JP2013188087A - 分散型電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】災害等が発生して、逆潮流させる要望が生じた際に、需要者にて逆潮流させるか否かを電力供給元が管理しつつ、分散型電源システムからの余剰電力を電力系統に逆潮流させることができる化石燃料を用いて発電させる分散型電源システムを提供する。
【解決手段】制御切替判定手段は、電力供給元から通信装置を介して受信した逆潮流を許容する旨の情報に基づき、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えるか否かを判定（ステップ１０４）する。制御切替判定手段が切り替える旨の判定をした場合に（ステップ１０６で「ＹＥＳ」と判定）、制御切替実行手段は、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えて逆潮流許可制御を実行する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電力系統に接続された需要者の負荷装置に電力を供給する分散型電源システムに関する。

分散型電源システムは、従来からある発電所で一度に多量の電力を生成し需要者である家庭、ビル、工場などに電線を介して送電する集中型電源システムに対して開発されたものである。このシステムは、発電所に比べて小規模な電源（発電装置）を例えば需要者先に設置し、電源を分散して配置し、需要者の電力消費に応じた電力をそれぞれ生成して供給するシステムである。電源としては、太陽光発電装置、風力発電装置、マイクロガスタービン発電装置、ガスエンジン発電装置、燃料電池発電装置などがある。

太陽光や風力等の再生可能エネルギーで発電された余剰電力は、電力系統に電力を供給する電力供給元が買い取る義務がある。一方で、化石燃料により発電された余剰電力は、電力供給元が買取る義務が無いことから、余剰電力を電力系統に逆潮流させても、需要者が無駄に燃料費を負担することとなる。このため、一般的には、前記余剰電力を電力系統に逆潮流させない制御を行うのが一般的である。

化石燃料を用いて発電する分散型電源システムの一例としては、特許文献１に示される電力系統連系型の分散型電源システムがある。この分散型電源システムは、複数の発電システム２０と、これら複数の発電システム２０がそれぞれ発電した電力を電力系統と同期のとれた交流電力に変換する複数のパワーコンディショナ１０と、複数のパワーコンディショナ１０及び電力系統の少なくとも一方から供給される電力で稼働する負荷装置２、３を備えている。特許文献１に示される分散型電源システムでは、複数のパワーコンディショナ１０のうち１のパワーコンディショナ１０で逆潮流の監視を行い、この監視情報と他のパワーコンディショナ１０の情報を交換して、全てのパワーコンディショナ１０の出力を均等化して出力電力を消費電力に追従させる制御を行い、電力系統への逆潮流を防止している。

また他の一例としては、特許文献２に示される燃料電池システムがある。この燃料電池システム１０は、燃料電池を備えた燃料電池装置１１と、この燃料電池装置１１から供給される直流電流を電力系統と同期のとれた交流電力に変換するパワーコンディショナ１２と、このパワーコンディショナ１２から供給される電力で稼動する負荷１６と、電力系統１７への逆潮流を検出する検出部ＭＣ１とから構成されている。この検出部ＭＣ１によって逆潮流が検出された場合に、パワーコンディショナ２０からの出力電力が負荷１６の消費電力もしくはそれ以下となるよう制御される。特許文献２に示される燃料電池システム１０では、燃料電池装置１１とパワーコンディショナ１２間を接続する配線に、コンデンサ等の充放電装置１３を接続している。これにより、燃料電池装置１１からの出力電力が余り、逆潮流するおそれが生じた場合には、前記出力電力が充放電装置１３に充電され、一方で、負荷１６への供給電力が不足する場合には、充放電装置１３から電力が供給されるようになっている。
特開２００２−２４７７６５号公報（第４〜８頁、図３） 特開２００８−１５２９５９号公報（第５、６頁、図１，２）

災害等により、電力系統に電力を供給する電力供給元の発電機が停止し、需要に対する発電量が不足する場合には、大規模停電が発生するおそれが有る。このような電力需要が逼迫する緊急時には、化石燃料を用いて発電する分散型電源システムであっても、余剰電力を電力系統に逆潮流させる要望が生じる。しかしながら、上述した特許文献１に記載の分散型電源システムや特許文献２に記載の燃料電池システムでは、単純に出力電力を負荷の消費電力の変化に追従させる制御を解除して、需要者が勝手に分散型電源システムから電力系統に逆潮流させた場合には、以下の問題が生じる。電力需要が逼迫していない状態では、化石燃料を用いて発電した余剰電力を電力系統へ逆潮流させる必要は無く、もし、電力供給元が余剰電力を買い取った場合には、電力供給元の負担となるという問題が生じる。このように、従来の分散型電源システムでは、逆潮流させる要望が生じた場合に、需要者にて逆潮流させるか否かを電力供給元が管理しつつ、分散型電源システムからの余剰電力を電力系統に逆潮流させることができなかった。

本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、災害等が発生して、逆潮流させる要望が生じた際に、需要者にて逆潮流させるか否かを電力供給元が管理しつつ、分散型電源システムからの余剰電力を電力系統に逆潮流させることができる、化石燃料を用いて発電する分散型電源システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、電力系統に接続された需要者の負荷装置に電力を供給する分散型電源システムであって、化石燃料を用いて発電した電力を負荷装置に供給する発電装置と、発電装置の出力を制御する制御装置と、電力系統に電力を供給する電力供給元との通信を行う通信装置とを備え、制御装置は、負荷装置の消費電力を超えない範囲の出力電力を発電装置に発電させ、電力系統への逆潮流を禁止する逆潮流禁止制御を実行する逆潮流禁止制御手段と、負荷装置の消費電力を超える出力電力を発電装置に発電させ、出力電力から消費電力を除いた余剰電力の電力系統への逆潮流を許容する逆潮流許可制御を実行する逆潮流許可制御手段と、電力供給元から通信装置を介して受信した逆潮流を許容する旨の情報に基づき、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えるか否かを判定する制御切替判定手段と、制御切替判定手段が切り替える旨の判定をした場合に、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えて前記逆潮流許可制御を実行する制御切替実行手段を備えたことである。

