JP3631986B2 - 電力制御・管理システム - Google Patents
電力制御・管理システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3631986B2 JP3631986B2 JP2001209632A JP2001209632A JP3631986B2 JP 3631986 B2 JP3631986 B2 JP 3631986B2 JP 2001209632 A JP2001209632 A JP 2001209632A JP 2001209632 A JP2001209632 A JP 2001209632A JP 3631986 B2 JP3631986 B2 JP 3631986B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- company
- power generation
- control
- supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 236
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 23
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 claims description 4
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 76
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 19
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 19
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 17
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 12
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 9
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
- Y04S50/10—Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電事業者の電力を電気事業者が購入し、もしくは電気事業者自身が発電設備を所有して発電し、その電力を電気事業者とは異なる他者たとえば電力会社の送電網を利用して発電事業者もしくは電気事業者から電力使用者へ供給する、いわゆる電力小売り事業に適用される電力制御・管理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、人間社会の発達とともに、情報産業とこれに関わる生活物品の量産化と流通の拡大、各種電子機器の製造、普及、商取引の活発化、交通システムの高度化、量的拡大、食料の世界的規模での流通など生産、流通を中心とした活動の活発化が特に顕著になってきた。それに伴い、電力、エネルギー使用形態の多様化や使用量の大幅な増大が起ってきた。
【0003】
一方で、化石燃料を中心とした現在のエネルギー体系において、化石燃料の残存埋蔵量の枯渇が取り沙汰され、かつ、排ガス、廃棄物による地球の汚染が懸念されるようになり、地球規模での環境保全、エネルギーの有効利用が叫ばれるようになった。
【0004】
人間社会に発展に伴う電力を中心としたエネルギーの使用形態の多様化、使用量の増大は今後も継続するものと予測され、かつ、地球規模での環境保全、エネルギーの有効利用も当然、ますます重要な課題となってくることは論を待たない。
【0005】
こうした状況にあって、電力、ガスなどのエネルギーの使用形態の多様化に対応した様々な形態のエネルギー供給システムの提供や、エネルギー使用価格の低減化を図り、より高度で満足のいくエネルギー供給体制を構築していくために、電力、ガスなどのエネルギー産業の規制が緩和され、自由化が端緒についた。
【0006】
電力事業の自由化に対しては、従来の一般電気事業者(以下、電力会社という)だけでなく、電力の供給を電力使用者(以下、需要家)に行う目的で、新たな事業者、すなわち特定規模電気事業者(以下、電気事業者という)が電力販売事業を行うことになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原子力発電所、火力発電所、水力発電所などの多種類、かつ大規模の発電所を多数保有し、各需要家の使用電力量の変化に対して、いちいち発電量を仔細に調整する必要のない電力会社と異なり、限定された数量の発電所を保有し、あるいは発電所を保有せずに契約発電事業者から電力供給を受けるのみの電気事業者の場合は、需要家が必要とする電力または電力量を推定し、これに合致した電力または電力量を自己の発電所あるいは契約発電事業者から需要家に供給するために、随時、その調整を実施しなければならない。
【0008】
なぜならば、需要家の推定必要電力または推定必要電力量を確保するために、過剰な電力または電力量を発電すれば、エネルギーの有効利用という世界規模の課題に離反するばかりか、採算が取れずに事業の継続が困難となる。
【0009】
かといって、需要家の推定必要電力または推定必要電力量に対してぎりぎりの電力または電力量を供給する体制では、もし、予想外の気温の上昇や低下といった気象条件の変化あるいは娯楽に関する予想外の興味の集中など、不測の事態が生じると、需要家の必要電力量が増えて供給量不足を招くことがある。
【0010】
この場合、発電事業者から需要家への電力供給が、委託した電力会社の送電網を借りて行われる状況であれば、その送電網には当然ながら電力会社が所有する電力も流れているために、供給量不足となった分の電力または電力量が自動的に電力会社から賄われる形となり、需要家は困らないものの、電気事業者に電力会社から高額の補償金が要求されてしまう。こうなると、電気事業者にとっては、採算が取れずに事業の継続が困難となる恐れがある。
【0011】
従って、電気事業者にとっては、契約した各需要家の、予想され得る必要電力または必要電力量の総計を満たす発電機を自ら所有したり、あるいは発電事業者と契約して必要電力または必要電力量を確保することで、需要家の要求を満足する供給体制を構築することが必要となる。
【0012】
従来は、法的規制により、需要家に対する電力供給は一部の限定された発電事業者が独占的にこれを実施している。これらの発電事業者は、契約した需要家の使用する電力・電力量に対してそれを大幅に上回る規模の発電電力・発電電力量を実現する多数の発電所を建設し所有してはいるが、需要家の使用電力・使用電力量にきめ細かく対応する技術を有していないのが現状である。
【0013】
なお、いくつかの大規模の需要家においては、非常時の電力確保のために、ディーゼルエンジン発電機や二次電池などの非常用発電設備を建物内に設置している例もあるが、これら非常用発電設備は年に数回の停電や災害に際して使用されるだけで、通常の使用はほとんどなく、有効利用されていないのが実状である。
【0014】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、電力使用者が必要とする電力または電力量を確実に確保して電力使用者に安定供給することができる信頼性にすぐれた電力制御・管理システムを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明の電力制御・管理システムは、発電事業者の電力を発電事業者が購入し、もしくは発電事業者自身が発電設備を所有して発電し、その電力を前記電気事業者とは異なる他者の送電網を利用して前記発電事業者もしくは発電事業者から電力使用者へ供給するものであって、電力使用者が有し、その電力使用者への電力供給が可能な補助電源と、前記電力供給と前記電力使用者の電力使用との需給バランスに応じて、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量の増減、前記補助電源からの電力補充、前記他者からの電力補充を制御する制御手段とを備えている。
【0016】
請求項2に係る発明の電力制御・管理システムは、請求項1に係る発明において、制御手段について限定している。制御手段は、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量を増減する制御、前記補助電源から電力補充する制御、前記他者から電力補充する制御をそれぞれ実行した場合に必要となる経費を求め、これら経費のうち最も低い経費で収まる制御を選択的に実行する。
【0017】
請求項3に係る発明の電力制御・管理システムは、請求項1に係る発明において、さらに、他者から補充される電力量を前記電気事業者に対する費用請求用として単位時間ごとに計測する手段、を備えている。これに伴い、制御手段は、前記単位時間より短い時間間隔で制御を実行する。
【0018】
請求項4に係る発明の電力制御・管理システムは、請求項3に係る発明において、補助電源について限定している。補助電源は、起動から一定時間内好ましくは前記単位時間より短い時間で安定発電状態に到達する発電手段を有する。
