(57)【要約】【課題】  出力指定型電力供給を提供する。【解決手段】  電力系統１aまたは電力系統１nに、コストが高いが温暖化対策のために太陽電池、風力発電など不確定分散型電源を大規模に導入しようとしているが、逆潮流、電圧変動、周波数変動が起こり電力系統の運用が困難となり、そこで、大規模な太陽電池２に大規模な蓄電池４aを、大規模な風力発電３に大規模な蓄電池４bを、単独で大規模な蓄電池４cを組み込み、これら何れか全部を組込み、温暖化対策と共に、信頼性と即応性に優れた確定電源にし、中央給電指令所５の指令で、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御のこれら何れか全部の電源として高価高品質に使用する、指定時間帯に出力指定電力を電力系統に供給する出力指定型電力供給の構成とした。【選択図】  図1
2011097664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１の中央給電指令所５、電力系統１a、大規模な太陽電池２の発電所、大規模な風力発電３の発電所、大規模な蓄電池４cの発電所などが組織的に検討した内容に沿って、図１の中央給電指令所５より指令される内容を、図１の電力線搬送通信６、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法によって、図２の出力指定装置７ａが受け、出力指定装置７ａは図１の中央給電指令所５の指令に従い、図３に示すａの指定時間帯Ｔ1aで出力指定電力Ｐ1aによるピーク負荷分担電力量Ｗ1a＝Ｐ1a×Ｔ1aを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、ピーク負荷分担時に図２の大規模な太陽電池２の出力変動緩和を大規模な蓄電池４aで実施し、ピーク負荷分担電力量Ｗ1aを大規模な太陽電池２と大規模な蓄電池４aで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い直ちに供給するピーク負荷分担装置。ただし、組織的に検討とは図１の中央給電指令所５、電力系統１a、大規模な太陽電池２の発電所、大規模な風力発電３の発電所、大規模な蓄電池４cの発電所などが数年の点検・保守・運用計画から、各発電所の運転状況を把握し、確定電源として数日の運転計画を立案し、指定時間帯と出力指定電力などを決定することである。
【請求項２】
請求項１において、出力指定装置７ａは図１の中央給電指令所５の指令に従い、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした、それらへの供給に必要な電力を図２の大規模な太陽電池２の出力や電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４aに電力貯蔵し、その大規模な蓄電池４aに電力貯蔵した電力や大規模な太陽電池２の出力を用いて、出力指定装置７ａの指令によって、瞬時に電力系統１aまたは電力系統１ｎへの供給電力を増減するか、仮に増減しなくても体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い直ちに増減できるようにするピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした出力指定型電力供給装置。
【請求項３】
請求項１において、図２の大規模な太陽電池２を図４に示すように大規模な風力発電３にしたもので、図１の中央給電指令所５より指定される内容を図４の出力指定装置７bが受け、出力指定装置７bは図１の中央給電指令所５の指令に従い、図５に示すａの指定時間帯Ｔ1bで出力指定電力Ｐ1bによるピーク負荷分担電力量Ｗ1b＝Ｐ1b×Ｔ1bを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、ピーク負荷分担時に図４の大規模な風力発電３の出力変動緩和を大規模な蓄電池４bで実施し、ピーク負荷分担電力量Ｗ1bを図４の大規模な風力発電３と大規模な蓄電池４bで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い直ちに供給するピーク負荷分担装置。
【請求項４】
請求項３において、出力指定装置７bは図１の中央給電指令所５の指令に従い、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした、それらへの供給に必要な電力を図４の大規模な風力発電３の出力や電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４bに電力貯蔵し、その大規模な蓄電池４bに電力貯蔵した電力や大規模な風力発電３の出力を用いて、出力指定装置７bの指令によって瞬時に電力系統１aまたは電力系統１ｎへの供給電力を増減するか、仮に増減しなくても体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い直ちに増減できるようにするピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした出力指定型電力供給装置。
【請求項５】
請求項１において、図２の大規模な太陽電池２を使用せず、図６に示すように大規模な蓄電池４cにしたもので、図１の中央給電指令所５より指定される内容を図６の出力指定装置７cが受け、出力指定装置７cは図１の中央給電指令所５の指令に従い、電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４cに電力貯蔵し、図７に示すａの指定時間帯Ｔ1cで出力指定電力Ｐ1cによるピーク負荷分担電力量Ｗ1c＝Ｐ1c×Ｔ1cを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、図７のようにピーク負荷分担時に図６の大規模な蓄電池４cで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い直ちに供給するピーク負荷分担装置。
【請求項６】
請求項５において、出力指定装置７cは図１の中央給電指令所５の指令に従い、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした、それらへの供給に必要な電力を電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４cに電力貯蔵し、その大規模な蓄電池４cに電力貯蔵した電力を用いて、出力指定装置７cの指令によって瞬時に電力系統１aまたは電力系統１ｎへの供給電力を増減するか、仮に増減しなくても体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い直ちに増減できるようにするピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした出力指定型電力供給装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかを組み合わせ、複数接続し、大規模な蓄電池間の電力貯蔵の相互融通も図るものとして、図１の電力線搬送通信６、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法によって、中央給電指令所５と各出力指定装置との情報処理によって、温室効果ガスを殆ど排出しない太陽電池と風力発電の不確定分散電源に大規模な蓄電池を導入し、確定電源とし高価高品質に運用することを特徴とする出力指定型電力供給。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給網に係わり、大規模な太陽電池、大規模な風力発電からなる不確定電源を、大規模な蓄電池を併用することで確定電源とした電力供給からの電力供給事業と現行の電力供給事業とを結び一体構成するビジネスに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界的な環境改善の観点からＣＯ2 の削減が急がれており、発生電力は不確定であるが自然エネルギーを活用する太陽電池，風力発電などが民生用分散電源として注目されている。この中で、無公害である太陽電池は、発電出力に対するコスト比が大きく、国が補助金を拠出する政策や、一般電気事業者が不確定電源であるにもかかわらず高価に買い取る政策がなされ、国内での利用率が幾分高まりつつある。
【０００３】
