(57)【要約】【課題】設備負担を軽減して共通の非常用発電設備から複数の施設に電力を供給する非常用電力供給システムを提供する。【解決手段】公共の道路のない一区画内の複数の施設１で共用する非常用発電設備２から、各施設１に電力を供給する非常用電力供給システムであって、複数の発電機２１を有し、施設１の外部に複数の発電機２１が一括設置された非常用発電設備２と、上記一区画内に設けられ、各施設１と非常用発電設備２とを接続する配電回路３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
公共の道路のない一区画内の複数の施設で共用する非常用発電設備から、各前記施設に電力を供給する非常用電力供給システムであって、
複数の発電機を有し、前記施設の外部に前記複数の発電機が一括設置された前記非常用発電設備と、
前記一区画内に設けられ、各前記施設と前記非常用発電設備とを接続する配電回路と、
を備えること、
を特徴とする非常用電力供給システム。
【請求項２】
前記施設からの異常の通知を受信する受信部と、
前記施設毎に電力供給量及び電力供給時間が設定されたテーブルを有する記憶部と、
前記複数の発電機を制御する供給制御部と、
を備え、
前記供給制御部は、前記テーブルに基づいて、異常が発生した前記施設に、前記非常用発電設備から電力を供給すること、
を特徴とする請求項１記載の非常用電力供給システム。
【請求項３】
前記発電機の運転時間又は前記発電機の燃料残量に応じて、前記電力供給量を減らすこと、
を特徴とする請求項２記載の非常用電力供給システム。
【請求項４】
前記配電回路には、前記非常用発電設備から各前記施設に供給した電力量を計測する電力計が前記施設毎に設けられ、
前記電力計により計測した電力量を取得する電力量取得部を備えること、
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の非常用電力供給システム。
【請求項５】
前記配電回路には、受変電設備が接続され、
各前記施設には、前記配電回路との接続及び遮断を行う第１の開閉器が設けられ、
前記受変電設備の異常を示す信号及び前記受変電設備内の第２の開閉器の開閉状態を示す信号を受け付ける受付部と、
前記第１の開閉器を制御する開閉器制御部と、
を備えること、
を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の非常用電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数の施設で共用する非常用発電設備を用いた非常用電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、商用電源から供給される電力が遮断された場合の非常事態に備えて非常用発電機が設けられ、商用電源の停電時には、商用電源から非常用発電機への電力供給に切り替える電源切替システムが知られている。
【０００３】
このような非常用発電機は、消防法や建築基準法で規定される防災負荷や、病院、工場、通信ビル等の重要設備を有する需要家の保安負荷に対して、災害や事故等により商用電源からの電力が提供される電力系統が停電した場合であっても必要最低限の電力を供給できるよう、施設毎に設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６１３５１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、施設単位で非常用発電機を設置するのは、施設所有者にとって、設備負担が大きかった。また、近年、災害時の電源確保や、事業継続計画（Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ  Ｐｌａｎ：ＢＣＰ）の観点から、非常用発電設備を共用するシステムが要望されており、非常用発電設備を複数の施設間で共用することも考えられる。しかし、公共の道路を跨いで配電する必要があることから、地下に非常用発電設備や配電設備を設置するなど開発が大規模化する場合もある。
【０００６】
本発明の実施形態に係る非常用電力供給システムは、上記のような課題を解決するためになされたものであり、設備負担を軽減して共通の非常用発電設備から複数の施設に電力を供給する非常用電力供給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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本実施形態の非常用電力供給システムは、公共の道路のない一区画内の複数の施設で共用する非常用発電設備から、各前記施設に電力を供給する非常用電力供給システムであって、複数の発電機を有し、前記施設の外部に前記複数の発電機が一括設置された前記非常用発電設備と、前記一区画内に設けられ、各前記施設と前記非常用発電設備とを接続する配電回路と、を備えること、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る非常用電力供給システムを含めたシステムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る管理システムの機能ブロック図である。
【図３】第１の実施形態において、施設毎に電力供給量及び電力供給時間が設定されたテーブルを示す図である。