【0030】
【発明の実施の形態】
[1]以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。 図1において、10は電気事業者と契約した発電事業者で、発電設備11、この発電設備11を制御するための制御装置12、発電設備11から後述の送電網1に供給される電力の値および電力量を計測する計量器13、この計量器13に接続されたコンピュータ等の端末(第1端末)14を所有している。発電設備11の発電電力のうち、本来の操業に使用する電力を超える分の余剰電力が、計量器13を介して送電網1に送出される。計量器13は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【0031】
このような発電事業者10が複数あり、それぞれの余剰電力が、特定規模電気事業者(以下、電気事業者と略称する)50に購入される形で送電網1に供給される。なお、余剰電力だけでなく、電気事業者50から発電事業者10への電力補充の要請によって発電事業者10の発電電力が増大され、それが電気事業者50に購入される形で送電網1に供給される場合もある。
【0032】
送電網1は、電気事業者50とは異なる他者たとえば電力会社(一般電気事業者)3が所有する設備である。この送電網1を所有する電力会社3に電気事業者50が送電を委託することにより、電気事業者50が各発電事業者10から購入した電力が、送電網1を介して各発電事業者10から複数の電力使用者(以下、需要家と称する)20に直接的に供給される。
【0033】
各需要家20は、送電網1から電力を取り込んで内部の負荷設備の運転に使用する建物21、この建物21に取り込まれる電力の値および電力量を計測する計量器22、この計量器22に接続されたコンピュータ等の端末(第2端末)23を所有している。計量器22は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【0034】
また、各需要家20のうちいくつかの需要家20は、建物21の負荷設備に対して電力を補充するための補助電源24、この補助電源24から建物21に供給される電力の値および電力量を計測する計量器25、この補助電源24および計量器25に接続されその補助電源24を制御および監視するためのコンピュータ等の端末(第3端末)26を所有している。計量器25は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【0035】
電力会社3は、発電設備4、この発電設備4を制御するための制御装置5、発電設備4から送電網1に供給される電力の値および電力量を計測する計量器6、この計量器6に接続されたコンピュータ等の端末(第4端末)7を所有している。計量器6は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【0036】
電気事業者50と電力会社3との間には、各需要家20に対する供給電力が不足する場合に電力会社3からの電力補充を受けることについて、契約が締結されている。この電力補充には、電力会社3がもともと自身の事業用として送電網1に供給している電力の一部を急な電力供給不足の解消のために事故時電力補充として緊急非難的に要請無しで使用するパターンと、電力会社3にサーバ51から要請(指令)を出して必要量の電力を受けるパターンの、2通りがある。そして、この電力補充に際しては、実際に補充される電力量が、電気事業者50に対する費用請求用として、計量器6を介して単位時間たとえば30分ごとに計測されるようになっている。
【0037】
上記補助電源24は、もともとは需要家20が所有する非常用の自家発電設備であり、それを電気事業者50が借用して運用する形の契約が電気事業者50と需要家20との間で締結される。この場合、電気事業者50は、補助電源24を借用しつつそれを運用するのに要する経費を勘案し、それと実際の事業で得られる収入とのバランスを考慮し、借用するかどうかを決定することになる。
【0038】
また、電気事業者50は、補助電源24の状態に応じた作業たとえば燃料補充や保守点検を実施する業者として、燃料納入業者30およびメンテナンス業者40を選定し、その業者30,40にそれぞれコンピュータ等の端末(第5端末)31,41を持たせている。
【0039】
さらに、電気事業者50は、各発電事業者10の電力を購入する契約を各発電事業者10と交わし、その購入した電力を各需要家20に販売する契約を各需要家20と交わすとともに、上記のように送電網1の所有者である電力会社3との間で送電委託および電力補充の契約を交わし、かつ所定の需要家20との間で補助電源24の借用と運用に関する契約を交わしながら、電力の購入から供給までその管理を行うもので、制御装置としてサーバ51を備えている。サーバ51は、上記端末7,14,23,26,31,41との間でインターネット等の通信ネットワーク2を介したデータ送受信が可能である。
【0040】
なお、各発電事業者10において端末14に制御装置12を信号線接続し、サーバ51から端末14への送信内容をそのまま発電設備11に対する発電機制御用データとして制御装置12に送るようにしてもよい。
【0041】
また、発電事業者10から需要家20への電力供給(補充含む)を行う代わりに、あるいは発電事業者10から需要家20への電力供給(補充含む)を行うことに加えて、電気事業者50自身が専用の発電設備を所有し、その発電設備の発電電力を需要家20に供給(補充含む)することも可能である。この場合、発電設備の近傍に同発電設備用の制御装置や端末(第1端末)などが設置され、その端末とサーバ51との間で通信ネットワーク2を介したデータ送受信が行われる。
【0042】
以上、電気事業者50が電力小売り事業のために調達する電力として、次の(a)〜(g)がある。
(a)発電事業者10の余剰電力、(b)電力補充の要請に基づく発電事業者10の発電電力増大分、(c)電力補充の要請に基づく電力会社3の発電電力増大分、(e)電力会社3からの事故時電力補充分、(f)補助電源24の電力、(g)電気事業者50が所有する発電設備の発電電力。
電気事業者50が所有する発電設備からの電力供給制御については、発電事業者10からの電力供給制御に含まれるものとして、以下、その説明を省略する。
【0043】
ところで、補助電源24は、安価で長寿命、高効率で、安価な燃料を使用し、発電特性に関して外的環境条件から受ける影響がなるべく少なく、しかも設置面積がなるべく少なく、かつ軽量であることが好ましい。また、需要家20の建物21内に設置することが可能な場合には、可能ならば搬入設置に伴う建造物の変更・改造工事がないことが好ましい。
【0044】
このような補助電源24の例を図2に示している。すなわち、補助電源24は、燃料の燃焼により電力を発生する蒸気タービン発電設備(発電手段)60、この蒸気タービン発電設備60に運転用の燃料を供給する燃料供給装置(燃料供給手段)70、および当該補助電源24の全体を制御する制御装置80を有している。
【0045】
蒸気タービン発電設備60は、発電機61、この発電機61を駆動する蒸気タービン62、この蒸気タービン62を経た蒸気を復水する復水器63、この復水器63で得られる水を燃料供給装置70から供給される燃料の燃焼により加熱して蒸気に変える蒸気ボイラ65、復水器63で得られる水を蒸気ボイラ65に送る送水ポンプ64、蒸気ボイラ65で発生する蒸気を過熱する過熱器66を備え、この過熱器66を経た蒸気を蒸気タービン62に導く構成であり、電気事業者50と需要家20とがあらかじめ合意によって設定した使用電力の目安、すなわち契約電力以下の発電容量を有しており、燃料供給装置70からの燃料供給量の制御により発電電力が可変である。
【0046】
また、蒸気タービン発電設備60は、起動から安定発電状態に到達するまでの時間が一定時間内たとえば2時間内という特性を有する。これは、起動から安定発電状態に到達するまでの時間が長くなればなるほど、その間に、電力の託送を担当している電力会社3から事故時電力補充を受ける確率が高くなり、極めて多額な出費を伴って好ましくないためである。なお、2時間というのは最小限の時間であって、好ましくは30分内であることが望ましい。なぜならば、電力会社3は、補充電力量を電気事業者50に対する費用請求用として単位時間ごとに計測しており、その単位時間が30分に設定されているからである。蒸気タービン発電設備60がその起動から30分内で安定発電状態に到達すれば、電力会社3の計測タイミングが到来する前に、補助電源24からの電力の補充が十分に完了して、電力会社3からの電力の補充を削減または終了できることになる。つまり、蒸気タービン発電設備60が起動して安定発電状態に到達するまでは、電力会社3から電力が補充されていても、電力会社3の計測タイミングにおいては、電力会社3からの電力補充がすでに削減または終了し、計量値を少なくまたは零にすることができる。これにより、電気事業者50の出費をさらに抑制することできる。
【0047】
蒸気タービン発電設備60の発電機61の出力端は、上記計量器25および電磁遮断器27を介して、上記計量器22と建物21との間の電力線28に接続されている。電磁遮断器27は、端末26により制御され、オン時に発電機61側から建物21側への電力補充を行い、オフ時にその補充を遮断する。
【0048】