無公害な分散電源である太陽電池は、昼間の日射の強弱によってその出力が大きく変動し、風力発電は、風の強弱によって、大きく出力が変動し、これらは不確定電源である。これらの変動をカバーするため蓄電池を設け、天気予報など考慮してピーク負荷分担を実施するよう提案されているが、中央給電指令所の指令によって運用するシステムなどについての具体的な検討はなされていない。また、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御への適用については提案されていない。
【０００４】
上記各分散電源を幾つかまとめ１つの電力供給システムとして、一般電力ユーザに直流電力を供給するものが
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号公報で提案されているが、上記不確定な各分散電源に大規模な蓄電池を導入して確定電源とし、ピーク負荷分担として予め指定された指定時間帯で出力指定電力を供給したり、準備する電力指定装置による電力供給システムについては提案されていない。また、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御など瞬時に電力系統が要求する供給電力の増減に対応する電力指定装置による電力供給システムについては同様に提案されていない。
【０００５】
現在不確定な直流分散電源で余剰電力が発生した場合はＤＣ／ＡＣインバータを経由して交流に変換し電力供給会社に売電している。しかしながら、不確定な分散電源が大量に導入された場合、電力の質の低下が懸念されている。
【０００６】
分散電源などの設備を電力線搬送で監視する方法が特開２００１−２９８８６５号公報，同２０００−３２６５８号公報で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】1256617183406_1号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】水谷芳史著「不況を克服し発展するための新電力エネルギーシステム普及政策の提言(Ｉ)」、平成21年電気学会全国大会、6-001,(2009-3)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
石油・天然ガス・ウラン・石炭に関する世界のエネルギー資源可採年数などを考慮すると今後エネルギー資源の高騰が経済と国民生活に大打撃を与えると考えられる。そこで、大規模な自然エネルギーの有効活用が必要となる。
【００１０】
地球的な環境の改善としてＣＯ2 削減が急務となり、発生電力は不確定低品質で、高価であるが自然エネルギーを活用する太陽電池，風力発電が注目されている。そこで、今後の課題は、国の政策として、電力供給会社及び民間において、自然エネルギーを、高効率、高品質、高信頼度な有効活用と普及に力を注ぎ、実質的に低価格で半永久的に継承できる設備にする必要がある。
【００１１】
自然エネルギーを活用する太陽電池，風力発電の発電電力を大規模に電力系統に連系すると電力系統の安定が損なわれる恐れがある。従って、分散電源を設置する場合、できるだけ大規模な蓄電池と出力指定装置を設置して、電力系統が必要とする指定時間帯に出力指定電力の増減を瞬時に実施して、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御などに対応し、高価高品質に供給する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、大規模な分散電源と大規模な蓄電池の併設使用による確定電源に対して、中央給電指令所からの監視、制御、指令による電力供給と中央給電指令所からの監視、制御、指令に電力線搬送通信、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法を用いるシステムからなる仕組みを提案し、中央給電指令所からの指令による指定時間帯と出力指定電力を電力系統に供給したり、体制を取ることにより、対象とする電力系統の運用者に料金を請求するもので、次のいずれかの出力指定型電力供給方法を特徴とする。
【００１３】
すなわち、大規模な太陽電池と大規模な蓄電池からなる電源に、中央給電指令所からなる指令によって今後の指定時間帯と出力指定電力に基づき、現在の蓄電量、天気予報などからの予測を含む今後の太陽電池からの蓄電量を参考に、必要な電力量を低価格な夜間電力から購入し、電力貯蔵を実施し、信頼性が高く、即応性に優れた確定電源として、その時の太陽電池出力と共に蓄電池から電力を供給し、(１)ピーク負荷分担としてその出力指定電力を電力系統に供給し高価売電すること、（２）ピーク負荷分担として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（３）供給予備力として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（４）供給予備力として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（５）パワーコンディショナの一斉解列対策として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（６）パワーコンディショナの一斉解列対策として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（７）過負荷解消として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（８）過負荷解消として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（９）周波数制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減を実施して高価売電すること、（１０）周波数制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減の体制を取り、仮に供給の増減をしなくても体制準備金として請求を出すこと、（１１）連系線潮流制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減を実施して高価売電すること、（１２）連系線潮流制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減の体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（１３）中央給電指令所からの監視、制御、指令に電力線搬送通信、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法を用い、電力系統、大規模な太陽電池と大規模な蓄電池からなる電源、その出力指定装置などに監視、制御、指令を与え出力指定型電力供給をすること。
【００１４】
更に、以上（１）〜（１３）のいずれかを組み合わせ、複数接続されたことを特徴とする出力指定型電力供給。
【００１５】
すなわち、大規模な風力発電と大規模な蓄電池からなる電源に、中央給電指令所からなる指令によって今後の指定時間帯と出力指定電力に基づき、現在の蓄電量、天気予報などからの予測を含む今後の風力発電からの蓄電量を参考に必要な電力量を低価格な夜間電力から購入し、電力貯蔵を実施し、信頼性が高く、即応性に優れた確定電源として、その時の風力発電の出力と共に蓄電池から電力を供給し、(１)ピーク負荷分担としてその出力指定電力を電力系統に供給し高価売電すること、（２）ピーク負荷分担として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（３）供給予備力として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（４）供給予備力として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（５）パワーコンディショナの一斉解列対策として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（６）パワーコンディショナの一斉解列対策として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（７）過負荷解消として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（８）過負荷解消として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（９）周波数制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減を実施して高価売電すること、（１０）周波数制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減の体制を取り、仮に供給の増減をしなくても体制準備金として請求を出すこと、（１１）連系線潮流制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減を実施して高価売電すること、（１２）連系線潮流制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減の体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（１３）中央給電指令所からの監視、制御、指令に電力線搬送通信、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法を用い、電力系統、大規模な風力発電と大規模な蓄電池からなる電源、出力指定装置などに監視、制御、指令を与え出力指定型電力供給をすること。