また請求項２に係る発明は、請求項１において、制御切替判定手段は、電力供給元からの逆潮流要求を通信装置を介して受信した場合において、需要者による逆潮流許可の入力を検知すると、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えると判定することである。

また請求項３に係る発明は、請求項１において、制御切替判定手段は、需要者による逆潮流要求の入力を検知すると、需要者によって入力された逆潮流要求を通信装置を介して電力供給元に送信し、需要者から受信した逆潮流要求に対する電力供給元からの逆潮流許可を通信装置を介して受信すると、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えると判定することである。

また請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３の何れか一項において、制御切替判定手段は、需要者による解除要求を検知した場合、又は、通信装置を介して受信された電力供給元による解除要求を検知した場合に、逆潮流許可制御から逆潮流禁止制御に切り替えると判定する機能を更に備え、制御切替実行手段は、制御切替判定手段の判定結果に基づき、逆潮流許可制御から逆潮流禁止制御に切り替える機能を更に備えたことである。

また請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４の何れか一項において、発電装置から電力系統への逆潮流電力を検出する逆潮流電力検出手段と、逆潮流電力検出手段が検出した逆潮流電力量を積算して逆潮流積算電力量を算出する逆潮流電力量積算手段を備えたことである。

また請求項６に係る発明は、請求項５において、逆潮流電力量積算手段が積算した逆潮流積算電力量を通信装置を介して電力供給元に送信する逆潮流積算電力量送信実行手段を備えたことである。

また請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６の何れか一項において、制御装置は、逆潮流許可制御における発電装置の出力電力を決定する出力電力決定手段を備えたことである。

また請求項８に係る発明は、請求項７において、出力電力を決定するための入力手段を備えたことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、制御切替判定手段は、電力供給元から通信装置を介して受信した逆潮流を許容する旨の情報に基づき、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えるか否かを判定し、制御切替判定手段が切り替える旨の判定をした場合に、制御切替実行手段は、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えて逆潮流許可制御を実行する。これにより、分散型電源システムにおいて逆潮流禁止制御が行われているときに、分散型電源システムは、電力供給元から逆潮流を許容する旨の情報を受信すると、今まで行っていた逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えて逆潮流許可制御を実行する。換言すると、分散型電源システムが、逆潮流を許容する旨の情報を電力供給元から受信して初めて、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えるようにすることができ、ひいては、電力供給元が需要者にて逆潮流させるか否かを管理するようにすることができる。よって、需要者が勝手に分散型電源システムから電源系統に逆潮流させてしまうことを防止することができる。したがって、災害等が発生して、逆潮流させる要望が生じた際に、需要者にて逆潮流させるか否かを電力供給元が管理しつつ、分散型電源システムからの余剰電力を電力系統に逆潮流させることができる化石燃料を用いて発電する分散型電源システムを提供することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、制御切替判定手段は、通信装置を介して電力供給元から逆潮流要求を受信した場合において、需要者による逆潮流許可の入力を検知すると、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えると判定する。したがって、電力供給元が予め逆潮流要求を需要者に送信した場合において、当該需要者が逆潮流を許可した場合に、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替わる。これにより、電力供給元が分散型電源システムから電力系統に逆潮流させるか否かを管理しつつ、需要者もまた逆潮流させるか否かを管理することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１に係る発明において、制御切替判定手段が、需要者による逆潮流要求の入力を検知すると、需要者によって入力された逆潮流要求を通信装置を介して電力供給元に送信し、需要者から受信した逆潮流要求に対する電力供給元からの逆潮流許可を通信装置を介して受信すると、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替えると判定する。したがって、需要者が逆潮流要求を予め電力供給元に送信した場合において、電力供給元が逆潮流を許可した場合に、逆潮流禁止制御から逆潮流許可制御に切り替わる。これにより、電力供給元が分散型電源システムから電力系統に逆潮流させるか否かを管理しつつ、需要者もまた逆潮流させるか否かを管理することができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項１乃至請求項３において、制御切替判定手段は、需要者による解除要求を検知した場合、又は、通信装置を介して受信した電力供給元から解除要求を検知した場合に、逆潮流許可制御から逆潮流禁止制御に切り替えると判定する。これにより、電力供給元が電力系統に余剰電力を逆潮流させたくない場合に、例えば、過大な逆潮流電流が電力系統に流入し電力系統が不安定になるおそれが生じる場合に、電力供給元は逆潮流許可制御から逆潮流禁止制御に切り替えることができる。また、需要者が電力系統に余剰電力を逆潮流させたくない場合に、例えば、燃料が高騰し、売電価格よりも燃料費のほうが高額となってしまう場合に、需要者は逆潮流許可制御から逆潮流禁止制御に切り替えることができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１乃至請求項４において、発電装置から電力系統への逆潮流電力を検出する逆潮流電力検出手段と、逆潮流電力検出手段が検出した逆潮流電力量を積算して逆潮流積算電力量を算出する逆潮流電力量積算手段を備える。これにより、逆潮流積算電力量に基づき、電力供給元に対する売電額を算出することもできる。

上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項５において、逆潮流電力量積算手段が積算した逆潮流積算電力量を、通信装置を介して電力供給元に送信する逆潮流積算電力量送信実行手段を備える。したがって、積算された逆潮流電力量が自動的に電力供給元に送信される。このため、電力供給元は、検針作業を行うこと無く、売電額を算出することができる。

上記のように構成した請求項７に係る発明においては、請求項１乃至請求項６において、制御装置は、逆潮流許可制御における発電装置の出力電力を決定する出力電力決定手段を備える。これにより、化石燃料の価格や電力需要の逼迫度等の事情を参酌して、発電装置の出力電力を決定し、電力系統に逆潮流させる逆潮流電力量を決定することができる。