燃料供給装置70は、上記燃料納入業者30によって燃料が充填される燃料タンク71、この燃料タンク71の燃料の残量を計測する残量計72、燃料タンク71から上記蒸気ボイラ65に対する燃料の流通を制御するための流量調整弁73、この流量調整弁73を経て蒸気ボイラ65に供給される燃料の流量を計測する流量計74を有している。
【0049】
この蒸気タービン発電設備60の運転状態や燃料供給装置70の運転状態(燃料残量や燃料供給速度)などは、制御装置80を介して端末26により監視される。
【0050】
一方、電気事業者50のサーバ51は、主要な機能として次の(1)〜(6)の手段を備える。
(1)各計量器22の計測結果に基づき、所定の電力供給該当日における各需要家20の電力需要を推定する推定手段。
すなわち、サーバ51は、各需要家20の端末23に定期的にデータ要求を指示することにより、各需要家20の端末23から各計量器22の計測データ(電力・電力量・力率)を需要家20ごとに固有のIDと共に収集し、かつ必要に応じて各端末23から現地気象データを収集し、これら収集した計測データおよび現地気象データを用い、さらに上記IDに基づいて当該サーバ51の内部メモリから読み出される需要家基礎データ(需要家ごとに固有)などを用いた所定の演算により、現時点より先の所定の時期における各需要家20の電力需要つまり使用電力および使用電力量を推定する。どの時期の使用電力および使用電力量を推定するかは、予め設定されている単位計測時間の次回分について行う場合と、その次回分とそれに続く複数回の単位計測時間について行う場合があり、そのいずれでもよい。
【0051】
(2)推定された電力需要に相当する電力を、上記電力供給該当日において、各発電事業者10から送電網1に送出させるための発電計画を決定する決定手段。
すなわち、各発電事業者10から通告される事前発電計画、各発電事業者10に固有の発電事業者基礎データ、および各発電事業者10の現地気象データなどに基づき、発電計画を決定する。この発電計画は、電力供給該当日における予め設定されている単位計測時間ごとに必要電力を対応付けたものである。
【0052】
(3)決定された発電計画を各発電事業者10の端末14に通信ネットワーク2を介して通知する通知手段。
【0053】
(4)上記電力供給該当日の当日、発電計画に基づく電力供給が実際に行われている状況において、各計量器13の計測結果に基づき、各発電事業者10から送電網1への電力供給状況を検出する検出手段。
すなわち、サーバ51は、各発電事業者10の端末14に定期的にデータ要求を指示することにより、各発電事業者10の端末14から各計量器13の計測データ(電力・電力量・力率)を発電事業者10ごとに固有のIDと共に収集し、この収集した計測データから電力供給状況を検出する。
【0054】
(5)上記電力供給該当日の当日、発電計画に基づく電力供給が実際に行われている状況において、各計量器13の計測により検出される電力供給状況と各計量器22の計測により検出される電力使用状況との対比に基づいて、かつ各発電事業者10に固有の発電事業者基礎データおよび各発電事業者10の現地気象データなどに基づいて、現時点より先の電力供給と電力使用との需給バランスを予測(監視)し、その予測結果(監視結果)に基づいて、各発電事業者10(または電気事業者50が所有する発電設備)の発電量の増減、補助電源24からの電力補充(および補充量調節)、電力会社3からの電力補充(および補充量調節)を制御する第1制御手段。
【0055】
(6)補助電源24の状態に応じて必要となる作業(燃料補給、メンテナンス)をその実施業者である燃料納入業者30やメンテナンス業者40に指令する第2制御手段。
【0056】
このサーバ51の機能手段において、第1制御手段は、具体的には、端末14,23,7を構成要素として含んでおり、各発電事業者10の発電量を増減する制御、補助電源24から電力補充(および補充量調節)する制御、電力会社3から電力補充(および補充量調節)する制御をそれぞれ実行した場合に必要となる経費を求め、これら経費のうち最も低い経費で収まる制御を端末14,23,7を用いて選択的に実行する。各発電事業者10の発電量を増減させる制御に際しては、その制御指令が各発電事業者10の端末14に通信ネットワーク2を介して送られる。補助電源24から電力補充する制御に際しては、制御指令が端末26に通信ネットワーク2を介して送られる。電力会社から電力補充する制御に際しては、その制御指令が端末26に通信ネットワーク2を介して送られる。
【0057】
なお、補助電源24から電力補充する制御に際し、補助電源24がその起動から一定時間内(2時間内好ましくは30分内)に安定発電状態に到達しない場合には、補助電源24が故障であるとの判断の下に、直ちに別の制御(たとえば各発電事業者10のうち特定の発電事業者10の発電量を増加させる制御)が実行されることになる。
【0058】
また、この第1制御手段の制御は、一定時間内たとえば2時間より短い時間間隔で実行される。これは、補助電源24の起動から安定発電状態に到達するまでの時間を考慮して定めたもので、その時間が長くなればなるほど、その間に、電力の託送を担当している電力会社3から事故時電力補充を受ける確率が高くなり(電力会社3がもともと自身の事業用として送電網1に供給している電力の一部を急な電力供給不足の解消のために緊急非難的に要請無しで使用するパターン)、極めて多額な出費を伴って好ましくないためである。ただ、2時間というのは最小限の時間であって、好ましくは30分内であることが望ましい。なぜならば、電力会社3は、補充電力量を電気事業者50に対する費用請求用として単位時間ごとに計測しており、その単位時間が30分に設定されているからである。30分より短い時間間隔で制御が実行されれば、電力会社3の計測タイミングが到来する前に、発電事業者10の発電量の増加あるいは補助電源24からの電力の補充が十分に完了して、電力会社3からの電力補充(事故時電力補充のパターン、および電力会社3に要請を出して必要量の電力を受けるパターンの両方を含む)を削減または終了できることになる。つまり、電力会社3の計測タイミングが到来する前までは、電力会社3から電力が補充されていても、電力会社3の計測タイミングにおいては、電力会社3からの電力補充がすでに削減または終了し、計量値を少なくまたは零にすることができる。これにより、電気事業者50の出費をさらに抑制することできる。
【0059】
第2制御手段は、具体的には、端末26,31,41を構成要素として含んでおり、補助電源24の状態を端末26を通して監視し、その監視結果に応じた作業(燃料補給やメンテナンス)を端末31,41に指令する。
【0060】
一方、発電事業者10の端末14には、発電事業者に固有の識別情報であるID、発電設備11の種類・基礎データファイル、発電設備11の特性モニタリングファイル、発電設備11の制御・管理メニューファイル、発電計画ファイル、過去の発電データファイル、気象データファイルなどがあらかじめ登録され、かつ、サーバ51や気象情報取得など必要なセンターとの通信機能が搭載されている。
【0061】
需要家20の端末23には、当該需要家に固有の識別情報であるID、当該需要家の基礎データファイル、過去の電力使用データファイル、受電する電力の値・量のモニタリングメニューファイルなどがあらかじめ登録され、かつ、サーバ51との通信機能が搭載されている。
【0062】
また、需要家20の端末26には、補助電源24に固有の識別情報であるIDが登録されるとともに、蒸気タービン発電設備60の種類、発電特性、発電効率(および燃料消費効率)、起動から安定発電状態に至る特性と所要時間、発電出力に応じた燃料供給速度などの基礎データがあらかじめ登録されている。さらに、端末26には、上記基礎データと計量器25の計測値(補充電力の値・量・力率)との対比演算により、補助電源24の起動・停止制御、出力制御、燃料供給制御、特性モニタリングを実行する機能が搭載されている。この制御はサーバ51からの指示により実行され、その実行に関するデータがサーバ51に随時送信されてサーバ51による補助電源制御の指示に反映される。なお、端末26の記憶内容および機能の全てを端末23に持たせるようにしてもよい。
【0063】
サーバ51には、発電事業者10および需要家20にそれぞれ固有の識別情報であるID、発電設備11および補助電源24にそれぞれ固有の識別情報であるID、発電設備11および補助電源24の基礎データファイル、発電設備11および補助電源24の過去の発電データファイル、需要家20の基礎データファイル、需要家20の過去の受電データファイル、発電事業者10および補助電源24の発電計画ファイル、発電・使用電力関係のモニタリングファイル、補助電源24の発電実績データファイル、燃料供給装置70における燃料備蓄残量管理ファイル、補助電源24および燃料供給装置70に対する制御・管理ファイル、電力需給バランス制御・管理ファイル、発電設備11および補助電源24に対する給電指令指示ファイル、電力会社3からの電力補充に関する需給制御ファイル、気象データファイル、メンテナンス業者40に対するメンテナンス指示管理ファイル、燃料納入業者30に対する燃料補充発注管理ファイルなどがあらかじめ登録され、かつ、各端末との通信機能が搭載されている。
【0064】
つぎに、上記の構成の作用を図3のフローチャートを参照しながら説明する。
