(57)【要約】【課題】  発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置の発電電力が追従できるか否かを判定し、その判定結果に応じた発電を発電装置に実行させることにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムの制御装置および分散型電源システムのネットワークシステムを提供する。【解決手段】  分散型電源システムの運転制御装置３０は、電力計２２によって検出された消費電力のデータを記憶するメモリ３１と、メモリ３１に記憶されている消費電力のデータに基づいて、発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定部３２を備え、追従制御判定部３２が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行する。【選択図】  図１
2006067743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置と、該発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、該負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなる分散型電源システムの制御装置であって、
前記検出手段によって検出された消費電力に対して前記発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する分散型電源システムの制御装置において、
前記検出手段によって検出された消費電力が前記発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、前記追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段を備え、
該追従制御判定手段が前記追従制御の実行を許可しないと判定した場合には前記追従制御の実行を規制し、そうでない場合には前記追従制御を実行することを特徴とする分散型電源システムの制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記追従制御判定手段は、
前記検出手段によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出する一致度算出手段と、
該一致度算出手段によって算出された一致度と所定値を比較する比較手段とを備え、
前記一致度が所定値未満である場合には前記追従制御の実行を許可しないと判定し、前記一致度が所定値以上である場合には前記追従制御の実行を許可すると判定することを特徴とする分散型電源システムの制御装置。
【請求項３】
発電装置と、該発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、該負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなり、該検出手段によって検出された消費電力に対して前記発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する複数の分散型電源システムが電気的に接続され、互いに電力を融通する電力融通を実行する分散型電源システムのネットワークシステムにおいて、
前記検出手段によって検出された消費電力が前記発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、前記追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段と、
前記検出手段によって検出された消費電力が前記発電装置の出力応答性能を超えて前記所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、前記電力融通の実行を許可するか否かを判定する電力融通判定手段と、
前記追従制御判定手段が前記追従制御の実行を許可しないと判定した場合には前記追従制御の実行を規制し、そうでない場合には前記追従制御を実行するように制御する追従制御手段と、
前記電力融通判定手段が前記電力融通の実行を許可しないと判定した場合には前記電力融通の実行を規制し、そうでない場合には前記電力融通を実行するように制御する電力融通制御手段とを備えたことを特徴とする分散型電源システムのネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源システムの制御装置および分散型電源システムのネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
分散型電源システムは、従来からある発電所で一度に多量の電力を生成しユーザである家庭、ビル、工場などに電線を介して送電する集中型電源システムに対して開発されたものである。このシステムは、発電所に比べて小規模な電源（発電装置）を例えばユーザ先に設置するなどしてユーザの近くに設けることにより電源を分散して配置し、ユーザの電力消費に応じた電力をそれぞれ生成して供給するシステムである。電源としては、太陽光発電装置、風力発電装置、マイクロガスタービン発電装置、ガスエンジン発電装置、燃料電池発電装置などがある。
【０００３】
分散型電源システムとしては、発電装置と、この発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、この負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えたものが知られており、その制御装置としては、検出手段によって検出された消費電力に対して前記発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行するものが知られている。
【０００４】