【００１６】
更に、以上（１）〜（１３）のいずれかを組み合わせ、複数接続されたことを特徴とする出力指定型電力供給。
【００１７】
すなわち、大規模な蓄電池からなる電源に、中央給電指令所からなる指令によって今後の指定時間帯と出力指定電力に基づき、現在の蓄電量を参考に、必要な電力量を低価格な夜間電力から購入し、電力貯蔵を実施し、信頼性が高く、即応性に優れた確定電源として、(１)ピーク負荷分担としてその出力指定電力を電力系統に供給し高価売電すること、（２）ピーク負荷分担として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（３）供給予備力として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（４）供給予備力として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（５）パワーコンディショナの一斉解列対策として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（６）パワーコンディショナの一斉解列対策として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（７）過負荷解消として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給し高価売電すること、（８）過負荷解消として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給できる体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（９）周波数制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減を実施して高価売電すること、（１０）周波数制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減の体制を取り、仮に供給の増減をしなくても体制準備金として請求を出すこと、（１１）連系線潮流制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減を実施して高価売電すること、（１２）連系線潮流制御用として中央給電指令所の要求に基づき直ちに供給の増減の体制を取り、仮に供給しなくても体制準備金として請求を出すこと、（１３）中央給電指令所からの監視、制御、指令に電力線搬送通信、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法を用い、電力系統、大規模な蓄電池からなる電源、出力指定装置などに監視、制御、指令を与え出力指定型電力供給をすること。
【００１８】
更に、以上（１）〜（１３）のいずれかを組み合わせ、複数接続されたことを特徴とする出力指定型電力供給。
【００１９】
また更に、以上［００１３］〜［００１８］のいずれかを組み合わせ、複数接続されたことを特徴とする出力指定型電力供給。
【００２０】
国または中央給電指令所、電力系統、大規模な太陽電池の発電所、大規模な風力発電の発電所、大規模な蓄電池の発電所などが組織的に中長期な運用計画から、大規模な太陽電池、大規模な風力発電、大規模な蓄電池の建設計画を立案・建設し、建設された対象の大規模な太陽電池、大規模な風力発電、大規模な蓄電池の数年の点検・保守・運用計画から、各発電所の運転状況を把握し、数日の運転計画を立案し、それに基づき指定時間帯と出力指定電力を対象の大規模な太陽電池、大規模な風力発電、大規模な蓄電池の出力指定装置に指令し、確定電源として運用した実績に従い対象となる電力系統の運用者が高価買い取る出力指定型電力供給を確立し、自然エネルギーを大規模に活用し、大規模にＣＯ2 削減を実施して課題を解決する手段とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、太陽電池や風力発電は分散電源で、低品質で、発電効率が低く、建設コストが高く、売電単価が安く、設置に当たっての補助金等の煩雑な手続きがあり、利用しにくい面があるので普及率が低いが、１９９０年比２５％の大規模なＣＯ2 削減を成すとしたならばこれら自然エネルギーを利用せざるをえない。そこで、本発明が実施されれば、大規模な蓄電池を導入し確定電源として信頼性が高く、即応性に優れた電源として、高価高品質に運用でき、これらの問題を解決することが期待でき、温室効果ガスを殆ど排出しない確定電源として普及させ、電力線搬送通信の利用促進を併せて出力指定型電力供給を達成することにより、世界的なエネルギー問題も解決することが多いに期待され、本発明の効果は大きく世の中に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例による出力指定型電力供給と電力線搬送通信の外観模図である。
【図２】大規模な太陽電池と大規模な蓄電池の複合システムで構成された出力指定型電力供給が電力系統に電力供給を実施することや夜間電力を購入することを説明する回路図である。  （実施例１）
【図３】供給の前日から当日にかけての大規模な太陽電池の出力特性例、ピーク負荷分担を実施する指定時間帯と出力指定電力例、ピーク負荷分担を実施するための大規模な蓄電池の電力貯蔵を説明する時刻図である。  （実施例１）
【図４】大規模な風力発電と大規模な蓄電池の複合システムで構成された出力指定型電力供給が電力系統に電力供給を実施することや夜間電力を購入することを説明する回路図である。  （実施例２）
【図５】供給の前日から当日にかけての大規模な風力発電の出力特性例、ピーク負荷分担を実施する指定時間帯と出力指定電力例、ピーク負荷分担を実施するための大規模な蓄電池の電力貯蔵を説明する時刻図である。  （実施例２）
【図６】大規模な蓄電池単体で構成された出力指定型電力供給が電力系統に電力供給を実施することや夜間電力を購入することを説明する回路図である。  （実施例３）
【図７】ピーク負荷分担を実施する指定時間帯と出力指定電力例、ピーク負荷分担を実施するための大規模な蓄電池の電力貯蔵を説明する時刻図である。  （実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
現在最も重視されているものに、自然エネルギーである太陽電池，風力発電の有効利用があるが、各々欠点と利点もあり、その欠点を補い利点を生かすシステムの構成が必要となっている。まず太陽電池は、昼間の日射時しか発電せず、現状で発電効率が約１9.7％と幾分改善されているが低く、設置面積(6ｍ2／ｋＷ）が大きく、１万ｋＷの太陽電池の発電電力は年間１０５０万ｋＷｈ程度であり、現状設備コストが高価である。次に風力発電は、風のエネルギー密度が低く、風の強さが不規則で、強風時には回転羽の騒音が発生し、民家と離す必要があり、１０００ｋＷ風力発電設備での発電電力は平均で約２００ｋＷ程度の出力で、設備コストが現状高価である。上記のように自然エネルギーから電力を得る場合、メリットが少なく、設置に当たっての補助金等の煩雑な手続きがあり、利用しにくい面があるので普及率が低いが、１９９０年比２５％の大規模なＣＯ2 削減を成すとしたならば、自然エネルギーから高価高品質な電力を生み出す方法は必修である。従って、本発明者は、この世界的な課題の解決方法として以下の手段を採用した。
