JP5315813B2 - Distributed power generation system and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力ネットワークによって接続された分散型発電システムにおいて、エネルギー効率を最適化するための発電量配分を行う分散型発電システム、ならびにその制御方法に関する。 The present invention relates to a distributed power generation system that performs power generation amount distribution for optimizing energy efficiency in a distributed power generation system connected by a power network, and a control method therefor.
複数の発電装置を電力ネットワークを介して運転制御するよう構成された分散型電源システムにおいて、エネルギー効率を最適化するために様々な運転制御技術が提案されている。 Various operation control techniques have been proposed in order to optimize energy efficiency in a distributed power supply system configured to control operation of a plurality of power generation devices via a power network.
例えば、従来の分散型発電システムとして、システム内の総電力負荷量を満たすよう複数の発電装置で分散発電する際に、各発電装置の最大発電量によって重み付け配分を行って、各発電装置の発電量割り当てを決定する発電量制御システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, as a conventional distributed power generation system, when distributed power generation is performed with a plurality of power generation devices so as to satisfy the total power load in the system, weight distribution is performed according to the maximum power generation amount of each power generation device, and the power generation of each power generation device A power generation amount control system that determines amount allocation has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図9は、上記特許文献1に記載された従来の発電量制御システムを示すものである。図9において、改質器900は天然ガスやLPGなどを原料として水素を生成する。燃料電池901〜903は生成された水素がガス配管網907から供給され、各燃料電池の運転制御を行う制御装置904〜906によって、その発電量が制御される。制御装置904〜906は通信ネットワーク908を経て、複数の演算装置909〜911と通信可能なように構成されている。また、演算装置909〜911は、発電量送信手段912、発電量算出手段913、総電力負荷算出手段914、電力負荷取得手段915を含むよう構成されている。電力負荷取得手段915が家庭内の電力負荷からその消費電力を取得して、総電力負荷算出手段914がそれらの総和を求める。発電量算出手段913はその総和を元に各燃料電池901〜903の発電量を決定し、最後に発電量送信手段912が各制御装置904〜906に決定された発電量を送信する。燃料電池901〜903で発電された電力は電力線916を介して、相互に電力を融通することができる。
FIG. 9 shows a conventional power generation amount control system described in
図10は、上記従来の分散型発電システムにおける発電量の配分を示す図である。演算装置は燃料電池の定格発電量を取得し、保持している。図10(a)では、FC1、FC2、FC3がそれぞれ1000W、1000W、2000Wの定格発電量であることを示している。図10(b)に示すように電力負荷1、電力負荷2、電力負荷3からそれぞれ200W、300W、500Wの電力需要を受けた時、定格発電量に比例してFC1〜FC3に電力を配分すると、図10(c)に示すように250W、250W、500Wとなる。この結果、定格発電量に対して平均して25%の発電量が各燃料電池に割り当てられる。
FIG. 10 is a diagram showing the distribution of the power generation amount in the conventional distributed power generation system. The arithmetic unit acquires and holds the rated power generation amount of the fuel cell. FIG. 10A shows that FC1, FC2, and FC3 have rated power generation amounts of 1000 W, 1000 W, and 2000 W, respectively. When power demands of 200 W, 300 W, and 500 W are received from the
本従来の分散型発電システムでは、総電力負荷量を複数の発電装置で分散発電する為に、発電装置の最大発電量に比例して電力負荷分散を行うが、その結果、すべての発電装置がそれぞれの最大発電量に対して同じ比率で発電量を割り当てられることになる。これにより、単純に発電装置の数によって平均化する場合であれば、最大発電量が大きい発電装置にとっては割り当てられた発電量が低出力発電の範囲であるためにエネルギー効率が悪いというケースがあり得るが、本従来の分散型発電システムではそういった問題が抑制できる。
しかしながら、上記特許文献1記載の従来の分散型発電システムでは、電力負荷の変動する電力需要を賄うための発電を複数の発電装置で分散化することによって改善される電力負荷の変動への応答性をより向上させるための制御については考慮されていない。例えば、n台の発電装置で分散発電すると、負荷変動への応答性はn倍になるが、そのためには負荷変動に対する受容性が十分にあることが前提となる。即ち、発電している発電装置の発電量が最大発電量に近い状態で、電力負荷の電力需要量が増加した場合、発電する発電装置の数を増やす必要があるが、例えば、改質装置を備える燃料電池システムのように発電装置の起動に時間を要する場合には、発電装置が起動している間、分散型発電システムが有する電力負荷への追従性を発揮することができない。
However, in the conventional distributed power generation system described in
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来の分散型発電システムよりも負荷追従性の高い分散型発電システム及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a distributed power generation system with higher load followability than the conventional distributed power generation system and a control method thereof.
