means exceeds the output response performance of the power generation device to a predetermined level. It is determined that the power interchange determining means for determining whether or not to permit the execution of power interchange and the follow-up control determining means do not permit the execution of the follow-up control by determining whether or not the sudden rise and fall in time. If this is the case, the follow-up control means for controlling the execution of the follow-up control and the follow-up control means for executing the follow-up control otherwise, and the power interchange determining means determines that the power interchange determination is not permitted. It is provided with a power accommodation control means for restricting execution of accommodation and controlling so as to execute electricity accommodation otherwise.

上記のように構成した請求項1に係る本発明の分散型電源システムの制御装置においては、追従制御判定手段が、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、この追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行する。したがって、負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能内で変動する場合には、制御装置は追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行し、一方負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、制御装置は追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制する。これにより、発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置の発電電力が追従できるか否かを判定し、その判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させることにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムの制御装置を提供する。
さらに、一致度算出手段が、検出手段によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出し、比較手段が、一致度算出手段によって算出された一致度と所定値を比較し、追従制御判定手段は、一致度が所定値未満である場合には追従制御の実行を許可しないと判定し、一致度が所定値以上である場合には追従制御の実行を許可すると判定する。これにより、上述した判定を確実かつ的確に実行することができる。
In the control apparatus for a distributed power system according to the first aspect of the present invention configured as described above, the follow-up control determination means has a predetermined power consumption detected by the detection means exceeding the output response performance of the power generation apparatus. When it is determined whether or not the execution of the follow-up control is permitted by determining whether or not it suddenly rises and falls within a short time, and this follow-up control determination means determines that the execution of the follow-up control is not permitted Restricts the execution of the follow-up control, and otherwise executes the follow-up control. Therefore, when the power consumption of the load device fluctuates within the output response performance of the power generation device, the control device determines that the execution of the tracking control is permitted and executes the tracking control, while the power consumption of the load device is When the output response performance exceeds the output response performance and suddenly rises and falls within a predetermined short time, the control device determines that the execution of the follow-up control is not permitted and restricts the execution of the follow-up control. As a result, it is determined whether or not the generated power of the power generator can follow the power consumption that suddenly rises and falls within a predetermined short time exceeding the output response performance of the power generator, and the power generation control according to the determination result is performed. By causing the power generation device to execute, a control device for a distributed power supply system that is highly efficient power generation and friendly to the environment is provided.
Further, the coincidence calculation means calculates the coincidence with the reference model based on the power consumption detected by the detection means, the comparison means compares the coincidence calculated by the coincidence calculation means with a predetermined value, The follow-up control determination unit determines that execution of the follow-up control is not permitted when the degree of coincidence is less than a predetermined value, and determines that execution of the follow-up control is permitted when the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined value. Thereby, the determination mentioned above can be performed reliably and accurately.

上記のように構成した請求項2に係る本発明の分散型電源システムのネットワークシステムにおいては、追従制御判定手段が、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、電力融通判定手段が、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定し、追従制御手段が、追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行するように制御し、電力融通制御手段が、電力融通判定手段が電力融通の実行を許可しないと判定した場合には電力融通の実行を規制し、そうでない場合には電力融通を実行するように制御する。したがって、負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能内で変動する場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行するとともに電力融通の実行を許可すると判定して電力融通を実行し、一方負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制するとともに電力融通の実行を許可しないと判定して電力融通の実行を規制する。これにより、発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置の発電電力が追従できるか否かを判定しその判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させるとともに電力融通ができるか否かを判定しその判定結果に応じて電力融通することにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムのネットワークシステムを提供する。

In the network system of the distributed power supply system of the present invention according to claim 2 configured as described above, the follow-up control determining means has a predetermined power consumption detected by the detecting means exceeding the output response performance of the power generator. It is determined whether or not the execution of the follow-up control is permitted by determining whether or not the rise and fall is abrupt within a short time, and the power interchange determination unit determines whether the power consumption detected by the detection unit It is determined whether or not the execution of power interchange is permitted by determining whether or not it rapidly rises and falls within a predetermined short time exceeding the output response performance. If it is determined that the execution of the follow-up control is not permitted, the execution of the follow-up control is restricted, and if not, the follow-up control is executed. If the constant unit determines not to permit the execution of the power interchange will regulate the execution of the power interchange, otherwise it performs control to execute the power interchange. Therefore, when the power consumption of the load device fluctuates within the output response performance of the power generation device, it is determined that the execution of the follow-up control is permitted by each control means, the follow-up control is executed, and the execution of the power interchange is allowed. If the power consumption of the load device exceeds the output response performance of the power generation device and suddenly rises and falls within a predetermined short time, the control unit does not allow execution of follow-up control. And the execution of the follow-up control is restricted, and the execution of the power accommodation is regulated by judging that the execution of the electricity accommodation is not permitted. As a result, it is determined whether or not the generated power of the power generator can follow the power consumption that suddenly rises and falls within a predetermined short time exceeding the output response performance of the power generator, and the power generation control according to the determination result is generated. It is possible to provide a network system of a distributed power supply system that is highly efficient and environmentally friendly by determining whether or not the apparatus can execute power while allowing the apparatus to perform power accommodation according to the determination result.

以下、本発明による分散型電源システムの制御装置を適用した分散型電源システムの一実施の形態について説明する。図1はこの分散型電源システムの概要を示す概要図である。この分散型電源システムは、発電装置10と、この発電装置10から供給される電力で稼動する負荷装置21と、この負荷装置21にて消費された消費電力を検出する検出手段である電力計22と、この電力計22によって検出された消費電力に対して発電装置10の出力電力を追従させる追従制御を実行する制御装置である運転制御装置30とを備えている。   Hereinafter, an embodiment of a distributed power supply system to which a control device for a distributed power supply system according to the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overview of this distributed power supply system. This distributed power supply system includes a power generation device 10, a load device 21 that operates with power supplied from the power generation device 10, and a wattmeter 22 that is detection means for detecting power consumption consumed by the load device 21. And an operation control device 30 that is a control device that performs follow-up control for causing the output power of the power generation device 10 to follow the power consumption detected by the wattmeter 22.

