(57)【要約】      （修正有）【課題】多数の発電モジュールを含む発電システムにおいて、メンテナンス性の向上を図ることができるとともに、必要とされる電力に追従して発電を行なうことができる発電システムを提供する。【解決手段】複数の発電モジュールＭの集合からなる複数の群が並列に設けられる発電部４と、群の単位で発電出力を制御する制御部１０と、を備え、制御部１０は、複数の群を、発電出力が一定である、単数又は複数の前記群からなる固定群と、発電出力が可変である、単数又は複数の前記群からなる可変群と、発電を伴わない、単数又は複数の群からなる未発電群と、に区別して制御する発電システム１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電モジュールの集合からなる、複数の群が並列に設けられる発電部と、
前記群の単位で発電出力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数の群を、
発電出力が一定である、単数又は複数の前記群からなる固定群と
発電出力が可変である、単数又は複数の前記群からなる可変群と、
発電出力を伴わない、単数又は複数の前記群からなる未発電群と、に区別して制御する、
ことを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記群を構成する前記複数の発電モジュールにおける発電出力を一律に制御するか、又は、
前記群を構成する前記複数の発電モジュールの中から発電に使用する前記発電モジュールの数を制御することで、
前記可変群を構成する前記群の発電出力を可変にする、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記固定群を構成する前記群を、予め定められた一定の数に制限する、
請求項１又は２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記群に対して並列に配置される、前記発電部で発電された電力を蓄電する蓄電装置を備える、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記未発電群は、
運転が停止されることで発電出力を伴わない停止群と、
運転はされるが発電出力を伴わない休止群と、
に区分される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記可変群による発電出力が、予め定められた第１閾値を超えると、
前記可変群を構成している前記群を前記固定群に遷移させ、かつ、
前記未発電群を構成している前記群を前記可変群に遷移させる、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項７】
前記制御部は、
前記可変群による発電出力が、予め定められた第２閾値未満になると、
前記固定群を構成している前記群を前記未発電群に遷移させる、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項８】
前記制御部は、
前記固定群を構成する前記発電モジュール及び前記可変群を構成する前記発電モジュールの一方又は双方に故障が生ずると、
前記未発電群を構成する前記発電モジュールを、故障が生じた前記発電モジュールを構成要素とする、前記固定群及び前記可変群の一方または双方に遷移させる、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発電モジュールの集合からなる群を複数備え、群ごとに運転の制御を発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ランキンサイクル（ORC：Organic Rankine Cycle）を利用した発電システムでは、発電効率を上げるため、熱源に応じてタービン、発電機、蒸発器等の機器の容量を設計する必要がある。したがって、多種類に及ぶアプリケーションや設置条件（排熱条件）に対応するためには、都度、設計変更が生じ、発電システム構築までの費用・期間が増大する。その打ち手として、比較的小容量の機器（モジュール）を並列に複数配置して、例えば複数のランキンサイクルを備える構成にするか、又は、複数のタービン発電機部を備える構成にすることが考えられる。