上記従来の課題を解決するために、本発明の分散型発電システムは、複数の発電装置により電力負荷に電力を供給する分散型発電システムであって、前記電力負荷の総電力需要量を発電装置数で平均化した平均発電量が、中央発電域内に収まるように、発電する発電装置の数を制御する発電数制御器と、前記中央発電域を設定する発電域設定器と、を備え、発電域設定器は、電力負荷の電力需要量の変化の傾向に応じて前記中央発電域を更新することを特徴とする。 In order to solve the above-described conventional problems, a distributed power generation system according to the present invention is a distributed power generation system that supplies power to a power load by a plurality of power generation devices, and the total power demand of the power load is determined as a power generation device. A power generation number controller that controls the number of power generation devices that generate power, and a power generation area setting device that sets the central power generation area so that the average power generation amount averaged by the number falls within the central power generation area, The area setting device updates the central power generation area in accordance with a tendency of change in the power demand amount of the power load .
本発明の分散型発電システム、並びにその制御方法によれば、従来の分散型発電システムよりも高い負荷追従性を実現することが可能となる。 According to the distributed power generation system and the control method thereof of the present invention, it is possible to realize higher load followability than the conventional distributed power generation system.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における分散型発電システムを示すブロック図である。図1において、電力ネットワーク100は複数の発電装置104、108を接続し、本ネットワークによって複数の発電装置は相互に電力を融通することができる。発電装置104、108は運転制御器105、109と、発電機の一例としての燃料電池106、110を含み、運転制御器105、109が燃料電池の発電運転を制御するよう構成され、各燃料電池106、110で出力された電力は電力負荷103及び107に供給される。また、発電装置104、108は、燃料電池106及び110から回収した熱を蓄える蓄熱器111及び113、そしてこれらの蓄熱器111及び113に貯えられた熱は、それぞれ少なくとも1つ以上の熱負荷に供給されるよう構成される。本実施の形態では、蓄熱器111に貯えられた熱は、複数の熱負荷(熱負荷112、X等)に、また、蓄熱器113に貯えられた熱も、複数の熱負荷(熱負荷114、Y等)に供給されるよう構成されている。運転制御器105、109は通信ネットワーク101と接続可能で、電力負荷の電力需要量並びに、蓄熱器に最大蓄熱量まで蓄熱可能な熱量である蓄熱可能量を送信する一方で、発電量配分制御器102から送信される許可発電量を受信することができる。運転制御器105、109は受信した許可発電量に基づき対応する燃料電池を制御して、この許可発電量になるよう発電させる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a distributed power generation system according to
発電量配分制御器102は通信ネットワーク101に一つ以上存在し、すべての運転制御器(例えば、運転制御器105、109)から電力負荷の電力需要量、蓄熱器に蓄熱可能な熱量を受信して、これらの値を考慮して各発電装置へ割り当てる許可発電量を決定する。決定された許可発電量は、通信ネットワーク101を介して、各運転制御器(例えば、運転制御器105、109)に送信する。
One or more power generation
なお、電力負荷は、通常、燃料電池より直接的に供給される電力を消費するが、燃料電池の発電力が電力負荷の電力需要に満たない場合は、電力ネットワーク100を介して供給される電力を消費する。
The power load normally consumes the power supplied directly from the fuel cell. However, when the power generated by the fuel cell does not satisfy the power demand of the power load, the power supplied via the
図2は、本実施の形態の分散型発電システムにおいて各発電装置内に設けられた運転制御器の構成の一例を示すブロック図である。運転制御器は、自らが制御する燃料電池が直接電力供給を行う各電力負荷の電力需要量を受け取り、これらを合計した値を通信器201から発電量配分制御器102へ送信する。より、具体的には、運転制御器に内蔵された発電量管理器202に各電力負荷の電力需要量が入力され、これらを合計した値が保持される。また、通信器201は発電量配分制御器102から各発電装置が発電すべき許可発電量を受け取り、発電量管理器202にその値が保持される。燃料電池制御器203は、発電量管理器202に保持された許可発電量を読み出し、この許可発電量を燃料電池から出力するように制御する。この結果、許可発電量>電力需要量の場合は、余剰分の電力は図1の電力ネットワーク100を経由して、他の燃料電池より直接電力供給を受ける別の電力負荷に供給される。許可発電量<電力需要量の場合は、その逆に不足分が電力ネットワーク100を介して供給される。許可電力=電力需要量の場合は電力負荷への電力供給が電力ネットワーク100を介さずに、電力負荷へ直接電力を供給する燃料電池での発電量で100%賄われている。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the operation controller provided in each power generator in the distributed power generation system of the present embodiment. The operation controller receives the power demand amount of each power load to which the fuel cell controlled by the fuel cell directly supplies power, and transmits the total value from the