発電装置10は、燃料電池発電装置であり、直流電力を発生する発電器11と、発電器11から供給された直流電力を交流電力に変換して出力する変換器(例えばインバータ)12とを備えている。   The power generation device 10 is a fuel cell power generation device, and includes a power generator 11 that generates DC power, and a converter (for example, an inverter) 12 that converts the DC power supplied from the power generator 11 into AC power and outputs the AC power. ing.

発電器11は、改質装置、一酸化炭素低減装置(以下CO低減装置という)および燃料電池から構成されている。改質装置は、燃料供給装置13から供給される燃料を水供給装置14から供給される水で水蒸気改質して水素リッチな改質ガスを生成してCO低減装置に導出するものである。CO低減装置は、改質ガスに含まれる一酸化炭素を低減して燃料電池に導出するものである。燃料電池は、燃料極に供給された改質ガス中の水素および空気極に供給された酸化剤ガスである空気を用いて発電するものである。   The generator 11 includes a reformer, a carbon monoxide reduction device (hereinafter referred to as a CO reduction device), and a fuel cell. In the reformer, the fuel supplied from the fuel supply device 13 is steam-reformed with water supplied from the water supply device 14 to generate a hydrogen-rich reformed gas, which is led to the CO reduction device. The CO reduction device reduces carbon monoxide contained in the reformed gas and leads it to the fuel cell. The fuel cell generates power using hydrogen in the reformed gas supplied to the fuel electrode and air that is an oxidant gas supplied to the air electrode.

変換器12は、ユーザ先である電力使用場所20に設置されている複数の負荷装置21に送電線15を介してそれぞれ接続されており、変換器12から出力される交流電力は必要に応じて各負荷装置21に供給されている。負荷装置21は、電灯・アイロン・テレビ・洗濯機などの電気器具であり、ドライヤーや電子レンジなどの一時的に消費電力が大きくなる電気器具であり、電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫など自動的に電源がオン・オフされる電気器具も含む。なお、変換器12と電力使用場所20とを接続する送電線15には電力会社の系統電源16も接続されており、発電装置10の発電量より負荷装置21の総消費電力が上回った場合、その不足電力を系統電源16から受電(買電)する購入電力にて補うようになっている。電力計22は、電力使用場所20で使用される全ての負荷装置21の合計消費電力を検出している。   The converter 12 is connected to each of a plurality of load devices 21 installed at a power usage place 20 that is a user via a power transmission line 15, and the AC power output from the converter 12 is as necessary. It is supplied to each load device 21. The load device 21 is an electric appliance such as an electric lamp, an iron, a TV, and a washing machine, and is an electric appliance that temporarily increases power consumption such as a dryer and a microwave oven. Automatic electric kotatsu, electric carpet, air conditioner, refrigerator, etc. In addition, an electric appliance that is turned on and off is included. In addition, the power source 15 of the power company is also connected to the transmission line 15 that connects the converter 12 and the power usage place 20, and when the total power consumption of the load device 21 exceeds the power generation amount of the power generation device 10, The insufficient power is supplemented by purchased power received (purchased) from the system power supply 16. The wattmeter 22 detects the total power consumption of all the load devices 21 used in the power usage place 20.

運転制御装置30は、電力計22によって検出された負荷装置21の消費電力のデータを入力して記憶する記憶手段であるメモリ31と、メモリ31に記憶されている消費電力のデータを用いて、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、その判定結果を発電量指示値計算部33に出力する追従制御判定手段である追従制御判定部32と、メモリ31に記憶されている消費電力のデータ、および追従制御判定部32から入力される判定結果に基づいて発電量指示値を算出して発電器11に送信指示する発電量指示値計算部33を備えている。   The operation control device 30 uses a memory 31 that is storage means for inputting and storing data of power consumption of the load device 21 detected by the power meter 22, and data of power consumption stored in the memory 31. It is determined whether or not the execution of the tracking control is permitted, and the tracking control determination unit 32 that is a tracking control determination unit that outputs the determination result to the power generation amount instruction value calculation unit 33 and the power consumption stored in the memory 31 And a power generation amount instruction value calculation unit 33 that calculates a power generation amount instruction value based on the determination result input from the follow-up control determination unit 32 and instructs the generator 11 to transmit it.

追従制御判定部32は、電力計22によって検出された消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定している。   The follow-up control determination unit 32 determines whether the power consumption detected by the wattmeter 22 exceeds the output response performance of the power generation apparatus 10 and suddenly rises and falls within a predetermined short time. It is determined whether or not execution is permitted.

発電量指示値計算部33は、追従制御判定部32から入力される判定結果が追従制御の実行を許可するものであればメモリ31から入力する消費電力のデータとなるように発電量指示値を算出し、判定結果が追従制御の実行を許可しないものであればメモリ31から入力する消費電力のデータと関係なく所定の発電量となるように発電量指示値を算出する。発電量指示値は、燃料電池に供給する改質ガス中の水素ガス量を規定するものであり、すなわち改質装置に供給される燃料量および改質水量を規定するものである。所定の発電量は、消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合の立ち上がりの直前の消費電力に基づいて決定されるのが好ましい。例えば、直前の消費電力と同一、またはそれに近い値とすればよい。   The power generation amount instruction value calculation unit 33 sets the power generation amount instruction value so that the determination result input from the follow-up control determination unit 32 is the power consumption data input from the memory 31 if the execution result of the follow-up control is permitted. If the determination result does not permit the execution of the follow-up control, the power generation amount instruction value is calculated so that the predetermined power generation amount is obtained regardless of the power consumption data input from the memory 31. The power generation amount instruction value defines the amount of hydrogen gas in the reformed gas supplied to the fuel cell, that is, the amount of fuel and reformed water supplied to the reformer. The predetermined power generation amount is preferably determined based on the power consumption immediately before the start-up when the power consumption exceeds the output response performance of the power generation apparatus 10 and rapidly rises and falls within a predetermined short time. For example, the power consumption may be the same as or close to the previous power consumption.

