JP2004357377A

JP2004357377A - Distributed power generation system

Info

Publication number: JP2004357377A
Application number: JP2003150175A
Authority: JP
Inventors: Kazushige Maeda; 和茂前田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To offer a dispersed power generation system which is equipped with an electric accumulation system 9 capable of so operating as to charge the surplus amount of the power generated by a generator 3 and to supplement the amount of shortage by discharge, and can sufficiently utilize the rated capacity of the electric accumulation system 9, at power failure of a commercial AC power source PS or at other emergency, while securing the lifetime of the electric accumulation system 9 or the reliability. <P>SOLUTION: This dispersed power distribution system is so constituted as to be able to alternatively select and execute one hand between the two discharge control modes consisting of the first discharge control mode where the discharge is limited to the first discharge depth smaller than the limit discharge depth and the second discharge control mode where the discharge is allowed to the limit discharge depth. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機の発電電力の余剰分を充電し、不足分を放電により補足するように動作可能な蓄電システムを備えてなる分散型発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電機の発電電力の余剰分を充電し、不足分を放電により補足するように動作可能な蓄電システムを備えた分散型発電システムの一例として、例えば、特許文献１に開示されたような熱と電力を発生する熱電併給装置の電力出力線に蓄電池を接続したコージェネレーションシステムがある。
【０００３】
また、このような分散型発電システムに使用可能な蓄電池としてリチウム電池を複数個直列接続したリチウム電池モジュールがある。かかるリチウム電池モジュールでは、充放電時の各電池の端子電圧を設定電圧値と比較しながらマイコンや専用制御回路等により制御し、過充電及び過放電を防止する回路が内蔵されている。このようなリチウム電池モジュールとして、例えば、特許文献２等に開示されているものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８００５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２３５２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蓄電システムを備えた分散型発電システムでは、併用する蓄電システムに対して、一般的に電池寿命や信頼性の観点から、また、放電深度が浅いほど充放電のサイクル寿命が長いので、過放電に至る限界放電深度より浅い放電深度までに放電量を制限する放電制御がなされている。しかしながら、商用交流電源の停電時やその他の非常時においても、同様の放電制御を行うとすれば、蓄電システムの持つ定格容量を十分に利用しきれず、非常時の発電機の起動に備えて大きな容量の蓄電システムを準備する必要が生じる。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記問題点を解消し、発電機の発電電力の余剰分を充電し、不足分を放電により補足するように動作可能な蓄電システムを備え、蓄電システムの寿命や信頼性を確保しつつ、商用交流電源の停電時やその他の非常時において、蓄電システムの持つ定格容量を十分に利用可能な分散型発電システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る分散型発電システムの第一の特徴構成は、発電機と、前記発電機の発電電力の余剰分を充電し、前記発電電力の不足分を放電により補足するように動作可能な蓄電システムとを備えてなる分散型発電システムであって、前記蓄電システムの放電制御が、放電が限界放電深度より小さい第１放電深度までに制限される第１放電制御モードと、放電が限界放電深度まで許容される第２放電制御モードの２つの放電制御モードを択一的に選択して実行可能に構成されている点にある。
【０００８】
上記分散型発電システムの第一の特徴構成によれば、蓄電システムの放電制御を２つの放電制御モードを択一的に選択して実行可能であるので、通常時は、蓄電システムの蓄電池の寿命を優先して第１放電制御モードを選択して制御することにより蓄電池の寿命を延ばすことができ、且つ、非常時に大きな放電量が必要なときは、第２放電制御モードを選択して当該需要を賄うことができる。
【０００９】
同第二の特徴構成は、商用交流電源の停電を検知する停電検知手段と、前記停電検知手段の検知出力に基づいて、前記商用交流電源の正常時に前記第１放電制御モードを選択し、前記商用交流電源の停電時に前記第２放電制御モードを選択する放電制御モード選択手段とを備えている点にある。
【００１０】
上記分散型発電システムの第二の特徴構成によれば、停電検知手段によって商用交流電源の停電を検知できるので、商用交流電源が正常時には蓄電システムの蓄電池の寿命を優先して第１放電制御モードを選択して制御することにより蓄電池の寿命を延ばすことができ、且つ、前記商用交流電源の停電時に大きな放電量が必要なときは、第２放電制御モードを選択して当該需要を賄うことができる。
【００１１】
同第三の特徴構成は、商用交流電源の停電を検知する停電検知手段と、前記停電検知手段の検知出力に基づいて、前記商用交流電源の停電時に前記発電機の起動する場合に前記第２放電制御モードを選択し、その他の場合に前記第１放電制御モードを選択する放電制御モード選択手段とを備えている点にある。
【００１２】
上記分散型発電システムの第三の特徴構成によれば、停電検知手段によって商用交流電源の停電を検知できるので、前記商用交流電源の停電時に発電機の起動する場合に、第２放電制御モードを選択して大きな放電量を得て発電機の起動ができ、且つ、その他の通常時には蓄電システムの蓄電池の寿命を優先して第１放電制御モードを選択して制御することにより蓄電池の寿命を延ばすことができる。