図3は発電量配分制御器の構成の一例を示すブロック図である。通信器302は通信ネットワーク101にアクセスして運転制御器から電力需要量、蓄熱器に最大蓄熱量まで蓄熱可能な蓄熱可能量、及び燃料電池の運転状態(発電運転ONまたは発電運転OFF)に関する信号を受け取る。電力需要量は総計算出器303に入力され、ここで各運転制御器から受け取った電力需要量を総和して総電力需要量を算出する。同時に現在発電運転中の燃料電池の数をカウントする。総電力需要量及び発電運転中の燃料電池数の両者を許可発電量制御器301に入力すると、許可発電量制御器301は、発電中の各燃料電池の平均発電量を算出する。この算出された平均発電量に基づき発電数制御器304は、発電装置の最大発電量及び最小発電量の両方に対して十分な余裕度を有する発電量(以下、中央値)を含む中央発電域内に収まるよう発電装置数を決定する。許可発電量制御器301は、発電数制御器304により決定された発電装置数における平均発電量を許可発電量とし、通信器302から各発電装置の運転を制御する運転制御器に送出する。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the power generation amount distribution controller. The
以下、図1から図5を用いて、本実施の形態の分散型発電システムの動作について説明する。図4は、許可発電量制御器301の動作アルゴリズムを示すフローチャート図であり、図5はその結果決定される許可発電量を示すチャート図である。
Hereinafter, the operation of the distributed power generation system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 4 is a flowchart showing an operation algorithm of the permitted power
まず、上述のように総計算出器303で総電力需要量、ならびに発電中の燃料電池数を算出する(ステップS400、ステップS401)。 First, as described above, the total power demand amount and the number of fuel cells being generated are calculated by the total calculator 303 (steps S400 and S401).
次に、総計算出器303で算出された両値に基づき許可発電量制御器301は、総電力需要量を燃料電池数で除算して平均発電量を算出する(ステップS402)。そして、発電数制御器304は、算出された平均発電量と中央発電域の上限値である第1発電量(本発明の第1の閾値)と比較する(ステップS403)。
Next, the permitted power
平均発電量が第1発電量よりも高い場合には、発電数制御器304は、次に示す式1を満たす発電装置数を算定し、この発電装置数を発電する発電装置数として更新するとともに(ステップS404)、更新した旨の信号を許可発電量制御器301に送信する。許可発電量制御器301は、この更新された発電装置数における平均発電量を各発電装置の許可発電量として通信器302に出力して、処理を終了する(ステップS407)。
When the average power generation amount is higher than the first power generation amount, the power
(第2発電量−中央値)/中央値≦X≦(第1発電量−中央値)/中央値 (式1) X=(総電力需要量/中央値)−発電装置数
なお、上記の式1で示される第2発電量は、中央発電域の下限値に対応する発電量(本発明の第2の閾値)であり、また、上記の式1を満たす発電装置数が算定できない場合は、現在、発電している発電装置数を発電する発電装置数として更新する。
(Second power generation amount−median value) / median value ≦ X ≦ (first power generation amount−median value) / median value (Formula 1) X = (total power demand amount / median value) −number of power generation devices The second power generation amount expressed by
次に、上記ステップS403で、平均発電量が、第1発電量以下である場合、発電数制御器304は、平均発電量と第2発電量とを比較する(ステップS405)。平均発電量が、第2発電量よりも小さい場合には、発電数制御器304は、上記式1を満たす発電装置数を算定し、この発電装置数を発電する発電装置数として更新するとともに(ステップS406)、更新した旨の信号を許可発電量制御器301に送信する。許可発電量制御器301は、この更新された発電装置数における平均発電量を各発電装置の許可発電量として通信器302に出力して、処理を終了する(ステップS407)。
Next, when the average power generation amount is equal to or less than the first power generation amount in step S403, the power
