JP6358530B2 - COGENERATION DEVICE CONTROL DEVICE AND COGENERATION DEVICE CONTROL METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、一般にコージェネレーション装置の制御装置、およびコージェネレーション装置の制御方法、より詳細にはデマンドレスポンス信号を受信してコージェネレーション装置を制御するコージェネレーション装置の制御装置、およびコージェネレーション装置の制御方法に関するものである。 The present invention generally relates to a control device for a cogeneration device and a control method for the cogeneration device, and more specifically, a control device for a cogeneration device that receives a demand response signal to control the cogeneration device, and controls the cogeneration device. It is about the method.
従来、燃料電池等のコージェネレーション装置を用いて電力供給を行う発電システムがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a power generation system that supplies power using a cogeneration device such as a fuel cell (see, for example, Patent Document 1).
コージェネレーション装置は、発電時に生じる排熱を利用して湯を生成し、この生成した湯を貯湯タンクに貯める。また、コージェネレーション装置は、排熱を利用して貯湯タンク内の湯を加熱することができる。ユーザは、この貯湯タンク内の湯を使用することができる。 The cogeneration apparatus generates hot water using exhaust heat generated during power generation, and stores the generated hot water in a hot water storage tank. Moreover, the cogeneration apparatus can heat the hot water in the hot water storage tank using the exhaust heat. The user can use the hot water in the hot water storage tank.
近年、電力会社によって、電力ピークカットのためのデマンドレスポンス(Demand Response)を用いたサービスが提案されている。このデマンドレスポンスは、将来の電力需要量が電力供給量に逼迫すると予測される場合、将来の電力抑制期間に商用電力の使用量を抑制することを需要家に対して、デマンドレスポンス信号を用いて予め要請する。需要家は、電力抑制期間において達成した商用電力の削減量に応じて、対価としてのインセンティブを電力会社から取得することができる。 In recent years, a service using a demand response for power peak cut has been proposed by a power company. If this demand response is predicted that the future power demand will be constrained to the power supply, the demand response signal is used for the consumer to suppress the usage of commercial power during the future power control period. Request in advance. The consumer can acquire incentives as compensation from the electric power company according to the reduction amount of commercial power achieved during the power suppression period.
そこで、電力抑制期間にコージェネレーション装置の発電電力を用いることによって、商用電力の使用量を抑えることが考えられる。しかし、コージェネレーション装置は、貯湯量が満量になり且つ湯温が上限温度に達すると(満蓄状態)、発電が停止する。従来、コージェネレーション装置の貯湯量制御は、例えば湯の過去の消費履歴に基づいて目標貯湯量が決定されており、貯湯量に依存したコージェネレーション装置の発電能力を考慮していなかった。電力抑制期間において貯湯タンクが満蓄状態になると、コージェネレーション装置は発電停止となる。 Therefore, it is conceivable to reduce the amount of commercial power used by using the power generated by the cogeneration apparatus during the power suppression period. However, in the cogeneration apparatus, power generation stops when the hot water storage amount becomes full and the hot water temperature reaches the upper limit temperature (full storage state). Conventionally, the hot water storage amount control of the cogeneration device has determined the target hot water storage amount based on, for example, the past consumption history of hot water, and has not considered the power generation capacity of the cogeneration device depending on the hot water storage amount. When the hot water storage tank is fully stored during the power suppression period, the cogeneration apparatus stops generating power.
電力抑制期間にコージェネレーション装置が発電を停止すると、負荷への供給電力を平常時と同様に確保するために、商用電力の使用量を増やすことが考えられる。この場合、電力抑制期間における商用電力の使用量が抑制されないので、需要家は電力抑制によるインセンティブを取得することができない。さらに、電力抑制期間における電力単価は一般に高く設定されており、平常時と同じように負荷を使用すると、節電にも貢献できず、電力会社に支払う電気料金も高くなってしまう。 If the cogeneration apparatus stops generating power during the power suppression period, it is conceivable to increase the amount of commercial power used in order to ensure the power supplied to the load in the same way as normal. In this case, since the usage amount of commercial power during the power suppression period is not suppressed, the consumer cannot obtain an incentive due to power suppression. Furthermore, the unit price of power during the power suppression period is generally set high. If a load is used in the same way as in normal times, it cannot contribute to power saving, and the electricity charge paid to the power company also increases.
また、電力抑制期間にコージェネレーション装置が発電を停止すると、需要家は、商用電力の使用量を抑制した状態で電力抑制期間を過ごすことも考えられる。この場合、コージェネレーション装置の発電が停止した状態で、商用電力の使用量を抑制しているので、需要家はIHクッキングヒータ等の消費電力、瞬時電力が大きい負荷を使用できない。需要家にとって、負荷の使用を控えることは、これらの負荷を使いたいときに使えない状況になり、不満要因となる。 In addition, when the cogeneration apparatus stops power generation during the power suppression period, it is possible that the customer spends the power suppression period in a state where the amount of commercial power used is suppressed. In this case, since the amount of commercial power used is suppressed in a state where the power generation of the cogeneration apparatus is stopped, the consumer cannot use a load with large power consumption and instantaneous power, such as an IH cooking heater. For customers, refraining from using loads causes a situation in which they cannot be used when they want to use these loads, which causes dissatisfaction.
すなわち、従来、燃料電池等のコージェネレーション装置を用いて電力供給を行う場合、デマンドレスポンスによる電力抑制期間に、コージェネレーション装置の発電電力を十分に確保できない場合があるという問題があった。 That is, conventionally, when power is supplied using a cogeneration device such as a fuel cell, there is a problem in that the generated power of the cogeneration device may not be sufficiently secured during the power suppression period due to demand response.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、デマンドレスポンス信号による電力抑制期間に、コージェネレーション装置の発電電力を十分に確保できるコージェネレーション装置の制御装置、およびコージェネレーション装置の制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and the object thereof is a control device for a cogeneration device that can sufficiently secure the generated power of the cogeneration device during the power suppression period by the demand response signal, and the cogeneration device. It is to provide a control method.
本発明は、発電電力を負荷へ供給し、発電時に湯を生成してこの生成した湯を貯める貯湯タンクの蓄熱量が第1の所定量以上になれば発電を停止するコージェネレーション装置を制御するコージェネレーション装置の制御装置であって、前記蓄熱量の情報を取得する情報取得部と、電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信する信号受信部と、前記コージェネレーション装置の発電動作を制御する電力制御部と、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量を予測する蓄熱量予測部と、前記蓄熱量予測部が前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量を上回ると予測した場合に、前記貯湯タンクの湯を使用することを要求する報知信号を出力する報知信号出力部とを備え、前記電力制御部は、前記信号受信部が前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御することを特徴とする。
また、本発明は、発電電力を負荷へ供給し、発電時に湯を生成してこの生成した湯を貯める貯湯タンクの蓄熱量が第1の所定量以上になれば発電を停止するコージェネレーション装置を制御するコージェネレーション装置の制御装置であって、前記蓄熱量の情報を取得する情報取得部と、電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信する信号受信部と、前記コージェネレーション装置の発電動作を制御する電力制御部と、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量を予測する蓄熱量予測部とを備え、前記電力制御部は、前記信号受信部が前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御し、前記蓄熱量予測部が、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量を上回ると予測した場合、前記電力制御部は、前記蓄熱量を前記第2の所定量とするために排出する湯の生成コストと、前記デマンドレスポンス信号によって要請された前記商用電力の抑制を実行したときに取得する対価とを比較し、前記対価が前記生成コストを上回る場合、前記貯湯タンクの湯の排出を前記コージェネレーション装置へ指示することを特徴とする。
The present invention controls a cogeneration apparatus that supplies generated power to a load, stops the power generation when the amount of heat stored in the hot water storage tank that stores the generated hot water by generating hot water during power generation exceeds a first predetermined amount. A control device for a cogeneration device, an information acquisition unit for acquiring information on the amount of heat storage, a signal reception unit for receiving a demand response signal for requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period, A power control unit that controls the power generation operation of the cogeneration device, a heat storage amount prediction unit that predicts the heat storage amount at the start of the power suppression period, and the heat storage amount prediction unit at the start of the power suppression period. When the heat storage amount is predicted to exceed a second predetermined amount that is smaller than the first predetermined amount, a notification signal requesting to use hot water in the hot water storage tank is output. And a notification signal generation unit for, the power control section, when the signal receiver receives the demand response signal, the heat storage amount of hot water storage tank is at front Symbol of the second at the start of the power suppression period The power generation operation of the cogeneration apparatus until the power suppression period is started is controlled so as to be fixed.
