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公開番号2025018012
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121386
出願日2023-07-26
発明の名称ガス発生装置型制動抵抗、ガスタービン発電システム、およびガス発生装置型制動抵抗によるガス生成方法
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02J 15/00 20060101AFI20250130BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】火力発電または原子力発電などの電力系統故障時の過大な電力は、従来熱に変換して消費するだけで利用されていない。
【解決手段】電力系統に異常が検出された場合のみ遮断器を閉じて電力系統と水素ガス発生装置を接続し、電力系統からの余剰電力により水素ガスを発生させる水素ガス発生装置型制動抵抗を備える。発生した水素ガスを貯蔵し、水素ガスタービン設備に供給する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統の系統電圧または電流を検出する検出手段、前記検出手段で検出された電圧または電流に応じて遮断器の開閉動作を指示する保護継電器、前記遮断器により前記電力系統と接続され、前記電力系統からの電力によりガスを発生するガス発生装置、前記ガス発生装置で発生したガスを貯蔵する貯蔵器、を備え、前記電力系統にあらかじめ定めた閾値以上の電圧または電流の異常が検出された場合のみ前記遮断器により前記電力系統と前記ガス発生装置を接続することを特徴とするガス発生装置型制動抵抗。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記ガス発生装置の前段あるいは前記ガス発生装置にＡＣ／ＤＣ変換器を有することを特徴とする請求項１に記載のガス発生装置型制動抵抗。
【請求項３】
前記ガスは水素ガスまたはメタンガスであることを特徴とする請求項１に記載のガス発生装置型制動抵抗。
【請求項４】
電力系統の系統電圧または電流を検出する検出手段、前記検出手段で検出された電圧または電流に応じて遮断器の開閉動作を指示する保護継電器、前記遮断器により前記電力系統と接続され、前記電力系統からの電力によりガスを発生するガス発生装置、前記ガス発生装置で発生したガスを貯蔵する貯蔵器、を備え、前記電力系統にあらかじめ定めた閾値以上の電圧または電流の異常が検出された場合のみ前記電力系統と前記ガス発生装置を前記遮断器により接続することにより発生したガスを前記貯蔵器に貯蔵し、貯蔵されたガスによりガスタービン発電設備を稼働し、発生した電力を前記電力系統に送電することを特徴とするガスタービン発電システム。
【請求項５】
請求項１に記載のガス発生装置型制動抵抗により、電力系統の電圧または電流を検出し、検出した電圧または電流があらかじめ定められた閾値以上の場合に、遮断器を閉じてガス発生装置と前記電力系統を接続し、前記電力系統から電力を供給し、供給した電力により前記ガス発生装置で発生したガスを貯蔵し、または発生したガスからエネルギーキャリアを生成することを特徴とするガス発生装置型制動抵抗によるガス生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、ガス発生装置型制動抵抗、ガスタービン発電システム、およびガス発生装置型制動抵抗によるガス生成方法に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、風力発電装置または太陽光発電装置などの電力系統の出力ターミナルにパワーツーガスユニットが接続されたコンビネーション発電所の発電ユニットにおいて、風力などの絶え間ない変動から発生する変動部分がパワーツーガスユニットにおいてガスを生成するために消費されるように設定され、風力発電装置または太陽光発電装置の電力供給があらかじめ定めた電力量を下回る場合にパワーツーガスユニットへの電力供給を減少し、または停止し、あらかじめ定めた電力量を上回る場合には、パワーツーガスユニットへの電力供給量を増加する制御を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、常時、電力系統に水素発生装置を接続する状態において、発電所の故障による電圧低下または周波数低下などの電力系統の電力動揺の発生に対し、水素発生装置で消費される電力の減少または電力を消費しない制御により、電力系統の周波数および電圧の安定化を図る技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－５１３８９０号公報
特開２０２３－０１０７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これら技術は、カーボンフリーエネルギー供給システムの不安定な電力供給を補助するために常時、水素発生装置などを風力発電装置または太陽光発電装置などに接続した構成であり、火力発電または原子力発電などの電力系統の余剰電力発生時、特にこれら発電所の電力系統故障時に発生する過大な電力の使用については何ら開示がされていない。
【０００５】
本願は、電力系統の事故時の利用価値のない電力を、水素発生装置などのパワーツーガスユニットに供給することで、今まで電力を熱として放出していた制動抵抗の代わりに使用し、電力系統異常時の過大電力を、水素あるいはメタンなどのガスに変換して貯蔵することができるとともに、必要時に利用を図ることが容易となるガス発生装置型制動抵抗を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に開示されるガス発生装置型制動抵抗は、
電力系統の系統電圧または電流を検出する検出手段、検出手段で検出された電圧または電流に応じて遮断器の開閉動作を指示する保護継電器、遮断器により電力系統と接続され、電力系統からの電力によりガスを発生するガス発生装置、ガス発生装置で発生したガスを貯蔵する貯蔵器、を備え、電力系統にあらかじめ定めた閾値以上の電圧または電流の異常が検出された場合のみ遮断器により電力系統とガス発生装置を接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本願に開示されるガス発生装置型制動抵抗によれば、電力系統異常時の過大電力を水素あるいはメタンなどのガスに変換することにより貯蔵することができるとともに、必要時に利用することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る水素ガス発生装置型制動抵抗を使用した水素ガスタービン発電システムの通常時の機能を示す概念図である。
実施の形態１に係る水素ガス発生装置型制動抵抗を使用した水素ガスタービン発電システムの電力系統故障時の機能を示す概念図である。
水素ガスタービン発電システムの各工程を説明する図である。
実施の形態１に係る水素ガス発生装置型制動抵抗を使用した電力系統故障時の機能を示す別の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本願に係るガス発生装置型制動抵抗の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。
【００１０】
図１および図２は、実施の形態１に係る水素ガス発生装置型制動抵抗を使用した水素ガスタービン発電システムの概念図であり、図１は通常時、図２は故障時を示す。電力系統１は、原子力発電、火力発電、水力発電、風力発電、太陽光発電など、いずれの発電設備によるものでもよく、発電した電気により外部に電力を供給する。水素ガス発生装置型制動抵抗２は、計器用変圧器２１、保護継電器２２、遮断器２３，および水素ガス発生装置２４からなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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