なお、上記中央値、第1発電量、及び第2発電量は、それぞれ予め定められた値であり、例えば、最大発電量1000Wの燃料電池であるならば、その半値である500Wを中央値とし、その値を含む上下±20%の範囲を中央発電域とする。従って、中央発電域の上限である第1発電量が600W、中央発電域の下限である第2発電量が400Wとなる。もちろん、上記第1発電量及び第2発電量を設定する際の、中央値に対するマージンは上述のように上下20%に限定するものではない。また、中央値は、必ずしも最大発電量の半値である必要はなく、最小発電量と最大発電量との間の中心値、または最大発電量の半値と最小発電量と最大発電量との中心値との間の値であってもよく、発電装置の最大発電量及び最小発電量の両方に対して十分な余裕度を有する所定範囲に含まれる値であれば、いずれの値でも構わない。また、中心値は、上記に例示した最大発電量の半値や、最小発電量と最大発電量との間の中心値等と同一でなくても、発電装置の最大発電量及び最小発電量の両方に対して十分な余裕度を有する、実質的に同一な値も含む。また、発電数制御器304は、ステップS404またはS406において更新された発電する発電装置数が、更新前に比べて増減する場合に、どの発電装置を増減させるかを蓄熱可能量に基づき決定する。具体的には、ステップS404にて更新された発電装置数が、更新前の発電装置数に比べて減少する場合、発電中の発電装置のうち蓄熱可能量が小さい発電装置(例えば、蓄熱可能量が最小の発電装置)を発電運転する発電装置の対象からはずす。これは、蓄熱可能量が小さい発電装置は、蓄熱余力が小さいため、すぐに蓄熱器が最大蓄熱量になって発電運転を停止しなければならない可能性があるため、これを発電運転する発電装置の対象からはずすことで、発電装置の停止に伴う総発電量の変動や発電装置の停止に伴う代替の発電装置の起動エネルギー消費による省エネ性の低下を抑制することができるからである。また、ステップS406にて発電装置数を増加させる場合、発電運転中でない発電装置のうち蓄熱可能量が大きい発電装置(例えば、蓄熱可能量が最大の発電装置)を発電運転する発電装置に新たに加える。これは、蓄熱可能量が大きい発電装置は、蓄熱余力が大きいため、すぐに蓄熱器が最大蓄熱量になって発電運転を停止する可能性が低いため、これを発電運転する発電装置にすることで、発電装置の停止に伴う総発電量の変動や別の発電装置の起動エネルギー消費による省エネ性の低下を抑制することができるからである。
Note that the median value, the first power generation amount, and the second power generation amount are predetermined values. For example, if the fuel cell has a maximum power generation amount of 1000 W, the half value of 500 W is set as the median value. The range of ± 20% above and below including the value is defined as the central power generation area. Therefore, the first power generation amount that is the upper limit of the central power generation region is 600 W, and the second power generation amount that is the lower limit of the central power generation region is 400 W. Of course, the margin with respect to the median when setting the first power generation amount and the second power generation amount is not limited to 20% above and below as described above. In addition, the median value does not necessarily need to be a half value of the maximum power generation amount, or a central value between the minimum power generation amount and the maximum power generation amount, or a central value between the half value of the maximum power generation amount, the minimum power generation amount, and the maximum power generation amount. Any value may be used as long as the value is within a predetermined range having a sufficient margin for both the maximum power generation amount and the minimum power generation amount of the power generation device. In addition, even if the central value is not the same as the half value of the maximum power generation amount exemplified above or the central value between the minimum power generation amount and the maximum power generation amount, both the maximum power generation amount and the minimum power generation amount of the power generator Includes substantially the same value with a sufficient margin for. In addition, the power
図5は、図4で説明した許可発電量決定処理によってどのように電力配分がなされるかを例示したものである。総電力需要量が小さい場合(図5(a)〜(c))、発電装置1、2、3が電力供給する電力負荷からそれぞれ350W、360W、400Wの電力需要があったとすると(図5(a))、総計算出器303で算出された総電力需要量を発電中の発電装置数3台で平均すると、図5(b)のように燃料電池1、2、3で370Wづつの発電量になる。この結果、第2発電量(=400W)を下回るので、燃料電池3の発電を止め、燃料電池1、2で555W発電するようにし、燃料電池1、2、3の許可発電量は夫々555W、555W、0Wとなる(図5(c))。
FIG. 5 exemplifies how power distribution is performed by the permitted power generation amount determination process described in FIG. 4. When the total power demand is small (FIGS. 5A to 5C), it is assumed that there are 350 W, 360 W, and 400 W of power demand from the power loads supplied by the