制御手順は、大別して手順Aの電力需給バランス評価、手順Bの電力補充制御、および手順Cの電力削減制御に整理できる。
【0065】
まず、手順Aの電力需給バランス評価を行う。すなわち、サーバ51は、各発電事業者10の端末14から供給電力・供給電力量などの発電データを受信し、電力供給状態(および発電状況)の把握を行うとともに、各需要家20の端末23から使用電力・使用電力量などの受電データを受信し、電力使用状態の把握を行う。その上で、サーバ51では、内蔵のデータファイルから各発電事業者10の基礎データや発電計画、各需要家20の基礎データ、および、これに必要ならば気温、天候などの気象データなど必要情報データと比較演算して、供給量と使用量の需給バランスを予測する。
【0066】
手順Aにおいて実施した電力需給バランス評価の結果、電力使用量が電力供給量を上回ると予測され、所定の電力補充が必要と判断された場合、手順Bに従って必要量の電力の補充を図る。
【0067】
すなわち、手順Bにおいて、まず、サーバ51は、内蔵のデータファイルから発電設備11の発電特性に関する基礎データを参照し、それとともに補助電源24の燃料残量データなど必要データを含めた発電特性に関する基礎データを参照し、さらに電力会社3から供給されている電力・電力量を参照し、補充すべき電力・電力量の予測計算を行う。次に、サーバ51は、発電事業者10から発電設備11の状態データを受信し、一方、需要家20の端末26から補助電源24の状態データを受信し、発電設備11の電力供給能力と補助電源24の電力供給能力を算定する。
【0068】
これとともに、サーバ51は、内蔵のデータファイルから、発電事業者10からの電力購入に関する料金データいわゆる電力購入料金データ、電力会社3からの電力購入に関する料金データいわゆる供給補充電力単価データ(常時バックアップや経済流通まどの契約に基づいて決定される)、補助電源24からの電力補充に関する料金データいわゆる発電単価データ、およびこれに必要なら補助電源24の運用に関わる燃料費調整データなどを比較参照して、発電設備11からの電力供給量増加、補助電源24の発電、電力会社3からの電力補充に関わる発電原価や販売価格などを比較算定し、もっとも低い経費で収まる電力補充の手段を選定する。その選定結果に基づいて、発電事業者10に発電電力の増加指令を出すか、補助電源24の発電を行うか、あるいは電力会社3からの電力補充を要請する。
【0069】
一方、手順Aでの電力需給バランス評価の結果、電力供給量が電力使用量を上回ると判断された場合は、手順Cの措置を行う。
すなわち、電力供給量が電力使用量を大幅に上回ると判断された場合は、発電設備11および補助電源24の発電量、さらに可能ならば電力会社3の補充電力量を調整する必要がある。そのため、サーバ51は、手順Bで実施した制御と同様に、データファイルにある発電設備11の発電特性基礎データを参照し、それとともに補助電源24の燃料残量データなど必要データを含めた発電特性基礎データを参照し、電力会社3から供給される電力・電力量を参照し、削減すべき電力・電力量の予測計算を行う。次に、サーバ51は、発電事業者10から発電設備11の状態データを受信し、一方、需要家20の端末26から補助電源24の状態データを受信し、発電事業者10からの電力削減能力および補助電源24の電力削減能力を算定する。
【0070】
これとともに、サーバ51は、内蔵のデータファイルから、発電事業者10からの電力購入に関する料金データいわゆる電力購入料金データ、電力会社3からの電力購入に関する料金データいわゆる供給補充電力単価データ、補助電源24からの電力補充に関する料金データいわゆる発電単価データ、およびこれに必要なら補助電源24の運用に関わる燃料費調整データなどを比較参照して、発電設備11からの電力供給量削減、補助電源24の発電停止または補充電力削減、電力会社3からの補充電力削減に関わる発電原価や販売価格などを比較算定し、もっとも低い経費で収まる電力削減形態を選定する。その選定結果に基づいて、発電事業者10に発電電力の削減指令を出すか、補助電源24の発電停止あるいは補充電力削減を行うか、あるいは電力会社3からの補充電力削減を要請する。
【0071】
あるいは、発電価格の比較計算結果から、一部の発電事業者10の発電量、補助電源24からの補充電力量、電力会社3からの補充電力量のいずれかを必要以上に削減し、その過剰に削減した分を他の補充源による発電によって補充することがより電力供給に関わる経費を削減できるような場合には、その過剰に削減するための削減指令を出し、それと同時に、他の補充源に増加指令を出すような調整を行うことも可能である。たとえば、電力会社3からの補充電力量を必要以上に削減し、その過剰に削減した分を発電事業者10の発電量や補助電源24の出力の増加によって補う調整を行う。
【0072】
以上の手順A,B,Cが繰り返されることにより、電気事業者50の経費を低く抑えながら、ひいては需要家20の支払い料金の低減を可能としながら、電力の需給バランスを高レベルで保持することができ、よって信頼性の高い電力制御および管理を実現することができる。
【0073】
電力を発電事業者10から購入し、この電力を需要家20に販売する電気事業を営むうえで、本システムを採用することにより、需要家20の使用電力・使用電力量の状況に即応した適正な電力供給体制を確立することができ、電気事業運営の高信頼、収益保証の観点においてきわめて大きな貢献を果たすことができる。
【0074】
すなわち、需要家20が必要とする電力または電力量を電気事業者50が発電事業者10から確実に確保して需要家20に安定供給することができ、信頼性にすぐれたものとなる。
【0075】
なお、補助電源24の運用に関して端末26とサーバ51との間でやり取りされるデータの例を図4に示している。
【0076】
すなわち、端末26では、補助電源24における蒸気タービン発電設備60の発電電力、電力量、力率、発電効率、およびその変動率など各種データのモニタリングが行われるとともに、蒸気タービン発電設備60の装置温度データのモニタリングが行われ、さらに、蒸気タービン発電設備60の劣化状態を判定するのに必要な振動や温度変動などの劣化判定用データのモニタリングが行われ、これらモニタリングされたデータがサーバ51に送られる。さらに、端末26では、燃料供給装置70における残量計72の計測結果に基づく燃料残量データが取り込まれるとともに、流量計74の計測結果に基づく燃料供給速度データのサンプリングが行われ、さらに必要ならば燃料品質検査データもサンプリングが行われ、これらのデータがサーバ51に送られる。補助電源24の定期検査、修理結果、故障などに関わる定期検査・修理結果データは、担当者による端末26のキーボード操作によって入力され、その入力データが端末26からサーバ51に送られる。燃料品質検査データは、担当者が端末26のキーボード操作によって入力してもよい。
【0077】
サーバ51では、端末26から送られるデータが受信され、その受信データが補助電源状態データファイルに格納されるとともに、基礎データファイルから必要データが取り出され、さらに、運用実績データファイルから必要データが取り出され、これら取り出されたデータと上記補助電源状態データファイルに格納されたデータとを用いた制御部の演算により、補助電源24の劣化状態、補助電源24の運転に必要な燃料の量と残量との比較など、補助電源24の運用に関わる保守・点検の必要性が評価される。この評価に基づき、補助電源24の運転・停止の指示、修理・点検などの指示、燃料タンク71ヘの燃料補給の指示が必要な場合には、それぞれの指示が対応する端末へ送られる。
【0078】
上記基礎データファイルには、蒸気タービン発電設備60の発電特性基礎データ、燃料品質規格データ、業者データなどが格納されている。上記運用実績データファイルには、蒸気タービン発電設備60の発電実績データ、定期点検・修理・故障実績データ、燃料使用実績データ、燃料補給実績データなどが格納されている。
【0079】
要するに、主電源である発電事業者10の発電設備11とは別に、補助電源24を使用することにより、電気事業者50が契約した発電事業者10や電力会社3の事情に影響されず確実に必要分の電力を需要家20にタイムリーに供給できるようになる。
【0080】
各需要家20のうち、電力使用の時間的または季節的な変動が比較的大きな需要家20を特定し、そこに補助電源24を効果的に配置することにより、単に発電事業者10の発電電力を増減する場合に比べ、効果的に供給過剰・不足に対処できる。
【0081】
補助電源24の使用により、電力会社3からの電力補充の頻度を減らすことができ、よって電力会社3からの事故時電力補充などペナルティー料金の請求による無駄な経費を極力低減することができる。
【0082】
補助電源24としては、需要家20がもともと所有している非常用の自家発電設備を借用し、それをサーバ51によって遠隔制御する構成であるから、新たな発電設備を建設する必要がなく、よって設備費の増大を回避することができる。つまり、効率的かつ採算性の高い電気事業の運営が可能である。
【0083】
