(57)【要約】【課題】発電した電力を逆潮流させることなく場内でのみ消費するか蓄電設備に蓄積される様に自動で制御する事を可能とした逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置を提供する。【解決手段】太陽光パネル１１１と、太陽光パネル１１１で発電された電力の出力量を調整可能な発電用パワコン１１２と、パワコン１１２から出力される電力量を発電量信号として検出する発電量検出器１１３と、潮流電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部１０と、予め設定された目標値と潮流信号とを比較して潮流操作量を出力する潮流制御部２０と、潮流制御部２０から入力された潮流操作量に基づいて設定される発電目標値と発電量信号とを比較して発電用パワコン１１２から出力する発電電力量を求め、発電用パワコン１１２から出力される電力量を制御する発電制御部３０とを備えるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号とを比較した結果に応じて潮流操作量を出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と
を含み、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機から出力する発電電力量を求め、発電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
受電点を介して前記商用電力系統から電力が供給される全ての負荷へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部と、
前記全ての負荷のうち、前記電力の自動制御が可能な負荷に対してのみ、前記全ての負荷の消費電力をデマンド目標値に近づけるためのデマンド操作量を出力するデマンド制御部と、
前記デマンド目標値を求める設定値演算部と
をさらに備え、
前記デマンド制御部は、前記設定値演算部により求めた前記デマンド目標値と前記瞬時電力信号とを比較した結果に応じて前記電力の自動制御が可能な負荷に対して前記デマンド操作量を出力し、
前記設定値演算部は、前記発電用電力変換機から出力されている電力量に応じて設定値の変更の有無を決定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項６】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記発電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記発電装置と前記充電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記充電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記蓄電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記蓄電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と
をさらに備えることを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記充電用電力変換機に代えて、有接点接続器又は無接点接続器を設け、
前記有接点接続器又は前記無接点接続器が、前記発電操作量に基づいて出力される充電命令信号により制御される
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力送電網安定化、蓄電池自動充放電、デマンド制御、省エネを可能とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在国内における再生可能エネルギー（以下、再エネ）の導入方向としては、国の全量買取制度（ＦＩＴ）に向けたものが多い。ところが商用電力系統の電力網接続容量や再生可能エネルギー変動による電圧周波数調整範囲の限界から、休日には「出力抑制規定」による再エネ発電設備の稼働停止が実施されている。しかしその一方で、国は京都議定書に基づき将来的には現在の再エネの倍近くの再エネを導入する方向を示してもいる。
【０００３】
一般的に、再エネ発電設備は無停電接続を行う「系統連係技術」によって商用電力系統の電力網と接続されており、休日等に発電される再エネは電力需要家の自家消費電力負荷（以下、場内負荷）よりも大きくなることから、休日等には、再エネ発電設備による発電（以下、再エネ発電）の停止が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８２３６４６号公報
【特許文献２】特許第５６０６６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、休日であっても可能な限り再エネ発電を行えば電力料金の削減及び二酸炭素排出量の削減を実現できる。更に再エネ発電による余剰電力を蓄電池等の蓄エネ設備に畜えれば更にその効果は増大出来る。
【０００６】
そこで本発明は、電力需要家の施設内（以下、場内）で再エネ発電電力が商用電力系統に影響を及ばさない様に、発電した電力を場内でのみ消費するか蓄電設備に蓄積される様に自動で制御する事を可能とした逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号とを比較した結果に応じて潮流操作量を出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と
を含み、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機から出力する発電電力量を求め、発電操作量として出力する
ことを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第１の発明において、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第２の発明において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第２又は第３のいずれか一つの発明において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第１から第４のいずれか一つの発明において、
受電点を介して前記商用電力系統から電力が供給される全ての負荷へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部と、
前記全ての負荷のうち、前記電力の自動制御が可能な負荷に対してのみ、前記全ての負荷の消費電力をデマンド目標値に近づけるためのデマンド操作量を出力するデマンド制御部と、
前記デマンド目標値を求める設定値演算部と
をさらに備え、
前記デマンド制御部は、前記設定値演算部により求めた前記デマンド目標値と前記瞬時電力信号とを比較した結果に応じて前記電力の自動制御が可能な負荷に対して前記デマンド操作量を出力し、
前記設定値演算部は、前記発電用電力変換機から出力されている電力量に応じて設定値の変更の有無を決定する
ことを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第２から第４のいずれか一つの発明において、
前記発電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記発電装置と前記充電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記充電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記蓄電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記蓄電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と
をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第６の発明において、
前記充電用電力変換機に代えて、有接点接続器又は無接点接続器を設け、
前記有接点接続器又は前記無接点接続器が、前記発電操作量に基づいて出力される充電命令信号により制御される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、気象条件によって変化しやすい再エネ発電電力を、変動する自家消費電力量によらずに逆潮流を生じない範囲で可能な限り高効率に運用することが可能となる。
更に、第２及び第３の発明によれば、抑制制御された再エネ発電電力量に応じた余剰電力のみを蓄エネ設備に自動充電する事が可能となる。
また、第４の発明によれば、再エネ発電が行われない時に逆潮流を発生させない範囲で蓄電池等から場内負荷のみに電力を自動的かつ速やかに供給することができる。
また、第５の発明によれば、再エネ発電によって変化するデマンド制御装置の設定値を再エネ発電量に応じて自動的に設定することができ、最適なデマンド制御が可能となる。
また、第６及び第７の発明によれば、再エネ発電電力の高効率運用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置の潮流制御に関する構造を示す説明図である。
【図３】潮流電力値と潮流信号値との関係を示すグラフである。
【図４】潮流電力値と発電信号値との関係を示すグラフである。
