WO2016006257A1 - 発電装置、発電システム、および発電方法 - Google Patents

発電装置、発電システム、および発電方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016006257A1
WO2016006257A1 PCT/JP2015/003506 JP2015003506W WO2016006257A1 WO 2016006257 A1 WO2016006257 A1 WO 2016006257A1 JP 2015003506 W JP2015003506 W JP 2015003506W WO 2016006257 A1 WO2016006257 A1 WO 2016006257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power generation
power
generation device
output
information indicating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/003506
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
仁 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2014142750A external-priority patent/JP6452330B2/ja
Priority claimed from JP2014142749A external-priority patent/JP2016019428A/ja
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to EP15818932.4A priority Critical patent/EP3168951B1/en
Priority to US15/325,411 priority patent/US10523015B2/en
Publication of WO2016006257A1 publication Critical patent/WO2016006257A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/46Controlling the sharing of generated power between the generators, sources or networks
    • H02J3/466Scheduling or selectively controlling the operation of the generators or sources, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a demand
    • H02J3/472Scheduling or selectively controlling the operation of the generators or sources, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a demand for selectively connecting the AC sources in a particular order, e.g. sequential, alternating or subsets of sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a power generation apparatus, a power generation system, and a power generation method. More specifically, the present invention relates to a power generation device such as a fuel cell constituting a distributed power source, a power generation system that connects a plurality of such power generation devices, and a power generation method of such a power generation device or a power generation system.
  • a power generation system for connecting a plurality of distributed power sources such as a solar cell and a fuel cell as a power generation device and supplying electric power generated by these power generation devices has been studied.
  • the power generation apparatus used as such a distributed power source include fuel cells such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) and a solid oxide fuel cell (SOFC). It is described that a plurality of such distributed power sources are employed and the power consumption of the devices constituting the load is controlled in accordance with the power that can be supplied by these distributed power sources (see, for example, Patent Document 1). .
  • the power generation efficiency of some of the distributed power sources is low, the power generation efficiency of the power generation system including such a distributed power source as a whole system may be low.
  • an object of the present invention is to provide a power generation apparatus, a power generation system, and a power generation method that advantageously control a plurality of distributed power sources as a whole.
  • the invention according to the first aspect is A power generation unit that generates power to be connected to the grid and supplied to the load;
  • a control unit that controls an output of electric power generated by the power generation unit, and a power generation device comprising: When the total output of the power generated by the power generation device and another power generation device connected to the power generation device is larger than the power consumption of the load, the control unit deteriorates the power generation device and the other power generation device. Based on at least one of the information indicating the degree of power generation and the information indicating the power generation efficiency, control is performed so as to adjust the output of the power generated by the power generation device and the other power generation devices.
  • the invention according to the second aspect is A power generation system including a plurality of power generation devices capable of controlling the output of electric power supplied to a load connected to a system,
  • Each of the plurality of power generation devices is information indicating the degree of deterioration of each of the plurality of power generation devices when the total output of the power generated by connecting the plurality of power generation devices is larger than the power consumption of the load. Based on at least one of information indicating power generation efficiency, control is performed so as to adjust the output of the power generated by the power generation device.
  • the invention according to the third aspect is A power generation method using a plurality of power generation devices capable of controlling the output of power supplied to a load connected to a system,
  • Each of the plurality of power generation devices is information indicating the degree of deterioration of each of the plurality of power generation devices when the total output of the power generated by connecting the plurality of power generation devices is larger than the power consumption of the load.
  • the present invention it is possible to provide a power generation apparatus, a power generation system, and a power generation method that advantageously control a plurality of distributed power sources as a whole.
  • FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a power generation system including a power generation device according to a first embodiment of the present invention. It is a flowchart explaining operation
  • FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a power generation system including a plurality of power generation devices according to the first embodiment of the present invention.
  • a power generation system 1 including a power generation device according to a first embodiment of the present invention includes a power generation device 10A, a power generation device 10B, and a power generation device 10C.
  • FIG. 1 shows an example in which the power generation system 1 includes three power generation devices 10A to 10C as distributed power sources.
  • the power generation system 1 according to the present embodiment can be configured to include an arbitrary plurality of power generation devices configured as the power generation devices 10A to 10C.
  • description of elements and function units well known in the art will be simplified or omitted as appropriate.
  • the power generation apparatus 10A includes a power generation unit 12A, a power conversion unit 14A, and a control unit 16A.
  • a thick solid line indicates a power path
  • a broken line indicates a signal path for communicating a control signal or various types of information.
  • the power generation unit 12 ⁇ / b> A generates power that is connected to the system 100 and supplied to the load 200.
  • the system 100 can be a general commercial power system (grid).
  • the power generation unit 12A can be configured by various fuel cells such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) or a solid oxide fuel cell (SOFC).
  • PEFC polymer electrolyte fuel cell
  • SOFC solid oxide fuel cell
  • the power generation unit 12A is a power generation unit different from that capable of selling the generated power to the system, such as a power generation unit including a solar cell that performs solar power generation. Is preferred.
  • the power generation unit 12A is a SOFC
  • the power generation unit according to the present invention is not limited to the SOFC, and can typically be various power generation units including a fuel cell.
  • the power generation unit 12A is preferably a distributed power source that is not capable of reverse flow.
  • the power generation unit 12 ⁇ / b> A configured by SOFC can generate electric power by a fuel cell power generation device that electrochemically reacts gases such as hydrogen and oxygen supplied from the outside, and can supply the generated electric power.
  • the power generation unit 12A starts operation by receiving power from the system 100 at the time of startup, but operates after receiving power from the system 100, that is, is capable of independent operation. May be.
  • the power generation unit 12A appropriately includes other functional units such as a reforming unit as required so that the power generation unit 12A can operate independently.
  • the power generation unit 12A can be configured by a generally well-known fuel cell, and thus a more detailed description of the fuel cell is omitted.
  • the power generated by the power generation unit 12A can be supplied to various loads 200 that consume power through the power conversion unit 14A.
  • the electric power output from the power generator 10A is supplied to the load 200 through a distribution board or the like, but such members are omitted.
  • the load 200 can be various devices such as home appliances used by the user, to which power is supplied from the power generation system 1.
  • the load 200 is shown as one member, but is not limited to one member, and can be an arbitrary number of devices.
  • the power conversion unit 14A converts the power generated by the power generation unit 12A from direct current to alternating current. More specifically, the power conversion unit 14A boosts or lowers the DC power generated by the power generation unit 12A using a DC / DC converter, and then converts the DC power into AC power using a DC / AC inverter.
  • the power conversion unit 14 ⁇ / b> A can be configured using a general inverter or the like, and can have a generally well-known configuration, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the control unit 16A controls and manages the entire power generation device 10A including each functional unit of the power generation device 10A.
  • the control unit 16A can be configured by, for example, a microcomputer or a processor (CPU). Further, the control unit 16A will be described below as including a memory for storing various programs and various information. This memory also stores algorithms for performing data analysis and various arithmetic processing performed by the control unit 16A, and various reference tables such as a lookup table (LUT).
  • the control unit 16A controls the output of power generated by the power generation unit 12A. In order to perform such control, the control unit 16A can control the power generation of the power generation unit 12A or the output of the power conversion unit 14A, for example. For this reason, as shown in FIG. 1, the control unit 16A is connected to the power generation unit 12A and the power conversion unit 14A by a control line.
  • the operation of the control unit 16A related to the control unique to the present embodiment will be mainly described.
  • the power generation device 10B includes a power generation unit 12B that generates power to be connected to the system 100 and supplies the load 200, a power conversion unit 14B that converts power generated by the power generation unit 12B from direct current to alternating current, and a power generation unit 12B. And a control unit 16B that controls output of electric power to be generated.
  • the power generation device 10C includes a power generation unit 12C that generates power to be supplied to the load 200 in connection with the system 100, a power conversion unit 14C that converts power generated by the power generation unit 12C from direct current to alternating current, and a power generation unit. And a control unit 16C that controls the output of the electric power generated by 12C.
  • the power generation apparatuses 10A, 10B, and 10C can have substantially the same configuration, but are not limited thereto, and various configurations can be employed.
  • the power generators 10A, 10B, and 10C only need to be able to control the output of the electric power that is connected to the grid 100 and supplied to the load 200.
  • the power generation system 1 includes a plurality of power generation devices 10A, 10B, and 10C that are connected to the system 100 and can control the output of power supplied to the load 200.
  • the power generation device 10A is connected to the other power generation devices 10B and 10C.
  • each of the power generation device 10A, the power generation device 10B, and the power generation device 10C can be configured by a distributed power source.
  • the DC power generated by the power generation units 12A to 12C is connected after being converted into AC, but the power generation system 1 according to the present embodiment is not limited to such a mode, and the DC power You may connect as it is.
  • the power generation devices 10A to 10C are connected to the corresponding current sensors 18A to 18C, respectively.
  • the current sensors 18A to 18C may be, for example, CT (Current Transformer). However, any element can be adopted as long as it can detect current.
  • the current sensors 18A to 18C can detect that the power output from the power generation system 1 is flowing backward through the system 100. For this reason, as shown in FIG. 1, the current sensors 18A to 18C are arranged at positions for detecting the power flowing through the system 100 after being supplied to the load 200 from the power output from the power generators 10A to 10C. The The currents detected by the current sensors 18A to 18C are notified directly or indirectly to the control units 16A to 16C by wireless or wired communication, respectively. Then, the control unit 16A can calculate the reverse flow power from the current detected by the current sensors 18A to 18C.
  • the power generation devices 10A and 10B are connected, and the power generation devices 10B and 10C are connected. More specifically, it is preferable that the control units 16A and 16B are connected and the control units 16B and 16C are connected.
  • the connection is not limited to such a connection mode. It can be set as the arbitrary connection aspects which can communicate between apparatuses. Further, such a connection can be made by wire or wireless. With such a connection, the power generation devices 10A to 10C can exchange and share various types of information among the power generation devices 10A to 10C.
  • one of a plurality of power generation devices can be selected and controlled as a main device (master).
  • a plurality of power generation devices for example, 10A to 10C
  • one that is not selected as the main device (master) is preferably controlled as a subordinate device (slave).
  • the power generation device 10A controls the operations of the power generation devices 10B and 10C, which are other subordinate devices (slaves), with the power generation device 10A as a main device (master).
  • the operating state of each power generator is determined in consideration of the degree of deterioration of each power generator. That is, among the plurality of power generation devices, those having a large degree of deterioration are not operated as much as possible, and those having a small degree of deterioration are operated as much as possible.
  • the power generation apparatuses 10A to 10C included in the power generation system 1 share information indicating the degree of deterioration of each.
  • Each of the power generation apparatuses 10A to 10C also shares a reference table that defines the output of each power generation apparatus when realizing the output required for the power generation system 1 as a whole.
  • Such information and tables can be stored in the respective control units 16A to 16C in the power generation devices 10A to 10C.
  • deterioration information information indicating the degree of deterioration (hereinafter abbreviated as“ deterioration information ”)” of the power generation apparatuses 10A to 10C can be various information.
  • deterioration information will be further described.