【００２４】
図１に示すように、大規模な太陽電池２に大規模な蓄電池４ａ、出力指定装置７ａ、インバータ回路１１a、コンバータ回路１３a、電力線１５a、出力指定装置の監視・制御回線１６aなどを備え、大規模な風力発電３に大規模な蓄電池４ｂ、出力指定装置７ｂ、インバータ回路１１b、コンバータ回路１３b、電力線１５b、出力指定装置の監視・制御回線１６bなどを備え、大規模な蓄電池４cに出力指定装置７ｃ、インバータ回路１１c、コンバータ回路１３c、電力線１５c、出力指定装置の監視・制御回線１６cなどを備え、これらいずれかを組み合わせ、複数接続されたことを特徴とする出力指定型電力供給の電源を電力系統１aに接続し、中央給電指令所５より電力線搬送通信６などを使用し、出力指定装置７ａ、７ｂ、７ｃに指令値として指定時間帯と出力指定電力などを送り、出力指定装置７ａ、７ｂ、７ｃはこれに従い、自然エネルギーである太陽電池２と風力発電３から蓄電池４ａ，４ｂに電力を貯蔵し、不足部分などを電力系統１aの夜間電力から低コストで蓄電池４ａ，４ｂ，４ｃに電力貯蔵を実施し、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御などの電力として使用し、高価高品質に電力系統１aや電力系統１ｎに供給して売電し、自然エネルギーから電力を得る場合、低品質で発電効率が低く、コスト面で高価で、発電電力の売電は単価が安くメリットが少ないなど多くの欠点を克服し、普及率を高め世界的な課題を解決する。
【００２５】
図１の出力指定型電力供給の電源を建設する場合、既存の一般電気事業者との契約によってピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御などが実施でき、高価高品質に売電できる国家的な政策が必要となる。
【００２６】
図１の中央給電指令所５は、電力線搬送通信６、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法によって、出力指定装置７ａ，７ｂ，７ｃから、大規模な太陽電池２、大規模な風力発電３、大規模な蓄電池４ａ，４ｂ，４ｃの運用状況と運用計画を受け、天気予報などを参考に、今後の運用計画を出力指定型電力供給の電源を優先的に使用するように立案し、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御などの指定時間帯と出力指定電力を出力指定装置７ａ，７ｂ，７ｃに指令として与え、出力指定装置７ａ，７ｂ，７ｃはこれらの指令に従い、電力貯蔵を実施しそれによって電力を供給して売電したり、仮に供給しなくても体制準備を行い何時でも実施できるようにし、それらの内容を逐次中央給電指令所５に報告し、中央給電指令所５と出力指定装置７ａ，７ｂ，７ｃは調整を図り、出力指定型電力供給の運用を図る。
【実施例１】
【００２７】
太陽電池を設置する分散電源の構成：図１に示す大規模な太陽電池２と蓄電池４aによる分散電源の具体的な構成は図２のようになり、図２の大規模な太陽電池２の最大出力電力Ｐ2a、大規模な蓄電池４aの最大出力電力Ｐ3aで最大放電時間Ｈ3aとする最大出力電力量Ｗ3a＝Ｐ3a×Ｈ3aとし、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７ａが受け、出力指定装置７ａはその内容である図３に示すａの指定時間帯Ｔ1aで出力指定電力Ｐ1aによるピーク負荷分担電力量Ｗ1a＝Ｐ1a×Ｔ1aを電力系統１aまたは電力系統１ｎに供給するか仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い供給できるようにするために、図３に示すように、天気予報によって前日から当日にかけての一日の時刻に対する太陽電池２の出力特性に基づき、図３のｂの時刻内の大規模な太陽電池２の出力電力量の推定値Ｗ4aを決定し、前日の図３のｃの時刻内で大規模な太陽電池２の出力電力量Ｗ5aと電力系統１aから購入する前日からの夜間電力での電力購入量Ｗ6aを大規模な蓄電池４aに電力貯蔵し、時刻図３のｄにおける大規模な蓄電池４aの電力貯蔵量Ｗ7aは前日の時刻図３のｆにおける大規模な蓄電池４aの電力貯蔵量Ｗ8aとすると、コンバータ回路１３aと大規模な蓄電池４aの充電との効率η1a、ＤＣ・ＤＣコンバータ回路９aと大規模な蓄電池４aの充電との効率η2aを考慮し、Ｗ7a＝Ｗ8a＋η2a×Ｗ5a＋η1a×Ｗ6aであり、時刻図３のｅにおける大規模な蓄電池４aの電力貯蔵量Ｗ9a＝Ｗ7a＋η2a×Ｗ4aとなり、インバータ回路１１aと大規模な蓄電池４aの放電との効率η3aを考慮し、Ｗ4aの曖昧さ、責任あるピーク負荷分担から、Ｗ3a＞η3a×Ｗ9a≧η3a×Ｗ7a≧Ｗ1a、Ｐ3a≧Ｐ1a≧Ｐ2a、Ｈ3a≧Ｔ1aなる条件Ｉを備えた設備によるピーク負荷分担を実施する。たたし、図３のａの時刻内では、電力系統１aまたは電力系統１ｎに出力指定電力Ｐ1aを供給するために、大規模な太陽電池２の出力を補うよう大規模な蓄電池４aの出力を出すよう図２の出力指定装置７ａの指令値によって第二制御回路１２aでインバータ回路１１aを制御する。また、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４aに電力を貯蔵するために、図２の出力指定装置７ａの指令値によって第三制御回路１４aでコンバータ回路１３aを制御する。さらにまた、大規模な太陽電池２の出力電力が大規模な蓄電池４aに最適に充電されるよう、図２の出力指定装置７ａの指令値によって第一制御回路１０aでＤＣ・ＤＣコンバータ回路９aを制御する。
【００２８】
［００２７］において、ピーク負荷分担と併用したり併用しなかったりするものとして、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７ａが受け、出力指定装置７ａはその内容に沿って供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消用電力の和Ｓ1aと指定時間帯Ｋ1aとし、その電力量Ｗ10a＝Ｓ1a×Ｋ1aとすると、(1)ピーク負荷分担と併用する場合、担当開始時刻Ｌ1aに大規模な蓄電池４aの貯蔵電力量をＷ10a／η3aだけ増加するよう計画するか、ピーク負荷分担電力量の一部をＷ10a／η3aの代用として運用し、図２の出力指定装置７ａの指令による制御信号に基づき図２の第二制御回路１２aでインバータ回路１１aを制御する、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消併用装置とし、(2)ピーク負荷分担と併用しない場合、担当開始時刻Ｌ1aに大規模な蓄電池４aの貯蔵電力量をＷ10a／η3aとし、図２の出力指定装置７ａの指令値による制御信号に基づき図２の第二制御回路１２aでインバータ回路１１aを制御する供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消併用装置とし、電力系統１aまたは電力系統１ｎに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い供給する。ただし、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４aにＷ10a／η3aの電力量を貯蔵するために、図２の出力指定装置７ａの指令値によって第三制御回路１４aでコンバータ回路１３aを制御し、条件Ｉを満足する運用とする。
【００２９】
［００２７］において、ピーク負荷分担と併用したり併用しなかったりするものとして、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７ａが受け、出力指定装置７ａはその内容に沿って周波数制御、連系線潮流制御用電力の和Ｓ2aと指定時間帯Ｋ2aとし、その電力量Ｗ11a＝Ｓ2a×Ｋ2aとすると、(1)ピーク負荷分担と併用する場合、担当開始時刻Ｌ2aに、大規模な蓄電池４aの貯蔵電力量を、Ｗ11a／η3aだけ増加するよう計画すると共にピーク負荷分担電力量の一部Ｗ11a／η3aを減少するように計画し、図１の電力系統１aの周波数偏差と連系線８の連系線潮流偏差を零とする制御信号とピーク負荷分担の制御信号を出力指定装置７ａが受け、それらに基づき図２の第二制御回路１２aでインバータ回路１１aを制御するピーク負荷分担、周波数制御、連系線潮流制御併用装置として、(2)ピーク負荷分担と併用しない場合、担当開始時刻Ｌ2aに、大規模な蓄電池４aの貯蔵電力量を、Ｗ11a／η3aだけ増加減できるよう大規模な蓄電池４aを調節し、図１の電力系統１aの周波数偏差と連系線８の連系線潮流偏差を零とする制御信号を出力指定装置７ａが受け、それに基づき供給電力を増加する場合図２の第二制御回路１２aでインバータ回路１１aを制御し、供給電力を減少する場合第三制御回路１４aでコンバータ回路１３aを制御することを原則とする周波数制御、連系線潮流制御併用装置として、電力系統１aに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い供給する。ただし、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４aにＷ11a／η3aの電力量を貯蔵するために、図２の出力指定装置７ａの指令値によって第三制御回路１４aでコンバータ回路１３aを制御し、条件Ｉを満足する運用とする。
