JPH1023670A - 自家給電装置の出力制御方法及び出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昼間は定格出力で運転し、夜間は受電電力を
多くすることにより、負荷の平滑化及び経費節減を図
る。 【解決手段】 制御器１は第１〜第３のスイッチ２、
３、４及び設定器５を備え、次の機能を行うように構成
される。第１のスイッチ２はＯＮにより第一の受電電力
値を選択し、第２のスイッチ３はＯＮにより第一の受電
電力値よりも大きい第二の受電電力値を選択する。設定
器５は発電装置の許容最低出力値を設定自在とし、第３
のスイッチ４はＯＮによりこの設定値を有効にし、ＯＦ
Ｆにより無効にする。タイマの計測する時間により上記
第１、第２のスイッチ２、３を切り替える。制御器１が
算出する負荷の総量が、上記第二の受電電力値と上記許
容最低出力値との合計量以下になると、出力保持器６に
連通する制御スイッチ７をＯＮにし、上記合計量を更に
下回ると、制御スイッチ７をＯＦＦにして上記発電装置
を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コージェネレーシ
ョンシステム等、系統連系を行う自家発電装置の運転を
最適化し、負荷の平滑化と経済性の向上とを図るように
した自家給電装置の出力制御方法及びその方法を適用し
た出力制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種負荷機器を運転する場合、需要者に
よっては自家発電装置を設け、この自家発電装置により
得られる電力と商用電力とを併用して上記負荷機器を運
転することが行なわれている。また、エネルギーの効率
的、経済的利用を図るべく、エンジン等の動力によって
発電を行うと同時に、その排熱を利用して冷暖房等の２
以上のエネルギー供給を行うシステム（コージェネレー
ションシステム）が知られている。図５は、従来の上記
コージェネレーションシステムの１例を示している。以
下に、この図５に示したコージェネレーションシステム
について、簡単に説明する。

【０００３】図５において、８は変成器で、遮断器９を
介して母線１０に接続されている。従って、商用電源は
上記変成器８、遮断器９を介して母線１０に供給され
る。１１は発電機であり、この発電機１１により発電し
た電力は、遮断器１２を介して上記母線１０に供給され
る。１３は第一の電力検出手段であり、母線電圧と受電
電流とを、夫々変圧器１４、変流器１５を介して取り込
み、受電電力を検出する。また、１６は第二の電力検出
手段であり、上記第一の電力検出手段１３と同様、夫々
変圧器１７、変流器１８を介して、母線電圧、発電機電
流を取り込み、発電機出力を検出する。図示の構造の場
合、第一、第二の各設定器１９、２０を備えている。第
一の設定器１９は、逆潮流を防止すべく設けられるもの
で、受電電力の下限値が入力されている。一方、第二の
設定器２０は、上記発電機１１の定格等に応じて定めら
れる、発電機出力の上限値が入力されている。そして、
制御器２１が、受電電力が上記下限値を下回ることのな
いように、且つ、発電機出力が上記上限値を上回ること
のないように、原動機２２の運転を制御する。

【０００４】上述したような構造の自家発電装置を運転
する場合、例えば、昼間は上記発電装置をほぼ定格出力
で運転すると共に商用電力の供給量を低くし、夜間には
上記発電装置の出力を絞ると共に商用電力の供給量を増
大させることが好ましい。何となれば、電力会社は、い
わゆる季時別電気料金制度を採用しているからである。
即ち、電力需要は季節や時間によって大きく変動する
が、このような電力需要をピーク時からオフピーク時に
移行できれば供給設備の効率的な活用、経済性の向上等
を図ることができる。このため、電気料金に季節別、時
間帯別の格差を設け、電力需要の調整を図っている。従
って、需要者は、電気料金の高い昼間は上記発電装置を
ほぼ定格出力で運転すると共に商用電力の供給量を低く
し、電気料金の安い夜間には上記発電装置の出力を絞る
と共に商用電力の供給量を増大させれば、経済的なメリ
ットが得られると共に、負荷の平滑化も達成できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の系統
連系を行なう自家発電装置では、電力会社からの商用電
力を随時受けて運転している。そして、負荷の大きい場
合にはこの発電装置をほぼ定格出力で運転し、負荷の小
さい場合には電力会社からの受電電力を一定にする制御
（受電電力一定制御）を行っている。この受電電力は、
当該需要者の需要電力の最大急峻電力変化量との関係か
ら設定するが、一旦設定した後は、変更することはでき
ない。また、この受電電力は、当該発電装置が有効に運
転できるよう必要最小限に設定されている。従って、こ
のような発電装置を、上記電気料金を勘案して運転させ
た場合、夜間においても、当該負荷から上記設定された
受電電力を差し引いた出力で運転されることになる。こ
の結果、従来の上記発電装置を、昼間は定格出力で運転
すると共に受電電力を小さくし、夜間は受電電力を多く
すると共に発電出力を絞る事が困難であった。

