JP7472777B2 - 電力システム、サーバおよび電力需給の調整方法 - Google Patents
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Description
上記(4),(5)の構成においては、管理装置は、燃料電池車の状態に依らず、単純に断続的(好ましくは定期的)に減少制御を繰り返し燃料電池車に実行させる。これにより、減少制御の実行タイミングを管理するための管理装置による処理を簡易化できる。
<電力システムの全体構成>
図1は、本開示の実施の形態1に係る電力システムの概略的な構成を示す図である。電力システム100は、CEMS1と、CEMSサーバ2と、受変電設備3と、電力系統4と、送配電事業者サーバ5とを備える。CEMSとは、コミュニティエネルギー管理システム(Community Energy Management System)または街エネルギー管理システム(City Energy Management System)を意味する。
本実施の形態では、CEMS1の管理者が電力会社と電力契約を結んでいる。電力会社は、電力契約に従って、CEMS1に構築されたマイクログリッドMGに電力を供給し、その対価を得ている。この電力契約において、マイクログリッドMGが電力系統4から供給を受ける電力が決められている。この電力を以下では「契約電力」と称する。
図2は、FCV9の全体構成の一例を概略的に示す図である。FCV9は、レセプタクル901と、水素タンク902と、供給バルブ903と、エアフィルタ904と、コンプレッサ905と、FCスタック906と、昇圧コンバータ907と、電力線908と、バッテリ909と、降圧コンバータ910と、補機負荷911と、アウトレット912と、インバータ913と、モータジェネレータ914と、ECU(Electronic Control Unit)915を備える。
燃料電池では、白金触媒(触媒層)の表面に酸化皮膜が形成され得ることが知られている。具体的には、セル電圧が酸化領域内にある状態で燃料電池の発電が継続されると、白金触媒表面への酸化皮膜の形成が進み、白金触媒の有効面積が減少し得る。その結果、白金触媒の性能が低下し、ひいては燃料電池の発電効率が低下する可能性がある。
CEMS1が電力調整リソースとしてFCV9を含む場合、CEMSサーバ2は、FCV9にマイクログリッドMGへの外部給電を適宜行わせ、マイクログリッドMGの電力需給を調整しつつも、FCV9の触媒電極に形成された酸化皮膜を適切に除去することが望ましい。
続いて、各サーバの電力調整機能に関する機能について、より詳細に説明する。送配電事業者サーバ5は、マイクログリッドMGと電力系統4との間の電力需給の調整を要求する「第1の調整要求」をCEMSサーバ2に送信する。第1の調整要求は、たとえば、所定の応動時間(たとえば5分)以内に電力系統4の周波数調整を要求する信号である。要求される周波数調整の間隔は0.5秒以上30秒以下であってもよい。第1の調整要求は、順潮流のみまたは逆潮流のみで周波数調整を行うことを要求してもよいし、順潮流と逆潮流とを交互に要求してもよい。第1の調整要求は、LFC(Load Frequency Control)信号であってもいし、EDC(Economic load Dispatching Control)信号であってもよいし、LFC信号とEDC信号とが重畳した信号であってもよい。なお、「第1の調整要求」は本開示における「電力需給の調整要求」の一例である。
図7は、実施の形態1における電力需給の調整方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば所定時間毎に繰り返し実行される。図中左側にCEMSサーバ2による処理を示し、右側にFCV9による処理を示す。各ステップは、CEMSサーバ2の制御装置またはFCV9のECU915によるソフトウェア処理により実現されるが、当該制御装置またはECU815内に作製されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。以下、ステップをSと略す。
実施の形態1では、CEMSサーバ2が複数のFCV9に定期的に減少制御を実行させる構成について説明した。実施の形態2においては、FCV9側からの要求に応じて、CEMSサーバ2が減少制御の実行を許可する構成について説明する。実施の形態2における電力システムの全体構成およびFCV9の構成は、図1および図2にて説明した構成と同等であるため、説明は繰り返さない。