【実施例２】
【００３０】
風力発電を設置する分散電源の構成：図１に示す大規模な風力発電３と蓄電池４bによる分散電源の具体的な構成は図４のようになり、図４の大規模な風力発電３の最大出力電力Ｐ2b、大規模な蓄電池４bの最大出力電力Ｐ3bで最大放電時間Ｈ3bとする最大出力電力量Ｗ3b＝Ｐ3b×Ｈ3bとし、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７bが受け、出力指定装置７bはその内容である図５に示すａの指定時間帯Ｔ1bで出力指定電力Ｐ1bによるピーク負荷分担電力量Ｗ1b＝Ｐ1b×Ｔ1bを電力系統１aまたは電力系統１ｎに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い供給できるようにするために、前日の図５のｂの時刻内の大規模な風力発電３の出力電力量Ｗ4bを大規模な蓄電池４bで電力貯蔵し、前日の天気予報によって図５のｃの時刻内の大規模な風力発電３の出力電力量の推定値Ｗ5bを決定し、図１の中央給電指令所５より指定される電力系統１aによって供給される夜間電力での電力購入量Ｗ6bを購入して大規模な蓄電池４bに電力貯蔵をし、図５の時刻ｄにおける大規模な蓄電池４bの電力貯蔵量Ｗ7bは前日の時刻図５のｅにおける大規模な蓄電池４bの電力貯蔵量Ｗ8bとすると、コンバータ回路１３bと大規模な蓄電池４bの充電との効率η1b、ＤＣ・ＤＣコンバータ回路９bと大規模な蓄電池４bの充電との効率η2bを考慮し、Ｗ7b＝Ｗ8b＋η2b×Ｗ4b＋η2b×Ｗ5b＋η1b×Ｗ6bとなり、インバータ回路１１bと大規模な蓄電池４bの放電との効率η3bを考慮し、Ｗ5bの曖昧さ、責任あるピーク負荷分担から、Ｗ3b＞η3b×Ｗ7b≧Ｗ1b、Ｐ3b≧Ｐ1b≧Ｐ2b、Ｈ3b≧Ｔ1bなる条件ＩＩを備えた設備によるピーク負荷分担装置。たたし、図５のａの時刻内では、電力系統１aまたは電力系統１ｎに出力指定電力Ｐ1bを供給するために、大規模な風力発電３の出力を補うよう大規模な蓄電池４bの出力を出すよう図４の出力指定装置７bの指令値によって第二制御回路１２bでインバータ回路１１bを制御する。また、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４bに電力を貯蔵するために、図４の出力指定装置７bの指令値によって第三制御回路１４bでコンバータ回路１３bを制御する。さらにまた、大規模な風力発電３の出力電力が大規模な蓄電池４bに最適に充電されるよう、図４の出力指定装置７bの指令値によって第一制御回路１０bでＤＣ・ＤＣコンバータ回路９bを制御する。
【００３１】
［００３０］において、ピーク負荷分担と併用したり併用しなかったりするものとして、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７bが受け、出力指定装置７bはその内容に沿って供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消用電力の和Ｓ1bと指定時間帯Ｋ1bとし、その電力量Ｗ10b＝Ｓ1b×Ｋ1bとすると、(1)ピーク負荷分担と併用する場合、担当開始時刻Ｌ1bに大規模な蓄電池４bの貯蔵電力量をＷ10b／η3bだけ増加するよう計画するか、ピーク負荷分担電力量の一部をＷ10b／η3bの代用として運用し、図４の出力指定装置７bの指令値による制御信号に基づき図４の第二制御回路１２bでインバータ回路１１bを制御する、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消併用装置とし、(2)ピーク負荷分担と併用しない場合、担当開始時刻Ｌ1bに大規模な蓄電池４bの貯蔵電力量をＷ10b／η3bとし、図４の出力指定装置７bの指令値による制御信号に基づき図４の第二制御回路１２bでインバータ回路１１bを制御する供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消併用装置とし、電力系統１aまたは電力系統１ｎに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い供給する。ただし、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４bにＷ10b／η3bの電力量を貯蔵するために、図４の出力指定装置７bの指令値によって第三制御回路１４bでコンバータ回路１３bを制御し、条件ＩＩを満足させた運用とする。
【００３２】
［００３０］において、ピーク負荷分担と併用したり併用しなかったりするものとして、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７bが受け、出力指定装置７bはその内容に沿って、周波数制御、連系線潮流制御用電力の和Ｓ2bと指定時間帯Ｋ2bとし、その電力量Ｗ11b＝Ｓ2b×Ｋ2bとすると、(1)ピーク負荷分担と併用する場合、担当開始時刻Ｌ2bに、大規模な蓄電池４bの貯蔵電力量を、Ｗ11b／η3bだけ増加するよう計画すると共にピーク負荷分担電力量の一部Ｗ11b／η3bを減少するように計画し、図１の電力系統１aの周波数偏差と連系線８の連系線潮流偏差を零とする制御信号とピーク負荷分担の制御信号を出力指定装置７bが受け、それらに基づき図４の第二制御回路１２bでインバータ回路１１bを制御するピーク負荷分担、周波数制御、連系線潮流制御併用装置として、(2)ピーク負荷分担と併用しない場合、担当開始時刻Ｌ2bに、大規模な蓄電池４bの貯蔵電力量を、Ｗ11b／η3bだけ増加減できるよう大規模な蓄電池４bを調節し、図１の電力系統１aの周波数偏差と連系線８の連系線潮流偏差を零とする制御信号を出力指定装置７bが受け、それに基づき供給電力を増加する場合図４の第二制御回路１２bでインバータ回路１１bを制御し、供給電力を減少する場合第三制御回路１４bでコンバータ回路１３bを制御することを原則とする周波数制御、連系線潮流制御併用装置とし、電力系統１aに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い供給する。ただし、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４bにＷ11b／η3bの電力量を貯蔵するために、図４の出力指定装置７bの指令値によって第三制御回路１４bでコンバータ回路１３bを制御し、条件ＩＩを満足させた運用とする。
【実施例３】
【００３３】
蓄電池による分散電源の構成：図１に示す大規模な蓄電池４cによる分散電源の具体的な構成は図６のようになり、図６に示すように大規模な蓄電池４cの最大出力電力Ｐ3cで最大放電時間Ｈ3cとする最大出力電力量Ｗ3c＝Ｐ3c×Ｈ3cとし、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７cが受け、出力指定装置７cはその内容である図７に示すａの時刻内で出力指定電力Ｐ1cによる指定時間帯Ｔ1cでのピーク負荷分担電力量Ｗ1c＝Ｐ1c×Ｔ1cを電力系統１aまたは電力系統１ｎに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い供給できるようにするために、前日の図７のｂの時刻内と当日のｃの時刻内で電力系統１aによって供給される夜間電力での電力購入量Ｗ4cを購入して大規模な蓄電池４cに電力貯蔵をし、図７の時刻ｄにおける大規模な蓄電池４cの電力貯蔵量Ｗ6cは前日の時刻図７のｅにおける大規模な蓄電池４cの電力貯蔵量Ｗ5cとすると、コンバータ回路１３cと大規模な蓄電池４cの充電との効率η1cを考慮し、Ｗ6c＝Ｗ5c＋η1c×Ｗ4cとなり、図７の時刻ｄにおいて、インバータ回路１１cと大規模な蓄電池４cの放電との効率η3cを考慮し、責任あるピーク負荷分担から、Ｗ3c≧η3c×Ｗ6c≧Ｗ1c、Ｐ3c≧Ｐ1c、Ｈ3c≧Ｔ1cなる条件IIIを備えた設備によるピーク負荷分担装置。たたし、図７のａの時刻内では、電力系統１aまたは電力系統１ｎに出力指定電力Ｐ1cを供給するために、図６の出力指定装置７cの指令値によって第二制御回路１２cでインバータ回路１１cを制御する。また、電力系統１aから夜間電力を大規模な蓄電池４cに電力を貯蔵するために、図６の出力指定装置７cの指令値によって第三制御回路１４cでコンバータ回路１３cを制御する。