このような分散型電源システムの一例としては、特許文献１に示されている燃料電池発電システムがある。特許文献１に示されているように、燃料電池発電システム１０は、燃料電池３６を備えた燃料電池発電装置１２と、この発電装置１２から供給される電力で稼動する外部負荷２６と、この外部負荷２６にて消費された消費電力を検出する電力計１１０と、この電力計１１０によって検出された消費電力に燃料電池発電装置１２の出力電力を追従させる追従制御を実行するコントローラ１００を備えている。コントローラ１００は、メモリ１０６に外部負荷２６の消費電力の変化に応じた設定値の変化パターンを記憶している。コントローラ１００内蔵のマイコン１０２は、燃料電池３６によって発電する電力が、この設定値となるように制御する。これにより、外部負荷の消費電力に応じた電力が発電可能となると共に、この発電電力を外部負荷の消費電力の変化に応じて変化させるようになっている。
【０００５】
また、このような分散型電源システムが複数電気的に接続され、互いに電力を融通する分散型電源システムのネットワークシステムも知られている。このネットワークシステムの一例としては、特許文献２に示されている家庭用コージェネレーションネットワークシステムがある。特許文献２に示されているように、家庭用コージェネレーションネットワークシステムにおいては、家庭２設置された家庭用コージェネレーション装置３…を送電線６で接続してネットワーク化する。そして、ネットワーク化された家庭用コージェネレーション装置３…が設置された家庭２…の電力負荷等を通信ネットワーク８を介して監視する監視装置７を設け、各家庭２…の電力負荷に基づいて家庭用コージェネレーション装置３…を任意に選択して運転させる。そして、その発電電力を送電線６を介して運転していない家庭用コージェネレーション装置３が設置された他の家庭２の電力負荷系統に供給するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−９３４４２号公報（第３−６頁、図１−４）
【特許文献２】特開２００３−１３４６７４号公報（第５−９頁、図１−１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載の燃料電池発電システムにおいては、発電電力を外部負荷の消費電力の変化に応じて変化させるようになっているが、図１０に示すように、燃料電池発電装置１２の出力応答性能を超えて消費電力が大きくなる場合、不足する電力量Ｐ１を系統電源（一般の電力会社の電源）から電受（買電）して補っているので、購入電力量が増加するという問題があった。また燃料電池の出力応答性能上、発電電力は消費電力の急峻な立ち下がりから遅れて減少し始めるが、その減少量は消費電力と比べて緩やかであるので、余分に発電することになり、かつこの余分な発電量Ｐ２は捨てられるため、燃料電池発電システムの効率が悪いという問題があった。
【０００７】
また、上述した特許文献２に記載の家庭用コージェネレーションネットワークシステムにおいては、発電電力が消費電力に到達するまでに消費電力が急峻に立ち下がる場合、他の家庭用コージェネレーション装置３から電力を供給してもらうことにより、不足する電力量を補っているので、購入電力量を抑制することができるが、余分に発電する家庭用コージェネレーション装置３が増大するため、余分な発電量すなわち捨てられる発電量が増大するので、より効率が悪くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置の発電電力が追従できるか否かを判定し、その判定結果に応じた発電を発電装置に実行させることにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムの制御装置および分散型電源システムのネットワーク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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、発電装置と、この発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、この負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなる分散型電源システムの制御装置であって、検出手段によって検出された消費電力に対して発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する分散型電源システムの制御装置において、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段を備え、この追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行することである。
【００１０】
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、追従制御判定手段は、検出手段によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出する一致度算出手段と、この一致度算出手段によって算出された一致度と所定値を比較する比較手段とを備え、一致度が所定値未満である場合には追従制御の実行を許可しないと判定し、一致度が所定値以上である場合には追従制御の実行を許可すると判定することである。
【００１１】