In addition, the present invention provides a cogeneration apparatus that supplies generated power to a load, generates hot water during power generation, and stops power generation when the amount of heat stored in a hot water storage tank that stores the generated hot water exceeds a first predetermined amount. A control device for a cogeneration device to control, an information acquisition unit for acquiring information on the heat storage amount, and a signal reception for receiving a demand response signal for requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period Unit, a power control unit that controls the power generation operation of the cogeneration apparatus, and a heat storage amount prediction unit that predicts the heat storage amount at the start of the power suppression period, and the power control unit includes the signal reception unit Receives the demand response signal, the second predetermined amount in which the amount of heat stored in the hot water storage tank at the start of the power suppression period is smaller than the first predetermined amount. The power generation operation of the cogeneration apparatus until the power suppression period is started is controlled so that the heat storage amount prediction unit determines that the heat storage amount at the start of the power suppression period is the second place. When it is predicted that the amount exceeds the fixed amount, the power control unit reduces the production cost of hot water discharged to make the heat storage amount the second predetermined amount, and the suppression of the commercial power requested by the demand response signal. Compared with the value acquired when it is executed, if the value exceeds the generation cost, the cogeneration apparatus is instructed to discharge the hot water from the hot water storage tank .
この発明において、前記電力制御部は、前記電力抑制期間において、前記コージェネレーション装置の発電動作を実行させることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said power control part performs the electric power generation operation | movement of the said cogeneration apparatus in the said electric power suppression period.
この発明において、前記デマンドレスポンス信号は、前記電力抑制期間における前記商用電力の使用量の上限値に関する情報を含んでおり、前記電力抑制期間に前記負荷へ供給される電力が、前記コージェネレーション装置の発電電力と、前記商用電力の使用量の上限値と、前記電力抑制期間に前記負荷へ電力を供給する他の電源による供給電力との和以下となるように、前記負荷の動作を制御する負荷制御部を備えることが好ましい。 In the present invention, the demand response signal includes information on an upper limit value of the usage amount of the commercial power during the power suppression period, and the power supplied to the load during the power suppression period is determined by the cogeneration apparatus. A load that controls the operation of the load so that it is less than or equal to the sum of the generated power, the upper limit value of the amount of commercial power used, and the power supplied by another power source that supplies power to the load during the power suppression period. It is preferable to provide a control unit.
この発明において、前記電力抑制期間の開始時までに使用される前記貯湯タンクの湯量を予測する使用湯量予測部を備え、前記蓄熱量予測部は、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量に一致するか否かを、前記使用湯量予測部の予測結果を用いて判断することが好ましい。 In this invention, it comprises a hot water usage amount predicting unit that predicts the hot water amount of the hot water storage tank that is used until the start of the power suppression period, and the heat storage amount prediction unit is configured so that the heat storage amount at the start of the power suppression period is It is preferable to determine whether or not the second predetermined amount matches with the prediction result of the hot water usage amount prediction unit.
この発明において、前記電力抑制期間が開始されるまでの期間において前記負荷へ電力を供給する太陽電池の発電電力を予測する発電電力予測部を備え、前記蓄熱量予測部は、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量に一致するか否かを、前記使用湯量予測部の予測結果および前記発電電力予測部の予測結果を用いて判断することが好ましい。 In this invention, it is provided with the generated electric power prediction part which predicts the generated electric power of the solar cell which supplies electric power to the load in the period until the electric power suppression period is started, and the heat storage amount prediction part includes the electric power suppression period. It is preferable to determine whether or not the heat storage amount at the start matches the second predetermined amount using the prediction result of the hot water usage prediction unit and the prediction result of the generated power prediction unit.
本発明は、発電電力を負荷へ供給し、発電時に湯を生成してこの生成した湯を貯める貯湯タンクの蓄熱量が第1の所定量以上になれば発電を停止するコージェネレーション装置を制御するコージェネレーション装置の制御方法であって、前記蓄熱量の情報を取得し、電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信し、前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御し、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量を上回ると予測した場合に、前記貯湯タンクの湯を使用することを要求する報知信号を出力することを特徴とする。
また、本発明は、発電電力を負荷へ供給し、発電時に湯を生成してこの生成した湯を貯める貯湯タンクの蓄熱量が第1の所定量以上になれば発電を停止するコージェネレーション装置を制御するコージェネレーション装置の制御方法であって、前記蓄熱量の情報を取得し、電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信し、前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御し、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量を上回ると予測した場合、前記蓄熱量を前記第2の所定量とするために排出する湯の生成コストと、前記デマンドレスポンス信号によって要請された前記商用電力の抑制を実行したときに取得する対価とを比較し、前記対価が前記生成コストを上回る場合、前記貯湯タンクの湯の排出を前記コージェネレーション装置へ指示することを特徴とする。
The present invention controls a cogeneration apparatus that supplies generated power to a load, stops the power generation when the amount of heat stored in the hot water storage tank that stores the generated hot water by generating hot water during power generation exceeds a first predetermined amount. A control method for a cogeneration apparatus, which acquires information on the amount of heat storage, receives a demand response signal requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period, and receives the demand response signal The cogeneration apparatus until the power suppression period is started so that the heat storage amount of the hot water storage tank at the start of the power suppression period becomes a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount. It controls the power generation operation, when the heat storage amount at the start of the power suppression period predicted to exceed the first predetermined amount is smaller than a second predetermined amount And outputs a notification signal for requesting the use of the hot water of the hot water storage tank.
In addition, the present invention provides a cogeneration apparatus that supplies generated power to a load, generates hot water during power generation, and stops power generation when the amount of heat stored in a hot water storage tank that stores the generated hot water exceeds a first predetermined amount. A control method for a cogeneration apparatus to control, acquiring information on the heat storage amount, receiving a demand response signal requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period, and receiving the demand response signal If received, the cogeneration until the power suppression period is started so that the amount of heat stored in the hot water storage tank at the start of the power suppression period becomes a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount. When the power generation operation of the device is controlled and the heat storage amount at the start of the power suppression period is predicted to exceed the second predetermined amount, the heat storage amount is The production cost of hot water discharged to obtain a predetermined amount of 2 is compared with the consideration acquired when the commercial power suppression requested by the demand response signal is executed, and the consideration exceeds the production cost. In this case, the cogeneration apparatus is instructed to discharge hot water from the hot water storage tank .
以上説明したように、本発明は、電力抑制期間の開始時における蓄熱量を少なくできるので、デマンドレスポンス信号による電力抑制期間に、燃料電池等のコージェネレーション装置の発電電力を十分に確保できるという効果がある。 As described above, the present invention can reduce the amount of heat stored at the start of the power suppression period, so that the power generated by a cogeneration device such as a fuel cell can be sufficiently secured during the power suppression period based on the demand response signal. There is.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
エネルギー管理システム(電力管理システム)の全体構成を、図2に示す。エネルギー管理システムは、分電盤10、自立分電盤20、電源切替器30、計測装置40、電力変換装置50、蓄電池62、燃料電池63、エネルギー管理装置81、表示端末82、ルータ83を主構成として備える。
(Embodiment)
The overall configuration of the energy management system (power management system) is shown in FIG. The energy management system mainly includes a
さらに、図1は、エネルギー管理システムの構成の概略を示すブロック図であり、図2の構成の一部を省略している。図1において、破線は交流電路を示し、一点鎖線は直流電路を示し、実線は情報の伝達経路を示す。 Further, FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of the energy management system, and a part of the configuration of FIG. 2 is omitted. In FIG. 1, a broken line indicates an AC circuit, a one-dot chain line indicates a DC circuit, and a solid line indicates an information transmission path.