【００３４】
［００３３］において、ピーク負荷分担と併用したり併用しなかったりするものとして、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７cが受け、出力指定装置７cはその内容に沿って供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消用電力の和Ｓ1cと指定時間帯Ｋ1cとし、その電力量Ｗ10c＝Ｓ1c×Ｋ1cとすると、(1)ピーク負荷分担と併用する場合、担当開始時刻Ｌ1cに大規模な蓄電池４cの貯蔵電力量をＷ10c／η3cだけ増加するよう計画するか、ピーク負荷分担電力量の一部をＷ10c／η3cの代用として運用し、図６の出力指定装置７cの指令値による制御信号に基づき図６の第二制御回路１２cでインバータ回路１１cを制御する、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消併用装置とし、(2)ピーク負荷分担と併用しない場合、担当開始時刻Ｌ1cに大規模な蓄電池４cの貯蔵電力量をＷ10c／η3cとし、図６の出力指定装置７cの指令値による制御信号に基づき図６の第二制御回路１２cでインバータ回路１１cを制御する供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消併用装置とし、電力系統１aまたは電力系統１ｎに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い供給する。ただし、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４cにＷ10c／η3cの電力量を貯蔵するために、図６の出力指定装置７cの指令値によって第三制御回路１４cでコンバータ回路１３cを制御し、条件IIIを満足させた運用とする。
【００３５】
［００３３］において、ピーク負荷分担と併用したり併用しなかったりするものとして、中央給電指令所５より指定される内容を出力指定装置７cが受け、出力指定装置７cはその内容に沿って、周波数制御、連系線潮流制御用電力の和Ｓ2cと指定時間帯Ｋ2cとし、その電力量Ｗ11c＝Ｓ2c×Ｋ2cとすると、(1)ピーク負荷分担と併用する場合、担当開始時刻Ｌ2cに、大規模な蓄電池４cの貯蔵電力量を、Ｗ11c／η3cだけ増加するよう計画すると共にピーク負荷分担電力量の一部Ｗ11c／η3cを減少するように計画し、図１の電力系統１aの周波数偏差と連系線８の連系線潮流偏差を零とする制御信号とピーク負荷分担の制御信号を出力指定装置７cが受け、それらに基づき図６の第二制御回路１２cでインバータ回路１１cを制御するピーク負荷分担、周波数制御、連系線潮流制御併用装置として、(2)ピーク負荷分担と併用しない場合、担当開始時刻Ｌ2cに、大規模な蓄電池４cの貯蔵電力量を、Ｗ11c／η3cだけ増加減できるよう大規模な蓄電池４cを調節し、図１の電力系統１aの周波数偏差と連系線８の連系線潮流偏差を零とする制御信号を出力指定装置７cが受け、それに基づき供給電力を増加する場合図６の第二制御回路１２cでインバータ回路１１cを制御し、供給電力を減少する場合第三制御回路１４cでコンバータ回路１３cを制御することを原則とする周波数制御、連系線潮流制御併用装置として、電力系統１aに供給するか、仮に供給しなくても体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い供給する。ただし、電力系統１aから夜間電力などを大規模な蓄電池４cにＷ11c／η3cの電力量を貯蔵するために、図６の出力指定装置７cの指令値によって第三制御回路１４cでコンバータ回路１３cを制御し、条件IIIを満足させた運用とする。
【００３６】
［００２７］から［００３５］のいずれかを組み合わせ、複数接続し、大規模な蓄電池間の電力貯蔵の相互融通も図ることを特徴とする、温室効果ガスを殆ど排出しない高価高品質な出力指定型電力供給を図１の電力系統１aに接続し運用する。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
現在の主なるエネルギー資源である石油・天然ガス・ウラン・石炭の可採年数を考えても、今後迎える電気自動車時代を考えても、大規模な太陽電池や大規模な風力発電の国内整備は必要不可欠なもので、すでに多くの検討がなされているが、大規模な太陽光発電の事業化は数えられるほどしか見られない。その原因はこれらの電源が不確定電源で、経済的にメリットが無く、採算が見込まれていないからである。しかしながら、温室効果ガスの削減のためにこれらを大規模に導入する必要があり、そこで、本発明のように大規模な蓄電池を併設し確定電源としてピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御など電力系統の運用に高価高品質に貢献し、経済的にメリットを確立し、採算が取れるようにして、産業の基盤であるエネルギーを確保することになり、産業上の利用可能性と必要性は非常に高い。
【符号の説明】
【００３８】
１a…対象電力系統、１n…連系された電力系統、２…大規模な太陽電池、３…大規模な風力発電、４a、４b、４c…大規模な蓄電池、５…中央給電指令所、６…電力線搬送通信、７a、７b、７c…出力指定装置、８…電力系統の連系線、９a、９b…ＤＣ・ＤＣコンバータ回路のブロック図、１０a、１０b…ＤＣ・ＤＣコンバータ回路を制御する第一制御回路のブロック図、１１a、１１b、１１c…インバータ回路のブロック図、１２a、１２b、１２c…インバータ回路を制御する第二制御回路のブロック図、１３a、１３b、１３c…コンバータ回路のプロック図、１４a、１４b、１４c…コンバータ回路を制御する第三制御回路のブロック図、１５a、１５b、１５c…電力線、１６a、１６b、１６c…出力指定装置の監視・制御回線、Ｐ1a、Ｐ1b、Ｐ1c…ピーク負荷分担の出力指定電力、Ｔ1a、Ｔ1b、Ｔ1c…ピーク負荷分担の指定時間帯、Ｗ1a、Ｗ1b、Ｗ1c…ピーク負荷分担電力量。
【図１】
2011097664.tif 000003
【図２】
2011097664.tif 000004
【図３】
2011097664.tif 000005
【図４】
2011097664.tif 000006
【図５】
2011097664.tif 000007
【図６】
2011097664.tif 000008
【図７】
2011097664.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月2日(2009.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記各分散電源を幾つかまとめ１つの電力供給システムとして、一般電力ユーザに直流電力を供給するものが特開２００３−２７４５５４号公報で提案されているが、上記不確定な各分散電源に大規模な蓄電池を導入して確定電源とし、ピーク負荷分担として予め指定された指定時間帯で出力指定電力を供給したり、準備する電力指定装置による電力供給システムについては提案されていない。また、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御など瞬時に電力系統が要求する供給電力の増減に対応する電力指定装置による電力供給システムについては同様に提案されていない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２７４５５４号公報