運転制御装置30は、マイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示省略)を備えている。CPUは、図2のフローチャートに対応したプログラムを実行して、電力計22によって検出された消費電力を入力し、その消費電力に基づいて発電装置の発電量(出力電力)を制御している。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ROMは前記プログラムを記憶するものである。   The operation control device 30 has a microcomputer (not shown), and the microcomputer includes an input / output interface, a CPU, a RAM, and a ROM (all not shown) connected via a bus. The CPU executes a program corresponding to the flowchart of FIG. 2, inputs the power consumption detected by the power meter 22, and controls the power generation amount (output power) of the power generation device based on the power consumption. The RAM temporarily stores variables necessary for executing the program, and the ROM stores the program.

なお、分散型電源システムは発電装置10に付設される貯湯槽17を備えており、この貯湯槽17は水供給装置14から供給された水を発電器11の排熱(例えば燃料電池からの排熱)を利用して温水にしたものを貯水するものであり、必要に応じてこの温水を温水使用場所18に供給するものである。   The distributed power supply system includes a hot water storage tank 17 attached to the power generation apparatus 10, and the hot water storage tank 17 converts the water supplied from the water supply apparatus 14 into exhaust heat of the generator 11 (for example, exhaust from the fuel cell). The hot water is stored using the heat, and the hot water is supplied to the hot water use place 18 as necessary.

次に、上述した分散型電源システムの作動について図2を参照して説明する。運転制御装置30は、発電器11が発電可能な状態となると、図2に示すプログラムを所定の短時間毎(例えば、60秒)に実行する。運転制御装置30は、電力計22を使用して電力使用場所20の消費電力を計測し(ステップ102)、計測した消費電力をメモリ31に記憶する(ステップ104)。   Next, the operation of the above-described distributed power supply system will be described with reference to FIG. The operation control device 30 executes the program shown in FIG. 2 every predetermined short time (for example, 60 seconds) when the power generator 11 is in a state capable of generating power. The operation control device 30 measures the power consumption of the power usage place 20 using the wattmeter 22 (step 102), and stores the measured power consumption in the memory 31 (step 104).

そして、追従制御判定部32において、メモリ31に記憶されている消費電力のデータに基づいて基準モデルとの一致度を算出し(一致度算出手段であるステップ106)、この一致度算出手段によって算出された一致度と所定値Cを比較する(比較手段であるステップ108)。このとき、一致度が所定値C以上である場合には「YES」と判定し追従制御の実行を許可すると判定して追従許可信号を1に設定し(ステップ110)、一致度が所定値C未満である場合には「NO」と判定し追従制御の実行を許可しないと判定して追従許可信号を0に設定する(ステップ112)。追従制御とは、消費電力と同一となるように発電装置10の出力電力を追従させる制御である。基準モデルとの一致度は、その値が大きいほど基準モデルと一致し、小さいほど一致しなくなることを示す値である。   Then, the follow-up control determination unit 32 calculates the degree of coincidence with the reference model based on the power consumption data stored in the memory 31 (step 106 which is a coincidence degree calculating unit), and is calculated by the coincidence degree calculating unit. The degree of coincidence and the predetermined value C are compared (step 108 as comparison means). At this time, if the degree of coincidence is equal to or greater than the predetermined value C, it is determined as “YES”, it is determined that the execution of the follow-up control is permitted, and the follow-up permission signal is set to 1 (step 110). If it is less than “NO”, it is determined as “NO”, it is determined that the execution of the tracking control is not permitted, and the tracking permission signal is set to 0 (step 112). The follow-up control is control for causing the output power of the power generation apparatus 10 to follow the power consumption so as to be the same. The degree of coincidence with the reference model is a value indicating that the larger the value is, the more consistent with the reference model, and the smaller the value is, the less coincident is.

具体的には、ステップ106において、現時点のデータおよびメモリ31に記憶されている過去数件分(本実施の形態においては4件分)のデータあるいは最近の所定時間分のデータに基づいて下記数1によって消費電力の平均値σ[k]を算出し、そしてその消費電力平均値σ[k]および現時点の入力u[k]から下記数2によって基準モデルとの一致度P[k]を算出する。

Figure 0004270461
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Specifically, in step 106, the following numbers are based on the current data and the past several data (four in the present embodiment) stored in the memory 31 or the latest predetermined time data. The average power consumption value σ [k] is calculated by 1 and the degree of coincidence P [k] with the reference model is calculated by the following equation 2 from the average power consumption value σ [k] and the current input u [k]. To do.
Figure 0004270461
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なお、u[k]は現時点でのデータ例えば時刻kの入力データであり、zは遅れ演算子である。   Note that u [k] is current data, for example, input data at time k, and z is a delay operator.

また、基準モデルは、消費電力の増減、増減度を測るための基準となるモデルであり、本実施の形態においては、指数分布で表される電力分布モデルを採用している。   The reference model is a model used as a reference for measuring the increase / decrease in power consumption and the degree of increase / decrease. In this embodiment, a power distribution model represented by an exponential distribution is adopted.

図3に示すように、領域A1およびA2において発電装置10の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなる場合、例えば、ドライヤーや電子レンジ、または電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫など自動的に電源がオン・オフされる電気器具が外部負荷である場合であって電気器具の電源が短時間だけオンされる場合の消費電力のデータに基づいて上述したステップ106の処理によって一致度を算出すると、図4に示すようなグラフとなる。図4から明らかなように、領域A1およびA2において基準モデルとの一致度が小さくなっており、これにより、消費電力が基準モデルから乖離していること、すなわち発電装置10の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなっていることを示している。したがって、一致度と所定値Cとを比較することにより、領域A1およびA2が発電装置10の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなる領域であることを確実かつ的確に判定することができる。   As shown in FIG. 3, in the areas A1 and A2, when the power consumption temporarily increases rapidly exceeding the output response performance of the power generation device 10, for example, a dryer, a microwave oven, an electric kotatsu, an electric carpet, an air conditioner, When the electric appliance that is automatically turned on / off, such as a refrigerator, is an external load and the electric appliance is turned on only for a short time, the above-described processing of step 106 is performed. When the degree of coincidence is calculated, a graph as shown in FIG. 4 is obtained. As is clear from FIG. 4, the degree of coincidence with the reference model is small in the regions A1 and A2, and thus, the power consumption deviates from the reference model, that is, exceeds the output response performance of the power generation apparatus 10. This shows that the power consumption is temporarily increasing rapidly. Therefore, by comparing the degree of coincidence with the predetermined value C, it is reliably and accurately determined that the areas A1 and A2 exceed the output response performance of the power generation apparatus 10 and the power consumption temporarily increases rapidly. can do.