まず、電力供給システムは、負荷に電力を供給する電源として、系統電源61と、蓄電池62と、燃料電池63と、太陽電池64との4種類を備える。
First, the power supply system includes four types of
系統電源61は、電力会社のような電力供給事業者が配電網を通して商用電力を供給する商用電源である。
The
蓄電池62は、リチウムイオン電池等で構成される。
The
燃料電池63は、メタンあるいはプロパンを含む燃料ガスの改質により生成した水素ガスを用いるコージェネレーション装置であって、発電ユニット631に貯湯タンク632が付設されている。発電ユニット631は、燃料電池ユニットを用いた発電を行い、さらには発電動作時に生じる排熱を利用して湯を生成する。貯湯タンク632は、発電ユニット631の発電動作時に生成された湯を貯める。さらに、発電ユニット631は、貯湯タンク632内で湯に代えて蓄えている熱量が不足する場合、発電動作時に生じる排熱を利用して、貯湯タンク632内の湯を加熱する。すなわち、「発電動作時に生じる排熱を利用して湯を生成する」とは、「発電動作時に生じる排熱を利用して貯湯タンク632内の湯量を増やす」こと、「発電動作時に生じる排熱を利用して貯湯タンク632内の湯を加熱する」ことの両方の概念を含む。
The
上述のように、燃料電池63は、発電と湯沸かしとの両方の機能を有している。そして、燃料電池63は、貯湯タンク632の蓄熱量(貯湯量と湯温とで決まる)が満蓄状態になれば、発電ユニット631による発電を停止する。ここで、貯湯タンク632の貯湯量が満量になり、且つ湯温が上限温度に達した状態を、蓄熱量が上限(第1の所定量)に達した満蓄状態とする。
As described above, the
また、燃料電池63は、燃料電池63の動作状態の管理に用いるリモコン63aと通信可能である。
In addition, the
太陽電池64は、太陽光による発電を行う。
The
本実施形態では、系統電源61への電力の逆潮流が可能な電源として、太陽電池64を例示しているが、太陽電池64は、風力、水力、地熱などの自然エネルギーを用いて発電する電源に代えることが可能である。また、本実施形態では、蓄電池62と燃料電池63とは、系統電源61への電力の逆潮流を行わない電源として例示している。また、燃料電池63に代えて、ガスエンジン(ガスマイクロタービン)を用いて発電するコージェネレーション装置を用いることも可能である。
In the present embodiment, the
系統電源61に接続された配電線L1は分電盤10に接続される。
The distribution line L1 connected to the
分電盤10は、配電線L1に1次側を接続した主幹ブレーカ11と、主幹ブレーカ11の2次側において電力を分岐させる複数個の分岐ブレーカ12とを筐体(図示せず)に内蔵している。それぞれの分岐ブレーカ12は、分岐線L2を通して負荷70に電力を供給する。図2では複数個の負荷70に一括して符号を付しているが、符号70は個々の負荷を意味する。
The
さらに分電盤10は、連系ブレーカ13と、電流センサX3とを内蔵する。連系ブレーカ13は、主幹ブレーカ11の1次側の電路(配電線L1)に接続され、電力変換装置50と配電線L1との間に挿入される。連系ブレーカ13は、太陽電池64の発電電力を主幹ブレーカ11の1次側の電路に供給する経路を形成し、また、系統電源61から受電した電力を蓄電池62の充電に用いる経路を形成する。連系ブレーカ13は、いわゆるリモコンブレーカであって、電力変換装置50からの指示によりオン/オフを切り替える。
Furthermore, the
電流センサX3は、主幹ブレーカ11を通過する電流を検出するように配置される。図示例では、配電線L1において、連系ブレーカ13との接続点と、主幹ブレーカ11との間の電路を通過する電流を計測するように電流センサX3が配置されている。電流センサX3は、単相3線の2本の電圧線(U相とW相)の電流を個別に検出するように配置される。 The current sensor X3 is arranged to detect a current passing through the main breaker 11. In the illustrated example, the current sensor X3 is arranged in the distribution line L1 so as to measure the current passing through the electrical path between the connection point with the interconnection breaker 13 and the main breaker 11. The current sensor X3 is arranged so as to individually detect currents of two voltage lines (U phase and W phase) of the single phase three wires.
電流センサX3は、具体的な構成としてコアを備える電流トランスを想定しているが、コアレスコイル(いわゆるロゴスキーコイル)あるいは磁気センサを用いる構成であってもよい。以下に説明する電流センサX1,X2,X4〜X7も同様であり、それぞれの電流センサX1,X2,X4〜X7の具体的な構成は電流センサX3の構成に準じる。 The current sensor X3 assumes a current transformer including a core as a specific configuration, but may be configured to use a coreless coil (so-called Rogowski coil) or a magnetic sensor. The same applies to the current sensors X1, X2, and X4 to X7 described below, and the specific configuration of each of the current sensors X1, X2, and X4 to X7 conforms to the configuration of the current sensor X3.
分電盤10に内蔵された分岐ブレーカ12のうちの1個は、単相3線に対応した分岐線L3を通して自立分電盤20に接続される。分岐線L3には、分電盤10の分岐ブレーカ12から供給される電力と、電力変換装置50から供給される電力との一方を選択して自立分電盤20に供給する電源切替器30が挿入されている。電源切替器30は、分岐ブレーカ12から供給される電力、電力変換装置50から供給される電力のそれぞれを導通・遮断する電磁継電器を備える。
One of the
自立分電盤20は、系統電源61から電力が供給されない停電期間でも給電が必要になる負荷80、計測装置40、後述する計測点切替装置90等に電力を供給する経路を形成する。図2では複数個の負荷80に一括して符号を付しているが符号80は個々の負荷を意味する。また、負荷80のうち、負荷81はエネルギー管理装置であり、負荷82は表示端末(報知部)であり、負荷83はルータであり、以降、エネルギー管理装置81、表示端末82、ルータ83と称す。
The
また、負荷70と負荷80とを区別するために、負荷70を「一般負荷」と呼び、負荷80を「特定負荷」と称す。なお、特定負荷80には、エネルギー管理装置81、表示端末82、ルータ83が含まれる。
In order to distinguish between the
自立分電盤20は、主幹ブレーカ21と、主幹ブレーカ21の2次側において電力を分岐させる複数個の分岐ブレーカ22とを筐体(図示せず)に内蔵する。主幹ブレーカ21の1次側は、電源切替器30に接続しており、分電盤10の分岐ブレーカ12から供給される電力と、電力変換装置50から供給される電力とのいずれか一方が供給される。それぞれの分岐ブレーカ22は、分岐線L4を通して、特定負荷80、計測装置40、計測点切替装置90に電力を供給する。
The self-supporting
特定負荷80、計測装置40、計測点切替装置90は、系統電源61から電力が供給されている通電期間に、分電盤10から供給される電力によって動作可能となる。また、特定負荷80、計測装置40、計測点切替装置90は、系統電源61から電力が供給されていない停電期間に、電力変換装置50から供給される電力によって動作可能となる。
The
また、分岐ブレーカ22のうちの1つは、接続線L5を通して燃料電池63に接続される。燃料電池63の発電電力は、接続線L5、自立分電盤20を経由して特定負荷80、計測装置40、計測点切替装置90に供給可能になる。また、燃料電池63が発電した電力は、主幹ブレーカ21を通して、分電盤10にも供給可能であるから、燃料電池63から一般負荷70にも電力が供給可能である。
One of the
電力変換装置50は、蓄電池62と太陽電池64とが接続され、分電盤10との間で電力の授受を行う機能と、自立分電盤20に電力を供給する機能とを有する電力変換器51を備える。さらに、電力変換装置50は、電力変換器51から2線で出力される電力を3線に変換するトランス52を備える。
The
電力変換器51は、太陽電池64が発電した直流電力を、系統電源61に連系可能な交流電力に変換する。また、電力変換器51は、蓄電池62の充電電流および放電電流を監視・制御し、蓄電池62が放電する直流電力を交流電力に変換する。
The
さらに電力変換器51は、連系ブレーカ13に接続される連系端子55と、トランス52に電力を供給する自立出力部56とを備える。そして、電力変換器51は、系統電源61の通電期間/停電期間(系統電源61から受電可能か否か)を、連系端子55における端子間の電圧を用いて判断する。
Furthermore, the
連系端子55は、連系ブレーカ13を介して配電線L1に接続され、系統電源61の通電期間において系統連系が可能になっている。具体的には、連系端子55は、単相3線式であって、接続線L6を通して連系ブレーカ13と接続され、主幹ブレーカ11の1次側である配電線L1に連系ブレーカ13を介して接続される。