【図５】潮流電力値と再エネ発電電力値の時間的な変化を示すグラフである。
【図６】平日における潮流電力と自家発電電力との関係を概念的に示すグラフである。
【図７】平日における潮流電力と太陽光発電電力との関係を概念的に示すグラフである。
【図８】晴天時且つ高負荷時における需要電力量と太陽光発電量との関係を示すグラフである。
【図９】晴天時且つ低負荷時における需要電力量と太陽光発電量との関係を示すグラフである。
【図１０】再エネ発電電力量と発電量指令信号値との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例１に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置における充放電制御に関する構造を示す説明図である。
【図１２】低負荷時における従来の需要電力量と再エネ発電電力量と潮流電力量との関係を示すグラフである。
【図１３】本実施例を適用した場合の低負荷時における需要電力量と再エネ発電電力量との関係を示すグラフである。
【図１４】充電操作量と発電量指令信号値との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施例１に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置におけるデマンド制御に関する構造を示す説明図である。
【図１６】晴天時且つ高負荷時における需要電力量，太陽光発電量及び潮流電力量と、デマンド設定値との関係を示すグラフである。
【図１７】デマンド設定値の変更例を示す説明図である。
【図１８】再エネ発電設備が導入されていない場合のデマンド制御状態を示す説明図である。
【図１９】再エネ発電設備が導入された場合の従来のデマンド制御状態を示す説明図である。
【図２０】一般的な１０００ｋＷ負荷時の商用電力系統側供給潮流と場内負荷側流入潮流との連係運転のイメージを示す説明図である。
【図２１】商用電力系統側供給潮流の位相に対する場内負荷側流入潮流の位相の遅れを示す説明図である。
【図２２】商用電力系統及び内燃機関型発電機による連係運転のイメージを示す説明図である。
【図２３】商用電力系統、再エネ発電設備及び蓄エネ設備による連係運転のイメージを示す説明図である。
【図２４】本発明の実施例２に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置における充放電制御に関する構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１から図２３を用いて本発明の実施例１に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置について説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施例に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、潮流検出部１０と、潮流制御部２０と、発電制御部３０と、充放電判断部４０と、充電量制御部５０と、放電量制御部６０と、設定値演算部７０と、デマンド制御部８０と、再エネ発電設備（本実施例では、５００ｋＷの太陽光発電設備とする）１１０と、蓄エネ設備（余剰再エネ用蓄電池装置）１２０とを含んで構成される。
【００１９】
潮流検出部１０は、商用電力系統（地域の一般送電事業者あるいは送電事業者（２０１６年４月改正電気事業法）。以下、電力会社）１の電力網１ａから流れ込む商用電力（以下、潮流電力）の瞬時電力を検出する機能を有する。
潮流制御部２０は、電力網１ａから流れ込む潮流電力（瞬時電力）を一定値に制御する機能を有する。
発電制御部３０は、電力網１ａから流れ込む潮流電力（瞬時電力）を一定値にする為に再エネ発電設備１１０の発電電力を制御する機能を有する。また、装置を簡易化するために潮流制御部２０の出力を直接再エネ発電設備１１０に出力して直接制御することもある。この場合は、気象条件の変化による発電量の変化が直接潮流制御に影響する等の状態が生じる。なお、再エネ発電設備１１０の発電電力を制御する機能については上記特許文献１に記載された自律式安定供給型再生可能エネルギー制御装置と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
充放電判断部４０は、蓄エネ設備１２０を利用した充電および放電のタイミングを判断する。
充電制御部としての充電量制御部５０は、電力網１ａからの潮流電力を利用することなく再エネ発電設備１１０による発電電力の余剰分（以下、余剰電力）だけを蓄エネ設備１２０に畜えるように充電速度を制御する機能を有する。
放電制御部としての放電量制御部６０は、蓄エネ設備１２０からの放電電力を電力会社１側へ逆潮流しない範囲で場内負荷８６（図１５参照）だけに放電させるように放電速度を制御する機能を有する。
設定値演算部７０は、潮流電力と場内に設置された再エネ発電設備１１０の発電電力との連係運転を行う場合に、場内に設置されたデマンド制御装置８０のデマンド目標値を自動的に変更する機能を有する。
デマンド制御部８０は、上記特許文献２に記載された目標値設定型需要電力制御装置と同様の機能を有するものとし、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２０】
なお、図１中に示す９１は電力網１ａからの電力の瞬時電力を検出し、計装標準信号として出力する瞬時電力検出部としての瞬時電力発信器、９２は電力会社１からの潮流電力及び再エネ発電設備１１０からの再エネ発電電力を場内負荷８６及び蓄エネ設備１２０に供給する電力分岐接続部、９３は後で詳述する発電制御部３０から出力される発電操作信号Ｓ34と充電量検出器９４から出力される充電量信号Ｓ94とから発電量を演算して発電量指令信号Ｓ93を出力する発電量指令演算器、９４は再エネ発電設備１１０による充電量を検出して充電量信号Ｓ94を出力する充電量検出器、９５は蓄エネ設備１２０からの放電量を検出して放電量信号Ｓ95を出力する放電量検出器、Ｄ１〜Ｄ４は入力された信号を分岐する第一〜第四の分岐部である。
【００２１】
＜潮流制御＞
図２から図１０を用いて本実施例における潮流制御について説明する。
【００２２】
図２に示すように、潮流検出部１０は、潮流電力量を計量する積算電力計１２と、潮流電力（瞬時電力）を検出した結果を潮流信号Ｓ13として国際標準計装信号（ＤＣ４〜２０ｍＡ）で出力する潮流検出器１３とを備えている。なお、図２に示す１１は受電点である。
【００２３】
また、潮流制御部２０は、潮流電力の目標値を潮流目標値Ｓ21として出力する潮流設定器２１と、潮流信号Ｓ13と潮流目標値Ｓ21とを比較した結果を潮流比較信号Ｓ22として出力する潮流比較部２２と、潮流比較信号Ｓ22に基づき感度Ｋに応じた値を潮流調節信号Ｓ23として出力する潮流調節部２３と、潮流調節信号Ｓ23に応じて潮流を制御するための潮流操作量を潮流操作信号Ｓ24として出力する潮流操作部２４とを備えている。
【００２４】
発電制御部３０は、潮流操作信号Ｓ24に基づいて再エネ発電量の目標値を設定し発電目標値Ｓ31として出力する発電設定器３１と、発電目標値Ｓ31と後述する発電量検出器１１３から送られる発電量信号Ｓ113とを比較した結果を発電比較信号Ｓ32として出力する発電比較部３２と、発電比較信号Ｓ32に基づいて感度Ｋに応じた値を発電調節信号Ｓ33として出力する発電調節部３３と、発電調節信号Ｓ33に応じて発電量を制御するための発電操作量を発電操作信号Ｓ34として出力する発電操作部３４とを備えている。
【００２５】
充放電判断部４０は、蓄エネ設備１２０に蓄積された電力を適切なタイミングで放電させるための放電命令信号発生機能を有する放電判断部４１と、休日等に再エネ発電設備１１０が発電を抑制された場合にその余剰電力を蓄エネ設備１２０に充電するタイミングを自動的に判断して充電を開始するための充電命令信号発生機能を有する充電判断部４２とを備えている。
【００２６】
再エネ発電設備１１０（ここでは太陽光発電設備５００ｋＷを例とする）は、太陽光から電力を発電する発電装置としての太陽光パネル１１１と、太陽光パネル１１１により発電された電力を直流から交流に変換して出力する電力変換機であり各太陽光パネル１１１に各々接続されるパワーコンディショナー（直流／交流変換器。以下、発電用パワコン）１１２と、再エネ発電量を検出して発電量信号Ｓ113として出力する発電量検出器１１３とを備えている。
【００２７】
電力会社１から受電点１１を経由して供給される潮流電力は、積算電力計１２で計量され、電力分岐接続部９２から場内負荷８６に供給される。
【００２８】
このとき、仮に潮流電力の最大値を１０００ｋＷとし最小値を０ｋＷとすると潮流検出器１３から出力される潮流信号Ｓ13は図３に示す様な値になる。尚、本実施例では国際標準計装信号（ＤＣ４〜２０ｍＡ）を用いて説明するが、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー回路の内のいずれか一つあるいは複数組み合わせることにより構成される範囲も含まれるものとする。
【００２９】
ここで潮流電力が１００ｋＷと仮定すると４＋１６×０．１＝５．６（ｍＡ）の潮流信号Ｓ13が潮流検出器１３から出力される。これに対し、潮流設定器２１により潮流目標値Ｓ21として１００ｋＷ相当の５．６ｍＡが設定されている場合には、潮流比較部２２から（目標値−検出値（潮流信号））＝５．６−５．６＝０（ｍＡ）の潮流比較信号Ｓ22が潮流調節部２３に送られる。これにより潮流調節部２３から感度Ｋに応じた潮流調節信号Ｓ23が潮流操作部２４に送られ、潮流操作部２４からは潮流を制御するための潮流操作信号Ｓ24が第一の分岐部Ｄ１に送られる。例えば、潮流調節部２３の感度をＫ＝１とすると、０％相当信号の４ｍＡの操作信号が第一の分岐部Ｄ１に送られる。