また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、発電装置と、この発電装置から供給される電力で稼動する負荷装置と、この負荷装置にて消費された消費電力を検出する検出手段とを備えてなり、この検出手段によって検出された消費電力に対して発電装置の出力電力を追従させる追従制御を実行する複数の分散型電源システムが電気的に接続され、互いに電力を融通する電力融通を実行する分散型電源システムのネットワークシステムにおいて、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定する追従制御判定手段と、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定する電力融通判定手段と、追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行するように制御する追従制御手段と、電力融通判定手段が電力融通の実行を許可しないと判定した場合には電力融通の実行を規制し、そうでない場合には電力融通を実行するように制御する電力融通制御手段とを備えたことである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した請求項１に係る本発明の分散型電源システムの制御装置においては、追従制御判定手段が、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、この追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行する。したがって、負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能内で変動する場合には、制御装置は追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行し、一方負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、制御装置は追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制する。これにより、発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置の発電電力が追従できるか否かを判定し、その判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させることにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムの制御装置を提供する。
【００１３】
上記のように構成した請求項２に係る本発明の分散型電源システムの制御装置においては、請求項１に係る発明において、一致度算出手段が、検出手段によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出し、比較手段が、一致度算出手段によって算出された一致度と所定値を比較し、追従制御判定手段は、一致度が所定値未満である場合には追従制御の実行を許可しないと判定し、一致度が所定値以上である場合には追従制御の実行を許可すると判定する。これにより、上述した判定を確実かつ的確に実行することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項３に係る本発明の分散型電源システムのネットワークシステムにおいては、追従制御判定手段が、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、電力融通判定手段が、検出手段によって検出された消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定し、追従制御手段が、追従制御判定手段が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し、そうでない場合には追従制御を実行するように制御し、電力融通制御手段が、電力融通判定手段が電力融通の実行を許可しないと判定した場合には電力融通の実行を規制し、そうでない場合には電力融通を実行するように制御する。したがって、負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能内で変動する場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行するとともに電力融通の実行を許可すると判定して電力融通を実行し、一方負荷装置の消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制するとともに電力融通の実行を許可しないと判定して電力融通の実行を規制する。これにより、発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置の発電電力が追従できるか否かを判定しその判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させるとともに電力融通ができるか否かを判定しその判定結果に応じて電力融通することにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムのネットワークシステムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による分散型電源システムの制御装置を適用した分散型電源システムの一実施の形態について説明する。図１はこの分散型電源システムの概要を示す概要図である。この分散型電源システムは、発電装置１０と、この発電装置１０から供給される電力で稼動する負荷装置２１と、この負荷装置２１にて消費された消費電力を検出する検出手段である電力計２２と、この電力計２２によって検出された消費電力に対して発電装置１０の出力電力を追従させる追従制御を実行する制御装置である運転制御装置３０とを備えている。
【００１６】
発電装置１０は、燃料電池発電装置であり、直流電力を発生する発電器１１と、発電器１１から供給された直流電力を交流電力に変換して出力する変換器（例えばインバータ）１２とを備えている。
【００１７】