【００１３】
同第四の特徴構成は、前記蓄電システムの放電電圧の低下分を補うように前記蓄電システムの出力電圧を調整する電圧調整手段を備えている点にある。
【００１４】
上記分散型発電システムの第四の特徴構成によれば、蓄電システムが第２放電制御モードを選択して限界放電深度まで放電する場合に、出力電圧が低下してもその低下分を電圧調整手段によって補えるので、蓄電システムの出力電圧を入力する側で必要な最低電圧を、選択する放電制御モードに拘らず確保できる。
【００１５】
同第五の特徴構成は、前記商用交流電源の停電時に前記蓄電システムが前記第２放電制御モードで限界放電深度まで放電した状態で、前記商用交流電源が停電から復電した場合、前記蓄電システムを前記発電機の発電電力によって前記第１放電深度で定まる充電レベル以上まで充電する点にある。
【００１６】
上記分散型発電システムの第五の特徴構成によれば、商用交流電源が停電から復電した後、速やかに第１放電制御モードでの放電制御が可能な充電レベルに蓄電システムが復帰できるので、蓄電システムの劣化を抑制できる。
【００１７】
同第六の特徴構成は、前記発電機の発電電力がインバータを介して前記商用交流電源と系統連系し、前記インバータから電力供給される負荷が遮断装置を介して前記商用交流電源に接続しており、前記商用交流電源の復電時における前記蓄電システムの充電が、前記インバータの力率が負値になるように制御されて実行される点にある。
【００１８】
上記分散型発電システムの第六の特徴構成によれば、復電した商用交流電源の電力をインバータの出力側から入力側に供給して、蓄電システムの充電を速やかに行うことができる。特に、商用交流電源の停電時に蓄電システムが第２放電制御モードで限界放電深度まで放電した状態で、商用交流電源が停電から復電した場合は、速やかに第１放電制御モードでの放電制御が可能な充電レベルに蓄電システムが復帰できるので、蓄電システムの劣化を抑制できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る分散型発電システム（以下、適宜「本発明システム」という。）の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明システム１は、発電ユニット２、直流電圧を出力する蓄電システム９、蓄電システム９の出力電圧を調整し発電ユニット２の直流出力ラインＤＣ２に接続する電圧調整手段１０、発電ユニット２の発電機本体３の直流出力（ＤＣ１）、蓄電システム９の直流出力（ＤＣ３）、または、商用交流電源ＰＳの交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１４で交直変換した直流電力（ＤＣ４）を択一的に選択し発電ユニット２の発電機補機４の適正電圧に調整して出力する補機電力切替手段１１、商用交流電源ＰＳの停電（系統停電時）を検知する停電検知手段１２、及び、蓄電システム９の放電制御用の設定放電深度を切り替える放電深度切替手段１３を備えて、構成されている。
【００２１】
発電ユニット２は、天然ガス（都市ガス１３Ａ）を燃料として直流電力を直流出力ラインＤＣ１に出力する燃料電池で構成される発電機本体３、発電機本体３の運転のために電力を消費するポンプ、ファン等の発電機補機４、発電機本体３の出力電圧を所定の直流電圧値に調整して直流出力ラインＤＣ２に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ５、直流出力ラインＤＣ２の直流電力を所定の電気方式の出力電圧と周波数の交流電力に変換して交流出力ラインＡＣに出力するインバータ６、発電機補機４の一部として発電ユニット２の運転並びに入出力制御を行う制御部７、及び、発電機本体３の排熱との熱交換により熱媒体（例えば水など）を加熱して排熱利用給湯暖房ユニット３０に供給する熱交換部８を備えて構成されている。
【００２２】
本実施形態では、発電機本体３の出力電圧が４０〜６０Ｖで、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が約４００Ｖに昇圧する。インバータ６が、その直流入力電圧を一般家庭用に単相３線式正弦波出力の１００Ｖ／２００Ｖに変換して交流出力ラインＡＣに出力し、負荷２０に供給する。また、負荷２０は、系統停電時に開放される遮断装置２１を介して商用交流電源ＰＳに接続され、商用交流電源ＰＳからも同じ電気方式の交流電力を受電する。従って、インバータ６は、商用交流電源ＰＳと系統連系する機能を有している。また、インバータ６は双方向に交流電力の電圧及び周波数を変換する機能を有し、ＰＷＭ（パルス幅変調方式）により入出力電流を制御可能に構成されている。制御部７はマイクロコンピュータ等を用いて構成され、蓄電システム９に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力する電力と、インバータ６が負荷２０に対して出力する電力を監視しながら、両者の入出力バランスから、発電機本体４の発電電力が余剰なのか不足なのかを判断して、蓄電システム９の出力を制御する。
【００２３】
蓄電システム９は、リチウム電池のような再充電可能な蓄電池の単体セルを複数個直列接続した電池モジュール９ａと、単体セルの出力電圧を監視しながら過充電、過放電とならないように充放電を制御するマイクロコンピュータ等を用いて構成される充放電制御部９ｂとを備える。また、充放電制御部９ｂは、放電深度切替手段１０から出力される放電深度切替信号Ｓ１に基づいて放電制御時の設定放電深度を切り替える。本実施形態では、満充電状態で最大４．２Ｖの開放出力電圧となるリチウム電池を９６個直列接続した電池モジュール９ａを用いる。
【００２４】
電圧調整手段１０は、蓄電システム９の出力する直流電圧が放電により低下した場合に、蓄電システム９からの放電時はインバータ６の入力電圧として必要なレベルまで昇圧し、充電時は充電電流が設定値以下になるように降圧動作する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。また、電圧調整手段１０には、昇圧が不必要な場合に変換損失を回避するためにＤＣ／ＤＣコンバータを迂回するバイパス路が設けられており、蓄電システム９の直流出力が高い場合は、バイパス路を通じて直流出力ラインＤＣ２に直接出力される。
【００２５】
補機電力切替手段１１は、発電機本体３の直流出力（ＤＣ１）、蓄電システム９の直流出力（ＤＣ３）、または、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４の直流出力（ＤＣ４）を択一的に選択する電力切替部１１ａと、選択した電力の入力電圧を発電機補機４の適正電圧に調整して出力する電圧調整部１１ｂからなる。電力切替部１１ａは、停電検知手段１２の出力する停電検知信号Ｓ２と制御部７の発電機本体３の状態信号Ｓ３に基づいて、商用交流電源ＰＳが正常時（系統正常時）で発電機本体３が停止中には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４の直流出力（ＤＣ４）を選択し、発電機本体３が運転中は、発電機本体３の直流出力（ＤＣ１）を選択し、系統停電時で発電機本体３が停止中は、蓄電システム９の直流出力（ＤＣ３）を選択するように構成されている。
【００２６】