【００３０】
尚、潮流設定器２１により設定した目標値Ｓ21が潮流電力の最大値の１００％相当で、潮流検出器１３により検出した潮流信号Ｓ13が５０％相当の場合には偏差が５０％相当であるので、潮流調節部２３の感度がＫ＝１の場合には潮流調節部２３から出力される潮流調節信号Ｓ23は５０×１＝５０（％）となる。潮流調節部２３の感度がＫ＝２の場合は、５０×２＝１００（％）となる。同様に、潮流調節部２３の感度がＫ＝０．５の場合は５０×０．５＝２５（％）となり、潮流調節部２３の感度Ｋを適当に調整することにより最適な潮流制御が可能となる。
【００３１】
また、場内負荷８６による需要電力量が２００ｋＷに増加した場合には潮流信号Ｓ13は４＋１６×０．２＝７．２（ｍＡ）と変化するので潮流比較部２２からは（目標値−検出値）＝７．２−５．６＝１．６（ｍＡ）の潮流比較信号Ｓ22が潮流調節部２３に送られる。ここで潮流調節部２３の感度をＫ＝１とすると潮流調節部２３からも１．６ｍＡの潮流調節信号Ｓ23が送られ、潮流調節部２３の感度をＫ＝２とすると３．２ｍＡの潮流調節信号Ｓ23が潮流操作部２４へ送られる。潮流調節部２３の感度がＫ＝１の場合は潮流操作部２４からは４＋１．６ｍＡ＝５．６ｍＡ（潮流電力の最大値に対して１０％増命令）の潮流操作信号Ｓ24が第一の分岐部Ｄ１を介して発電設定器３１に送られる。
【００３２】
潮流操作部２４から出力された潮流操作信号Ｓ24は、発電設定器３１を介して発電目標値Ｓ31として発電比較部３２に送られ、この発電目標値Ｓ31と発電量検出器１１３から入力される発電量信号Ｓ113とが発電比較部３２において比較された結果が発電比較信号Ｓ32として発電調節部３３に送られる。これにより発電調節部３３から感度Ｋに応じた発電調節信号Ｓ33が発電操作部３４に送られ、発電操作部３４から再エネ発電量を制御するための発電操作信号Ｓ34が第二の分岐部Ｄ２を介して発電量指令演算器９３に送られる。尚、発電量指令演算器９３は、発電操作信号Ｓ34をＡ、充電量信号Ｓ94をＢ、発電量指令信号Ｓ93をＣとすると、Ｃ＝Ａ＋Ｂとして発電量指令信号Ｓ93を出力する。すなわち、発電量指令演算器９３では、発電操作信号と上述した充電量検出器９４から入力される蓄電池充電電力信号とを加算し、発電量指令信号Ｃとして発電用パワコン１１２に送る。これにより、再エネ発電量が制御され、発電量検出器１１３によって検出された再エネ発電量が分岐部Ｄ４を介して発電量信号Ｓ113として発電比較部３２に入力される。
【００３３】
ここで、本実施例では発電電力設定値＝潮流電力−１００ｋＷと装置を構成している。具体的には、図４に示すように、本実施例においては潮流電力が０〜１００ＫＷの場合には目標値Ｓ21が１００ｋＷなので潮流操作部２４から発電操作信号Ｓ24として４ｍＡ（０ｋＷ相当）が送られ、再エネ発電電力は０ｋＷに制御される。これにより、潮流電力の最小値を常に１００ｋＷ以上に維持して需要電力量の急減による逆潮流を防止することができる。このことについては後で詳述する。
【００３４】
また、需要電力量の増加により潮流電力が一時的に２００ＫＷになった場合には潮流操作部２４から発電設定器Ｓ31へ送られる発電操作信号Ｓ24が４ｍＡから５．６ｍＡ（１００ｋＷ相当）にゆっくり上昇するように潮流調節部２３の感度Ｋ等を調整しておくことで、発電制御部３０により再エネ発電電力は序々に１００ｋＷに向かって上昇するよう制御される。このとき再エネ発電電力の増加に伴い潮流電力は減少し１００ｋＷになっていくが潮流操作部２４から出力される潮流操作信号Ｓ24は増加したままで安定するように積分制御の要素も利用する。
【００３５】
更に、図５に示すように、潮流電力が５００ＫＷに上昇した場合には潮流操作部２４から発電設定器３１へ１０．４ｍＡ（４００ｋＷ相当）の潮流操作信号Ｓ24を送ることで発電制御部３０により再エネ発電電力は序々に４００ｋＷに上昇するよう制御される。
【００３６】
このように１段目の制御信号（ここでは、潮流操作信号Ｓ24）を２段目の制御部（ここでは、発電制御部３０）の設定値として使って全体を制御する方式をカスケード制御と呼ぶ。本実施例の再エネ発電を用いた潮流カスケード制御では、潮流目標値Ｓ21（例：１００ｋＷ）に対して潮流制御部２０は潮流の制御量としての潮流操作信号Ｓ24を検出しながら、この潮流操作信号Ｓ24を発電制御部３０の目標値とすることで再エネ発電電力（例：０〜５００ｋＷ）を制御して全体の潮流制御を行う。
【００３７】
次に、潮流電力の概念について説明する。
図６において、２０１は需要電力量の値、２０２は発電量の値、２０３は潮流電力の値を示す。潮流電力の値２０３は需要電力量２０１の値と発電量２０２の値との差であるから直線となっている。図６から、場内で適切な発電を行えば潮流電力２０３を抑制し電力料金の削減が可能であることが理解出来る。
【００３８】
ここで、本実施例のように発電設備として太陽光発電による再エネ発電設備１１０を適用する場合は、夜明け前や夜間、曇天時には発電しないので、需要電力量２０１、発電量２０２、潮流電力２０３は例えば図７に示すような関係となる。このような場合であっても、潮流操作信号Ｓ24を検出して再エネ発電電力を制御することで安定した潮流制御が可能となる。
【００３９】
図８および図９を用いて本実施例における潮流制御の実施の有無について説明する。
図８に示すように、平日等の場内負荷８６による需要電力量が多い高負荷時には、需要電力量２０１よりも発電量２０２が小さいので潮流制御は行われない。但し、何らかの条件で需要電力量２０１が発電量２０２よりも少なくなった場合には潮流制御を行って逆潮流を防止することが可能である。
【００４０】
また、図９に示すように、休日等の場内負荷８６による需要電力量が平日に比べて少ない低負荷時には、再エネ発電設備１１０により発電可能な電力量に対して需要電力量２０１が小さいので潮流制御を行う。これにより、図９に示すように需要電力量２０１に対して再エネ発電電力２０４が少なくなる。
【００４１】
続いて、図５を用いて、潮流電力量の変化と潮流目標値Ｓ21について説明する。図５に示す例では、需要電力量の増化によって潮流電力が５００ｋＷに増加した後に再エネ発電電力の増加によって潮流電力が１００ｋＷにまで抑えられている。なお、図５では、需要電力量の急激な減少によって逆潮潮流が発生しないように常に最低でも１００ｋＷのベース潮流電力を導入（購入）する例を示しているが、需要電力量の最大値や制限可能な負荷８６Ａ（図１５参照）により急減する可能性がある電力量に応じてベース潮流電力の設定値は異なってくる。
【００４２】
再エネ発電電力（例：２５０ｋＷ）は場内負荷８６の状況に依って異なるが、本実施例では潮流制御部２０の潮流操作部２４によって自動的に設定される。これにより、需要電力量が６００ｋＷを超えるまでは、潮流電力量は１００ｋＷに抑えられ、再エネ発電電力２５０ｋＷの場合は潮流電力１００ｋＷを加えた３５０ｋＷが場内負荷電力となる。仮に、場内に１０００ｋＷの負荷が発生した場合は（需要電力量−最大再エネ発電量）＝１０００ｋＷ−５００ｋＷ＝５００ｋＷの潮流電力が供給される。又、場内負荷電力が１００ｋＷになると再エネ発電電力は０ｋＷになり潮流は１００ｋＷとなる。この潮流制御によって場内負荷電力が急減した場合であっても再エネ発電電力が電力網１ａ側に逆潮流することを防止することができる。
【００４３】
例えば日射量が最大の場合において、図１０に示すように、発電量指令演算器９３から発電量指令信号Ｓ93として４ｍＡ（０％）が発電用パワコン１１２に入力されると発電用パワコン１１２からは０ｋＷの再エネ発電電力が出力される。また、発電量指令信号Ｓ93として２０ｍＡが発電用パワコン１１２に入力されると発電用パワコン１１２からは５００ｋＷの再エネ発電電力が出力される。
【００４４】
以上のようにして、本実施例の再エネ発電を用いた潮流制御によれば、逆潮流を防止して場内の再エネ発電電力を電力網１ａに影響させることなく再エネ発電設備１１０を安定して運営出来る。これにより、「再エネ出力抑制規定」が実施される今後も、多くの再エネ発電設備１１０を設置可能であるので二酸化炭素削減による地球環境保護にも寄与することが出来る。
【００４５】
＜蓄エネ充放電制御＞
次に、図１１から図１４を用いて本実施例における蓄エネの充放電制御について説明する。
【００４６】
図１１に示すように、充電量制御部５０は、発電操作信号Ｓ34に基づいて充電量の目標値を設定し充電量目標値Ｓ51として出力する充電量設定器５１と、充電量目標値Ｓ51と充電量検出器９４から送られる充電量信号Ｓ94とを比較した結果を充電比較信号Ｓ52として出力する充電量比較部５２と、充電比較信号Ｓ52に基づき感度Ｋに応じた値を充電調節信号Ｓ53として出力する充電量調節部５３と、充電調節信号Ｓ53に応じて充電量を制御するための充電操作量を充電操作信号Ｓ54として出力する充電量操作部５４とを備えている。
【００４７】
放電量制御部６０は、後述する放電可演算器６５から送られる放電信号Ｓ65に基づいて放電量の目標値を設定し放電目標値Ｓ61として出力する放電量設定器６１と、放電目標値Ｓ61と放電量検出器９５から送られる放電量信号Ｓ95とを比較した結果を放電比較信号Ｓ62として出力する放電量比較部６２と、放電比較信号Ｓ62に基づいて感度Ｋに応じた値を放電調節信号Ｓ63として出力する放電量調節部６３と、放電調節信号Ｓ63に応じて放電量を制御するための放電操作量を放電操作信号Ｓ64として出力する放電量操作部６４とを備えている。また、放電可演算器６５は、分岐部Ｄ１を介して送られる潮流操作信号Ｓ24と分岐部Ｄ４を介して送られる発電量信号Ｓ113とに基づいて放電の可否を判断し放電可の場合に潮流操作信号Ｓ24を放電量設定器６１に送るものである。