上記のように構成した請求項８に係る発明においては、請求項７において、出力電力を決定するための入力手段を備える。これにより、需要者は、任意に発電装置の出力電力を決定することができ、電力系統に逆潮流させる逆潮流電力量を任意に決定することができる。

本発明による分散型電源システムの一実施の形態の概要を示す概要図である。 図１に示した発電機の具体例であり、（Ａ）は燃料電池を用いた例の概要図であり、（Ｂ）はエンジンを用いた例の概要図である。 図１に示した制御装置にて実行される制御プログラムである切替制御処理のフローチャートである。 図１に示した制御装置にて実行される制御プログラムのサブルーチンである第１制御切替判定処理のフローチャートである。 図１に示した制御装置にて実行される制御プログラムのサブルーチンである第２制御切替判定処理のフローチャートである。 図１に示した制御装置にて実行される制御プログラムである逆潮流電力量積算・送信処理のフローチャートである。 発電装置の出力電力を表した説明図であり、（Ａ）は出力電力一定制御を表した説明図であり、（Ｂ）は逆潮流電力一定制御を表した説明図である。

（本発明の分散型電源システムの構成の説明）
以下、図１を用いて、本発明による分散型電源システムの一実施の形態について説明する。本発明の分散型電源システム１００は、発電装置３０と、この発電装置３０から供給される電力で稼動する負荷装置９１と、発電装置３０の出力電力を制御する制御装置４０と、電力系統２００に電力を供給する電力供給元３００の指令部３０２との通信を行う通信装置５０と、発電装置３０の出力電力を決定するための操作部６０を備えている。発電装置３０と負荷装置９１を接続する電力供給線８１の接続部８３に、電力系統２００に接続する接続線８２が接続されている。

発電装置３０は、化石燃料を用いて発電する発電機１０と、発電機１０により発電された電流を、電力系統２００と同期のとれた交流電力に変換し、負荷装置９１に供給する変換器２０とから構成されている。前記化石燃料には、天然ガス、ＬＰＧ、灯油、ガソリン、メタノール等が含まれる。発電機１０には、燃料電池発電機、エンジン発電機が含まれる。

発電機１０が燃料電池発電機である場合の構成について、図２の（Ａ）を用いて説明する。燃料電池発電機は、燃料電池１１及び改質装置１２から構成されている。改質装置１２は、燃料供給装置１４から供給される化石燃料を、水供給装置１５から供給される水で水蒸気改質（一酸化炭素シフト反応を含む）して水素リッチな改質ガスを生成するものである。また、改質装置１２は、選択酸化触媒により、改質ガスに含まれる一酸化炭素を、空気供給装置１６から供給される空気と反応させて、所定濃度（１０ｐｐｍ以下）にまで低減して燃料電池１１に導出する一酸化炭素低減装置を備えている。燃料電池１１は、改質装置１２から燃料極に供給された改質ガス中の水素と、空気供給装置１３から空気極に供給された酸化剤ガスである空気との化学反応により発電して直流電力を出力する。

発電機１０がエンジン発電機である場合の構成について、図２の（Ｂ）を用いて説明する。エンジン発電機は、燃料供給装置１９から供給される化石燃料と空気との燃焼による熱エネルギーを回転エネルギー（運動エネルギー）に変換するエンジン１７と、この回転エネルギーから電気エネルギーである電流を生成する発電機本体１８を備えている。エンジン１７には、ガスタービンエンジン、レシプロエンジン等の内燃機関、蒸気タービンエンジン等の外燃機関が含まれる。発電機本体１８には、直流発電機及び交流発電機が含まれる。

本実施形態では、図１に示されるように、貯湯水を貯湯する貯湯槽７０と、貯湯水が循環する貯湯水循環回路７１、発電機１０の発熱（発電機１０の発電で発生する排熱）を回収した冷却水が循環する冷却水循環回路７２と、貯湯水と冷却水との間で熱交換が行われる熱交換器７３が設けられている。これにより、発電機１０にて発生した排熱（熱エネルギー）は、冷却水に回収され、熱交換器７３を介して貯湯水に回収され、その結果貯湯水が加温（昇温）される。

負荷装置９１は、照明・エアーコンディショナー・テレビなどの電気器具である。なお、発電装置３０の出力電力より負荷装置９１の総消費電力が上回った場合には、その不足電力を電力系統２００から受電（順潮流）して補うようになっている。

分散型電源システム１００は、接続部８３よりも発電装置３０側の電力供給線８１の電力量及び電流の向きを検出する第１電力検出部８４、接続部８３よりも負荷装置９１側の電力供給線８１の電力量及び電流の向きを検出する第２電力検出部８５、接続線８２の電力量及び電流の向きを検出する第３電力検出部８６を備えている。なお、第１電力検出部８４、第２電力検出部８５、第３電力検出部８６は、電流を検出する整流器や電圧を検出する分圧器等から構成されている。

第３電力検出部８６は、発電装置３０から電力系統２００への逆潮流電力を検出する「逆潮流電力検出手段」としての役割を果たしている。なお、第３電力検出部８６は、逆潮流であるか順潮流であるかを検出することができる。また、第１電力検出部８４及び第２電力検出部８５とから「逆潮流電力検出手段」を構成しても差し支え無い。この場合には、第２電力検出部８５で検出された負荷装置９１の総消費電力から第１電力検出部８４で検出された発電装置３０の出力電力を除くことにより、電力系統２００に逆潮流する逆潮流電力が算出される。

制御装置４０は、第１電力検出部８４〜第３電力検出部８６の少なくとも１以上によって検出された信号を入力し、この信号に基づいて発電装置３０の発電量（出力電力）を制御している。制御装置４０は、ＣＰＵ４１、記憶装置４２、入出力インターフェース等により構成されている。なお、制御装置４０は、特許請求の範囲に記載の「逆潮流禁止制御手段」、「逆潮流許可制御手段」、「制御切替判定手段」、「制御切替実行手段」、「逆潮流電力量積算手段」、「逆潮流積算電力量送信実行手段」に相当し得るものである。