運転制御装置30が、図4に示す一致度をステップ108、110、112によって処理すると、一致度が所定値C以上である場合には追従許可信号を1に設定し、一致度が所定値C未満である場合には追従許可信号を0に設定することにより、追従許可信号と時間との関係を示すグラフは図5に示すようなグラフとなる。図5から明らかなように領域A1およびA2において追従許可信号は0となる。   When the operation control device 30 processes the degree of coincidence shown in FIG. 4 in steps 108, 110, and 112, if the degree of coincidence is equal to or greater than the predetermined value C, the follow permission signal is set to 1, and the degree of coincidence is equal to the predetermined value C. If it is less than 0, by setting the tracking permission signal to 0, the graph showing the relationship between the tracking permission signal and time becomes a graph as shown in FIG. As is apparent from FIG. 5, the follow-up permission signal is 0 in the areas A1 and A2.

そして、運転制御装置30は、追従許可信号が1である場合には、追従制御を実行し(ステップ114,116)、追従許可信号が0である場合には、追従制御の実行を規制する(ステップ114,118)。具体的には、運転制御装置30の発電量指示値計算部33において、発電量が追従できる消費電力である場合には、追従制御判定部32から入力される判定結果は追従制御の実行を許可するものであるので、メモリ31から入力する消費電力のデータとなるように発電量指示値を算出し、その算出結果を発電器11に送信指示する。これにより、発電器11は、発電量指示値どおりに燃料量、改質水量を改質装置に供給して、消費電力に追随する発電量を出力するように制御される(ステップ116)。   Then, when the follow permission signal is 1, the operation control device 30 performs the follow control (steps 114 and 116), and when the follow permission signal is 0, the operation control device 30 restricts the execution of the follow control ( Step 114, 118). Specifically, in the power generation amount instruction value calculation unit 33 of the operation control device 30, when the power generation amount is power consumption that can follow, the determination result input from the tracking control determination unit 32 permits execution of tracking control. Therefore, the power generation amount instruction value is calculated so as to be the power consumption data input from the memory 31, and the calculation result is transmitted to the power generator 11. Thereby, the power generator 11 is controlled to supply the fuel amount and the reforming water amount to the reforming device in accordance with the power generation amount instruction value and output the power generation amount following the power consumption (step 116).

一方、領域A1およびA2などのように発電装置10の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなる場合には、追従制御判定部32から入力される判定結果は追従制御の実行を許可しないものであるので、メモリ31から入力する消費電力のデータと関係なく上述した所定の発電量となるように発電量指示値を算出し、その算出結果を発電器11に送信指示する。これにより、発電器11は、発電量指示値どおりに燃料量、改質水量を改質装置に供給して、消費電力に追随しない発電量を出力するように制御される(ステップ118)。また、このとき、一時的に急激に大きくなる消費電力に対して発電器11の発電量が不足するが、その不足分は購入電力によって補うようになっている。   On the other hand, when the power consumption temporarily increases rapidly exceeding the output response performance of the power generator 10 as in the areas A1 and A2, the determination result input from the tracking control determination unit 32 is the execution of the tracking control. Therefore, the power generation amount instruction value is calculated so that the predetermined power generation amount is obtained regardless of the power consumption data input from the memory 31, and the calculation result is transmitted to the power generator 11. Thereby, the power generator 11 is controlled to supply the fuel amount and the reforming water amount to the reforming device in accordance with the power generation amount instruction value, and to output the power generation amount that does not follow the power consumption (step 118). At this time, the power generation amount of the power generator 11 is insufficient with respect to the power consumption that temporarily increases rapidly, but the shortage is compensated by the purchased power.

したがって、図6に示すように、細い実線にて示す消費電力に対して本発明による発電量は、図6にて太い実線で示されるように制御される。図6から明らかなように、消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて一時的に急激に大きくなる領域A1およびA2においては、発電量は消費電力に追従しておらず、特に領域A1においては全く追従制御による発電が成されていない。また、領域A2においても、その後半部分において追従制御による若干の発電が成されているが、図7に示す従来のものと比べてその開始が遅延されるとともに発電量も小さく抑えられている。なお、図7には、消費電力に対して従来技術による発電量が示されており、消費電力を細い実線にて示し、発電量を太い実線にて示している。図7から明らかなように、領域A1およびA2においては追従制御による発電が成されている。   Therefore, as shown in FIG. 6, the power generation amount according to the present invention is controlled as shown by the thick solid line in FIG. 6 with respect to the power consumption indicated by the thin solid line. As is clear from FIG. 6, in regions A1 and A2 where the power consumption exceeds the output response performance of the power generation apparatus 10 and temporarily increases rapidly, the power generation amount does not follow the power consumption, and in particular, the region A1. However, no power is generated by tracking control. Also in the area A2, some power generation is performed by the follow-up control in the latter half, but the start is delayed and the amount of power generation is suppressed as compared with the conventional one shown in FIG. In FIG. 7, the power generation amount according to the related art is shown with respect to the power consumption. The power consumption is indicated by a thin solid line, and the power generation amount is indicated by a thick solid line. As is clear from FIG. 7, power generation by follow-up control is performed in the regions A1 and A2.

したがって、本発明によれば、消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて一時的に急激に大きくなる場合、追従制御による発電を規制するため、一時的に急激に大きくなる消費電力の立ち下り時に生じる発電器11の余剰電力量を少なく抑えることができるので、発電器11が発電する電力を無駄なく利用することできるようになり、高効率発電を達成し、また無駄に発電することを防止できるようになり、無用な二酸化炭素の発生を抑えることができる。   Therefore, according to the present invention, when the power consumption temporarily increases rapidly exceeding the output response performance of the power generation apparatus 10, the power generation by the follow-up control is restricted, so that the power consumption that temporarily increases suddenly increases. Since the surplus power amount of the generator 11 generated when going down can be suppressed to a low level, the power generated by the generator 11 can be used without waste, achieving high efficiency power generation, and generating power wastefully. It becomes possible to prevent the generation of useless carbon dioxide.