The interconnection terminal 55 is connected to the distribution line L <b> 1 via the interconnection breaker 13, and system interconnection is possible during the energization period of the
接続線L6は、太陽電池64の発電電力あるいは蓄電池62の蓄電電力から得られた交流電力を分電盤10の主幹ブレーカ11に供給する経路、あるいは太陽電池64の発電電力を配電線L1に逆潮流させる経路として用いられる。また、接続線L6は、配電線L1を通して系統電源61から供給される電力を用いて蓄電池62を充電する経路としても用いられる。連系端子55の端子間の出力電圧は、系統電源61の線間電圧によって決められる。
The connection line L6 is a path for supplying AC power obtained from the generated power of the
太陽電池64の発電電力のうち、需要家で利用されない余剰電力は配電線L1側に逆潮流しており、電力変換器51は、逆潮流する電力を監視・制御する機能も有する。電流センサX2の出力は電力変換器51に入力され、電力変換器51は、電流センサX2の出力に基づいて需要家から系統電源61に対する逆潮流が生じているか否か、および逆潮流している電力を判断する。電流センサX2は、単相3線における2本の電圧線を通過する電流を個別に検出するように配置される。
Of the power generated by the
電力変換器51は、電流センサX2が監視する電流の位相と、連系端子55における端子間の電圧の位相との関係を用いて、需要家から系統電源61に対する逆潮流が生じているか否かを判断する。連系端子55における端子間の電圧は、連系端子55に電気的に接続された配電線L1の線間電圧と同電圧かつ同位相になる。したがって、電力変換器51は、連系端子55における端子間の電圧波形と、電流センサX2が監視する電流波形とを用い、電圧波形の1周期分について電力を積分した積分値の符号によって、逆潮流が生じているか否かを判断する。
The
また、蓄電池62は、系統電源61に対する電力の逆潮流を行わない。そこで、電力変換器51は、蓄電池62の蓄電電力が需要家で消費されずに逆潮流しているか否かを監視するためにも、電流センサX2の出力を上記同様に用いる。
In addition, the
一方、電力変換器51の自立出力部56は、系統電源61の通電期間にはトランス52に電力を出力せず、系統電源61の停電期間にはトランス52に電力を出力する。自立出力部56は単相2線式であって、トランス52の1次側と2線で接続され、トランス52への電力供給のみを行う。自立出力部56の端子間の電圧は定電圧(たとえば、200V)に保たれる。そして、トランス52の2次側には自立端子57が設けられており、この自立端子57が出力する電力は、太陽電池64と蓄電池62との少なくとも一方に由来する。自立端子57は、単相3線に対応した接続線L7を通して電源切替器30に接続される。
On the other hand, the self-supporting
電力変換器51は、系統電源61の通電期間/停電期間を、連系端子55における端子間の電圧を用いて判断する。そして、電力変換器51は、通電期間/停電期間の判断結果を用いて、電源切替器30の切替動作を制御する。電源切替器30は、電力変換器51からの指示により、自立分電盤20の主幹ブレーカ21に分岐線L3を接続する状態と、自立分電盤20の主幹ブレーカ21に接続線L7を接続する状態とを切り替える。つまり、自立分電盤20は、系統電源61から電力が供給されている通電期間に分電盤10を通して電力が供給され、系統電源61からの電力が停止する停電期間に電力変換装置50から分電盤10を通さずに電力が供給される。なお、電源切替器30の切替動作は、電力変換器51が出力する例えば接点信号によって行われるが、その信号形態は限定されない。
The
また、電力変換器51は、通電期間/停電期間の判断結果(停電情報)を、計測装置40へ送信する。さらに、電力変換器51は、蓄電池62の情報(蓄電電力、放電電力、機器情報、エラー情報等)、太陽電池64の情報(発電電力、機器情報、エラー情報等)を、計測装置40へ送信する。
In addition, the
なお、電力変換器51−計測装置40間の通信経路、電力変換器51−蓄電池62間の通信経路、電力変換器51−太陽電池64間の通信経路は、例えば、RS485規格に準じた仕様のシリアル通信を行う。なお、この通信路は、RS485規格に準じた仕様であることは必須ではなく、無線通信、または有線通信路を用いた電力線搬送通信によっても実現可能である。また、これらの通信技術を組み合わせて用いてもよい。
Note that the communication path between the
さらに、電力変換装置50は、計測点切替装置90に切替信号による指示を与える切替指示部53を備える。切替指示部53は、通電期間/停電期間を示す切替信号を計測点切替装置90に与え、この切替信号は計測点切替装置90を通して燃料電池63にも伝送される。なお、この切替信号は、例えば接点信号であり、その信号形態は限定されない。
Furthermore, the
計測点切替装置90は、燃料電池63が監視する電流値を、分電盤10に内蔵された電流センサX3と、自立分電盤20の主幹ブレーカ21を通過する電流を計測する電流センサX5とのどちらから取得するかを選択する。すなわち、計測点切替装置90は、系統電源61の通電期間には電流センサX3を燃料電池63に接続し、系統電源61の停電期間には電流センサX5を燃料電池63に接続する。
The measuring
燃料電池63は、本実施形態においては電力の逆潮流を行わないから、電流センサX3,X5が監視する電流に基づいて、逆潮流の発生の有無を判断する。すなわち、燃料電池63は、燃料電池63の発電電力が、需要家で消費されずに逆潮流しているか否かを監視するために、電流センサX3,X5の各出力を用いる。具体的に、燃料電池63は、系統電源61の通電時において系統電源61に対する電力の逆潮流を検出するために、電流センサX3の出力を用いる。また、燃料電池63は、系統電源61の停電時において接続線L7側への電力の逆潮流を検出するために、電流センサX5の出力を用いる。
Since the
すなわち、電流センサX3,X5の各出力は、計測点切替装置90を介して燃料電池63に入力され、燃料電池63は、電流センサX3,X5の各出力に基づいて、燃料電池63から出力された全電力が需要家で消費されているか否かを判断する。
That is, the outputs of the current sensors X3 and X5 are input to the
また、燃料電池63が発電した電力は、電流センサX4によって監視される。電流センサX4は、燃料電池63と分岐ブレーカ22とを接続する接続線L5を通過する電流を監視する。そして、電流センサX4の出力は計測装置40に入力され、計測装置40は接続線L5を通過する電力を監視する。
Further, the electric power generated by the
また、燃料電池63は、電力変換装置50との間で計測点切替装置90を通して通信する。つまり、系統電源61の通電期間/停電期間を示す切替信号が、電力変換装置50から計測点切替装置90を通して燃料電池63にも通知される。したがって、燃料電池63は、電力変換装置50の連系端子55と自立端子57とのどちらから電力供給がなされているかを認識することができる。
The
また、電力変換装置50は、利用者による動作の指示および監視を可能にするために、リモコン54と通信する。
Further, the
需要家において主幹ブレーカ11の1次側の配電線L1には、系統電源61から受電した電力を計量するために電流センサX1が配置される。
A current sensor X <b> 1 is arranged on the primary distribution line L <b> 1 of the main breaker 11 in the consumer in order to measure the power received from the
また、配電線L1において、電流センサX1と主幹ブレーカ11との間には、系統電源61への逆潮流を検出するために、電流センサX2が配置される。電流センサX2は、配電線L1において主幹ブレーカ11と連系ブレーカ13との接続点より系統電源61に近い位置で電流を監視する。
In the distribution line L1, a current sensor X2 is disposed between the current sensor X1 and the main breaker 11 in order to detect a reverse power flow to the
また、配電線L1において、連系ブレーカ13との接続点と、主幹ブレーカ11との間の電路を通過する電流を計測するように、電流センサX3が配置されている。また、電流センサX4は、燃料電池63と分岐ブレーカ22とを接続する接続線L5を通過する電流を監視し、電流センサX5は、自立分電盤20の主幹ブレーカ21を通過する電流を計測する
また、電流センサX6は、分岐線L2に配置されて、一般負荷70に供給される電流を監視する。電流センサX7は、分岐線L4に配置されて、特定負荷80に供給される電流を監視する。
Further, in the distribution line L1, a current sensor X3 is arranged so as to measure a current passing through the electric path between the connection point with the interconnection breaker 13 and the main breaker 11. The current sensor X4 monitors the current passing through the connection line L5 connecting the