【図４】各施設の電力供給量の内訳を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る非常用電力供給システムの動作フローチャートである。
【図６】第２の実施形態において、優先度に応じた供給パターンを示すテーブルを示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る非常用電力供給システムを含めたシステムの構成を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る管理システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
以下では、図１〜図４を参照しつつ、本実施形態に係る管理システムの構成について説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る管理システムが適用されるシステムは、複数の負荷１１を有する複数の施設１と、施設１の異常発生時に非常用の電力を供給する非常用電力供給システムとを有する。
【００１１】
施設１は、例えばビルであり、外部から電力の供給を受ける。施設１は、通常時は受配電設備から電力供給を受け、受配電設備などの異常により電力供給が受けられない場合に非常用電力供給システムから電力供給を受ける。
【００１２】
施設１は、公共の道路のない一区画内に複数設けられており、施設１の規模は例えば中小規模である。施設１は、負荷１１、主回路１２、監視部１３、及び開閉器１４を有する。負荷１１には、消火栓、スプリンクラーなどの消防負荷、非常灯、中央監視電源、非常用エレベータなど保安負荷が含まれる。主回路１２は、外部から受けた電力を各負荷１１に配電する回路である。また、主回路１２には、保護継電器が設けられ、主回路１２は、施設１内の停電や機器の故障などの異常、受変電設備に接続された商用電源の停電などの異常を検知し、監視部１３に通知する。
【００１３】
監視部１３は、例えば、中央監視装置であり、主回路１２から異常の通知を受けた場合、その旨の警報を非常用電力供給システムに発報し、電力の供給を要求する。また、監視部１３は、開閉器１４の開閉状態を制御する。開閉器１４は、非常用電力供給システムとの接続及び遮断を行うスイッチである。すなわち、開閉器１４は、施設１の配電回路３との接続及び遮断を切り替える。
【００１４】
非常用電力供給システムは、非常用発電設備２と、配電回路３と、管理システム４と、保護継電器と、非常用電力供給システム内の事故や故障を監視する監視システムとを有する。非常用発電設備２は、公共の道路のない一区画内に設置されており、複数の発電機２１を有する。発電機２１は、公共の道路のない一区画内において施設１の外部に一括配置されている。発電機２１には、消防負荷へ先行して電力供給する先行機と、先行機から後発的に保安負荷へ電力供給する後発機とが含まれる。発電機２１の運転失敗や事故により電力供給ができない自体を防ぐため、予備の発電機を設けることが好ましい。また、発電機２１としては、電力系統及び施設１内の短絡事故時に持続的に短絡電流を流せる機器を用いることができる。
【００１５】
配電回路３は、例えばケーブル等であり、各施設１と非常用発電設備２とを接続し、非常用発電設備２からの電力を各設備１に配電する回路であり、非常用発電設備２と同様に公共の道路のない一区画内に設けられている。配電回路３には、受変電設備が接続されている。配電回路３に使用するケーブルなどの配電線としては、事故電流以上の短時間体電流定格の配電線を用いることができる。
【００１６】
管理システム４は、非常用発電設備２を制御するシステムであり、単一のコンピュータ又はネットワーク接続された複数のコンピュータ及び表示装置を含み構成されている。管理システム４は、プログラム及びデータベースをＨＤＤやＳＳＤ等に記憶しており、ＲＡＭに適宜展開し、ＣＰＵで処理することにより、必要な演算を行う。
【００１７】
図２は、管理システム４の機能ブロック図である。図２に示すように、管理システム４は、受信部４１、記憶部４２、供給制御部４３、受付部４４、開閉器制御部４５を備える。
【００１８】
受信部４１は、施設１からの異常の通知を受信する。受信部４１としては、公知の受信装置を用いることができる。記憶部４２は、ＨＤＤやＳＳＤ等から構成され、施設１毎に電力供給量及び電力供給時間が設定されたテーブルが予め記憶されている。例えば、図３に示すように、施設Ａには、供給量６００ｋＷで２時間供給し、施設Ｂには、供給量５００ｋＷで５０分供給し、施設Ｃには、供給量４００ｋＷで１時間供給するといったように定められている。
【００１９】
また、各施設１の供給量は、消防負荷と保安負荷とに分けて設定するようにしても良い。例えば、図４に示すように、施設数が３であり、先行機の容量が１０００ｋＶＡである場合、施設Ａ〜Ｃの消防負荷を３５０ｋＶＡ、３００ｋＶＡ、２５０ｋＶＡとし、施設Ａ〜Ｃの保安負荷を２５０ｋＶＡ、２００ｋＶＡ、１５０ｋＶＡとする。なお、先行機の発電容量は、全施設１の消防負荷の合計より大きく、後発機を含むその他の発電機２１の容量は、全施設の保安負荷の合計より大きいものとする。電力供給時間は、消防負荷への電力供給開始時点を始点として設定するようにしても良いし、消防負荷と保安負荷とで別々に設定するようにしても良い。
