JP6293188B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照して、本発明に係る電源装置100の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の電源装置100が設置される設備1の概要の一例を示す図である。本実施形態の設備1とは、小水力発電所PPである。この小水力発電所PPは、砂防ダムや農業用水利施設などに利用される。ここでは、小水力発電所PPが、農業用水利施設に利用される場合を一例にして説明する。
この取水設備WIは、不図示の取水ゲートを備えている。この取水ゲートは、電動機によって駆動される。電動機は、取水ゲートの開度を変化させることにより、水路WWからヘッドタンクHTに取り込む水量を制御する。
本実施形態の電源装置100は、この取水設備WIの電動機を動作させるための電力を供給する。この電源装置100の概要について図2を参照して説明する。
風力発電装置WGは、いわゆるマイクロ風力発電装置であり、風のエネルギーを交流電力に変換する。風力発電装置WGは、変換した交流電力を電源装置100に供給する。
水力発電装置HGは、いわゆるマイクロ水力発電装置であり、水のエネルギーを交流電力に変換する。水力発電装置HGは、変換した交流電力を電源装置100に供給する。
また、電源装置100は、燃料電池装置FCやエンジン発電装置EGなどが接続されていてもよい。
次に、図3を参照して、電源装置100の機能構成について説明する。
図3は、本実施形態の電源装置100の機能構成の一例を示す図である。電源装置100は、制御装置10と、電力供給部20とを備える。
コンバータDCは、例えば、DC−DCコンバータであり、入力される電力の電圧及び電流を変換して、変換後の電力を出力する。このコンバータDCは、制御装置10が出力する電圧制御情報VCに基づいて、出力電圧を制御する。また、コンバータDCは、変換電力情報VVを制御装置10に出力する。この変換電力情報VVには、コンバータDCに入力される電力値、電圧値、電流値や、コンバータDCが出力する電力値、電圧値、電流値などの情報が含まれる。
コンバータDC1は、太陽光発電装置SCが発電する直流電力P1−1が入力され、電力変換後の直流電力P1−2を出力する。
コンバータDC2は、風力発電装置WGが発電する交流電力P2−1が入力され、直流に整流して、電力変換後の直流電力P2−2を出力する。
コンバータDC3は、水力発電装置HGが発電する交流電力P3−1が入力され、直流に整流して、電力変換後の直流電力P3−2を出力する。
コンバータDC4は、二次電池装置BTが放電する直流電力P4−1が入力され、電力変換後の直流電力P4−2を出力する。
コンバータDC5は、燃料電池装置FCが出力する直流電力P5−1が入力され、電力変換後の直流電力P5−2を出力する。
コンバータDC6は、エンジン発電装置EGが発電する交流電力P6−1が入力され、直流に整流して、電力変換後の直流電力P6−2を出力する。
電流制限部CLは、制御装置10が出力する電流制限情報CLCに基づいて動作する。また、電流制限部CLは、制御装置10に対して電流情報CLIを出力する。
電力制御部120は、この発電状態情報のうち、水力発電装置HGの発電状況について判定する(ステップS30)。電力制御部120は、水力発電装置HGが発電する電力量が、ステップS10において取得した発電量目標値に達しているか否かを判定する。つまり、電力制御部120は、水力発電装置HGが発電する電力量のみで足りるか否かを判定する。
つまり、変動電源VPSによれば、充電残量や燃料残量を心配せずに発電することができる。
そこで、電力制御部120は、非変動電源NVPSによって発電された電力よりも、変動電源VPSによって発電された電力を優先させて供給する制御を行う。
発電電圧取得部140は、太陽光発電装置SCから発電電圧を取得する。発電電流取得部150は、太陽光発電装置SCから発電電流を取得する。
ここで、太陽光発電装置SCには、発電効率が最大になる発電電圧値及び発電電流値の組み合わせが存在する。この発電効率が最大になる発電電圧値及び発電電流値の組み合わせを「最大電力点」とも記載する。
最大電力点追従演算部160は、発電電圧取得部140が取得する発電電圧と、発電電流取得部150が取得する発電電流とに基づいて、最大電力点を判定する。具体的には、最大電力点追従演算部160は、太陽光発電装置SCの出力電圧を監視しつつ、コンバータDC1に対して、太陽光発電装置SCの出力電流を変動させる制御を行う。最大電力点追従演算部160は、出力電流を変動させながら、出力電圧と出力電流との積、すなわち太陽光発電装置SCの出力電力を算出する。最大電力点追従演算部160は、出力電力が最大になる電圧値と電流値との組み合わせを、最大電力点として判定する。
最大電力点追従演算部160は、この最大電力点における電圧値及び電流値を、電力制御部120に対して出力する。
つまり、電力制御部120は、複数の変動電源VPSのうち特定の変動電源VPSの発電電圧及び発電電流に基づいて、当該特定の変動電源VPS以外の変動電源VPSの発電電圧を制御する。
電力制御部120は、太陽光発電出力への追従制御を行うことにより、太陽光発電装置SCの発電効率を最大化することができる。
次に、アラーム出力について説明する。
アラーム情報取得部170は、非変動電源NVPSからアラーム情報を取得する。このアラーム情報とは、例えば、充電残量の低下、燃料残量の低下、機器の故障や劣化などを示す情報である。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (5)
- 小水力発電所に備えられる電動機であって、始動時の負荷が定常駆動状態の負荷よりも大きく、水路から取水路に取り込まれる発電用水の取水量を前記取水路の取水口において制御する取水ゲートの開度を変化させることにより、前記取水量を可変に制御する電動機の前記定常駆動状態の消費電力を超え、前記電動機の前記始動時の消費電力を超えない電力量を供給可能である水力発電装置を含み、発電量が自然環境条件に依存して変動する変動電源と、
電源のうち前記変動電源以外の非変動電源と、
前記変動電源及び前記非変動電源から供給される電力を前記電動機に供給する電力供給部と、
前記電力供給部を介して前記変動電源及び前記非変動電源から前記電動機に供給される電力のうち、前記水力発電装置によって発電された電力を優先させて供給する制御を行う制御装置と
を備える電源装置。 - 前記非変動電源には、前記電動機の負荷変動の速度に対応して電力供給が可能な負荷変動対応電源が含まれる
請求項1に記載の電源装置。 - 前記非変動電源のうち前記負荷変動対応電源を除く電源から、又は前記変動電源から、前記負荷変動対応電源に流入する電流の電流値を制限する電流制限部
を備える請求項2に記載の電源装置。 - 前記制御装置は、
複数の前記変動電源のうち特定の前記変動電源の発電電圧及び発電電流に基づいて、当該特定の前記変動電源以外の前記変動電源の発電電圧を制御する
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記非変動電源の発電状況に基づく警報を出力するアラーム出力部
を備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電源装置。
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