停電検知手段１２は、交流出力ラインＡＣの交流波形から、インバータ６が出力正弦波に対して行う位相変動や高調波の重畳等の一時的な変調を検出することにより実行される。つまり、インバータ６が商用交流電源ＰＳと系統連系しているので、系統正常時は、商用交流電源ＰＳが支配的となり、上記インバータ６からの一時的な変調は顕著には検出されないが、系統停電時には、インバータ６の交流出力が当然に支配的であるため、当該一時的な変調を検出でき、これにより商用交流電源ＰＳの停電を検知することができる。商用交流電源ＰＳの停電を検知すると、停電検知信号Ｓ２を放電深度切替手段１３と補機電力切替手段１１に対して出力する。
【００２７】
放電深度切替手段１３は、蓄電システム９の放電時における各単体セルの設定放電深度を、各単体セルの限界放電深度（ＤＯＤ＝１００％）より小さい第１放電深度（例えば、ＤＯＤ＝７０％）、または、限界放電深度の何れか一方に決定する放電深度切替信号Ｓ１を、蓄電システム９に対し出力する。ここで、放電深度（ＤＯＤ）は放電量／定格容量（％）で一般に定義される。具体的には、停電検知手段１２から停電検知信号Ｓ２を受信したときに、つまり、系統停電時に、第２放電制御モードを選択して、設定放電深度を限界放電深度（ＤＯＤ＝１００％）とする放電深度切替信号Ｓ１を出力し、系統正常時は、第１放電制御モードを選択して、設定放電深度を第１放電深度（例えば、ＤＯＤ＝７０％）とする放電深度切替信号Ｓ１を出力する。ところで、本実施形態では、放電深度切替信号Ｓ１は１ビットのデジタル信号であるが、設定放電深度を直接表すデジタルデータまたはアナログデータであっても構わない。
【００２８】
排熱利用給湯暖房ユニット３０は、貯湯槽、補助熱源機、ヒーター、熱交換器等からなり、発電ユニット２の熱交換部８から熱供給を受けて、家庭内の浴槽、浴室、台所等への給湯、及び、各室の暖房用の循環給湯を行うように構成されている。しかし、その具体的な構成は本発明の本旨と直接関係無いので、詳細な説明は割愛する。
【００２９】
次に、本発明システム１の動作につき説明する。先ず、系統正常時に発電ユニット２が運転中（発電中）の場合につき説明する。
【００３０】
この場合、停電検知手段１２は、停電検知信号Ｓ２を出力しないので、放電深度切替手段１３は、第１放電制御モードを選択して、設定放電深度を第１放電深度（例えば、ＤＯＤ＝７０％）とする放電深度切替信号Ｓ１を出力する。従って、図２の（Ａ）に示すように、発電機本体３の出力する電力を超える負荷上昇が発生した場合は、第１放電深度を限度として、蓄電システム９から放電され、直流出力ラインＤＣ３，ＤＣ２とインバータ６を経て負荷２０に不足分の電力が供給される。また、図２の（Ｂ）に示すように、負荷上昇が解消し、発電ユニット２の出力する電力に余剰分が発生した場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力する電力を受電して蓄電システム９の充電が行われる。この状態で、負荷変動に応じて、図２の（Ａ）、（Ｂ）に示すように放電、充電が繰り返される。
【００３１】
一方、補機電力切替手段１１は、停電検知信号Ｓ２の入力が無いので、上記のように、発電機本体３の直流出力（ＤＣ１）を発電機補機４に供給し、発電ユニット２は発電機本体３からの電力供給を受けて運転を維持する。
【００３２】
ここで、商用交流電源ＰＳが停電すると（系統停電時）、停電検知手段１２が放電深度切替手段１３と補機電力切替手段１１に対して、停電検知信号Ｓ２を出力する。また、インバータ６は系統連系機能を有しているので、一旦交流出力ラインＡＣへの出力を遮断し、同時に、負荷２０と商用交流電源ＰＳの間に設けられている遮断装置２１が遮断し、交流出力ラインＡＣと商用交流電源ＰＳを分離する。これにより、発電ユニット２の単独運転が可能となり、遮断装置２１が遮断後に、インバータ６が復帰して、発電ユニット２の出力電力を負荷２０に供給できる。
【００３３】
放電深度切替手段１３は、停電検知信号Ｓ２の入力により、第１放電制御モードから第２放電制御モードに切り替え、設定放電深度を限界放電深度（ＤＯＤ＝１００％）とする放電深度切替信号Ｓ１を蓄電システム９に対し出力する。これにより、系統停電時に発電機本体３の出力電力が不足した場合、その不足分が
蓄電システム９の放電により賄われる。ここで、放電制御は第２放電制御モードで行われるため、発電機本体３の出力電力の不足する時間が長時間継続した場合は、図２の（Ｃ）に示すように、第１放電深度（例えば、ＤＯＤ＝７０％）を超えた放電が行われる。しかし、この場合、放電電圧も低下するので、直流出力ラインＤＣ２のレベルと整合させるべく、電圧調整手段１０によって蓄電システム９の放電電圧（ＤＣ３）が昇圧され、インバータ６に供給される。但し、放電制御は過放電とならないように、限界放電深度（ＤＯＤ＝１００％）までしか許容されない。
【００３４】
一方、補機電力切替手段１１は、発電機本体３の運転中に停電検知信号Ｓ２が入力されるので、上記のように、発電機本体３の直流出力（ＤＣ１）を発電機補機４に供給し、発電ユニット２は自給自足で運転を維持する。
【００３５】
ここで、商用交流電源ＰＳが停電から復電すると、系統停電時とは逆の手順で商用交流電源ＰＳと発電ユニット２を系統連系させる。つまり、インバータ６の出力を一旦停止させて、遮断装置２１を復帰させてから、商用交流電源ＰＳの電圧位相にインバータ６の電圧位相が整合するようにインバータ６を再起動させる。
【００３６】
引き続き、図２の（Ｄ）に示すように、インバータ６の力率をマイナスになるようにＰＷＭの入力パルスの位相を制御して、商用交流電源ＰＳの電力を直流出力ラインＤＣ２側に逆流させ、第１放電深度（例えば、ＤＯＤ＝７０％）を超えて放電した蓄電システム９を速やかに充電する。
【００３７】
以上説明したように、本発明システム１の標準的な使用状態では、系統正常時において、１）発電機本体３の電力、２）蓄電システム９の電力、３）商用交流電源ＰＳの電力の優先順位で負荷２０に対して電力供給を行うので、一般的に、商用交流電源ＰＳの使用を抑制した経済的な電力供給が可能となる。ここで、蓄電システム９の放電制御は、系統正常時においては、２）蓄電システム９の電力に対して、３）商用交流電源ＰＳの電力がバックアップとして存在するため、第１放電制御モードを選択して放電量を抑制しながら、放電制御する。つまり、蓄電システム９の蓄電池の寿命を優先して第１放電制御モードを選択して制御することにより蓄電池の寿命を延ばすことができる。しかしながら、系統停電時には、３）商用交流電源ＰＳの電力のバックアップが存在しないので、発電ユニット２の出力電力の不足に対し、設定放電深度を限界放電深度（ＤＯＤ＝１００％）となる第２放電制御モードに切り替え、出力電力の維持を優先する。
【００３８】
以下に、別の実施形態につき説明する。
〈１〉上記実施形態では、系統正常時における蓄電システム９の放電制御を、１）発電機本体３の電力、２）蓄電システム９の電力、３）商用交流電源ＰＳの電力の優先順位で負荷２０に対して電力供給を行うことを想定していたが、つまり、発電機本体３の出力する電力を超える負荷上昇が発生した場合は、第１放電深度を限度として、蓄電システム９から放電されるようになっているが、発電機本体３の出力する電力と商用交流電源ＰＳの契約受電電力を超える負荷上昇が発生した場合に蓄電システム９の放電を行うようにしても構わない。
【００３９】