【０００６】本発明は、従来のものの上記課題（問題
点）を解決することを目的とするもので、例えば昼夜の
区別により、上記受電電力一定値を切り替え自在とし、
且つ、夜間に、昼間の受電電力一定値よりも大きな受電
電力一定値を選択することに伴う発電装置の極端な低負
荷運転を防止する事により、昼間は定格出力で運転し、
夜間は受電電力を多くすることを可能にするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の自家給電装置の
出力制御方法及び出力制御装置のうち、請求項１に記載
した方法の発明は、商用電力を受電する受電装置と、少
なくとも一つの発電装置とを備えた自家給電装置の出力
制御方法に関する。このような自家給電装置の出力制御
方法においては、予め設定された第一の受電電力値と、
同じく予め設定された、上記第一の受電電力値よりも大
きい第二の受電電力値とを、タイマが計測する時間によ
り選択的に切り替え自在として、上記受電装置に当該選
択された電力値分の電力を受電させる。これと共に、上
記発電装置の許容最低出力値を設定し、負荷の総量が上
記第二の受電電力値とこの許容最低出力値との合計量以
下になった場合に、この発電装置の出力レベルを所定値
に保持する出力保持器に接続する制御スイッチを閉じ、
また上記負荷の総量が上記合計量を更に下回った場合
に、上記制御スイッチを開き、発電装置を停止させる。

【０００８】また、請求項２に記載した出力制御装置の
発明は、商用電力を受電する受電装置と、少なくとも一
つの自家発電装置と、この自家発電装置の出力を制御す
る制御器とを備えた自家給電装置における出力制御装置
に関する。このような自家給電装置における出力制御装
置においては、上記制御器は閉じることにより、予め設
定された第一の受電電力値を選択する第１のスイッチ
と、同じく閉じることにより、予め設定された、上記第
一の受電電力値よりも大きい第二の受電電力値を選択自
在な第２のスイッチと、上記自家発電装置の許容最低出
力値を設定自在な設定器と、この設定器の設定を有効に
する第３のスイッチと、時間に応じて上記第１、第２の
スイッチを切り替えるタイマとを有する。これと共に、
上記制御器は、この制御器が算出する負荷の総量が上記
第二の受電電力値と上記許容最低出力値との合計量以下
になった場合に、この発電装置の出力レベルを所定値に
保持する出力保持器に接続する制御スイッチを閉じ、上
記負荷の総量が上記合計量を更に下回った場合に、上記
制御スイッチを開き、発電装置を停止させる機能を有す
る。

【０００９】更に、請求項３に記載した出力制御装置の
発明は、複数の受電電力値を段階的に設定可能とした自
家給電装置における出力制御装置に関する。この発明は
現状の受電電力の設定は１つだけなので、これを多段階
に分けて受電電力の設定を複数設定できるようにしたも
のである。

【００１０】上述のように構成される本発明の方法及び
装置においては、タイマが計測する時間が、負荷の大き
い時間帯に属するか、或は、負荷の小さい時間帯に属す
るかが判別される。そして、負荷の大きい時間帯に属す
ると判別された場合には、受電装置は第一の受電電力値
分の電力を受電すると共に、発電装置は定格出力で運転
される。一方、負荷の小さい時間帯に属すると判別され
た場合には、上記受電装置は第二の受電電力値分の電力
を受電すると共に、発電装置は低出力で運転される。こ
の場合、負荷が低減し、発電装置が低出力で運転された
場合、逆潮流が生じる恐れがある。従って、負荷の総量
が、上記第二の受電電力値と上記許容最低出力値との合
計量以下になった場合には、出力保持器に接続する制御
スイッチを閉じ、この出力保持器を作動させる。上記負
荷の総量が、上記合計量を更に下回った場合には、上記
制御スイッチを開き、上記自家発電装置を停止させる。
この結果、昼間は定格出力で運転し、夜間は受電電力を
多くすることを可能にでき、負荷の平滑化及び経費節減
を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の一実施の形
態を示している。本実施の形態の給電装置は、図１に略
示するように、商用電力を受電する受電装置（図示せ
ず）と、発電装置１Ｈと、この発電装置１Ｈの出力を制
御する制御器１とを備えており、負荷機器（図示せず）
を稼働させるべく、この負荷機器へ給電する。上記受電
装置としては、従来から知られた各種装置を使用する。
また、上記発電装置は、発電機Ｇ等により構成される。
また、上記制御器１としては、コンピュータ（ＣＰＵ、
ＭＰＵ）を利用する。このような自家給電装置の出力制
御を行なう本発明の出力制御装置においては、上記制御
器１に、図２に示すように第１〜第３のスイッチ２、
３、４及び設定器５を付設している。なお、図１におい
て、ＭＯＦは取引用変成器、ＣＢ１〜ＣＢ６は夫々母線
連絡用遮断器、ＰＴ１〜ＰＴ２は夫々電圧変成器、ＣＴ
１〜ＣＴ３は夫々電流変成器、Ｗ／ＴＤは電力変成器で
ある。