各発電事業者10の発電設備11の発電量、各需要家20が使用する電力量、電力会社3からの補充電力量、補助電源24からの補充電力量に関し、それぞれの料金体系を比較演算して最も安価な電力供給形態を選択するようにしているので、電気事業者50の経費を大幅に節減することができる。この経費節減は、顧客である需要家20に対する電力販売価格を低減することにつながり、需要家20に対するサービス向上が図れる。
【0084】
補助電源24によって電力供給の過不足に対処する構成であるから、発電設備11が故障して停電した場合の需要家20に与える影響を最小限に抑えることが可能になる。また、仮に、補助電源24が故障したとしても、その故障が需要家20に与える影響は発電設備11のような大型設備が故障する場合に比べてはるかに小さく、電力小売り事業としての高い信頼性を確保することができる。
【0085】
補助電源24の故障の例として、補助電源24から電力補充する制御の実行に際し、補助電源24がその起動から一定時間内に安定発電状態に到達しない場合には、補助電源24が故障であるとの判断の下に、直ちに別の制御(たとえば各発電事業者10のうち特定の発電事業者10の発電量を増加させる制御)が実行されることになる。需要家20には適切な電力供給が継続する。この場合、補助電源24の故障の旨がサーバ51からメンテナンス業者40に報知される。この報知により、補助電源24の故障に対する適切な処置が迅速に実行される。
【0086】
電力会社3からの電力補充の形態としては、電気事業者50と電力会社3との間で交わされる常時バックアップ契約により、所定量の電力を常にバックアップ用として電力会社3から送電網1に供給してもらっておき、その上で、電力会社3から必要に応じて電力を補充してもらう例がある。
【0087】
[2]第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、図5に示す補助電源24が採用される。この補助電源24は、蒸気タービン発電設備60、燃料供給装置70、制御装置80に加え、副電源として蓄電装置(蓄電手段)90を有している。
【0088】
蓄電装置90は、主電源であるところの蒸気タービン発電設備60の出力で充電され且つ必要に応じて放電するもので、蒸気タービン発電設備60の出力(交流電力)を直流電力に変換するAC/DCコンバータ91、双方向性接点を有する切換スイッチ92、この切換スイッチ92の一方の接点を介してAC/DCコンバータ91の出力が供給される二次電池の一種であるナトリウム硫黄電池(セル)93、このナトリウム硫黄電池93の周りを覆うように設けられた加温ユニット94、この加温ユニット94内に設けられた加温用ヒータ95および加温用配管96、蒸気タービン発電設備60の出力を上記加温用ヒータ95に駆動用電力として供給するためのスイッチ97、蒸気タービン発電設備60における蒸気タービン62を経た蒸気を上記加温用配管96に供給するための流量調整弁98、上記切換スイッチ92の他方の接点を通して入力されるナトリウム硫黄電池93の放電電力(直流電力)を交流電力に変換するインバータ99を備えている。
【0089】
ナトリウム硫黄電池93は、充電効率(充電に必要な電気量に対する充電された電気量の割合)、放電効率(充電電気量に対する放電された電気量の割合)、充放電効率(充電に必要な電気量に対する放電された電気量の割合)とも優れているが、動作に必要な温度が350℃から450℃と高い。この動作温度環境を確保するため、ナトリウム硫黄電池93に対し加温ユニット94が付属されている。
【0090】
蒸気タービン発電設備60の運転時、流量調整弁98が開放し、蒸気タービン発電設備60内の蒸気が加温用配管96に流入する。この流入により、加温ユニット94内の温度が上昇し、それに伴い、ナトリウム硫黄電池93の温度が上昇する。このとき、流量調整弁98の開度制御により、ナトリウム硫黄電池93の温度が動作に最適な値に調整される。
【0091】
蒸気タービン発電設備60の出力に余剰分が生じる場合、その余剰電力がスイッチ97のオンによって加温用ヒータ95に導かれる。これにより、加温ユニット94内の温度が上昇し、それに伴い、ナトリウム硫黄電池93の温度が上昇する。このとき、スイッチ97のオン,オフ制御により、ナトリウム硫黄電池93の温度を動作に最適な値に調整することができる。
【0092】
このようにしてナトリウム硫黄電池93の動作温度条件が整った状態で、AC/DCコンバータ91が動作し、かつ切換スイッチ92の一方の接点が閉じることにより、蒸気タービン発電設備60の出力がAC/DCコンバータ91で直流電力に変換され、それが切換スイッチ92を通してナトリウム硫黄電池93に印加される。これにより、ナトリウム硫黄電池93が充電される。
【0093】
この充電により、蒸気タービン発電設備60の発電電力を無駄なく利用できることとなる。しかも、蒸気タービン発電設備60の発熱をエネルギーとして有効に利用できることにもなる。
【0094】
インバータ99が動作し、切換スイッチ92の他方の接点が閉じると、ナトリウム硫黄電池93が放電し、その放電電力が切換スイッチ92を通してインバータ90に供給される。そして、インバータ90から出力される交流電力が計量器25および電磁遮断器27を介して電力線28に供給される。ナトリウム硫黄電池93が充電されてさえいれば、ナトリウム硫黄電池93の放電は即時に可能であり、補助電源24としての電力補充が迅速に可能となる。
【0095】
蓄電装置90は蒸気タービン発電設備60および燃料供給装置70と共に制御装置80により制御され、その制御装置80の制御およびナトリウム硫黄電池93の温度状態・充放電状態の監視・制御が端末26により実行される。
【0096】
端末26は、これら監視および制御のほかに、システムの信頼性および安全性を確保するために、ナトリウム硫黄電池93の劣化状態や安全状態、さらには加温ユニット94の異常状態などを監視し、ナトリウム硫黄電池93が寿命となった場合にその交換時期を予測し、メンテナンス業者40に対するタイムリーな取替え発注や定期検査時期の決定、安全性に関わる事前の警告の発出、補助電源24による電力補充の回避などを判断する機能を有する。この機能を実現するため、ナトリウム硫黄電池93の劣化や安全性の管理に必要なデータが、サーバ51の各データファイルに格納される。
【0097】
他の構成および作用は第1の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【0098】
なお、ナトリウム硫黄電池93の代わりに、常温動作をする鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池を用いることも可能である。これら、常温動作の二次電池を採用した場合、加温ユニット94、加温用ヒータ95、加温用配管96、スイッチ97、流量調整弁98などが不要となる。
【0099】
[3]第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態では、図6に示す補助電源24が採用される。この補助電源24は、発電/蓄電装置100、燃料供給装置110、および制御装置80により構成されている。
【0100】
発電/蓄電装置100は、燃料供給装置110から供給される都市ガスを改質器101で燃料改質することで反応活物質である水素ガスを製造し、それを燃料電池(FC)102に供給することでその燃料電池102から直流電力を発生させるとともに、その直流電力の発生に伴って燃料電池102で生成される排ガスを水蒸気分離器103に供給し、そこで排ガスから水蒸気を抽出し、その水蒸気を流量調整弁104を通して燃料供給装置110からの都市ガスに混合するようにしている。流量調整弁104は開度調節され、これにより、水蒸気が最適混合比で都市ガスに混合される。これら改質器101、燃料電池102、水蒸気分離器103、流量調整弁104により、発電手段が構成されている。
【0101】
燃料供給装置110は、市中配管から供給される都市ガスを上記発電/蓄電装置100に対して流通制御するための流量調整弁111、この流量調整弁111を経て発電/蓄電装置100に供給される都市ガスの流量を計測する流量計112を有している。
【0102】
また、発電/蓄電装置100は、上記発電手段に加え、蓄電手段を備えている。蓄電手段は、双方向性接点を有する切換スイッチ105、この切換スイッチ105の一方の接点を介して入力される燃料電池102の出力(直流電力)を所定電圧レベルの直流電力に変換するDC/DCコンバータ106、双方向性接点を有する切換スイッチ107、この切換スイッチ105の一方の接点を介してDC/DCコンバータ106の出力が印加される二次電池108、この二次電池108から上記切換スイッチ107の他方の接点を通して入力される直流電力(放電電力)および上記燃料電池102から上記切換スイッチ105の他方の接点を通して入力される直流電力を交流電力に変換するインバータ109を備えている。
【0103】
燃料電池102およびインバータ109が動作し、かつ切換スイッチ105の他方の接点が閉じることにより、燃料電池102の出力が切換スイッチ105を通してインバータ109に供給され、そのインバータ109から交流電力が出力される。この出力が計量器25および電磁遮断器27を介して電力線28に供給される。
【0104】
燃料電池102およびDC/DCコンバータ106が動作し、かつ切換スイッチ105,107のそれぞれ一方の接点が閉じると、燃料電池102の出力がDC/DCコンバータ106で所定電圧レベルの直流電力に変換され、それが切換スイッチ105,107を通して二次電池108に印加される。これにより、二次電池108が充電される。