Claims (8)
- 電力網に電気的に接続された複数の電力調整リソースと、
前記複数の電力調整リソースを管理する管理装置とを備え、
前記複数の電力調整リソースは、前記電力網に給電するように構成された複数の燃料電池車を含み、
前記複数の燃料電池車は、
触媒電極を有し、水素と酸素とを反応させることで発電する燃料電池と、
前記燃料電池への水素供給量を調整可能に構成された水素供給機構と、
前記燃料電池への酸素供給量を調整可能に構成された酸素供給機構と、
前記電力網への給電中に、前記燃料電池への水素供給量および前記燃料電池への酸素給量のうちの少なくとも一方を一時的に減少させる減少制御を実行するように構成された制御装置とを含み、
前記管理装置は、前記電力網への給電中の前記複数の燃料電池車の間の前記減少制御の実行タイミングを調整して前記複数の燃料電池車における前記実行タイミングを決定する、電力システム。 - 前記管理装置は、前記複数の燃料電池車のうち前記減少制御を所定時間内に実行する燃料電池車の台数を、前記電力網における電力需給の調整要求に応じた許容台数以内に制限する、請求項1に記載の電力システム。
- 前記管理装置は、前記複数の燃料電池車の間で前記実行タイミングが重複せずに前記減少制御が繰り返されるように、前記実行タイミングを調整する、請求項1または2に記載の電力システム。
- 前記実行タイミングは、定期的なタイミングである、請求項3に記載の電力システム。
- 前記複数の燃料電池車は、前記減少制御の要求を前記管理装置に送信し、
前記管理装置は、前記複数の燃料電池車からの前記要求が重複した場合、前記電力網における電力需給の調整要求に応じた許容台数以内の燃料電池車に前記減少制御を許可する、請求項1に記載の電力システム。 - 前記制御装置は、前記電力網への所定電力での給電中に前記触媒電極の電圧が基準電圧よりも低下した場合に、前記要求を発生させる、請求項5に記載の電力システム。
- 電力網に電気的に接続された複数の電力調整リソースを管理するサーバであって、
前記複数の電力調整リソースは、前記電力網に給電するように構成された複数の燃料電池車を含み、
前記複数の燃料電池車は、
触媒電極を有し、水素と酸素とを反応させることで発電する燃料電池と、
前記燃料電池への水素供給量を調整可能に構成された水素供給機構と、
前記燃料電池への酸素供給量を調整可能に構成された酸素供給機構と、
前記電力網への給電中に、前記燃料電池への水素供給量および前記燃料電池への酸素供給量のうちの少なくとも一方を一時的に減少させる減少制御を実行するように構成された制御装置とを含み、
前記サーバは、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行可能なプログラムを記憶するメモリとを備え、
前記プロセッサは、前記電力網への給電中の前記複数の燃料電池車の間の前記減少制御の実行タイミングを調整して前記複数の燃料電池車における前記実行タイミングを決定する、サーバ。 - 電力網に電気的に接続された複数の電力調整リソースをサーバにより管理する、電力需給の調整方法であって、
前記複数の電力調整リソースは、前記電力網に給電するように構成された複数の燃料電池車を含み、
前記複数の燃料電池車は、
触媒電極を有し、水素と酸素とを反応させることで発電する燃料電池と、
前記燃料電池への水素供給量を調整可能に構成された水素供給機構と、
前記燃料電池への酸素供給量を調整可能に構成された酸素供給機構と、
前記電力網への給電中に、前記燃料電池への水素供給量および前記燃料電池への酸素供給量のうちの少なくとも一方を一時的に減少させる減少制御を実行するように構成された制御装置とを含み、
前記電力需給の調整方法は、
前記サーバが前記電力網への給電中の前記複数の燃料電池車の間の前記減少制御の実行タイミングを調整して前記複数の燃料電池車における前記実行タイミングを決定し、その結果に基いて前記減少制御の指令を送信するステップと、
前記複数の燃料電池車のうち前記指令を受けた燃料電池車が前記減少制御を実行するステップとを含む、電力需給の調整方法。
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