【００１２】即ち、図２に示すように、閉じる（ＯＮす
る）ことにより、予め設定された第一の受電電力値を選
択する第１のスイッチ２と、同じく閉じる（ＯＮする）
ことにより、予め設定された、上記第一の受電電力値よ
りも大きい第二の受電電力値を選択する第２のスイッチ
３と、上記発電装置１Ｈの許容最低出力値を設定自在な
設定器５と、閉じる（ＯＮする）ことにより上記設定器
５によって設定された許容最低出力値を有効にする第３
のスイッチ４とを設けている。上記許容最低出力値は、
定格出力の３割程度である。これら各スイッチ２〜４
は、従来知られた種々の構成のものを採用できる。

【００１３】更に、この制御器１は、常時、時刻（時
間）を計測するタイマ（図示せず）を有している。この
タイマとしては、上記ＣＰＵに組み込まれているクロッ
ク機構を利用できる他、別途、時刻を計測する手段を設
けて、この制御器１と連動させることもできる。このタ
イマの計測する時刻により制御器１は、上記第１、第２
のスイッチ２、３を切り替える。例えば、図４に示した
負荷曲線に基づき、午前８時から午後８時（２０時）ま
でを負荷の大きい時間帯とし、午後８時から翌日の午前
８時までを負荷の小さい時間帯とし、上記タイマの計測
する時刻がいずれの時間帯に属するかを判別するプログ
ラムを、上記制御器１に記憶させておく。そして、当該
時間帯によって上記各スイッチ１、２を夫々ＯＮ、ＯＦ
Ｆさせるように構成する。

【００１４】また、上記制御器１は、負荷の総量（トー
タル負荷）を計測し、記憶する機能を有する。上記負荷
の総量は、受電電力及び発電装置の発電量に基づいて算
出する等、従来知られた方法により算出する。一方、自
家給電装置の一部には、図３に示すように発電装置１Ｈ
の出力を所定の一定値に保つ機能を有する出力保持器
（ＡＧＣ）６と、この出力保持器６に連通する制御スイ
ッチ（ＡＰＲ）７とを設けている。この制御スイッチ７
は、上記制御器１が計測する上記負荷の総量が、上記第
二の受電電力値と上記許容最低出力値との合計量以下に
なった場合にＯＮされる。従って、この場合には上記発
電装置１Ｈの出力が所定の一定値に保持される。上記負
荷の総量が上記合計量を更に下回った場合には、上記制
御器１は、制御スイッチ７をＯＦＦにし、上記発電装置
１Ｈを停止させる。

【００１５】上述のように構成される本発明の装置を用
いて、本発明の方法により発電装置の出力を制御する際
の作用は、以下のとおりである。即ち、上記タイマは、
常時、時刻を計測しており、このタイマが計測する時刻
により、制御器１は当該時刻が負荷の大きな時間帯に属
する（昼）か否か、或は負荷の小さな時間帯に属する
（夜）か否かを判別する。そして、昼間と判別された場
合には、上記第１のスイッチ２をＯＮにすると共に、第
２のスイッチ３をＯＦＦにする。これにより、上記受電
装置が第一の受電電力値分の電力を受電すると共に、発
電装置が定格出力で運転する。

