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公開番号2025019379
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023122961
出願日2023-07-28
発明の名称発電システム、制御装置
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類H02J 3/46 20060101AFI20250131BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】エネルギー効率の悪化を抑えつつ逆潮流を防止することのできる発電システムを提供する。
【解決手段】実施形態の発電システムは、所定の発電出力設定値に基づいて負荷に電力を供給する発電部と、商用電力系統から負荷に供給される電力の受電点における電力又は電流を含む受電点電力を測定する測定部と、受電点電力と該受電点電力の時間平均である受電点電力平均との差から得られる受電点電力偏差に基づいて、発電部から商用電力系統への電力又は電流の流れを抑止する発電部の発電出力の逆潮流防止マージンを算出するマージン設定部と、受電点電力平均及び逆潮流防止マージンに基づいて、発電出力設定値を設定する発電出力設定部とを具備する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
商用電力系統と連系して負荷に電力を供給する発電システムであって、
所定の発電出力設定値に基づいて前記負荷に電力を供給する発電部と、
前記商用電力系統から前記負荷に供給される電力の受電点における電力又は電流を含む受電点電力を測定する測定部と、
前記受電点電力と該受電点電力の時間平均である受電点電力平均との差から得られる受電点電力偏差に基づいて、前記発電部から前記商用電力系統への電力又は電流の流れを抑止する前記発電部の発電出力の逆潮流防止マージンを算出するマージン設定部と、
前記受電点電力平均及び前記逆潮流防止マージンに基づいて、前記発電出力設定値を設定する発電出力設定部と
を具備する発電システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記マージン設定部は、前記受電点電力偏差の変化に基づき前記逆潮流防止マージンを変更することを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
前記受電点電力平均及び前記受電点電力偏差を記録する記憶部と、
前記受電点電力平均及び前記受電点電力偏差の少なくともいずれかを学習し予測演算する学習演算部と、をさらに備え、
前記マージン設定部は、前記予測演算の結果に基づいて前記逆潮流防止マージンを変更することを特徴とする請求項２記載の発電システム。
【請求項４】
ネットワークを介して気象情報を含む環境情報を受信する環境情報受信部をさらに備え、
前記学習演算部は、前記受電点電力平均又は前記受電点電力偏差の少なくともいずれか及び前記環境情報との関係を学習し予測演算すること
を特徴とする請求項３記載の発電システム。
【請求項５】
前記学習演算部は、ＡＩ学習を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の発電システム。
【請求項６】
前記受電点電力の正負に基づいて、前記発電部から前記商用電力系統への電力又は電流の流れの有無を判定する逆潮流判定部と、
前記逆潮流判定部の判定結果に基づいて前記発電システムの発電出力を停止する出力制御部と、
をさらに備えた請求項１記載の発電システム。
【請求項７】
前記負荷は、前記発電システムを稼働する補機を含み、
前記発電システムが、
前記受電点電力の正負に基づいて、前記発電部から前記商用電力系統への電力又は電流の流れの有無を判定する逆潮流判定部と、
前記逆潮流判定部の判定結果に基づいて前記補機の負荷を制御する負荷制御部と、
をさらに備えた請求項１記載の発電システム。
【請求項８】
所定の発電出力設定値に基づき、商用電力系統と連系して負荷に電力を供給する発電システムを制御する制御装置であって、
前記商用電力系統から前記負荷に供給される電力の受電点における電力又は電流を含む受電点電力を示す信号を受信する電力信号受信部と、
前記受電点電力と該受電点電力の時間平均である受電点電力平均との差から得られる受電点電力偏差に基づいて、前記発電システムから前記商用電力系統への電力又は電流の流れを抑止する前記発電システムの発電出力の逆潮流防止マージンを算出するマージン設定部と、
前記受電点電力平均及び前記逆潮流防止マージンに基づいて前記発電出力設定値を設定し前記発電システムに送信する発電出力設定部と
を具備する制御装置。
【請求項９】
前記マージン設定部は、前記受電点電力偏差の変化に基づき前記逆潮流防止マージンを変更することを特徴とする請求項８記載の制御装置。
【請求項１０】
前記受電点電力の正負に基づいて、前記発電部から前記商用電力系統への電力又は電流の流れの有無を判定する逆潮流判定部と、
前記逆潮流判定部の判定結果に基づいて前記発電システムの発電出力を停止する出力制御部と、
をさらに備えた請求項８記載の制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、系統連系運転が可能な発電システム、制御装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ＳＤＧｓへの関心の高まり、エネルギー資源高騰などの社会情勢の変化により、再生可能エネルギーによる発電システムの利用が拡大しつつある。しかし、再生可能エネルギーによる発電システムと既存の商用系統とを連系運転させる場合、様々な課題が存在する。