  • the power generation units 12A to 12C there are drive parts such as a pump and a fan, and various parts constituting functional units such as a fuel cell power generation module and an internal combustion engine. These parts deteriorate due to various factors such as the temperature at which the power generators 10A to 10C are used, the number of rotations of moving parts such as fans, the power generated by the power generators 10A to 10C, the operating time, and the power generation efficiency. The degree of changes. The degree of such deterioration of various parts affects the lifetime of the power generation apparatuses 10A to 10C.
  • each of the control units 16A to 16C displays characteristic parameters related to deterioration of predetermined parts constituting the power generation apparatuses 10A to 10C, the state of the parts, and the operation time of the parts. taking measurement. Then, the control units 16A to 16C estimate the overall deterioration level based on these measurements and hold it as “deterioration information”. The deterioration information is shared with other power generation devices by communication between the power generation devices 10A to 10C. Furthermore, 10 A of power generators which are main apparatuses (master) create the reference table mentioned later, and transmit to other power generators (in this case power generators 10B and 10C).
  • the above-described deterioration information is information that changes with time. Therefore, it is preferable that the power generators 10A to 10C share the latest deterioration information as much as possible. Therefore, in the present embodiment, it is desirable to collect information indicating the degree of deterioration of each of the power generators 10A to 10C, for example, at a predetermined time interval and update the reference table described above.
  • the power generation devices 10A to 10C collect information indicating the degree of deterioration and update the reference table will be described.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining reference table update processing in the power generation apparatuses 10A to 10C according to the embodiment of the present invention.
  • the control unit 16A transmits various information about the power generation device 10A that is the own device to the other power generation devices 10B and 10C (step S11). ). Specifically, in step S11, the control unit 16A determines (1) the maximum output value of power that can be generated by the power generation device 10A, (2) the output value of power that the power generation device 10A is currently generating, (3 ) The deterioration information of the power generation device 10A is transmitted. In order to perform the process of step S11, the control unit 16A performs control so as to acquire the various information in advance at a predetermined time interval, for example.
  • the maximum output value of power that can be generated by the power generation device 10A is the maximum output value of power that can be generated by the power generation device 10A, such as the rated output of the power generation device 10A.
  • the output value of the power currently generated by the power generation device 10A is the value of the power currently output by the power generation device 10A.
  • the deterioration information of the power generation apparatus 10A is, for example, information indicating the state of the parts constituting the power generation apparatuses 10A to 10C as described above, or the operation time of the parts constituting the power generation apparatuses 10A to 10C. It can be used as information indicating.
  • the deterioration information is information such as information indicating the degree of deterioration of the parts constituting the power generation apparatuses 10A to 10C and information such as the deterioration characteristics of the parts constituting the power generation apparatuses 10A to 10C. Is preferred.
  • control unit 16A receives the same information from other power generation devices 10B and 10C (step S12).
  • step S11 power generator 10B transmits the above-mentioned various information to power generators 10A and 10C.
  • power generator 10C transmits the above-mentioned various information to power generators 10A and 10B. Therefore, in step S12, the power generation devices 10A to 10C can share the information of the power generation devices 10A to 10C included in the power generation system 1 by receiving the various types of information described above from the other power generation devices. it can.
  • the control unit 16A calculates the current total output of the power generated by the power generation system 1 (step S13). In step S13, the control unit 16A obtains the output value of the power currently generated by the power generation devices 10A to 10C, and thus calculates the current total output of the power generated by the power generation system 1 from these pieces of information. can do.
  • the control unit 16A updates the reference table based on the received various information (step S14).
  • the control unit 16A determines the operating state of each of the power generation devices 10A to 10C in consideration of the degree of deterioration. Also, the control unit 16A holds the reference table updated in this way in the memory.
  • each of the power generation devices 10A to 10C can hold the updated reference table.
  • the control units 16A to 16C of the power generation devices 10A to 10C may perform update processing of the reference table, respectively, or may transmit the reference table updated by the power generation device 10A to the power generation devices 10B and 10C.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the reference table updated in step S14.
  • step S14 the control unit 16A generates power when the power generation system 1 outputs predetermined power based on the deterioration information of the power generation devices 10A to 10C and the maximum output value of power that can be generated.
  • Each of the devices 10A to 10C defines the power to be output.
  • the maximum output values of the power generators 10A to 10C are 3 kW, respectively.
  • the power generation device 10A has the lowest deterioration level and the power generation device 10C has the highest deterioration level.
  • the power generation devices 10A to 10C slow down when operated at an output up to 2.0 kW, and advance faster when operated at an output of 2.0 kW or higher. is doing.
  • the power x [kW] output from the power generation system 1 as a whole is shown in the left column, and the power to be output by the power generation apparatuses 10A to 10C at that time is shown in a table. Since the power generation device 10A has the lowest degree of deterioration, the priority of operating the power generation system 1 is increased. On the other hand, since the power generation device 10C has the highest degree of deterioration, the priority for operation is lowered during operation of the power generation system 1. By referring to such a reference table, the control units 16A to 16C can grasp the power to be output by the power generation devices 10A to 10C when the power generation system 1 outputs the power x [kW], respectively. .
  • the power generation system 1 shown in FIG. 1 when the demand for power consumption of the load 200 is larger than the maximum power output from the power generation devices 10A to 10C, power is purchased from the grid 100. At this time, the current sensors 18A to 18C included in the power generation devices 10A to 10C respectively detect the forward current. In this way, when the current sensors 18A to 18C detect the forward current, the respective control units 16A to 16C control the power generators 10A to 10C to output the maximum power, respectively. Of the demand for power consumption of the load 200, the shortage in the output of the power generation system 1 can be met by purchasing power from the system 100.
  • the current sensors 18A to 18C included in the power generation devices 10A to 10C each have a reverse power flow. Detect current.
  • the power generators 10A to 10C perform control according to the present embodiment described below.
  • the power output from the power generation devices 10A to 10C is reduced according to the current value detected by the current sensors 18A to 18C, and the total power of the power generation system 1 is reduced. The output is reduced below the power consumption demand of the load 200. At this time, the electric power output by each of the power generation devices 10A to 10C is made to follow the reference table described in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process in which the power generation devices 10A to 10C determine an output target and control the output.
  • the process performed by the power generation apparatus 10A will be described, but the power generation apparatuses 10B and 10C can be similarly processed.
  • step S21 the control unit 16A of the power generation apparatus 10A determines whether or not the current sensor 18A has detected a reverse flow current.
  • step S22 the control unit 16A acquires the current value of the reverse power flow detected by the current sensor 18A (step S22).
  • the control unit 16A calculates the total power generated by the power generation system 1 from the acquired reverse flow current value and the total power output of the power generation system 1 calculated in step S13.
  • An output target is calculated (step S23).
  • the target of the total power output calculated in step S23 is based on the total power that each of the power generation apparatuses 10A to 10C can output. Will also be small.
  • the control unit 16A refers to the reference table (as shown in FIG. 3) stored in the memory (step S24). As a result, the power generation apparatuses 10A to 10C can grasp the power to be individually output when the power generation system 1 outputs the target power as a whole. In this way, by referring to the reference table in step S24, the control unit 16A determines a target of power output from the power generation device 10A that is its own device (step S25).
  • control unit 16A controls the power generation unit 12A and / or the power conversion unit 14A so that the output of the power generation device 10A becomes the target power (step S26).
  • control units 16A to 16C perform control, so that the total power output from each of the power generation apparatuses 10A to 10C becomes the total output of the target power of the power generation system 1.
  • control unit 16A generates the power based on the information indicating the degree of deterioration of the power generation devices 10A to 10C when the total output of the power generated by the power generation devices 10A to 10C is larger than the power consumption of the load 200.
  • the devices 10A to 10C are controlled so as to adjust the output of the electric power generated respectively.
  • the control unit 16A adjusts the output of the power generated preferentially from the power generation devices 10A to 10C having the highest degree of deterioration based on the information indicating the degree of deterioration of the power generation devices 10A to 10C. You may control to. At this time, the control unit 16A adjusts the output of the power generated preferentially from the power generators 10A to 10C having the low degree of deterioration based on the information indicating the degree of deterioration of the power generators 10A to 10C. You may control to do. In the present embodiment, “adjusting” the output of the power to be generated can be various modes such as increasing, decreasing, suppressing, and maintaining the output.
  • the “information indicating the degree of deterioration” of the power generation devices 10A to 10C may be information indicating the states of the components constituting the power generation devices 10A to 10C.
  • the “information indicating the degree of deterioration” may be information indicating the operation time of the parts constituting the power generation apparatuses 10A to 10C.
  • a distributed power source with a low degree of deterioration is preferentially operated to reduce the burden on the distributed power source with a high degree of deterioration. For this reason, the lifetimes of the respective distributed power sources are averaged, and the lifetime of the entire power generation system can be extended.
  • a power consumer installs a distributed power source that generates low-cost electricity at home or the like in order to cover the power consumed by himself / herself.
  • the power generation system including the power generation device according to the second embodiment of the present invention can be realized by the same configuration as that of the power generation system 1 according to the first embodiment described in FIG. 1, and control by the control units 16A to 16C is performed. To change. Therefore, the power generation system according to the second embodiment to be described below is omitted as the power generation system 1 from the detailed description of the configuration. In the present embodiment, the description of the contents that are the same as those of the first embodiment will be simplified or omitted as appropriate.
  • the operating state of each power generator is determined in consideration of the power generation efficiency of each power generator. That is, among the plurality of power generation devices, those with low power generation efficiency are not operated as much as possible, and those with high power generation efficiency are operated as much as possible.
  • the power generation apparatuses 10A to 10C included in the power generation system 1 share information indicating the respective power generation efficiency.
  • Each of the power generation apparatuses 10A to 10C also shares a reference table that defines the output of each power generation apparatus when realizing the output required for the power generation system 1 as a whole.
  • Such information and tables can be stored in the respective control units 16A to 16C in the power generation devices 10A to 10C.
  • efficiency information the “information indicating power generation efficiency” of the power generation apparatuses 10A to 10C can be various information.
  • efficiency information will be further described.
  • the power generation units 12A to 12C there are drive parts such as a pump and a fan, and various parts constituting functional units such as a fuel cell power generation module and an internal combustion engine. These various parts are factors that determine the characteristics of the power generation efficiency of the power generation apparatus, and affect the power generation efficiency of the power generation apparatuses 10A to 10C.
  • the power generation efficiency of a power generation device such as a fuel cell varies depending on the output of power to be generated and the operating temperature at the time of power generation.
  • each of the control units 16A to 16C detects the output of the power generated by the power generation devices 10A to 10C, the operating temperature at the time of power generation, and the like.
  • the control units 16A to 16C calculate the power generation efficiencies of the power generation apparatuses 10A to 10C based on the detected information, respectively, and hold them as “efficiency information”. This efficiency information is shared with other power generation devices by communication between the power generation devices 10A to 10C.
  • 10 A of power generators which are main apparatuses (master) create the reference table mentioned later, and transmit to other power generators (in this case power generators 10B and 10C).
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of efficiency characteristics of the power generation apparatuses 10A to 10C.
  • 5A shows an example of the efficiency characteristic of the power generation apparatus 10A
  • FIG. 5B shows an example of the efficiency characteristic of the power generation apparatus 10B
  • FIG. 5C shows an example of the efficiency characteristic of the power generation apparatus 10C. .
  • each of the power generation apparatuses 10A to 10C has a characteristic that efficiency increases in proportion to the output power.