発電器１１は、改質装置、一酸化炭素低減装置（以下ＣＯ低減装置という）および燃料電池から構成されている。改質装置は、燃料供給装置１３から供給される燃料を水供給装置１４から供給される水で水蒸気改質して水素リッチな改質ガスを生成してＣＯ低減装置に導出するものである。ＣＯ低減装置は、改質ガスに含まれる一酸化炭素を低減して燃料電池に導出するものである。燃料電池は、燃料極に供給された改質ガス中の水素および空気極に供給された酸化剤ガスである空気を用いて発電するものである。
【００１８】
変換器１２は、ユーザ先である電力使用場所２０に設置されている複数の負荷装置２１に送電線１５を介してそれぞれ接続されており、変換器１２から出力される交流電力は必要に応じて各負荷装置２１に供給されている。負荷装置２１は、電灯・アイロン・テレビ・洗濯機などの電気器具であり、ドライヤーや電子レンジなどの一時的に消費電力が大きくなる電気器具であり、電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫など自動的に電源がオン・オフされる電気器具も含む。なお、変換器１２と電力使用場所２０とを接続する送電線１５には電力会社の系統電源１６も接続されており、発電装置１０の発電量より負荷装置２１の総消費電力が上回った場合、その不足電力を系統電源１６から受電（買電）する購入電力にて補うようになっている。電力計２２は、電力使用場所２０で使用される全ての負荷装置２１の合計消費電力を検出している。
【００１９】
運転制御装置３０は、電力計２２によって検出された負荷装置２１の消費電力のデータを入力して記憶する記憶手段であるメモリ３１と、メモリ３１に記憶されている消費電力のデータを用いて、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、その判定結果を発電量指示値計算部３３に出力する追従制御判定手段である追従制御判定部３２と、メモリ３１に記憶されている消費電力のデータ、および追従制御判定部３２から入力される判定結果に基づいて発電量指示値を算出して発電器１１に送信指示する発電量指示値計算部３３を備えている。
【００２０】
追従制御判定部３２は、電力計２２によって検出された消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定している。
【００２１】
発電量指示値計算部３３は、追従制御判定部３２から入力される判定結果が追従制御の実行を許可するものであればメモリ３１から入力する消費電力のデータとなるように発電量指示値を算出し、判定結果が追従制御の実行を許可しないものであればメモリ３１から入力する消費電力のデータと関係なく所定の発電量となるように発電量指示値を算出する。発電量指示値は、燃料電池に供給する改質ガス中の水素ガス量を規定するものであり、すなわち改質装置に供給される燃料量および改質水量を規定するものである。所定の発電量は、消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合の立ち上がりの直前の消費電力に基づいて決定されるのが好ましい。例えば、直前の消費電力と同一、またはそれに近い値とすればよい。
【００２２】
運転制御装置３０は、マイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、図２のフローチャートに対応したプログラムを実行して、電力計２２によって検出された消費電力を入力し、その消費電力に基づいて発電装置の発電量（出力電力）を制御している。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。
【００２３】
なお、分散型電源システムは発電装置１０に付設される貯湯槽１７を備えており、この貯湯槽１７は水供給装置１４から供給された水を発電器１１の排熱（例えば燃料電池からの排熱）を利用して温水にしたものを貯水するものであり、必要に応じてこの温水を温水使用場所１８に供給するものである。
【００２４】
次に、上述した分散型電源システムの作動について図２を参照して説明する。運転制御装置３０は、発電器１１が発電可能な状態となると、図２に示すプログラムを所定の短時間毎（例えば、６０秒）に実行する。運転制御装置３０は、電力計２２を使用して電力使用場所２０の消費電力を計測し（ステップ１０２）、計測した消費電力をメモリ３１に記憶する（ステップ１０４）。
【００２５】
そして、追従制御判定部３２において、メモリ３１に記憶されている消費電力のデータに基づいて基準モデルとの一致度を算出し（一致度算出手段であるステップ１０６）、この一致度算出手段によって算出された一致度と所定値Ｃを比較する（比較手段であるステップ１０８）。このとき、一致度が所定値Ｃ以上である場合には「ＹＥＳ」と判定し追従制御の実行を許可すると判定して追従許可信号を１に設定し（ステップ１１０）、一致度が所定値Ｃ未満である場合には「ＮＯ」と判定し追従制御の実行を許可しないと判定して追従許可信号を０に設定する（ステップ１１２）。追従制御とは、消費電力と同一となるように発電装置１０の出力電力を追従させる制御である。基準モデルとの一致度は、その値が大きいほど基準モデルと一致し、小さいほど一致しなくなることを示す値である。
【００２６】
具体的には、ステップ１０６において、現時点のデータおよびメモリ３１に記憶されている過去数件分（本実施の形態においては４件分）のデータあるいは最近の所定時間分のデータに基づいて下記数１によって消費電力の平均値σ［ｋ］を算出し、そしてその消費電力平均値σ［ｋ］および現時点の入力ｕ［ｋ］から下記数２によって基準モデルとの一致度Ｐ［ｋ］を算出する。
【数１】
2006067743.tif 000003
【数２】
2006067743.tif 000004
【００２７】
なお、ｕ[ｋ]は現時点でのデータ例えば時刻ｋの入力データであり、ｚは遅れ演算子である。
【００２８】
また、基準モデルは、消費電力の増減、増減度を測るための基準となるモデルであり、本実施の形態においては、指数分布で表される電力分布モデルを採用している。
【００２９】