また、総電力発電量が大きい場合(図5(d)〜(f))、例えば、発電装置1、2、3が電力供給する電力負荷からの電力需要が夫々850W、710W、360Wである時(図5(d))、総計算出器303で算出された総電力需要量を発電中の発電装置数3台で平均すると、図5(e)のように各燃料電池が640Wづつの平均発電量になる。この結果、第1発電量(=600W)を超えるので、発電中の発電装置数を増加させる。つまり、図5(f)に示すように現在停止中の燃料電池4を稼動させ、4台の燃料電池で総電力需要量を配分して、燃料電池1、2、3、4の許可発電量を480Wづつとする。
When the total power generation amount is large (FIGS. 5D to 5F), for example, when the power demand from the power load supplied by the
以上のように構成した分散型発電システムとその制御方法であれば、各発電装置に分配される許可発電量は発電装置の最大発電量及び最小発電量の両方に対して十分な余裕度を有する中央値を含む中央発電域内に可能な限り制御することができる。この結果、電力負荷の電力需要の変動によって増減する電力需要量に対して、常時、発電量を増減させるためのマージンを確保することができるので、分散発電の長所である負荷変動への追従性を維持することが可能となる。 With the distributed power generation system configured as described above and its control method, the permitted power generation amount distributed to each power generation device has a sufficient margin for both the maximum power generation amount and the minimum power generation amount of the power generation device. It can be controlled as much as possible within the central power generation area including the median. As a result, it is possible to always secure a margin for increasing or decreasing the amount of power generation with respect to the amount of power demand that increases or decreases due to fluctuations in the power demand of the power load. Can be maintained.
(実施の形態2)
図6は本発明の実施の形態2の分散型発電システムにおける発電量配分制御器の構成を示すブロック図である。図6において、図3と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。電力需要トレンド判定器601は、一定時間毎(例えば、1分毎)に発電装置から直接電力供給を受ける各電力負荷(例えば、燃料電池106から直接電力供給を受ける電力負荷103、電力負荷X等)の電力需要の合計値を、各発電装置の運転制御器内に設けられた、通信器から受け取る。そして、電力需要トレンド判定器601は、内部に設けられた記憶器(図示せず)に受け取った電力需要のデータを記憶する。そして、所定時間毎に、上記記憶器に蓄積された過去の所定時間内における電力需要の履歴に基づき、電力負荷全体の電力需要のトレンドを判定する。発電域設定器602は、電力需要トレンド判定器601により判定されたトレンドに応じて中央発電域を上下へシフトさせる。つまり、発電域設定器602は、中央発電域の上限値である第1の発電量及び中央発電域の下限である第2発電量を、上記トレンドに基づき上下に変動させる。許可発電量制御器301は、第1発電量及び第2発電量によって定められる中央発電域内に許可発電量を収めるように制御する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the power generation amount distribution controller in the distributed power generation system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those in FIG. The power
図7は電力需要トレンド検出器601の動作を示すフローチャート図である。また、図8は横軸に時間、縦軸に電力を取り、1分毎に各通信器より受け取り記憶器に記憶した電力需要データに基づき10分毎にその過去10分間における記憶器に記憶された電力需要データの最大値と最小値を求めて作成したチャート図である。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the power
以下、図6〜8を用いて、電力需要トレンド判定器601に基づき判定された電力負荷全体の電力需要のトレンドの判定方法を説明する。
Hereinafter, a method for determining the trend of the power demand of the entire power load determined based on the power
電力需要トレンド判定器601は、例えば、通信器202より送信された電力需要データを発電量配分制御器内に設けられた通信器302を介して1分毎に電力需要を受け取る(ステップS701)。
For example, the power demand
複数の発電装置(例えば、10個)の運転制御器から受け取った電力負荷の電力需要の過去10分間のデータのうち、最大値と最小値を求め、最大値と最小値と結ぶ直線によりチャート化する(ステップS702)。 Among the data for the past 10 minutes of the power demand of the power load received from the operation controller of a plurality of power generators (for example, 10), the maximum value and the minimum value are obtained, and a chart is formed by a straight line connecting the maximum value and the minimum value. (Step S702).