【００４８】
蓄エネ設備１２０は、蓄電装置としての蓄電池１２１と、電力分岐接続部９２から供給される電力を交流から直流に変換して出力する電力変換機であり蓄電池１２１に接続されるパワーコンディショナー（（交流／直流変換器。以下、充電用パワコン）１２２と、蓄電池１２１に充電された電力を直流から交流に変換して出力する電力変換機であり蓄電池１２１に接続されるパワーコンディショナー（直流／交流変換器。以下、放電用パワコン）１２３とを備えている。
【００４９】
はじめに、休日等の低負荷時（例えば、需要電力量４００ｋＷ）に再エネ発電設備１１０による再エネ発電量が気象条件によって需要電力量よりも大きくなるような場合、電力会社１によっては逆潮流を防止すべく再エネ発電の停止を求める場合がある。これに対し、本実施例における蓄エネ設備１２０の充放電制御を行えば、逆潮流を発生しないように再エネ発電電力を抑制制御することが可能となると共に抑制された電力を蓄電池１２１に蓄積することが可能となるため、再エネ発電の停止を行う必要がなくなる。
【００５０】
以下、本実施例における畜電池充電開始判断機能について説明する。
図９に示した例では、逆潮流電力を防止する為に需要電力量２０１以内に再エネ発電電力２０４を制御している状況を示した。このときに発電操作部３４から再エネ発電設備１１０に送られる発電操作信号Ｓ34の値を図１２に一点鎖線で示す。左側の早朝時（概ね〜６時）には日射量が少ないので発電操作信号Ｓ34は約１００％が送られているが昼間近くになると発電量を抑える為に発電操作信号Ｓ34が低下している。このとき、低下した発電操作信号Ｓ34を充放電判断部４０で電気的に捉えることにより、「再エネ余剰電力状態（再エネ発電量が需要電力量より大きい状態）」であることを検知することが出来る。そこで、充電判断部４２から充電（チャージ）命令信号Ｓ42が充電用パワコン１２２に送られ、これにより自動的に蓄電池１２１への充電が開始される。尚、自動充電機能を安定させる為に充電判断部４２にはある程度（約２〜１０％）のヒステリシス分を持たせる。また、運用上、充電用パワコン１２２と放電用パワコン１２３は蓄電池用パワコンとして一体で作られる場合もあるが、本実施例では、技術内容を明確にする為に分割して説明している。
【００５１】
続いて、本実施例における蓄電池放電開始判断機能について説明する。
蓄電池充電開始判断機能と同様に、発電操作部３４から再エネ発電設備１１０に送られる発電操作信号Ｓ34を充放電判断部４０で検出する。図１２に示すように、再エネ発電設備１１０に送られる発電操作信号Ｓ34が上昇して最大となったポイントをＰ１とすると、このポイントＰ１は再エネ発電量を増やすよう信号を送っているものの夜間や曇天時で日射量が少ないことを表しているので、このタイミングで、蓄電池１２１に蓄えられた再エネを利用するのが最も効率的な運用となる。そこで、放電判断部４１から放電（リチャージ）命令信号Ｓ41が放電用パワコン１２３に送られ、これにより自動的に蓄電池１２１からの放電が開始される。尚、自動充電機能を安定させる為に放電判断部４１についてもある程度（約２〜１０％）のヒステリシス分を持たせて動作を安定させる。
【００５２】
尚、蓄エネ設備１２０は一般の蓄電池設備と異なり可能な限り速やかに畜エネを放電して、次の充電に備えて特性上可能な限り空の（充電待ち）状態を維持することが求められる。これに対し、上述した蓄電池放電開始判断機能はこの特性を実現するに有効な技術である。
【００５３】
次に本実施例における蓄電池充電速度制御機能について説明する。
蓄電池１２１の蓄電速度についても再エネ発電設備１１０の余剰電力のみを余剰状態に応じて自動的に設定することが好ましい。すなわち、余剰電力の状況（再エネ制御信号例：例２０％信号や３０％等）の数値によって充電量（充電速度）を制御する。これは余剰電力が多い場合には充電速度を上げて多くの再エネを蓄積し、余剰電力が少ない場合は低い充電速度で充電することを可能とするためである。このような蓄電池充電速度制御機能によって再エネ余剰電力の範囲内で安定した充電が可能となる。
【００５４】
余剰電力を蓄電池１２１に充電する為に太陽光発電量を変化させた場合、例えば図１３に示すように、時刻Ｔｂまでは需要電力量２０１よりも発電量２０２が低くなっているが、時刻Ｔｂで充電が開始されると再エネ発電量は需要電力量２０１よりも高いＰａまで上昇し、その後蓄電池１２１への充電が完了すると充電電力が減少することで再エネ発電量が減少し、その後は逆潮流が発生しないように通常の発電量制御が続く。
【００５５】
尚、発電量指令演算器９３によって発電操作部３４からの発電操作信号Ｓ34と充電量検出器９４からの充電量信号Ｓ94が、Ａ＋Ｂ＝Ｃとして加算されて発電量指令信号Ｓ93として出力されるので、再エネ発電の余剰電力の蓄電池１２１への充電が潮流制御に影響することはない。
【００５６】
より具体的に説明すると、図１１に示すように、発電操作部３４からの発電操作信号Ｓ34が充電判断部４２及び充電量制御部５０に入力され、充電量操作部５４からの充電操作信号Ｓ54及び充電判断部４２からの充電指令信号Ｓ42が充電用パワコン１２２に入力されると、充電パワコン１２２は徐々に充電量を増加させる。例えば図１４に示す例では、充電操作信号Ｓ54が約１７ｍＡであれば約１００ｋＷの充電を行う。同じように充電操作信号Ｓ54が約１４ｍＡであれば約２００ｋＷ、充電操作信号Ｓ54が約１０ｍＡであれば約３００ｋＷの充電を行う。尚、充電用パワコン１２２は蓄電池１２１の容量等の条件に応じて充電量を低下させ、充電を完了させる。
【００５７】
このような制御を行うことにより、太陽光発電等の場合でも、休日等の電力負荷が少なく日射量の多い昼間の余剰電力のみを畜電することが可能となる。
【００５８】
次に、本実施例における蓄電池放電速度制御機能について説明する。
上述したように、放電についても再エネ発電設備１１０が稼働していない状況で自動的に速やか且つ逆潮流が起きない範囲で放電する必要がある。ここでは発電操作部３４から送られる発電操作信号Ｓ34が上限である１００％近く（例えば、９０％）になった場合に放電判断部４１からの放電（リチャージ）指令信号Ｓ41が放電用パワコン１２３に送られる。この場合も放電電力が需要電力量よりも多くなると逆潮流が発生してしまうので放電量（放電速度）を制御することで逆潮流を防止する。
【００５９】
逆潮流の防止を実現するために放電可演算器６５は発電量検出器１１３で再エネ発電が行われていないことを検出した時のみ潮流操作部２４からの潮流操作信号Ｓ24を放電量信号Ｓ65として放電量設定器６１に送っている。ここで放電可演算器６５では再エネ発電を行っている場合には蓄電池１２１からの放電を行わないように、次の様な演算を行って放電量信号Ｓ65を決定している。
【００６０】
すなわち、潮流制御信号Ｓ24をＡ’、発電量信号Ｓ113をＢ’、放電量信号（放電量値）Ｓ65をＣ’とすると、放電可演算器６５では次の演算を行う。
Ｃ’＝Ａ’（Ｂ’＝０）
Ｃ’＝０  （Ｂ’＞０）
【００６１】
従って、潮流制御部２０から見ると放電量制御部６０は発電量制御部３０と同様に発電要素と位置付けられる。そしてその違いは再エネ発電設備１１０により発電を行っているか否かを放電可演算器６５によって区別することにより判断される。従って再エネ発電設備１１０により発電を行っていない状態においてのみ蓄電池１２１からの放電量を制御することで、結果的には潮流制御による効率的な蓄電池１２１の放電運転が可能となる。
【００６２】
続いて、図２０から図２３を用いて系統連系技術について簡単に説明する。
図２０に一般的な１０００ｋＷ負荷時の連系運転のイメージを、供給側（商用電力系統の潮流電力）を同期発電機、場内負荷側を同期電動機として示す。供給側と負荷側は周波数は同じであるが、図２１に示すように供給側の位相を基準（θ＝０）とし、負荷が５００ｋＷの時の負荷側の位相をθ＝１０とすると、負荷が１０００ｋＷの時の負荷側の位相はθ＝２０として表わされる。すなわち、負荷が大きくなると負荷側の位相遅れが大きくなるのである。なお、図２１では説明のため１０００ｋＷの時の位相遅れをθ＝２０として示しているが、現実の位相遅れはほんの数度に過ぎない。又、負荷側の回生電圧は供給側の電圧よりも幾分低くなりその分が潮流電力として流れ込んでいると考えて良い。
【００６３】
図２２に一般的な１０００ｋＷ負荷時の発電機連系運転のイメージを示す。
図２２に示す状態において、１０００ｋＷの負荷に対し、場内に内燃機関型発電機を設けてここから５００ｋＷの電力を供給している場合、商用電力系統側からも５００ｋＷ供給されることにより電力バランスが維持される。
【００６４】
尚、仮に連系運転時に内燃機関型発電機を停止すると同期発電機は同期電動機となり位相が遅れた状態で回転を持続する。次に、内燃機関型発電機による発電を開始し電力の出力を上昇させると内燃機関型発電機側の位相が進み始めて系統側と同じ位相になった時点で潮流電力が零となる。更に、内燃機関型発電機の出力を上げれば商用電力系統側に電力を送る状態（逆潮流）となる。
【００６５】