〈２〉上記実施形態では、放電深度切替手段１３は、系統正常時は、第１放電制御モードを選択して、設定放電深度を第１放電深度（例えば、ＤＯＤ＝７０％）とする放電深度切替信号Ｓ１を出力し、系統停電時に、第２放電制御モードを選択して、設定放電深度を限界放電深度（ＤＯＤ＝１００％）とする放電深度切替信号Ｓ１を出力するように構成されていたが、これに代えて、系統停電時で、且つ、発電ユニット２の発電機本体３を起動する場合にのみ、第２放電制御モードを選択して、設定放電深度を限界放電深度（ＤＯＤ＝１００％）とする放電深度切替信号Ｓ１を出力するようにしても構わない。この場合、放電深度切替手段１３に発電ユニット２の制御部７からの発電機本体３の状態信号Ｓ３を入力し、起動操作状態であることを検知するように構成するのも好ましい。
【００４０】
従って、図２の（Ｃ）に示す場合において、発電機本体３が運転中であるので、系統停電時であっても、第１放電深度（例えば、ＤＯＤ＝７０％）を超えた放電制御は許容されないことになる。これにより、蓄電システム９のサイクル寿命がより改善される方向に制限されることになる。
【００４１】
〈３〉上記実施形態では、放電深度切替手段１３において、第１放電制御モードの設定放電深度をＤＯＤ＝７０％とし、第２放電制御モードの設定放電深度をＤＯＤ＝１００％とした場合を例示したが、各放電制御モードにおける設定放電深度は、適宜変更可能であり上記実施例に限定されない。
【００４２】
〈４〉上記実施形態では、蓄電システム９と放電深度切替手段１３は別体に構成されていたが、これを一体で構成しても構わない。例えば、蓄電システム９の充放電制御部９ｂと放電深度切替手段１３を一体化させてもよい。
【００４３】
〈５〉上記実施形態では、停電検知手段１２が独立して設けられているが、インバータ６に内蔵の停電検知手段と共用化して、停電検知手段１２をインバータ６と一体化しても構わない。或いは、インバータ６の系統連系機能を、停電検知手段１２を用いて構成しても構わない。
【００４４】
〈６〉上記実施形態では、商用交流電源ＰＳから蓄電システム９の充電を行う場合に、インバータ６の力率をマイナスに制御する方法を採用したが、必ずしも当該方法に限定されるものではない。例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４で交直変換した直流出力（ＤＣ４）を直流出力ラインＤＣ３にスイッチを介して接続させるようにしても構わない。
【００４５】
〈７〉上記実施形態では、補機電力切替手段１１は、発電機本体３の直流出力（ＤＣ１）、蓄電システム９の直流出力（ＤＣ３）、または、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４の直流出力（ＤＣ４）を択一的に選択する構成としたが、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４の直流出力（ＤＣ４）を選択しない構成であっても構わない。この場合は、補機電力切替手段１１は停電検知手段１２の出力する停電検知信号Ｓ２を必ずしも必要としない。
【００４６】
〈８〉上記実施形態では、発電ユニット２が商用交流電源ＰＳと系統連系する場合を説明したが、系統正常時には発電ユニット２が完全に運転を停止し、負荷２０が発電ユニット２から電力供給を受けない構成や、系統正常時か停電時に拘わらず、負荷２０が商用交流電源ＰＳから電力供給を受けない構成であっても構わない。
【００４７】
〈９〉上記実施形態では、蓄電システム９の電池モジュール９ａとして、リチウム電池を９６個直列接続したものを例示したが、蓄電池の単体セルの組成や構造及びその直列個数等は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００４８】
〈１０〉上記実施形態では、商用交流電源ＰＳ及び発電ユニット２の出力電力は、同じ電気方式で同じ出力電圧であったが、必ずしも両者の電気方式や出力電圧が同一でなくても構わない。また、上記実施形態の電気方式や出力電圧に限定されるものではない。例えば、発電ユニット２が単相３線式正弦波出力の１００Ｖ／２００Ｖと単相２線式正弦波出力の１００Ｖの両方を出力しても構わない。
【００４９】
〈１１〉上記実施形態では、本発明システム１は、燃料電池を備えたコージェネレーションシステムであったが、それ以外に、ガスエンジンを備えた家庭用のガスエンジンコージェネレーションシステム等であっても構わない。また、本発明システム１は、必ずしも発電ユニット２の排熱を利用するコージェネレーションシステムである必要はなく、排熱利用給湯暖房ユニット３０の無い、発電専用システムに適用しても構わない。その場合は、発電ユニット２には排熱利用を目的とした熱交換部８は不要である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係る分散型発電システムによれば、蓄電システムの放電制御を２つの放電制御モードを択一的に選択して実行可能であるので、例えば、系統停電時等の非常時のみ、限界放電深度までの放電制御を許容し、通常は、限界放電深度より小さい第１放電深度までに放電制御が限定されるので、通常時は、蓄電システムの寿命を優先しつつ、非常時に定格容量までの大きな放電が可能となり、分散型発電システムのより効率的な活用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分散型発電システムの一実施形態を示す回路ブロック図
【図２】蓄電システムの充放電を模式的に説明する図
【符号の説明】
１：本発明に係る分散型発電システム
２：発電ユニット
３：発電機本体
４：発電機補機
５：ＤＣ／ＤＣコンバータ
６：インバータ
７：制御部
８：熱交換部
９：蓄電システム
９ａ：電池モジュール
９ｂ：充放電制御部
１０：電圧調整手段
１１：補機電力切替手段
１１ａ：電力切替部
１１ｂ：電圧調整部
１２：停電検知手段
１３：放電深度切替手段
１４：ＡＣ／ＤＣコンバータ
２０：負荷
２１：遮断装置
３０：排熱利用給湯暖房ユニット
ＡＣ：交流出力ライン
ＤＣ１〜ＤＣ４：直流出力ライン
ＰＳ：商用交流電源
Ｓ１：放電深度切替信号
Ｓ２：停電検知信号
Ｓ３：発電機本体の状態信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed power generation system including a power storage system operable to charge a surplus of generated power of a generator and supplement a shortage by discharging.
[0002]
[Prior art]
As an example of a distributed power generation system including a power storage system operable to charge a surplus of the generated power of the generator and supplement the shortage by discharging, for example, heat as disclosed in Patent Document 1 There is a cogeneration system in which a storage battery is connected to a power output line of a cogeneration system that generates power.