上述した説明から明らかなように、本実施の形態においては、追従制御判定部32が、電力計22によって検出された消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、運転制御装置30は、この追従制御判定部32が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し(ステップ114、118)、そうでない場合には追従制御を実行する(ステップ114、116)。したがって、負荷装置21の消費電力が発電装置10の出力応答性能内で変動する場合には、運転制御装置30は追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行し、一方負荷装置21の消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、運転制御装置30は追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制する。これにより、発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置10の発電電力が追従できるか否かを判定し、その判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させることにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムの制御装置を提供する。   As is clear from the above description, in the present embodiment, the follow-up control determination unit 32 causes the power consumption detected by the wattmeter 22 to rapidly exceed the output response performance of the power generation apparatus 10 within a predetermined short time. It is determined whether or not the execution of the follow-up control is permitted by determining whether or not the vehicle rises and falls, and the operation control device 30 determines that the follow-up control determination unit 32 does not permit the execution of the follow-up control. In such a case, the execution of the follow-up control is restricted (steps 114 and 118), and if not, the follow-up control is executed (steps 114 and 116). Therefore, when the power consumption of the load device 21 fluctuates within the output response performance of the power generation device 10, the operation control device 30 determines that the execution of the follow-up control is permitted and executes the follow-up control. When the power consumption exceeds the output response performance of the power generation device 10 and suddenly rises and falls within a predetermined short time, the operation control device 30 determines that the execution of the tracking control is not permitted and restricts the execution of the tracking control. To do. Thereby, it is determined whether or not the generated power of the power generation device 10 can follow the power consumption that suddenly rises and falls within a predetermined short time exceeding the output response performance of the power generation device 10, and the power generation according to the determination result By causing the power generation device to perform control, a control device for a distributed power supply system that is highly efficient power generation and friendly to the environment is provided.

また、ステップ106(一致度算出手段)が、電力計22によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出し、ステップ108(比較手段)が、ステップ106によって算出された一致度と所定値Cを比較し、ステップ106〜112(追従制御判定手段)は、一致度が所定値C未満である場合には追従制御の実行を許可しないと判定し、一致度が所定値C以上である場合には追従制御の実行を許可すると判定する。これにより、上述した判定を確実かつ的確に実行することができる。   Further, step 106 (matching degree calculating means) calculates the matching degree with the reference model based on the power consumption detected by the wattmeter 22, and step 108 (comparing means) matches the degree of matching calculated by step 106. Are compared with the predetermined value C, and the steps 106 to 112 (follow-up control determining means) determine that the execution of the follow-up control is not permitted when the coincidence is less than the predetermined value C, and the coincidence is equal to or greater than the predetermined value C. If it is, it is determined that execution of the follow-up control is permitted. Thereby, the determination mentioned above can be performed reliably and accurately.

次に、本発明による分散型電源システムのネットワークシステムの一実施の形態について説明する。図8はこの分散型電源システムのネットワークシステムの概要を示す概要図である。このネットワークシステムは、上述した複数(本実施の形態においては2つ)の分散型電源システムが電気的に接続され、互いに電力を融通する電力融通を実行するようになっている。図8においては、説明の簡便化のため分散型電源システムについては発電装置10、電力使用場所20および電力計22のみを記載している。各発電装置10は対である電力使用場所20に直接発電量を供給するとともに、余剰電力を他の分散型電源システムのスイッチ19を介して他の電力使用場所20に供給するようになっている。これにより、電力使用場所20には、対である発電装置10から電力が供給されるが、消費電力に対して供給電力が不足する場合には、まず他の発電装置10から余剰電力が補填され、それでも不足する場合には、系統電源16から購入電力が補填されるようになっている。   Next, an embodiment of a network system for a distributed power supply system according to the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing an overview of the network system of this distributed power supply system. In this network system, a plurality of (two in the present embodiment) distributed power supply systems described above are electrically connected, and power interchange is performed to allow mutual power interchange. In FIG. 8, only the power generation device 10, the power usage place 20, and the wattmeter 22 are shown in the distributed power supply system for the sake of simplicity of explanation. Each power generation apparatus 10 supplies power generation directly to a pair of power use places 20 and supplies surplus power to other power use places 20 via a switch 19 of another distributed power supply system. . As a result, power is supplied to the power usage place 20 from the power generation device 10 as a pair, but when the supply power is insufficient with respect to the power consumption, the surplus power is first compensated from the other power generation devices 10. If the power supply is still insufficient, the purchased power is compensated from the system power supply 16.

スイッチ19は、各発電装置10からの余剰電力が送電される電線19aと電力使用場所20を接続する第1状態(図示状態)と、電線19aと電力使用場所20を接続しない第2状態例えば電力使用場所20を接地する状態とを後述する電力融通判定部42から入力した判定結果に応じて切り替えるものである。具体的には、スイッチ19は、電力融通判定部42から融通許可信号:1を入力すると第1状態となり、電力使用場所20は他の発電装置10の余剰電力を取り入れ、一方電力融通判定部42から融通許可信号:0を入力すると第2状態となり、電力使用場所20は他の発電装置10の余剰電力の取り入れが規制される。   The switch 19 includes a first state (shown state) in which the electric wire 19a to which surplus power from each power generation device 10 is transmitted and the power use place 20 are connected, and a second state in which the electric wire 19a and the power use place 20 are not connected. The state where the use place 20 is grounded is switched according to the determination result input from the power interchange determination unit 42 described later. Specifically, the switch 19 enters the first state when the interchange permission signal: 1 is input from the power interchange determining unit 42, and the power usage place 20 takes in the surplus power of the other power generator 10, while the power interchange determining unit 42. When the interchange permission signal: 0 is input, the second state is entered, and the power usage place 20 is restricted from taking in surplus power of other power generation devices 10.