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月25日(2009.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１の中央給電指令所５、電力系統１a、大規模な太陽電池２の発電所、大規模な風力発電３の発電所、大規模な蓄電池４cの発電所などが組織的に検討した内容に沿って、図１の中央給電指令所５より指令される内容を、図１の電力線搬送通信６、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法によって、図２の出力指定装置７ａが受け、出力指定装置７ａは図１の中央給電指令所５の指令に従い、図３に示すａの指定時間帯Ｔ1aで出力指定電力Ｐ1a（ｔ）によるピーク負荷分担電力量Ｗ1a（ｔ）＝Ｐ1a（ｔ）×Ｔ1aを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、ピーク負荷分担時に図２の大規模な太陽電池２の出力変動緩和を大規模な蓄電池４aで実施し、ピーク負荷分担電力量Ｗ1a（ｔ）を大規模な太陽電池２と大規模な蓄電池４aで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い直ちに供給するピーク負荷分担装置。ただし、組織的に検討とは図１の中央給電指令所５、電力系統１a、大規模な太陽電池２の発電所、大規模な風力発電３の発電所、大規模な蓄電池４cの発電所などが数年の点検・保守・運用計画から、各発電所の運転状況を把握し、確定電源として数日の運転計画を立案し、指定時間帯と出力指定電力などを決定することである。なお、保護のために太陽電池２とDC/DCコンバータ回路９ａ間には太陽電池２からのみ電流が流れるよう逆流防止ダイオードを取り付ける。図２の第二制御回路１２a、インバータ回路１１a、第三制御回路１４a、コンバータ回路１３aは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本ピーク負荷分担装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１aは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本ピーク負荷分担装置の蓄電池４aが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３aは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。ｔは時間。
【請求項２】
請求項１において、出力指定装置７ａは図１の中央給電指令所５の指令に従い、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした、それらへの供給に必要な電力を図２の大規模な太陽電池２の出力や電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４aに電力貯蔵し、その大規模な蓄電池４aに電力貯蔵した電力や大規模な太陽電池２の出力を用いて、出力指定装置７ａの指令によって、瞬時に電力系統１aまたは電力系統１ｎへの供給電力を増減するか、仮に増減しなくても体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い直ちに増減できるようにするピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした出力指定型電力供給装置。なお、保護のために太陽電池２とDC/DCコンバータ回路９ａ間には太陽電池２からのみ電流が流れるよう逆流防止ダイオードを取り付ける。図２の第二制御回路１２a、インバータ回路１１a、第三制御回路１４a、コンバータ回路１３aは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本出力指定型電力供給装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１aは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本出力指定型電力供給装置の蓄電池４aが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３aは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。
【請求項３】
請求項１において、図２の大規模な太陽電池２を図４に示すように大規模な風力発電３にしたもので、図１の中央給電指令所５より指定される内容を図４の出力指定装置７bが受け、出力指定装置７bは図１の中央給電指令所５の指令に従い、図５に示すａの指定時間帯Ｔ1bで出力指定電力Ｐ1b（ｔ）によるピーク負荷分担電力量Ｗ1b（ｔ）＝Ｐ1b（ｔ）×Ｔ1bを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、ピーク負荷分担時に図４の大規模な風力発電３の出力変動緩和を大規模な蓄電池４bで実施し、ピーク負荷分担電力量Ｗ1b（ｔ）を図４の大規模な風力発電３と大規模な蓄電池４bで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い直ちに供給するピーク負荷分担装置。なお、保護のために風力発電３とDC/DCコンバータ回路９b間には風力発電３からのみ電流が流れるよう逆流防止ダイオードを取り付ける。図４の第二制御回路１２b、インバータ回路１１b、第三制御回路１４b、コンバータ回路１３bは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本ピーク負荷分担装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１bは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本ピーク負荷分担装置の蓄電池４bが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３bは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。ｔは時間。
【請求項４】
請求項３において、出力指定装置７bは図１の中央給電指令所５の指令に従い、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした、それらへの供給に必要な電力を図４の大規模な風力発電３の出力や電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４bに電力貯蔵し、その大規模な蓄電池４bに電力貯蔵した電力や大規模な風力発電３の出力を用いて、出力指定装置７bの指令によって瞬時に電力系統１aまたは電力系統１ｎへの供給電力を増減するか、仮に増減しなくても体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い直ちに増減できるようにするピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした出力指定型電力供給装置。なお、保護のために風力発電３とDC/DCコンバータ回路９b間には風力発電３からのみ電流が流れるよう逆流防止ダイオードを取り付ける。図４の第二制御回路１２b、インバータ回路１１b、第三制御回路１４b、コンバータ回路１３bは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本出力指定型電力供給装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１bは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本出力指定型電力供給装置の蓄電池４bが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３bは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。
【請求項５】
請求項１において、図２の大規模な太陽電池２を使用せず、図６に示すように大規模な蓄電池４cにしたもので、図１の中央給電指令所５より指定される内容を図６の出力指定装置７cが受け、出力指定装置７cは図１の中央給電指令所５の指令に従い、電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４cに電力貯蔵し、図７に示すａの指定時間帯Ｔ1cで出力指定電力Ｐ1c（ｔ）によるピーク負荷分担電力量Ｗ1c（ｔ）＝Ｐ1c（ｔ）×Ｔ1cを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、図７のようにピーク負荷分担時に図６の大規模な蓄電池４cで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い直ちに供給するピーク負荷分担装置。なお、図６の第二制御回路１２c、インバータ回路１１c、第三制御回路１４c、コンバータ回路１３cは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本ピーク負荷分担装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１cは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本ピーク負荷分担装置の蓄電池４cが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３cは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。ｔは時間。