最新の過去30分間におけるチャート、すなわち3つのチャートの最大値を比較して、最大のもの(Max−Max)と最小のもの(Min−Max)を決定する(ステップS703)。そして、上記Max−MaxとMin−Maxとを結んだ直線の傾きを判定する(ステップS704)。直線が右上がりならば、トレンドは上昇トレンドであると判定される(ステップS705)。一方、直線が右下がりならば、トレンドは下降トレンドであると判定される(ステップS706)。最後に判定されたトレンドに対応するトレンド値を出力して、今サイクルでのトレンド判定終了となる(ステップS707)。なお、上記トレンド値とは、正または負の数値であり、例えば、上昇トレンドの場合は「+」値、下降トレンドの場合は「−」値となり、トレンドの傾きの大きさに伴いその値は大きくなる。 The latest charts for the last 30 minutes, that is, the maximum values of the three charts are compared, and the maximum (Max-Max) and the minimum (Min-Max) are determined (step S703). Then, the inclination of the straight line connecting Max-Max and Min-Max is determined (step S704). If the straight line rises to the right, it is determined that the trend is an upward trend (step S705). On the other hand, if the straight line descends to the right, it is determined that the trend is a downward trend (step S706). The trend value corresponding to the last determined trend is output, and the trend determination in the current cycle ends (step S707). The trend value is a positive or negative numerical value. For example, it is a “+” value for an uptrend and a “−” value for a downtrend. growing.
次に、電力需要トレンド判定器601による実際のトレンド判定の内容について図8のチャート図を用いて詳細に説明する。ステップ702に例示されるような所定時間経過毎のチャートが、(1)→(2)→(3)→(4)→(5)→(6)→(7)→(8)の順で示されている。最初の(1)→(2)→(3)の期間において、Min−Maxは(1)における電力需要量の最大値、Max−Maxは(3)における電力需要量の最大値であるので、両者を結んだ直線は右肩上がりとなり、トレンドは上昇トレンドと判定される。(2)→(3)→(4)の期間においても同様に、引き続き上昇トレンドと判定されるる。
Next, details of actual trend determination by the power
(3)→(4)→(5)の期間において、Max−Maxは(4)における電力需要量の最大値、Min−Maxは(5)における電力需要量の最大値となるので、両者を結んだ直線は右肩下がりとなり、下降トレンドに変わったと判定される。(4)→(5)→(6)の期間では、Min−Maxが(6)における電力需要量の最大値に変わるが、トレンドは引く続き下降トレンドと判定される。 In the period of (3) → (4) → (5), Max-Max is the maximum value of power demand in (4), and Min-Max is the maximum value of power demand in (5). It is determined that the connected straight line has fallen to the right and has changed to a downward trend. In the period of (4) → (5) → (6), Min-Max changes to the maximum value of the power demand in (6), but the trend is determined to be a continuing downward trend.
(5)→(6)→(7)の期間では、Max−Maxは(7)における電力需要量の最大値、Min−Maxは(6)における電力需要量の最大値となるので、両者を結んだ直線は右肩上がりとなり、トレンドは上昇トレンドに変わったと判定される。 In the period of (5) → (6) → (7), Max-Max is the maximum value of power demand in (7), and Min-Max is the maximum value of power demand in (6). The connected straight line rises to the right, and it is determined that the trend has changed to an upward trend.