図３に示すように、領域Ａ１およびＡ２において発電装置１０の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなる場合、例えば、ドライヤーや電子レンジ、または電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫など自動的に電源がオン・オフされる電気器具が外部負荷である場合であって電気器具の電源が短時間だけオンされる場合の消費電力のデータに基づいて上述したステップ１０６の処理によって一致度を算出すると、図４に示すようなグラフとなる。図４から明らかなように、領域Ａ１およびＡ２において基準モデルとの一致度が小さくなっており、これにより、消費電力が基準モデルから乖離していること、すなわち発電装置１０の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなっていることを示している。したがって、一致度と所定値Ｃとを比較することにより、領域Ａ１およびＡ２が発電装置１０の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなる領域であることを確実かつ的確に判定することができる。
【００３０】
運転制御装置３０が、図４に示す一致度をステップ１０８、１１０、１１２によって処理すると、一致度が所定値Ｃ以上である場合には追従許可信号を１に設定し、一致度が所定値Ｃ未満である場合には追従許可信号を０に設定することにより、追従許可信号と時間との関係を示すグラフは図５に示すようなグラフとなる。図５から明らかなように領域Ａ１およびＡ２において追従許可信号は０となる。
【００３１】
そして、運転制御装置３０は、追従許可信号が１である場合には、追従制御を実行し（ステップ１１４，１１６）、追従許可信号が０である場合には、追従制御の実行を規制する（ステップ１１４，１１８）。具体的には、運転制御装置３０の発電量指示値計算部３３において、発電量が追従できる消費電力である場合には、追従制御判定部３２から入力される判定結果は追従制御の実行を許可するものであるので、メモリ３１から入力する消費電力のデータとなるように発電量指示値を算出し、その算出結果を発電器１１に送信指示する。これにより、発電器１１は、発電量指示値どおりに燃料量、改質水量を改質装置に供給して、消費電力に追随する発電量を出力するように制御される（ステップ１１６）。
【００３２】
一方、領域Ａ１およびＡ２などのように発電装置１０の出力応答性能を超えて消費電力が一時的に急激に大きくなる場合には、追従制御判定部３２から入力される判定結果は追従制御の実行を許可しないものであるので、メモリ３１から入力する消費電力のデータと関係なく上述した所定の発電量となるように発電量指示値を算出し、その算出結果を発電器１１に送信指示する。これにより、発電器１１は、発電量指示値どおりに燃料量、改質水量を改質装置に供給して、消費電力に追随しない発電量を出力するように制御される（ステップ１１８）。また、このとき、一時的に急激に大きくなる消費電力に対して発電器１１の発電量が不足するが、その不足分は購入電力によって補うようになっている。
【００３３】
したがって、図６に示すように、細い実線にて示す消費電力に対して本発明による発電量は、図６にて太い実線で示されるように制御される。図６から明らかなように、消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて一時的に急激に大きくなる領域Ａ１およびＡ２においては、発電量は消費電力に追従しておらず、特に領域Ａ１においては全く追従制御による発電が成されていない。また、領域Ａ２においても、その後半部分において追従制御による若干の発電が成されているが、図7に示す従来のものと比べてその開始が遅延されるとともに発電量も小さく抑えられている。なお、図７には、消費電力に対して従来技術による発電量が示されており、消費電力を細い実線にて示し、発電量を太い実線にて示している。図７から明らかなように、領域Ａ１およびＡ２においては追従制御による発電が成されている。
【００３４】
したがって、本発明によれば、消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて一時的に急激に大きくなる場合、追従制御による発電を規制するため、一時的に急激に大きくなる消費電力の立ち下り時に生じる発電器１１の余剰電力量を少なく抑えることができるので、発電器１１が発電する電力を無駄なく利用することできるようになり、高効率発電を達成し、また無駄に発電することを防止できるようになり、無用な二酸化炭素の発生を抑えることができる。
【００３５】
上述した説明から明らかなように、本実施の形態においては、追従制御判定部３２が、電力計２２によって検出された消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、運転制御装置３０は、この追従制御判定部３２が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し（ステップ１１４、１１８）、そうでない場合には追従制御を実行する（ステップ１１４、１１６）。したがって、負荷装置２１の消費電力が発電装置１０の出力応答性能内で変動する場合には、運転制御装置３０は追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行し、一方負荷装置２１の消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、運転制御装置３０は追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制する。これにより、発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置１０の発電電力が追従できるか否かを判定し、その判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させることにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムの制御装置を提供する。