【0105】
インバータ109が動作し、切換スイッチ107の他方の接点が閉じると(切換スイッチ105は一方の接点が閉じた状態)、二次電池108が放電し、その放電電力が切換スイッチ107を通してインバータ109に供給される。そして、インバータ109から出力される交流電力が計量器25および電磁遮断器27を介して電力線28に供給される。
【0106】
効率などの条件によっては燃料電池102を比較的長時間継続して運転することが好ましい場合があり、そのような状況において、燃料電池102から発生する電力の余剰分を二次電池108に充電しておくことができる。二次電池108が充電されてさえいれば、二次電池108の放電は即時に可能であり、補助電源24から需要家20への電力補充が迅速となる。
【0107】
燃料電池102の発電・停止、二次電池108の充放電とそれに伴う周辺装置の制御は、制御装置80が賄う。また、制御装置80は、流量調整弁104,111の調節、都市ガス供給速度の調節、燃料電池102の制御、改質器101の制御、水蒸気分離器103の制御などを実施し、燃料電池102を適切に運用する。
【0108】
端末26は、制御装置80を制御するほかに、燃料電池102の運用に関わる発生電力、燃料電池温度、都市ガス供給状態、空気温度と都市ガス供給速度、排ガス濃度と温度、改質器温度、改質前後のガス濃度、水蒸気濃度、二次電池108の電圧・電流・温度、充放電時間などのモニタリングを行う。
【0109】
また、端末26は、これら制御およびモニタリングの他に、燃料電池102の電極板の劣化状態、改質器101の触媒の劣化状態、二次電池108の劣化状態などを併せて監視し、燃料電池102および二次電池108の劣化状態や安全性を把握するとともに、寿命となった燃料電池電極板、改質器触媒、二次電池108の交換時期を予測し、サーバ51を介してメンテナンス業者40に対するタイムリーな取替え発注や定期検査時期を決定し、安全性に関わる事前の警告の発出を行い、補助電源24による電力補充の回避などを判断する機能を有する。この機能を実現するため、燃料電池102の電極の劣化特性、二次電池108の劣化特性や寿命、劣化判定方法の演算プログラム、などを表わすデータが、サーバ51の各データファイルに格納される。
【0110】
他の構成および作用は第1の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【0111】
なお、二次電池108としては、鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池などの採用が可能である。
【0112】
[4]第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態では、図7に示す補助電源24が採用される。この補助電源24は、太陽光のエネルギーで発電する太陽光発電装置120と、この太陽光発電装置120の出力で充電され且つ必要に応じて放電する蓄電手段、および制御装置80により構成されている。
【0113】
蓄電手段は、双方向性接点を有する切換スイッチ131、この切換スイッチ131の一方の接点を介して入力される太陽光発電装置120の出力(直流電力)を所定電圧レベルの直流電力に変換するDC/DCコンバータ132、双方向性接点を有する切換スイッチ133、この切換スイッチ133の一方の接点を介してDC/DCコンバータ132の出力が印加される二次電池134、この二次電池134から上記切換スイッチ133の他方の接点を通して入力される直流電力(放電電力)および上記太陽光発電装置120から上記切換スイッチ131の他方の接点を通して入力される直流電力をそれぞれ交流電力に変換するインバータ135を備えている。
【0114】
太陽光発電装置120に光が当たり、インバータ135が動作し、かつ切換スイッチ131の他方の接点が閉じることにより、太陽光発電装置120の出力が切換スイッチ131を通してインバータ135に供給され、そのインバータ135から交流電力が出力される。この出力が計量器25および電磁遮断器27を介して電力線28に供給される。
【0115】
太陽光発電は、当然のことながら晴天の昼間にしか発電できないため、頻繁に発電した電力を二次電池134に一旦蓄えることが必要になる。すなわち、太陽光発電装置120に光が当たり、DC/DCコンバータ132が動作し、かつ切換スイッチ131,133のそれぞれ一方の接点が閉じると、太陽光発電装置120の出力がDC/DCコンバータ132で所定電圧レベルの直流電力に変換され、それが切換スイッチ131,133を通して二次電池134に印加される。これにより、二次電池134が充電される。
【0116】
インバータ135が動作し、切換スイッチ133の他方の接点が閉じると(切換スイッチ131は一方の接点が閉じた状態)、二次電池134が放電し、その放電電力が切換スイッチ133を通してインバータ135に供給される。そして、インバータ135から出力される交流電力が計量器25および電磁遮断器27を介して電力線28に供給される。二次電池134が充電されてさえいれば、二次電池134の放電は即時に可能であり、補助電源24から需要家20への電力補充が迅速となる。
【0117】
太陽光発電装置120の発電、二次電池134の充放電とそれに伴う周辺装置の制御は、制御装置80が賄う。
【0118】
端末26は、制御装置80を制御するほかに、太陽光発電装置120における太陽光発電パネルの温度、電圧、電流などを監視し、また二次電池134の温度、電圧、電流などを監視するとともに、電力補充状態、充放電状態、安全性などに関する情報を収集する。
【0119】
また、端末26は、太陽光発電装置120や二次電池134の劣化状態を監視しながら、サーバ51を介してメンテナンス業者40に対するタイムリーな取替え発注や定期検査時期を決定し、安全性に関わる事前の警告の発出を行い、補助電源24による電力補充の回避などを判断する機能を有する。この機能を実現するため、太陽光発電装置120の劣化特性、二次電池134の劣化特性や寿命、劣化判定方法の演算プログラム、などを表わすデータが、サーバ51の各データファイルに格納される。
【0120】
このような補助電源24を採用することにより、自然エネルギーを有効利用した信頼性の高い電力補充が可能となる。
【0121】
他の構成および作用は第1の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【0122】
なお、二次電池134としては、鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池などの採用が可能である。
【0123】
[5]第5の実施形態について説明する。
第5の実施形態では、図8に示す補助電源24が採用される。この補助電源24は、複数の需要家20に対する電力補充を可能とするもので、風のエネルギーで発電する風力発電装置130と、この風力発電装置130の出力で充電され且つ必要に応じて放電する蓄電手段、および制御装置80により構成されている。
【0124】
蓄電手段は、双方向性接点を有する切換スイッチ141、この切換スイッチ141の一方の接点を介して入力される風力発電装置130の出力(交流電力)を直流電力に変換するAC/DCコンバータ142、双方向性接点を有する切換スイッチ143、この切換スイッチ143の一方の接点を介してAC/DCコンバータ142の出力が印加される二次電池144、この二次電池144から上記切換スイッチ143の他方の接点を通して入力される直流電力(放電電力)および上記風力発電装置130から上記切換スイッチ141の他方の接点を通して入力される直流電力をそれぞれ交流電力に変換するインバータ145を備え、風力発電装置130の出力を切換スイッチ141および計量器146を通して外部出力するとともに、インバータ145の出力を同計量器146を通して外部出力する。これら外部出力は、各需要家20に導かれ、それぞれ計量器25および電磁遮断器26を通して電力線28に供給される。
【0125】
風力発電装置130は、一定以上の風速の風がある場合に発電する。この発電に際し、需要家20の使用電力が送電網1からの供給電力よりも多くて、電力の補充が必要な状況であれば、切換スイッチ141の他方の接点が閉じ、風力発電装置130の出力が切換スイッチ141および計量器146を通して需要家20に供給される。
【0126】
風力発電装置130が発電しているとき、需要家20の使用電力が送電網1からの供給電力よりも少なくて、各需要家20に対する電力の補充が不要な状況であれば、AC/DCコンバータ142が動作し、かつ切換スイッチ141,143のそれぞれ一方の接点が閉じる。これにより、風力発電装置130の出力がAC/DCコンバータ142で所定電圧レベルの直流電力に変換され、それが切換スイッチ141,143を通して二次電池144に印加される。これにより、二次電池144が充電される。
【0127】