  • a reference line by a broken line is shown so that the power generation efficiency characteristics of the power generation apparatuses 10A to 10C can be compared.
  • the power generation device 10A has the highest rated efficiency, and the power generation device 10B, and then the power generation device 10C are shown in order of decreasing rated efficiency.
  • the power generation efficiency of the power generation devices 10A to 10C can vary depending on, for example, the output of power generated by the power generation units 12A to 12C and the operating temperature when the power generation units 12A to 12C generate power. Is also information that can change over time. Therefore, it is preferable that the power generators 10A to 10C share the latest efficiency information as much as possible. Therefore, in the present embodiment, it is desirable to collect information indicating the power generation efficiency of each of the power generation apparatuses 10A to 10C, for example, at a predetermined time interval and update the above-described reference table.
  • the power generation devices 10A to 10C collect information indicating power generation efficiency and update the reference table will be described.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining reference table update processing in the power generation apparatuses 10A to 10C according to the embodiment of the present invention.
  • the control unit 16A transmits various types of information about the power generation device 10A that is the own device to the other power generation devices 10B and 10C (step S31). ). Specifically, in step S31, the control unit 16A determines (1) the maximum output value of power that can be generated by the power generation device 10A, (2) the output value of power that the power generation device 10A is currently generating, (3 ) The efficiency information of the power generator 10A is transmitted. In order to perform the process of step S11, the control unit 16A performs control so as to acquire the various information in advance at a predetermined time interval, for example.
  • the efficiency information of the power generation apparatus 10A is information calculated based on, for example, the output of the power generated by the power generation apparatus 10A and the operating temperature when generating power, as described above. it can.
  • control unit 16A receives the same information from other power generation devices 10B and 10C (step S32).
  • step S31 the power generation device 10B transmits the various types of information described above to the power generation devices 10A and 10C.
  • power generator 10C transmits the above-mentioned various information to power generators 10A and 10B. Therefore, in step S32, the power generation devices 10A to 10C can share the information of the power generation devices 10A to 10C included in the power generation system 1 by receiving the various types of information described above from the other power generation devices. it can.
  • step S32 the control unit 16A calculates the current total output of the power generated by the power generation system 1 (step S33).
  • the control unit 16A obtains the output value of the power currently generated by the power generation devices 10A to 10C, and thus calculates the current total output of the power generated by the power generation system 1 from these pieces of information. can do.
  • the control unit 16A After calculating the current total output of the power generated by the power generation system 1 in step S33, the control unit 16A updates the reference table based on the received various information (step S34).
  • the control unit 16A determines the operating state of each of the power generation devices 10A to 10C in consideration of the power generation efficiency. Also, the control unit 16A holds the reference table updated in this way in the memory.
  • each of the power generation devices 10A to 10C can hold the updated reference table.
  • the control units 16A to 16C of the power generation devices 10A to 10C may perform update processing of the reference table, respectively, or may transmit the reference table updated by the power generation device 10A to the power generation devices 10B and 10C.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the reference table updated in step S34.
  • step S34 the control unit 16A generates power when the power generation system 1 outputs predetermined power based on the efficiency information of the power generation apparatuses 10A to 10C and the maximum output value of power that can be generated.
  • Each of the devices 10A to 10C defines the power to be output.
  • the maximum output values of the power generation devices 10A to 10C are assumed to be 3 kW, respectively.
  • the power x [kW] output from the power generation system 1 as a whole is shown in the left column, and the power to be output by the power generation apparatuses 10A to 10C at that time is shown in a table. Since the power generation apparatus 10A has the highest power generation efficiency, the priority of operating the power generation system 1 is increased. On the other hand, since the power generation apparatus 10C has the lowest power generation efficiency, the priority of operating the power generation system 1 is lowered during operation of the power generation system 1. By referring to such a reference table, the control units 16A to 16C can grasp the power to be output by the power generation devices 10A to 10C when the power generation system 1 outputs the power x [kW], respectively. .
  • the operations performed by the power generators 10A to 10C according to the updated reference table as shown in FIG. 7 can be performed in substantially the same manner as in the first embodiment described in FIG. That is, in the present embodiment, the power generation apparatuses 10A to 10C can determine the output target and control the output according to the flowchart described in FIG. In FIG. 4, the process performed by the power generation apparatus 10A has been described as an example, but the power generation apparatuses 10B and 10C can be similarly processed.
  • the power output from the power generation devices 10A to 10C is reduced according to the current value detected by the current sensors 18A to 18C, and the total power of the power generation system 1 is reduced. The output is reduced below the power consumption demand of the load 200.
  • the power output from each of the power generation devices 10A to 10C is made to follow the reference table described in FIG.
  • the control unit 16A after calculating the target of the total power output in step S23 described in FIG. 4, the control unit 16A refers to a reference table (as shown in FIG. 7) stored in the memory (step S24). ). As a result, the power generation apparatuses 10A to 10C can grasp the power to be individually output when the power generation system 1 outputs the target power as a whole. In this way, by referring to the reference table in step S24, the control unit 16A determines a target of power output from the power generation device 10A that is its own device (step S25).
  • control unit 16A based on the information indicating the power generation efficiency of the power generation devices 10A to 10C, when the total output of the power generated by the power generation devices 10A to 10C is larger than the power consumption of the load 200, Control is performed so as to adjust the output of the electric power generated by 10A to 10C, respectively.
  • the control unit 16A performs control so as to adjust the output of the power generated preferentially from the power generation devices 10A to 10C having the lowest power generation efficiency. May be. At this time, the control unit 16A adjusts the output of the power generated preferentially from the power generation devices 10A to 10C having the highest power generation efficiency based on the information indicating the power generation efficiency of the power generation devices 10A to 10C. You may control to. In the present embodiment, “adjusting” the output of the power to be generated can be various modes such as increasing, decreasing, suppressing, and maintaining the output. Further, in the present embodiment, when the power generation units 12A to 12C of the power generation devices 10A to 10C are configured by a fuel cell such as SOFC, “power generation efficiency” refers to the gas supplied to the fuel cell being converted into electricity. Efficiency.
  • the “information indicating the power generation efficiency” of the power generation devices 10A to 10C may be information indicating the power generated by the power generation devices 10A to 10C.
  • the “information indicating power generation efficiency” may be information indicating the operating temperature when the power generation apparatuses 10A to 10C generate power.
  • the distributed power source with high power generation efficiency is preferentially operated to suppress the operation of the distributed power source with low power generation efficiency. That is, according to the present embodiment, the output of each distributed power source is controlled so that the efficiency of the power generation system 1 as a whole is increased. For this reason, according to this embodiment, the input fuel can be reduced as the power generation system 1 as a whole.
  • a distributed power source such as a fuel cell or an engine
  • the efficiency varies among a plurality of distributed power sources, the fuel required to obtain the same output increases and the running cost deteriorates. Therefore, according to the present embodiment, the running cost can be reduced, which is economically advantageous.
  • each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible.
  • each of the embodiments of the present invention described above is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and is implemented by appropriately combining the features or omitting some of the features. You can also.
  • control units 16A to 16C are each described as having a memory and storing a reference table or the like.
  • the power generation devices 10A to 10C may be configured to include a storage unit separate from the control units 16A to 16C, respectively.
  • control units 16A to 16C do not store the reference table as shown in FIG. 3 or FIG. 7 in advance, but the electric power to be output by the power generation devices 10A to 10C. For example, it may be calculated in real time.
  • control unit 16A corrects the reference table by exchanging information on the reference table with the other power generation devices 10B and 10C. You may control to.
  • the respective control units 16A to 16C perform the next maintenance in a predetermined short period of time based on the information about the time until maintenance and inspection of the components constituting each power generation device. You may make it operate
  • the efficiency information may not be dynamically updated information but may be information given in advance in the power generation apparatuses 10A to 10C.
  • the efficiency characteristics of the power generation devices 10A to 10C shown in FIG. 5 are not limited to the characteristics shown in FIG.
  • the efficiency characteristics of the power generation devices 10A to 10C may not be characteristics that are approximately proportional to the output. Further, the efficiency characteristics of the power generation apparatuses 10A to 10C may have almost the same characteristic curves.
  • the present invention can also be implemented as an invention of the power generation system 1.
  • the first embodiment when each of the plurality of power generation devices 10A to 10C is connected to the plurality of power generation devices 10A to 10C, the total output of the generated power is larger than the power consumption of the load 200. Based on the information indicating the degree of deterioration of each of the plurality of power generators 10A to 10C, control is performed so as to adjust the output of the power to be generated.
  • each of the plurality of power generation devices 10A to 10C is connected when the total output of the power generated by connecting the plurality of power generation devices 10A to 10C is larger than the power consumption of the load 200. Based on the information indicating the power generation efficiency of each of the power generation apparatuses 10A to 10C, control is performed to adjust the output of the power to be generated.
  • the present invention can also be implemented as a power generation method using a plurality of power generation devices 10A, 10B, and 10C that can control the output of power supplied to the load 200 in connection with the system 100.
  • each of the plurality of power generation devices 10A to 10C is connected to the plurality of power generation devices 10A to 10C so that the total output of the generated power is higher than the power consumption of the load 200.
  • a control step is included for controlling to adjust the output of the power to be generated when it increases.
  • control is performed so as to adjust the output of the power to be generated based on the information indicating the degree of deterioration of each of the plurality of power generators 10A to 10C.
  • control is performed so as to adjust the output of the power to be generated based on the information indicating the power generation efficiency of each of the plurality of power generation devices 10A to 10C.
  • the computer system and other hardware include, for example, a general-purpose computer, a PC (personal computer), a dedicated computer, a workstation, a PCS (Personal Communications System, a personal mobile communication system), an electronic note pad, a laptop computer, or other program Possible data processing devices are included.
  • the various operations are performed by dedicated circuitry (e.g., individual logic gates interconnected to perform specific functions) or one or more processors implemented with program instructions (software). Note that the program is executed by a logical block or a program module.
  • processors that execute logic blocks or program modules include, for example, one or more microprocessors, CPU (central processing unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), DSP (Digital Signal Processor), PLD (Programmable Logic Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other devices designed to perform the functions described herein, and / or any combination thereof Is included.
  • the illustrated embodiments are implemented, for example, by hardware, software, firmware, middleware, microcode, or any combination thereof.
  • the machine-readable non-transitory storage medium used here can be further configured as a computer-readable tangible carrier (medium) composed of solid state memory, magnetic disk and optical disk.
  • a medium stores an appropriate set of computer instructions such as program modules for causing a processor to execute the technology disclosed herein, and a data structure.
  • Computer readable media include electrical connections with one or more wires, magnetic disk storage media, magnetic cassettes, magnetic tape, and other magnetic and optical storage devices (eg, CD (Compact Disk), laser disks ( (Registered trademark), DVD (registered trademark) (Digital Versatile Disc), floppy (registered trademark) disk and Blu-ray disc (registered trademark)), portable computer disk, RAM (Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), It includes a rewritable and programmable ROM such as EPROM, EEPROM or flash memory or other tangible storage medium capable of storing information or any combination thereof.
  • the memory can be provided inside and / or outside the processor / processing unit.
  • the term “memory” means any type of long-term storage, short-term storage, volatile, non-volatile, or other memory in which a particular type or number of memories or storage is stored. The type of medium is not limited.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