[0003]
As a storage battery that can be used in such a distributed power generation system, there is a lithium battery module in which a plurality of lithium batteries are connected in series. Such a lithium battery module has a built-in circuit for preventing overcharge and overdischarge by controlling the terminal voltage of each battery at the time of charge and discharge with a microcomputer or a dedicated control circuit while comparing the terminal voltage with a set voltage value. As such a lithium battery module, for example, there is one disclosed in Patent Document 2 or the like.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-48005 A [Patent Document 2]
JP-A-2002-223525
[Problems to be solved by the invention]
In a distributed power generation system equipped with a conventional power storage system, compared with the power storage system used in combination, generally, from the viewpoint of battery life and reliability, and the shorter the depth of discharge, the longer the charge / discharge cycle life, Discharge control is performed to limit the discharge amount to a discharge depth shallower than the limit discharge depth leading to discharge. However, if the same discharge control is performed during a power outage of a commercial AC power supply or other emergency, the rated capacity of the power storage system cannot be fully utilized, and a large amount of power is required in preparation for starting the generator in an emergency. It is necessary to prepare a power storage system having a capacity.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to solve the above-described problems, to operate by charging a surplus of power generated by a generator and supplementing the shortage by discharging. Provide a distributed power generation system that has a power storage system that can fully utilize the rated capacity of the power storage system in the event of a commercial AC power outage or other emergency, while maintaining the life and reliability of the power storage system Is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A first characteristic configuration of the distributed power generation system according to the present invention for achieving this object is to charge a generator and a surplus of generated power of the generator, and supplement a shortage of the generated power by discharging. And a power storage system operable to perform a first discharge control mode in which discharge control of the power storage system is limited to a first discharge depth smaller than a limit discharge depth. And the second discharge control mode in which the discharge is allowed up to the limit depth of discharge.
[0008]
According to the first characteristic configuration of the distributed power generation system, the discharge control of the power storage system can be executed by selectively selecting one of two discharge control modes. , The life of the storage battery can be prolonged by selecting and controlling the first discharge control mode, and when a large amount of discharge is required in an emergency, the second discharge control mode is selected to meet the demand. Can be covered.
[0009]
The second characteristic configuration is a power failure detection unit that detects a power failure of the commercial AC power supply, and based on a detection output of the power failure detection unit, selects the first discharge control mode when the commercial AC power supply is normal, Discharge control mode selecting means for selecting the second discharge control mode when a commercial AC power supply fails.
[0010]
According to the second characteristic configuration of the distributed power generation system, the power failure of the commercial AC power supply can be detected by the power failure detection means. Therefore, when the commercial AC power supply is normal, the first discharge control mode is given priority over the life of the storage battery of the power storage system. Can be extended by selecting and controlling, and when a large amount of discharge is required when the commercial AC power supply fails, the second discharge control mode can be selected to cover the demand. it can.
[0011]
The third characteristic configuration is a power failure detection unit that detects a power failure of the commercial AC power supply, and the second power supply unit is configured to start the generator at the time of the power failure of the commercial AC power supply based on a detection output of the power failure detection unit. Discharge control mode selecting means for selecting a discharge control mode and selecting the first discharge control mode in other cases.
[0012]
According to the third characteristic configuration of the distributed power generation system, a power failure of the commercial AC power supply can be detected by the power failure detection means. Therefore, when the generator is started when the commercial AC power supply fails, the second discharge control mode is set. The generator can be started by selectively obtaining a large discharge amount, and at other times, the life of the storage battery is extended by selecting and controlling the first discharge control mode with priority given to the life of the storage battery of the power storage system. be able to.
[0013]
The fourth characteristic configuration is that a voltage adjusting means for adjusting an output voltage of the power storage system so as to compensate for a decrease in a discharge voltage of the power storage system is provided.
[0014]
According to the fourth characteristic configuration of the distributed power generation system, when the power storage system selects the second discharge control mode and discharges to the limit discharge depth, even if the output voltage decreases, the amount of the decrease is determined by the voltage adjusting means. Therefore, the minimum voltage required on the input side of the output voltage of the power storage system can be ensured regardless of the selected discharge control mode.
[0015]
The fifth characteristic configuration is characterized in that the power storage system is discharged to a critical discharge depth in the second discharge control mode at the time of a power failure of the commercial AC power source, and the power storage system is restored when the commercial AC power source is restored from the power failure. With the power generated by the generator to a charge level determined by the first depth of discharge or higher.
[0016]
According to the fifth characteristic configuration of the distributed power generation system, the power storage system can quickly return to the charge level at which the discharge control in the first discharge control mode is possible after the commercial AC power is restored from the power failure, Deterioration of the power storage system can be suppressed.
[0017]
The sixth characteristic configuration is that the power generated by the generator is system-connected to the commercial AC power supply via an inverter, and a load supplied from the inverter is connected to the commercial AC power supply via a breaker. The point is that the charging of the power storage system when the commercial AC power is restored is controlled and executed so that the power factor of the inverter becomes a negative value.
[0018]
According to the sixth characteristic configuration of the distributed power generation system, the restored power of the commercial AC power supply is supplied from the output side of the inverter to the input side, and the power storage system can be quickly charged. In particular, when the commercial AC power supply recovers from the power failure while the power storage system has discharged to the critical discharge depth in the second discharge control mode when the commercial AC power supply fails, the discharge control in the first discharge control mode is immediately performed. Since the power storage system can return to a possible charge level, deterioration of the power storage system can be suppressed.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a distributed power generation system according to the present invention (hereinafter, appropriately referred to as “the present invention system”) will be described with reference to the drawings.
[0020]
As shown in FIG. 1, the system 1 of the present invention includes a power generation unit 2, a power storage system 9 that outputs a DC voltage, and a voltage adjustment unit 10 that adjusts the output voltage of the power storage system 9 and connects to the DC output line DC2 of the power generation unit 2. DC output (DC1) of the generator body 3 of the power generation unit 2, DC output (DC3) of the power storage system 9, or DC power (DC4) obtained by AC / DC converter 14 converting AC power of the commercial AC power supply PS. Auxiliary power switching means 11 for selecting and selecting an appropriate voltage for the generator auxiliary equipment 4 of the power generation unit 2 and outputting the same, and a power failure detection means 12 for detecting a power failure (at the time of system power failure) of the commercial AC power supply PS. And a depth-of-discharge switching means 13 for switching a set depth of discharge for discharge control of the power storage system 9.
[0021]
The power generation unit 2 is composed of a fuel cell configured to output DC power to a DC output line DC1 using natural gas (city gas 13A) as a fuel, and a pump that consumes power for operating the generator main body 3 A DC / DC converter 5 that adjusts the output voltage of the generator auxiliary machine 4 such as a fan and the generator body 3 to a predetermined DC voltage value and outputs the DC voltage to the DC output line DC2, and converts the DC power of the DC output line DC2 to a predetermined DC voltage. An inverter 6 that converts the power into AC power of an electric output voltage and frequency and outputs the AC power to an AC output line AC; a control unit 7 that operates the power generation unit 2 and controls input / output as part of the generator auxiliary machine 4; The heat exchange unit 8 is configured to heat a heat medium (for example, water) by heat exchange with the exhaust heat of the generator body 3 and supply the heat medium to the hot water supply / heating unit 30 using the exhaust heat.