風力発電装置130が発電していないとき、需要家20の使用電力が送電網1からの供給電力よりも多くなって、電力の補充が必要な状況であれば、インバータ145が動作し、切換スイッチ143の他方の接点が閉じる(切換スイッチ141は一方の接点が閉じた状態)。これにより、二次電池144が放電し、その放電電力が切換スイッチ143を通してインバータ145に供給される。そして、インバータ145から出力される交流電力が計量器146を通して需要家20に供給される。二次電池144が充電されてさえいれば、二次電池144の放電は即時に可能であり、補助電源24から需要家20への電力補充が迅速となる。
【0128】
このような補助電源24の採用により、自然エネルギーを有効利用した信頼性の高い電力補充が、複数の需要家20に対して可能となる。
【0129】
風力発電装置130の発電、二次電池144の充放電とそれに伴う周辺装置の制御は、制御装置80が賄う。
【0130】
補助電源24の送電端に計量器146を設置し、さらに需要家20の補充電力受電端にも別の計量器25を設置する理由は、補助電源24から送出される総電力量および各需要家20が受電する電力量をそれぞれ個別に評価し、補助電源24からどの需要家20がどれだけの電力の補充を受けたかを明確化し、電気事業者50から各需要家20への電力使用料金の請求を適正化するとともに、送電系の異常を的確に把握し対処するためである。
【0131】
計量器146で計測される電力、電力量、力率は端末26がデータとして収集し、各需要家20の計量器25で計測される電力、電力量、力率は各需要家20の端末22がデータとして収集する。これら収集データは、サーバ51に送信され、電力使用料金の計算に使用されるとともに、補助電源発電・補充電力使用に関する基礎データ入力の処理に使用される。なお、各需要家20の端末22は、電磁遮断器27を制御する機能を持つ。
【0132】
補助電源24に対する燃料の供給系はないため、よって燃料関係のメンテナンスは不要となるが、風力発電装置130および二次電池144についてのメンテナンスは必要である。このメンテナンスのためのプログラムやデータが、サーバ51の各データファイルに格納される。このようなメンテナンス管理体制を構築することにより、端末26は、風力発電装置130や二次電池144の劣化状態を監視し、的確なメンテナンスや取替え時期を判断し、その判断結果をサーバ51を介してメンテナンス業者40に送信する。
【0133】
仮に、メンテナンス業者40がサーバ51との通信機能を有していない場合には、端末26からメンテナンス業者40に対し、点検修理や取替えの発注を直接的に行うようにしてもよい。
【0134】
他の構成および作用は第1の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【0135】
なお、二次電池144としては、鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池などの採用が可能である。
【0136】
また、上記各実施形態では、補助電源24の発電手段として、蒸気タービン発電設備、燃料電池、太陽光発電装置、風力発電装置などを採用したが、それに限定はなく、ガスエンジンやディーゼルエンジンなど、規模、設置条件、環境条件などに応じた適宜な選定が可能である。
【0137】
その他、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【0138】
【発明の効果】
以上の述べたように、この発明によれば、電力使用者が必要とする電力または電力量を確実に確保して電力使用者に安定供給することができる信頼性にすぐれた電力制御・管理システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】各実施形態の全体的な構成を示すブロック図。
【図2】第1の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図3】各実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図4】各実施形態の補助電源の運用に関して端末とサーバとの間でやり取りされるデータの例を示す図。
【図5】第2の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図6】第3の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図7】第4の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図8】第5の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…送電網、2…通信ネットワーク、3…電力会社(他者)、4…発電設備、6…計量器、7…端末、10…発電事業者、11…発電設備、13…計量器、14…端末、20…需要家(電力使用者)、21…建物、22…計量器、23…端末、24…補助電源、25…計量器、26…端末、30…燃料納入業者、31…端末、40…メンテナンス業者、41…端末、50…電気事業者、51…サーバ、60…蒸気タービン発電設備(発電手段)、70…燃料供給装置、80…制御装置、90…蓄電ユニット、93…ナトリウム硫黄電池、94…加温ユニット、100…発電/蓄電装置、108…二次電池、110…燃料供給装置、120…太陽光発電装置、134…二次電池、130…風力発電装置、144…二次電池
Claims (4)
- 発電事業者の電力を電気事業者が購入し、もしくは電気事業者自身が発電設備を所有して発電し、その電力を前記電気事業者とは異なる他者の送電網を利用して前記発電事業者もしくは電気事業者から電力使用者へ供給する電力制御・管理システムにおいて、
前記電力使用者が有し、その電力使用者への電力供給が可能な補助電源と、
前記電力供給と前記電力使用者の電力使用との需給バランスに応じて、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量の増減、前記補助電源からの電力補充、前記他者からの電力補充を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする電力制御・管理システム。 - 請求項1に記載の電力制御・管理システムにおいて、
前記制御手段は、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量を増減する制御、前記補助電源から電力補充する制御、前記他者から電力補充する制御をそれぞれ実行した場合に必要となる経費を求め、これら経費のうち最も低い経費で収まる制御を選択的に実行することを特徴とする電力制御・管理システム。 - 請求項1に記載の電力制御・管理システムにおいて、
前記他者から補充される電力量を前記電気事業者に対する費用請求用として単位時間ごとに計測する手段、をさらに具備し、
前記制御手段は、前記単位時間より短い時間間隔で制御を実行する、
ことを特徴とする電力制御・管理システム。 - 請求項3に記載の電力制御・管理システムにおいて、
前記補助電源は、起動から一定時間内好ましくは前記単位時間より短い時間で安定発電状態に到達する発電手段を有することを特徴とする電力制御・管理システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001209632A JP3631986B2 (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 電力制御・管理システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001209632A JP3631986B2 (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 電力制御・管理システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003032899A JP2003032899A (ja) | 2003-01-31 |
JP3631986B2 true JP3631986B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=19045259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001209632A Expired - Lifetime JP3631986B2 (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 電力制御・管理システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3631986B2 (ja) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004282898A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Osaka Gas Co Ltd | 電力需給制御システム |
JP2004289918A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Fujitsu Ltd | 電力供給方法 |
JP3990312B2 (ja) * | 2003-04-09 | 2007-10-10 | 株式会社東芝 | 託送用電力制御装置 |