即ち、内燃機関型発電機の出力を大きくすれば結果的に商用系統側から供給される電力を小さくすることが出来る。これらの一連の操作は、内燃機関型発電機による潮流制御運転と呼ばれ数多くの実施例と実績がある。尚、この連系運転方式は再エネ発電設備１１０であっても同様に潮流制御が可能であり、上述した発電用パワコン１１２によって運用される。本実施例は上述した連係運転を内燃機関型発電機に代えて再エネ発電電力制御によって実現するものであるので「燃料の要らない場内用自家発電設備」として位置付け出来る。
【００６６】
次に休日等の低負荷時（例：２００ｋＷ）の電力バランスについて説明する。本実施例では、前述したように負荷側の急速な減少による逆潮流を防止する為にベース潮流電力として１００ｋＷを導入している。従って、負荷電力が０ｋＷになった場合は再エネ発電電力を０ｋＷに低減させるが、これも位相制御等による潮流制御を行うことで可能となる。
【００６７】
図２３に休日等の低負荷時（例：２００ｋＷ）の電力バランスと、更に場内に蓄エネ設備１２０を接続した場合の連係運転のイメージを示す。再エネ発電設備１１０における発電電力は、商用電力系統から供給される電力が１００ｋＷ、負荷側の電力が２００ｋＷの場合、１００ｋＷに抑制されるが、図２３に示すように５０ｋＷの蓄エネ設備１２０が接続されている場合、再エネ発電設備１１０における発電電力は最大の発電量に比較して抑制はされるものの、１５０ｋＷに上昇する。
【００６８】
従来の太陽光等の再エネ発電設備では発電電力が気象条件任せだったので休日等での最大発電時（例：５００ｋＷ）では商用電力系統側に余剰電力の逆潮流が発生してしまっていた。これに対し、本実施例では再エネ発電設備１１０の抑制された電力（余剰電力）は蓄電池等の畜エネ設備１２０に自動的に蓄積される。
【００６９】
上述した充電開始（０ｋＷ）から充電量増（５０ｋＷ）までと、発電量（１００ｋＷ）から発電量増（１５０ｋＷ）までの流れを簡単に説明すると、充電開始に伴って潮流量が短時間増加するが充電量検出器９４により充電増加を検出して、発電量指令演算器９３により発電量の増加が実施されることで潮流量は元に戻る。これらの制御をバランスさせるのに潮流調節部２３、発電調節部３３、充電調節部５３の各感度Ｋを調節することが重要な作業であるが経験的にはＫ＝１〜２の間の値とすることで安定させることが出来る。
【００７０】
休日等の低負荷時における再エネ発電設備１１０の余剰電力は畜エネ設備１２０へ当初０ｋＷから図２３のように５０ｋＷであったものが例えば最大４００ｋＷまで充電制御部５０によって上昇する。場内負荷８６による需要電力量が２００ｋＷ、畜エネ設備に供給される電力が４００ｋＷの場合、商用電力系統側から１００ｋＷ、再エネ発電設備側から５００ｋＷの計６００ｋＷの電力が供給されることにより電力バランスが維持される。
【００７１】
この時に場内負荷８６による需要電力量が減少すると潮流検出器１３により検出される電力が１００ｋＷより減少するので潮流制御部２０からの潮流操作信号Ｓ24により発電電力を減少させて潮流を増加させ、潮流電力を設定値である１００ｋＷに戻す。
【００７２】
この状態で畜エネ設備１２０側の容量等によって畜エネ容量が減少すると充電用パワコン１２２の指令で畜エネ量が減少する。蓄エネ量が減少すると発電量指令演算器９３によって発電量が減少され、畜エネ量が４００ｋＷから０ｋＷへと減少して畜エネ制御が終了する。
【００７３】
＜デマンド制御用自動設定値制御＞
続いて、図１５から図１７を用いて本実施例におけるデマンド制御用自動設定値制御について説明する。
【００７４】
図１５に示すように、設定値演算部７０は、後述するデマンド操作部８４から送られるデマンド操作信号Ｓ84に基づいてデマンド操作量の状態を検出する操作量検出器７１と、デマンド操作量が大きい場合（例えば、９０％）に操作量検出器７１からのデマンド操作信号Ｓ71をダウン信号Ｓ72Dとして後述する動作演算器７３に送るダウン接点要素７２Ｄと、デマンド操作量が小さい場合（例えば、５０％）に操作量検出器７１からのデマンド操作信号Ｓ71をアップ信号Ｓ72Uとして後述する動作演算器７４に送るアップ接点要素７２Ｕと、ダウン信号Ｓ72Dと発電量演算器７６から送られる発電量信号Ｓ76とをＡＮＤ処理した結果を動作信号Ｓ73として出力する動作演算器７３と、アップ信号Ｓ72Uと発電量演算器７６から送られる発電量信号Ｓ76とをＡＮＤ処理した結果を動作信号Ｓ74として出力する動作演算器７４と、動作演算器７３又は７４から送られる動作信号に応じて変更した設定値を設定信号Ｓ75として出力する設定値発生器７５とを備えている。設定値発生器７５は、設定信号を低下させるためのダウン要素発生器７５Ｄと、設定信号を上昇させるためのアップ要素発生器７５Ｕとを含んでいる。また、図１５中に示すＤ５は分岐部である。
【００７５】
デマンド制御部８０は、後述する目標値設定部８７から送られる設定信号Ｓ87に基づいてデマンド制御の目標値を設定しデマンド目標値Ｓ81として出力する目標設定器８１と、デマンド目標値Ｓ81と瞬時電力発振器９１から送られる潮流電力（瞬時電力）の信号Ｓ91を比較した結果をデマンド比較信号Ｓ82として出力するデマンド比較部８２と、デマンド比較信号Ｓ82に基づいて感度Ｋに応じた値をデマンド調節信号Ｓ83として出力するデマンド調節部８３と、デマンド調節信号Ｓ83に応じてデマンドを制御するためのデマンド操作量をデマンド操作信号Ｓ84として出力するデマンド操作部８４と、制御可能な負荷８６Ａの消費電力の抑制状態を表示する制御表示部８５とを備えている。制御表示部８５は、例えば１割抑制を示す１段制御表示灯８５ａと、例えば２割抑制を示す２段階制御表示灯８５ｂと、例えば３割抑制を示す３割制御表示灯８５ｃとを備えている。また、目標値設定部８７は、設定値発生器７５から送られる設定信号Ｓ75に基づいて目標値を設定するものであり、図１５中に示す８６は場内負荷であり、空調機、電灯類の制御可能な負荷８６Ａと、生産機等の制御されない負荷８６Ｂとを含んでいる。また、Ｄ６は分岐部である。
【００７６】
なお、図１７では充放電判断部４０、充電制御部５０、放電制御部６０、及び蓄エネ設備１２０を省略して示している。
【００７７】
一般的に電力需要家の施設の基本電力料金は３０分間の最大需要電力量（デマンド）によって１年間継続するデマンド契約方式が採用される。その為に電力需要家はそのデマンドを抑えるべく、一例として、図１６に示すようなデマンド目標値Ｐｃを設定し、制御可能な負荷８６Ａを停止させる等の努力をしている。
【００７８】
これに対して施設内に再エネ発電設備１１０が接続されている場合は、図１６に示す潮流電力量２０３のようにデマンド値が低下する。したがって、デマンド目標値を例えば図１６に示すＰｃからＰｄに変更することも可能となる。ところが、再エネ発電量は気象条件によっても変化するので、この再エネ発電量の変化に応じてデマンド目標値Ｐｄを自動で変更する自動デマンド設定機能を備えることが好適となる。
【００７９】
本実施例では、図１５に示し上述したように、瞬時電力発信器９１によって潮流電力の瞬時電力を検出し、これをデマンド制御部８０の入力信号とする。デマンド制御部８０のデマンド設定器８１により設定されたデマンド目標値Ｓ81と瞬時電力発信器９１から送られる潮流電力（瞬時電力）の信号Ｓ91をデマンド比較部８２で比較して得られる偏差（デマンド比較信号Ｓ82）がデマンド調節部８３を介してデマンド操作部８４に送られ、デマンド操作部８４からデマンド操作信号Ｓ84が分岐部Ｄ６を介して制御表示部８５及び空調機などの制御可能な負荷８６Ａに送られると共に設定値演算部７０の操作量検出器７１にも送られる。
【００８０】
設定値演算部７０では、操作量検出器７１に送られたデマンド操作信号Ｓ84が予め設定するしきい値よりも大きい場合、ダウン接点要素７２Ｄを介して動作演算器７３へダウン信号Ｓ72Dが送られ、動作演算器７３において発電量演算器７６からの発電量信号Ｓ76とＡＮＤ処理された結果が動作信号Ｓ73として設定値発生器７５のダウン要素発生器７５Ｄに送られる。即ち、発電量信号Ｓ76をＥ、ダウン信号Ｓ72DをＤ、動作信号Ｓ73をＦとすると、Ｆ＝Ｄ and Ｅとなる。
【００８１】
また、操作量検出器７１に送られたデマンド操作信号Ｓ84が予め設定するしきい値よりも小さい場合、アップ接点要素７２Ｕを介して動作演算器７４へアップ信号Ｓ72Uが送られ、動作演算器７４において発電量演算器７６からの発電量信号Ｓ76とＡＮＤ処理された結果が動作信号Ｓ74として設定値発生器７５のアップ要素発生器７５Ｕに送られる。即ち、発電量信号Ｓ76をＥ、アップ信号Ｓ72UをＵ、動作信号Ｓ74をＶとすると、Ｖ＝Ｕ and Ｅとなる。
【００８２】
これにより、設定値発生器７５は、動作演算器７３又は７４から送られる動作信号Ｆ又はＶに応じて、図１７に示すように、デマンド目標値が９０％であって予め設定するしきい値よりも大きい場合はデマンド目標値を８０％に低下させる、また、デマンド目標値が５０％であってあらかじめ設定するしきい値よりも小さい場合は６０％に上昇させるように、目標値設定部８７へ設定信号Ｓ75を送る。
尚、この機能は再エネ発電量が最大又は最大に近い場合（以下、最大に近い発電を行っている場合という）にのみ動作するものとする。つまり、操作量検出器７１に送られたデマンド操作信号Ｓ84が予め設定するしきい値よりも小さい場合であって且つ再エネ発電設備１１０が最大に近い発電を行っている場合に、動作信号Ｆとしてダウン信号Ｄがダウン要素発生器７５Ｄに送られる。また、操作量検出器７１に送られたデマンド操作信号Ｓ84が予め設定するしきい値よりも小さい場合であって且つ再エネ発電設備１１０が最大に近い発電を行っている場合に、動作信号Ｖとしてアップ信号Ｕがアップ要素発生器７５Ｕに送られる。これは、再エネ発電量が最大に近い状態では潮流電力量も最大に近い値なので潮流制御に影響しないためである。
【００８３】
