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公開番号2025132028
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029330
出願日2024-02-29
発明の名称電力系統システム
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/34 20060101AFI20250903BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力系統システムにおいて、蓄電池によるエネルギー需給制御ができなくなる過放電や過充電を抑制する。
【解決手段】DCバス5に第1電力変換器DC/DC1を介して自然エネルギー発電装置2が接続される。また、DCバス5に第2電力変換器DC/DC2を介して蓄電部3が接続される。さらに、蓄電部3に対して充放電を行う水素システムが設けられる。水素システムは、電力を水素に分解する水電解装置ECと、水素を蓄える水素タンク4と、水素を電力に変換する燃料電池FCと、を有する。水素システムを制御する電力補償器は、所定期間の開始時と終了時の前記蓄電池のSOCを目標値付近に維持するように、次の所定期間における前記水素システムの充放電量を決定する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
ＤＣバスと、
前記ＤＣバスに接続された第１電力変換器と、
前記第１電力変換器に接続された自然エネルギー発電装置と、
前記ＤＣバスに接続された第２電力変換器と、
前記第２電力変換器に接続された蓄電部と、
電力を水素に分解する水電解装置と前記水素を蓄える水素タンクと前記水素を電力に変換する燃料電池とを有し、前記蓄電部に対して充放電を行う水素システムと、
前記水素システムを制御する電力補償器と、
を備えた電力系統システムであって、
前記電力補償器は、前記蓄電部の目標ＳＯＣと前回所定期間開始時ＳＯＣのうち少なくとも一方と前回所定期間終了時ＳＯＣとに基づいて、次の所定期間終了時の前記蓄電部のＳＯＣが、前記目標ＳＯＣまたは前記前回所定期間開始時ＳＯＣとなるように、次の所定期間における充放電量と充放電期間を決定し、前記充放電量と前記充放電期間に基づいて、前記水素システムを制御することを特徴とする電力系統システム。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記自然エネルギー発電装置は太陽光パネルであり、
前記電力補償器は、
過去の発電パターンと日射量予測に基づいて次の所定期間の発電量と次の所定期間の発電パターンを予測する発電予測部と、過去の負荷パターンと特殊イベント情報に基づいて次の所定期間の負荷量と次の所定期間の負荷パターンを予測する負荷予測部と、のうち少なくとも一方と、
前記目標ＳＯＣと前記前回所定期間開始時ＳＯＣのうち少なくとも一方と、次の所定期間の前記発電量と次の所定期間の前記負荷量のうち少なくとも一方と、前記前回所定期間終了時ＳＯＣと、に基づいて前記充放電量を決定する充放電量決定部と、
次の所定期間の前記発電パターンと次の所定期間の前記負荷パターンのうち少なくとも一方と、前記充放電量と、に基づいて前記充放電期間を決定する充放電期間決定部と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電力系統システム。
【請求項３】
前記電力補償器は、
過去の前記所定期間の発電履歴、過去の前記所定期間の日射履歴、過去の前記所定期間の負荷履歴のうち少なくとも何れか１つに基づいて過去の前記充放電量が適切であったのかを検証して前記充放電量の決定アルゴリズムを補正するＳＯＣ差異分析部を備え、
前記充放電量決定部は、補正後の充放電量決定アルゴリズムにより前記充放電量を決定することを特徴とする請求項２記載の電力系統システム。
【請求項４】
前記所定期間は２４時間であることを特徴とする請求項１記載の電力系統システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＤＣバスと蓄電部と水素システムを備えた電力系統システムに関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電力エネルギーの環境対応として太陽光発電や風力発電等の自然エネルギー発電の増加が見込まれる。季節変動など不安定な自然エネルギー由来の発電に対して長期的なエネルギー需給バランス（電力安定化）を取るためには大容量のエネルギー蓄積要素が必要である。
【０００３】
エネルギー蓄積要素の現在の主力として目されている蓄電池は高応答であるがエネルギー蓄積量（容量）が設置時に決まってしまう。また、年間を通して安定させるための容量を設定すると蓄電池の利用率が上がらない。
【０００４】
そこで、タンクの交換や補充などが行える水素に着目する。水素を利用したエネルギー蓄積要素を加えることで、蓄電池への投資を抑え、かつ季節変動などへの長期変動に耐えられるシステムを構築できる。
【０００５】
水電解による水素生成（以降、水電解装置ＥＣと称する）と燃料電池による発電（以後、燃料電池ＦＣと称する）による電力エネルギーの出し入れが可能な水素システムによって、長期的なエネルギー需給バランスを取れるようになる。
【０００６】
しかしながら水素システムにも利点・欠点があり、蓄電池、水素システムを整理すると以下となる。
【０００７】
（蓄電池）
利点：高応答に電力の出し入れが可能で、需要や発電の急峻な変動にも対応可能である。
欠点：設置時にエネルギー蓄積量（蓄電容量）が決定されてしまう。
【０００８】
（水素システム）
利点：水素タンクの補充などでエネルギー蓄積量（蓄電容量）は理論的には無限大である。
欠点：液体や気体を扱うため、急峻な電力変動に不向きである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第６９２３２３１号
ＷＯ２０２１／２００９０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記蓄電池、水素システムの利点・欠点を相互に補う電力系統システムを図１に示す。図１（ａ）は直流負荷への供給構成例を示し、図１（ｂ）は交流負荷への供給構成例を示す。現在の電力系統システムは系統電源１や負荷との接続に多少の差異はあるものの、概ねＤＣバス５を介して図１の構成を取っている。特許文献１にこの構成が開示されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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