分散型電源システムのネットワークシステムは、このネットワークシステムを統括的に管理・制御する運転制御装置40を備えている。この運転制御装置40は、各電力計22によって検出された負荷装置21の消費電力の各データをそれぞれ入力して記憶する記憶手段であるメモリ41と、メモリ41に記憶されている消費電力のデータを用いて、電力融通の実行を許可するか否かを判定し、その判定結果を発電量指示値計算部43に出力する電力融通判定手段である電力融通判定部42と、メモリ41に記憶されている消費電力のデータ、および電力融通判定部42から入力される判定結果に基づいて発電装置10への各発電量指示値を算出して送信指示する発電量指示値計算部43を備えている。   The network system of the distributed power supply system includes an operation control device 40 that manages and controls the network system in an integrated manner. The operation control device 40 includes a memory 41 that is storage means for inputting and storing each data of power consumption of the load device 21 detected by each wattmeter 22, and data of power consumption stored in the memory 41. Is used to determine whether or not to permit the execution of power accommodation, and the determination result is output to the power generation amount instruction value calculation unit 43. A power generation amount instruction value calculation unit 43 that calculates each power generation amount instruction value to the power generation apparatus 10 based on the power consumption data being received and the determination result input from the power interchange determination unit 42 and instructs transmission thereof. .

電力融通判定部42は、上述した追従制御判定部32と同様に電力計22によって検出された消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定している。   The power interchange determination unit 42 determines whether the power consumption detected by the wattmeter 22 exceeds the output response performance of the power generation apparatus 10 and rises and falls sharply within a predetermined short time in the same manner as the follow-up control determination unit 32 described above. By determining whether or not to permit execution of power interchange.

発電量指示値計算部43は、電力使用場所20の対であるスイッチ19に対しての融通許可信号の状態、その電力使用場所20の対である発電装置10の発電量、およびその電力使用場所20の消費電力、他の発電装置10の余剰電力を勘案して各発電装置10の発電量指示値を算出する。   The power generation amount instruction value calculation unit 43 indicates the status of the interchange permission signal for the switch 19 that is a pair of the power usage location 20, the power generation amount of the power generation apparatus 10 that is the pair of the power usage location 20, and the power usage location The power generation amount instruction value of each power generation device 10 is calculated in consideration of the power consumption of 20 and the surplus power of other power generation devices 10.

運転制御装置40は、マイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示省略)を備えている。CPUは、図9のフローチャートに対応したプログラムを実行して、電力計22によって検出された消費電力を入力し、その消費電力に基づいて発電装置の発電量(出力電力)および電力融通を制御している。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ROMは前記プログラムを記憶するものである。   The operation control device 40 has a microcomputer (not shown), and the microcomputer includes an input / output interface, a CPU, a RAM, and a ROM (all not shown) connected via a bus. The CPU executes a program corresponding to the flowchart of FIG. 9, inputs the power consumption detected by the power meter 22, and controls the power generation amount (output power) and power interchange of the power generation device based on the power consumption. ing. The RAM temporarily stores variables necessary for executing the program, and the ROM stores the program.

次に、上述した分散型電源システムのネットワークシステムの作動について図9を参照して説明する。運転制御装置40は、各発電装置10が発電可能な状態となると、図9に示すプログラムを所定の短時間毎(例えば、60秒)に実行する。運転制御装置40は、電力計22を使用して電力使用場所20の各消費電力を計測し(ステップ102)、計測した消費電力を電力使用場所20毎にメモリ31に記憶する(ステップ104)。   Next, the operation of the network system of the distributed power supply system described above will be described with reference to FIG. The operation control device 40 executes the program shown in FIG. 9 every predetermined short time (for example, 60 seconds) when each power generation device 10 is in a state capable of generating power. The operation control device 40 uses the wattmeter 22 to measure each power consumption at the power usage place 20 (step 102), and stores the measured power consumption in the memory 31 for each power usage place 20 (step 104).

そして、電力融通判定部42において、メモリ41に記憶されている消費電力のデータに基づいて基準モデルとの一致度を算出し(一致度算出手段であるステップ106)、この一致度算出手段によって算出された一致度と所定値Cを比較する(比較手段であるステップ108)。このとき、一致度が所定値C以上である場合には「YES」と判定し電力融通の実行を許可すると判定して融通許可信号を1に設定し(ステップ202)、一致度が所定値C未満である場合には「NO」と判定し電力融通の実行を許可しないと判定して融通許可信号を0に設定する(ステップ204)。そして、運転制御装置40は、融通許可信号が1である場合には、電力融通を実行し(ステップ206,208)、融通許可信号が0である場合には、電力融通の実行を規制する(ステップ206,210)。   Then, the power interchange determining unit 42 calculates the degree of coincidence with the reference model based on the power consumption data stored in the memory 41 (step 106 which is a degree of coincidence calculating unit), and is calculated by the degree of coincidence calculating unit. The degree of coincidence and the predetermined value C are compared (step 108 as comparison means). At this time, if the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined value C, it is determined as “YES”, it is determined that execution of power accommodation is permitted, and the accommodation permission signal is set to 1 (step 202). If it is less than “NO”, it is determined as “NO”, it is determined that execution of power accommodation is not permitted, and the accommodation permission signal is set to 0 (step 204). Then, the operation control device 40 executes power accommodation when the accommodation permission signal is 1 (steps 206 and 208), and restricts execution of power accommodation when the accommodation permission signal is 0 (steps 206 and 208). Steps 206 and 210).