そして、計測装置40には、電流センサX1,X4,X6,X7が接続されており、計測装置40は、電流センサX1,X4,X6,X7が計測した各電流値を定期的に取得する。
And current sensor X1, X4, X6, X7 is connected to measuring
計測装置40は、電流センサX1が計測した電流値に基づいて系統電源61から受電した電力を計測し、売買電情報(買電情報、売電情報)を生成する。また、計測装置40は、電流センサX4が計測した電流値に基づいて燃料電池63の発電電力を計測し、発電情報(燃料電池)を生成する。また、計測装置40は、電流センサX6が計測した電流値に基づいて一般負荷70の消費電力を計測し、消費電力情報(一般負荷)を生成する。また、計測装置40は、電流センサX7が計測した電流値に基づいて特定負荷80の消費電力を計測し、消費電力情報(特定負荷)を生成する。
The measuring
さらに、計測装置40は、電力変換装置50と通信することによって、蓄電池62の情報(蓄電電力、放電電力、機器情報、エラー情報等)、太陽電池64の情報(発電電力、機器情報、エラー情報等)、通電期間/停電期間の判断結果を示す停電情報を取得する。
Furthermore, the
そして、計測装置40は、売買電情報、消費電力情報(一般負荷)、消費電力情報(特定負荷)、蓄電池62の情報、太陽電池64の情報、停電情報、発電情報(燃料電池)を、エネルギー管理装置81へ無線送信する。
Then, the measuring
エネルギー管理装置81は、情報取得部81aと、信号受信部81bと、電力制御部81cと、負荷制御部81dと、蓄熱量予測部81eと、使用湯量予測部81fと、発電電力予測部81gと、表示データ生成部81hとを備える(図1参照)。なお、エネルギー管理装置81が、コージェネレーション装置の制御装置に相当する。
The
エネルギー管理装置81は、計測装置40と無線通信可能に構成されており、情報取得部81aは、売買電情報、消費電力情報(一般負荷)、消費電力情報(特定負荷)、蓄電池62の情報、太陽電池64の情報、停電情報、発電情報(燃料電池)を、計測装置40から取得する。さらに、エネルギー管理装置81は、燃料電池63と無線通信可能に構成されており、情報取得部81aは、燃料電池63の情報(貯湯タンク632の蓄熱量(貯湯量および湯温)、機器情報、エラー情報等)も取得する。
The
さらに、エネルギー管理装置81は、計測装置40と無線通信することによって、計測装置40経由で電力変換器51と通信可能である。
Furthermore, the
そして、電力制御部81cは、上記各情報に基づいて、電力変換器51および燃料電池63を制御して、蓄電池62、燃料電池63、太陽電池64の各動作を制御する。
Then, the
例えば、電力制御部81cは、系統電源61の通電期間であれば、系統電源61、蓄電池62、燃料電池63、太陽電池64の各電力を用いて、一般負荷70、特定負荷80へ電力供給を行う。また、電力制御部81cは、通電期間であれば、系統電源61、太陽電池64の各電力を用いて、蓄電池62を充電する。また、電力制御部81cは、通電期間であれば、太陽電池64の発電電力を用いて系統電源61へ逆潮流させる電力量も制御する。
For example, the
また、電力制御部81cは、系統電源61の停電期間であれば、蓄電池62、燃料電池63、太陽電池64の各電力を用いて、特定負荷80へ電力供給を行う。また、電力制御部81cは、停電期間であれば、太陽電池64の電力を用いて蓄電池62を充電する。
Further, the
そして、エネルギー管理装置81および表示端末82は、互いに無線通信可能に構成されている。表示データ生成部81hは、表示端末82からの要求に応じて、上記の各情報、電力変換器51および燃料電池63の各制御状態等を表示端末82に表示させるための表示情報を生成し、表示端末82へ送信する。表示端末82は、受信した表示情報を画面に表示し、必要であれば音声通知も行う。表示端末82は、モニタ画面およびスピーカ等を備えた専用端末、携帯電話、パーソナルコンピュータ等を用いる。
The
さらに、エネルギー管理装置81は、ルータ83を通してインターネット等の広域ネットワーク100に接続している。そして、電力供給事業者等が管理するサーバ200も広域ネットワーク100に接続しており、信号受信部81bは、サーバ200との間で通信が可能になる。
Further, the
次に、本発明の要旨である、デマンドレスポンス信号による燃料電池63の発電制御について、説明する。
Next, power generation control of the
電力供給事業者は、将来の電力需要量が電力供給量に逼迫すると予測される場合、将来の電力抑制期間に商用電力の使用量を抑制することを需要家に対して予め要請する。この商用電力の使用量の抑制要請は、サーバ200が各需要家に設置されたエネルギー管理装置81へデマンドレスポンス信号(以降、DR信号と称す)を送信することによって行われる。信号受信部81bは、ルータ83を通してインターネット等の広域ネットワーク100に接続しており、DR信号を受信する。
When it is predicted that the future power demand will be close to the power supply amount, the power supply provider requests the consumer in advance to suppress the usage amount of the commercial power during the future power suppression period. The request for suppressing the amount of commercial power used is made by the
DR信号は、各需要家における商用電力の削減量、電力抑制期間の各情報を含む。そして、表示データ生成部81hは、DR信号を受信すると、商用電力の削減量、電力抑制期間等を通知して商用電力の抑制を要請するためのDR情報を生成し、このDR情報を表示端末82へ送信する。表示端末82は、このDR情報を表示する。一般に、DR信号は、電力抑制期間が設定された日の前日に送信される。また、電力抑制期間が午後である場合、DR信号は当日の午前に送信されてもよい。
The DR signal includes information on a reduction amount of commercial power and a power suppression period in each consumer. When the display
デマンドレスポンスへの対応としては、電力抑制期間に燃料電池63の発電電力をできるだけ用いることによって、系統電源61から供給される商用電力の使用量を低減させることができる。しかし、燃料電池63は、貯湯タンク632の蓄熱量(貯湯量と湯温とで決まる)が満蓄状態になれば、発電ユニット631による発電を停止する。
As a response to the demand response, the amount of commercial power supplied from the
そこで、電力制御部81cは、電力抑制期間の開始時における貯湯タンク632の蓄熱量が最低量(第2の所定量)となるように、電力抑制期間が開始されるまでの燃料電池63の発電動作を制御する。この最低量とは、需要家にとって必要であると考えられる最低湯量であり、満蓄状態より低い範囲(0を含む)で需要家が個別に予め設定できる。燃料電池63は、天候、時刻等に関わらず発電可能であるので、電力抑制期間の設定時刻、天候に関わらず発電能力が安定している。
Therefore, the
図3は、電力制御部81cが記憶している燃料電池63の情報テーブルの一部を示す。この情報テーブルには、貯湯タンク632の貯湯量、湯温、発電状態等の各情報が格納されている。電力制御部81cは、現在の貯湯量および湯温から現在の蓄熱量を導出する。
FIG. 3 shows a part of the information table of the
図4は、デマンドレスポンスによる時系列の動作を示す。まず、時刻t1にエネルギー管理装置81がDR信号を受信する。時刻t1から電力抑制期間T2が開始される翌日の時刻t2までは通知期間T1となる。電力抑制期間T2は、時刻t2〜t3に設定されており、猶予期間T21と抑制続行期間T22とで構成される。そして、電力抑制期間T2が終了すると、時刻t3〜t4に復帰期間T3が設定される。
FIG. 4 shows a time-series operation by demand response. First, the
猶予期間T21は、需要家において商用電力の抑制制御を行うための猶予期間であり、猶予期間T21中に商用電力の抑制制御を完了させることが求められる。抑制続行期間T22は、商用電力の抑制制御を継続させる期間である。復帰期間T3は、商用電力の抑制制御を停止させて、商用電力の使用量を元に戻すための期間である。 The grace period T21 is a grace period for the consumer to perform the commercial power suppression control, and is required to complete the commercial power suppression control during the grace period T21. The suppression continuation period T22 is a period during which commercial power suppression control is continued. The return period T3 is a period for stopping the commercial power suppression control and restoring the amount of commercial power used.
