JP2006296097A - 逆潮流防止システム - Google Patents
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Abstract
【課題】自然エネルギーによる発電装置と、自然エネルギー以外の発電装置とを連系するシステムであって、自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を選択的に防止することが可能で、しかも、発電装置に改造を加える必要がなく、全ての分散電源に適用可能で、安価に構築可能な逆潮流防止システムの提供。
【解決手段】自然エネルギーによる発電装置(9)と、自然エネルギー以外の発電装置(6)と、逆潮流防止装置(11)とを備え、逆潮流防止装置(11)は自然エネルギー以外の発電装置(6)の上位で自然エネルギーによる発電装置(9)の下位に位置しており、逆潮流防止装置(11)の上位及び下位には自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流を検出する電力検出手段(7A、7B)が設けられており、逆潮流防止装置(11)は、上位に位置する電力検出手段(7A)が自然エネルギー以外の発電装置から商用電源(1)側への逆潮流を検出した際に負荷(31、32、33)を投入する様に構成されている。
【選択図】図1
【解決手段】自然エネルギーによる発電装置(9)と、自然エネルギー以外の発電装置(6)と、逆潮流防止装置(11)とを備え、逆潮流防止装置(11)は自然エネルギー以外の発電装置(6)の上位で自然エネルギーによる発電装置(9)の下位に位置しており、逆潮流防止装置(11)の上位及び下位には自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流を検出する電力検出手段(7A、7B)が設けられており、逆潮流防止装置(11)は、上位に位置する電力検出手段(7A)が自然エネルギー以外の発電装置から商用電源(1)側への逆潮流を検出した際に負荷(31、32、33)を投入する様に構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、商用電源から電力を供給され、且つ、自然エネルギーによる発電装置(例えば、太陽光発電装置,風力発電装置,波力発電装置,地熱発電装置等)と、自然エネルギー以外の発電装置(例えば燃料電池,ガスエンジン,マイクロガスタービン等)とを備えるシステムであって、自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を防止する機能を有する逆潮流防止システムに関する。
係るシステムでは、需要家が、同一構内に自然エネルギーによる発電装置と自然エネルギー以外の発電装置を設置し、系統連系する場合に、自然エネルギー以外の発電装置のハード構成や制御に改造を加えることなく、自然エネルギー以外の発電装置からの逆潮流を防止し、系統への逆潮流を自然エネルギーによる発電装置からのみにすることが望まれる。
分散電源の普及が進んでいる今日では、必要な系統連系保護要件を満たせば発電装置から商用電源側への逆潮流を認められた形での系統連系実施例が増えている。一般に分散電源が太陽光発電や風力発電等の自然エネルギーによる発電装置である場合、余剰電力として系統に逆潮流した電力量は、系統から購入する電力量と等価かそれに近い形で取引されている事例が多い。
一方、コージェネレーションシステムなど、自然エネルギー以外の分散電源からの逆潮流については、通常太陽光発電装置等と比べて低い価格で取引されることが多い。
自然エネルギー保護に関する法律、いわゆるRPS法では、自然エネルギーによる発電に対して法律的な優遇措置があり、電力会社に対して売電する際に、高価格で取引されている背景があるからである。
一方、コージェネレーションシステムなど、自然エネルギー以外の分散電源からの逆潮流については、通常太陽光発電装置等と比べて低い価格で取引されることが多い。
自然エネルギー保護に関する法律、いわゆるRPS法では、自然エネルギーによる発電に対して法律的な優遇措置があり、電力会社に対して売電する際に、高価格で取引されている背景があるからである。
そのため、自然エネルギーによる発電装置と、自然エネルギー以外の発電装置とを設けている場合に、逆潮流が生じた場合には、自然エネルギーによる発電装置に由来するものか、或いは、自然エネルギー以外の発電装置に由来するものかが重要な問題となる。
すなわち、自然エネルギーにより発電された電力に対する優遇措置はそのまま享受して、安価に売電される燃料電池からの逆潮流のみを防止したいという要請が存在するのである。
すなわち、自然エネルギーにより発電された電力に対する優遇措置はそのまま享受して、安価に売電される燃料電池からの逆潮流のみを防止したいという要請が存在するのである。
分散電源を系統連系する場合であって、系統側への逆潮流を認められない場合、従来技術では、例えば図8で示す様に、受電点での電力潮流を監視し、逆潮流が発生した場合に、分散電源の出力を調整し、或いは、分散電源を停止している。
すなわち、図8において、電流制限器2と主幹ブレーカー3との間に電力検出手段7を設け、電力検出手段7が商用電源1側へ向う逆潮流状態を検出した場合に、制御装置8からの制御信号により、分散電源6の出力を低下し或いは停止している。
なお、図8において、符号4は分岐ブレーカーを示しており、分岐ブレーカー4は家庭の負荷等に接続されている。そして、符号5は分散電源連系用ブレーカーを示している。
すなわち、図8において、電流制限器2と主幹ブレーカー3との間に電力検出手段7を設け、電力検出手段7が商用電源1側へ向う逆潮流状態を検出した場合に、制御装置8からの制御信号により、分散電源6の出力を低下し或いは停止している。
なお、図8において、符号4は分岐ブレーカーを示しており、分岐ブレーカー4は家庭の負荷等に接続されている。そして、符号5は分散電源連系用ブレーカーを示している。
しかし、図8のような従来技術では、分散電源の出力の低下は、当該分散電源の出力調整能力に依存するので(図11参照)、急峻な出力調整が困難な分散電源(例えば燃料電池等)では、逆潮流状態に対して瞬時に対処出来ない。
また、分散電源を停止する制御を採用した場合には、頻繁な起動停止が発生することにより、機器寿命や省エネルギー性に悪影響を与えてしまうという問題がある。
また、分散電源を停止する制御を採用した場合には、頻繁な起動停止が発生することにより、機器寿命や省エネルギー性に悪影響を与えてしまうという問題がある。
図9で示す従来技術では、電力検出手段7で逆潮流を検出した場合に、制御手段8は、ダミー負荷9を投入することにより、逆潮流にかかる電力をダミー負荷で消費させて、商用電源1側へ分散電源6の電力が供給されない様に構成している。
しかし、図9の従来技術では、ダミー負荷9を投入して逆潮流を防止しても、受電点すなわち電力検出手段7が設けられた位置における電力情報だけでは、一般の負荷とダミー負荷とを判別することができない。よって分散電源6を一般の負荷に合わせて制御した場合に,有効電力を上げるべきか下げるべきかの判断ができない。そのため、図9の従来技術では、ダミー負荷9と分散電源6とを協調制御させる必要が生じ、分散電源6側にハード面及び/又はソフト面で改造を施して、システムを複雑化させなくてはならない。そして、係る改造に伴うコストの増大という問題が新たに発生してしまう。
しかし、図9の従来技術では、ダミー負荷9を投入して逆潮流を防止しても、受電点すなわち電力検出手段7が設けられた位置における電力情報だけでは、一般の負荷とダミー負荷とを判別することができない。よって分散電源6を一般の負荷に合わせて制御した場合に,有効電力を上げるべきか下げるべきかの判断ができない。そのため、図9の従来技術では、ダミー負荷9と分散電源6とを協調制御させる必要が生じ、分散電源6側にハード面及び/又はソフト面で改造を施して、システムを複雑化させなくてはならない。そして、係る改造に伴うコストの増大という問題が新たに発生してしまう。
図10で示す従来技術は、自然エネルギーによる発電装置9と自然エネルギー以外の発電装置6とを連系しており、いわゆる「複数台連系」に関する。図10において、自然エネルギー以外の発電装置6は、システムの末端(商用電源1から最も離隔した位置:最下位)に接続されている。そして、電力検出手段7によって自然エネルギー以外の発電装置6からの逆潮流を監視し、逆潮流発生時には、電力検出手段7からの検出信号に応答して、燃料電池6の出力を調整し、または停止させている(特許文献1参照)。
しかし、自然エネルギー以外の発電装置6側からの逆潮流が発生した場合には、逆潮流を回避するための手法として、自然エネルギー以外の発電装置6の出力を調整するか、或いは、自然エネルギー以外の発電装置6を停止させるしか無い。そのため、急峻な出力調整が困難な分散電源(例えば燃料電池等)では、逆潮流状態に対して有効に対処出来ない。また、発電装置の頻繁な起動停止は、一般に機器寿命や省エネルギー性に悪影響を与えてしまう。