このように、本実施例では、設定値演算部７０において、再エネ発電時にデマンド設定値（設定信号Ｓ87）がデマンド操作量（デマンド操作信号Ｓ84）の変化によって自動で最適値に変更されるようになっている。
【００８４】
従来、デマンド制御部８０の設定値は固定値（人カでの手動設定）であったが、上述したように再エネ発電設備１１０により発電を行っている場合には固定値でのデマンド制御は適正に機能しない。これに対し、本実施例ではデマンド設定部８０に設定値演算部７０から設定信号Ｓ75を送ることで、再エネ発電設備１１０による再エネ発電量に応じて、仮に９０％だったデマンド目標値を８０％に低減する等ということが可能となる。仮にダウン要素が８０％になった状況で設定信号Ｓ75を停止（オフ）する構成にするとデマンド設定値は８０％に変更されてそこで次の設定信号Ｓ75が来るまで固定される。
【００８５】
次に、図１８から図１９を用いて本実施例におけるデマンド制御とこれに伴う制御表示部８５における表示例とについて説明する。制御表示部８５は、分岐部Ｄ６により分岐されたデマンド操作部８４からのデマンド操作信号Ｓ84に応じて表示灯８５ａ〜８５ｃの点灯または消灯を行う。制御表示部８５では、１段制御表示燈８５ａ、２段制御表示燈８５ｂ、３段制御表示燈８５ｃの順に空調機等の消費電力を抑制する状態を示す。
【００８６】
まず、再エネ発電設備を備えない一般のデマンド制御装置（例えば、デマンド設定値７００ｋＷ）におけるデマンド制御例を図１８に示すとともに、この場合のデマンド設定値、場内負荷、及びデマンド制御の例を表１に示す。
【００８７】
【表１】
2019193323.tif 000003
【００８８】
図１８及び表１に示すように、再エネ発電設備を備えない一般のデマンド制御装置の場合、デマンド設定値７００ｋＷに対して深夜〜早朝にかけては場内負荷が３００ｋＷであるのでデマンド制御は働かない（制御なし）が、９時頃になり負荷が８００ｋＷに上昇すると１段制御が働き、一段制御表示灯８５ａが点灯する。仮に１０時頃に負荷が９００ｋＷに増加すると二段制御が働き二段制御表示灯８５ｂが点灯して制御電力が増加する。更に１０時頃から１５時頃に最大負荷（１０００ｋＷ）となると３段制御が働き三段制御表示灯８５ｃが点灯する。その後、１６時頃になり負荷が９００ｋＷとなると２段制御へ移行し、更に１８時頃に負荷が８００ｋＷとなると１段制御に移行し深夜に負荷が３００ｋＷに減少するとデマンド制御は機能を停止する（制御なし）。
【００８９】
次にこの施設に再エネ発電設備１１０（太陽光を例とする）が導入された場合のデマンド制御例を図１９に示すとともに、この場合のデマンド設定値、場内負荷、再エネ発電量、及びデマンド制御の例を表２に示す。
【００９０】
【表２】
2019193323.tif 000004
【００９１】
図２１及び表２に示すように、この場合、９時頃までは再エネ発電量が５０ｋＷであり負荷８００ｋＷに対して５０ｋＷが差し引かれて潮流電力量は実質７５０ｋＷに低下するがデマンド設定値が７００ｋＷであるため１段制御が機能する。その後１０時頃に再エネ発電量が４００ｋＷとなり潮流電力量が実質５００ｋＷに低下するとデマンド制御が機能しなくなる。この状態は１６時頃まで継続し、その後は一般のデマンド制御装置における再エネ発電設備を備えない場合と同様の制御が行われる。すなわち、９時頃〜１６時頃までは一般のデマンド制御装置における再エネ発電設備を備えない場合に比較してデマンド制御が機能しない状態となる。
【００９２】
これを改善するにはデマンド設定値を再エネ発電量に応じて変更（低減）しなければならないが、再エネ発電量は気象状況に応じて変化する。そして、再エネ発電量が変化するたびに人力で設定値を変更するのは現実的ではない。それでも、空調機器等の無駄な運用の防止を目的としたデマンド制御の必要性に変わりは無い。
【００９３】
次に、本実施例による自動デマンド制御を行った場合のデマンド設定値、場内負荷、再エネ発電量、及びデマンド制御の例を表３に示す。
【００９４】
【表３】
2019193323.tif 000005
【００９５】
表３に示すように、早朝から９時頃まではデマンド設定値７００ｋＷに対し場内負荷８００ｋＷとなっている。この場合、ダウン接点要素７２Ｄからダウン信号Ｓ72Dが出力され、これが動作演算器７３に入力される。一方で、再エネ発電量は５０ｋＷであり予め設定するしきい値（例えば、４００ｋＷ）に満たないため、設定値発生器７５は動作しない。これにより１段制御が機能している。その後、１０時頃までは再エネ発電量が４００ｋＷであり、動作演算部７３により発電量演算器７６からの発電信号Ｅ（Ｓ76）とダウン接点要素７２Ｄを介して入力されるダウン信号Ｄ（Ｓ72D）とをＡＮＤ処理した結果、動作信号Ｆ（Ｓ73）が設定値発生器７５に送られて設定値発生器７５が動作し、デマンド設定値自動設定機能が働く。これにより、動作点の９０％を切るまで設定値が低下して２段制御に移行する。その後１５時頃までは更に負荷変動があって３段制御に移行する。そして、１６時頃まで再エネ発電量が４００ｋＷであり、動作演算部７４により発電量演算器７６からの発電信号Ｅ（Ｓ76）とアップ接点要素７２Ｕを介して入力されるアップ信号Ｕ（Ｓ72U）とをＡＮＤ処理した結果、動作信号Ｖ（Ｓ74）が設定値発生器７５に送られて設定値発生器７５が動作し、２段制御に戻る。すなわち、本実施例による自動デマンド制御を行った場合、図１８に示す上述した再エネ発電設備を備えない一般のデマンド制御装置におけるデマンド制御例と同様の制御が実施されることとなる。
【００９６】
なお、本実施例では最適なデマンド制御の状態を２段制御の状態として説明したが、構成する部品を多くすることにより４段制御方式や多段制御も可能となることは言うまでもない。
【００９７】
このように構成される本実施例に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置によれば、場内で発電された気象条件によって変化しやすい再エネ発電電力が商用電力系統に影響を及ばさない様に、変動する自家消費電力量に拘わらず発電した電力を場内でのみ消費するか蓄エネ設備１２０に蓄積される様に自動で制御する事ができ、逆潮流を生じない範囲で可能な限り高効率に再エネ発電設備１１０を運用することが可能となる。更に、抑制制御された再エネ発電電力量に応じた余剰電力のみを蓄エネ設備１２０に自動的に充電する事が可能となる。また、再エネ発電が行われない時に逆潮流を発生させない範囲で蓄電池１２１から場内負荷８６のみに電力を自動的かつ速やかに供給することができる。また、再エネ発電によって変化するデマンド制御装置の設定値を再エネ発電量に応じて自動的に設定することができ、最適なデマンド制御が可能となる。
【実施例２】
【００９８】
図２４を用いて本発明の実施例２に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置について説明する。本実施例は、上述した実施例１に比較して主に再エネ発電設備１１０と蓄エネ設備１２０の構成が異なる。その他の構成は概ね同様であり、以下、実施例１において説明したものと同一の作用を奏するものには同一の符号を付して重複する説明は省略し、実施例１と異なる点を中心に説明する。
【００９９】
本実施例では、再エネの発電は太陽光発電の様にもともと直流で電力を発生する例があることから、図２４に示すように整流器１３１〜１３３等の方向性機能を有する部品を経由して再エネ発電設備１１０（太陽光パネル１１１）を蓄電池１２１に接続する。
【０１００】
すなわち、図２４に示すように、太陽光パネル１１１で発生した電力は、太陽光パネル１１１が発電用パワコン１１２に接続されているので場内負荷８６があれば発電用パワコン１１２を経由して交流として場内で消費されるのは前述の通りであるが、本実施例では同時に整流器１３１及び充電用パワコン１２２を経由して蓄電池１２１に畜エネされる。尚、この場合の充電用パワコン１２２は一般的にＤＣ/ＤＣ（直流/直流）コンバーターと呼ばれる。
【０１０１】
本実施例においても、再エネ発電による余剰電力があっても蓄電池１２１が満杯（畜エネ容量が無くなる）になった時点で畜エネは終了する。又、この蓄積されたエネルギーは放電用パワコン１２３から整流器１３２、発電用パワコン１１２を経由して場内負荷８６に供給されるが、本実施例では整流器１３１〜１３３を用いて潮流の方向を制限しているため実施例１で説明した放電可演算器６５は不要となり、放電量は放電量設定器６１からの固定設定によって一定に制御される。この場合、放電用パワコン１２３はＤＣ/ＤＣ（直流/直流）コンバーターと呼ばれる。又、この畜エネ電力は整流器１３３によって太陽電池１１１等には逆流しないようになっている。
【０１０２】
また本実施例においても、潮流制御部２０から昼間夜間に関わらず発電制御部３０に発電指示が出力されている場合は、発電量指令演算器９３から出力される発電量指令信号Ｓ93により発電用パワコン１１２を通して逆潮流が生じない範囲で再エネ発電設備１１０における発電が行われ、場内負荷８６に電力が供給される。
【０１０３】
なお、装置の構成上、蓄電池１２１の電圧と太陽光パネル１１１の電圧が同じ場合には放電制御部６０が省略された簡易型の装置構成とすることも可能である。この場合は発電用パワコン１１２によってのみ再エネ発電電力と蓄電電力を制御する。この場合も整流器１３１〜１３３が各電池間等の保護機能を有する。
【０１０４】