【００１６】一方、夜間と判別された場合には、上記第
１のスイッチ２をＯＦＦにすると共に、第２のスイッチ
３をＯＮにする。これにより、上記受電装置が第二の受
電電力値分の電力を受電すると共に、発電装置が定格出
力よりも低い出力で運転する。この場合において、負荷
は低減されているため、発電装置の運転に伴って逆潮が
生じる恐れがある。従って、負荷の総量が、上記第二の
受電電力値と上記許容最低出力値との合計量以下になっ
た場合には、上記制御器１は出力保持器６を作動させる
べく制御スイッチ７をＯＮにする。これにより、上記逆
潮が防止される。また、上記負荷の総量が上記合計量を
更に下回った場合には、上記制御スイッチ７をＯＦＦに
し、上記発電装置を停止させる。

【００１７】本発明の方法及び装置は、上述のように構
成され作用するため、受電電力と発電機出力との関係
は、図４に示すようになる。即ち、負荷の大きい時間帯
である午前８時から午後８時の間は、発電機の出力を大
きく、且つ受電電力（第一の受電電力）を小さくでき
る。特に、午前１０時程度からは発電機の出力を定格出
力に維持できる。一方、負荷の小さい時間帯である午後
８時から翌日の午前８時までは、受電電力（第二の受電
電力）を大きくし、且つ発電機出力を小さくできる。図
中、２点鎖線で示した直線は、発電機を運転するための
最低負荷を表わしている。従って、発電機を停止すると
契約電力をオーバーしてしまう。発電機出力が上記２点
鎖線と交わっている部分が出力保持器６が作動している
部分である。このように、本発明によれば、昼間は定格
出力で運転し、夜間は受電電力を多くすることを可能に
でき、負荷の平滑化及び経費節減を図ることができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の自家給電装置の出力制御方法及
び出力制御装置は、上述のように構成され作用するた
め、昼間は定格出力で運転し、夜間は受電電力を多くす
ることを可能にできる。また、この際に、逆潮を生じる
こともない。従って、負荷の平滑化及び経費節減を図る
ことができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である自家給電装置の構
成を示す接続図である。

【図２】図１の自家給電装置の制御器部分の構成を示す
接続図である。

【図３】図１の自家給電装置の出力保持器と制御スイッ
チの関係を示す接続図である。

【図４】本発明の装置の負荷曲線を示す特性図である。

【図５】従来例のコージェネレーションシステムの一例
を示す要部ブロック図である。

【符号の説明】

１：制御器 ２：第１のスイッチ ３：第２のスイッチ ４：第３のスイッチ ５：設定器 ６：出力保持器 ７：制御スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電力を受電する受電装置と、少なく
   とも一つの発電装置とを備えた自家給電装置の出力制御
   方法であって、 予め設定された第一の受電電力値と、同じく予め設定さ
   れた、上記第一の受電電力値よりも大きい第二の受電電
   力値とを、タイマが計測する時間により選択的に切り替
   え自在として、上記受電装置に当該選択された電力値分
   の電力を受電させると共に、 上記発電装置の許容最低出力値を設定し、負荷の総量
   が、上記第二の受電電力値とこの許容最低出力値との合
   計量以下になった場合に、この発電装置の出力レベルを
   所定値に保持する出力保持器に接続する制御スイッチを
   閉じ、上記負荷の総量が上記合計量を更に下回った場合
   に、上記制御スイッチを開いて発電装置を停止させるよ
   うにしたことを特徴とする自家給電装置の出力制御方
   法。
2. 【請求項２】 商用電力を受電する受電装置と、少なく
   とも一つの自家発電装置と、この自家発電装置の出力を
   制御する制御器とを備えた自家給電装置における出力制
   御装置であって、 上記制御器は閉じることにより、予め設定された第一の
   受電電力値を選択する第１のスイッチと、同じく閉じる
   ことにより、予め設定された上記第一の受電電力値より
   も大きい第二の受電電力値を選択自在な第２のスイッチ
   と、上記自家発電装置の許容最低出力値を設定自在な設
   定器と、この設定器の設定を有効にする第３のスイッチ
   と、時間に応じて上記第１、第２のスイッチを切り替え
   るタイマとを有すると共に、 上記制御器は、この制御器が算出する負荷の総量が、上
   記第二の受電電力値と上記許容最低出力値との合計量以
   下になった場合に、この発電装置の出力レベルを所定値
   に保持する出力保持器に接続する制御スイッチを閉じ、
   上記負荷の総量が上記合計量を更に下回った場合に、上
   記制御スイッチを開いて発電装置を停止させる機能を有
   するものであることを特徴とする自家給電装置の出力制
   御装置。
3. 【請求項３】 複数の受電電力値を段階的に設定可能と
   したことを特徴とする請求項１又は２記載の自家給電装
   置の出力制御装置。