ＣＰＵ４１は、制御装置４０を制御する中央演算処理装置で、図略のシステムバスを介して記憶装置４２や入出力インターフェースに接続されている。記憶装置４２は、いわゆるＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等の半導体記憶装置で、図略のシステムバスを介してＣＰＵ４１に接続されている。ＲＯＭや不揮発性メモリには、ＣＰＵ４１を制御するシステムプログラムのほかに、後述する「制御切替処理」、「第１制御切替判定処理」、「第２制御切替判定処理」、「逆潮流電力量積算・送信処理」の処理を可能にする各種制御プログラムが格納されている。ＲＡＭは前記プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものである。入出力インターフェースは、第１電力検出部８４〜第３電力検出部８６、通信装置５０、及び、操作部６０とＣＰＵ４１とのデータのやり取りを仲介する装置で、システムバスに接続されている。

ＣＰＵ４１は、図３〜図６のフローチャートに対応したプログラムをＲＯＭや不揮発性メモリから読み出して逐次実行する。本発明の分散型電源システム１００では、電力系統２００への逆潮流が禁止される「逆潮流禁止制御」と、電力系統２００への逆潮流が許可される「逆潮流許可制御」の２つの運転モードを有している。

分散型電源システム１００の運転モードが「逆潮流禁止制御」である場合には、「逆潮流禁止制御手段」である制御装置４０は、負荷装置９１の総消費電力（消費電力）を超えない範囲の出力電力を発電装置３０に発電させ、電源系統２００への逆潮流を禁止する「逆潮流禁止制御」を実行する。本実施形態では、制御装置４０は、第１電力検出部８４及び第２電力検出部８５から検出された信号に基づいて、発電装置３０の出力電力を制御し、逆潮流が起こらない範囲で、発電装置３０の発電量（出力電力）を負荷装置９１の総消費電力に追従させる運転（追従運転）を行う。具体的には、制御装置４０は、第２電力検出部８５によって負荷装置９１の総消費電力を検出するとともに、第１電力検出部８４によって発電装置３０の出力電力を検出し、この検出された出力電力が検出された総消費電力と一致するように、発電装置３０の出力電力を制御する。

なお、制御装置４０は、第３電力検出部８６によって接続線８２の電流の向きを検出し、逆潮流が検出された場合又は逆潮流が起こりそうと判断した場合に、逆潮流を防止するために、発電機１０の発電量を低下させる制御及び変換器２０の出力電力の低減の少なくとも一方を行い、追従運転を行うことにしても差し支え無い。勿論、負荷装置９１の総消費電力が、発電装置３０の発電能力を超える場合には、電力系統２００から負荷装置９１に電力が供給される（順潮流）。

発電機１０が燃料電池発電機である実施形態（図２の（Ａ））では、制御装置４０は、燃料供給装置１４による改質装置１２への化石燃料供給量、水供給装置１５による改質装置１２への水供給量、空気供給装置１６による改質装置１２への空気供給量、空気供給装置１３による燃料電池１１への空気供給量を制御することにより、燃料電池１１の出力電力を制御する。発電機１０がエンジン発電機である実施形態（図２の（Ｂ））では、制御装置４０は、燃料供給装置１９によるエンジン１７への化石燃料供給量を制御することにより、発電機本体１８の出力電力を制御する。

分散型電源システム１００の運転モードが「逆潮流許可制御」である場合には、「逆潮流許可制御手段」である制御装置４０は、上記した「逆潮流禁止制御」を解除し、負荷装置９１の総消費電力（消費電力）を超える出力電力を発電装置３０に発電させ、発電装置３０の出力電力から負荷装置９１の総消費電力を除いた余剰電力の電力系統２００への逆潮流を許容する「逆潮流許可制御」を実行する。勿論、負荷装置９１の消費電力が、発電装置３０の発電能力（最大発電量）を超える場合には、「逆潮流許可制御」であっても、逆潮流させることができない。

通信装置５０は、電力供給元３００の指令部３０２と通信を行う装置であり、専用回線、インターネット回線、ＰＬＣ（電力線搬送通信）、無線を利用した通信方式に対応した通信装置が含まれる。なお、指令部３０２は、各発電所３０１の出力を決定し、各発電所３０１の出力を制御するものである。本発明では、指令部３０２は、逆潮流を許容する旨の情報である「逆潮流要求」や「逆潮流許可」を通信装置５０に送信する。なお、「逆潮流要求」は、指令部３０２が需要者の分散型電源システム１００に対して行う要求であって、分散型電源システム１００の余剰電力を電力系統２００に逆潮流させたい旨の要求である。また、「逆潮流許可要求」は、指令部３０２が需要者の分散型電源システム１００に対して行う許可であって、指令部３０２が、分散型電源システム１００から「逆潮流要求」を受信した場合に、分散型電源システム１００が余剰電力を電力系統２００に逆潮流させることを許容する許可である。

操作部６０は、分散型電源システム１００の設定を決定・変更するための入力部６１と、各種情報を表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示部６２とから構成されている。入力部６１には、タッチパネル、物理的なボタン、キーボード、マウス等のポインティングディバイス等が含まれる。なお、入力部６１は、特許請求の範囲に記載の「入力手段」に相当し、発電装置３０の出力電力を決定するためのものである。なお、操作部６０は、制御装置４０と情報を送受信するリモートコントローラであっても差し支え無い。

（制御切替処理の説明）
次に、上述した分散型電源システム１００の作動について図３〜図６を参照して説明する。制御装置４０は、発電装置３０が発電可能な状態となると、図３に示される「制御切替処理」を順次実行する。まず、ステップ１０２において、「逆潮流制御手段」である制御装置４０は、上述した「逆潮流禁止制御」を開始させ、プログラムをステップ１０４に進行させる。ステップ１０４において、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えるか否かを判定する「制御切替判定処理」（図４又は図５に示されるサブルーチン）を実行する。