 複数の分散型電源を全体として有利に制御する発電装置、発電システム、および発電方法を提供する。 発電装置10Aは、系統100に連系して負荷200に供給する電力を発電する発電部12Aと、発電部12Aが発電する電力の出力を制御する制御部16Aと、を備え、制御部16Aは、発電装置10Aおよび発電装置10Aに連結された他の発電装置(10B,10C)が発電する電力の総出力が負荷200の消費電力よりも大きくなる時、発電装置10Aおよび他の発電装置(10B,10C)の劣化の度合いを示す情報と発電効率を示す情報との少なくとも何れかに基づいて、発電装置10Aおよび他の発電装置(10B,10C)がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する。

Description

発電装置、発電システム、および発電方法 関連出願へのクロスリファレンス
 本出願は、2014年7月10日に出願された日本国特許出願2014-142749号および日本国特許出願2014-142750号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本発明は、発電装置、発電システム、および発電方法に関する。より詳細には、本発明は、分散型電源を構成する燃料電池のような発電装置、このような発電装置を複数連結する発電システム、および、このような発電装置または発電システムの発電方法に関する。
 近年、例えば太陽電池および燃料電池のような複数の分散型電源を発電装置として連結し、これらの発電装置が発電する電力を供給する発電システムが研究されている。このような分散型電源として用いられる発電装置には、例えば固体高分子形燃料電池(PEFC)および固体酸化物形燃料電池(SOFC)などのような燃料電池がある。このような分散型電源を複数採用し、これらの分散型電源が供給可能な電力に応じて、負荷を構成する機器の消費電力を制御することが記載されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007-20260号公報
 従来、複数の分散型電源を連結させた運転においては、各分散型電源の出力をそれぞれ調整している。このため、複数の分散型電源の中には、例えば常時高出力を行っているものが存在したり、逆に出力を常時停止しているものが存在したりするなど、分散型電源の運転に偏りが生じ得る。このような運転においては、高い出力を長時間維持するような高負荷で動作する分散型電源は、劣化が早くなり、寿命が短くなる。このように一部の分散型電源の寿命が短くなると、このような分散型電源を含む発電システムも、システム全体としての寿命が短くなる。
 また、複数の分散型電源の中には、例えば発電効率が比較的高いものが存在したり、逆に発電効率が比較的低いものが存在したりするため、分散型電源の発電効率に偏りが生じ得る。このように一部の分散型電源の発電効率が低いと、このような分散型電源を含む発電システムも、システム全体としての発電効率が低くなり得る。
 したがって、本発明の目的は、複数の分散型電源を全体として有利に制御する発電装置、発電システム、および発電方法を提供することにある。
 第1の観点に係る発明は、
 系統に連系して負荷に供給する電力を発電する発電部と、
 前記発電部が発電する電力の出力を制御する制御部と、を備える発電装置であって、
 前記制御部は、前記発電装置および前記発電装置に連結された他の発電装置が発電する電力の総出力が前記負荷の消費電力よりも大きくなる時、前記発電装置および前記他の発電装置の劣化の度合いを示す情報と発電効率を示す情報との少なくとも何れかに基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する。
 第2の観点に係る発明は、
 系統に連系して負荷に供給する電力の出力を制御可能な複数の発電装置を含む発電システムであって、
 前記複数の発電装置のそれぞれは、前記複数の発電装置が連結されて発電する電力の総出力が前記負荷の消費電力よりも大きくなる時、前記複数の発電装置のそれぞれの劣化の度合いを示す情報と発電効率を示す情報との少なくとも何れかに基づいて、前記発電装置が発電する電力の出力を調整するように制御する。
 第3の観点に係る発明は、
 系統に連系して負荷に供給する電力の出力を制御可能な複数の発電装置による発電方法であって、
 前記複数の発電装置のそれぞれは、前記複数の発電装置が連結されて発電する電力の総出力が前記負荷の消費電力よりも大きくなる時、前記複数の発電装置のそれぞれの劣化の度合いを示す情報と発電効率を示す情報との少なくとも何れかに基づいて、前記発電装置が発電する電力の出力を調整するように制御する制御ステップを含む。
 本発明によれば、複数の分散型電源を全体として有利に制御する発電装置、発電システム、および発電方法を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る発電装置を含む発電システムを概略的に示す機能ブロック図である。 本発明の第1実施形態に係る発電装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係る参照テーブルの例を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る発電装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る発電装置の発電効率の例を説明する図である。 本発明の第2実施形態に係る発電装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る参照テーブルの例を示す図である。
(第1実施形態)
 以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。
 図1は、本発明の第1実施形態に係る発電装置を複数含む発電システムを概略的に示す機能ブロック図である。
 図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る発電装置を含む発電システム1は、発電装置10A、発電装置10B、および発電装置10Cを含んで構成される。図1においては、発電システム1は、分散型電源として、発電装置10A~10Cの3つの発電装置を含む例を示してある。しかしながら、本実施形態に係る発電システム1は、発電装置10A~10Cのような構成の発電装置を任意の複数個含んで構成することができる。以下の説明において、従来よく知られている要素および機能部については、適宜、説明を簡略化または省略する。
 発電装置10Aは、図1に示すように、発電部12A、電力変換部14A、および制御部16Aを備えている。図1において、太い実線は電力の経路を示し、破線は制御信号または各種情報を通信する信号の経路を示している。
 発電部12Aは、系統100に連系して負荷200に供給する電力を発電する。系統100は、一般的な商用の電力系統(グリッド)とすることができる。発電部12Aは、例えば固体高分子形燃料電池(PEFC)または固体酸化物形燃料電池(SOFC)などのような各種の燃料電池などで構成することができる。特に、本実施形態においては、発電部12Aは、発電した電力を系統に売電することができない、すなわち逆潮流させることができない電力を発電するものとするのが好適である。
 ここで、「逆潮流させることができない電力」とは、例えば燃料電池の発電による電力のようにインフラストラクチャーから供給されるエネルギーに基づく電力であって、例えば現在の日本国におけるように売電が認められていない電力である。したがって、本実施形態において、発電部12Aは、例えば太陽光発電を行う太陽電池を備えた発電部のように、発電した電力を系統に売電することができるものとは異なる発電部とするのが好適である。以下、発電部12AがSOFCである場合の例について説明する。しかしながら、本発明に係る発電部はSOFCに限定されず、典型的には燃料電池を備えた各種の発電部とすることができる。特に、発電部12Aは、逆潮流不可能な分散型電源とするのが好適である。
 SOFCで構成される発電部12Aは、外部から供給される水素および酸素などのガスを電気化学反応させる燃料電池発電装置によって発電を行い、発電した電力を供給することができる。本実施形態において、発電部12Aは、起動時には系統100からの電力を受けて運転を開始するが、起動した後は、系統100からの電力を受けずに稼動する、すなわち自立運転が可能であってもよい。本実施形態において、発電部12Aは、自立運転することができるように、改質部など他の機能部も必要に応じて適宜含むものとする。本実施形態において、発電部12Aは、一般的によく知られた燃料電池で構成することができるため、燃料電池のより詳細な説明は省略する。
 発電部12Aが発電した電力は、電力変換部14Aを経て、電力を消費する各種の負荷200に供給することができる。ここで、発電装置10Aから出力される電力は、実際の家屋などにおいては、分電盤などを経てから負荷200に供給されるが、そのような部材は省略してある。負荷200は、発電システム1から電力が供給される、ユーザが使用する家電製品などの各種の機器とすることができる。図1においては、負荷200は1つの部材として示してあるが、1つの部材には限定されず任意の個数の機器とすることができる。
 電力変換部14Aは、発電部12Aが発電する電力を直流から交流に変換する。より詳細には、電力変換部14Aは、発電部12Aが発電した直流の電力を、DC/DCコンバータによって昇圧または降圧してから、DC/ACインバータによって交流の電力に変換する。電力変換部14Aは、一般的なインバータなどを用いて構成することができ、一般的によく知られた構成とすることができるため、詳細な説明は省略する。
 制御部16Aは、発電装置10Aの各機能部をはじめとして発電装置10Aの全体を制御および管理する。制御部16Aは、例えばマイコンまたはプロセッサ(CPU)などで構成することができる。また、制御部16Aは、各種プログラムおよび種々の情報を記憶するメモリも備えるものとして、以下説明する。このメモリは、制御部16Aが行うデータ解析および各種の演算処理などを行う際のアルゴリズム、およびルックアップテーブル(LUT)のような各種の参照テーブルなども記憶する。特に、本実施形態において、制御部16Aは、発電部12Aが発電する電力の出力を制御する。このような制御を行うために、制御部16Aは、例えば発電部12Aの発電を制御したり、電力変換部14Aの出力を制御したりすることができる。このため、図1に示すように、制御部16Aは、発電部12Aおよび電力変換部14Aと、制御線により接続される。以下、本実施形態独自の制御に係る制御部16Aなどの動作について中心的に説明する。
 発電装置10Bは、系統100に連系して負荷200に供給する電力を発電する発電部12Bと、発電部12Bが発電する電力を直流から交流に変換する電力変換部14Bと、発電部12Bが発電する電力の出力を制御する制御部16Bと、を備える。また、発電装置10Cは、系統100に連系して負荷200に供給する電力を発電する発電部12Cと、発電部12Cが発電する電力を直流から交流に変換する電力変換部14Cと、発電部12Cが発電する電力の出力を制御する制御部16Cと、を備える。