[0022]
In the present embodiment, the output voltage of the generator body 3 is 40 to 60 V, and the DC / DC converter 5 increases the voltage to about 400 V. The inverter 6 converts the DC input voltage into a single-phase three-wire sine-wave output of 100 V / 200 V for general household use, outputs the converted voltage to an AC output line AC, and supplies the load 20. The load 20 is connected to a commercial AC power supply PS via a cutoff device 21 that is opened at the time of a system power failure, and receives AC power of the same electric system from the commercial AC power supply PS. Therefore, the inverter 6 has a function of system interconnection with the commercial AC power supply PS. The inverter 6 has a function of bidirectionally converting the voltage and frequency of the AC power, and is configured to be able to control the input / output current by PWM (pulse width modulation). The control unit 7 is configured using a microcomputer or the like, and monitors the power output from the DC / DC converter 5 and the power output from the inverter 6 to the load 20 while monitoring the power input to the power storage system 9. From the output balance, it is determined whether the power generated by the generator body 4 is excessive or insufficient, and the output of the power storage system 9 is controlled.
[0023]
The power storage system 9 includes a battery module 9a in which a plurality of unit cells of a rechargeable storage battery such as a lithium battery are connected in series, and monitors the output voltage of the unit cells to charge and discharge so as not to be overcharged or overdischarged. And a charge / discharge control unit 9b configured using a microcomputer or the like for controlling. Further, the charge / discharge control unit 9b switches the set discharge depth during discharge control based on the discharge depth switching signal S1 output from the discharge depth switching unit 10. In this embodiment, a battery module 9a in which 96 lithium batteries having an open output voltage of 4.2 V at the maximum in a fully charged state are connected in series is used.
[0024]
When the DC voltage output from the power storage system 9 is reduced by discharging, the voltage adjusting unit 10 boosts the voltage to a level required as the input voltage of the inverter 6 when discharging from the power storage system 9 and sets the charging current when charging. It is composed of a bidirectional DC / DC converter that performs a step-down operation so as to be equal to or less than the value. Further, the voltage adjusting means 10 is provided with a bypass path bypassing the DC / DC converter in order to avoid a conversion loss when boosting is unnecessary, and when the DC output of the power storage system 9 is high, the bypass path is provided. It is output directly to the DC output line DC2 through the path.
[0025]
The auxiliary power switching means 11 is a power for selectively selecting the DC output (DC1) of the generator body 3, the DC output (DC3) of the power storage system 9, or the DC output (DC4) of the AC / DC converter 14. It comprises a switching unit 11a and a voltage adjusting unit 11b for adjusting the input voltage of the selected power to an appropriate voltage of the generator auxiliary machine 4 and outputting the adjusted voltage. When the commercial AC power supply PS is normal (when the system is normal), the power switching unit 11a performs the operation based on the power failure detection signal S2 output from the power failure detection means 12 and the state signal S3 of the power generator body 3 of the control unit 7. When the generator 3 is stopped, the DC output (DC4) of the AC / DC converter 14 is selected. When the generator main body 3 is operating, the DC output (DC1) of the generator main body 3 is selected, and power is generated in the event of a system power failure. While the main body 3 is stopped, the DC output (DC3) of the power storage system 9 is selected.
[0026]
The power failure detection means 12 is executed by detecting, from the AC waveform of the AC output line AC, temporary modulation such as phase fluctuation or superimposition of harmonics performed by the inverter 6 on the output sine wave. That is, since the inverter 6 is system-connected to the commercial AC power supply PS, the commercial AC power supply PS becomes dominant when the system is normal, and the temporary modulation from the inverter 6 is not significantly detected. At the time of a power failure, the AC output of the inverter 6 is naturally dominant, so that the temporary modulation can be detected, and thereby a power failure of the commercial AC power supply PS can be detected. When a power failure of the commercial AC power supply PS is detected, a power failure detection signal S2 is output to the discharge depth switching means 13 and the auxiliary power switching means 11.
[0027]
The discharge depth switching means 13 sets the set discharge depth of each unit cell at the time of discharging of the power storage system 9 to a first discharge depth (for example, DOD = 70%) smaller than the limit discharge depth (DOD = 100%) of each unit cell. Or a discharge depth switching signal S <b> 1 determined to be one of the limit discharge depths to the power storage system 9. Here, the depth of discharge (DOD) is generally defined as discharge amount / rated capacity (%). Specifically, when the power failure detection signal S2 is received from the power failure detection means 12, that is, at the time of a system power failure, the second discharge control mode is selected, and the set discharge depth is set to the limit discharge depth (DOD = 100%). And outputs a discharge depth switching signal S1 for setting the set discharge depth to the first discharge depth (for example, DOD = 70%) when the system is normal. I do. In the present embodiment, the discharge depth switching signal S1 is a 1-bit digital signal, but may be digital data or analog data directly indicating the set discharge depth.
[0028]
The waste heat utilizing hot water supply / heating unit 30 includes a hot water tank, an auxiliary heat source device, a heater, a heat exchanger, and the like. And a circulating hot water supply for heating each room. However, since the specific configuration is not directly related to the gist of the present invention, a detailed description is omitted.
[0029]
Next, the operation of the system 1 of the present invention will be described. First, the case where the power generation unit 2 is operating (during power generation) when the system is normal will be described.
[0030]
In this case, since the power failure detection means 12 does not output the power failure detection signal S2, the discharge depth switching means 13 selects the first discharge control mode and sets the set discharge depth to the first discharge depth (for example, DOD = 70% ) Is output. Therefore, as shown in FIG. 2A, when a load increase exceeding the power output from the generator body 3 occurs, the power is discharged from the power storage system 9 up to the first discharge depth, and the DC output line DC3 , DC2 and the inverter 6, the shortage of power is supplied to the load 20. Further, as shown in FIG. 2B, when the load rise is resolved and the power output from the power generation unit 2 has a surplus, the power output from the DC / DC converter 5 is received to store the power. 9 is performed. In this state, discharging and charging are repeated as shown in FIGS. 2A and 2B according to the load fluctuation.
[0031]
On the other hand, since there is no input of the power failure detection signal S2, the auxiliary power switching means 11 supplies the DC output (DC1) of the generator body 3 to the generator auxiliary machine 4 as described above, and the power generation unit 2 The operation is maintained by receiving power supply from the machine body 3.