【００３６】
また、ステップ１０６（一致度算出手段）が、電力計２２によって検出された消費電力に基づいて基準モデルとの一致度を算出し、ステップ１０８（比較手段）が、ステップ１０６によって算出された一致度と所定値Ｃを比較し、ステップ１０６〜１１２（追従制御判定手段）は、一致度が所定値Ｃ未満である場合には追従制御の実行を許可しないと判定し、一致度が所定値Ｃ以上である場合には追従制御の実行を許可すると判定する。これにより、上述した判定を確実かつ的確に実行することができる。
【００３７】
次に、本発明による分散型電源システムのネットワークシステムの一実施の形態について説明する。図８はこの分散型電源システムのネットワークシステムの概要を示す概要図である。このネットワークシステムは、上述した複数（本実施の形態においては２つ）の分散型電源システムが電気的に接続され、互いに電力を融通する電力融通を実行するようになっている。図８においては、説明の簡便化のため分散型電源システムについては発電装置１０、電力使用場所２０および電力計２２のみを記載している。各発電装置１０は対である電力使用場所２０に直接発電量を供給するとともに、余剰電力を他の分散型電源システムのスイッチ１９を介して他の電力使用場所２０に供給するようになっている。これにより、電力使用場所２０には、対である発電装置１０から電力が供給されるが、消費電力に対して供給電力が不足する場合には、まず他の発電装置１０から余剰電力が補填され、それでも不足する場合には、系統電源１６から購入電力が補填されるようになっている。
【００３８】
スイッチ１９は、各発電装置１０からの余剰電力が送電される電線１９ａと電力使用場所２０を接続する第１状態（図示状態）と、電線１９ａと電力使用場所２０を接続しない第２状態例えば電力使用場所２０を接地する状態とを後述する電力融通判定部４２から入力した判定結果に応じて切り替えるものである。具体的には、スイッチ１９は、電力融通判定部４２から融通許可信号：１を入力すると第１状態となり、電力使用場所２０は他の発電装置１０の余剰電力を取り入れ、一方電力融通判定部４２から融通許可信号：０を入力すると第２状態となり、電力使用場所２０は他の発電装置１０の余剰電力の取り入れが規制される。
【００３９】
分散型電源システムのネットワークシステムは、このネットワークシステムを統括的に管理・制御する運転制御装置４０を備えている。この運転制御装置４０は、各電力計２２によって検出された負荷装置２１の消費電力の各データをそれぞれ入力して記憶する記憶手段であるメモリ４１と、メモリ４１に記憶されている消費電力のデータを用いて、電力融通の実行を許可するか否かを判定し、その判定結果を発電量指示値計算部４３に出力する電力融通判定手段である電力融通判定部４２と、メモリ４１に記憶されている消費電力のデータ、および電力融通判定部４２から入力される判定結果に基づいて発電装置１０への各発電量指示値を算出して送信指示する発電量指示値計算部４３を備えている。
【００４０】
電力融通判定部４２は、上述した追従制御判定部３２と同様に電力計２２によって検出された消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定している。
【００４１】
発電量指示値計算部４３は、電力使用場所２０の対であるスイッチ１９に対しての融通許可信号の状態、その電力使用場所２０の対である発電装置１０の発電量、およびその電力使用場所２０の消費電力、他の発電装置１０の余剰電力を勘案して各発電装置１０の発電量指示値を算出する。
【００４２】
運転制御装置４０は、マイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、図９のフローチャートに対応したプログラムを実行して、電力計２２によって検出された消費電力を入力し、その消費電力に基づいて発電装置の発電量（出力電力）および電力融通を制御している。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。
【００４３】
次に、上述した分散型電源システムのネットワークシステムの作動について図９を参照して説明する。運転制御装置４０は、各発電装置１０が発電可能な状態となると、図９に示すプログラムを所定の短時間毎（例えば、６０秒）に実行する。運転制御装置４０は、電力計２２を使用して電力使用場所２０の各消費電力を計測し（ステップ１０２）、計測した消費電力を電力使用場所２０毎にメモリ３１に記憶する（ステップ１０４）。
【００４４】
そして、電力融通判定部４２において、メモリ４１に記憶されている消費電力のデータに基づいて基準モデルとの一致度を算出し（一致度算出手段であるステップ１０６）、この一致度算出手段によって算出された一致度と所定値Ｃを比較する（比較手段であるステップ１０８）。このとき、一致度が所定値Ｃ以上である場合には「ＹＥＳ」と判定し電力融通の実行を許可すると判定して融通許可信号を１に設定し（ステップ２０２）、一致度が所定値Ｃ未満である場合には「ＮＯ」と判定し電力融通の実行を許可しないと判定して融通許可信号を０に設定する（ステップ２０４）。そして、運転制御装置４０は、融通許可信号が１である場合には、電力融通を実行し（ステップ２０６，２０８）、融通許可信号が０である場合には、電力融通の実行を規制する（ステップ２０６，２１０）。
【００４５】