 図1に示すように、発電装置10A、10B、および10Cは、それぞれほぼ同様の構成とすることができるが、それに限定されるものではなく、それぞれ種々の構成を採用することができる。本実施形態において、発電装置10A、10B、および10Cは、系統100に連系して負荷200に供給する電力の出力を制御可能であればよい。すなわち、発電システム1は、系統100に連系して負荷200に供給する電力の出力を制御可能な複数の発電装置10A、10B、および10Cを含んで構成される。
 また、図1に示すように、発電システム1において、発電装置10Aは、他の発電装置10Bおよび10Cに連結される。このように、発電装置10A、発電装置10B、発電装置10Cは、それぞれ、分散型電源により構成することができる。図1においては、発電部12A~12Cが発電した直流の電力を、交流に変換してから連結しているが、本実施形態に係る発電システム1はこのような態様に限定されず、直流電力のまま連結してもよい。
 さらに、図1に示すように、発電システム1において、発電装置10A~10Cは、それぞれ対応する電流センサ18A~18Cに接続されている。電流センサ18A~18Cは、例えば、CT(Current Transformer:変流器)とすることができる。しかしながら、電流を検出することができる要素であれば、任意のものを採用することができる。
 この電流センサ18A~18Cは、発電システム1の出力する電力が系統100に逆潮流していることを検出することができる。このため、電流センサ18A~18Cは、図1に示すように、発電装置10A~10Cから出力される電力のうち、負荷200に供給された後で系統100に流れる電力を検出する位置に配置される。電流センサ18A~18Cが検出した電流は、それぞれ制御部16A~16Cに、無線または有線の通信により、直接的または間接的に通知されるようにする。そして、制御部16Aは、電流センサ18A~18Cが検出した電流から、逆潮流電力を算出することができる。
 本実施形態に係る発電システム1においては、図1に示すように、発電装置10Aと10Bとが接続され、発電装置10Bと10Cとが接続されている。より詳細には、制御部16Aと16Bとが接続され、制御部16Bと16Cとが接続されるようにするのが好適であるが、そのような接続態様に限定されるものではなく、各発電装置の間で通信ができるような任意の接続態様とすることができる。また、このような接続は、有線または無線により行うことができる。このような接続により、発電装置10A~10Cは、それぞれの間で各種情報の交換および共有などを行うことができる。
 次に、本実施形態に係る発電システム1における発電装置10A~10Cの動作について説明する。
 本実施形態に係る発電システム1が動作を開始する際には、複数の発電装置(例えば10A~10C)のうち1つを選定して、これを主たる装置(マスター)として制御することができる。この場合、複数の発電装置(例えば10A~10C)のうち、主たる装置(マスター)として選定されなかったものは、従たる装置(スレーブ)として制御するのが好適である。以下、一例として、発電装置10Aを主たる装置(マスター)として、この発電装置10Aが、他の従たる装置(スレーブ)である発電装置10Bおよび10Cの動作を制御する場合について説明する。
 本実施形態においては、逆潮流が発生する際、各発電装置の劣化の度合いを考慮して、各発電装置の稼働状態を決定する。すなわち、複数の発電装置のうち、劣化の度合いが大きいものはなるべく稼働させないようにし、劣化の度合いが小さいものはなるべく稼働させるようにする。
 このような制御を実現するために、発電システム1に含まれる発電装置10A~10Cは、それぞれの劣化の度合いを示す情報を共有する。また、発電装置10A~10Cは、それぞれ、発電システム1全体として求められる出力を実現する際の各発電装置の出力を規定する参照テーブルも共有する。このような情報およびテーブルは、発電装置10A~10Cにおいて、それぞれの制御部16A~16Cに記憶することができる。
 ここで、発電装置10A~10Cの「劣化の度合いを示す情報(以下、「劣化情報」と略記する)」とは、各種の情報とすることができる。以下、「劣化情報」について、さらに説明する。
 例えば、発電部12A~12Cには、ポンプおよびファンなどの駆動部品、ならびに燃料電池発電モジュールおよび内燃機関などの機能部を構成する各種の部品が存在する。これらの部品は、発電装置10A~10Cがそれぞれ使用される際の温度、ファンなどの可動部品の回転数、発電装置10A~10Cの発電電力、稼働時間、および発電効率など、各種の要因によって劣化の度合いが変化する。このような各種部品の劣化の度合いは、発電装置10A~10Cの寿命に影響する。
 そこで、本実施形態では、各制御部16A~16Cが、それぞれ発電装置10A~10Cを構成する所定の部品の劣化に関連する特徴的なパラメータ、当該部品の状態、および当該部品の稼働時間などを測定する。そして、制御部16A~16Cは、これらの測定をもとに、総合的な劣化度を推定し、「劣化情報」として保持する。そして、この劣化情報は、発電装置10A~10Cの間の通信により、他の発電装置と共有されるようにする。さらに、主たる装置(マスター)である発電装置10Aは、後述する参照テーブルを作成し、他の発電装置(この場合発電装置10Bおよび10C)に送信する。
 また、上述した劣化情報は、時間とともに変化する情報である。このため、各発電装置10A~10Cは、なるべく最新の劣化情報を共有するのが好適である。したがって、本実施形態においては、例えば所定の時間間隔などで、各発電装置10A~10Cの劣化の度合いを示す情報を収集して、上述した参照テーブルを更新するのが望ましい。以下、発電装置10A~10Cが劣化の度合いを示す情報などを収集し、参照テーブルを更新する処理について説明する。
 図2は、本発明の実施形態に係る発電装置10A~10Cにおける参照テーブル更新処理を説明するフローチャートである。
 図2に示すように、発電装置10Aによる参照テーブル更新処理が開始すると、制御部16Aは、自機である発電装置10Aについての各種情報を、他の発電装置10Bおよび10Cに送信する(ステップS11)。具体的には、ステップS11においては、制御部16Aは、(1)発電装置10Aが発電可能な電力の最大出力値、(2)発電装置10Aが現在発電している電力の出力値、(3)発電装置10Aの劣化情報、を送信する。このステップS11の処理を行うため、制御部16Aは、例えば所定の時間間隔などで、上記各種情報を予め取得するように制御を行う。
 ここで、(1)発電装置10Aが発電可能な電力の最大出力値とは、例えば発電装置10Aの定格出力のような、発電装置10Aが発電することができる最大の電力の出力値である。また、(2)発電装置10Aが現在発電している電力の出力値とは、現在、発電装置10Aが出力している電力の値である。また、(3)発電装置10Aの劣化情報とは、例えば、上述のような、発電装置10A~10Cを構成する部品の状態を示す情報としたり、発電装置10A~10Cを構成する部品の稼働時間を示す情報としたりすることができる。特に、本実施形態においては、この劣化情報は、発電装置10A~10Cを構成する部品の劣化度を示す情報、および、発電装置10A~10Cを構成する部品の劣化特性のような情報とするのが好適である。
 ステップS11において自機(発電装置10A)についての各種情報を他の発電装置10Bおよび10Cに送信したら、制御部16Aは、他の発電装置10Bおよび10Cから、同様の情報を受信する(ステップS12)。なお、ステップS11において、発電装置10Bは、発電装置10Aおよび10Cに、上述の各種情報を送信する。また、ステップS11において、発電装置10Cは、発電装置10Aおよび10Bに、上述の各種情報を送信する。したがって、ステップS12においては、発電装置10A~10Cは、それぞれ、他の発電装置から、上述の各種情報を受信することにより、発電システム1に含まれる発電装置10A~10Cの情報を共有することができる。
 ステップS12において発電装置10Aが他の発電装置10Bおよび10Cから各種の情報を受信したら、制御部16Aは、発電システム1の発電する電力の現在の総出力を算出する(ステップS13)。ステップS13においては、制御部16Aは、発電装置10A~10Cが現在発電している電力の出力値を取得しているため、これらの情報から発電システム1の発電する電力の現在の総出力を算出することができる。
 ステップS13において発電システム1の発電する電力の現在の総出力を算出したら、制御部16Aは、受信した各種情報に基づいて、参照テーブルを更新する(ステップS14)。この参照テーブル更新の際、制御部16Aは、発電装置10A~10Cの劣化の度合いを考慮して、それぞれの稼働状態を決定する。また、制御部16Aは、このようにして更新した参照テーブルをメモリに保持する。ステップS14において、発電装置10A~10Cは、それぞれ、更新された参照テーブルを保持することができる。この時、発電装置10A~10Cの制御部16A~16Cがそれぞれ参照テーブルの更新処理を行ってもよいし、発電装置10Aが更新した参照テーブルを発電装置10Bおよび10Cに送信してもよい。
 図3は、ステップS14において更新された参照テーブルの例を示す図である。
 ステップS14において、制御部16Aは、図3に示すように、発電装置10A~10Cの劣化情報および発電可能な電力の最大出力値に基づいて、発電システム1が所定の電力を出力する際に発電装置10A~10Cがそれぞれ出力すべき電力を規定する。図3においては、例として、発電装置10A~10Cの最大出力値を、それぞれ3kWと想定している。また、図3においては、例として、発電装置10Aの劣化度が最も低く、発電装置10Cの劣化度が最も高い場合を想定している。また、図3においては、例として、発電装置10A~10Cは、2.0kWまでの出力で運転すると劣化の進行が遅くなり、2.0kW以上の出力で運転すると劣化の進行が早まる場合を想定している。
 図3においては、発電システム1が全体として出力する電力x[kW]を左の列に示してあり、その時に発電装置10A~10Cがそれぞれ出力すべき電力を表にして示してある。発電装置10Aは劣化度が最も低いため、発電システム1の運転時において、稼働させる優先度を高くしている。一方、発電装置10Cは劣化度が最も高いため、発電システム1の運転時において、稼働させる優先度を低くしている。このような参照テーブルを参照することにより、制御部16A~16Cは、発電システム1が電力x[kW]を出力する際に、発電装置10A~10Cがそれぞれ出力すべき電力を把握することができる。
 次に、図3のような更新した参照テーブルに従って、発電装置10A~10Cがそれぞれ行う動作を説明する。
 図1に示した発電システム1において、発電装置10A~10Cが出力する最大の電力よりも、負荷200の消費電力の需要が大きい場合、系統100から電力を買電することになる。この時、発電装置10A~10Cがそれぞれ備える電流センサ18A~18Cは、順潮流の電流を検出する。このようにして、電流センサ18A~18Cが順潮流の電流を検出すると、それぞれの制御部16A~16Cは、発電装置10A~10Cがそれぞれ最大の電力を出力するように制御する。そして、負荷200の消費電力の需要のうち、発電システム1の出力で不足するぶんは、系統100から買電することによりまかなう。
 一方、発電システム1において、発電装置10A~10Cが出力する最大の電力が、負荷200の消費電力の需要よりも大きい場合、発電装置10A~10Cがそれぞれ備える電流センサ18A~18Cは、逆潮流の電流を検出する。この場合、発電装置10A~10Cは、以下説明する本実施形態に係る制御を行う。