タービン、発電機及び整流器を１つのモジュールとし、複数のモジュールを並列に接続したシステムにおいて、システム全体としての発電出力が大きい場合、又は、１つのモジュールの出力が比較的小さい場合には、非常に多数のモジュールを並列に接続することになる。例えば、１モジュールあたりの出力が５ｋＷとし、それを１０台×１０群（１００台）用いて、最大５００ｋＷの出力をするような構成も考えられる。
【０００３】
発電システムでは、負荷の需要、熱源の供給能力に応じて発電出力を可変にして、負荷電力や目標最大発電出力に追従するように制御する必要がある。このとき、前述のような非常に多数のモジュールを有する発電システムでは、制御装置が複雑化することによる装置サイズ及びコストの増大、信頼性の低下といった問題が生じるのに加えて、より容易に高効率に運転できることが望まれる。これらを解決する手法として、モジュールを構成する各コンポーネントを定格状態で運用し、余剰分のコンポーネントは停止させることで総合効率を向上させる台数制御が有効である。ところが、この場合、制御方法によっては各コンポーネントの稼働率及び発停頻度が不均一になるので、モジュール間で故障率に差が出ることが想定される。そうすると、モジュールごとのメンテナンス時期がまちまちとなり、メンテナンス性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８２９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、運転時間の短い排熱発生機器から排熱の取得を開始することによって、補機類を含めて各種排熱発生機器の運転時間の均等化が図られる排熱利用システムが開示されている。特許文献１における運転時間の均等化を複数のモジュールからなる群の単位の台数制御に適用すれば、メンテナンス性の低下を抑えることができる。
発電システムは、経時的に変化する負荷電力に追従して発電出力を変動させる必要がある。ところが、運転時間を均等化する制御は、発電出力を負荷電力に追従させることには繋がらない。例えば、運転時間の長くなった群を停止させると、必要とされる電力が得られなくなるおそれがある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、多数の発電モジュールを含む発電システムにおいて、メンテナンス性の向上を図ることができるとともに、必要とされる電力に追従して発電を行なうことができる発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもとなされた本発明の発電システムは、複数の発電モジュールの集合からなる複数の群が並列に設けられる発電部と、群の単位で発電出力を制御する制御部と、を備え、制御部は、複数の群を、発電出力が一定である、単数又は複数の前記群からなる固定群と、発電出力が可変である、単数又は複数の群からなる可変群と、発電出力を伴わない、単数又は複数の群からなる未発電群と、に区別して制御する、ことを特徴とする。
本発明の発電システムによると、群による台数制御（以下、群数制御という）を実施することで、１つのモジュールの単位で台数制御するより、制御部を簡略化できるので、制御の信頼性が向上する。また、固定群と停止群のみの区分では、階段状に発電出力が変化してしまうのに対して、可変群を設けることにより、固定群と停止群の間の発電出力の差を補完できるので、発電出力の制御精度が向上し、安定かつ効率のよい発電出力を確保することができる。
【０００７】
本発明の発電システムにおいて、制御部は、群を構成する複数の発電モジュールにおける発電出力を一律に制御するか、又は、群を構成する複数の発電モジュールの中から発電に使用する発電モジュールの数を制御することで、可変群を構成する群の発電出力を可変にすることができる。
【０００８】
本発明の発電システムにおいて、制御部は、固定群を構成する群を、予め定められた一定の数に制限することができる。
特定の機器を固定群に特化できるため、発電モジュールの構成を簡略化できる。
【０００９】
本発明の発電システムは、群に対して並列に配置される、発電部で発電された電力を蓄電する蓄電装置を備えることができる。
発電システムが生み出す余剰電力を有効に活用することができる。
【００１０】
本発明の発電システムにおいて、未発電群は、運転が停止されることで発電出力を伴わない停止群と、運転はされるが発電出力を伴わない休止群と、に区分されることが好ましい。
休止状態の発電モジュールであれば、迅速な起動が見込めるので、休止群を備える発電システムは、必要とされる電力に対して高い精度で出力することができる。
【００１１】
本発明の発電システムにおいて、制御部は、可変群による発電出力が、予め定められた第１閾値を超えると、可変群を構成している群を固定群に遷移させ、かつ、未発電群を構成している群を前記可変群に遷移させることができる。
また、本発明の発電システムにおいて、制御部は、可変群による発電出力が、予め定められた第２閾値未満になると、固定群を構成している群を未発電群に遷移させることができる。
要求される電力量に応じて可変群、固定群及び停止群を構成する群を遷移させることで、必要な発電出力を賄いつつ、各群の運転時間が平準化し、メンテナンス性を向上できる。
【００１２】
本発明の発電システムにおいて、制御部は、固定群を構成するモジュール及び可変群を構成するモジュールの一方又は双方に故障が生ずると、未発電群を構成するモジュールを、故障が生じたモジュールを構成要素とする固定群及び可変群の一方または双方に遷移させることが好ましい。この発電システムによると、故障が生じても、要求に対応した十分な発電出力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発電システムによると、群数制御を実施することで、制御部を簡略化できるので、制御の信頼性を向上できる。また、本発明の発電システムによると、可変群を設けることにより、固定群と停止群の間の発電出力の差を補完きるので、発電出力の制御精度が向上し、安定かつ効率のよい発電出力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における発電システムの概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の発電システムの動作例を示す図である。
【図３】第１実施形態の発電システムの他の動作例を示し、（ａ）は可変群を構成する群Ｇの数を可変にする例、（ｂ）は群Ｇの切り換えのタイミングを可変にする例である。
【図４】第１実施形態の発電システムの変形例を示す構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態における発電システムの動作例とこの動作例に対応する需用電力の推移を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態における発電システムの動作例を示す図である。
【図７】図６に引き続き、第３実施形態における発電システムの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る発電システム１は、並列に配列される複数（１０台）の群Ｇからなる発電部４と、制御部１０から構成される。各々の群Ｇは、複数（１０台）の発電モジュールＭの集合からなる。発電システム１は、系統連系用インバータ６を介して商用電力系統５に電力を供給するとともに、電力負荷７に電力を供給する。なお、発電システム１の基本的な構成は、後述する第２実施形態及び第３実施形態も共通しており、当該部分における説明でも図１を参照する。
【００１６】
〔発電部４〕
個々の発電モジュールＭには、モジュール１からモジュール１００までの番号が付与されている。発電システム１は、特定の台数（１０台）の発電モジュールＭの集合により一つの群Ｇを構成し、発電モジュールＭはこの群Ｇの単位で運転が制御される。発電システム1は、１０の群を備えており、個々の群ＧはＧ１からＧ１０までの記号が付与されている。
モジュールを総称する際は発電モジュールＭを用い、個々のモジュールを指すときはモジュール１〜１００を用いる。また、群を総称する際には群Ｇを用い、個々の群を指すときは群Ｇ１〜Ｇ１０を用いる。
【００１７】
個々の発電モジュールＭは、有機ランキンサイクルを利用した発電装置を構成しており、図１の構成を備えている。つまり、発電モジュールＭは、循環ポンプ１１と、予熱器１２と、蒸発器１３と、タービン１４と、凝縮器１５と、これら要素を繋ぐ有機流体経路Ｌと、からランキンサイクルが構成されている。タービン１４には発電機１６が接続されている。
有機流体経路Ｌを流れる有機流体としては、イソペンタン、ブタン、プロパンなどの低分子炭化水素や、冷媒として用いられるＲ１３４ａ、Ｒ２４５ｆａ等を用いることができる。有機流体経路は閉回路であり、有機流体は循環ポンプ１１によって循環する。有機流体は、蒸発器１３、タービン１４および凝縮器１５を通過して相変化を繰り返しながら循環する。
蒸発器１３は、熱源を流れる熱媒体が熱源にて回収した熱によって、循環ポンプ１１から送られた液相の有機流体を加熱し、有機流体を気相に変化させる。
タービン１４は、蒸発器１３によって蒸発した有機流体の熱落差（エンタルピー落差）によって回転駆動される。タービン１４の回転動力は発電機１６に伝達され、発電機１６にて電力が得られるようになっている。発電機１６で生成された電力は、整流器１７を通って電力負荷７または商用電力系統５に供給される。
凝縮器１５は気相の有機流体を冷却して凝縮液化する。凝縮液化した有機流体は、循環ポンプ１１によって蒸発器１３に向けて圧送される。圧送される有機流体は、予熱器１２を通過する過程で加熱された後に蒸発器１３に達する。
【００１８】
発電モジュールＭは、群Ｇの単位で運転が制御される。つまり、群Ｇ１が運転するように制御部１０から支持を受けると群Ｇ１に含まれる全てのモジュール１〜１０が運転され、群Ｇ１が停止するように制御部１０から支持を受けると群Ｇ１に含まれる全てのモジュール１〜１０が運転を停止する。
【００１９】
〔制御部１０〕
制御部１０は、発電システム１を構成する群Ｇ、発電モジュールＭの運転、停止、休止などの動作について、群Ｇ、発電モジュールＭに指令信号を送信する。制御部１０は、商用電力系統５又は電力負荷７において必要とされる電力（需用電力、供給能力）に応じて、群Ｇ、発電モジュールＭに指令信号を送信する。
制御部１０は、群Ｇ１〜群Ｇ１０の各々の発電による出力を検知する検知部１０ａを備えている。また、検知部１０ａは、発電システム１に必要とされる電力を検知する。
また、制御部１０は、群Ｇ１〜Ｇ１０と、各々の群Ｇ１〜Ｇ１０に属する発電モジュールＭと、を対応付けた、群−モジュールリスト情報を記憶する記憶部１０ｂを備えている。群−モジュールリストには、群Ｇが、後述する固定群、可変群及び可変群のいずれに該当するかの情報も記述されている。
制御部１０は、検知部１０ａの検知結果と記憶部１０ｂに記憶されている情報に基づいて、指令信号を送信するなど、発電部４の制御を司る処理部１０ｃを備える。
以上説明した制御部１０の基本的な機能は、後述する第２実施形態の制御部２０及び第３実施形態の制御部３０も備えている。
【００２０】
第１実施形態の発電システム１は、群Ｇを形成し、群Ｇの単位で動作の制御を行う群数制御を採用する。第１実施形態は、全ての群Ｇ１〜群Ｇ１０を固定群、可変群および停止群という３つのカテゴリーに区分して群数制御を実施する。
【００２１】
〔固定群、可変群、停止群〕
固定群は、それを構成する全ての群Ｇが、運転（ＯＮ：出力１００％）、又は、停止（ＯＦＦ：出力０％）の二者択一の運転制御が実施される。運転は、発電モジュールＭの定格点や高効率動作点等の一定に制限された出力で行われる。
発電システム１は、単数又は複数の固定群から構成されるが、構成する群Ｇの数を、需用電力に応じて変動させることができる。例えば、需用電力が多ければ固定群を構成する群Ｇの数を多くし、需用電力が少なければ固定群を構成する群Ｇの数を少なくする。
【００２２】
可変群は、それを構成する全ての群Ｇが、運転（ＯＮ：出力１００％）と停止（ＯＦＦ：出力０％）の間の任意の出力値で運転される。例えば、群Ｇ６が可変群を構成するものとし、群Ｇ６が８０％の出力で運転される場合には、群Ｇ６に属する１０台の発電モジュールＭの各々の出力が一律に８０％になるように群Ｇ６が制御される。また、群Ｇ６に属する１０台の発電モジュールＭのうちで８台を１００％の出力で運転するように、発電に使用する発電モジュールＭの数を制御してもよい。
可変群は、単数又は複数の群Ｇから構成されるが、固定群を構成する群Ｇによって、可変群を構成する群Ｇが特定される。例えば、群Ｇ１〜群Ｇ５が固定群を構成する場合であって、可変群が単数の場合には、群Ｇ６が可変群を構成する。つまり、固定群を構成する群Ｇの末尾の番号に隣接する次の番号の群Ｇが可変群を構成する。
可変群を構成する群Ｇは、数が固定されでもよいし変動してもよい。例えば、需用電力の増減の幅が大きいときには可変群の数を複数（例えば、２つ）とし、需用電力の増減の幅が小さいときには可変群の数を単数とする。
【００２３】
停止群は、そこに属する全ての群Ｇの運転が停止（ＯＦＦ：出力０％）されている。
停止群は、単数又は複数の群Ｇから構成されるが、固定群を構成する群Ｇの数、可変群を構成する群Ｇの数によって、固定群を構成する群Ｇが特定される。例えば、群Ｇ１〜群Ｇ５が固定群を構成し、群Ｇ６が可変群を構成する場合、群Ｇ７〜群Ｇ１０が停止群を構成する。
【００２４】
〔第１実施形態の動作例〕
次に、発電システム１の動作例を、図２を参照して説明する。
図２は、横軸が時間を、縦軸が発電出力を示すグラフ形式の図である。図２に需用電力が破線で示されているが、発電システム１はこの需用電力に発電出力が追従するように動作される。
図２において、一つのマス目が一つの群Ｇ（Ｇ１〜Ｇ１０）に対応している。群Ｇは、固定群、可変群及び停止群に応じたパターンが、マス目に施されている。ただし、停止群は、マス目が白抜きとされている。
【００２５】
制御部１０は、検知部１０ａが需用電力を検知しながら、図３に示すように、群数制御を実行する。
図２において、時間ｔ１〜ｔ２の間は、群Ｇ１〜群Ｇ６が固定群を構成し、群Ｇ７が可変群を構成し、群Ｇ８〜Ｇ１０が停止群を構成する。その後の時間の経過に伴って、固定群、可変群及び停止群は需用電力に追従して変動し、時間ｔ５〜ｔ６の間には、群Ｇ１〜群Ｇ９が固定群を構成し、群Ｇ１０が可変群を構成し、停止群を構成する群Ｇはない。さらに時間が経過しても、固定群、可変群及び停止群は需用電力に追従して変動し、時間ｔ９〜ｔ１０の間には、群Ｇ１〜群Ｇ６が固定群を構成し、群Ｇ７が可変群を構成し、群Ｇ８，Ｇ９が停止群を構成する。
【００２６】
各時間帯において、可変群を構成する群Ｇは、前述したように、０％〜１００％の範囲で出力が変動される。例えば、時間ｔ１〜ｔ２の間に、群Ｇ７による出力は、需用電力の増加に応じて、０％から約３０％まで時間にほぼ比例して増加する。出力の増加は、群Ｇ７に属するモジュール７１からモジュール８０の各々の出力が０％から３０％に増加するように制御して得ることができるし、モジュール７１、モジュール７２及びモジュール７３の順に運転するモジュールを増やすことで出力を０％から３０％に増加するように制御することもできる。なお、前者の場合には、群Ｇ７に属する全てのモジュール７１〜８０が運転されるが、後者の場合には、群Ｇ７に属するモジュール７１〜７３は出力するが、モジュール７４〜８０は停止しているので出力がゼロである。
【００２７】
〔第１実施形態の効果〕
以下、発電システム１による効果を説明する。
発電システム１によると、群Ｇによる群数制御を実施することで、１台（１つのモジュール）単位で台数制御するより、制御装置を簡略にできるので、制御の信頼性が向上できる。
また、固定群と停止群のみの区分では、階段状に発電出力が変化してしまうので、発電出力の制御精度が低下する。これに対して、可変群を設けることにより、固定群と停止群の間の発電出力の差を補完するよう発電できるので、発電出力の制御精度が向上し、安定かつ効率のよい発電出力を確保することができる。
【００２８】
〔第１実施形態の変形例〕
以下、発電システム１の変形例について説明する。
図２は、可変群を構成する群Ｇの数が１つに限定される例を示している。しかし本発明は、需用電力の増減に追従させるために、図３（ａ）に示すように、可変群を構成する群Ｇの数を、２以上の範囲で固定してもよいし、１以上の範囲で変更してもよい。
また、図２の例では群数制御を切り替えるタイミング（横軸）が一定であるが、切り替えのタイミングは任意である。需用電力の増減に追従させるために、図３（ｂ）に示すように、切り替えのタイミングを変化させることができる。
【００２９】
また、固定群を構成する群Ｇを一定の数に制限してもよい。例えば、５つの群Ｇと決めておくことで、特定の機器（群Ｇ１〜群Ｇ５）に固定群を特化できるため、発電モジュールＭの構成を簡略化できる。つまり、可変群に属する場合、発電モジュールＭの出力が可変であることが前提になるが、この場合、０〜１００％の広い出力の範囲で高い効率が求められる。そうすると、出力制御の仕組みが複雑になる。ところが、ＯＮとＯＦＦの制御しか行なう必要のない固定群を構成する発電モジュールＭは、ＯＮの時に高い効率を得るための構造を、可変群に属する発電モジュールＭに比べて、簡略化できる。
【００３０】
さらに、図４に示すように、発電システム１に蓄電装置８を並列に接続し、発電システム１で発電した電力を蓄電装置８に充電することができる。蓄電装置８への充電には、最大供給電力（排熱量）と需要電力の差である余剰電力分を当てる。余剰電力を生み出すために、制御部１０は、固定群を構成する群Ｇの数を調整することができる。例えば、蓄電装置８を充電する場合には、上記余剰電力分が規定値（群Ｇが１個＋α(マージン)）以上であって、かつ、蓄電装置８の充電率が規定値（値が低く充電可能な充電率）以下の条件を満足すれば、固定群を構成する群Ｇを１つ増加させる。放電の場合は、不足電力（負の値の余剰電力）が規定値(群Ｇが１個＋α（マージン）)以下であって、かつ、蓄電装置８の充電率が規定値（値が高く放電可能な充電率）以上である場合は、固定群を構成するＧ群を１つ減少させる。
また、蓄電装置８を備える発電システム１は、可変群を構成する群Ｇの代替として蓄電装置８を用いることもできる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
以下、特定の群Ｇに負荷が集中するのを避けることのできる、発電システム２について説明する。発電システム２は、群Ｇ及び発電モジュールＭなどの構成要素の点、並びに、発電モジュールＭを群Ｇに区分し、区分された群Ｇの単位で運転する点では発電システム１と共通するところがあるため、以下では発電システム１と相違する点を中心に説明する。
【００３２】
〔第２実施形態の構成〕
はじめに、発電システム２に特徴的な構成要素について、図１を参照して説明する。なお、第１実施形態との区別をするために、図１を参照するが、異なる符号を用いる。
発電システム２の制御部２０は、記憶部２０ｂに他群ＯＮ閾値及び他群ＯＦＦ閾値（以下、両者を「閾値」と総称することもある）を記憶している。処理部２０ｃは、検知部２０ａが検知する出力と閾値とを比較して所定の処理を行う。
他群ＯＮ閾値とは、それまで停止群を構成していた群Ｇが固定群に切り替わるための条件であり、また、他群ＯＦＦ閾値とは、それまで可変群を構成していた群Ｇが停止群に切り替わるための条件である。
【００３３】
〔第２実施形態の動作例〕
理解を容易にするために、図５に示すように、３つの群Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）を対象として説明する。
図５は、群Ｇ１が出力制御される可変群を構成し、群Ｇ２及び群Ｇ３は停止群を構成していることを前提としている。図５の上段のグラフは、群Ｇ１〜群Ｇ３の各々の動作を経時的に示しており、各群Ｇを示す帯の中には、出力Ｏが折れ線として示されており、また、他群ＯＮ閾値及び他群ＯＦＦ閾値のレベルが破線で示されている。また、図５の下段のグラフは、発電システム２における需要電力（又は負荷電力）の推移を示している。発電システム２の制御部２０は、需用電力を賄えるように、群Ｇの動作を制御する。
【００３４】
図６に示すように、可変群を構成する群Ｇ１が出力制御されている間、制御部２０は、群Ｇ１からの出力（以下、群Ｇｎの出力を出力Ｇｎと表記する）と他群ＯＮ閾値及び他群ＯＦＦ閾値と比較している。
制御部２０は、出力Ｇ１が増加して他群ＯＮ閾値を超えたと判断（時間ｔＸ，出力Ｇ１＞他群ＯＮ閾値）した場合に、停止群を構成している群Ｇ２及び群Ｇ３の中から１つの群（この例では、群Ｇ１に隣接する群Ｇ２）に対して運転するように指令する起動指令信号を送信する。なお、この時点で、群Ｇ１は「自群」を構成し、群Ｇ２は「他群」を構成する。
制御部２０は、起動期間が経過して、他群である群Ｇ２が運転を開始した後に、自群である群Ｇ１を、それまでの可変群から固定群へ遷移させる。これ以降は、群Ｇ１は、定格運転等の固定運転がなされる。起動期間を設けることなく、群Ｇ２を運転させることもできる。なお、本実施形態において、起動期間は、指令を受けてから運転が可能になるまでの期間の意味で用いる。
自群（群Ｇ１）が他群ＯＮ閾値に達するのは、図５に示すように、需用電力が増加したことに基づいている。つまり、発電システム２は、自群（群Ｇ１）を固定群に遷移させるとともに、他群（群Ｇ２）を可変群として運転させることで、需用電力の増加に対応する。
【００３５】
可変群に遷移した群Ｇ２についても以上と同様に、制御部２０は、出力Ｇ２と他群ＯＮ閾値及び他群ＯＦＦ閾値と比較し、出力Ｇ２が他群ＯＮ閾値を超えたと判断（時間ｔＹ出力Ｇ２＞他群ＯＮ閾値）した場合に、停止群を構成している群Ｇ３に対して起動指令信号を送信する。そうすると、群Ｇ３が起動期間を経過して運転を開始した後に、群Ｇ２はそれまでの可変群から固定群へ遷移される。
【００３６】
可変群に遷移した群Ｇ３についても以上と同様に、制御部２０は、出力Ｇ３と他群ＯＮ閾値及び他群ＯＦＦ閾値と比較する。図５に示す例では、群Ｇ３が出力制御されている間に、出力Ｇ３が他群ＯＦＦ閾値を超える（時間ｔＺ１）。そうすると、制御部２０は、定格運転中の群Ｇ１，群Ｇ２（固定群）の中から、予め定められた順番に応じて、群Ｇ１を停止群に遷移させる群として選択するとともに、群Ｇ１に対して停止するように指令する停止指令信号を送信する。群Ｇ１は、その後、停止までの期間を経過した後に停止する。以上の制御は、需用電力の減少に対応するために行なわれる。停止期間が経過するのを待つことなく、群Ｇ１を停止群に遷移させることもできる。
図５に示す例では、その後に出力Ｇ３が他群ＯＦＦ閾値未満になる（時間ｔＺ２）ため、今度は群Ｇ２が停止群に遷移し、また、その後に出力Ｇ３が他群ＯＮ閾値を超える（時間ｔＺ３）ため、それまで停止群を構成していた群Ｇ１が可変群に遷移して出力制御される。
【００３７】
〔第２実施形態の効果〕
以下、発電システム２による効果を説明する。
発電システム２によると、起動・停止の回数が各群で一定となり、かつ長期的に見た場合、あえて運転時間管理をしなくても各群の運転時間が平準化することが期待できる。したがって、特定の群Ｇに負荷が集中せず，各郡Ｇの累積運転時間を分散して平均化できるため、群Ｇを構成する発電モジュールＭ、あるいはその構成部品を交換することを含めたメンテナンスの時期が揃い、メンテナンス性が向上する。
【００３８】
〔第２実施形態の変形例〕
以下、発電システム２の変形例について説明する。
以上説明した例では、予め決められた順番で可変群に遷移する群Ｇを選択し、あるいは、固定群に遷移する群Ｇを選択しているが、これ以外に、起動・停止回数の少ない群Ｇ、または、累積運転時間の少ない群を優先的に可変群に選択することもできる。
【００３９】
以上説明した例では、「停止群」における停止とは、群Ｇを構成する発電モジュールＭが一切の動作を行っていない厳密な意味での停止を意図しているが、本発明はこれに限定されない。停止群を、一切の動作を行っていない意味での「停止」と、「停止」ではないが出力がゼロである「休止」とに区分することができ、両者を含めて未出力群ということができる。「停止」の状態から発電モジュールＭが実際に起動するまでには相当の時間を要する場合もあるが、休止状態の発電モジュールＭは、迅速な起動が見込める。したがって、発電システム２は、「休止群」を設けておくことで、必要とされる出力に対して高い精度で迅速に応答することができる。本発明は、停止群を全て休止群としてもよい。
休止群を設ける場合には、群Ｇの遷移は以下の順番にすればよい。
「可変群」→「固定群」→「停止群」→「休止群」→「可変群」→  …
【００４０】
〔第３実施形態〕
以下、特定の発電モジュールＭに故障が生じた場合でも、当該群Ｇの発電出力が減らないように制御される、発電システム３について説明する。発電システム３は、群Ｇ及び発電モジュールＭなどの構成要素の点、並びに、発電モジュールＭを群Ｇに区分し、区分された群Ｇの単位で運転する点では発電システム１と共通するところがあるため、以下では発電システム１と相違する制御内容について説明する。
【００４１】
はじめに、発電システム３に特徴的な構成要素について、図１を参照して説明する。なお、第１実施形態との区別をするために、図１を参照するが、異なる符号を用いる。
発電システム３の制御部３０は、検知部３０ａが、各々の群Ｇ１〜群Ｇ１０を構成する発電モジュールＭに故障が発生したことを一台単位で把握する。検知部３０ａは、当該発電モジュールＭが属する群Ｇｎとモジュールの順位（モジュールｎ）とを特定して、故障が生じたことを検知する。また、検知部３０ａは、群Ｇ１〜群Ｇ１０が、固定群、可変群、停止群（休止群を含む）のいずれの群を構成しているかに関わらず、発電モジュールＭが故障状態にあるか否かを検知する。
【００４２】
次に、検知部３０ａが故障を検知したときの、制御部３０による発電システム３の制御内容を、図６，７を参照して説明する。なお、ここでも、理解を容易にするために、３つの群Ｇ１〜Ｇ３について説明する。
【００４３】
故障が発生する前に、図６（ａ）に示すように、群Ｇ１が固定群、群Ｇ２が可変群、群Ｇ３が停止群を構成していたものとする。ところが、群Ｇ１の中のモジュール３に故障が発生したとする（図７（ｂ））。群Ｇ１は、一台の発電モジュールＭの分だけ出力が不足することになる。
処理部３０ｃは、検知部３０ａがモジュール３に故障が発生したことを検知すると、記憶部３０ｂに記憶されている群−モジュールリストを処理部３０ｃが参照し、故障が生じた発電モジュールＭが属する群Ｇに隣接する群Ｇを照査する。ここでは、隣接する群Ｇは群Ｇ２となる。処理部３０ｃは、群Ｇ１に属しているモジュール３を群Ｇ１から除外するとともに、群Ｇ２に属しているモジュール１３を新たに群Ｇ１に属する発電モジュールＭとするように、群−モジュールリストを書き換える（図７（ａ））。そうすると、モジュール１３は、可変群から固定群に遷移される。この時点で群Ｇ２は発電モジュールＭが１台だけ不足することになるが、処理部３０ｃは、群Ｇ３に属しているモジュール２３を新たに群Ｇ２に属する発電モジュールＭとするように、群−モジュールリストを書き換える（図７（ｂ））。モジュール２３は、停止群から可変群に遷移される。この時点で群Ｇ３は発電モジュールＭが１台だけ不足することになるが、群Ｇ３は末尾の群Ｇに該当し、かつ現時点では停止群を構成している。この場合、処理部３０ｃは、これ以上の群−モジュールリストを書き換え、つまり発電モジュールＭの遷移を行わない。
以上の群−モジュールリストの書き換えは、群Ｇという制御対象としての所属が移動することを意味するのであって、遷移された発電モジュールＭの物理的な位置が移動することを伴うものではない。
【００４４】
群−モジュールリストの書き換えが完了したならば、処理部３０ｃは書き換えられた内容にしたがって、群Ｇ１が固定群、群Ｇ２が可変群、群Ｇ３が停止群として、発電システム３の運転を制御する。もちろん、群Ｇの単位での遷移が必要な場合には、第１実施形態，第２実施形態にしたがった手法で、発電システム３の運転を制御する。
【００４５】
〔第３実施形態の効果〕
以下、発電システム３による効果を説明する。
発電システム３によると、故障が発生した場合でも、必要な台数の発電モジュールＭを他群から補填することができる。しかも、補填される発電モジュールＭは停止群に属しているので、補填による出力の低下を避けることができる。したがって、発電システム３によると、故障が生じても、要求に対応した十分な発電出力を得ることができる。
【００４６】
〔第３実施形態の変形例〕
以下、発電システム２の変形例について説明する。
以上説明した例では、可変群を構成する群Ｇ２から固定群を構成する群Ｇ１に発電モジュールＭを遷移させた。この形態は、群Ｇ２に属する発電モジュールＭが可変群として起動されているので、固定群への遷移がスムーズに行なえる点で好ましいが、本発明はこれに限らない。
例えば、故障時に補填するための、複数の発電モジュールＭから構成される群Ｇ（補填群）を予め設けておき、この補填群から故障が生じた発電モジュールＭが属する群Ｇに、発電モジュールＭの補填を行なうこともできる。この補填群は、含まれる発電モジュールＭの数は任意であり、また、停止（休止含む）状態で待機している。
また、本発明は、停止群を構成する群Ｇ３のモジュール２３を、可変群を構成する群Ｇ２を介することなく、固定群を構成する群Ｇ１のモジュール３の補填するために遷移させることもできる。停止群を前述した「休止」にしておくと、固定群への遷移が比較的スムーズに行なえる。
さらに、本発明は、固定群で故障した場合でも、停止群から補填を行なうこともできる。
【００４７】
以上、本発明を形態に基づいて説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、発電モジュールは有機ランキンサイクルに限るものでなく、他の方式の発電モジュールに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，２，３  発電システム
４      発電部
５      商用電力系統
６      系統連系用インバータ
７      電力負荷
８      蓄電装置
１０，２０，３０  制御部
１０ａ，２０ａ，３０ａ  検知部
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ  記憶部
１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ  処理部
１１    循環ポンプ
１２    予熱器
１３    蒸発器
１４    タービン
１５    凝縮器
１６    発電機
１７    整流器
Ｍ      発電モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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