図３の「制御切替処理」のサブルーチン「制御切替判定処理」（ステップ１０４）の一例である「第１制御切替判定処理」について、図４を用いて説明する。
まず、ステップ２０２において、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、通信装置５０が電力供給元３００の指令部３０２から「逆潮流要求」を受信したか否かを判断し、当該「逆潮流要求」を受信したと判断した場合には（ステップ２０２で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ２０４に進める。この際に、「逆潮流要求」が、操作部６０の表示部６２に表示され、需要者（操作者）が「逆潮流要求」を認識することができる。一方で、制御装置４０が、前記「逆潮流要求」を受信していないと判断した場合には（ステップ２０２で「ＮＯ」と判断）、プログラムをステップ２０８に進める。

ステップ２０４において、制御装置４０は、需要者（操作者）による「逆潮流許可」が操作部６０から入力された否かを判断し、「逆潮流許可」が入力されたと判断した場合には（ステップ２０４で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ２０６に進める。なお、「逆潮流許可」や後述する「逆潮流不許可」は、操作者が操作部６０の入力部６１を操作することにより、制御装置４０に入力される。一方で、制御装置４０は、需要者（操作者）による「逆潮流不許可」が入力されたと判断した場合、又は、所定時間が経過しても「逆潮流許可」が入力されていないと判断した場合には（ステップ２０４で「ＮＯ」と判断）、プログラムをステップ２０８に進める。

ステップ２０６において、制御装置４０は、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えると判定し、切替フラグＦに値１を設定して記憶装置４２に記憶させる。そして、制御装置４０は、プログラムをステップ２１０に進め、サブルーチンの処理を終了し、プログラムをステップ１０６（図３に示す）以降に進める。

ステップ２０８において、制御装置４０は、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えないと判定し、切替フラグＦに値０を設定して記憶装置４２に記憶させる。そして、制御装置４０は、プログラムをステップ２１０に進め、サブルーチンの処理を終了し、プログラムをステップ１０６（図３に示す）以降に進める。

次に、図３の「制御切替処理」のサブルーチン「制御切替判定処理」（ステップ１０４）の一例である「第２制御切替判定処理」について、図５を用いて説明する。
まず、ステップ３０２において、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、操作者による「逆潮流要求」が操作部６０から入力された否かを判断し、前記「逆潮流要求」が入力されたと判断した場合には（ステップ３０２で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ３０４に進め、「逆潮流要求」が入力されていないと判断した場合には（ステップ３０２で「ＮＯ」と判断）、プログラムをステップ３１０に進める。なお、「逆潮流要求」は、操作部６０の入力部６１を操作することにより、制御装置４０に入力される。

ステップ３０４において、制御装置４０は、「逆潮流要求」を、通信装置５０を介して、電力供給元３００の指令部３０２に送信し、プログラムをステップ３０６に進行させる。ステップ３０６において、制御装置４０は、通信装置５０が電力供給元３００の指令部３０２から前記「逆潮流要求」に対する「逆潮流許可」を受信したか否かを判断し、前記「逆潮流許可」を受信したと判断した場合には（ステップ３０６で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ３０８に進める。一方で、制御装置４０が、指令部３０２から「逆潮流不許可」を受信したと判断した場合、或いは、所定時間経過しても前記「逆潮流許可」を受信していないと判断した場合には（ステップ３０６で「ＮＯ」と判断）、プログラムをステップ３１０に進める。

ステップ３０８において、制御装置４０は、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えると判定し、切替フラグＦに値１を設定して記憶装置４２に記憶させる。そして、制御装置４０は、プログラムをステップ３１２に進め、サブルーチンの処理を終了し、プログラムをステップ１０６（図３に示す）以降に進める。

ステップ３１０において、制御装置４０は、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えないと判定し、切替フラグＦに値０を設定して記憶装置４２に記憶させる。そして、制御装置４０は、プログラムをステップ３１２に進め、サブルーチンの処理を終了し、プログラムをステップ１０６（図３に示す）以降に進める。

再び、図３に戻って「制御切替処理」を説明する。ステップ１０６において、「制御切替実行手段」である制御装置４０は、ステップ１０４における判定結果が、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替える判定であったか否かを判断する。具体的には、制御装置４０は、記憶装置４２に記憶されている切替フラグＦを参照し、切替フラグＦが１であると判断した場合には（ステップ１０６で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ１０８に進める。一方で、制御装置４０が、切替フラグＦが０であると判断した場合には（ステップ１０６で「ＮＯ」と判断）、プログラムをステップ１０４に戻す。

ステップ１０８において、「出力電力決定手段」である制御装置４０は、発電装置３０の出力電力を決定するための「出力電力決定情報」が操作部６０から入力されたか否かを判断する。制御装置４０が、「出力電力決定情報」が入力されたと判断した場合には（ステップ１０８で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ１１０に進め、所定時間が経過しても「出力電力決定情報」が入力されていないと判断した場合には（ステップ１０８で「ＮＯ」と判断）、プログラムをステップ１１２に進める。操作者が、操作部６０の入力部６１を操作すると、「出力電力決定情報」が制御装置４０に入力される。

本実施形態では、図７の（Ａ）や（Ｂ）に示されるように、「逆潮流許可制御手段」である制御装置４０は、発電装置３０の出力電力を一定に制御する「出力電力一定制御」（図７の（Ａ））又は、逆潮流電力が一定となるように発電装置３０の出力電力を制御する「逆潮流電力一定制御」を実行する。なお、「出力電力一定制御」においては、発電装置３０の出力電力が一定に制御されるので、総消費電力の変化に伴い、逆潮流電力（余剰電力）が変化する。また、「逆潮流電力一定制御」においては、逆潮流電力（余剰電力）が一定なので、総消費電力の変化に伴い、発電装置３０の出力電力が変化する。但し、総消費電力が発電電力を上回る様な状況では逆潮電力としては発生しないため設定値とは異なる値となる。「出力電力決定情報」には、「出力電力一定制御」及び「逆潮流電力一定制御」のいずれかを選択する情報、需要者（操作者）が「出力電力一定制御」を選択した場合に、発電装置３０の出力電力を決定する情報、需要者（操作者）が「逆潮流電力一定制御」を選択した場合に、電力系統２００に逆潮流させる逆潮流電力（余剰電力）を決定する情報が含まれる。このように、需要者（操作者）は、化石燃料の価格や電力需要の逼迫度等の事情を参酌して、発電装置３０の出力電力を決定し、電力系統２００に逆潮流させる逆潮流電力量を任意に決定することができる。