 本実施形態においては、逆潮流の電流が発生する場合、電流センサ18A~18Cが検出した電流値に応じて、発電装置10A~10Cが出力する電力を減少させて、発電システム1の電力の総出力を負荷200の消費電力の需要以下にする。この時、発電装置10A~10Cがそれぞれ出力する電力は、図3で説明した参照テーブルに従うようにする。
 図4は、発電装置10A~10Cが出力の目標を決定して出力を制御する処理を説明するフローチャートである。以下、例として、発電装置10Aが行う処理について説明するが、発電装置10Bおよび10Cについても、同様にして処理を行うことができる。
 図4に示す処理が開始すると、発電装置10Aの制御部16Aは、電流センサ18Aが逆潮流の電流を検出したか否かを判定する(ステップS21)。ステップS21において逆潮流が検出されると、制御部16Aは、電流センサ18Aが検出した当該逆潮流の電流値を取得する(ステップS22)。
 ステップS22において逆潮流の電流値を取得したら、制御部16Aは、当該取得した逆潮流の電流値およびステップS13で算出した発電システム1の発電する電力の総出力から、発電システム1による電力の総出力の目標を算出する(ステップS23)。燃料電池の発電による電流の逆潮流が所定時間を超えて発生するのを防ぐため、ステップS23で算出される電力の総出力の目標は、発電装置10A~10Cがそれぞれ出力可能な電力の合計よりも小さなものとなる。
 ステップS23において電力の総出力の目標を算出したら、制御部16Aは、メモリに記憶された(図3に示したような)参照テーブルを参照する(ステップS24)。これにより、発電装置10A~10Cは、発電システム1が全体として目標とする電力を出力する際に、それぞれ個々が出力すべき電力を把握することができる。このように、ステップS24において参照テーブルを参照することにより、制御部16Aは、自装置である発電装置10Aが出力する電力の目標を決定する(ステップS25)。
 ステップS25において出力する電力の目標を決定したら、制御部16Aは、発電装置10Aの出力が当該目標の電力になるように、発電部12Aおよび/または電力変換部14Aを制御する(ステップS26)。このように、制御部16A~16Cがそれぞれ制御を行うことより、発電装置10A~10Cがそれぞれ出力する電力の合計は、発電システム1の目標とする電力の総出力となる。
 このように、制御部16Aは、発電装置10A~10Cが発電する電力の総出力が負荷200の消費電力よりも大きくなる時、発電装置10A~10Cの劣化の度合いを示す情報に基づいて、発電装置10A~10Cがそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する。
 この時、制御部16Aは、発電装置10A~10Cの劣化の度合いを示す情報に基づいて、発電装置10A~10Cのうち劣化の度合いが高いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御してもよい。また、この時、制御部16Aは、発電装置10A~10Cの劣化の度合いを示す情報に基づいて、発電装置10A~10Cのうち劣化の度合いが低いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御してもよい。なお、本実施形態において、発電する電力の出力を「調整する」とは、例えば、出力を上げる、下げる、抑制する、維持するなど、各種の態様とすることができる。
 また、制御部16Aにおいて、発電装置10A~10Cの「劣化の度合いを示す情報」は、発電装置10A~10Cを構成する部品の状態を示す情報としてもよい。また、この「劣化の度合いを示す情報」は、発電装置10A~10Cを構成する部品の稼働時間を示す情報としてもよい。
 以上説明したように、本実施形態においては、劣化の度合いが低い分散型電源を優先的に運転させて、劣化の度合いが高い分散型電源の負担を軽減する。このため、それぞれの分散型電源の寿命は平均化され、発電システム全体としての寿命を延ばすことができる。近年、電力の需要家が、消費する電力を自分で賄うために、コストの安い電気を自宅などで発電する分散型電源を設置するケースが増えてきている。分散型電源の導入コストを考慮すると、分散型電源の寿命は少しでも長くすることが望ましい。したがって、本発明によれば、高価な分散型電源の寿命を延ばすことができ、経済的に有利になる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。
 本発明の第2実施形態に係る発電装置を含む発電システムは、図1において説明した第1実施形態に係る発電システム1と同様な構成によって実現することができ、制御部16A~16Cによる制御を変更するものである。したがって、以下説明する第2実施形態に係る発電システムは、発電システム1として、その構成についての詳細な説明は省略する。また、本実施形態において、第1実施形態と同様になる内容は、適宜、説明を簡略化または省略する。
 本実施形態においては、逆潮流が発生する際、各発電装置の発電効率を考慮して、各発電装置の稼働状態を決定する。すなわち、複数の発電装置のうち、発電効率の低いものはなるべく稼働させないようにし、発電効率の高いものをなるべく稼働させるようにする。
 このような制御を実現するために、発電システム1に含まれる発電装置10A~10Cは、それぞれの発電効率を示す情報を共有する。また、発電装置10A~10Cは、それぞれ、発電システム1全体として求められる出力を実現する際の各発電装置の出力を規定する参照テーブルも共有する。このような情報およびテーブルは、発電装置10A~10Cにおいて、それぞれの制御部16A~16Cに記憶することができる。
 ここで、発電装置10A~10Cの「発電効率を示す情報(以下、「効率情報」と略記する)」とは、各種の情報とすることができる。以下、「効率情報」について、さらに説明する。
 例えば、発電部12A~12Cには、ポンプおよびファンなどの駆動部品、ならびに燃料電池発電モジュールおよび内燃機関などの機能部を構成する各種の部品が存在する。これらの各種部品は、それぞれ発電装置の発電効率の特性を決定づける要素であり、発電装置10A~10Cの発電効率に影響を与える。また、特に、燃料電池のような発電装置は、発電する電力の出力、および発電する際の動作温度などによって、発電効率が変化する。
 そこで、本実施形態では、各制御部16A~16Cは、それぞれ発電装置10A~10Cが発電する電力の出力、および発電する際の動作温度などを検出する。そして、制御部16A~16Cは、これら検出した情報をもとに、それぞれ発電装置10A~10Cの発電効率を算出し、「効率情報」として保持する。そして、この効率情報は、発電装置10A~10Cの間の通信により、他の発電装置と共有されるようにする。さらに、主たる装置(マスター)である発電装置10Aは、後述する参照テーブルを作成し、他の発電装置(この場合発電装置10Bおよび10C)に送信する。
 図5は、発電装置10A~10Cの効率特性の例を示す図である。図5(A)は発電装置10Aの効率特性の例を示し、図5(B)は発電装置10Bの効率特性の例を示し、図5(C)は発電装置10Cの効率特性の例を示す。
 図5(A)~(C)に示すように、発電装置10A~10Cは、それぞれ、出力する電力におおよそ比例して、効率も高くなる特性を有している。図5においては、発電装置10A~10Cの発電効率の特性が比較できるように、破線による基準線を示してある。図5に示すように、発電装置10Aが最も定格効率が高く、次に発電装置10B、その次に発電装置10Cという順に定格効率が低くなる様子を示している。
 上述したように、発電装置10A~10Cの発電効率は、例えば発電部12A~12Cが発電する電力の出力、および発電部12A~12Cが発電する際の動作温度などによって変化し得るため、効率情報も時間とともに変化し得る情報となる。このため、各発電装置10A~10Cは、なるべく最新の効率情報を共有するのが好適である。したがって、本実施形態においては、例えば所定の時間間隔などで、各発電装置10A~10Cの発電効率を示す情報を収集して、上述した参照テーブルを更新するのが望ましい。以下、発電装置10A~10Cが発電効率を示す情報などを収集し、参照テーブルを更新する処理について説明する。
 図6は、本発明の実施形態に係る発電装置10A~10Cにおける参照テーブル更新処理を説明するフローチャートである。
 図6に示すように、発電装置10Aによる参照テーブル更新処理が開始すると、制御部16Aは、自機である発電装置10Aについての各種情報を、他の発電装置10Bおよび10Cに送信する(ステップS31)。具体的には、ステップS31においては、制御部16Aは、(1)発電装置10Aが発電可能な電力の最大出力値、(2)発電装置10Aが現在発電している電力の出力値、(3)発電装置10Aの効率情報、を送信する。このステップS11の処理を行うため、制御部16Aは、例えば所定の時間間隔などで、上記各種情報を予め取得するように制御を行う。
 ここで、(3)発電装置10Aの効率情報とは、上述したように、例えば、発電装置10Aが発電する電力の出力、および発電する際の動作温度などに基づいて算出した情報とすることができる。
 ステップS31において自機(発電装置10A)についての各種情報を他の発電装置10Bおよび10Cに送信したら、制御部16Aは、他の発電装置10Bおよび10Cから、同様の情報を受信する(ステップS32)。なお、ステップS31において、発電装置10Bは、発電装置10Aおよび10Cに、上述の各種情報を送信する。また、ステップS31において、発電装置10Cは、発電装置10Aおよび10Bに、上述の各種情報を送信する。したがって、ステップS32においては、発電装置10A~10Cは、それぞれ、他の発電装置から、上述の各種情報を受信することにより、発電システム1に含まれる発電装置10A~10Cの情報を共有することができる。
 ステップS32において発電装置10Aが他の発電装置10Bおよび10Cから各種の情報を受信したら、制御部16Aは、発電システム1の発電する電力の現在の総出力を算出する(ステップS33)。ステップS33においては、制御部16Aは、発電装置10A~10Cが現在発電している電力の出力値を取得しているため、これらの情報から発電システム1の発電する電力の現在の総出力を算出することができる。
 ステップS33において発電システム1の発電する電力の現在の総出力を算出したら、制御部16Aは、受信した各種情報に基づいて、参照テーブルを更新する(ステップS34)。この参照テーブル更新の際、制御部16Aは、発電装置10A~10Cの発電効率を考慮して、それぞれの稼働状態を決定する。また、制御部16Aは、このようにして更新した参照テーブルをメモリに保持する。ステップS34において、発電装置10A~10Cは、それぞれ、更新された参照テーブルを保持することができる。この時、発電装置10A~10Cの制御部16A~16Cがそれぞれ参照テーブルの更新処理を行ってもよいし、発電装置10Aが更新した参照テーブルを発電装置10Bおよび10Cに送信してもよい。
 図7は、ステップS34において更新された参照テーブルの例を示す図である。
 ステップS34において、制御部16Aは、図7に示すように、発電装置10A~10Cの効率情報および発電可能な電力の最大出力値に基づいて、発電システム1が所定の電力を出力する際に発電装置10A~10Cがそれぞれ出力すべき電力を規定する。図7においては、例として、発電装置10A~10Cの最大出力値を、それぞれ3kWと想定している。また、図7においては、例として、発電装置10Aの発電効率が最も高く、発電装置10Cの発電効率が最も低い場合を想定している。