[0032]
Here, when the commercial AC power supply PS loses power (at the time of system power failure), the power failure detection means 12 outputs a power failure detection signal S2 to the discharge depth switching means 13 and the auxiliary power switching means 11. Further, since the inverter 6 has a system interconnection function, the output to the AC output line AC is temporarily interrupted, and at the same time, the interrupting device 21 provided between the load 20 and the commercial AC power supply PS is interrupted. , The AC output line AC and the commercial AC power supply PS are separated. Thereby, the independent operation of the power generation unit 2 is enabled, and after the shutoff device 21 is shut off, the inverter 6 is restored and the output power of the power generation unit 2 can be supplied to the load 20.
[0033]
The discharge depth switching means 13 switches from the first discharge control mode to the second discharge control mode in response to the input of the power failure detection signal S2, and outputs the discharge depth switching signal S1 for setting the set discharge depth to the limit discharge depth (DOD = 100%). Output to power storage system 9. Thereby, when the output power of the generator body 3 becomes insufficient at the time of the system power failure, the shortage is covered by the discharge of the power storage system 9. Here, since the discharge control is performed in the second discharge control mode, if the output power of the generator body 3 runs short for a long time, as shown in FIG. (For example, DOD = 70%). However, in this case, since the discharge voltage also decreases, the discharge voltage (DC3) of the power storage system 9 is boosted by the voltage adjusting means 10 and supplied to the inverter 6 so as to match the level of the DC output line DC2. However, discharge control is allowed only up to the limit discharge depth (DOD = 100%) so as not to cause overdischarge.
[0034]
On the other hand, since the power failure detection signal S2 is input during the operation of the generator main body 3, the auxiliary power switching means 11 transmits the DC output (DC1) of the generator main body 3 to the generator auxiliary machine 4 as described above. Then, the power generation unit 2 maintains the operation on a self-sufficient basis.
[0035]
Here, when the commercial AC power supply PS is restored from the power failure, the commercial AC power supply PS and the power generation unit 2 are connected to the system in a procedure reverse to that at the time of the system power failure. That is, after temporarily stopping the output of the inverter 6 and restoring the shutoff device 21, the inverter 6 is restarted so that the voltage phase of the inverter 6 matches the voltage phase of the commercial AC power supply PS.
[0036]
Subsequently, as shown in FIG. 2D, the phase of the PWM input pulse is controlled so that the power factor of the inverter 6 becomes negative, and the power of the commercial AC power supply PS is caused to flow back to the DC output line DC2. Then, the power storage system 9 that has discharged beyond the first depth of discharge (for example, DOD = 70%) is quickly charged.
[0037]
As described above, in the standard usage state of the system 1 of the present invention, when the system is normal, 1) the power of the generator body 3, 2) the power of the power storage system 9, and 3) the priority of the power of the commercial AC power supply PS. Since the power is supplied to the load 20 in the order, it is generally possible to supply the power economically while suppressing the use of the commercial AC power supply PS. Here, in the discharge control of the power storage system 9, when the system is normal, the first discharge control mode is selected because 2) the power of the power storage system 9 and 3) the power of the commercial AC power supply PS as a backup. The discharge is controlled while suppressing the discharge amount. That is, by giving priority to the life of the storage battery of the power storage system 9 and selecting and controlling the first discharge control mode, the life of the storage battery can be extended. However, at the time of the system power failure, 3) since there is no backup of the power of the commercial AC power supply PS, the second discharge in which the set discharge depth becomes the limit discharge depth (DOD = 100%) in response to the shortage of the output power of the power generation unit 2 Switch to control mode and give priority to maintaining output power.
[0038]
Hereinafter, another embodiment will be described.
<1> In the above-described embodiment, the discharge control of the power storage system 9 when the system is normal is performed according to the priority of 1) the power of the generator body 3, 2) the power of the power storage system 9, and 3) the power of the commercial AC power supply PS. Although it is assumed that power is supplied to the power storage 20, that is, if a load increase exceeding the power output from the generator body 3 occurs, the power is discharged from the power storage system 9 up to the first discharge depth. However, the power storage system 9 may be discharged when a load increase that exceeds the power output from the generator body 3 and the contracted received power of the commercial AC power supply PS occurs.
[0039]
<2> In the above embodiment, when the system is normal, the discharge depth switching unit 13 selects the first discharge control mode and sets the set discharge depth to the first discharge depth (for example, DOD = 70%). It is configured to output the switching signal S1 and to select the second discharge control mode when a power failure occurs, and to output the discharge depth switching signal S1 that sets the set discharge depth to the limit discharge depth (DOD = 100%). Alternatively, the second discharge control mode is selected and the set discharge depth is set to the limit discharge depth (DOD = 100) only when the system is out of power and when the generator body 3 of the power generation unit 2 is started. %) May be output. In this case, it is also preferable that the state signal S3 of the generator main body 3 from the control unit 7 of the power generation unit 2 is input to the discharge depth switching means 13 to detect the start operation state.
[0040]
Therefore, in the case shown in FIG. 2C, since the generator main body 3 is operating, the discharge control exceeding the first depth of discharge (for example, DOD = 70%) is not performed even at the time of the system power failure. Will not be tolerated. As a result, the cycle life of the power storage system 9 is limited in a direction in which the cycle life is further improved.
[0041]
<3> In the above embodiment, the case where the set depth of discharge in the first discharge control mode is set to DOD = 70% and the set depth of discharge in the second discharge control mode is set to DOD = 100% in the depth of discharge switching unit 13 is exemplified. However, the set depth of discharge in each discharge control mode can be changed as appropriate and is not limited to the above embodiment.
[0042]
<4> In the above embodiment, the power storage system 9 and the depth-of-discharge switching means 13 are configured separately, but may be configured integrally. For example, the charge / discharge control unit 9b of the power storage system 9 and the discharge depth switching unit 13 may be integrated.
[0043]
<5> In the above embodiment, the power failure detection means 12 is provided independently. However, the power failure detection means 12 may be integrated with the inverter 6 by sharing with the power failure detection means built in the inverter 6. Alternatively, the system interconnection function of the inverter 6 may be configured using the power failure detection unit 12.
[0044]
<6> In the above embodiment, when charging the power storage system 9 from the commercial AC power supply PS, the method of controlling the power factor of the inverter 6 to be negative is adopted, but the present invention is not necessarily limited to this method. For example, the DC output (DC4) converted by the AC / DC converter 14 may be connected to the DC output line DC3 via a switch.
[0045]
<7> In the above-described embodiment, the auxiliary power switching unit 11 outputs the DC output (DC1) of the generator body 3, the DC output (DC3) of the power storage system 9, or the DC output (DC4) of the AC / DC converter 14. However, the configuration may be such that the DC output (DC4) of the AC / DC converter 14 is not selected. In this case, the auxiliary power switching means 11 does not necessarily need the power failure detection signal S2 output from the power failure detection means 12.