また、太陽光パネル１１１の直流部分と蓄電池１２１の直流部分とを整流器１３１及び充電用パワコン１２２を経由して接続する簡易型の構成とすることも可能である。この場合、充電用パワコン１２２を有接点接続器（又は無接点接続器）に置き換えて充電判断部４２の充電（チャージ）命令信号Ｓ42によってこの有接点接続器（又は無接点接続器）を制御することで余剰電力を畜エネするようにする。
【０１０５】
このように構成されることにより、本実施例によれば、再エネ発電電力を直接発電用パワコン１１２から場内負荷８６へと出力させることができて全体効率が向上するので、再エネ発電設備１１０において余剰電力が生じた場合の自動充電機能による再エネ発電制御は、高効率運転の観点からも有効である。本実施例では再エネ発電の余剰電力を発電操作信号Ｓ34から検出して自動的に制御することにより、再エネ余剰電力を効率良く消費あるいは畜エネすることができ、全体の運用効率を上げることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、電力送電網安定化技術、蓄電池自動充放電技術、デマンド制御技術、省エネ技術に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  電力会社
１０  潮流検出部
１１  受電点
１２  積算電力計
１３  潮流検出器
２０  潮流制御部
２１  潮流設定器
２２  潮流比較部
２３  潮流調節部
２４  潮流操作部
３０  発電制御部
３１  発電設定器
３２  発電比較部
３３  発電調節部
３４  発電操作部
４０  充放電判断部
４１  放電判断部
４２  充電判断部
５０  充電量制御部
５１  充電量設定器
５２  充電量比較部
５３  充電調節部
５４  充電操作部
６０  放電量制御部
６１  放電量設定器
６２  放電量比較部
６３  放電調節部
６４  放電操作部
６５  放電可演算器
７０  設定値演算部
７１  操作量検出器
７２Ｄ  ダウン接点要素
７２Ｕ  アップ接点要素
７３  動作演算器
７４  動作演算器
７５  設定値発生器
７５Ｄ  ダウン要素発生器
７５Ｕ  アップ要素発生器
８０  デマンド制御部
８１  目標設定器
８２  デマンド比較部
８３  デマンド調節部
８４  デマンド操作部
８５  制御表示部
８５ａ  １段制御表示灯
８５ｂ  ２段制御表示灯
８５ｃ  ３段制御表示灯
８６  場内負荷
８６Ａ  制御可能な負荷
８６Ｂ  制御されない負荷
８７  目標値設定部
９１  瞬時電力発振器
９２  電力分岐接続部
９３  発電量指令演算器
９４  充電量検出器
９５  放電量検出器
１１０  再エネ発電設備
１１１  太陽光パネル
１１２  発電用パワーコンディショナー
１１３  発電量検出器
１２０  蓄エネ設備
１２１  蓄電池
１２２  充電用パワーコンディショナー
１２３  放電用パワーコンディショナー
１３１〜１３３  整流器
【図１】
2019193323.tif 000006
【図２】
2019193323.tif 000007
【図３】
2019193323.tif 000008
【図４】
2019193323.tif 000009
【図５】
2019193323.tif 000010
【図６】
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【図７】
2019193323.tif 000012
【図８】
2019193323.tif 000013
【図９】
2019193323.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
2019193323.tif 000016
【図１２】
2019193323.tif 000017
【図１３】
2019193323.tif 000018
【図１４】
2019193323.tif 000019
【図１５】
2019193323.tif 000020
【図１６】
2019193323.tif 000021
【図１７】
2019193323.tif 000022
【図１８】
2019193323.tif 000023
【図１９】
2019193323.tif 000024
【図２０】
2019193323.tif 000025
【図２１】
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【図２２】
2019193323.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
2019193323.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月9日(2018.7.9)
【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】
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号との差を潮流比較部で求め、その差に応じた値を潮流操作部を介して潮流操作量として出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と
を含み、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機を制御するための発電電力量を求め、発電操作量として出力することに加え、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と、
前記発電操作量と前記充電量信号とを加算して発電量を求め、発電量指令信号として前記発電用電力変換機へ出力する発電量指令演算器と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記発電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記発電装置と前記充電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記充電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記蓄電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記蓄電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と
をさらに備えることを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記充電用電力変換機に代えて、有接点接続器又は無接点接続器を設け、
前記有接点接続器又は前記無接点接続器が、前記発電操作量に基づいて出力される充電命令信号により制御される
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項６】
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号とを比較した結果に応じて潮流操作量を出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と、
受電点を介して前記商用電力系統から電力が供給される全ての負荷へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部と、
前記全ての負荷のうち、前記電力の自動制御が可能な負荷に対してのみ、前記全ての負荷の消費電力をデマンド目標値に近づけるためのデマンド操作量を出力するデマンド制御部と、
前記デマンド目標値を求める設定値演算部と
を備え、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機から出力する発電電力量を求め、発電操作量として出力し、
前記デマンド制御部は、前記設定値演算部により求めた前記デマンド目標値と前記瞬時電力信号とを比較した結果に応じて前記電力の自動制御が可能な負荷に対して前記デマンド操作量を出力し、
前記設定値演算部は、前記発電用電力変換機から出力されている電力量に応じて設定値の変更の有無を決定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【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】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号との差を潮流比較部で求め、その差に応じた値を潮流操作部を介して潮流操作量として出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と
を含み、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機を制御するための発電電力量を求め、発電操作量として出力することに加え、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と、
前記発電操作量と前記充電量信号とを加算して発電量を求め、発電量指令信号として前記発電用電力変換機へ出力する発電量指令演算器と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、第２の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第１の発明において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、第３の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第１又は第２の発明において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、第４の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第１から第３のいずれか一つの発明において、