(6)→(7)→(8)の期間では、Min−Maxが(8)における電力需要量の最大値に変わり、直線の傾きが右肩下がりとなって、トレンドは下降トレンドに変わったと判定される。 In the period of (6) → (7) → (8), Min-Max changed to the maximum value of power demand in (8), the slope of the straight line went down, and the trend changed to a downtrend. Determined.
以上の結果、図8に示す期間A、B、C、D内の所定の時点(例えば、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)のいずれかの時点)において電力需要トレンド判定器602によりトレンドを判定した場合、それぞれ上昇トレンド、下降トレンド、上昇トレンド、下降トレンドと判定される。
As a result, any one of the predetermined time points within the periods A, B, C, and D shown in FIG. 8 (for example, any one of (3), (4), (5), (6), (7), (8)) When the trend is determined by the power
尚、上述の本実施の形態の分散型発電システムにおける電力負荷の電力需要のトレンド判定においては、1分毎に電力負荷の電力需要を取得し、10分毎に取得した電力需要の履歴データに基づきチャート作成、30分毎に電力需要のトレンド判定を実施しているが、上記時間に限定されるものではなく、電力需要の変動の激しさや大きさ等に応じて適宜設定される。 In the trend determination of the power load of the power load in the distributed power generation system of the above-described embodiment, the power demand of the power load is acquired every minute, and the power demand history data acquired every 10 minutes is used. Based on the chart creation and the trend determination of the power demand every 30 minutes, it is not limited to the above-mentioned time, and is appropriately set according to the intensity and magnitude of the fluctuation of the power demand.
発電域設定器602は、電力需要トレンド判定器601により判定された電力需要のトレンド値を受け取り、受け取ったトレンド値が上昇トレンドに対応する値である場合には、第1発電量及び第2発電量とをそれぞれ25W減少させて、中央発電域を下にシフトさせる。この結果、1台当りの許可発電量は小さくなり、各発電装置の最大発電量までの増加余裕量が増大する。従って、上記中央発電域の調整により上昇トレンドにある電力負荷の電力需要の増加に対しても、発電装置の発電量を増加することで速やかに対応でき、急遽新たな発電装置を起動して電力需要を補うような負荷追従性の低い制御を行う頻度が少なくなるので、従来よりも高い負荷追従性を実現することが可能になる。
The power generation
一方で、電力需要トレンド判定器601で判定された電力需要のトレンドが、下降トレンドである場合は第1発電量と第2発電量とをそれぞれ25W増加させて、中央発電域を上にシフトさせる。この結果、1台あたりの許可発電量が増え、最大発電量に対する増加余裕量は減少するが、最小発電量に対する減少余裕量は増加するので、下降トレンドにある電力負荷の電力需要の減少に対して、発電装置の発電量を減少することで速やかに対応でき、急遽新たな発電装置を停止して残りの発電装置で電力需要を補うような負荷追従性の低い制御を行う頻度が少なくなるので、従来よりも高い負荷追従性を実現することが可能になる。なお、中央発電域(第1発電量及び第2発電量)を上下にシフトする値は、上記のような±25Wに限定されるわけではなく、電力需要トレンド判定器601によりトレンド判定される時間幅に応じて適宜シフト幅を設定しても構わない。
On the other hand, if the trend of power demand determined by the power
また、中央発電域(第1発電量及び第1発電量)を上下にシフトさせる値は、電力需要トレンド判定器601によりトレンド判定されるトレンドの傾きの大きさ、例えば、トレンド値の絶対値の大きさに応じて、変動させても良い。例えば、電力需要トレンド判定器602により同じ上昇トレンドと判定された場合であっても、トレンドの傾きが小さい場合(例えば、トレンド値の絶対値が小さい場合)にはその後の電力需要量の増加量が小さいと想定されるので、中央発電域を下にシフトさせる値をトレンドの傾きが大きい場合に比べ小さくする。一方、トレンドの傾きが大きい場合(例えば、トレンド値の絶対値が大きい場合)にはその後の電力需要量の増加量が大きいと想定されるので、中央発電域を下にシフトさせる値をトレンドの傾きが小さい場合に比べ大きくする。
The value for shifting the central power generation area (the first power generation amount and the first power generation amount) up and down is the magnitude of the slope of the trend determined by the power demand
例えば、本実施の形態の分散型発電システムでは、トレンドの傾きの大きさに応じて、中央発電域をシフトする値を±5Wから±25Wまで変化させる。これによって、電力需要量の変動により即した分散型発電システムの運転制御がより可能となる。 For example, in the distributed power generation system of the present embodiment, the value for shifting the central power generation region is changed from ± 5 W to ± 25 W according to the magnitude of the trend slope. This makes it possible to control the operation of the distributed power generation system in accordance with fluctuations in the power demand.