 図7においては、発電システム1が全体として出力する電力x[kW]を左の列に示してあり、その時に発電装置10A~10Cがそれぞれ出力すべき電力を表にして示してある。発電装置10Aは発電効率が最も高いため、発電システム1の運転時において、稼働させる優先度を高くしている。一方、発電装置10Cは発電効率が最も低いため、発電システム1の運転時において、稼働させる優先度を低くしている。このような参照テーブルを参照することにより、制御部16A~16Cは、発電システム1が電力x[kW]を出力する際に、発電装置10A~10Cがそれぞれ出力すべき電力を把握することができる。
 図7のような更新した参照テーブルに従って、発電装置10A~10Cがそれぞれ行う動作は、図4において説明した第1実施形態とほぼ同様に行うことができる。すなわち、本実施形態において、発電装置10A~10Cが出力の目標を決定して出力を制御する処理は、図4で説明したフローチャートにしたがって行うことができる。図4においては、例として、発電装置10Aが行う処理について説明したが、発電装置10Bおよび10Cについても、同様にして処理を行うことができる。
 本実施形態においても、逆潮流の電流が発生する場合、電流センサ18A~18Cが検出した電流値に応じて、発電装置10A~10Cが出力する電力を減少させて、発電システム1の電力の総出力を負荷200の消費電力の需要以下にする。この時、第2実施形態では、発電装置10A~10Cがそれぞれ出力する電力は、図7で説明した参照テーブルに従うようにする。
 本実施形態では、図4で説明したステップS23において電力の総出力の目標を算出したら、制御部16Aは、メモリに記憶された(図7に示したような)参照テーブルを参照する(ステップS24)。これにより、発電装置10A~10Cは、発電システム1が全体として目標とする電力を出力する際に、それぞれ個々が出力すべき電力を把握することができる。このように、ステップS24において参照テーブルを参照することにより、制御部16Aは、自装置である発電装置10Aが出力する電力の目標を決定する(ステップS25)。
 このように、制御部16Aは、発電装置10A~10Cが発電する電力の総出力が負荷200の消費電力よりも大きくなる時、発電装置10A~10Cの発電効率を示す情報に基づいて、発電装置10A~10Cがそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する。
 この時、制御部16Aは、発電装置10A~10Cの発電効率を示す情報に基づいて、発電装置10A~10Cのうち発電効率の低いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御してもよい。また、この時、制御部16Aは、発電装置10A~10Cの発電効率を示す情報に基づいて、発電装置10A~10Cのうち発電効率の高いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御してもよい。なお、本実施形態において、発電する電力の出力を「調整する」とは、例えば、出力を上げる、下げる、抑制する、維持するなど、各種の態様とすることができる。また、本実施形態において、発電装置10A~10Cの発電部12A~12Cが例えばSOFCのような燃料電池により構成される場合、「発電効率」とは、燃料電池に供給するガスを電気に変換する際の効率とすることができる。
 また、制御部16Aにおいて、発電装置10A~10Cの「発電効率を示す情報」は、発電装置10A~10Cが発電する電力を示す情報としてもよい。また、この「発電効率を示す情報」は、発電装置10A~10Cが発電する際の動作温度を示す情報としてもよい。
 以上説明したように、本実施形態においては、発電効率が高い分散型電源を優先的に運転させて、発電効率が低い分散型電源の運転を抑えるようにする。すなわち、本実施形態によれば、発電システム1全体としての効率が高くなるように各分散型電源の出力が制御される。このため、本実施形態によれば、発電システム1全体として、入力する燃料を低減することができる。特に、燃料電池またはエンジンなどの分散型電源においては、複数の分散型電源おいて効率にばらつきがあると、同じ出力を得るのに必要な燃料が増大し、ランニングコストが悪化する。したがって、本実施形態によれば、ランニングコストを削減することができ、経済的に有利になる。
 本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
 例えば、上述した実施形態では、制御部16A~16Cが、それぞれメモリを備え、参照テーブルなどを記憶するものとして説明した。しかしながら、発電装置10A~10Cは、それぞれ制御部16A~16Cとは別個の記憶部を備えるように構成してもよい。
 また、発電装置10A~10Cにおいて、それぞれの制御部16A~16Cは、図3または図7に示したような参照テーブルを予め記憶するのではなく、発電装置10A~10Cが出力すべき電力を、例えばリアルタイムで算出してもよい。
 また、図2で説明したステップS13または図6で説明したステップS33の後に、例えば制御部16Aは、他の発電装置10Bおよび10Cと参照テーブルの情報を交換することにより、参照テーブルを補正するように制御してもよい。
 第1実施形態では、発電装置10A~10Cにおいて、それぞれの制御部16A~16Cは、各発電装置を構成する部品などの保守点検までの時間に関する情報に基づいて、所定の短時間で次の保守点検をむかえる発電装置から優先的に高負荷で動作させてもよい。
 また、上述の第2実施形態では、発電装置10A~10Cの発電効率を各種の条件から算出したものを効率情報とする態様を説明した。しかしながら、このような効率情報は動的に更新される情報とはせずに、発電装置10A~10Cにおいて予め与えられた情報としてもよい。
 また、図5で示した発電装置10A~10Cの効率特性は、図5に示したような特性に限定されるものではない。発電装置10A~10Cの効率特性は、出力におおよそ比例するような特性でなくてもよい。また、発電装置10A~10Cの効率特性は、ほとんど同じような特性曲線を有するものであってもよい。
 また、本発明は、発電システム1の発明としても実施することができる。この場合、第1実施形態においては、複数の発電装置10A~10Cのそれぞれは、複数の発電装置10A~10Cが連結されて発電する電力の総出力が負荷200の消費電力よりも大きくなる時、複数の発電装置10A~10Cのそれぞれの劣化の度合いを示す情報に基づいて、発電する電力の出力を調整するように制御する。また、第2実施形態においては、複数の発電装置10A~10Cのそれぞれは、複数の発電装置10A~10Cが連結されて発電する電力の総出力が負荷200の消費電力よりも大きくなる時、複数の発電装置10A~10Cのそれぞれの発電効率を示す情報に基づいて、発電する電力の出力を調整するように制御する。
 また、本発明は、系統100に連系して負荷200に供給する電力の出力を制御可能な複数の発電装置10A、10B、および10Cによる発電方法としても実施することができる。例えば、第1実施形態においては、当該発電方法は、複数の発電装置10A~10Cのそれぞれが、複数の発電装置10A~10Cが連結されて発電する電力の総出力が負荷200の消費電力よりも大きくなる時、発電する電力の出力を調整するように制御する制御ステップを含む。この時、当該制御ステップにおいて、複数の発電装置10A~10Cのそれぞれの劣化の度合いを示す情報に基づいて、発電する電力の出力を調整するように制御する。その他、本発明は、発電装置10A、10B、および10Cの発明に対応する方法の発明、および発電システム1の発明に対応する方法の発明としても、実施することができる。また、第2実施形態においては、例えば、制御ステップにおいて、複数の発電装置10A~10Cのそれぞれの発電効率を示す情報に基づいて、発電する電力の出力を調整するように制御する。
 本開示内容の多くの側面は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアによって実行される、一連の動作として示される。コンピュータシステムその他のハードウェアには、例えば、汎用コンピュータ、PC(パーソナルコンピュータ)、専用コンピュータ、ワークステーション、PCS(Personal Communications System、パーソナル移動通信システム)、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、又はその他のプログラム可能なデータ処理装置が含まれる。各実施形態では、種々の動作は、プログラム命令(ソフトウェア)で実装された専用回路(例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート)又は、1つ以上のプロセッサによって実行される論理ブロック若しくはプログラムモジュール等によって実行されることに留意されたい。論理ブロック又はプログラムモジュール等を実行する1つ以上のプロセッサには、例えば、1つ以上のマイクロプロセッサ、CPU(中央演算処理ユニット)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子機器、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置及び/又はこれらいずれかの組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はこれらいずれかの組合せによって実装される。
 ここで用いられる機械読取り可能な非一時的記憶媒体は、更に、ソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び光学ディスクの範疇で構成されるコンピュータ読取り可能な有形のキャリア(媒体)として構成することができる。かかる媒体には、ここに開示する技術をプロセッサに実行させるためのプログラムモジュールなどのコンピュータ命令の適宜なセット及び、データ構造が格納される。コンピュータ読取り可能な媒体には、1つ以上の配線を備えた電気的接続、磁気ディスク記憶媒体、磁気カセット、磁気テープ、その他の磁気及び光学記憶装置(例えば、CD(Compact Disk)、レーザーディスク(登録商標)、DVD(登録商標)(Digital Versatile Disc)、フロッピー(登録商標)ディスク及びブルーレイディスク(登録商標))、可搬型コンピュータディスク、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read-Only Memory)、EPROM、EEPROM若しくはフラッシュメモリ等の書換え可能でプログラム可能なROM若しくは情報を格納可能な他の有形の記憶媒体又はこれらいずれかの組合せが含まれる。メモリは、プロセッサ/プロセッシングユニットの内部及び/又は外部に設けることができる。ここで用いられるように、「メモリ」という語は、あらゆる種類の長期記憶用、短期記憶用、揮発性、不揮発性その他のメモリを意味し、特定の種類若しくはメモリの数又は記憶が格納される媒体の種類は限定されない。
 1 発電システム
 10A,10B,10C 発電装置
 12A,12B,12C 発電部
 14A,14B,14C 電力変換部
 16A,16B,16C 制御部
 18A,18B,18C 電流センサ
 100 系統
 200 負荷

