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公開番号2024135136
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023045673
出願日2023-03-22
発明の名称電力供給システム、及びその制御方法
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類H02J 3/38 20060101AFI20240927BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】平時には比較的経済性の高い構成で所定の電力を需要家へ供給可能であると共に、有事における停電発生時においても、安定した電力供給ができる時間の長期化を図る。
【解決手段】電力制御部PC1、CG1は、商用電力系統Kの停電を検知した場合、接続切替部SW1により商用電力接続状態から自立接続状態へ切り換えると共に、熱電併給装置CGを自立接続経路L2を母線として連系接続する第1接続切替制御を実行すると共に、太陽電池PVの発電電力の現時点までの所定期間の平均値である発電電力平均値が負荷IRの消費電力未満であり、且つ蓄電池SBの蓄電量が予め定められた充電を開始する閾値としての充電開始閾値以下となった場合、熱電併給装置CGからの電力供給を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
太陽電池と、蓄電池と、熱電併給装置と、前記太陽電池と前記蓄電池と前記熱電併給装置とを用いた負荷への電力供給を制御する電力制御部と、
前記太陽電池及び前記蓄電池と前記負荷との接続経路を、前記太陽電池と前記蓄電池とが互いに接続され且つ商用電力系統に対して接続される商用電力接続状態とする商用接続経路を介する経路と、前記太陽電池と前記蓄電池とが互いに接続され且つ前記商用電力系統から電気的に切り離された自立接続状態とする自立接続経路を介する経路との何れか一方に切り替え可能な接続切替部とを備え、
前記電力制御部は、前記商用電力系統の停電を検知した場合、
前記接続切替部により前記商用電力接続状態から前記自立接続状態へ切り換えると共に、前記熱電併給装置を前記自立接続経路を母線として連系接続する第１接続切替制御を実行すると共に、
前記太陽電池の発電電力の現時点までの所定期間の平均値である発電電力平均値が前記負荷の消費電力未満であり、且つ前記蓄電池の蓄電量が予め定められた充電を開始する閾値としての充電開始閾値以下となった場合、前記熱電併給装置からの電力供給を実行する電力供給システム。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記電力制御部は、前記商用電力系統の停電を検知し、前記第１接続切替制御を実行した後で、前記蓄電池の蓄電量が予め定められた充電を停止する閾値としての充電停止閾値以上となった場合、
前記太陽電池の前記発電電力平均値に関わらず、前記自立接続状態を維持すると共に前記熱電併給装置の前記自立接続経路を母線とする前記連系接続を維持した状態で、前記熱電併給装置からの電力供給を停止する請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記電力制御部は、前記商用電力系統の停電を検知し、前記第１接続切替制御を実行した後に、前記自立接続経路を介した電力供給の停止を検知した場合、
前記熱電併給装置の前記自立接続経路を母線とする前記連系接続を解除して、前記熱電併給装置を自立運転に切り替える第２接続切替制御を実行し、前記熱電併給装置から前記負荷への電力供給を実行する請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
太陽電池と、蓄電池と、熱電併給装置と、前記太陽電池と前記蓄電池と前記熱電併給装置とを用いた負荷への電力供給を制御する電力制御部と、
前記太陽電池及び前記蓄電池と前記負荷との接続経路を、前記太陽電池と前記蓄電池とが互いに接続され且つ商用電力系統に対して接続される商用電力接続状態とする商用接続経路を介する経路と、前記太陽電池と前記蓄電池とが互いに接続され且つ前記商用電力系統から電気的に切り離された自立接続状態とする自立接続経路を介する経路との何れか一方に切り替え可能な接続切替部とを備えた電力供給システムの制御方法であって、
前記商用電力系統の停電を検知した場合に、前記接続切替部により前記商用電力接続状態から前記自立接続状態へ切り換えると共に、前記熱電併給装置を前記自立接続経路を母線として連系接続する第１接続切替制御を実行すると共に、
前記太陽電池の発電電力の現時点までの所定期間の平均値である発電電力平均値が前記負荷の消費電力未満であり、且つ前記蓄電池の蓄電量が予め定められた充電を開始する閾値としての充電開始閾値以下となった場合、前記熱電併給装置からの電力供給を実行する制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システム、及びその制御方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電力供給システムとして、住宅等に設けられる負荷に対し、商用電力系統から商用電力線を介して電力を供給可能に構成されていると共に、太陽電池と当該太陽電池の発電電力を蓄電可能な蓄電池とから成る分散型電源から分岐電力線を介して太陽電池の発電電力又は蓄電池に蓄電された電力を供給可能に構成されているものが知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－４０４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示の技術の如く、太陽電池と蓄電池とを組み合わせた分散型電源を有する電力供給システムは、停電時にも電力の供給が可能であることから、エネルギーレジリエンスの強化の観点から有効である。