JP4050686B2 (ja) * | 2003-10-27 | 2008-02-20 | 株式会社日立製作所 | 補給電力購入計画システム及び補給電力購入計画方法 |
JP2005143238A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Nippon Oil Corp | 電力供給システム |
JP4405269B2 (ja) * | 2004-01-07 | 2010-01-27 | 中国電力株式会社 | コンピュータネットワークを用いたエネルギーの取引方法 |
JP4147421B2 (ja) * | 2004-07-29 | 2008-09-10 | 株式会社日立製作所 | 熱併給発電設備の運用装置及び運用計画装置 |
JP4154373B2 (ja) * | 2004-08-06 | 2008-09-24 | 株式会社日立製作所 | 電力供給事業リスク管理支援システム |
JP4650170B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2011-03-16 | 富士電機システムズ株式会社 | 電力供給システム |
JP2008043170A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電力供給システム、需用家群設備、およびその監視制御方法 |
JP2008113523A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電力供給システム、需用家群設備、およびその監視制御方法 |
JP2010051074A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池のヒータ電力供給方法 |
JP5427458B2 (ja) * | 2009-04-08 | 2014-02-26 | 株式会社Nttファシリティーズ | 電力供給制御装置、電力供給制御方法および電力供給システム |
JP5540698B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-07-02 | 富士電機株式会社 | 電力系統計画作成装置および電力系統計画作成方法 |
JP5609318B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2014-10-22 | オムロン株式会社 | 管理装置、管理装置の制御方法、管理システム、制御プログラムおよび記録媒体 |
WO2013080984A1 (ja) | 2011-11-28 | 2013-06-06 | 京セラ株式会社 | 電力制御装置、電力制御システム及び電力制御方法 |
JP5796041B2 (ja) * | 2013-07-11 | 2015-10-21 | 大和ハウス工業株式会社 | 電力管理装置及び電力管理方法 |
KR101525104B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-06-01 | 삼성중공업 주식회사 | 풍력 터빈의 기계적 상태를 고려한 풍력 발전 단지의 출력 관리 시스템 및 방법 |
JP6170236B2 (ja) | 2014-03-27 | 2017-07-26 | 京セラ株式会社 | 電力管理システム、電力管理方法、及び制御装置 |
JP6204614B2 (ja) | 2014-11-27 | 2017-09-27 | 京セラ株式会社 | 電力制御装置、電力制御方法及び電力制御システム |
WO2017026508A1 (ja) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | 京セラ株式会社 | 管理サーバ、管理方法及び管理システム |
EP3374842B1 (en) * | 2015-11-13 | 2021-01-06 | Texas Instruments Incorporated | Port controller with power contract negotiation capability |
JP6760734B2 (ja) * | 2016-01-29 | 2020-09-23 | 高砂熱学工業株式会社 | 料金算出方法、料金算出装置及び料金算出プログラム |
JP6559596B2 (ja) * | 2016-02-25 | 2019-08-14 | 株式会社東芝 | 消化ガス発電システム |
WO2018221583A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | 京セラ株式会社 | 設備管理方法及び設備管理装置 |
KR102036041B1 (ko) * | 2018-07-11 | 2019-10-24 | 한국전력공사 | 전력확보 모니터링 시스템 |
JP7210197B2 (ja) * | 2018-09-13 | 2023-01-23 | 川崎重工業株式会社 | 電力供給システム |
-
2001
- 2001-07-10 JP JP2001209632A patent/JP3631986B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003032899A (ja) | 2003-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3631986B2 (ja) | 電力制御・管理システム | |
US11761103B2 (en) | Electrolyser and energy system | |
JP5727063B1 (ja) | エネルギー管理装置、エネルギー管理システム、エネルギー管理方法およびプログラム | |
EP1202594B1 (en) | Electricity generation equipment management system | |
EP0568822B1 (en) | Energy supply system | |
JP3631967B2 (ja) | 余剰電力管理システムおよびその制御方法 | |
KR101324483B1 (ko) | 수용가용 열병합 발전 및 에너지저장 복합 시스템과 그 최적운전 방법 | |
JP6145670B2 (ja) | 電力潮流制御システム、管理装置、プログラム | |
US20040044442A1 (en) | Optimized dispatch planning of distributed resources in electrical power systems | |
WO2013054573A1 (ja) | 電力融通方法及び電力融通装置 | |
JP2007523580A (ja) | エネルギーネットワーク | |
US11380915B2 (en) | Power supply system, server, and power generation facility | |
Löbberding et al. | Techno-economic analysis of micro fuel cell cogeneration and storage in Germany | |
JP2009189239A (ja) | エネルギー供給システム、エネルギー種別選択サーバ、及びエネルギー供給方法 | |
JP5394351B2 (ja) | 電圧抑制処理装置及び電圧抑制処理方法 | |
JP6678347B2 (ja) | 電力管理システム | |
JP2003244841A (ja) | 電力貯蔵用二次電池を用いたハイブリッドシステムの情報提供方法およびシステム | |
JP2004116857A (ja) | エネルギ供給システム | |
JP2020061800A (ja) | 充電方法、及び、制御装置 | |
JP2001102063A (ja) | 燃料電池コージェネレーションシステム | |
JP2018085825A (ja) | 電力供給制御装置、電力供給制御プログラム、電力料金設定システム | |
JP2008113523A (ja) | 電力供給システム、需用家群設備、およびその監視制御方法 | |
JP2007318940A (ja) | 事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置と方法 | |
JP2018152962A (ja) | 分散型発電システム、及び該システムの運転計画の少なくとも一部を該システムの外部に与える方法 | |
JP2002271986A (ja) | エネルギー供給システム及びセンタコンピュータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040405 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3631986 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121224 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |