(57)【要約】【課題】回転動力源を有する発電機と充放電装置を組み合わせ応答性がよくかつ効率的な発電システム及びその制御方法を提供する。【解決手段】動力源と発電機とを具備する発電部と、電気二重層キャパシタ及び蓄電池からなる充放電装置に発電電力の一部又は全部を充電するか又は充放電装置から放電させて発電電力に加える処理を行う発電電力処理部と、インバータ部と、制御部と、を備えた発電システムであって、制御部は、動力源の回転数と需要電力との対応関係を予め記憶した記憶装置と、需要電力の所定の変動幅以上の上昇を検知したとき、動力源の回転数を、上昇後の需要電力に対応する回転数以上の所定の増強時回転数に設定して増加させる手段と、動力源の回転数が需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、電気二重層キャパシタを蓄電池よりも優先的に放電させる手段と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と前記動力源の回転動力により発電電力を出力する発電機とを具備する発電部（１）と、
電気二重層キャパシタ及び蓄電池からなる充放電装置に対し発電電力の一部又は全部を充電するか又は前記充放電装置から放電させて発電電力に加える処理を行う発電電力処理部（２）と、
前記発電電力処理部（２）の出力する供給電力を交流に変換して負荷に対して出力するインバータ部（３）と、
前記発電部（１）、前記発電電力処理部（２）及び前記インバータ部（３）の動作を制御する制御部（４）と、を備えた発電システムであって、
前記制御部（４）は、
前記充放電装置からの充放電がないときの前記動力源の回転数と負荷の需要電力との対応関係を予め記憶した記憶装置（４Ｇ）と、
前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以上の上昇を検知したとき、前記記憶装置（４Ｇ）を参照し、前記動力源の回転数を、上昇後の需要電力に対応する回転数を超える所定の増強時回転数に設定して増加させる手段と、
前記動力源の回転数が上昇後の需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させる手段と、を有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（４）は、
前記動力源の回転数と燃料消費率の対応関係を前記記憶装置に予め記憶しており、
前記動力源の安定時において、一定時間内の需要電力の変動幅及び平均値を計算する手段と、
前記記憶装置を参照し、計算した需要電力の変動幅及び平均値に対応する前記動力源の回転数の変動幅及び平均値を取得し、前記動力源の回転数を、取得した前記動力源の回転数の変動幅内において平均値以上かつ燃料消費率が最小となる回転数に設定する手段と、を有することを特徴とする
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記制御部（４）は、
前記動力源の始動時において、前記記憶装置を参照し、前記動力源の回転数を、待機時需要電力に対応する回転数を超える所定の需要待機回転数に設定して増加させる手段と、
前記動力源の回転数が待機時需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させる手段と、を有することを特徴とする
請求項１又は２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記制御部（４）は、前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以内の変動を検知したとき、
需要電力が発電電力を上回る場合は余剰分にて前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に充電する手段と、
需要電力が発電電力を下回る場合は不足分を前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させる手段と、を有することを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の発電システム。
【請求項５】
前記制御部（４）は、
前記動力源の停止時において、前記動力源の回転数をゼロに設定して低減させる手段と、
前記動力源の回転数がゼロに到達するまでの間、前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記蓄電池を前記電気二重層キャパシタよりも優先的に充電する手段と、を有することを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の発電システム。
【請求項６】
前記制御部（４）は、
負荷の需要電力の変動を、負荷周波数の上昇又は低下により検知する手段を有することを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載の発電システム。
【請求項７】
前記制御部（４）は、
系統連系する場合、系統から基準周波数及び基準電圧を取得する手段と、
取得した基準周波数及び基準電圧に前記インバータ部の出力する交流の周波数及び電圧を一致させるべく前記インバータ部を制御する手段と、を有することを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載の発電システム。
【請求項８】
動力源と前記動力源の回転動力により発電電力を出力する発電機とを具備する発電部（１）と、電気二重層キャパシタ及び蓄電池からなる充放電装置に対し発電電力の一部又は全部を充電するか又は前記充放電装置から放電させて発電電力に加える処理を行う発電電力処理部（２）と、前記発電電力処理部（２）の出力する供給電力を交流に変換して負荷に対して出力するインバータ部（３）と、を備えた発電システムを制御する制御方法であって、
前記充放電装置からの充放電がないときの前記動力源の回転数と負荷の需要電力との対応関係を予め記憶装置（４Ｇ）に記憶させておくステップと、
前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以上の上昇を検知したとき、前記記憶装置（４Ｇ）を参照し、前記動力源の回転数を、上昇後の需要電力に対応する回転数を超える所定の増強時回転数に設定して増加させるステップと、
前記動力源の回転数が上昇後の需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させるステップと、を有することを特徴とする
発電システムの制御方法。
【請求項９】
前記動力源の回転数と燃料消費率の対応関係を前記記憶装置に予め記憶させておくステップと、
前記動力源の安定時において、一定時間内の需要電力の変動幅及び平均値を計算するステップと、
前記記憶装置を参照し、計算した需要電力の変動幅及び平均値に対応する前記動力源の回転数の変動幅及び平均値を取得し、前記動力源の回転数を、取得した前記動力源の回転数の変動幅内において平均値以上かつ燃料消費率が最小となる回転数に設定するステップと、を有することを特徴とする
請求項８に記載の発電システムの制御方法。
【請求項１０】
前記動力源の始動時において、前記記憶装置を参照し、前記動力源の回転数を、待機時需要電力に対応する回転数を超える所定の需要待機回転数に設定して増加させるステップと、
前記動力源の回転数が待機時需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させるステップと、を有することを特徴とする
請求項８又は９に記載の発電システムの制御方法。
【請求項１１】
前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以内の変動を検知したとき、
需要電力が発電電力を上回る場合は余剰分にて前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に充電するステップと、
需要電力が発電電力を下回る場合は不足分を前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させるステップと、を有することを特徴とする
請求項８〜１０のいずれかに記載の発電システムの制御方法。
【請求項１２】
前記動力源の停止時において、前記動力源の回転数をゼロに設定して低減させるステップと、
前記動力源の回転数がゼロに到達するまでの間、前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記蓄電池を前記電気二重層キャパシタよりも優先的に充電するステップと、を有することを特徴とする
請求項８〜１１のいずれかに記載の発電システムの制御方法。
【請求項１３】
負荷の需要電力の変動を、負荷周波数の上昇又は低下により検知するステップを有することを特徴とする
請求項８〜１２のいずれかに記載の発電システムの制御方法。
【請求項１４】
系統連系する場合、系統から基準周波数及び基準電圧を取得するステップと、
取得した基準周波数及び基準電圧に前記インバータ部の出力する交流の周波数及び電圧を一致させるべく前記インバータ部を制御するステップと、を有することを特徴とする
請求項８〜１３のいずれかに記載の発電システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン等の動力源を有する発電機と電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）及び蓄電池とを備えた発電システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン発電機等の動力源の回転動力を発電機に伝達して発電を行う発電システムが知られている。例えば、特許文献１、２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２８９５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動力源と発電機を備えた従来の発電システムでは、交流周波数生成を発電機で行っていたため、動力源の燃料効率や回転効率等の運転条件に拘わらず、発電機主体の発電システムであった。そのため、出力する交流周波数に一致した回転数を維持する制御方法が主体であり、動力回転数が交流周波数より低回転であれば、ギヤを介して交流周波数５０/６０Ｈｚを維持できる１５００ｒｐｍ／１８００ｒｐｍに合わせて発電していた。 例えば、ガスタービンエンジンでは数万回転で回転するが高回転をギヤでリダクション（減速）し、発電機の回転数付近で稼働させて発電させている。 また、動力源の制御範囲が狭い場合でかつ動力の変動が大きい場合も同様にリダクションを使用してその変動変化を小さくする工夫がなされている。 しかし、ギヤを介在させているため、ギヤが奪うエネルギーもある。また、変動抑制を運動エネルギーで行っているため、例えば、急激な変動ではブレーキ（運動エネルギー熱エネルギー変換）など、電気エネルギー以外のエネルギー変換で損失している。さらに、需要電力の急激な変動に追随することが困難である。
【０００５】
以上の現状に鑑み本発明は、動力源と発電機を備えた発電システム及びその制御方法において、需要電力の急激な変動に速やかに追随でき、かつ、燃料消費率ができるだけ小さくなる回転数にて効率的に動力源を駆動するように制御可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を提供する。なお、括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付したものである。
【０００７】
本発明の態様は、動力源と前記動力源の回転動力により発電電力を出力する発電機とを具備する発電部（１）と、電気二重層キャパシタ及び蓄電池からなる充放電装置に対し発電電力の一部又は全部を充電するか又は前記充放電装置から放電させて発電電力に加える処理を行う発電電力処理部（２）と、前記発電電力処理部（２）の出力する供給電力を交流に変換して負荷に対して出力するインバータ部（３）と、前記発電部（１）、前記発電電力処理部（２）及び前記インバータ部（３）の動作を制御する制御部（４）と、を備えた発電システムであって、前記制御部（４）は、前記充放電装置からの充放電がないときの前記動力源の回転数と負荷の需要電力との対応関係を予め記憶した記憶装置（４Ｇ）と、前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以上の上昇を検知したとき、前記記憶装置（４Ｇ）を参照し、前記動力源の回転数を、上昇後の需要電力に対応する回転数を超える所定の増強時回転数に設定して増加させる手段と、前記動力源の回転数が上昇後の需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させる手段と、を有する。
【０００８】
一実施例においては、前記制御部（４）は、前記動力源の回転数と燃料消費率の対応関係を前記記憶装置に予め記憶しており、前記動力源の安定時において、一定時間内の需要電力の変動幅及び平均値を計算する手段と、前記記憶装置を参照し、計算した需要電力の変動幅及び平均値に対応する前記動力源の回転数の変動幅及び平均値を取得し、前記動力源の回転数を、取得した前記動力源の回転数の変動幅内において平均値以上かつ燃料消費率が最小となる回転数に設定する手段と、を有する。
【０００９】
一実施例においては、前記制御部（４）は、前記動力源の始動時において、前記記憶装置を参照し、前記動力源の回転数を、待機時需要電力に対応する回転数を超える所定の需要待機回転数に設定して増加させる手段と、前記動力源の回転数が待機時需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させる手段と、を有する。
【００１０】
一実施例においては、前記制御部（４）は、前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以内の変動を検知したとき、需要電力が発電電力を上回る場合は余剰分にて前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に充電する手段と、需要電力が発電電力を下回る場合は不足分を前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させる手段と、を有する。
【００１１】
一実施例においては、前記制御部（４）は、前記動力源の停止時において、前記動力源の回転数をゼロに設定して低減させる手段と、前記動力源の回転数がゼロに到達するまでの間、前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記蓄電池を前記電気二重層キャパシタよりも優先的に充電する手段と、を有する。
【００１２】
一実施例においては、前記制御部（４）は、負荷の需要電力の変動を、負荷周波数の上昇又は低下により検知する手段を有する。
【００１３】
一実施例においては、前記制御部（４）は、系統連系する場合、系統から基準周波数及び基準電圧を取得する手段と、取得した基準周波数及び基準電圧に前記インバータ部の出力する交流の周波数及び電圧を一致させるべく前記インバータ部を制御する手段と、を有する。
【００１４】
本発明の別の態様は、動力源と前記動力源の回転動力により発電電力を出力する発電機とを具備する発電部（１）と、電気二重層キャパシタ及び蓄電池からなる充放電装置に対し発電電力の一部又は全部を充電するか又は前記充放電装置から放電させて発電電力に加える処理を行う発電電力処理部（２）と、前記発電電力処理部（２）の出力する供給電力を交流に変換して負荷に対して出力するインバータ部（３）と、を備えた発電システムを制御する制御方法であって、前記充放電装置からの充放電がないときの前記動力源の回転数と負荷の需要電力との対応関係を予め記憶装置（４Ｇ）に記憶させておくステップと、前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以上の上昇を検知したとき、前記記憶装置（４Ｇ）を参照し、前記動力源の回転数を、上昇後の需要電力に対応する回転数を超える所定の増強時回転数に設定して増加させるステップと、前記動力源の回転数が上昇後の需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させるステップと、を有する。
【００１５】
一実施例においては、前記動力源の回転数と燃料消費率の対応関係を前記記憶装置に予め記憶させておくステップと、前記動力源の安定時において、一定時間内の需要電力の変動幅及び平均値を計算するステップと、前記記憶装置を参照し、計算した需要電力の変動幅及び平均値に対応する前記動力源の回転数の変動幅及び平均値を取得し、前記動力源の回転数を、取得した前記動力源の回転数の変動幅内において平均値以上かつ燃料消費率が最小となる回転数に設定するステップと、を有する。
【００１６】
一実施例においては、前記動力源の始動時において、前記記憶装置を参照し、前記動力源の回転数を、待機時需要電力に対応する回転数を超える所定の需要待機回転数に設定して増加させるステップと、前記動力源の回転数が待機時需要電力に対応する回転数に到達するまでの間、前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させるステップと、を有する。
【００１７】
一実施例においては、前記動力源の稼働中において、負荷における需要電力の所定の変動幅以内の変動を検知したとき、需要電力が発電電力を上回る場合は余剰分にて前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に充電するステップと、需要電力が発電電力を下回る場合は不足分を前記充放電装置から放電させ、かつ、放電においては前記電気二重層キャパシタを前記蓄電池よりも優先的に放電させるステップと、を有する。
【００１８】
一実施例においては、前記動力源の停止時において、前記動力源の回転数をゼロに設定して低減させるステップと、前記動力源の回転数がゼロに到達するまでの間、前記充放電装置を充電し、かつ、充電においては前記蓄電池を前記電気二重層キャパシタよりも優先的に充電するステップと、を有する。
【００１９】
一実施例においては、負荷の需要電力の変動を、負荷周波数の上昇又は低下により検知するステップを有する。
【００２０】
一実施例においては、系統連系する場合、系統から基準周波数及び基準電圧を取得するステップと、取得した基準周波数及び基準電圧に前記インバータ部の出力する交流の周波数及び電圧を一致させるべく前記インバータ部を制御するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の発電システム及びその制御方法では、動力源の回転数（すなわち発電電力に対応）と需要電力の対応関係を予め設定しておき、需要電力の変動があったとき、動力源の回転数の設定を増減させ、それにより発電電力が変動後の需要電力の値に到達するまでの過渡的期間に、充放電装置である電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）と蓄電池を充放電させて発電電力を調整する。これにより、需要電力の変動があったとき、需要電力に対応した供給電力を迅速に負荷に供給することができる。また、需要電力の変動については、特に電気二重層キャパシタの出力密度の能力を期待し、ナノ秒内での応答速度を実現する。よって、充放電においては基本的に電気二重層キャパシタを蓄電池よりも優先させる。電気二重層キャパシタでの対応範囲を超えた場合には、蓄電池が補助的に対応する。但し、停止時においては、動力源が高速回転から停止するまでの時間（数十秒から数分）の電力により蓄電池を優先的に充電する。これにより、次の動力源の始動時に、電気二重層キャパシタの放電の不足分を蓄電池により十分に補うことができ、発電電力に放電電力を加えて供給することで、始動後迅速に需要電力に対応することができる。
【００２２】
需要電力の変動を負荷周波数の変動で検知し、需要電力の変動量に応じて動力源の回転数を制御する。これにより的確な需要電力の変動を把握できる。
【００２３】
系統連系した場合、負荷に供給する供給電力の周波数及び電圧は、系統から基準周波数及び基準電圧を検知してインバータを駆動することにより系統に同期させる。これにより系統連系が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の発電システムの一実施例を概略的かつ模式的に示した構成図である。
【図２】図２は、図１と同じ本発明の発電システムを示し、特に、インバータ部及び制御部を詳細に示した構成図である。
【図３】図３は、エンジン発電機における動力源回転数と、動力源出力すなわち発電電力Ｇ、燃料消費率及び需要電力との関係を示したグラフである。
【図４】図４は、本システムにおける動力源出力すなわち発電電力の変化と、実際の需要電力の変化の一例を示す図である。
【図５】図５は、始動時における制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【図６】図６は、インバータ部の駆動中の制御フローの一例を概略的に示す流れ図である。
【図７】図７は、需要待機時における制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【図８】図８は、通常需要電力範囲の発電電力増強時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【図９Ａ】図９Ａは、発電電力安定時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、発電電力安定時の制御フロー（図９Ａの続き）の一例を示す概略的な流れ図である。
【図１０】図１０は、発電電力低減時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【図１１】図１１は、最大発電電力増強時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【図１２】図１２は、最大発電電力時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【図１３】図１３は、停止時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、一実施例を示した図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の発電システムの一実施例を概略的かつ模式的に示した構成図である。黒矢印は、電力の流れを示し、白矢印は、検知信号、計測信号又は制御信号の流れを示している。
【００２６】
発電システムは、主たる構成要素として発電部１と、発電電力処理部２と、インバータ部３と、制御部４とを備えている。
【００２７】
発電部１は、動力源１Ａと、発電機１Ｂと、動力制御部１Ｃとを備えている。動力源１Ａは、軽油やガソリン等の燃料を消費して回転動力を出力するエンジンが好適である。動力源１Ａの回転動力は発電機１Ｂに伝達され、発電機１Ｂの有するタービンが回転することにより交流の発電電力を出力する。ＣＰＵを具備する動力制御部１Ｃは、制御部４の制御に基づいて動力源１Ａの始動及び停止ならびに回転数を制御する。本システムでは、負荷５の需要電力の変動に対応して動力源１Ａの回転数を制御する。
【００２８】
発電電力処理部２は、発電部１が出力した発電電力を入力され、発電電力の処理を行う。発電電力の処理として次のものがある。
（i）発電電力の一部又は全部を出力コンバータ２Ｃを介してそのままインバータ部３へ供給する処理。
（ii）発電電力の一部又は全部を電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）２Ｆ又は蓄電池２Ｉに充電する処理。
（iii）電気二重層キャパシタ２Ｆ又は蓄電池２Ｉから放電させ、発電電力と合わせて出力コンバータ２Ｃを介してインバータ部３へ供給する処理。
【００２９】
整流部２Ａは、交流である発電電力を整流して直流に変換する。
【００３０】
発電電力計測部２Ｂは、直流に変換された発電電力の電圧及び電流を計測し、計測値を制御部４へ送信する。加えて、発電電力計測部２Ｂは、制御部４の制御に基づいて発電電力（整流部２Ａの出力）と出力コンバータ２Ｃとの間の接続又は遮断を切替え、また、発電電力と電気二重層キャパシタ２Ｆ又は蓄電池２Ｉとの間の接続又は遮断を切り替える機能も備える。
【００３１】
出力コンバータ２Ｃは、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成された昇圧回路及び降圧回路を含む。制御部４の制御に基づいて、発電電力計測部２Ｂから送られる電力の電圧を昇圧又は降圧して適切な電圧とし、インバータ部３へ出力する。昇圧するか降圧するかの選択及び昇圧又は降圧の値は、制御部４からＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子にＰＷＭ信号を送信することにより行う（以下のＤＣ−ＤＣコンバータについても同様）。ＰＷＭ制御による昇圧回路及び降圧回路については周知技術である（以下の昇降圧回路についても同様）。
【００３２】
ＥＤＬＣ充放電用コンバータ２Ｄは、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成された昇圧回路及び降圧回路を含み、電気二重層キャパシタ２Ｆの充電及び放電の双方向に働き、充電電力及び放電電力のそれぞれの場合において適切な電圧及び電流に調整する。この調整は、制御部４の制御により行われる。
【００３３】
ＥＤＬＣ電流電圧計測部２Ｅは、電気二重層キャパシタ２Ｆの充電及び放電における電圧及び電流を計測し、計測値を制御部４に送信する。また、ＥＤＬＣ電流電圧計測部２Ｅは、ＥＤＬＣ充放電用コンバータ２Ｄとの接続を遮断することにより、電気二重層キャパシタ２Ｆの出力電圧及び出力電流を計測し、計測値を制御部４に送信する。
【００３４】
蓄電池充放電用コンバータ２Ｇは、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成された昇圧回路及び降圧回路を含み、蓄電池２Ｉの充電及び放電の双方向に働き、充電電力及び放電電力のそれぞれの場合において適切な電圧及び電流に調整する。この調整は、制御部４の制御により行われる。
【００３５】
蓄電池電流電圧計測部２Ｈは、蓄電池２Ｉの充電及び放電における電圧及び電流を計測し、計測値を制御部４に送信する。また、蓄電池電流電圧計測部２Ｈは、蓄電池充放電用コンバータ２Ｇとの接続を遮断することにより、蓄電池２Ｉの出力電圧及び出力電流を計測し、計測値を制御部４に送信する。
【００３６】
電気二重層キャパシタ２Ｆは、システムの発電電力及び需要電力の範囲を考慮して、適切な容量を選択する。蓄電池２Ｉは、二次電池であり、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池等である。誘電分極により電気エネルギーを蓄積する電気二重層キャパシタ２Ｆは、化学反応による蓄電池２Ｉに比べて遙かに応答性がよく出力密度が高いため、大電流による急速な充放電に対応できる。充放電効率も高く、出力密度１ｋＷ／ｋｇでも９５％以上の出力効率が得られる。これを利用して本システムでは、負荷５の需要電力に対して発電電力の不足時には電気二重層キャパシタ２Ｆから優先的に放電させ、発電電力余剰時には電気二重層キャパシタ２Ｆに優先的に充電させることで、需要電力の変動に速やかに対応できる。本システムにおける蓄電池２Ｉは、基本的に電気二重層キャパシタ２Ｆの補助的な役割を果たすものである。
【００３７】
なお、本明細書では、電気二重層キャパシタ２Ｆ及び蓄電池２Ｉをまとめて「充放電装置」と称することとする。
【００３８】
本システムでは、負荷５の需要電力の変動に対し、２つの対応手段を備えている。第１の対応手段としては、動力源１Ａの回転数を増減制御することで発電電力を増減して負荷への供給電力を調整する。第２の対応手段としては、発電電力の一部又は全部を電気二重層キャパシタ２Ｆ若しくは蓄電池２Ｉに充電し、又は、これらから放電させて発電電力に加えることで負荷への供給電力を調整する。本システムは、これら２つの対応手段を組み合わせることにより、供給電力が負荷の需要電力の変動に速やかに追随できるように動力源の回転数及び充放電装置の充放電を調整している。
【００３９】
インバータ部３は、発電電力処理部２の出力コンバータ２Ｃから直流電力を入力される。インバータ部３は、制御部４の制御に基づいて、入力された直流電力を所定の電圧及び周波数の交流電力に変換し、負荷５に対する供給電力として出力する。
【００４０】
負荷５の需要電力は、基本的に本システムの供給電力によって賄われる。一方、実施例の本システムは系統６と連系しており、本システムの供給電力が負荷５の需要電力を賄えなくなった場合に系統６から電力供給される。
【００４１】
この実施例では、負荷５に対する供給電力の電圧と周波数を、系統６に同期させている。これを実現するために、本システムでは、制御部４が系統６の系統電力をサンプリングし、系統周波数と系統電圧を取得している。制御部４は、系統周波数及び系統電圧をそれぞれ基準周波数及び基準電圧とし、これに同期させるようにインバータ３を制御する。以下、系統連系させた場合の実施例を説明するが、独立型電源のように系統連系させない場合、基準周波数及び基準電圧を独自に設定してもよい。
【００４２】
また、本システムでは、負荷５における需要電力の変動を検知するために、負荷５における周波数をサンプリングしている。負荷５における需要電力が上昇して供給電力が不足した場合、負荷５の周波数が基準周波数よりも低下する。一方、負荷５における需要電力が低下して供給電力が過剰となった場合、負荷５の周波数が基準周波数よりも上昇する。負荷周波数が基準周波数よりも低下したときは、動力源の回転数の増加及び／又は充放電装置の放電により供給電力を増強することにより負荷周波数を基準周波数に戻す。一方、負荷周波数が基準周波数よりも上昇したときは、動力源の回転数の低減及び／又は充放電装置の充電により供給電力を低減することにより負荷周波数を基準周波数に戻す。このように負荷周波数の低下又は上昇を検知し、低下量またな上昇量に基づいて需要電力の変化量を計算し、動力源の回転数制御及び／又は充放電装置の充放電制御により供給電力を調整する。
【００４３】
図２は、図１と同じ本発明の発電システムを示し、特に、インバータ部３及び制御部４を詳細に示した構成図である。
【００４４】
インバータ部３に入力される供給電力は、充放電装置が充放電を行っていない場合は発電電力のみとなる。充放電装置に放電させている場合、供給電力は、発電電力に放電電力を加えたものとなる。一方、充放電装置に充電している場合、供給電力は、発電電力から充電電力を減じたものとなる。
【００４５】
制御部４は、主要構成要素としてＣＰＵ４Ａ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）４Ｂ、比較器４Ｃ、論理回路４Ｄ及び駆動回路４Ｅを有する。ＣＰＵ４Ａは、負荷５から負荷周波数の検知信号を、系統６から基準周波数及び基準電圧の検知信号を受信する（通常、ここでの検知信号はサンプリングを意味し、実際の周波数及び電圧の解析はＣＰＵで行う）。また、ＣＰＵ４Ａは、発電電力処理部２から上述した各計測値を受信する。さらに、ＣＰＵ４Ａは、発電部１の動力源の回転数の制御、発電電力処理部２の充放電装置の充放電の制御及びインバータ部３の駆動制御を行う。
【００４６】
ＣＰＵ４Ａは、例えば、ワンチップマイクロプロセッサであるＰＩＣ（Peripheral interface controller）により構成できる。ＣＰＵ４Ａは、検知した系統の基準周波数及び基準電圧に基づいて、ＤＳＰ４Ｂに対し同じ周波数の目標正弦波Ｖrefと、同じ電圧を生成するための変調波（高調波）Ｖｔとを生成させる。目標正弦波Ｖrefと、変調波（高調波）Ｖtは比較器４Ｃに入力され、比較器４ＣはＰＷＭ波形を出力する。論理回路４Ｄは、ＰＷＭ波形に基づいてインバータ部３のスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４のゲートを駆動する駆動回路に制御信号を出力する。駆動回路は、交流の正の半サイクル用と負の半サイクル用がある。このようなＰＷＭ制御自体は周知技術である。
【００４７】
ＣＰＵ４は、制御に必要な情報を予め記憶しておくための記憶装置４Ｇを有する。記憶装置４Ｇは、半導体メモリ等の外部記憶装置である。
【００４８】
インバータ部３は、正の半サイクル用と負の半サイクル用の２対のスイッチング素子とＬＣ平滑回路とを有する。インバータ部３のスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４としては、ＭＯＳ−ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタを用いる。一例として、発電電力処理部２から入力される供給電力の電圧に耐えうるように、インバータ部３を複数並列に設けることが、好適である。インバータ部３を複数並列に設ける場合、１つのインバータ回路において、スイッチング素子としてＳＩＣ−ＳＢＤ（炭化ケイ素ダイオード）を用い、かつ設計出力電力の６０％以内の電流量となるように構成し、高速応答、高耐電圧性能の回路とすることが、さらに好適である。これら複数並列に設けたインバータ回路３を同時に制御し、必要な数のインバータ回路３を駆動して調整し、高効率の供給電力に対応できるようにすることが、好適である。
【００４９】
図３のグラフの太い点線は、動力源回転数Ｒ（横軸）と、動力源出力すなわち発電電力Ｇ（左の縦軸）との関係を示した曲線である。また、動力源回転数Ｒと、需要電力Ｄ（右の外側の縦軸）との対応関係も示している。この動力源回転数Ｒと需要電力Ｄとの対応関係は、図１に示した充放電装置による充放電がない場合の対応関係である。すなわち、右の縦軸の需要電力Ｄは、左の縦軸の発電電力Ｇがそのまま供給電力として負荷に供給され、負荷で需要される場合の需要電力である。
【００５０】
動力源回転数Ｒと、充放電電力がない場合の需要電力Ｄとの対応関係は、図２に示した制御部４の記憶装置４Ｇに予め記憶されている。例えば、動力源回転数Ｒ（ｓ０）の点は、需要電力Ｄ（ｓ０）の点と対応し、動力源回転数Ｒ（max）の点は、需要電力Ｄ（max）の点と対応している。このように、図３のグラフにおいて、横軸の動力源回転数Ｒの所定の点から上方に延びる直線と発電電力Ｇの曲線が交わる点から水平に延びる直線が、縦軸の需要電力Ｄと交わる点が、対応する需要電力Ｄの点である。
【００５１】
さらに制御において用いるために、需要電力Ｄの範囲には、始動時需要電力範囲、通常電力範囲、及び高需要電力範囲を設定し、これらの範囲についても記憶装置４Ｇに予め記憶されている。
【００５２】
図３のグラフの太い実線は、エンジン発電機における動力源回転数Ｒとエンジンの燃料消費率Ｆ（右の内側の縦軸）の関係を示した曲線である。燃料消費率とは、エンジンの発生する機械エネルギーに対する消費燃料の割合をいい、一般にg/kWhという単位を用いて表される。動力源回転数Ｒの範囲内に燃料消費率Ｆが最小となる動力源回転数Ｒ（Ｆmin）の最小点が存在する。低回転数域及び高回転数域では燃料消費率Ｆが大きくなっている。エンジンの種類によって、燃料消費率Ｆが最小となる動力源回転数Ｒ（Ｆmin）はほぼ決まっている。本発明では、この燃料消費率Ｆが最小となる動力源回転数Ｒ（Ｆmin）の存在を考慮した動力源回転数の制御を行う。詳細は後述するフロー図で説明する。
【００５３】
図３中の各符号については、後述するフロー図の説明において参照する。
以下の説明では、電気二重層キャパシタを「ＥＤＬＣ」と称することとする。
【００５４】
図４は、本システムにおける動力源出力すなわち発電電力Ｇの変化（実線）と、実際の需要電力Ｄの変化（点線）の一例を示す図である。本システムでは、負荷の需要電力に対して供給電力が速やかに対応するので、需要電力Ｄの変化は供給電力の変化でもある。供給電力と発電電力Ｇは次の関係にある。
（i）充放電装置からの充放電がない場合
供給電力＝発電電力
（ii）充放電装置から放電させる場合
供給電力＝発電電力＋放電電力
（iii）充放電装置を充電する場合
供給電力＝発電電力−充電電力
【００５５】
図４の例では、時間の経過に伴ってシステムの稼働状況が、始動時、需要待機時、通常発電電力時、最大発電電力増強時、最大発電電力時、停止時と変遷したパターンを示している。通常電力発電時の間には、需要電力の変動に従って、発電電力増強時、発電電力安定時、発電電力低減時が含まれている。もちろん、変遷のパターンはこれに限られず多様である。
【００５６】
始動時における発電電力は、動力源の回転数増加に伴って増えるが、実線で示す発電電力の増加の傾きは、始動時における負荷の需要電力の急激な増加（突入電流等）に追随できない。従って、充放電装置からの放電により、発電電力の不足分を補う。本システムにおいては、充放電装置からの放電は、先ず応答の速いＥＤＬＣを優先させ、ＥＤＬＣが放電不能となったならば蓄電池からの放電を開始する。ここで、ＥＤＬＣは自己放電しやすいために、通常、始動時には充電量が満充電状態から低下している。ＥＤＬＣが放電不能になった場合、直ちに蓄電池に切り替えて放電させる。蓄電池は、前回運転の停止時に優先的に充電される（停止時のみ蓄電池の充電を優先）ため、始動時には十分に充電されている。従って、始動時においては、主として蓄電池からの放電電力によりインバータの駆動を開始し、負荷への供給電力を担う。
【００５７】
動力源の回転数が待機時需要電力に対応する回転数Ｒ（ｓ０）に到達すると放電を停止する。さらに回転数Ｒ（ｓ０）を超えると、発電電力の余剰分による充放電装置の充電を行う。本システムにおいては、充放電装置への充電は、ＥＤＬＣを優先させ、ＥＤＬＣが満充電状態となったならば蓄電池への充電を行う。このように、蓄電池は、充放電においてＥＤＬＣの補助的役割を果たす。
【００５８】
図５は、始動時における制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。説明においては図１〜図４も参照する（以下の流れ図においても同様）。
【００５９】
ステップ１０１において、図３及び図４の需要待機回転数Ｒ（ｓ１）を目標回転数に設定して、動力源の回転数をゼロから増加させ始める。需要待機回転数Ｒ（ｓ１）は、待機時需要電力Ｄ（ｓ０）に対応する回転数Ｒ（ｓ０）を超える所定の回転数である。待機時とは、例えばアイドリング状態のように負荷が本格的な電力消費を開始していない状態である。ここでは、待機時の需要電力を「待機時需要電力」と称し、待機時の動力源回転数を「需要待機回転数」と称している。動力源の回転数の増加と共に、発電電力が増加する。
【００６０】
ステップ１０２において、インバータ部への供給電力（当初は発電電力のみ、放電開始後は発電電力＋放電電力）がインバータ部を駆動可能な電力に到達したか否かを判断する。到達していない場合は、ステップ１０３において先ずＥＤＬＣから放電し、ＥＤＬＣが放電不能となったならば、ステップ１０４で蓄電池から放電する。上述した通り、始動時にはＥＤＬＣよりも蓄電池からの放電電力が主となる。充放電装置からの放電により、供給電力は発電電力に放電電力を加えた量となる。放電電力の量は、発電電力の不足分を補う量とする。従って、発電電力の増加に伴い、放電電力を減少させるように制御する。
【００６１】
ステップ１０２において供給電力がインバータ部を駆動可能な電力に到達したならば、ステップ１０５でインバータ部の駆動を開始する。これにより、負荷に対して供給電力が供給される。インバータ部の駆動は、図１３に示す停止時の制御フローで停止されるまで運転期間中継続される。インバータ部の制御については、図６において説明する。
【００６２】
インバータ部の駆動後、ステップ１０６において、発電電力が需要電力に到達したか否かを判断する。到達していない場合は、ステップ１０７において蓄電池からの放電を継続する。到達したならば、ステップ１０８において放電を停止する。この時点の動力源の回転数は、図３のＲ（ｓ０）であり、待機時需要電力に対応する回転数である。一方、設定した需要待機回転数Ｒ（ｓ１）はＲ（ｓ０）より上であるので、動力源の回転数はさらに増加し、発電電力は増加し、余剰分が発生する。
【００６３】
ステップ１０９において、発電電力の余剰分により先ずＥＤＬＣを充電し、さらに余剰分があればステップ１１０において、蓄電池を充電する。
【００６４】
ステップ１１１において、動力源の回転数が需要待機回転数Ｒ（ｓ１）に到達したか否かを判断する。動力源の回転数が需要待機回転数Ｒ（ｓ１）に到達していなければ充電を継続し、到達したならば、ステップ１１２において動力源の回転数を需要待機回転数Ｒ（ｓ１）に維持する。その後、図７の需要待機時の制御フローへ進む。
【００６５】
図６は、インバータ部の駆動中の制御フローの一例を概略的に示す流れ図である。
ステップ２０１において、系統電力をサンプリングする。ステップ２０２において、サンプリングした系統電力の周波数及び電圧を、基準周波数及び基準電圧として取得する。ステップ２０３において、基準周波数の正弦波及び基準電圧に基づく変調波を生成し、これらからＰＷＭ波形を生成する。ステップ２０４において、ＰＷＭ波形によりスイッチング素子を駆動し、基準周波数及び基準電圧と同じ周波数及び電圧をインバータ部から出力させる。この制御フローを繰り返すことにより、常に基準周波数及び基準電圧と同じ周波数及び電圧にて負荷に供給電力を供給する。
【００６６】
図７は、需要待機時における制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
ステップ３０１において、動力源の回転数を需要待機点Ｒ（ｓ１）に維持することを継続する。ステップ３０２において、負荷から検知した負荷周波数と、系統の基準周波数とが一致しているかを判断する。需要電力は、変動量の大小はあっても常に変動しているものであるから、ここでは、一定時間内の変動幅が所定の変動幅以内であれば負荷周波数と基準周波数とが一致しているとみなす。
【００６７】
負荷周波数と基準周波数が一致していれば、ステップ３０３において、発電電力が需要電力を上回っているか否かを判断する。発電電力が需要電力を上回っている場合は、ステップ３０４及び３０５において余剰電力によりＥＤＬＣ及び蓄電池を充電する。発電電力が需要電力を上回っていない場合は、ステップ３０２に戻る。この例では、需要待機回転数Ｒ（ｓ１）を待機時需要電力に対応する回転数Ｒ（ｓ０）より上に設定しているので、発電電力が需要電力を下回ることはほとんどない、と想定している。
【００６８】
ステップ３０２において、負荷周波数が基準周波数と一致していない場合（この例では需要電力上昇を想定）は、ステップ３０６において、負荷周波数の低下量から上昇後の需要電力を計算する。ステップ３０７において、計算した上昇後の需要電力が、通常需要電力範囲であるか、又は、高需要電力範囲であるかを判断する。この判断は、予め記憶装置に記憶された需要電力の各範囲の設定を参照して行う。通常需要電力範囲である場合は、図８の通常需要電力範囲の発電電力増強時の制御フローに進む。高需要電力範囲である場合は、図１１の最大発電電力増強時の制御フローに進む。
【００６９】
図８は、通常需要電力範囲の発電電力増強時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
【００７０】
ステップ４０１において、上昇後の需要電力に対応する回転数を超える所定の増強時回転数を目標として回転数の増加を開始する。発電電力は動力源の回転数の増加と共に増加する。
【００７１】
ステップ４０２において、発電電力が需要電力に到達したか否かを判断する。到達していない場合は、ステップ４０３において先ずＥＤＬＣから放電し、ＥＤＬＣが放電不能となったならば、ステップ４０４で蓄電池から放電する。ＥＤＬＣからの迅速な放電により供給電力が需要電力に即座に対応することができる。ステップ４０２において、発電電力が上昇後の需要電力に到達したならば、ステップ４０５において放電を停止する。設定した所定の増強時回転数は、上昇後の需要電力に対応する回転数より上であるので、動力源の回転数はさらに増加し、発電電力は増加し、余剰分が発生する。
【００７２】
ステップ４０６おいて、発電電力の余剰分により先ずＥＤＬＣを充電し、さらに余剰分があればステップ４０７において、蓄電池を充電する。
【００７３】
ステップ４０８において、動力源の回転数が設定した所定の増強時回転数に到達したか否かを判断する。動力源の回転数が所定の増強時回転数に到達していなければ充電を継続し、到達したならば、ステップ４０９において動力源の回転数を維持する。その後、図９Ａ及び図９Ｂの発電電力安定時の制御フローへ進む。
【００７４】
図９Ａ及び図９Ｂは、発電電力安定時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。ここでは特に、図３を参照して説明する。
【００７５】
ステップ５０１において、一定時間内の需要電力変動幅及び需要電力平均値を計算する。図３では、需要電力変動幅の２つの例としてΔＤ（Ａ）とΔＤ（Ｂ）を示し、需要電力平均値の２つの例としてＤ（Ａave）とＤ（Ｂave）を示している。次に、ステップ５０２において、需要電力変動幅及び需要電力平均値にそれぞれ対応する動力源回転数の変動幅及び動力源回転数の平均値を記憶装置から取得する。図３では、動力源回転数の変動幅の２つの例としてΔＲ（Ａ）とΔＲ（Ｂ）を示し、動力源回転数の平均値としてＲ（Ａave）とＲ（Ｂave）を示している。
【００７６】
続いて、ステップ５０３において、動力源回転数を設定する。設定方法は、取得した動力源回転数の変動幅内において、動力源回転数の平均値以上かつ燃料消費率（図３のＦ）が最小となる点とする。この点に動力源回転数を維持することにより、効率のよい運転をすることができる。図３では、動力源回転数の変動幅がΔＲ（Ａ）の場合、平均値Ｒ（Ａave）以上の回転数範囲で燃料消費率Ｆが最小となる点は、変動幅ΔＲ（Ａ）の最大点Ｒ（Ａmax）である。よって、この場合、動力源を回転数Ｒ（Ａmax）に設定する。一方、動力源回転数の変動幅がΔＲ（Ｂ）の場合、平均値Ｒ（Ｂave）以上の回転数範囲で燃料消費率Ｆが最小となる点は、平均値Ｒ（Ｂave）である。よって、この場合、動力源を回転数Ｒ（Ｂave）に設定する。
【００７７】
ステップ５０４において、負荷から検知した負荷周波数と系統から取得した基準周波数とが一致しているかを判断する。需要電力は変動量の大小はあっても常に変動しているものであるから、一定時間内に所定の変動幅以内であれば負荷周波数と基準周波数とが一致しているとみなす。
【００７８】
負荷周波数と基準周波数が一致していれば、ステップ５０５において、発電電力が需要電力を上回っているか否かを判断する。発電電力が需要電力を上回っている場合は、ステップ５０６及び５０７において余剰電力によりＥＤＬＣ及び蓄電池を充電する。発電電力が需要電力を下回っている場合は、ステップ５０８、５０９においてＥＤＬＣ及び蓄電池を放電して発電電力を補充する。このような制御により発電電力安定時の運転を行う。