[0046]
<8> In the above embodiment, the case where the power generation unit 2 is system-connected to the commercial AC power supply PS has been described. However, when the system is normal, the power generation unit 2 completely stops operating, and the load 20 supplies power from the power generation unit 2. The load 20 may be configured not to receive power supply from the commercial AC power supply PS regardless of whether the power supply is normal or during a power failure.
[0047]
<9> In the above embodiment, as the battery module 9a of the power storage system 9, one in which 96 lithium batteries are connected in series has been illustrated. However, the composition and structure of a single cell of the storage battery and the number of the series are the same as those in the above embodiment. It is not limited.
[0048]
<10> In the above-described embodiment, the output power of the commercial AC power supply PS and the output power of the power generation unit 2 are the same output voltage in the same electric system, but the electric system and the output voltage of both may not necessarily be the same. Further, the present invention is not limited to the electric system and the output voltage of the above embodiment. For example, the power generation unit 2 may output both a single-phase three-wire sine wave output of 100 V / 200 V and a single-phase two-wire sine wave output of 100 V.
[0049]
<11> In the above embodiment, the system 1 of the present invention is a cogeneration system having a fuel cell, but may be a household gas engine cogeneration system having a gas engine. Absent. Further, the system 1 of the present invention does not necessarily need to be a cogeneration system using the exhaust heat of the power generation unit 2, and may be applied to a power generation dedicated system without the exhaust heat utilizing hot water supply and heating unit 30. In that case, the power generation unit 2 does not require the heat exchange unit 8 for utilizing waste heat.
[0050]
【The invention's effect】
According to the distributed power generation system of the present invention, the discharge control of the power storage system can be performed by selectively selecting one of two discharge control modes. Discharge control up to the depth is permitted, and the discharge control is usually limited to the first discharge depth smaller than the limit discharge depth. Large discharge becomes possible, and more efficient use of the distributed power generation system becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating an embodiment of a distributed power generation system according to the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating charging and discharging of a power storage system.
1: Distributed power generation system 2 according to the present invention: Power generation unit 3: Generator main body 4: Generator auxiliary equipment 5: DC / DC converter 6: Inverter 7: Control unit 8: Heat exchange unit 9: Power storage system 9a: Battery Module 9b: Charge / discharge control unit 10: Voltage adjustment unit 11: Auxiliary power switching unit 11a: Power switching unit 11b: Voltage adjustment unit 12: Power failure detection unit 13: Discharge depth switching unit 14: AC / DC converter 20: Load 21 : Cutoff device 30: Hot water supply / heating unit AC using exhaust heat: AC output lines DC1 to DC4: DC output line PS: Commercial AC power supply S1: Discharge depth switching signal S2: Power failure detection signal S3: State signal of generator body

Claims

発電機と、前記発電機の発電電力の余剰分を充電し、前記発電電力の不足分を放電により補足するように動作可能な蓄電システムとを備えてなる分散型発電システムであって、
前記蓄電システムの放電制御が、放電が限界放電深度より小さい第１放電深度までに制限される第１放電制御モードと、放電が限界放電深度まで許容される第２放電制御モードの２つの放電制御モードを択一的に選択して実行可能に構成されていることを特徴とする分散型発電システム。A distributed power generation system comprising a generator and a power storage system operable to charge a surplus of the generated power of the generator and supplement the shortage of the generated power by discharging,
The discharge control of the power storage system includes two discharge controls, a first discharge control mode in which discharge is limited to a first discharge depth smaller than a limit discharge depth, and a second discharge control mode in which discharge is allowed to the limit discharge depth. A distributed power generation system characterized by being configured to be able to execute by selectively selecting a mode.

商用交流電源の停電を検知する停電検知手段と、
前記停電検知手段の検知出力に基づいて、前記商用交流電源の正常時に前記第１放電制御モードを選択し、前記商用交流電源の停電時に前記第２放電制御モードを選択する放電制御モード選択手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の分散型発電システム。Power failure detection means for detecting a power failure of a commercial AC power supply,
Discharge control mode selection means for selecting the first discharge control mode when the commercial AC power supply is normal based on the detection output of the power failure detection means, and selecting the second discharge control mode when the commercial AC power supply fails The distributed power generation system according to claim 1, comprising:

商用交流電源の停電を検知する停電検知手段と、
前記停電検知手段の検知出力に基づいて、前記商用交流電源の停電時に前記発電機の起動する場合に前記第２放電制御モードを選択し、その他の場合に前記第１放電制御モードを選択する放電制御モード選択手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の分散型発電システム。Power failure detection means for detecting a power failure of a commercial AC power supply,
Discharging based on the detection output of the power failure detecting means, wherein the second discharge control mode is selected when the generator is started at the time of power failure of the commercial AC power supply, and the first discharge control mode is selected otherwise. The distributed power generation system according to claim 1, further comprising control mode selection means.

前記蓄電システムの放電電圧の低下分を補うように前記蓄電システムの出力電圧を調整する電圧調整手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の分散型発電システム。The distributed power generation according to any one of claims 1 to 3, further comprising a voltage adjusting unit configured to adjust an output voltage of the power storage system so as to compensate for a decrease in a discharge voltage of the power storage system. system.

前記商用交流電源の停電時に前記蓄電システムが前記第２放電制御モードで限界放電深度まで放電した状態で、前記商用交流電源が停電から復電した場合、前記蓄電システムを前記発電機の発電電力によって前記第１放電深度で定まる充電レベル以上まで充電することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の分散型発電システム。In the state where the power storage system has been discharged to the critical depth of discharge in the second discharge control mode at the time of a power failure of the commercial AC power supply, when the commercial AC power supply is restored from the power failure, the power storage system is powered by the power generated by the generator. The distributed power generation system according to any one of claims 1 to 4, wherein the battery is charged up to or above a charge level determined by the first depth of discharge.

前記発電機の発電電力がインバータを介して前記商用交流電源と系統連系し、前記インバータから電力供給される負荷が遮断装置を介して前記商用交流電源に接続しており、
前記商用交流電源の復電時における前記蓄電システムの充電が、前記インバータの力率が負値になるように制御されて実行されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の分散型発電システム。The power generated by the generator is system-connected to the commercial AC power supply via an inverter, and a load supplied with power from the inverter is connected to the commercial AC power supply via a breaker,
5. The power storage system according to claim 1, wherein charging of the power storage system during power recovery of the commercial AC power supply is performed such that a power factor of the inverter becomes a negative value. 6. A distributed power generation system as described.