したがって、本実施の形態によれば、追従制御判定手段（追従制御判定部）３２が、電力計２２によって検出された消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、追従制御の実行を許可するか否かを判定し、電力融通判定手段（電力融通判定部）４２が、電力計２２によって検出された消費電力が発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定することにより、電力融通の実行を許可するか否かを判定し、追従制御手段であるステップ１１４〜１１８が、追従制御判定手段３２が追従制御の実行を許可しないと判定した場合には追従制御の実行を規制し（ステップ１１４，１１８）、そうでない場合には追従制御を実行するように制御し（ステップ１１４，１１６）、電力融通制御手段であるステップ２０６〜２１０が、電力融通判定手段４２が電力融通の実行を許可しないと判定した場合には電力融通の実行を規制し（ステップ２０６，２１０）、そうでない場合には電力融通を実行するように制御する（ステップ２０６，２０８）。したがって、電力使用場所２０（負荷装置２１）の消費電力が発電装置１０の出力応答性能内で変動する場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可すると判定して追従制御を実行するとともに電力融通の実行を許可すると判定して電力融通を実行し、一方電力使用場所２０（負荷装置２１）の消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる場合には、各制御手段によって追従制御の実行を許可しないと判定して追従制御の実行を規制するとともに電力融通の実行を許可しないと判定して電力融通の実行を規制する。
【００４６】
例えば、本実施の形態の一方の電力使用場所２０において消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がり、他方の電力使用場所２０においてそのような消費電力でない場合、一方のスイッチ１９は第２状態に切り替えられて一方の電力使用場所２０への電力融通を規制するとともに一方の発電装置１０は追従制御の実行が規制される。しかし上述した領域Ａ２のように完全に追従制御を無くせない場合であって、その立ち下がり時に余剰電力が生じたときには、その余剰電力を他方の電力使用場所２０に供給することができる。
【００４７】
したがって、発電装置１０の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がる消費電力に発電装置１０の発電電力が追従できるか否かを判定しその判定結果に応じた発電制御を発電装置に実行させるとともに電力融通ができるか否かを判定しその判定結果に応じて電力融通することにより、高効率発電であり、かつ環境にやさしい分散型電源システムのネットワークシステムを提供することができる。
【００４８】
なお、前述した分散型電源システムのネットワークシステムにおいては、追従制御判定手段を発電装置１０の運転制御装置３０に備えるとともに電力融通判定手段をネットワークシステムの運転制御装置４０の備えるようにしたが、両判定手段を発電装置１０の運転制御装置３０またはネットワークシステムの運転制御装置４０に兼備するようにしてもよい。
【００４９】
また、ネットワークシステムの運転制御装置４０を設けないで、その機能を発電装置１０の運転制御装置３０にそれぞれ持たせるようにしてもよい。この場合、各運転制御装置３０間においてデータの相互通信をするようにすることが望ましい。また、発電装置１０の運転制御装置３０の追従制御判定機能をネットワークシステムの運転制御装置４０に持たせるようにしてもよい。
【００５０】
なお、上述した各実施の形態においては、発電装置１０として燃料電池発電装置を採用したが、これに代えて、太陽光発電装置、風力発電装置、マイクロガスタービン発電装置、ガスエンジン発電装置などを採用するようにしてもよい。
【００５１】
また、発電装置１０としては、発電器１１が交流電力を発生して交換器１２を介さずに直接出力するものもある。
【００５２】
また、上述した各判定手段においては、検出された消費電力から基準モデルとの一致度を算出しその一致度に基づいて、消費電力が発電装置の出力応答性能を超えて所定の短時間内に急激に立ち上がり立ち下がるか否かを判定したが、これに代えて、検出された消費電力から微分値を算出しその微分値に基づいて判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による分散型電源システムの制御装置を適用した分散型電源システムの一実施の形態の概要を示す概要図である。
【図２】図１に示した運転制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。
【図３】本発明によって処理される一時的に大きな消費を含む消費電力を示すグラフである。
【図４】図３に示す消費電力の基準モデルに対する一致度を示すグラフである。
【図５】追従許可信号を示すグラフである。
【図６】本発明によって処理される消費電力および本発明による発電量を示すグラフである。
【図７】本発明によって処理される消費電力および従来技術による発電量を示すグラフである。
【図８】本発明による分散型電源システムのネットワークシステムの一実施の形態の概要を示す概要図である。
【図９】図８に示した運転制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。
【図１０】従来技術による追従制御を実行した場合の消費電力と出力電力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…発電装置、１１…発電器、１２…変換器、１３…燃料供給装置、１４…水供給装置、１５…送電線、１６…系統電源、１７…貯湯槽、１８…温水使用場所、１９…スイッチ、２０…電力使用場所、２１…負荷装置、２２…電力計、３０…運転制御装置、３１…メモリ、３２…追従制御判定部、３３…発電量指示値計算部、４０…運転制御装置、４１…メモリ、４２…電力融通判定部、４３…発電量指示値計算部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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