【００７９】
ステップ５０４において、負荷周波数が基準周波数と一致していない場合は、図９Ｂのステップ５１０へ進む。ステップ５１０において、負荷周波数の変化量から変化後の需要電力を計算する。ステップ５１１において、需要電力の変化が上昇であるか、低下であるかを判断する。上昇である場合は、ステップ５１２において、計算した上昇後の需要電力が、通常需要電力範囲であるか、又は、高需要電力範囲であるかを判断する。通常需要電力範囲である場合は、図８の通常需要電力範囲の発電電力増強時の制御フローに進む。高需要電力範囲である場合は、図１１の最大発電電力増強時の制御フローに進む。一方、ステップ５１１において、需要電力の変化が低下である場合は、図１０の発電電力低減時の制御フローへ進む。
【００８０】
図１０は、発電電力低減時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
ステップ６０１において、計算した低下後の需要電力に対応する回転数を超える所定の低減時回転数を目標として動力源の回転数の低減を開始する。動力源の回転数の低減中は、発電電力が需要電力を上回っているので、余剰電力によりステップ６０２、ステップ６０３において、ＥＤＬＣ及び蓄電池の充電を行う。これにより、発電電力から充電電力が減じられる結果、供給電力は速やかに需要電力に到達する。ステップ６０２において、動力源の回転数が低減時回転数に到達したか否かを判断する。到達したならば、図９Ａ及び図９Ｂの発電電力安定時の制御フローへ進む。
【００８１】
図１１は、最大発電電力増強時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
ステップ７０１において、最大回転数を目標として回転数の増加を開始する。発電電力は動力源の回転数の増加と共に増加する。
【００８２】
ステップ７０２において、発電電力が上昇後の需要電力に到達したか否かを判断する。到達していない場合は、ステップ７０３において先ずＥＤＬＣから放電し、ＥＤＬＣが放電不能となったならば、ステップ７０４で蓄電池から放電する。ＥＤＬＣからの迅速な放電により供給電力が需要電力に即座に対応することができる。ステップ７０２において、発電電力が上昇後の需要電力に到達したならば、ステップ７０５において放電を停止する。設定した最大回転数は、上昇後の需要電力に対応する回転数より上である（需要電力に対応する回転数が最大回転数である場合は、ステップ７０９に進む）ので、動力源の回転数はさらに増加し、発電電力は増加し、余剰分が発生する。
【００８３】
ステップ７０６おいて、発電電力の余剰分により先ずＥＤＬＣを充電し、さらに余剰分があればステップ７０７において、蓄電池を充電する。
【００８４】
ステップ７０８において、動力源の回転数が最大回転数に到達したか否かを判断する。動力源の回転数が最大回転数に到達していなければ充電を継続し、到達したならば、ステップ７０９において動力源の回転数を最大回転数に維持する。その後、図１２の最大発電電力時の制御フローへ進む。
【００８５】
図１２は、最大発電電力時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
ステップ８０１において、動力源の回転数を最大出力点Ｒ（max）に維持することを継続する。ステップ８０２において、負荷から検知した負荷周波数と系統の基準周波数とが一致しているかを判断する。一定時間内に所定の変動幅以内であれば負荷周波数と基準周波数とが一致しているとみなす。
【００８６】
負荷周波数と基準周波数が一致していれば、ステップ８０３において、発電電力の余剰分によりＥＤＬＣ及び蓄電池を充電する（但し、需要電力が最大発電電力の場合は、余剰分がないので充電は行わない）。
【００８７】
ステップ８０２において、負荷周波数が基準周波数と一致していない場合は、需要電力が低下して負荷周波数が上昇した場合であるから、図１０の発電電力低減時の制御フローへ進む（または、停止時の制御フローに進む場合もある）。
【００８８】
図１３は、停止時の制御フローの一例を示す概略的な流れ図である。
ステップ９０１において、回転数ゼロを目標として動力源の回転数の低減を開始する。ステップ９０１において、インバータ部の駆動を停止し、負荷への電力の供給を停止する。これにより、発電電力の全部を充放電装置の充電に向けることができる。停止時には蓄電池の充電を優先させる。蓄電池は次回の始動時までの停止期間にも充電状態を維持しやすいためである。ステップ９０３において蓄電池を充電し、蓄電池が満充電状態となりさらに発電電力がある場合は、ステップ９０４でＥＤＬＣを充電する。
【００８９】
ステップ９０５において、動力源の回転数がゼロとなったか否かを判断する。ゼロとなっていない場合は充電を継続する。ゼロとなったならば終了する。
【００９０】
以上、エンジンを動力源とするエンジン発電機を備えた発電システムを例として説明したが、動力源は、回転動力を生成するものであればエンジン発電機以外のものでもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  発電部
１Ａ  動力源
１Ｂ  発電機
１Ｃ  動力制御部
２  発電電力処理部
２Ａ  整流部
２Ｂ  発電電力計測部
２Ｃ  出力コンバータ
２Ｄ  ＥＤＬＣ充放電用コンバータ
２Ｅ  ＥＤＬＣ電流電圧計測部
２Ｆ  電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）
２Ｇ  蓄電池充放電用コンバータ
２Ｈ  蓄電池電流電圧計測部
２Ｉ  蓄電池
３  インバータ部
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４  スイッチング素子
Ｌ  誘導素子
Ｃ  容量素子
４  制御部
４Ａ  ＣＰＵ
４Ｂ  デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）
４Ｃ  比較器
４Ｄ  論理回路
４Ｅ  駆動回路
４Ｇ  記憶装置
５  負荷
６  系統
【図１】
2014152727.tif 000003
【図２】
2014152727.tif 000004
【図３】
2014152727.tif 000005
【図４】
2014152727.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
2014152727.tif 000011
【図９Ｂ】
2014152727.tif 000012
【図１０】
2014152727.tif 000013
【図１１】
2014152727.tif 000014
【図１２】
2014152727.tif 000015
【図１３】
2014152727.tif 000016