前記発電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記発電装置と前記充電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記発電装置から前記充電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と、
前記蓄電装置と前記発電用電力変換機との間に設けられ、電力の流れを前記蓄電装置から前記発電用電力変換機へ一方向に規制する整流器と
をさらに備えることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、第５の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第４の発明において、
前記充電用電力変換機に代えて、有接点接続器又は無接点接続器を設け、
前記有接点接続器又は前記無接点接続器が、前記発電操作量に基づいて出力される充電命令信号により制御される
ことを特徴とする。
また、第６の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号とを比較した結果に応じて潮流操作量を出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と、
受電点を介して前記商用電力系統から電力が供給される全ての負荷へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部と、
前記全ての負荷のうち、前記電力の自動制御が可能な負荷に対してのみ、前記全ての負荷の消費電力をデマンド目標値に近づけるためのデマンド操作量を出力するデマンド制御部と、
前記デマンド目標値を求める設定値演算部と
を備え、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機から出力する発電電力量を求め、発電操作量として出力し、
前記デマンド制御部は、前記設定値演算部により求めた前記デマンド目標値と前記瞬時電力信号とを比較した結果に応じて前記電力の自動制御が可能な負荷に対して前記デマンド操作量を出力し、
前記設定値演算部は、前記発電用電力変換機から出力されている電力量に応じて設定値の変更の有無を決定する
ことを特徴とする。
また、第７の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第６の発明において、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする。
また、第８の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第７の発明において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする。
また、第９の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第７又は第８の発明において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月28日(2018.8.28)
【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】
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号とを比較した結果に応じて潮流操作量を出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と、
受電点を介して前記商用電力系統から電力が供給される全ての負荷へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部と、
前記全ての負荷のうち、前記電力の自動制御が可能な負荷に対してのみ、前記全ての負荷の消費電力をデマンド目標値に近づけるためのデマンド操作量を出力するデマンド制御部と、
前記デマンド目標値を求める設定値演算部と
を備え、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機から出力する発電電力量を求め、発電操作量として出力し、
前記デマンド制御部は、前記設定値演算部により求めた前記デマンド目標値と前記瞬時電力信号とを比較した結果に応じて前記電力の自動制御が可能な負荷に対して前記デマンド操作量を出力し、
前記設定値演算部は、前記発電用電力変換機から出力されている電力量に応じて設定値の変更の有無を決定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
【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】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、
再生可能エネルギーから電力を発電する１又は２台以上の発電装置と、
前記発電装置に各々接続され前記発電装置で発電された電力の出力量を調整可能な発電用電力変換機と、
前記発電用電力変換機から出力される電力量を検出して発電量信号として出力する発電量検出部と、
商用電力系統から供給される電力量を検出して潮流信号として出力する潮流検出部と、
予め設定された目標値と前記潮流信号とを比較した結果に応じて潮流操作量を出力する潮流制御部と、
前記潮流制御部から入力された前記潮流操作量に基づいて前記発電用電力変換機から出力される電力量を制御する発電制御部と、
受電点を介して前記商用電力系統から電力が供給される全ての負荷へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部と、
前記全ての負荷のうち、前記電力の自動制御が可能な負荷に対してのみ、前記全ての負荷の消費電力をデマンド目標値に近づけるためのデマンド操作量を出力するデマンド制御部と、
前記デマンド目標値を求める設定値演算部と
を備え、
前記発電制御部は、前記潮流操作量に基づいて発電目標値を設定し、前記発電目標値と前記発電量信号とを比較した結果に応じて前記発電用電力変換機から出力する発電電力量を求め、発電操作量として出力し、
前記デマンド制御部は、前記設定値演算部により求めた前記デマンド目標値と前記瞬時電力信号とを比較した結果に応じて前記電力の自動制御が可能な負荷に対して前記デマンド操作量を出力し、
前記設定値演算部は、前記発電用電力変換機から出力されている電力量に応じて設定値の変更の有無を決定する
ことを特徴とする。
また、第２の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第１の発明において、
蓄電装置と、
前記蓄電装置への電力の出力量を調整可能な充電用電力変換機と、
前記蓄電装置への充電電力量を検出して充電量信号を出力する充電量検出部と、
前記発電操作量に基づいて前記充電用電力変換機から出力される電力量を制御する充電制御部と
をさらに含み、
前記充電制御部は、前記発電操作量に基づいて充電目標値を設定し、前記充電目標値と前記充電量信号とを比較した結果に応じて前記充電用電力変換機から出力する充電電力量を求め、充電操作量として出力する
ことを特徴とする。
また、第３の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第２の発明において、
前記充電制御部は、前記発電操作量が予め設定するしきい値よりも小さい場合の充電速度が、前記発電操作量が前記しきい値よりも大きい場合の充電速度に比較して速くなるように充電速度を設定する
ことを特徴とする逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置。
また、第４の発明に係る逆潮流防止型自家消費用再エネ発電蓄電制御装置は、第２又は第３の発明において、
前記蓄電装置からの電力の出力量を調整可能な放電用電力変換機と、
前記蓄電装置からの放電電力量を検出して放電量信号を出力する放電量検出部と、
前記放電用電力変換機から出力される電力量を制御する放電制御部と
をさらに含み、
前記放電制御部は、前記発電量検出部により所定以上の発電が検出されないときに、前記潮流操作量に基づいて放電目標値を設定し、前記放電目標値と前記放電量信号とを比較した結果に応じて前記放電用電力変換機から出力する放電電力量を求め、放電操作量として出力する
ことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第１の発明によれば、気象条件によって変化しやすい再エネ発電電力を、変動する自家消費電力量によらずに逆潮流を生じない範囲で可能な限り高効率に運用することが可能となるとともに、再エネ発電によって変化するデマンド制御装置の設定値を再エネ発電量に応じて自動的に設定することができ、最適なデマンド制御が可能となる。
更に、第２及び第３の発明によれば、抑制制御された再エネ発電電力量に応じた余剰電力のみを蓄エネ設備に自動充電する事が可能となる。
また、第４の発明によれば、再エネ発電が行われない時に逆潮流を発生させない範囲で蓄電池等から場内負荷のみに電力を自動的かつ速やかに供給することができる。