ここで、エネルギーレジリエンスとは、平時には需要家を含む社会に対して所要のエネルギーを安定的に供給すると共に、有事には自然的・人為的災害等によりエネルギーの供給支障を生じた場合に、当該災害等が人命・資産や経済活動及び社会にもたらす影響を低減するためのハード・ソフト面での停止復旧能力である。（２０２０年４月にＡＰＥＣで合意された「エネルギーレジリエンス原則」に基づく定義。）
上記特許文献１に開示の技術では、停電が発生した場合に、悪天候時や夜間を含めた長時間に亘り、負荷（特に、重要負荷）への電力供給を維持するには、蓄電池を大容量化する必要があるが、蓄電池を大容量化するには初期投資が高くなるためシステム導入の妨げとなっており、新たな技術の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、平時には比較的経済性の高い構成で所定の電力を需要家へ供給可能であると共に、有事における停電発生時においても、安定した電力供給ができる時間の長期化を図ることができる電力供給システム、及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための電力供給システムの特徴構成は、
太陽電池と、蓄電池と、熱電併給装置と、前記太陽電池と前記蓄電池と前記熱電併給装置とを用いた負荷への電力供給を制御する電力制御部と、
前記太陽電池及び前記蓄電池と前記負荷との接続経路を、前記太陽電池と前記蓄電池とが互いに接続され且つ商用電力系統に対して接続される商用電力接続状態とする商用接続経路を介する経路と、前記太陽電池と前記蓄電池とが互いに接続され且つ前記商用電力系統から電気的に切り離された自立接続状態とする自立接続経路を介する経路との何れか一方に切り替え可能な接続切替部とを備え、
前記電力制御部は、前記商用電力系統の停電を検知した場合、
前記接続切替部により前記商用電力接続状態から前記自立接続状態へ切り換えると共に、前記熱電併給装置を前記自立接続経路を母線として連系接続する第１接続切替制御を実行すると共に、
前記太陽電池の発電電力の現時点までの所定期間の平均値である発電電力平均値が前記負荷の消費電力未満であり、且つ前記蓄電池の蓄電量が予め定められた充電を開始する閾値としての充電開始閾値以下となった場合、前記熱電併給装置からの電力供給を実行する点にある。
【０００７】
上記特徴構成によれば、商用電力系統の停電を検知した場合、接続切替部により接続状態を商用電力接続状態から自立接続状態へ切り換えると共に、熱電併給装置を自立接続経路を母線として連系接続する第１接続切替制御を実行するから、負荷に対して太陽電池及び蓄電池から電力供給が可能な状態とすると共に、熱電併給装置からも電力供給が可能な状態とすることができる。
更に、太陽電池の発電電力の現時点までの所定期間の平均値である発電電力平均値が、負荷の消費電力未満であって、蓄電池の蓄電量が消費され易い状況で、且つ蓄電池の蓄電量が予め定められた充電を開始する閾値としての充電開始閾値以下となった場合に、熱電併給装置を起動して電力供給可能とするから、蓄電池の蓄電量が消費され易い状況で、且つ蓄電池の蓄電量が比較的低い状況であるときに、熱電併給装置による発電電力を蓄電池へ供給できる。これにより、蓄電池への蓄電量を積極的に維持して、太陽電池及び蓄電池が負荷へ自立接続され電力供給可能な自立接続状態を積極的に維持できる。
結果、例えば太陽電池の発電電力がなく且つ蓄電池の蓄電量が下限値（例えば、零）となって自立接続状態が維持できなくなり、それにより熱電併給装置の自立接続経路への連系接続が解除され、熱電併給装置が単独で負荷へ電力供給する自立運転に切り替わり、熱電併給装置単独で負荷へ電力供給する状況の発生を抑制できる。
換言すれば、有事における停電時は、地震等の他の自然災害が発生しており、熱電併給装置への燃料の供給が遮断される虞もあるが、上記特徴構成によれば、熱電併給装置から負荷への電力供給と、太陽電池及び蓄電池から負荷への電力供給の双方を良好に維持でき、エネルギーレジリエンスをより強化したシステムにできる。
以上より、平時には、熱電併給装置を備えた比較的経済性の高い構成で所定のエネルギを需要家へ供給可能であると共に、有事における停電発生時においても、安定した電力供給ができる時間の長期化を図ることができる電力供給システムを実現できる。
【０００８】
電力供給システムの更なる特徴構成は、
前記電力制御部は、前記商用電力系統の停電を検知し、前記第１接続切替制御を実行した後で、前記蓄電池の蓄電量が予め定められた充電を停止する閾値としての充電停止閾値以上となった場合、
前記太陽電池の前記発電電力平均値に関わらず、前記自立接続状態を維持すると共に前記熱電併給装置の前記自立接続経路を母線とする前記連系接続を維持した状態で、前記熱電併給装置からの電力供給を停止する点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、商用電力系統の停電を検知し、第１接続切替制御を実行した後で、蓄電池の蓄電量が予め定められた充電を停止する閾値としての充電停止閾値以上となった場合、熱電併給装置からの電力供給を停止するから、自立接続経路への電力供給過多により、システムが不安定化することを防止できる。
尚、熱電併給装置からの電力供給停止は、自立接続状態を維持すると共に熱電併給装置の自立接続経路を母線とする連系接続を維持した状態で実行するので、熱電併給装置から前記負荷に対する電力供給を瞬時に再開可能な状態を維持して、エネルギーレジリエンスを維持した制御を実現できる。
【００１０】
電力供給システムの更なる特徴構成は、
前記電力制御部は、前記商用電力系統の停電を検知し、前記第１接続切替制御を実行した後に、前記自立接続経路を介した電力供給の停止を検知した場合、
前記熱電併給装置の前記自立接続経路を母線とする前記連系接続を解除して、前記熱電併給装置を自立運転に切り替える第２接続切替制御を実行し、前記熱電併給装置から前記負荷への電力供給を実行する点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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