それに加えて、図10で示す従来技術では、例えば燃料電池等の分散電源6を、必ず末端(商用電源1から最も遠い側:最下位)に連系する必要があり、連系方法或いはシステムのレイアウトに自由度が無いという問題を有している。
しかし、自然エネルギー以外の発電装置6側からの逆潮流が発生した場合には、逆潮流を回避するための手法として、自然エネルギー以外の発電装置6の出力を調整するか、或いは、自然エネルギー以外の発電装置6を停止させるしか無い。そのため、急峻な出力調整が困難な分散電源(例えば燃料電池等)では、逆潮流状態に対して有効に対処出来ない。また、発電装置の頻繁な起動停止は、一般に機器寿命や省エネルギー性に悪影響を与えてしまう。
それに加えて、図10で示す従来技術では、例えば燃料電池等の分散電源6を、必ず末端(商用電源1から最も遠い側:最下位)に連系する必要があり、連系方法或いはシステムのレイアウトに自由度が無いという問題を有している。
その他の従来技術としては、例えば、分散電源の出力調整及び停止と、ダミー負荷投入を組み合わせた例として、ダミー負荷をサイリスタ制御したもの(特許文献4参照)や、ダミー負荷をインバータ制御したもの(特許文献5参照)などが提案されている。
しかし、係る従来技術は、何れも、分散電源が単機で設置されている場合を対象としており、逆潮流防止の主目的が系統保護にある。従って、自然エネルギーによる発電装置と自然エネルギー以外の発電装置とが同一構内で連系されている場合に自然エネルギー以外の発電装置からの逆潮流のみを防止するのに、上述した従来技術を適用することは困難である。
さらに、分散電源側とダミー負荷との協調制御が要求されるので、分散電源側をハード面及び/又はソフト面で改造して、システムを複雑化する必要があり、そのためコスト増大という問題を有している。
しかし、係る従来技術は、何れも、分散電源が単機で設置されている場合を対象としており、逆潮流防止の主目的が系統保護にある。従って、自然エネルギーによる発電装置と自然エネルギー以外の発電装置とが同一構内で連系されている場合に自然エネルギー以外の発電装置からの逆潮流のみを防止するのに、上述した従来技術を適用することは困難である。
さらに、分散電源側とダミー負荷との協調制御が要求されるので、分散電源側をハード面及び/又はソフト面で改造して、システムを複雑化する必要があり、そのためコスト増大という問題を有している。
また、分散電源がインバータを介して連系されており、インバータが出力する有効電力と無効電力を制御することで逆潮流を防止する従来技術が存在する(特許文献4)。しかし、無効電力によって受電点における力率を著しく悪化させるという問題点がある。
さらに、分散電源自身に逆潮流処理用ヒーターを内蔵した従来技術が存在する(特許文献5)。しかし、発電機単体では製造コストの増加に繋がり、また、当初からシステム仕様に組み込む必要があり、後からのヒーターを追加することが困難である、という問題を有している。
これに加えて、これ等の従来技術(特許文献4、特許文献5)では、分散電源が単機で設置されている場合を対象としているため、自然エネルギーによる発電装置と自然エネルギー以外の発電装置が同一構内で連系されている場合に自然エネルギー以外の発電装置による逆潮流のみを防止することに適用するのが困難である。
特開2004−328856号公報
特開2001−16783号公報
特開2002−218658号公報
特開2004−320868号公報
特開2004−95360号公報
さらに、分散電源自身に逆潮流処理用ヒーターを内蔵した従来技術が存在する(特許文献5)。しかし、発電機単体では製造コストの増加に繋がり、また、当初からシステム仕様に組み込む必要があり、後からのヒーターを追加することが困難である、という問題を有している。
これに加えて、これ等の従来技術(特許文献4、特許文献5)では、分散電源が単機で設置されている場合を対象としているため、自然エネルギーによる発電装置と自然エネルギー以外の発電装置が同一構内で連系されている場合に自然エネルギー以外の発電装置による逆潮流のみを防止することに適用するのが困難である。
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、自然エネルギーによる発電装置(例えば太陽光発電装置等)と、自然エネルギー以外の発電装置(例えば燃料電池等)とを連系するシステムであって、自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を選択的に防止することが可能で、しかも、発電装置に改造を加える必要がなく、全ての分散電源に適用可能で、安価に構築可能な逆潮流防止システムの提供を目的としている。
本発明の逆潮流防止システムは、自然エネルギーによる発電装置(9)(例えば、太陽光発電装置,風力発電装置,波力発電装置,地熱発電装置等)と、自然エネルギー以外の発電装置(6)(例えば燃料電池,ガスエンジン,マイクロガスタービン等)と、逆潮流防止装置(11)とを備え、逆潮流防止装置(11)は自然エネルギー以外の発電装置(6)の上位(商用電源(1)に近い側)かつ自然エネルギーによる発電装置(9)の下位(商用電源(1)から離隔した側)に位置しており、逆潮流防止装置(11)の上位及び下位には自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流を検出する電力検出手段(上位電力検出手段7A、下位電力検出手段7B)が設けられており、逆潮流防止装置(11)は負荷(ダミー負荷)を有しており、当該負荷(ダミー負荷)は、逆潮流防止装置(11)の上位に位置する電力検出手段(上位電力検出手段7A)が自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流を検出し(て、信号伝達ラインCL1を介して、その旨が伝達され)た際に投入される様に構成されている(図1、図2、図3)。
本発明において、自然エネルギー以外の発電装置(6)は、逆潮流防止装置(11)より下位に位置する電力検出手段(下位電力検出手段7B)が自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流を検出し(て、信号伝達ラインCL2を介して、その旨が伝達され)た際に、出力電力を減少する様に構成されているのが好ましい(図1、図2)。
前記逆潮流防止装置(11)は複数種類の負荷(ダミー負荷31、32、33)を投入可能に構成されており、逆潮流防止装置(11)よりも上位に位置する電力検出手段(上位電力検出手段7A)により自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流が検出された際には、負荷を投入し、逆潮流が検出されなくなるまで順次負荷を投入する様に構成されているのが好ましい(図3〜図5)。
また、本発明の逆潮流防止システムは、自然エネルギーによる発電装置(9)と、自然エネルギー以外の発電装置(6)と、逆潮流防止装置(11)とを備え、逆潮流防止装置(11)は自然エネルギー以外の発電装置(6)の上位かつ自然エネルギーによる発電装置(9)の下位に位置しており、逆潮流防止装置(11)の下位には自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流を検出する電力検出手段(下位電力検出手段7B)が設けられており、逆潮流防止装置(11)は前記電力検出手段(下位電力検出手段7A)が自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流を検出し(て、信号伝達ラインCL1を介して、その旨が伝達され)た際に負荷(ダミー負荷31、32、33)を投入する様に構成されている(図3,図6、図7)。
なお、電力は「流れる」パラメータではないが、本発明を説明する際の便宜上の要請から、本明細書においては、「電力が流れている」という表現を採用している。
上述する構成(図1、図2,図3の構成)を具備する本発明によれば、自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流が発生すれば、電力検出手段(上位電力検出手段7A、下位電力検出手段7B)がその旨を検知し、逆潮流防止装置(11)より上位に設けられた電力検出手段(上位電力検出手段7A)から逆潮流を検出した旨の検出信号が(信号伝達ラインCL1を介して)逆潮流防止装置(11)に伝達され、ダミー負荷(31、32、33)が投入される。その結果、自然エネルギー以外の発電装置(6)により逆潮流した電力は、逆潮流防止装置(11)のダミー負荷(31、32、33)に流入し、そこで消費される。その結果、自然エネルギー以外の発電装置(6)からの逆潮流は解消される。