Claims (15)

  1.  系統に連系して負荷に供給する電力を発電する発電部と、
     前記発電部が発電する電力の出力を制御する制御部と、を備える発電装置であって、
     前記制御部は、前記発電装置および前記発電装置に連結された他の発電装置が発電する電力の総出力が前記負荷の消費電力よりも大きくなる時、前記発電装置および前記他の発電装置の劣化の度合いを示す情報と発電効率を示す情報との少なくとも何れかに基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する、発電装置。
  2.  前記制御部は、前記発電装置および前記他の発電装置のうち前記劣化の度合いが高いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項1に記載の発電装置。
  3.  前記制御部は、前記発電装置および前記他の発電装置のうち前記発電効率の低いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項1または2に記載の発電装置。
  4.  前記制御部は、前記発電装置および前記他の発電装置のうち前記発電効率の高いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項1または2に記載の発電装置。
  5.  前記制御部は、前記劣化の度合いを示す情報として、前記発電装置および前記他の発電装置を構成する部品の状態を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項1~4のいずれか1項に記載の発電装置。
  6.  前記制御部は、前記劣化の度合いを示す情報として、前記発電装置および前記他の発電装置を構成する部品の稼働時間を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項1~5のいずれか1項に記載の発電装置。
  7.  前記制御部は、前記発電効率を示す情報として、前記発電装置および前記他の発電装置が発電する際の動作温度を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項1~6のいずれか1項に記載の発電装置。
  8.  系統に連系して負荷に供給する電力の出力を制御可能な複数の発電装置を含む発電システムであって、
     前記複数の発電装置のそれぞれは、前記複数の発電装置が連結されて発電する電力の総出力が前記負荷の消費電力よりも大きくなる時、前記複数の発電装置のそれぞれの劣化の度合いを示す情報と発電効率を示す情報との少なくとも何れかに基づいて、前記発電装置が発電する電力の出力を調整するように制御する、発電システム。
  9.  系統に連系して負荷に供給する電力の出力を制御可能な複数の発電装置による発電方法であって、
     前記複数の発電装置のそれぞれは、前記複数の発電装置が連結されて発電する電力の総出力が前記負荷の消費電力よりも大きくなる時、前記複数の発電装置のそれぞれの劣化の度合いを示す情報と発電効率を示す情報との少なくとも何れかに基づいて、前記発電装置が発電する電力の出力を調整するように制御する制御ステップを含む、発電方法。
  10.  前記制御ステップにおいて、前記発電装置および前記他の発電装置のうち前記劣化の度合いが高いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項9に記載の発電方法。
  11.  前記制御ステップにおいて、前記劣化の度合いを示す情報として、前記発電装置および前記他の発電装置を構成する部品の状態を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項9または10に記載の発電方法。
  12.  前記制御ステップにおいて、前記劣化の度合いを示す情報として、前記発電装置および前記他の発電装置を構成する部品の稼働時間を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項9~11のいずれか1項に記載の発電方法。
  13.  前記制御ステップにおいて、前記発電効率を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置のうち前記発電効率の低いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項9~12のいずれか1項に記載の発電方法。
  14.  前記制御ステップにおいて、前記発電効率を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置のうち前記発電効率の高いものから優先的に発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項9~12のいずれか1項に記載の発電方法。
  15.  前記制御ステップにおいて、前記発電効率を示す情報として、前記発電装置および前記他の発電装置が発電する際の動作温度を示す情報に基づいて、前記発電装置および前記他の発電装置がそれぞれ発電する電力の出力を調整するように制御する、請求項9~14のいずれか1項に記載の発電方法。
PCT/JP2015/003506 2014-07-10 2015-07-10 発電装置、発電システム、および発電方法 Ceased WO2016006257A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15818932.4A EP3168951B1 (en) 2014-07-10 2015-07-10 Power generation device, power generation system and power generation method
US15/325,411 US10523015B2 (en) 2014-07-10 2015-07-10 Power generation apparatus, power generation system, and power generation method

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-142750 2014-07-10
JP2014142750A JP6452330B2 (ja) 2014-07-10 2014-07-10 発電装置、発電システム、および発電方法
JP2014142749A JP2016019428A (ja) 2014-07-10 2014-07-10 発電装置、発電システム、および発電方法
JP2014-142749 2014-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016006257A1 true WO2016006257A1 (ja) 2016-01-14

Family

ID=55063905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/003506 Ceased WO2016006257A1 (ja) 2014-07-10 2015-07-10 発電装置、発電システム、および発電方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10523015B2 (ja)
EP (1) EP3168951B1 (ja)
WO (1) WO2016006257A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131094A1 (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 京セラ株式会社 発電システム、発電システムの制御方法、及び発電装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107276128B (zh) * 2017-07-25 2020-08-04 泰豪科技股份有限公司 一种发电系统及发电方法
CN113364114A (zh) * 2020-03-04 2021-09-07 台达电子工业股份有限公司 智慧电网系统及其功率管理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54140943A (en) * 1978-04-25 1979-11-01 Niigata Engineering Co Ltd Parallel operation method of plural generators
JP2004327448A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Japan Research Institute Ltd 電力供給システム、集合住宅、及びプログラム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002070647A (ja) 2000-08-30 2002-03-08 Osaka Gas Co Ltd エネルギー供給システム
JP3923816B2 (ja) 2002-02-14 2007-06-06 ヤンマー株式会社 分散電源用発電システム
JP4268593B2 (ja) * 2005-03-16 2009-05-27 株式会社明電舎 電力供給システム、電力供給方法、及び建造物
JP2007020260A (ja) 2005-07-06 2007-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電力供給システムならびに電力供給サービス方法
JP2010004667A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toyota Motor Corp 電源システム
JP2013027285A (ja) 2011-07-26 2013-02-04 Hitachi Ltd 発電機の負荷分担方式

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54140943A (en) * 1978-04-25 1979-11-01 Niigata Engineering Co Ltd Parallel operation method of plural generators
JP2004327448A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Japan Research Institute Ltd 電力供給システム、集合住宅、及びプログラム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131094A1 (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 京セラ株式会社 発電システム、発電システムの制御方法、及び発電装置
JPWO2017131094A1 (ja) * 2016-01-28 2018-10-25 京セラ株式会社 発電システム、発電システムの制御方法、及び発電装置
US10879548B2 (en) 2016-01-28 2020-12-29 Kyocera Corporation Power generation system, method for controlling power generation system, and power generation apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20170141579A1 (en) 2017-05-18
EP3168951A4 (en) 2018-03-28
EP3168951A1 (en) 2017-05-17
US10523015B2 (en) 2019-12-31
EP3168951B1 (en) 2020-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10263428B2 (en) Power conversion apparatus, method for controlling power conversion apparatus, and power conversion system
JP6205077B2 (ja) 電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法
WO2016047146A1 (ja) 電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法
US10164438B2 (en) Power-supply device determination apparatus, power-supply device determination method, and power conversion apparatus
WO2018003890A1 (ja) コージェネレーションシステム、制御装置及び制御方法
US12469860B2 (en) Systems and methods for providing heat control in a multi-stack fuel cell system
WO2016006256A1 (ja) 発電システムの制御方法、発電システム、及び発電装置
JP6294494B2 (ja) 電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法
WO2016006257A1 (ja) 発電装置、発電システム、および発電方法
JP5893319B2 (ja) 電力管理システム及び電力管理装置
JP2016019428A (ja) 発電装置、発電システム、および発電方法
JP6659736B2 (ja) 発電システム、発電システムの制御方法、及び発電装置
JPWO2016121389A1 (ja) 電力供給装置、電力供給システム、および電力供給方法
WO2016189875A1 (ja) 発電装置、発電システム、および発電システムの制御方法
JP6235139B2 (ja) 燃料電池システムの制御方法、燃料電池システム、及び電力制御装置
JP6452330B2 (ja) 発電装置、発電システム、および発電方法
WO2018021349A1 (ja) 発電ユニット及びその制御方法
WO2016017124A1 (ja) 電力制御システムの制御方法、電力制御システム、及び電力制御装置
JP6453581B2 (ja) 電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法
JP6629606B2 (ja) 発電システム、発電制御方法及び発電装置
JP6300568B2 (ja) 電力供給システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15818932

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015818932

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15325411

Country of ref document: US

Ref document number: 2015818932

Country of ref document: EP