したがって、本実施の形態によれば、追従制御判定手段(追従制御判定部)32が、電力計22によって検出された消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、電力融通判定手段(電力融通判定部)42が、電力計22によって検出された消費電力が発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定し、追従制御手段であるステップ114〜118が、追従制御判定手段32が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し(ステップ114,118)、そうでない場合には追従制御を実行するように制御し(ステップ114,116)、電力融通制御手段であるステップ206〜210が、電力融通判定手段42が電力融通の実行を許可しないと判定した場合には電力融通の実行を規制し(ステップ206,210)、そうでない場合には電力融通を実行するように制御する(ステップ206,208)。したがって、電力使用場所20(負荷装置21)の消費電力が発電装置10の出力応答性能内で変動する場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行するとともに電力融通の実行を許可すると判定して電力融通を実行し、一方電力使用場所20(負荷装置21)の消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制するとともに電力融通の実行を許可しないと判定して電力融通の実行を規制する。   Therefore, according to the present embodiment, the follow-up control determination unit (follow-up control determination unit) 32 causes the power consumption detected by the wattmeter 22 to exceed the output response performance of the power generation apparatus 10 within a predetermined short time. It is determined whether or not the execution of the follow-up control is permitted by determining whether or not the power consumption rises and falls, and the power interchange determination unit (power interchange determination unit) 42 determines whether the power consumption detected by the wattmeter 22 is the power consumption. A step which is a follow-up control means, which determines whether or not to permit the execution of power interchange by determining whether or not the output response performance of the power generation apparatus 10 is exceeded and suddenly rises and falls within a predetermined short time. 114 to 118 restrict the execution of the follow-up control when the follow-up control determining means 32 determines that the execution of the follow-up control is not permitted (steps 114 and 118). Are executed (steps 114 and 116), and if the power interchange control means steps 206 to 210 determine that the power accommodation determination means 42 does not permit execution of the power accommodation, the power accommodation execution is performed. Control is performed (steps 206 and 210), and if not, control is performed to execute power interchange (steps 206 and 208). Therefore, when the power consumption of the power usage place 20 (load device 21) fluctuates within the output response performance of the power generation device 10, it is determined that the execution of the follow-up control is permitted by each control means and the follow-up control is executed. It is determined that the execution of the power accommodation is permitted, and the power accommodation is executed. On the other hand, the power consumption at the power use place 20 (load device 21) exceeds the output response performance of the power generation device and rises and falls rapidly within a predetermined short time. In this case, it is determined that the execution of the follow-up control is not permitted by each control means, and the execution of the follow-up control is restricted, and the execution of the power interchange is restricted by determining that the execution of the power interchange is not permitted.

例えば、本実施の形態の一方の電力使用場所20において消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がり、他方の電力使用場所20においてそのような消費電力でない場合、一方のスイッチ19は第2状態に切り替えられて一方の電力使用場所20への電力融通を規制するとともに一方の発電装置10は追従制御の実行が規制される。しかし上述した領域A2のように完全に追従制御を無くせない場合であって、その立ち下がり時に余剰電力が生じたときには、その余剰電力を他方の電力使用場所20に供給することができる。   For example, in one power usage place 20 of the present embodiment, the power consumption exceeds the output response performance of the power generator and rises and falls sharply within a predetermined short time, and such power consumption in the other power usage place 20 Otherwise, one switch 19 is switched to the second state to restrict power interchange to one power usage place 20 and one power generation apparatus 10 is restricted from performing follow-up control. However, when the follow-up control cannot be completely eliminated as in the above-described region A2, and surplus power is generated at the time of the fall, the surplus power can be supplied to the other power use place 20.

したがって、発電装置10の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置10の発電電力が追従できるか否かを判定しその判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させるとともに電力融通ができるか否かを判定しその判定結果に応じて電力融通することにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムのネットワークシステムを提供することができる。   Therefore, it is determined whether or not the generated power of the power generator 10 can follow the power consumption that rapidly rises and falls within a predetermined short time exceeding the output response performance of the power generator 10, and the power generation control according to the determination result is performed. Providing a network system of a distributed power supply system that is highly efficient in power generation and is environmentally friendly by determining whether power generation is possible while allowing the power generation apparatus to execute and power interchange according to the determination result. it can.

なお、前述した分散型電源システムのネットワークシステムにおいては、追従制御判定手段を発電装置10の運転制御装置30に備えるとともに電力融通判定手段をネットワークシステムの運転制御装置40の備えるようにしたが、両判定手段を発電装置10の運転制御装置30またはネットワークシステムの運転制御装置40に兼備するようにしてもよい。   In the network system of the distributed power system described above, the follow-up control determining means is provided in the operation control apparatus 30 of the power generation apparatus 10 and the power interchange determining means is provided in the operation control apparatus 40 of the network system. The determination unit may be provided in the operation control device 30 of the power generation apparatus 10 or the operation control device 40 of the network system.

また、ネットワークシステムの運転制御装置40を設けないで、その機能を発電装置10の運転制御装置30にそれぞれ持たせるようにしてもよい。この場合、各運転制御装置30間においてデータの相互通信をするようにすることが望ましい。また、発電装置10の運転制御装置30の追従制御判定機能をネットワークシステムの運転制御装置40に持たせるようにしてもよい。   Alternatively, the operation control device 40 of the network system may be provided without providing the operation control device 40 of the network system. In this case, it is desirable to perform mutual communication of data between the operation control devices 30. In addition, the operation control device 40 of the network system may be provided with the follow-up control determination function of the operation control device 30 of the power generation device 10.

なお、上述した各実施の形態においては、発電装置10として燃料電池発電装置を採用したが、これに代えて、太陽光発電装置、風力発電装置、マイクロガスタービン発電装置、ガスエンジン発電装置などを採用するようにしてもよい。   In each of the above-described embodiments, the fuel cell power generation device is employed as the power generation device 10, but instead, a solar power generation device, a wind power generation device, a micro gas turbine power generation device, a gas engine power generation device, or the like is used. You may make it employ | adopt.

また、発電装置10としては、発電器11が交流電力を発生して交換器12を介さずに直接出力するものもある。   Further, as the power generation device 10, there is a power generation device 11 in which the power generator 11 generates AC power and directly outputs it without going through the exchanger 12.

また、上述した各判定手段においては、検出された消費電力から基準モデルとの一致度を算出しその一致度に基づいて、消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定したが、これに代えて、検出された消費電力から微分値を算出しその微分値に基づいて判定するようにしてもよい。   In each of the determination means described above, the degree of coincidence with the reference model is calculated from the detected power consumption, and based on the degree of coincidence, the power consumption exceeds the output response performance of the power generation device within a predetermined short time. Although it has been determined whether or not it suddenly rises and falls, instead of this, a differential value may be calculated from the detected power consumption and determined based on the differential value.