一方、自然エネルギーによる発電装置(9)で余剰電力が発生して商用電源側に流れる場合には、逆潮流防止装置(11)は自然エネルギーによる発電装置(9)の下位に配置されているので、逆潮流防止装置(11)に流入すること無く商用電源(1)側に流れ、売電の対象となる。
このように、本発明によれば、自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流のみを選択的に解消することが可能である。
このように、本発明によれば、自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流のみを選択的に解消することが可能である。
ここで、逆潮流防止装置(11)と、少なくとも上位における電力検出手段(下位電力検出手段7A)とは、外付けで簡単に取り付けることが出来るので、自然エネルギー以外の発電装置(6)からの逆潮流を防止することができ、自然エネルギー以外の発電装置(6)に改造を加える必要がない。そして、全ての分散電源に適用可能で、安価に構築可能である。
自然エネルギー以外の発電装置(6)から商用電源(1)側への逆潮流が発生した場合には、逆潮流防止装置(11)より下位側の電力検出手段(7B)においても燃料電池(6)から商用電源(1)側への逆潮流が検知される。
本発明(図1、図2)において、自然エネルギー以外の発電装置(6)は、逆潮流防止装置(11)より下位に位置する電力検出手段(下位電力検出手段7B)が逆潮流を検出した際に、出力電力を減少する様に構成されていれば、下位の電力検出手段(7B)は逆潮流装置(11)には信号伝達は行わず、逆潮流装置(11)においてダミー負荷が投入された旨の情報は自然エネルギー以外の発電装置(6)には伝達されないので、逆潮流防止装置(11)と自然エネルギー以外の発電装置(6)とで協調制御を行う必要が無くなり、制御が複雑になることは無くなり、係る協調制御のために自然エネルギー以外の発電装置(6)を改造する必要も無くなる。
本発明(図1、図2)において、自然エネルギー以外の発電装置(6)は、逆潮流防止装置(11)より下位に位置する電力検出手段(下位電力検出手段7B)が逆潮流を検出した際に、出力電力を減少する様に構成されていれば、下位の電力検出手段(7B)は逆潮流装置(11)には信号伝達は行わず、逆潮流装置(11)においてダミー負荷が投入された旨の情報は自然エネルギー以外の発電装置(6)には伝達されないので、逆潮流防止装置(11)と自然エネルギー以外の発電装置(6)とで協調制御を行う必要が無くなり、制御が複雑になることは無くなり、係る協調制御のために自然エネルギー以外の発電装置(6)を改造する必要も無くなる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明の第1実施形態を示している。
図1は本発明の第1実施形態を示している。
図1において、全体を符号20で示すシステムは、商用電源1から電力を供給されているのに加えて、自然エネルギーによる発電装置9(例えば太陽光発電装置等)と、自然エネルギー以外の発電装置6(例えば燃料電池等)とを備えている。
一方、システム20においては、分岐ブレーカー4を介して、図示しない各家庭や一般ユーザー等の負荷が繋がっている。
自然エネルギーによる発電装置9及び/又は自然エネルギー以外の発電装置6における発電出力により図示しない負荷(各家庭や一般ユーザー等の負荷)を賄うことが出来て、且つ、余剰電力が発生する場合には、商用電源1側に、いわゆる「売電」が可能である。その際には、売電用電力量計13により、売電した電力を計測する様に構成されている。
一方、システム20においては、分岐ブレーカー4を介して、図示しない各家庭や一般ユーザー等の負荷が繋がっている。
自然エネルギーによる発電装置9及び/又は自然エネルギー以外の発電装置6における発電出力により図示しない負荷(各家庭や一般ユーザー等の負荷)を賄うことが出来て、且つ、余剰電力が発生する場合には、商用電源1側に、いわゆる「売電」が可能である。その際には、売電用電力量計13により、売電した電力を計測する様に構成されている。
商用電源1から供給される電力は、購入用電力量計12、売電用電力量計13を介して、システム20に供給され、電力ラインL1を流れる。
そして電力ラインL1は、電流制限器2を介して電力ラインL2を流れ、合流ポイント(自然エネルギーによる発電装置9からの発電出力と連系するポイント)G1、上位電力検出手段7A、ラインL4、分岐ポイントB1、下位電力検出手段7B、ラインL5、主幹ブレーカー3、ラインL6、図示しない家庭等の負荷に接続している分岐ブレーカー4、分散電源連系用ブレーカー5、ラインL7を介して、自然エネルギー以外の発電装置6に接続されている。
そして電力ラインL1は、電流制限器2を介して電力ラインL2を流れ、合流ポイント(自然エネルギーによる発電装置9からの発電出力と連系するポイント)G1、上位電力検出手段7A、ラインL4、分岐ポイントB1、下位電力検出手段7B、ラインL5、主幹ブレーカー3、ラインL6、図示しない家庭等の負荷に接続している分岐ブレーカー4、分散電源連系用ブレーカー5、ラインL7を介して、自然エネルギー以外の発電装置6に接続されている。
前記合流ポイントG1では、ラインL3、自然エネルギー連系用ブレーカー8を介して、自然エネルギーによる発電装置9からの発電出力と連系する様に構成されている。
また、前記ポイントB1では、自然エネルギー以外の発電装置6或いはその他の発電出力が流れるラインL4が、ラインL8、ブレーカー10を介して、逆潮流防止装置11に接続されている。ここで、図1で示す逆潮流防止装置11は一定容量のダミー負荷(図1では図示せず)を有しており、係るダミー負荷は、後述する様に、自然エネルギー以外の発電装置6側から商用電源1側(上位側)への逆潮流を検知した場合に、係る逆潮流電力に対して投入される様に構成されている。
また、前記ポイントB1では、自然エネルギー以外の発電装置6或いはその他の発電出力が流れるラインL4が、ラインL8、ブレーカー10を介して、逆潮流防止装置11に接続されている。ここで、図1で示す逆潮流防止装置11は一定容量のダミー負荷(図1では図示せず)を有しており、係るダミー負荷は、後述する様に、自然エネルギー以外の発電装置6側から商用電源1側(上位側)への逆潮流を検知した場合に、係る逆潮流電力に対して投入される様に構成されている。
上位電力検出手段7A及び下位電力検出手段7Bは、上位電力検出手段7AについてはラインL4、下位電力検出手段7BについてはラインL5を流れる電流が、上位側(商用電源1側)から下位側(分岐ブレーカー4に接続している図示しない家庭等の負荷側)へ流れているのか、或いは、その逆方向に流れている、すなわち「逆潮流」となっているのかを検出する様に構成されている。
そして、逆潮流の場合には、上位電力検出手段7Aは信号伝達ラインCL1を介して逆潮流防止装置11に検出信号を送り、下位電力検出手段7Aは信号伝達ラインCL2を介して自然エネルギー以外の発電装置6に検出信号を送る。
なお、上位電力検出手段7A及び下位電力検出手段7B自体は従来・公知の装置であり、市販品をそのまま使用可能である。
そして、逆潮流の場合には、上位電力検出手段7Aは信号伝達ラインCL1を介して逆潮流防止装置11に検出信号を送り、下位電力検出手段7Aは信号伝達ラインCL2を介して自然エネルギー以外の発電装置6に検出信号を送る。
なお、上位電力検出手段7A及び下位電力検出手段7B自体は従来・公知の装置であり、市販品をそのまま使用可能である。
システム20では、逆潮流防止装置11を自然エネルギー以外の発電装置6の上位(商用電源側)で且つ自然エネルギーによる発電装置9の下位に接続して、自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側への電力潮流を監視している。
ここで、図1では自然エネルギー以外の発電装置6は家庭の負荷(図示せず:分岐ブレーカー4に接続されている)よりも下位側に接続されているが、図2で示す様に家庭の負荷の上位側に接続されていても良い(詳細は後述)。但し、自然エネルギー以外の発電装置6は、必ず逆潮流防止装置11より下位に接続する必要がある。後述する様に、自然エネルギー以外の発電装置6が逆潮流防止装置11よりも上位に接続されていると、自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側に逆潮流が生じてダミー負荷が投入された際に、ダミー負荷と家庭の負荷とを区別することが出来ないからである。
ここで、図1では自然エネルギー以外の発電装置6は家庭の負荷(図示せず:分岐ブレーカー4に接続されている)よりも下位側に接続されているが、図2で示す様に家庭の負荷の上位側に接続されていても良い(詳細は後述)。但し、自然エネルギー以外の発電装置6は、必ず逆潮流防止装置11より下位に接続する必要がある。後述する様に、自然エネルギー以外の発電装置6が逆潮流防止装置11よりも上位に接続されていると、自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側に逆潮流が生じてダミー負荷が投入された際に、ダミー負荷と家庭の負荷とを区別することが出来ないからである。
自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力が、分岐ブレーカーに接続されている(図示しない)家庭における負荷を上回った場合には、余剰電力は商用電源1側の方向に流れ、電力の逆潮流が発生する。
係る場合には、電力検出手段7Aが自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側への逆潮流を検知し、その旨を信号伝達ラインCL1を介して逆潮流防止装置11に伝達する。そして、逆潮流の検知信号が伝達された逆潮流防止装置11においては、ダミー負荷が投入される。
自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力は、逆潮流防止装置11のダミー負荷に流入し、そこで消費されるので、自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力が商用電源1側へ逆潮流されることはない。
係る場合には、電力検出手段7Aが自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側への逆潮流を検知し、その旨を信号伝達ラインCL1を介して逆潮流防止装置11に伝達する。そして、逆潮流の検知信号が伝達された逆潮流防止装置11においては、ダミー負荷が投入される。
自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力は、逆潮流防止装置11のダミー負荷に流入し、そこで消費されるので、自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力が商用電源1側へ逆潮流されることはない。
一方、自然エネルギーによる発電装置9で余剰電力が発生して商用電源1側に流れる場合には、逆潮流防止装置11は自然エネルギーによる発電装置9の下位に配置されているので、上位の商用電源1側に流れる自然エネルギーによる発電装置9の余剰電力は逆潮流防止装置11に流入すること無く商用電源1側に流れ、売電の対象となる。
ここでダミー負荷は、例えば設定時間だけ投入されるが、後述する様に、複数段階に分けてダミー負荷を投入し、或いは、異なる設定時間で投入する様な工夫をすることが可能である。
余剰電力は商用電源1側に流れる場合には、電力検出手段7Bにおいても自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側への逆潮流が検知される。そして、自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側へ余剰電力が流れている旨の検出信号は、信号伝達ラインCL2を介して自然エネルギー以外の発電装置6に伝達される。係る検出信号(自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側へ余剰の電力が流れている旨の検出信号)が伝達されると、自然エネルギー以外の発電装置6は、図示しない内蔵の制御装置に組み込まれた制御ルーチンに従って、発電出力を低下される。
ここで、電力検出手段7Bは自然エネルギー以外の発電装置6のみに上述した検出信号(自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側への逆潮流が検出された旨の検出信号)を伝達し、逆潮流装置11には信号伝達は行わない。
そして、逆潮流装置11においてダミー負荷が投入された旨の情報は、自然エネルギー以外の発電装置6には伝達されないので、従来技術における「ダミー負荷投入について、発電側(この場合は自然エネルギー以外の発電装置6側)との制御上のやり取りが必要であり、制御が複雑になる」という問題は解消される。
そして、逆潮流装置11においてダミー負荷が投入された旨の情報は、自然エネルギー以外の発電装置6には伝達されないので、従来技術における「ダミー負荷投入について、発電側(この場合は自然エネルギー以外の発電装置6側)との制御上のやり取りが必要であり、制御が複雑になる」という問題は解消される。
家庭の負荷が増加し、及び/又は自然エネルギー以外の発電装置6の出力が減少して、自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側へ電力が流れなくなり、逆潮流が解消したならば、その旨が電力検出手段7Bにより検出され、信号伝達ラインCL2を介して自然エネルギー以外の発電装置6に伝達される。そして、自然エネルギー以外の発電装置6では、その内部における制御ルーチンに従って、必要な処理が為される。
すなわち、図1で示す実施形態によれば、自然エネルギー以外の発電装置6は、逆潮流装置11においてダミー負荷が投入された旨の情報が伝達されなくても、電力検出手段7Bにおける検出信号を用いて、既存の設備により、好適に運転制御が為されるのである。
さらに換言すれば、自然エネルギー以外の発電装置6は逆潮流防止装置11より下位の潮流点である電力検出手段7Bの電力で制御されているため、自然エネルギー以外の発電装置6へ逆潮流防止装置11の状況(逆潮流防止装置11におけるダミー負荷の投入に関する情報)を入力する必要が無く、自然エネルギー以外の発電装置6の予め内蔵されている制御ルーチンにより、自動で家庭内負荷に合わせた運転を行うことができるのである。
すなわち、図1で示す実施形態によれば、自然エネルギー以外の発電装置6は、逆潮流装置11においてダミー負荷が投入された旨の情報が伝達されなくても、電力検出手段7Bにおける検出信号を用いて、既存の設備により、好適に運転制御が為されるのである。
さらに換言すれば、自然エネルギー以外の発電装置6は逆潮流防止装置11より下位の潮流点である電力検出手段7Bの電力で制御されているため、自然エネルギー以外の発電装置6へ逆潮流防止装置11の状況(逆潮流防止装置11におけるダミー負荷の投入に関する情報)を入力する必要が無く、自然エネルギー以外の発電装置6の予め内蔵されている制御ルーチンにより、自動で家庭内負荷に合わせた運転を行うことができるのである。
ここで、図1において、電力検出手段7Bのみを設け、電力検出手段7Bが逆潮流を検出した場合に逆潮流防止装置11におけるダミー負荷を投入し且つ自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力を低減する制御を実行する様に構成することも可能である(例えば、図6、図7を参照して後述する第3実施形態参照)。
しかし、電力検出手段7Bのみならず、電力検出手段7Aを設けることにより、電力検出手段7Bからの自然エネルギー以外の発電装置6へ検出信号を伝達する信号伝達ラインCL2を分岐して、当該検出信号を逆潮流防止装置11側へ分岐する必要が無くなる、という利点がある。
また、逆潮流防止装置11において投入される負荷の容量が一定(或いは単一)の場合には電力検出手段7Bのみで制御可能であるが、電力検出手段7Aを設けることにより、(図3〜図5を参照して後述する第2実施形態のように)投入される負荷の容量(負荷量)を、負荷の全体量と自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力とに応答して、変動させる制御が可能になる。
しかし、電力検出手段7Bのみならず、電力検出手段7Aを設けることにより、電力検出手段7Bからの自然エネルギー以外の発電装置6へ検出信号を伝達する信号伝達ラインCL2を分岐して、当該検出信号を逆潮流防止装置11側へ分岐する必要が無くなる、という利点がある。
また、逆潮流防止装置11において投入される負荷の容量が一定(或いは単一)の場合には電力検出手段7Bのみで制御可能であるが、電力検出手段7Aを設けることにより、(図3〜図5を参照して後述する第2実施形態のように)投入される負荷の容量(負荷量)を、負荷の全体量と自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力とに応答して、変動させる制御が可能になる。
さらに、電力検出手段7Bのみを設けたのでは、逆潮流防止装置11においてダミー負荷を投入しても、依然として商用電源1側への逆潮流電力が計測されてしまうので、逆潮流防止装置11におけるダミー負荷の投入によって、商用電源1側への逆潮流が防止できたのか否かが分からない。
これに対して、電力検出手段7Aを設ければ、電力検出手段7Aで連系側への電力の流れを検出できなければ、自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側への逆潮流が防止できたことが確認できるという利点が存在する。
これに対して、電力検出手段7Aを設ければ、電力検出手段7Aで連系側への電力の流れを検出できなければ、自然エネルギー以外の発電装置6から商用電源1側への逆潮流が防止できたことが確認できるという利点が存在する。
逆潮流防止装置11におけるダミー負荷の総容量を自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力よりも大きくすることで、自然エネルギー以外の発電装置6からの逆潮流を確実に防止することができる。
逆潮流防止装置11においてダミー負荷を投入した後は、自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力の変化スピード(自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力低減のスピード)に合わせて、十分に絞り込み可能な時間(発電出力がダミー負荷を合算した負荷合計を下回るのに必要な時間)を設定し、自動解列するようシステムを組むことが可能である。
逆潮流防止装置11においてダミー負荷を投入した後は、自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力の変化スピード(自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力低減のスピード)に合わせて、十分に絞り込み可能な時間(発電出力がダミー負荷を合算した負荷合計を下回るのに必要な時間)を設定し、自動解列するようシステムを組むことが可能である。
図1の実施形態の変形例が、図2で示されている。
図1において、自然エネルギー以外の発電装置6が最末端(最下位の位置)にあるが、図2の変形例では、自然エネルギー以外の発電装置6は、図示しない家庭用負荷に接続している分岐ブレーカーよりも上位の位置に存在している。
図1の場合には、ラインL5の下位側は、主幹ブレーカー3、ラインL6、図示しない家庭等の負荷に接続している分岐ブレーカー4、分散電源連系用ブレーカー5、ラインL7を介して、自然エネルギー以外の発電装置6に接続されている。これに対して図2では、全体を符号20Aで示すシステムにおいて、ラインL5では分岐ポイント(潮流点)B2からラインL7が分岐しており、分散電源連系用ブレーカー5を介して自然エネルギー以外の発電装置6が接続されている。そして、ラインL5の下位側には、主幹ブレーカー3、ラインL6、図示しない家庭等の負荷に接続している分岐ブレーカー4が設けられている。
図1において、自然エネルギー以外の発電装置6が最末端(最下位の位置)にあるが、図2の変形例では、自然エネルギー以外の発電装置6は、図示しない家庭用負荷に接続している分岐ブレーカーよりも上位の位置に存在している。
図1の場合には、ラインL5の下位側は、主幹ブレーカー3、ラインL6、図示しない家庭等の負荷に接続している分岐ブレーカー4、分散電源連系用ブレーカー5、ラインL7を介して、自然エネルギー以外の発電装置6に接続されている。これに対して図2では、全体を符号20Aで示すシステムにおいて、ラインL5では分岐ポイント(潮流点)B2からラインL7が分岐しており、分散電源連系用ブレーカー5を介して自然エネルギー以外の発電装置6が接続されている。そして、ラインL5の下位側には、主幹ブレーカー3、ラインL6、図示しない家庭等の負荷に接続している分岐ブレーカー4が設けられている。
図2で示すシステム20Aのその他の構成及び作用効果については、図1と同様である。
すなわち、図2で示すシステム20Aにおいても、自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力が商用電源1側に流れた場合には、電力検出手段7Aがその旨を検出して、自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力を逆潮流防止装置11へ供給するので、逆潮流が防止されるのである。
すなわち、図2で示すシステム20Aにおいても、自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力が商用電源1側に流れた場合には、電力検出手段7Aがその旨を検出して、自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力を逆潮流防止装置11へ供給するので、逆潮流が防止されるのである。
図1のシステム20と、図2のシステム20Aとは、自然エネルギー以外の発電装置6と家庭の負荷(分岐ブレーカーのみ図示)とのレイアウトが相違するのみである。
換言すれば、図1のシステム20と、図2のシステム20Aの何れのレイアウトを採用することが可能であり、図8で示す従来技術の問題点、すなわち、分散電源6を商用電源から最も遠い位置(最下位)に配置しなければならず、レイアウトの自由度が無いという問題点を、解消することが出来るのである。
換言すれば、図1のシステム20と、図2のシステム20Aの何れのレイアウトを採用することが可能であり、図8で示す従来技術の問題点、すなわち、分散電源6を商用電源から最も遠い位置(最下位)に配置しなければならず、レイアウトの自由度が無いという問題点を、解消することが出来るのである。
図1、図2では、ダミー負荷は図示されておらず、その容量の種類や数は特定されていない。
これに対して、図3〜図5の第2実施形態では、逆潮流防止装置11で投入されるダミー負荷を3種類にして、条件式で復帰条件を決める様に構成している。
これに対して、図3〜図5の第2実施形態では、逆潮流防止装置11で投入されるダミー負荷を3種類にして、条件式で復帰条件を決める様に構成している。
第2実施形態の全体の構成は、図1、図2で示すシステムと同様である。但し、第2実施形態では、逆潮流防止装置11が図3のブロック図で示す様に、具体的に限定されている。
図3において、逆潮流防止装置11は、3種類のダミー負荷31、32、33を有しており、ダミー負荷31、32、33の容量は、100W、200W、300Wとなっている。
図3において、逆潮流防止装置11は、3種類のダミー負荷31、32、33を有しており、ダミー負荷31、32、33の容量は、100W、200W、300Wとなっている。
ラインL4の分岐ポイントB1から分岐した電力ラインL8を介して流れてきた自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力をダミー負荷31、32、33へ選択的に投入するのがスイッチング装置34であり、該スイッチング装置34は制御装置(コントロールユニット)36により切換制御される。
制御装置36は、信号伝達ラインCL1を介して伝達される電力検出手段7Aからの検出信号(逆潮流を検出した旨の信号)に応答して、信号伝達ラインCL11を介してスイッチング装置34に制御信号を送出して、ラインL8、ブレーカー10を介して流入する(自然エネルギー以外の発電装置6の)余剰電力をダミー負荷31、32、33へ選択的に投入せしめる。換言すれば、制御装置36は、スイッチング装置34に対して、何れのダミー負荷をラインL8に接続するのかを制御する負荷接続制御信号を伝達する。
係る制御の詳細については、図4を参照して後述する。
制御装置36は、信号伝達ラインCL1を介して伝達される電力検出手段7Aからの検出信号(逆潮流を検出した旨の信号)に応答して、信号伝達ラインCL11を介してスイッチング装置34に制御信号を送出して、ラインL8、ブレーカー10を介して流入する(自然エネルギー以外の発電装置6の)余剰電力をダミー負荷31、32、33へ選択的に投入せしめる。換言すれば、制御装置36は、スイッチング装置34に対して、何れのダミー負荷をラインL8に接続するのかを制御する負荷接続制御信号を伝達する。
係る制御の詳細については、図4を参照して後述する。
逆潮流防止装置11は、さらに計時装置(例えばタイマー)38と、図1のシステム20或いは図2のシステム20Aを停止させる指令を発生するシステム停止指令発生装置40とを有している。
ここで、システム停止指令発生装置40は、ダミー負荷31、32、33の合計が自然エネルギー以外の発電装置6の出力よりも小さい場合に有効である。換言すれば、システム停止指令発生装置40を設ければ、ダミー負荷31、32、33の合計が自然エネルギー以外の発電装置6の出力より小さくても良いので、逆潮流防止装置11全体をコンパクトにすることが出来る。
勿論、ダミー負荷31、32、33の合計が自然エネルギー以外の発電装置6の出力よりも大きくても、システム停止指令発生装置40を設けることは、タッチダウンの意味で有効である。
ここで、システム停止指令発生装置40は、ダミー負荷31、32、33の合計が自然エネルギー以外の発電装置6の出力よりも小さい場合に有効である。換言すれば、システム停止指令発生装置40を設ければ、ダミー負荷31、32、33の合計が自然エネルギー以外の発電装置6の出力より小さくても良いので、逆潮流防止装置11全体をコンパクトにすることが出来る。
勿論、ダミー負荷31、32、33の合計が自然エネルギー以外の発電装置6の出力よりも大きくても、システム停止指令発生装置40を設けることは、タッチダウンの意味で有効である。
次に、図4をも参照して、電力検出手段7Aから逆潮流を検出した旨の信号が発生された際に、ラインL8を介して流入する自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力をダミー負荷31、32、33へ選択的に投入する制御について説明する。
制御において、先ず、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否か、換言すれば、信号伝達ラインCL1を介して電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出した旨の検出信号が制御装置36に送られたか否かを判定する(ステップS1:図4)。
逆潮流状態が検出されない場合には(ステップS1がNO)、そのまま、逆潮流状態であるか否かの判定を行う(ステップS1がNOのループ)。
逆潮流状態が検出された場合には(ステップS1がYES)、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、先ず100Wの負荷31を接続し(ステップS2)、100Wの負荷31を接続した状態を、例えば3秒間維持する(ステップS3)。
逆潮流状態が検出されない場合には(ステップS1がNO)、そのまま、逆潮流状態であるか否かの判定を行う(ステップS1がNOのループ)。
逆潮流状態が検出された場合には(ステップS1がYES)、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、先ず100Wの負荷31を接続し(ステップS2)、100Wの負荷31を接続した状態を、例えば3秒間維持する(ステップS3)。
ここで、100Wの負荷31を接続した状態を3秒間維持するにあたっては、制御装置36から信号伝達ラインCL13を介して計時装置38に計時開始信号を発生し、計時装置38で3秒間を計時したならば、(3秒間経過した旨の)計時信号を信号伝達ラインCL14経由で制御装置36に伝達して行う。
100Wの負荷31を接続して3秒間経過したならば、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS4)。
100Wの負荷31を接続して3秒間経過したならば、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS4)。
ステップS4において逆潮流が検出されなければ(ステップS4がNO)、ステップS5に進む。
ステップS5においては、ステップS5〜ステップS7までのルーチン(ステップS7がNOのルーチン)の繰り返し回数がカウントされる。すなわち、最初に繰り返し回数nを「1」に設定し(ステップS5において、n=1)、ステップS6に進み(ステップS5のn≠20)、3秒間待機する。そして、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS7)。
ステップS5においては、ステップS5〜ステップS7までのルーチン(ステップS7がNOのルーチン)の繰り返し回数がカウントされる。すなわち、最初に繰り返し回数nを「1」に設定し(ステップS5において、n=1)、ステップS6に進み(ステップS5のn≠20)、3秒間待機する。そして、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS7)。
ステップS7で逆潮流が検出されなければ(ステップS7がNO)、ステップS5に戻り、繰り返し回数nを一つ増加させる(ステップS5において、n=n+1)。
係る繰り返しルーチンを、繰り返し回数nが20になるまで繰り返す。
係る繰り返し回数nが20回になれば、60秒間(=3秒間×20)に亘って逆潮流が生じていないことになり、ダミー負荷31を投入すれば逆潮流電力が消費される状態、或いは逆潮流自体が解消した状態の何れかが、60秒間に亘って継続していることとなる。係る場合には(ステップS5において、n=20)、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、100Wの負荷31がラインL8と接続しているのを解除する(ステップS8)。そして、ステップS1に戻る。
係る繰り返しルーチンを、繰り返し回数nが20になるまで繰り返す。
係る繰り返し回数nが20回になれば、60秒間(=3秒間×20)に亘って逆潮流が生じていないことになり、ダミー負荷31を投入すれば逆潮流電力が消費される状態、或いは逆潮流自体が解消した状態の何れかが、60秒間に亘って継続していることとなる。係る場合には(ステップS5において、n=20)、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、100Wの負荷31がラインL8と接続しているのを解除する(ステップS8)。そして、ステップS1に戻る。
ステップS4、ステップS7で逆潮流が検出されたならば(ステップS4、ステップS7がYES)、100Wのダミー負荷31のみでは逆潮流の電力が消費されない状態になっていることを意味している。係る状態(ステップS4、ステップS7がYES)であれば、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、100Wのダミー負荷31に加えて、200Wのダミー負荷32をラインL8に接続する(ステップS9)。
そして、100Wのダミー負荷31に加えて、200Wのダミー負荷32をラインL8に接続した状態を3秒間維持して(ステップS10)、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS11)。
そして、100Wのダミー負荷31に加えて、200Wのダミー負荷32をラインL8に接続した状態を3秒間維持して(ステップS10)、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS11)。
ステップS11において逆潮流が検出されなければ(ステップS4がNO)、ステップS12に進む。
ステップS12においては、ステップS12〜ステップS15までのルーチン(ステップS14がNOのルーチン)の繰り返し回数をカウントする。最初に繰り返し回数nを「1」に設定し、ステップS13に進み(ステップS12のn≠20)、3秒間待機する。そして、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS14)。
ステップS12においては、ステップS12〜ステップS15までのルーチン(ステップS14がNOのルーチン)の繰り返し回数をカウントする。最初に繰り返し回数nを「1」に設定し、ステップS13に進み(ステップS12のn≠20)、3秒間待機する。そして、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS14)。
ステップS14で逆潮流が検出されなければ(ステップS14がNO)、ステップS12に戻り、繰り返し回数nを一つ増加させる(ステップS12において、n=n+1)。
係る繰り返しルーチンを、繰り返し回数nが20になるまで繰り返す。
係る繰り返し回数nが20回になれば、60秒間(=3秒間×20)に亘って逆潮流が生じていないことになり、ダミー負荷31及びダミー負荷32を投入すれば、逆潮流電力が消費される状態、或いは逆潮流自体が解消した状態の何れかが、60秒間に亘って継続したことを意味する。係る場合には(ステップS12において、n=20)、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、200Wの負荷32がラインL8と接続しているのを解除する(ステップS15)。そして、ステップS4に戻る。
係る繰り返しルーチンを、繰り返し回数nが20になるまで繰り返す。
係る繰り返し回数nが20回になれば、60秒間(=3秒間×20)に亘って逆潮流が生じていないことになり、ダミー負荷31及びダミー負荷32を投入すれば、逆潮流電力が消費される状態、或いは逆潮流自体が解消した状態の何れかが、60秒間に亘って継続したことを意味する。係る場合には(ステップS12において、n=20)、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、200Wの負荷32がラインL8と接続しているのを解除する(ステップS15)。そして、ステップS4に戻る。
ステップS11、ステップS14で逆潮流が検出されたならば(ステップS11、ステップS14がYES)、100Wのダミー負荷31と200Wのダミー負荷32では、自然エネルギー以外の発電装置6の余剰電力(逆潮流の電力)が消費されない状態になっていると判断する。そして、制御装置36からスイッチング装置34へ負荷接続制御信号を伝達して、100Wのダミー負荷31、200Wのダミー負荷32、300Wのダミー負荷33をラインL8に接続する(ステップS16)。
そして、100Wのダミー負荷31、200Wのダミー負荷32、300Wのダミー負荷33をラインL8に接続した状態を3秒間維持して(ステップS17)、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS18)。
そして、100Wのダミー負荷31、200Wのダミー負荷32、300Wのダミー負荷33をラインL8に接続した状態を3秒間維持して(ステップS17)、電力検出手段7Aから逆潮流状態を検出したか否かを判定する(ステップS18)。
ステップS18において逆潮流が検出されなければ(ステップS18がNO)、ステップS19に進み、100Wのダミー負荷31、200Wのダミー負荷32、300Wのダミー負荷33をラインL8に接続した状態を60秒間継続する(ステップS19)。
60秒間という時間は、上述した通り、計時装置38を用いて計測する。
そして、300Wのダミー負荷33をラインL8から接続解除して(ステップS20)、ステップS11に戻る。
ステップS18において逆潮流が検出されなければ(ステップS18がYES)、全ての負荷が投入されても逆潮流が検出されているということなので、自然エネルギー以外の発電装置6を停止させなければ自然エネルギー以外の発電装置6からの逆潮流が解消されないと判断して、システム停止指令発生装置からシステムの停止指令を発生する(ステップS21)。
60秒間という時間は、上述した通り、計時装置38を用いて計測する。
そして、300Wのダミー負荷33をラインL8から接続解除して(ステップS20)、ステップS11に戻る。
ステップS18において逆潮流が検出されなければ(ステップS18がYES)、全ての負荷が投入されても逆潮流が検出されているということなので、自然エネルギー以外の発電装置6を停止させなければ自然エネルギー以外の発電装置6からの逆潮流が解消されないと判断して、システム停止指令発生装置からシステムの停止指令を発生する(ステップS21)。
図4で説明した制御では、逆潮流の有無を常に条件としてダミー負荷の投入、解列を決定する為、電力が無駄に消費される恐れがなく、高機能なシステムを構築することが可能である。
また、自然エネルギー以外の発電装置6が稼動停止指令(図3のシステム停止指令発生装置40からのシステム停止指令)を受け付ける構成であれば、所定時間逆潮流が続いた場合に、逆潮流防止装置11から自然エネルギー以外の発電装置6へシステム停止指令を出力することにより、自然エネルギー以外の発電装置6からの逆潮流を確実に防止することができる。そして、自然エネルギー以外の発電装置6が稼動停止指令(図3のシステム停止指令発生装置40からのシステム停止指令)を受け付ける様に構成することは、図示しない自然エネルギー以外の発電装置6内蔵の制御装置を変更するのに比較して、軽微な変更で対応することが可能である。
また、自然エネルギー以外の発電装置6が稼動停止指令(図3のシステム停止指令発生装置40からのシステム停止指令)を受け付ける構成であれば、所定時間逆潮流が続いた場合に、逆潮流防止装置11から自然エネルギー以外の発電装置6へシステム停止指令を出力することにより、自然エネルギー以外の発電装置6からの逆潮流を確実に防止することができる。そして、自然エネルギー以外の発電装置6が稼動停止指令(図3のシステム停止指令発生装置40からのシステム停止指令)を受け付ける様に構成することは、図示しない自然エネルギー以外の発電装置6内蔵の制御装置を変更するのに比較して、軽微な変更で対応することが可能である。
なお、図3において、負荷のワット数、個数は限定するものではない。係る負荷については、自然エネルギー以外の発電装置6の仕様や、システムを製作する上における各種の要請(例えば、コスト、確実性、法制度上の制約、その他)に応じて、任意に複数組み合わせて実施することも可能である。
図示はされていないが、ダミー負荷として、同容量(例えば100ワット)の負荷を複数設け、負荷容量をリニアに変化する様に構成することも可能である。
図示はされていないが、ダミー負荷として、同容量(例えば100ワット)の負荷を複数設け、負荷容量をリニアに変化する様に構成することも可能である。
これに加えて、逆潮流防止装置11におけるダミー負荷31、32、33の総容量を自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力よりも大きくして、自然エネルギー以外の発電装置6からの逆潮流を確実に防止する様に構成した場合には、自然エネルギー以外の発電装置6に対する稼動停止信号の入力を省略することが可能である。
さらに、複数のダミー負荷を逆潮流発生時点から異なる時定数で投入し,各ダミー負荷投入時点から異なる時定数で自動復帰するようシステムを構築すれば、復帰ロジックが簡易なシステム構成とすることも可能である。
さらに、複数のダミー負荷を逆潮流発生時点から異なる時定数で投入し,各ダミー負荷投入時点から異なる時定数で自動復帰するようシステムを構築すれば、復帰ロジックが簡易なシステム構成とすることも可能である。
次に、図4で説明した制御を、図5を参照してさらに説明する。
図5では、ダミー負荷31を接続しても逆潮流が解消しない(ステップS4がYES)ので、ダミー負荷32を接続して、逆潮流が解消した(ステップS11がNO)場合を例示している。なお,電力負荷(家庭)は家庭需要等の一般負荷を表し,電力負荷(合計)は電力負荷(家庭)とダミー負荷の合計値を意味している。
図5では、ダミー負荷31を接続しても逆潮流が解消しない(ステップS4がYES)ので、ダミー負荷32を接続して、逆潮流が解消した(ステップS11がNO)場合を例示している。なお,電力負荷(家庭)は家庭需要等の一般負荷を表し,電力負荷(合計)は電力負荷(家庭)とダミー負荷の合計値を意味している。
図5において、時刻t1以前の段階では、自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力(図5では2点鎖線で示す)は電力負荷(家庭)を上回っていないので、ダミー負荷31、32、33は投入されない(図4のステップS1がNOのルーチン)。なお,ダミー負荷が投入されていない場合は,電力負荷(家庭)=電力負荷(合計)となる。
時刻t1で電力負荷(家庭)が急激に減少したと仮定する。燃料電池6の出力電力は、時刻t1の電力負荷(家庭)のレベルで制御されているので、時刻t1において燃料電池6の出力電力が電力負荷(家庭)を上回り、逆潮流状態となる。
時刻t1で電力負荷(家庭)が急激に減少したと仮定する。燃料電池6の出力電力は、時刻t1の電力負荷(家庭)のレベルで制御されているので、時刻t1において燃料電池6の出力電力が電力負荷(家庭)を上回り、逆潮流状態となる。
逆潮流状態となった旨は電力検出手段7Aで検出され(ステップS1がYES)、時刻t2でダミー負荷31が投入され(ステップS2)、電力負荷(合計)は図5の符号S3で示す領域のレベルまで上昇するが、依然として自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力が電力負荷(合計)を上回っている。
時刻t3まで待機しても(ステップS3)、自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力が電力負荷(合計)を上回っているので(ステップS4がYES)、ダミー負荷32が投入される(ステップS9)。ダミー負荷32が投入された結果、電力負荷(合計)は図5の符号S9で示す領域のレベルまで上昇し、自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力を上回る。その結果、逆潮流は検出されなくなる(ステップS11がNO)。
時刻t3まで待機しても(ステップS3)、自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力が電力負荷(合計)を上回っているので(ステップS4がYES)、ダミー負荷32が投入される(ステップS9)。ダミー負荷32が投入された結果、電力負荷(合計)は図5の符号S9で示す領域のレベルまで上昇し、自然エネルギー以外の発電装置6の出力電力を上回る。その結果、逆潮流は検出されなくなる(ステップS11がNO)。
図4のステップS12〜ステップS14の繰り返しルーチンを完了したならば(時刻t4:ステップS12でn=20)、ダミー負荷32を解除する(ステップS15)。
時刻t4の時点では、自然エネルギー以外の発電装置6の出力は既に減少しているので、ダミー負荷32を解除して電力負荷(合計)が図5の符号S15で示す領域のレベルまで下降しても、自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力はそれ以下のレベルにあり、逆潮流は生じない(ステップS4がNO)。
そして、図4のステップS5〜ステップS7の繰り返しルーチンを完了したならば(時刻t5:ステップS5でn=20)、ダミー負荷31を解除する(ステップS8)。
時刻t5の時点では、自然エネルギー以外の発電装置6の出力は電力負荷(家庭)のレベルまで低下しているので、ダミー負荷31を解除して電力負荷(合計)を図5の符号S8で示す領域のレベルまで下降しても、逆潮流は生じない(ステップS1がNO)。
時刻t4の時点では、自然エネルギー以外の発電装置6の出力は既に減少しているので、ダミー負荷32を解除して電力負荷(合計)が図5の符号S15で示す領域のレベルまで下降しても、自然エネルギー以外の発電装置6の発電出力はそれ以下のレベルにあり、逆潮流は生じない(ステップS4がNO)。
そして、図4のステップS5〜ステップS7の繰り返しルーチンを完了したならば(時刻t5:ステップS5でn=20)、ダミー負荷31を解除する(ステップS8)。
時刻t5の時点では、自然エネルギー以外の発電装置6の出力は電力負荷(家庭)のレベルまで低下しているので、ダミー負荷31を解除して電力負荷(合計)を図5の符号S8で示す領域のレベルまで下降しても、逆潮流は生じない(ステップS1がNO)。
ここで、図5を参照した上述の説明から理解出来るように、図4のステップS5〜ステップS7の繰り返し回数及びステップS12〜ステップS14の繰り返し回数は、自然エネルギー以外の発電装置6における出力低下の速度に対応して決定されている。
次に、図6、図7を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。
図1〜図5で説明した実施形態では、2つの電力検出装置7A、7Bが、逆潮流防止装置11への分岐ポイントB1の上位側と下位側とに各々設けられていたが、図6、図7の第3実施形態では、分岐ポイントB1の下位側に電力検出手段7Bのみが設けられている。
ここで、図6のシステム20Cは図1のシステム20と対応しており、図7のシステム20Dは図2のシステム20Aと対応している。
図1〜図5で説明した実施形態では、2つの電力検出装置7A、7Bが、逆潮流防止装置11への分岐ポイントB1の上位側と下位側とに各々設けられていたが、図6、図7の第3実施形態では、分岐ポイントB1の下位側に電力検出手段7Bのみが設けられている。
ここで、図6のシステム20Cは図1のシステム20と対応しており、図7のシステム20Dは図2のシステム20Aと対応している。
ここで、図6及び図7において、電力検出手段7Bからは信号伝達ラインCL2により自然エネルギー以外の発電装置6へ逆潮流状態の検出信号が伝達されると共に、信号伝達ラインCL11を介して、逆潮流状態の検出信号が逆潮流防止装置11へ伝達される。
その他の構成については、図1、図2で示すのと同様である。
その他の構成については、図1、図2で示すのと同様である。
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図示の実施形態では、3種類のダミー負荷が示されているが、その個数、容量は、これに限定されるものではない。
例えば、図示の実施形態では、3種類のダミー負荷が示されているが、その個数、容量は、これに限定されるものではない。
1・・・商用電源
2・・・電流制限器
3・・・主幹ブレーカー
4・・・分岐ブレーカー
5・・・分散電源連系用ブレーカー
6・・・燃料電池
7・・・電力検出手段
7A・・・上位電力検出手段
7B・・・下位電力検出手段
8・・・自然エネルギー連系用ブレーカー
9・・・自然エネルギーによる発電装置
10・・・ブレーカー
11・・・逆潮流防止装置
12・・・購入用電力量計
13・・・売電用電力量計
20、20A、20C、20D・・・商用電源と複数の分散電源を有するシステム
B1・・・分岐ポイントB1
G1・・・合流ポイント
31、32、33・・・ダミー負荷
34・・・スイッチング装置
36・・・制御装置
38・・・計時装置
40・・・システム停止指令発生装置
2・・・電流制限器
3・・・主幹ブレーカー
4・・・分岐ブレーカー
5・・・分散電源連系用ブレーカー
6・・・燃料電池
7・・・電力検出手段
7A・・・上位電力検出手段
7B・・・下位電力検出手段
8・・・自然エネルギー連系用ブレーカー
9・・・自然エネルギーによる発電装置
10・・・ブレーカー
11・・・逆潮流防止装置
12・・・購入用電力量計
13・・・売電用電力量計
20、20A、20C、20D・・・商用電源と複数の分散電源を有するシステム
B1・・・分岐ポイントB1
G1・・・合流ポイント
31、32、33・・・ダミー負荷
34・・・スイッチング装置
36・・・制御装置
38・・・計時装置
40・・・システム停止指令発生装置
Claims (4)
- 自然エネルギーによる発電装置と、自然エネルギー以外の発電装置と、逆潮流防止装置とを備え、逆潮流防止装置は自然エネルギー以外の発電装置の上位かつ自然エネルギーによる発電装置の下位に位置しており、逆潮流防止装置の上位及び下位には自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を検出する電力検出手段が設けられており、逆潮流防止装置は負荷を有しており、当該負荷は、逆潮流防止装置の上位に位置する電力検出手段が自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を検出した際に投入される様に構成されていることを特徴とする逆潮流防止システム。
- 自然エネルギー以外の発電装置は、逆潮流防止装置よりも下位に位置する電力検出手段が自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を検出した際に、出力電力を減少する様に構成されている請求項1の逆潮流防止システム。
- 前記逆潮流防止装置は容量の異なる複数種類の負荷を投入可能に構成されており、逆潮流防止装置よりも上位に位置する電力検出手段により自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流が検出された際には、負荷を投入し、逆潮流が検出されなくなるまで順次負荷を投入する様に構成されている請求項1、2の何れかの逆潮流防止システム。
- 自然エネルギーによる発電装置と、自然エネルギー以外の発電装置と、逆潮流防止装置とを備え、逆潮流防止装置は自然エネルギー以外の発電装置の上位で自然エネルギーによる発電装置の下位に位置しており、逆潮流防止装置の下位には自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を検出する電力検出手段が設けられており、逆潮流防止装置は前記電力検出手段が自然エネルギー以外の発電装置から商用電源側への逆潮流を検出した際に負荷を投入する様に構成されていることを特徴とする逆潮流防止システム。
Priority Applications (1)
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JP2005114233A JP2006296097A (ja) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | 逆潮流防止システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US9824409B2 (en) | 2012-09-03 | 2017-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Energy management system, server, energy management method, and storage medium |
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-
2005
- 2005-04-12 JP JP2005114233A patent/JP2006296097A/ja active Pending
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