ステップ１１０において、「出力電力決定手段」である制御装置４０は、入力された「出力電力決定情報」に基づき、発電装置３０の出力電力を決定し、当該決定値を記憶装置４２に記憶させ、プログラムをステップ１１４に進める。具体的には、「出力電力一定制御」（図７の（Ａ））が選択されている場合には、制御装置４０は、ステップ１０８において入力された出力電力を、発電装置３０の出力電力と決定する。一方で、「逆潮流電力一定制御」（図７の（Ｂ））が選択されている場合には、制御装置４０は、第２電力検出部８５で検出された負荷装置９１の総消費電力に、ステップ１０８において入力された逆潮流電力を加算して、発電装置３０の出力電力をリアルタイムで決定し続ける。但し、負荷と逆潮電力の和が発電電力を上回る場合は逆潮電力が減る制御となる。

ステップ１１２において、「出力電力決定手段」である制御装置４０は、予め設定されている設定値、若しくは、前回の設定値を、発電装置３０の出力電力と決定し、プログラムをステップ１１４に進める。

ステップ１１４において、「制御切替実行手段」である制御装置４０は、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替え、ステップ１１０又はステップ１１２において決定された出力電力となるように発電装置３０を制御する。そして、ステップ１１６において、「逆潮流電力量積算手段」及び「逆潮流積算電力量送信実行手段」である制御装置４０は、図６に示される「逆潮流電力量積算・送信処理」を開始させ、ステップ１１８にプログラムを進める。「逆潮流電力量積算・送信処理」とは、発電装置３０から電力系統２００への逆潮流電力量を積算して「逆潮流積算電力量」を算出し、当該「逆潮流積算電力量」を通信装置５０を介して電力供給元３００の指令部３０２に送信する処理である。この処理は、図３の「制御切替処理」と並行に行われる。「逆潮流電力量積算・送信処理」については、図６を用いて後で詳細に説明する。

ステップ１１８において、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、操作部６０又は通信装置５０から「解除要求」が入力されたか否かを判断する。なお、前記「解除要求」は、「逆潮流許可制御」を解除し「逆潮流禁止制御」に変更させる要求である。この「解除要求」は、操作者及び指令部３０２のいずれもが、制御装置４０に入力させることができる。操作者は、操作部６０の入力部６１を操作することにより、当該「解除要求」を制御装置４０に入力させることができる。或いは、指令部３０２は、「解除要求」を分散型電源システム１００に送信することにより、当該「解除要求」を通信装置５０を介して制御装置４０に入力させることができる。制御装置４０が、前記「解除要求」が入力されたと判断した場合には（ステップ１１８で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ１２０に進め、一方で、前記「解除要求」が入力されていないと判断した場合には（ステップ１１８で「ＮＯ」と判断）、ステップ１１８の処理を繰り返す。

ステップ１２０において、「制御切替実行手段」である制御装置４０は、「逆潮流許可制御」から「逆潮流禁止制御」に切り替え、ステップ１２２にプログラムを進める。これにより、以降、「逆潮流許可制御」に切り替えられるまで、「逆潮流禁止制御」が実行される。

ステップ１２２において、制御装置４０は、「逆潮流許可制御」から「逆潮流禁止制御」への切替が完了した旨の通知を通信装置５０を介して電力供給元３００の指令部３０２に送信し、プログラムをステップ１０４に戻す。

以上説明した実施形態では、ステップ１０８において操作部６０から制御装置４０に入力された「出力電力決定信号」に基づいて、「出力電力決定手段」である制御装置４０が、ステップ１１０において発電装置３０の出力電力を決定しているが、電力供給元３００の指令部３０２が分散型電源システム１００に「出力電力決定信号」を出力し、ステップ１１０において前記「出力電力決定信号」に基づいて、発電装置３０の出力電力を決定する実施形態であっても差し支え無い。

また、ステップ１１０において、「出力電力決定手段」である制御装置４０は、ステップ１０８において入力された「出力電力決定信号」に基づいて、発電装置３０の出力電力を決定するのでは無く、所定のプログラムに基づいて、発電装置３０の出力電力を決定しても差し支え無い。上記プログラムの一例として、電力供給元３００への売電価格が化石燃料の燃料費等の発電コストよりも高額となる場合に、発電装置３０の出力電力を発電装置３０の最大出力と決定するプログラムが含まれる。

（逆潮流電力量積算・送信処理の説明）
図３の「逆潮流電力量積算・送信処理開始」（ステップ１１６）により開始する「逆潮流電力量積算・送信処理」について、図６を用いて説明する。
まず、ステップ４０２において、「逆潮流電力量積算手段」である制御装置４０は、「逆潮流電力検出手段」である第３電力検出部８６で検出された逆潮流電力を積算して「逆潮流積算電力量」を算出し、当該「逆潮流積算電力量」を記憶装置４２に記憶させ、プログラムをステップ４０４に進める。ステップ４０２の処理において、「逆潮流積算電力量」が算出されるので、この「逆潮流積算電力量」に基づき、電力供給元３００に対する売電額を算出することができる。

ステップ４０４において、制御装置４０は、所定時間（例えば３０分）経過したか否かを判断し、所定時間経過したと判断した場合には（ステップ４０４で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムを４０８に進め、所定時間経過していないと判断した場合には（ステップ４０４で「ＮＯ」と判断）、プログラムを４０６に進める。