本発明による分散型電源システムの制御装置を適用した分散型電源システムの一実施の形態の概要を示す概要図である。1 is a schematic diagram showing an outline of an embodiment of a distributed power supply system to which a control device for a distributed power supply system according to the present invention is applied. 図1に示した運転制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the control program performed with the operation control apparatus shown in FIG. 本発明によって処理される一時的に大きな消費を含む消費電力を示すグラフである。It is a graph which shows the power consumption including temporarily large consumption processed by this invention. 図3に示す消費電力の基準モデルに対する一致度を示すグラフである。It is a graph which shows the coincidence degree with respect to the reference | standard model of the power consumption shown in FIG. 追従許可信号を示すグラフである。It is a graph which shows a follow permission signal. 本発明によって処理される消費電力および本発明による発電量を示すグラフである。It is a graph which shows the power consumption processed by this invention, and the electric power generation amount by this invention. 本発明によって処理される消費電力および従来技術による発電量を示すグラフである。It is a graph which shows the power consumption processed by this invention, and the electric power generation amount by a prior art. 本発明による分散型電源システムのネットワークシステムの一実施の形態の概要を示す概要図である。1 is a schematic diagram showing an outline of an embodiment of a network system of a distributed power supply system according to the present invention. 図8に示した運転制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the control program performed with the operation control apparatus shown in FIG. 従来技術による追従制御を実行した場合の消費電力と出力電力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the power consumption at the time of performing the follow-up control by a prior art, and output power.

符号の説明Explanation of symbols

10…発電装置、11…発電器、12…変換器、13…燃料供給装置、14…水供給装置、15…送電線、16…系統電源、17…貯湯槽、18…温水使用場所、19…スイッチ、20…電力使用場所、21…負荷装置、22…電力計、30…運転制御装置、31…メモリ、32…追従制御判定部、33…発電量指示値計算部、40…運転制御装置、41…メモリ、42…電力融通判定部、43…発電量指示値計算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power generation device, 11 ... Generator, 12 ... Converter, 13 ... Fuel supply device, 14 ... Water supply device, 15 ... Power transmission line, 16 ... System power supply, 17 ... Hot water tank, 18 ... Hot water use place, 19 ... Switch ... 20 ... Electricity use place, 21 ... Load device, 22 ... Wattmeter, 30 ... Operation control device, 31 ... Memory, 32 ... Follow-up control determination unit, 33 ... Power generation amount instruction value calculation unit, 40 ... Operation control device, 41 ... Memory, 42 ... Power interchangeability determination unit, 43 ... Power generation amount instruction value calculation unit.

Claims (2)

発電装置と、該発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、該負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなる分散型電源システムの制御装置であって、
前記検出手段によって検出された消費電力に対して前記発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する分散型電源システムの制御装置において、
前記検出手段によって検出された消費電力が前記発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、前記追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段を備え、
前記追従制御判定手段は、
前記検出手段によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出する一致度算出手段と、
該一致度算出手段によって算出された一致度と所定値を比較する比較手段とを備え、
前記一致度が所定値未満である場合には前記追従制御の実行を許可しないと判定し、前記一致度が所定値以上である場合には前記追従制御の実行を許可すると判定し、
前記制御装置は、前記追従制御判定手段が前記追従制御の実行を許可しないと判定した場合には前記追従制御の実行を規制し、そうでない場合には前記追従制御を実行することを特徴とする分散型電源システムの制御装置。
A control device for a distributed power system comprising: a power generation device; a load device that operates with power supplied from the power generation device; and a detection unit that detects power consumption consumed by the load device,
In a control device for a distributed power supply system that performs follow-up control for causing the output power of the power generator to follow the power consumption detected by the detection means,
Whether or not to allow execution of the follow-up control by determining whether or not the power consumption detected by the detection means exceeds the output response performance of the power generator and suddenly rises and falls within a predetermined short time. Tracking control determination means for determining whether
The follow-up control determination means includes
A degree of coincidence calculating means for calculating a degree of coincidence with a reference model based on the power consumption detected by the detecting means;
Comparing means for comparing the degree of coincidence calculated by the degree of coincidence calculating means with a predetermined value,
When the degree of coincidence is less than a predetermined value, it is determined that execution of the follow-up control is not permitted, and when the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that execution of the follow-up control is permitted,
The control device restricts execution of the follow-up control when the follow-up control determination unit determines that execution of the follow-up control is not permitted, and executes the follow-up control otherwise. Control device for distributed power system.
発電装置と、該発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、該負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなり、該検出手段によって検出された消費電力に対して前記発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する複数の分散型電源システムが電気的に接続され、互いに電力を融通する電力融通を実行する分散型電源システムのネットワークシステムにおいて、A power generation device; a load device that operates with power supplied from the power generation device; and a detection unit that detects power consumption consumed by the load device, the power consumption detected by the detection unit being In the network system of the distributed power system in which a plurality of distributed power systems that perform follow-up control for tracking the output power of the power generation apparatus are electrically connected to each other and perform power accommodation to accommodate power to each other.
前記検出手段によって検出された消費電力が前記発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、前記追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段と、  Whether or not to allow execution of the follow-up control by determining whether or not the power consumption detected by the detection means exceeds the output response performance of the power generator and suddenly rises and falls within a predetermined short time. Tracking control determining means for determining whether or not
前記検出手段によって検出された消費電力が前記発電装置の出力応答性能を超えて前記所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、前記電力融通の実行を許可するか否かを判定する電力融通判定手段と、  Whether to permit execution of the power interchange by determining whether or not the power consumption detected by the detection means exceeds the output response performance of the power generator and suddenly rises and falls within the predetermined short time Power interchange determination means for determining whether or not,
前記追従制御判定手段が前記追従制御の実行を許可しないと判定した場合には前記追従制御の実行を規制し、そうでない場合には前記追従制御を実行するように制御する追従制御手段と、  If the tracking control determination means determines not to allow execution of the tracking control, the tracking control means controls the execution of the tracking control, and otherwise controls to execute the tracking control;
前記電力融通判定手段が前記電力融通の実行を許可しないと判定した場合には前記電力融通の実行を規制し、そうでない場合には前記電力融通を実行するように制御する電力融通制御手段とを備えたことを特徴とする分散型電源システムのネットワークシステム。  Power accommodation control means for restricting execution of the power accommodation when the power accommodation determining means determines not to permit execution of the power accommodation; otherwise, performing power accommodation control means for controlling the power accommodation. A network system of a distributed power supply system characterized by comprising:
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