具体的に電力制御部81cは、信号受信部81bがDR信号を受信すると、貯湯タンク632の現在の蓄熱量を最低量と比較する。電力制御部81cは、蓄熱量が最低量以上であれば燃料電池63の発電を停止させる。そして、電力制御部81cは、通知期間T1において(電力抑制期間T2が開始されるまで)、貯湯タンク632の湯が使用されて、蓄熱量が最低量未満に低下すると、燃料電池63に発電させることで、電力抑制期間T2の開始時刻t2における蓄熱量を最低量に一致させる。
Specifically, when the
なお、この開始時刻t2における蓄熱量を最低量に一致させるという処理は、開始時刻t2以前の所定期間内、または開始時刻t2以後の所定期間内、または開始時刻t2の前後の所定期間内において蓄熱量を最低量に一致させる処理も含むものである。この所定期間の時間長さは、任意に設定可能であり、例えば30分に設定される。また、この所定期間の全期間に亘って継続して蓄熱量を最低量に一致させる必要はなく、所定期間内の任意のタイミングで蓄熱量を最低量に一致させればよい。 Note that the process of matching the heat storage amount at the start time t2 to the minimum amount is the heat storage in a predetermined period before the start time t2, within a predetermined period after the start time t2, or within a predetermined period before and after the start time t2. The process of matching the amount to the minimum amount is also included. The time length of the predetermined period can be arbitrarily set, and is set to 30 minutes, for example. Moreover, it is not necessary to make the heat storage amount coincide with the minimum amount continuously throughout the predetermined period, and the heat storage amount may be made to coincide with the minimum amount at an arbitrary timing within the predetermined period.
電力抑制期間T2が開始されると、電力制御部81cは、燃料電池63の発電を実行して、一般負荷70、特定負荷80へ電力供給を行い、商用電力の使用量を抑制する。而して、電力抑制期間T2の開始時刻t2における蓄熱量は最低量となっているので、燃料電池63が電力抑制期間T2に発電可能な発電量は十分に確保されている。したがって、電力制御部81cは、燃料電池63の発電電力を商用電力の代わりに使用することによって、電力抑制期間T2に亘って商用電力を抑制することができる。なお、最低量の設定値が低いほど、燃料電池63が電力抑制期間T2に発電可能な発電量は増大する。
When the power suppression period T2 is started, the
また電力制御部81cは、電力抑制期間T2において、蓄電池62の放電電力、太陽電池64の発電電力を燃料電池63の発電電力、商用電力より優先させて使用する。すなわち、電力抑制期間T2に蓄電池62の放電電力、太陽電池64の発電電力を用いると、燃料電池63の発電電力、商用電力の使用量を低減させることができる。したがって、燃料電池63の発電電力をより電力抑制期間T2内で効率よく使用することができ、商用電力の使用量がさらに抑制されることによって節電効果が高まる。
Further, the
そして、復帰期間T3になると、電力制御部81cは、燃料電池63の発電を停止させて、商用電力の使用量を元に戻す。
Then, when the return period T3 is reached, the
また、負荷制御部81dは、一般負荷70および特定負荷80と通信(無線または有線)することによって、一般負荷70および特定負荷80の各動作を制御することができる。DR信号には、各需要家における商用電力の使用量の上限値に関する情報(抑制電力情報)が含まれている。例えば、抑制電力情報は、各需要家における商用電力の使用量の抑制度(例えば、60%)、各需要家における商用電力の削減量(例えば、10kW減)、各需要家における商用電力の使用量の上限値(例えば、15kW)等で表される。
Further, the
負荷制御部81dは、この抑制電力情報に基づいて、電力抑制期間T2における商用電力の使用量の上限値(商用電力の上限使用量)を把握する。そして、負荷制御部81dは、電力抑制期間T2における商用電力の使用量が上限使用量を上回らないように、一般負荷70および特定負荷80の動作(負荷の動作)を制御する。具体的に負荷制御部81dは図5に示すように、電力抑制期間T2に負荷へ供給される電力P0が、商用電力の上限使用量P1と、蓄電池62の放電電力P2と、燃料電池63の発電電力P3と、太陽電池64の発電電力P4との和以下となるように、負荷の動作を制御する。すなわち、負荷制御部81dは、電力抑制期間T2に負荷へ供給される電力P0が、商用電力の上限使用量P1と、燃料電池63の発電電力P3と、負荷へ電力を供給する他の電源による供給電力の和以下となるように、負荷の動作を制御する。ここで、負荷制御部81dが制御する負荷の動作とは、空調設備の設定温度、風量の各制御、照明の点灯・消灯・調光制御、床暖房設備の設定温度の制御等である。
Based on this suppression power information, the
したがって、負荷制御部81dが負荷の動作を制御することによって、電力抑制期間T2における商用電力の使用量を、DR信号によって通知された上限使用量以下に抑えることができる。また、系統電源61および燃料電池63以外に負荷へ電力を供給する電源(蓄電池62、太陽電池64等)を備えていないシステムであれば、負荷制御部81dは、電力抑制期間T2に負荷へ供給される電力P0が、商用電力の上限使用量P1と、燃料電池63の発電電力P3との和以下となるように、負荷の動作を制御する。
Therefore, the
しかしながら、電力制御部81cが、通知期間T1に燃料電池63の発電動作を制御しても、電力抑制期間T2の開始時刻t2における蓄熱量が最低量を上回ってしまう場合がある。そこで、本実施形態では、以下の処理を行うことが好ましい。
However, even if the
まず、使用湯量予測部81fは、電力抑制期間T2の開始時刻t2までに使用される貯湯タンク632の湯量を予測する。例えば、使用湯量予測部81fは、貯湯タンク632の湯の使用履歴を記憶しておき、過去の湯の使用動向に基づいて、電力抑制期間T2の開始時刻t2までに使用される貯湯タンク632の湯量を予測する。
First, the hot water usage predicting unit 81f predicts the hot water amount of the hot
また、発電電力予測部81gは、電力抑制期間T2の開始時刻t2までに負荷へ供給される太陽電池64の発電電力を予測する。例えば、発電電力予測部81gは、電力抑制期間T2の開始時刻t2までの天気情報を、広域ネットワーク100上のサーバ(図示なし)から取得し、この天気情報に基づいて太陽電池64の発電電力を予測する。
Further, the generated
そして、蓄熱量予測部81eは、電力抑制期間T2の開始時刻t2における蓄熱量が最低量に一致するか否かを、使用湯量予測部81fの予測結果および発電電力予測部81gの予測結果を用いて判断する。
Then, the heat storage
例えば、蓄熱量予測部81eは、電力抑制期間T2の開始時刻t2までに使用される貯湯タンク632の湯量、太陽電池64の発電電力に基づいて、時刻t2における蓄熱量を最低量に一致させるための燃料電池63の発電動作をシミュレーションする。そして、蓄熱量予測部81eが、このシミュレーション結果を用いて、時刻t2における蓄熱量が最低量を上回ると予測した場合、表示データ生成部81hは、報知信号を生成して表示端末82へ送信する。報知信号は、貯湯タンク632の湯を使用することを需要家に対して要求する画像情報、音声情報からなる。この場合、表示データ生成部81hが、報知信号出力部に相当する。
For example, the heat storage
表示端末82は、報知信号の画像情報を画面に表示し、音声情報を通知することで、需要家に対して湯の積極使用を促す。この場合、表示端末82によって、電力抑制期間T2の開始時刻t2までの残り時間、使用すべき湯量が報知されることが好ましい。そして、床暖房、融雪、風呂等に貯湯タンク632内の湯が使用されることによって、貯湯タンク632の蓄熱量が最低量にまで下げられる。
The
したがって、燃料電池63の発電制御だけでは時刻t2における蓄熱量が最低量を上回ってしまう場合でも、貯湯タンク632内の湯を排出することによって、開始時刻t2における蓄熱量を最低量にまで低下させることができる。したがって、電力抑制期間T2における燃料電池63の発電電力を十分に確保することができる。
Therefore, even if the amount of heat stored at time t2 exceeds the minimum amount only by the power generation control of the
また、電力制御部81cが燃料電池63に指示して貯湯タンク632の湯を排出制御できる構成であれば、蓄熱量予測部81eが時刻t2における蓄熱量が最低量を上回ると予測した場合の処理として、以下の処理を実行してもよい。
Further, if the
まず、電力制御部81cは、蓄熱量を最低量とするために排出する湯の生成コストと、DR信号によって要請された商用電力の抑制を実行したときに取得する対価(インセンティブ)とを比較する。
First, the
湯の生成コストは、
湯の生成コスト=ガス料金単価(円/m3)×発電に要するガスの容量(m3)+水道料金単価(円/m3)×水量(m3)
によって算出される。
The cost of producing hot water is
Hot water production cost = gas unit price (yen / m 3 ) x gas capacity required for power generation (m 3 ) + water unit price (yen / m 3 ) x water volume (m 3 )
Is calculated by