【０００３】
例えば、太陽光発電装置や風力発電装置などは、発電出力を自由に制御することが難しい。このような発電出力を制御しにくい発電システムと商用系統とを連系させた場合、発電出力の増加により発電電力が商用系統に流れ込む逆潮流を生ずることがある。そこで、商用系統の安定性の観点から、系統に対して発電電力を逆潮流させることを系統連系規定や電力会社との契約で禁止することが行われている。同様に、発電出力を制御しにくい発電システムについて、時間帯による発電制限を課すことが行われている。
【０００４】
逆潮流を防止するため、例えば、発電システム内部の補機類（ヒーター等）や外部の負荷を動作させ、発電システムから商用系統への送電電力を抑制する技術が提案されている。しかし、かかる技術では、発電システムにおいて余剰となった電力を本来は不要である補機類や負荷へ供給するものであり、エネルギーを無駄に消費するという課題がある。すなわち、エネルギー効率が悪化してしまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開2009-64753
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来の発電システム、制御装置は、逆潮流を防止するためにエネルギー効率が悪化するという問題がある。本発明の目的は、エネルギー効率の悪化を抑えつつ逆潮流を防止することのできる発電システム、制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の発電システムは、商用電力系統と連系して負荷に電力を供給する発電システムである。実施形態の発電システムは、所定の発電出力設定値に基づいて負荷に電力を供給する発電部と、商用電力系統から負荷に供給される電力の受電点における電力又は電流を含む受電点電力を測定する測定部と、受電点電力と該受電点電力の時間平均である受電点電力平均との差から得られる受電点電力偏差に基づいて、発電部から商用電力系統への電力又は電流の流れを抑止する発電部の発電出力の逆潮流防止マージンを算出するマージン設定部と、受電点電力平均及び逆潮流防止マージンに基づいて、発電出力設定値を設定する発電出力設定部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
第１実施形態に係る発電システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
第１実施形態に係る発電システムにおいて、商用系統からの受電点電力についてその平均値との偏差と、逆潮流防止マージンとの関係の一例を示す図である。
第１実施形態に係る発電システムにおいて、商用系統からの受電点電力についてその平均値との偏差と、逆潮流防止マージンとの関係の他の例を示す図である。
第１実施形態に係る発電システムにおいて、商用系統からの受電点電力についてその平均値との偏差と、逆潮流防止マージンとの関係の他の例を示す図である。
第１実施形態の発電システムの制御装置の動作を示すフローチャートである。
第１実施形態の制御装置において受電点電力偏差の変化とそれに応じて逆潮流防止マージンを変化させた場合の発電出力の変化の一例を示す図である。
第１実施形態の制御装置において受電点電力偏差の変化とそれに応じて逆潮流防止マージンを変化させた場合の発電出力の変化の他の例を示す図である。
第２実施形態に係る発電システムにおける制御装置の動作を示すフローチャートである。
第２実施形態に係る発電システムの制御装置における受電点電力平均を求める所定時間を説明する図である。
第３実施形態に係る発電システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
第３実施形態に係る発電システムにおいて、受電点電力の予測値と、逆潮流防止マージンとの関係の一例を示す図である。
第３実施形態に係る発電システムにおいて、受電点電力の予測値と、逆潮流防止マージンとの関係の他の例を示す図である。
第３実施形態に係る発電システムにおいて、受電点電力の予測値と、逆潮流防止マージンとの関係の他の例を示す図である。
第３実施形態に係る発電システムにおける１日の受電点電力及び発電出力の時間変化の一例を示す図である。
第４実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
第４実施形態に係る発電システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
第５実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
第５実施形態に係る発電システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る発電システムを詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示すように、この実施形態の発電システム１は、制御装置１０、パワーコンディショナ（Power Conditioning System：ＰＣＳ）２０、受電点電力計３０、燃料電池４０、連系遮断器５０を具備する。この実施形態の発電システム１は、商用電力系統５と、負荷６とが接続される。
（【００１１】以降は省略されています）

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