【請求項６】
請求項５において、出力指定装置７cは図１の中央給電指令所５の指令に従い、ピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした、それらへの供給に必要な電力を電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４cに電力貯蔵し、その大規模な蓄電池４cに電力貯蔵した電力を用いて、出力指定装置７cの指令によって瞬時に電力系統１aまたは電力系統１ｎへの供給電力を増減するか、仮に増減しなくても体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い直ちに増減できるようにするピーク負荷分担、供給予備力、パワーコンディショナの一斉解列対策、過負荷解消、周波数制御、連系線潮流制御用電力のいずれかを組み合わせたりした出力指定型電力供給装置。なお、図６の第二制御回路１２c、インバータ回路１１c、第三制御回路１４c、コンバータ回路１３cは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本出力指定型電力供給装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１cは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本出力指定型電力供給装置の蓄電池４cが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３cは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。
【請求項７】
図１の中央給電指令所５、電力系統１a、大規模な太陽電池２の発電所、大規模な風力発電３の発電所、大規模な蓄電池４cの発電所などが組織的に検討した内容に沿って、図１の中央給電指令所５より指令される内容を、図１の電力線搬送通信６、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法によって、図２の出力指定装置７ａが受け、出力指定装置７ａは図１の中央給電指令所５の指令に従い、指定時間帯Ｔs1aで出力指定電力Ｐs1a（ｔ）による供給予備力電力量Ｗs1a（ｔ）＝Ｐs1a（ｔ）×Ｔs1aを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、図２の大規模な太陽電池２の出力変動緩和を大規模な蓄電池４aで実施し、供給予備力電力量Ｗs1a（ｔ）を大規模な太陽電池２と大規模な蓄電池４aで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７ａの指令に従い直ちに供給する供給予備力分担装置。ただし、組織的に検討とは図１の中央給電指令所５、電力系統１a、大規模な太陽電池２の発電所、大規模な風力発電３の発電所、大規模な蓄電池４cの発電所などが数年の点検・保守・運用計画から、各発電所の運転状況を把握し、確定電源として数日の運転計画を立案し、指定時間帯と出力指定電力などを決定することである。ｔは時間。なお、保護のために太陽電池２とDC/DCコンバータ回路９ａ間には太陽電池２からのみ電流が流れるよう逆流防止ダイオードを取り付ける。図２の第二制御回路１２a、インバータ回路１１a、第三制御回路１４a、コンバータ回路１３aは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本供給予備力分担装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１aは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本供給予備力分担装置の蓄電池４aが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３aは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。
【請求項８】
請求項７において、図２の大規模な太陽電池２を図４に示すように大規模な風力発電３にしたもので、図１の中央給電指令所５より指定される内容を図４の出力指定装置７bが受け、出力指定装置７bは図１の中央給電指令所５の指令に従い、指定時間帯Ｔs1bで出力指定電力Ｐs1b（ｔ）による供給予備力分担電力量Ｗs1b（ｔ）＝Ｐs1b（ｔ）×Ｔs1bを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、図４の大規模な風力発電３の出力変動緩和を大規模な蓄電池４bで実施し、供給予備力分担電力量Ｗs1b（ｔ）を図４の大規模な風力発電３と大規模な蓄電池４bで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７bの指令に従い直ちに供給する供給予備力分担装置。なお、保護のために風力発電３とDC/DCコンバータ回路９b間には風力発電３からのみ電流が流れるよう逆流防止ダイオードを取り付ける。図４の第二制御回路１２b、インバータ回路１１b、第三制御回路１４b、コンバータ回路１３bは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本供給予備力分担装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１bは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本供給予備力分担装置の蓄電池４bが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３bは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。ｔは時間。
【請求項９】
請求項７において、図２の大規模な太陽電池２を使用せず、図６に示すように大規模な蓄電池４cにしたもので、図１の中央給電指令所５より指定される内容を図６の出力指定装置７cが受け、出力指定装置７cは図１の中央給電指令所５の指令に従い、電力系統１aの夜間電力などで予め大規模な蓄電池４cに電力貯蔵し、指定時間帯Ｔs1cで出力指定電力Ｐs1c（ｔ）による供給予備力分担電力量Ｗs1c（ｔ）＝Ｐs1c（ｔ）×Ｔs1cを図１の電力系統１aまたは電力系統１ｎに、供給予備力分担時に図６の大規模な蓄電池４cで供給するか、仮に供給しなくてもこれらで体制準備を行い出力指定装置７cの指令に従い直ちに供給する供給予備力分担装置。なお、図６の第二制御回路１２c、インバータ回路１１c、第三制御回路１４c、コンバータ回路１３cは連系保護装置を介して双方向整流器でも良い。電力系統１a内の直流系統に本供給予備力分担装置から電力を直接供給するとき、インバータ回路１１cは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。電力系統１a内の直流系統から本供給予備力分担装置の蓄電池４cが電力供給を受けるとき、コンバータ回路１３cは逆流防止ダイオード付DC/DCコンバータ回路とする。ｔは時間。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかを組み合わせ、複数接続し、大規模な蓄電池間の電力貯蔵の相互融通も図るものとして、図１の電力線搬送通信６、インターネット、電話、有線、無線、郵便など何れかの伝達方法によって、中央給電指令所５と各出力指定装置との情報処理によって、温室効果ガスを殆ど排出しない太陽電池と風力発電の不確定分散電源に大規模な蓄電池を導入し、確定電源とし高価高品質に運用することを特徴とする出力指定型電力供給。