商用電力の抑制を実行したときに取得する対価は、
対価=燃料電池63が発電可能な電力量(Wh)×インセンティブ単価(円/Wh)
によって算出される。なお、燃料電池63が発電可能な電力量とは、時刻t2において蓄熱量が最低量である燃料電池63が電力抑制期間T2に発電可能な電力量のことである。
The compensation you get when you run commercial power suppression is
Consideration = Amount of power that can be generated by the fuel cell 63 (Wh) x Incentive unit price (yen / Wh)
Is calculated by Note that the amount of power that can be generated by the
そして、対価≧湯の生成コストであれば、電力制御部81cは、燃料電池63に指示して貯湯タンク632の湯を排出させることによって、電力抑制期間T2の開始時刻t2における蓄熱量を最低量に一致させる。この排出された湯は、浴槽に貯めたり、融雪用、融雪防止用として戸建住宅の屋根や庭、道路などに排出してもよい。なお、この貯湯タンク632の湯の排出制御は、電力抑制期間T2の開始時刻t2における蓄熱量が最低量を上回っている場合に、この時刻t2に実行されてもよい。
If the value is equal to or higher than the production cost of hot water, the
また、湯の生成コスト>対価であれば、電力制御部81cは、貯湯タンク632の湯を排出させることなく、時刻t2における燃料電池63の蓄熱量で可能な発電電力を用いて、商用電力の抑制制御を行う。
If the hot water generation cost is greater than the price, the
したがって、インセンティブによる対価が湯の生成コストより大きい場合、貯湯タンク632内の湯を自動排出させるので、電力抑制期間T2における燃料電池63の発電電力を十分に確保することができる。すなわち、インセンティブによる対価が湯の生成コストより大きい場合には、インセンティブによる対価をできるだけ大きくすることができる。
Therefore, consideration by the incentive is greater than cost of generating hot water, so to automatically discharge the hot water in the hot
また、湯の生成コストがインセンティブによる対価より大きい場合、貯湯タンク632内の湯を自動排出しないことによって、需要家側のコストを抑制することができる。
Moreover, when the production cost of hot water is larger than the value of the incentive, the cost on the customer side can be suppressed by not automatically discharging the hot water in the hot
なお、電力制御部81cは、貯湯量と湯温との両方から貯湯タンク632の蓄熱量を導出しているが、貯湯量のみを用いて貯湯タンク632の蓄熱量を導出してもよい。この場合、蓄熱量は貯湯量のみに比例する。
The electric
上述のエネルギー管理装置81(コージェネレーション装置の制御装置)は、発電電力を負荷へ供給し、発電時に湯を生成してこの生成した湯を貯める貯湯タンク632の蓄熱量が第1の所定量以上になれば発電を停止する燃料電池63(コージェネレーション装置)を制御する。エネルギー管理装置81は、蓄熱量の情報を取得する情報取得部81aと、電力抑制期間に負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信する信号受信部81bと、燃料電池63の発電動作を制御する電力制御部81cとを備える。電力制御部81cは、信号受信部81bがデマンドレスポンス信号を受信した場合、電力抑制期間の開始時における貯湯タンク632の蓄熱量が第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、電力抑制期間が開始されるまでの燃料電池63の発電動作を制御する。
The above-described energy management device 81 (control device for the cogeneration device) supplies generated power to a load, generates hot water during power generation, and the amount of heat stored in the hot
また、上述の燃料電池63(コージェネレーション装置)の制御方法は、発電電力を負荷へ供給し、発電時に湯を生成してこの生成した湯を貯める貯湯タンク632の蓄熱量が第1の所定量以上になれば発電を停止する燃料電池63を制御する。そして、蓄熱量の情報を取得し、電力抑制期間に負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信する。そして、デマンドレスポンス信号を受信した場合、電力抑制期間の開始時における貯湯タンク632の蓄熱量が第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、電力抑制期間が開始されるまでの燃料電池63の発電動作を制御する。
Further, in the above-described control method of the fuel cell 63 (cogeneration apparatus), the amount of heat stored in the hot
10 分電盤
20 自立分電盤
30 電源切替器
40 計測装置
50 電力変換装置
61 系統電源
62 蓄電池
63 燃料電池(コージェネレーション装置)
64 太陽電池
70 一般負荷
80 特定負荷
81 エネルギー管理装置(コージェネレーション装置の制御装置)
81a 情報取得部
81b 信号受信部
81c 電力制御部
81d 負荷制御部
81e 蓄熱量予測部
81f 使用湯量予測部
81g 発電電力予測部
81h 表示データ生成部(報知信号出力部)
82 表示端末
DESCRIPTION OF
64
81a
82 Display terminal
Claims (8)
前記蓄熱量の情報を取得する情報取得部と、
電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信する信号受信部と、
前記コージェネレーション装置の発電動作を制御する電力制御部と、
前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量を予測する蓄熱量予測部と、
前記蓄熱量予測部が前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量を上回ると予測した場合に、前記貯湯タンクの湯を使用することを要求する報知信号を出力する報知信号出力部と
を備え、
前記電力制御部は、前記信号受信部が前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御する
ことを特徴とするコージェネレーション装置の制御装置。 A cogeneration system that controls a cogeneration system that stops power generation when the generated power is supplied to a load, hot water is generated during power generation, and the amount of heat stored in the hot water storage tank that stores the generated hot water is equal to or greater than a first predetermined amount. A control device,
An information acquisition unit for acquiring information of the heat storage amount;
A signal receiving unit that receives a demand response signal for requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period;
A power control unit for controlling the power generation operation of the cogeneration device ;
A heat storage amount prediction unit that predicts the heat storage amount at the start of the power suppression period; and
When the heat storage amount prediction unit predicts that the heat storage amount at the start of the power suppression period exceeds a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount, it is required to use hot water in the hot water storage tank. A notification signal output unit for outputting a notification signal to be transmitted ,
The power control section, when the signal receiver receives the demand response signals, as heat storage amount of the hot water storage tank at the start of the power suppression period is pre-Symbol second predetermined amount, said power suppression A control device for a cogeneration device that controls power generation operation of the cogeneration device until a period starts.