また、中央発電域(第1発電量及び第1発電量)を上下にシフトさせる値の大きさは、電力需要トレンド判定器601により判定されたトレンドだけでなく通信器302から発電域設定器602に入力された蓄熱可能量にも基づいて、発電域設定器602により決定しても構わない。例えば、電力需要トレンド判定器601によりトレンドが上昇していると判定され、発電域設定器602により中央発電域を下にシフトする場合、蓄熱可能量が多い場合は蓄熱可能量が小さい場合に比べて下にシフトする値を小さくする。これは、下へのシフト量が小さい方が発電装置の許可発電量が大きくなり、蓄熱可能量の大きい蓄熱器に対してより蓄熱量が増加するからである。なお、蓄熱可能量を考慮した中央発電域のシフトは、各発電装置の蓄熱可能量に応じてシフト値を決定するのが好ましい。
The magnitude of the value for shifting the central power generation area (the first power generation amount and the first power generation amount) up and down is not limited to the trend determined by the power demand
以上のような本実施の形態の分散型発電システムの電力需要のトレンドを考慮した、分散型発電システムの制御により、電力負荷の電力需要のトレンドに即した負荷追従制御の余裕度を確保することができ、発電装置の並列化による負荷追従性の向上の長所を維持することが可能となる。 By ensuring the power generation trend of the distributed power generation system according to the present embodiment as described above, control of the distributed power generation system ensures a margin for load following control in line with the power demand trend of the power load. Thus, it is possible to maintain the advantage of improving the load followability by parallelizing the power generation devices.
本発明にかかる分散型発電システムとその電力配分方法は、従来の分散型発電システムよりも高い負荷追従性を実現することが可能でなるので、分散型発電システム等として有用である。 The distributed power generation system and the power distribution method according to the present invention can realize higher load followability than the conventional distributed power generation system, and thus are useful as a distributed power generation system and the like.
100 電力ネットワーク
101 通信ネットワーク
102 発電量配分制御器
103,107 電力負荷
104,108 発電装置
105,109 運転制御器
106,110 燃料電池
201 通信器
202 発電量管理器
203 燃料電池制御器
301 許可発電量制御器
302 通信器
303 総計算出器
304 発電数制御器
601 電力需要トレンド判定器
602 中央発電域設定器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電力負荷の総電力需要量を発電装置数で平均化した平均発電量が、中央発電域内に収まるように、発電する発電装置の数を制御する発電数制御器と、
前記中央発電域を設定する発電域設定器と、を備え、
前記発電域設定器は、前記電力負荷の電力需要量の変化の傾向に応じて前記中央発電域を更新することを特徴とする分散型発電システム。 A distributed power generation system that supplies power to a power load by a plurality of power generation devices,
A power generation number controller that controls the number of power generation devices that generate power, so that an average power generation amount obtained by averaging the total power demand of the power load by the number of power generation devices is within the central power generation area,
A power generation range setting device for setting the central power generation range,
The distributed power generation system, wherein the power generation area setting device updates the central power generation area in accordance with a tendency of change in power demand of the power load.
前記電力負荷の総電力需要量を発電装置数で平均化した平均発電量が、中央値を含む中央発電域内に収まるように、発電する発電装置の数を制御する発電数制御ステップと、前記電力負荷の電力需要量の変化の傾向に応じて前記中央発電域を更新する中央発電域更新ステップを備えることを特徴とする分散型発電システムの制御方法。 A control method for a distributed power generation system that supplies power to a power load by a plurality of power generation devices,
A power generation number control step for controlling the number of power generation devices to generate power so that an average power generation amount obtained by averaging the total power demand of the power load by the number of power generation devices falls within a central power generation region including a median value; A control method for a distributed power generation system, comprising: a central power generation area updating step for updating the central power generation area in accordance with a tendency of a change in power demand of a load.
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