ステップ４０６において、制御装置４０は、「送信指示」が入力されたか否かを判断する。「送信指示」は、操作者が操作部６０の入力部６１を操作することにより、制御装置４０に入力される。或いは、電力供給元３００の指令部３０２が送信した「送信指示」が、通信装置５０を介して制御装置４０に入力される。制御装置４０が、「送信指示」が入力されたと判断した場合には（ステップ４０６で「ＹＥＳ」と判断）、プログラムをステップ４０８に進め、「送信指示」が入力されていないと判断した場合には（ステップ４０６で「ＮＯ」と判断）、プログラムを４０４に戻す。

ステップ４０８において、「逆潮流積算電力量送信実行手段」である制御装置４０は、記憶装置４２に記憶されている「逆潮流積算電力量」を電力供給元３００の指令部３０２に通信装置５０を介して送信し、プログラムをステップ４０４に進める。

なお、貯湯槽７０が温度的に満水となった場合には、発電装置３０が発電停止するようになっている構成の場合、ステップ１１８において、制御装置４０は、操作者による「解除要求」の入力を待つまでもなく、自動的に「解除要求」が入力されたと判断する。そして、ステップ１２０において、制御装置４０は、発電装置３０を停止させ、ステップ１２２において、制御装置４０は、発電装置３０を停止させた旨の通知を通信装置５０を介して電力供給元３００の指令部３０２に送信する。

なお、上述した実施形態では、第３電力検出部８６で検出された逆潮流電力から、逆潮流積算電力量を算出し、当該逆潮流積算電力量を、通信装置５０を介して電力供給元３００の指令部３０２に送信する実施形態であるが、逆潮流電力量を積算することができ、且つ、電力供給元３００の指令部３０２と通信することができる専用の逆潮流電力量積算メータを接続線８２に設けた実施形態であっても差し支え無い。

上述した説明から明らかなように、図３のステップ１０４において、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、電力供給元３００の指令部３０２から通信装置５０を介して受信した逆潮流を許容する旨の情報である「逆潮流要求」や「逆潮流許可」に基づき、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えるか否かを判定する。そして、ステップ１０４において、「制御切替判定手段」である制御装置４０が切り替える旨の判定をした場合に、ステップ１１４において、「制御切替実行手段」である制御装置４０は、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えて「逆潮流許可制御」を実行する。これにより、分散型電源システム１００において「逆潮流禁止制御」が行われているときに、分散型電源システム１００は、電力供給元３００の指令部３０２から逆潮流を許容する旨の情報を受信すると、今まで行っていた「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替える。換言すると、分散型電源システム１００が電力供給元３００からの逆潮流を許容する旨の情報を受信して初めて、電力供給元３００は需要者にて「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えるようにすることができ、ひいては、電力供給元３００が需要者にて逆潮流させるか否かを管理するようにすることができる。よって、需要者が勝手に分散型電源システム１００から電源系統２００に逆潮流させてしまうことを防止することができる。したがって、災害等が発生して、逆潮流させる要望が生じた際に、需要者にて逆潮流させるか否かを電力供給元が管理しつつ、分散型電源システムからの余剰電力を電力系統に逆潮流させることができる化石燃料を用いて発電する分散型電源システムを提供することができる。

また、上述した図４に示される「第１制御切替判定処理」では、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、ステップ２０２において、電力供給元３００の指令部３０２からの「逆潮流要求」を通信装置５０を介して受信した場合に、ステップ２０４において、需要者による「逆潮流許可」の入力を検知すると、ステップ２０６において、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えると判定する。したがって、電力供給元３００の指令部３０２が予め「逆潮流要求」を需要者の分散型電源システム１００に送信した場合において、需要者（操作者）が逆潮流を許可した場合に、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替わり、「逆潮流許可制御」が実行される。このため、電力供給元３００の指令部３０２が分散型電源システム１００から電力系統２００に逆潮流させるか否かを管理しつつ、需要者もまた逆潮流させるか否かを管理することができる。

また、上述した図５に示される「第２制御切替判定処理」では、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、ステップ３０２において、需要者による「逆潮流要求」の入力を検知すると、ステップ３０４において、需要者によって入力された「逆潮流要求」を通信装置５０を介して電力供給元３００の指令部３０２に送信する。その後、制御装置４０は、ステップ３０６において、電力供給元３００の指令部３０２から「逆潮流要求」に対する「逆潮流許可」を通信装置５０を介して受信すると、ステップ３０８において、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替えると判定する。したがって、需要者（操作者）が「逆潮流要求」を予め電力供給元３００の指令部３０２に送信した場合において、電力供給元３００の指令部３０２が逆潮流を許可した場合に、「逆潮流禁止制御」から「逆潮流許可制御」に切り替わり、「逆潮流許可制御」が実行される。このため、電力供給元３００の指令部３０２が分散型電源システム１００から電力系統２００に逆潮流させるか否かを管理しつつ、需要者もまた逆潮流させるか否かを管理することができる。

また、上述した図３に示される「制御切替処理」では、ステップ１１８において、「制御切替判定手段」である制御装置４０は、需要者による「解除要求」を検知した場合、又は、通信装置５０を介して受信した電力供給元３００からの「解除要求」を検知した場合に、「逆潮流許可制御」から「逆潮流禁止制御」に切り替えると判定する。そして、ステップ１２０において、「制御切替実行手段」である制御装置４０は、「逆潮流許可制御」から「逆潮流禁止制御」に切り替えて、「逆潮流禁止制御」を実行する。これにより、電力供給元３００が電力系統２００に余剰電力を逆潮流させたくない場合に、例えば、過大な逆潮流電流が電力系統２００に流入し電力系統２００が不安定になるおそれが生じる場合に、電力供給元３００は「逆潮流許可制御」から「逆潮流禁止制御」に切り替えることができる。また、需要者が電力系統２００に余剰電力を逆潮流させたくない場合に、例えば、燃料が高騰し、売電価格よりも燃料費のほうが高額となってしまう場合に、需要者は「逆潮流許可制御」から「逆潮流禁止制御」に切り替えることができる。

また、上述した図６に示される「逆潮流電力量積算・送信処理」では、ステップ４０２において、「逆潮流電力量積算手段」である制御装置４０は、「逆潮流電力検出手段」である第３電力検出部８６で検出された逆潮流電力を積算して「逆潮流積算電力量」を算出する。これにより、「逆潮流積算電力量」に基づき、電力供給元３００に対する売電額を算出することができる。

また、上述した図６に示される「逆潮流電力量積算・送信処理」では、ステップ４０８において、「逆潮流積算電力量送信実行手段」である制御装置４０は、「逆潮流積算電力量」を通信装置５０を介して電力供給元３００に送信する。したがって、積算された「逆潮流積算電力量」が自動的に電力供給元３００に送信される。このため、電力供給元３００は、検針作業を行うこと無く、売電額を算出することもできる。

また、上述した図３に示される「制御切替処理」では、ステップ１１０において、「出力電力決定手段」である制御装置４０は、「逆潮流許可制御」における発電装置３０の出力電力を決定する。これにより、化石燃料の価格や電力需要の逼迫度等の事情を参酌して、発電装置３０の出力電力を決定し、電力系統２００に逆潮流させる逆潮流電力量を決定することができる。

また、上述した図３に示される「制御切替処理」では、ステップ１０８において、操作者は「入力手段」である入力部６１を操作することにより、発電装置３０の出力電力を決定するための「出力電力決定情報」を「出力電力決定手段」である制御装置４０に入力させることができる。これにより、需要者は、任意に発電装置３０の出力電力を決定することができ、電力系統２００に逆潮流させる逆潮流電力量を任意に決定することができる。

１３…空気供給装置、１４…燃料供給装置、１５…水供給装置、１６…空気供給装置、１９…燃料供給装置、３０…発電装置、４０…制御装置（逆潮流禁止制御手段、逆潮流許可制御手段、制御切替判定手段、制御切替実行手段、逆潮流電力量積算手段、逆潮流積算電力量送信実行手段）、５０…通信装置、６１…入力部（入力手段）、７１…貯湯水循環回路、７２…冷却水循環回路、７３…熱交換器、８１…電力供給線、８２…接続線、８３…接続部、８４…第１電力検出部、８５…第２電力検出部、８６…第３電力検出部（逆潮流電力検出手段）、９１…負荷装置、１００…分散型電源システム、２００…電力系統（商用電源）、３００…電力供給元

Claims (8)

1. 電力系統に接続された需要者の負荷装置に電力を供給する分散型電源システムであって、
   化石燃料を用いて発電した電力を前記負荷装置に供給する発電装置と、
   前記発電装置の出力を制御する制御装置と、
   前記電力系統に電力を供給する電力供給元との通信を行う通信装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記負荷装置の消費電力を超えない範囲の出力電力を前記発電装置に発電させ、前記電力系統への逆潮流を禁止する逆潮流禁止制御を実行する逆潮流禁止制御手段と、
   前記負荷装置の消費電力を超える出力電力を前記発電装置に発電させ、前記出力電力から前記消費電力を除いた余剰電力の前記電力系統への逆潮流を許容する逆潮流許可制御を実行する逆潮流許可制御手段と、
   前記電力供給元から前記通信装置を介して受信した逆潮流を許容する旨の情報に基づき、前記逆潮流禁止制御から前記逆潮流許可制御に切り替えるか否かを判定する制御切替判定手段と、
   前記制御切替判定手段が切り替える旨の判定をした場合に、前記逆潮流禁止制御から前記逆潮流許可制御に切り替えて前記逆潮流許可制御を実行する制御切替実行手段を備えた分散型電源システム。
2. 請求項１において、
   前記制御切替判定手段は、前記電力供給元からの逆潮流要求を前記通信装置を介して受信した場合において、前記需要者による逆潮流許可の入力を検知すると、前記逆潮流禁止制御から前記逆潮流許可制御に切り替えると判定する分散型電源システム。
3. 請求項１において、
   前記制御切替判定手段は、
   前記需要者による逆潮流要求の入力を検知すると、前記需要者によって入力された逆潮流要求を前記通信装置を介して前記電力供給元に送信し、
   前記需要者から受信した逆潮流要求に対する前記電力供給元からの逆潮流許可を前記通信装置を介して受信すると、前記逆潮流禁止制御から前記逆潮流許可制御に切り替えると判定する分散型電源システム。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
   前記制御切替判定手段は、前記需要者による解除要求を検知した場合、又は、前記通信装置を介して受信された前記電力供給元による解除要求を検知した場合に、前記逆潮流許可制御から前記逆潮流禁止制御に切り替えると判定する機能を更に備え、
   前記制御切替実行手段は、前記制御切替判定手段の判定結果に基づき、前記逆潮流許可制御から前記逆潮流禁止制御に切り替える機能を更に備える分散型電源システム。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項において、
   前記発電装置から前記電力系統への逆潮流電力を検出する逆潮流電力検出手段と、
   前記逆潮流電力検出手段が検出した逆潮流電力量を積算して逆潮流積算電力量を算出する逆潮流電力量積算手段を備えた分散型電源システム。
6. 請求項５において、
   前記逆潮流電力量積算手段が積算した逆潮流積算電力量を前記通信装置を介して前記電力供給元に送信する逆潮流積算電力量送信実行手段を備えた分散型電源システム。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか一項において、
   前記制御装置は、前記逆潮流許可制御における前記発電装置の出力電力を決定する出力電力決定手段を備えた分散型電源システム。
8. 請求項７において、
   前記出力電力を決定するための入力手段を備えた分散型電源システム。

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