前記蓄熱量の情報を取得する情報取得部と、
電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信する信号受信部と、
前記コージェネレーション装置の発電動作を制御する電力制御部と、
前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量を予測する蓄熱量予測部と
を備え、
前記電力制御部は、前記信号受信部が前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御し、
前記蓄熱量予測部が、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量を上回ると予測した場合、前記電力制御部は、前記蓄熱量を前記第2の所定量とするために排出する湯の生成コストと、前記デマンドレスポンス信号によって要請された前記商用電力の抑制を実行したときに取得する対価とを比較し、前記対価が前記生成コストを上回る場合、前記貯湯タンクの湯の排出を前記コージェネレーション装置へ指示する
ことを特徴とするコージェネレーション装置の制御装置。 A cogeneration system that controls a cogeneration system that stops power generation when the generated power is supplied to a load, hot water is generated during power generation, and the amount of heat stored in the hot water storage tank that stores the generated hot water is equal to or greater than a first predetermined amount. A control device,
An information acquisition unit for acquiring information of the heat storage amount;
A signal receiving unit that receives a demand response signal for requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period;
A power control unit for controlling the power generation operation of the cogeneration device;
A heat storage amount prediction unit for predicting the heat storage amount at the start of the power suppression period;
With
In the power control unit, when the signal receiving unit receives the demand response signal, the heat storage amount of the hot water storage tank at the start of the power suppression period becomes a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount. So as to control the power generation operation of the cogeneration device until the power suppression period is started,
When the heat storage amount prediction unit predicts that the heat storage amount at the start of the power suppression period exceeds the second predetermined amount, the power control unit sets the heat storage amount as the second predetermined amount. The generation cost of hot water discharged for the purpose is compared with the value acquired when the suppression of the commercial power requested by the demand response signal is performed, and when the price exceeds the generation cost, the hot water storage tank Instructing the cogeneration system to discharge hot water
Controller of the cogeneration apparatus characterized by.
前記電力抑制期間に前記負荷へ供給される電力が、前記コージェネレーション装置の発電電力と、前記商用電力の使用量の上限値と、前記電力抑制期間に前記負荷へ電力を供給する他の電源による供給電力との和以下となるように、前記負荷の動作を制御する負荷制御部を備える
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のコージェネレーション装置の制御装置。 The demand response signal includes information on the upper limit value of the amount of commercial power used in the power suppression period,
The power supplied to the load during the power suppression period depends on the generated power of the cogeneration apparatus, the upper limit value of the usage amount of the commercial power, and other power sources that supply power to the load during the power suppression period The control device for a cogeneration apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a load control unit that controls the operation of the load so as to be equal to or less than a sum of supply power .
前記蓄熱量予測部は、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量に一致するか否かを、前記使用湯量予測部の予測結果を用いて判断する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のコージェネレーション装置の制御装置。 A hot water usage amount predicting unit for predicting the hot water amount of the hot water storage tank used by the start of the power suppression period;
The heat storage amount prediction unit determines whether or not the heat storage amount at the start of the power suppression period matches the second predetermined amount using a prediction result of the hot water use prediction unit. The control device of the cogeneration apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
前記蓄熱量予測部は、前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量に一致するか否かを、前記使用湯量予測部の予測結果および前記発電電力予測部の予測結果を用いて判断する
ことを特徴とする請求項5記載のコージェネレーション装置の制御装置。 A generated power prediction unit that predicts the generated power of a solar cell that supplies power to the load in a period until the power suppression period starts;
The heat storage amount prediction unit determines whether or not the heat storage amount at the start of the power suppression period matches the second predetermined amount, the prediction result of the hot water amount prediction unit and the prediction result of the generated power prediction unit 6. The control device for a cogeneration apparatus according to claim 5, wherein the determination is made using
前記蓄熱量の情報を取得し、 Obtain information on the amount of heat storage,
電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信し、 Receiving a demand response signal requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period;
前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御し、 When the demand response signal is received, the power suppression period is started so that the amount of heat stored in the hot water storage tank at the start of the power suppression period becomes a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount. Control the power generation operation of the cogeneration system until
前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量を上回ると予測した場合に、前記貯湯タンクの湯を使用することを要求する報知信号を出力する When the heat storage amount at the start of the power suppression period is predicted to exceed a second predetermined amount that is smaller than the first predetermined amount, a notification signal requesting that hot water in the hot water storage tank be used is output.
ことを特徴とするコージェネレーション装置の制御方法。 A control method for a cogeneration apparatus.
前記蓄熱量の情報を取得し、
電力抑制期間に前記負荷へ供給される商用電力の抑制を要請するデマンドレスポンス信号を受信し、
前記デマンドレスポンス信号を受信した場合、前記電力抑制期間の開始時における前記貯湯タンクの蓄熱量が前記第1の所定量より小さい第2の所定量となるように、前記電力抑制期間が開始されるまでの前記コージェネレーション装置の発電動作を制御し、
前記電力抑制期間の開始時における前記蓄熱量が前記第2の所定量を上回ると予測した場合、前記蓄熱量を前記第2の所定量とするために排出する湯の生成コストと、前記デマンドレスポンス信号によって要請された前記商用電力の抑制を実行したときに取得する対価とを比較し、前記対価が前記生成コストを上回る場合、前記貯湯タンクの湯の排出を前記コージェネレーション装置へ指示する
ことを特徴とするコージェネレーション装置の制御方法。 A cogeneration system that controls a cogeneration system that stops power generation when the generated power is supplied to a load, hot water is generated during power generation, and the amount of heat stored in the hot water storage tank that stores the generated hot water is equal to or greater than a first predetermined amount. A control method,
Obtain information on the amount of heat storage,
Receiving a demand response signal requesting suppression of commercial power supplied to the load during a power suppression period;
When the demand response signal is received, the power suppression period is started so that the amount of heat stored in the hot water storage tank at the start of the power suppression period becomes a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount. controls the power generation operation of the cogeneration system to,
When the heat storage amount at the start of the power suppression period is predicted to exceed the second predetermined amount, the generation cost of hot water discharged to make the heat storage amount the second predetermined amount, and the demand response Comparing with the consideration acquired when the suppression of the commercial power requested by the signal is executed, and when the consideration exceeds the generation cost, instructing the cogeneration apparatus to discharge hot water from the hot water storage tank A control method for a cogeneration apparatus.
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