【００２０】
供給制御部４３は、ＣＰＵを含み構成され、複数の発電機２１を制御し、記憶部４２のテーブルに基づいて、異常が発生した施設１に非常用発電設備２から電力を供給する。受付部４４は、配電回路３に接続された受変電設備の異常を示す信号及び当該受変電設備内の開閉器の開閉状態を示す信号を受け付ける。受付部４４は、例えば、監視部１３又は外部のユーザからこれらの信号を受け付ける。受付部４４としては、公知の受信装置を用いることができる。
【００２１】
開閉器制御部４５は、ＣＰＵを含み構成され、開閉器１４の開閉を制御する。例えば、開閉器制御部４５は、監視部１３又は外部のユーザから入手した受変電設備の異常を示す信号又は当該受変電設備内の開閉器の開閉状態を示す信号に基づいて、開閉器１４を開状態又は閉状態とする。開閉器制御部４５は、非常用発電設備２からの電力供給が危険であると判定する場合、開閉器１４を開状態とする。
【００２２】
開閉器制御部４５が開閉器１４を閉状態とする場合としては、例えば、施設１から電力供給を要求された場合が挙げられる。この場合、対象の施設１、非常用電力供給システム内の保護継電器、監視システムからの異常情報がないことを確認し、異常情報がないときに、開閉器１４を閉状態とする。
【００２３】
開閉器制御部４５が開閉器１４を開状態とする場合としては、例えば、施設１内の保護継電器や監視部１３から発報がない場合など、施設１内で停電等の事故がない場合、非常用電力供給システム内の保護継電器、監視システムから警報を発報するなど、非常用電力供給システムの保守、点検時や事故、故障が発生した場合が挙げられる。また、施設１の所有者が非常用電力供給システムの使用料の支払いを滞納している場合も挙げられる。この場合、例えば、非常用電力供給システムは、支払情報、契約情報の入力を受け付け、記憶部４２に記憶しておき、これらの情報を管理する。すなわち、開閉器制御部４５は、記憶部４２にアクセスし、システム使用料の未払いの有無を確認する。
【００２４】
また、開閉器制御部４５は、施設１内に設けた保護継電器からの信号を受けて、当該施設１の開閉器１４を開状態とすることができる。これにより、事故が発生した施設１を配電回路２から切り離し、施設１内で発生した事故の影響で非常用発電設備２の発電機２１が送電不可に陥らないようにする。
【００２５】
［１−２．作用］
上記の構成を有する本実施形態に係る非常用電力供給システムの作用について、図５を用いて説明する。なお、以下に示す動作フローは一例であり、動作の順番を限定するものではなく、前後する動作があっても良い。以下では、各施設１の開閉器１４は予め閉状態にあるものとして説明する。
【００２６】
まず、商用電源が停電すると、各施設１の主回路１２によって異常が検知され（ステップＳ０１）、監視部１３に異常を通知する。監視部１３により、異常の通知が中継され、管理システム４は、受信部４１により各施設１から当該異常を受信する（ステップＳ０２）。
【００２７】
供給制御部４３は、異常の通知を受けて、発電機２１を動作させ、記憶部４２のテーブルに基づいて、施設１毎に設定された電力供給量を、設定された時間分、異常が発生した施設１に供給する。具体的には、異常の通知を受けてから４０秒以内に先行機を動作させ、図４に示すように、予め設定された各施設１の消防負荷用の電力量をそれぞれ供給する（ステップＳ０３）。そして、後発機を動作させ、後発機を先行機と同期後、並列運転になった後に、図４に示すように、予め設定された各施設１の保安負荷用の電力量をそれぞれ供給する（ステップＳ０４）。
【００２８】
そして、商用電源の復電があった場合は（ステップＳ０５のＹＥＳ）、開閉器制御部４５により、各施設１の開閉器１４を開状態とし、非常用発電設備２から施設１を遮断することで、電力供給を停止し（ステップＳ０６）、終了する。一方、商用電源が復電していない場合は（ステップＳ０５のＮＯ）、電力供給時間がテーブルで予め設定された時間を経過しているかを、供給制御部４３により判定し、電力供給時間が設定時間を経過していない場合は（ステップＳ０７のＹＥＳ）、ステップＳ０３に戻り、電力供給を継続する。電力供給時間が設定時間を経過した場合は（ステップＳ０７のＮＯ）、ステップＳ０６に進んで電力供給を停止し、終了する。
【００２９】
［１−３．効果］
（１）本実施形態の非常用電力供給システムは、公共の道路のない一区画内の複数の施設１で共用する非常用発電設備２から、各施設１に電力を供給する非常用電力供給システムであって、複数の発電機２１を有し、施設１の外部に複数の発電機２１が一括設置された非常用発電設備２と、上記一区画内に設けられ、各施設１と非常用発電設備２とを接続する配電回路３と、を備えるようにした。
【００３０】
これにより、設備負担を軽減して共通の非常用発電設備２から複数の施設１に電力を供給することができる。すなわち、各施設１が非常用発電設備２を設ける必要がなくなるので、初期費用とメンテナンス費用とを削減することができ、また、配電回路３を一区間内に設けたことで、大規模な配電設備を設ける必要がなく、配電回路３の費用を削減することができる。特に、既存の施設１の地下に発電設備や配電設備を設けることなく、既存の施設１に対して配電回路３を設けることもできる。また、施設１が中小規模であれば、配電回路３の規模も小さくて済むため、保護連動の制御条件を簡易にすることができる。
【００３１】
また、非常用発電設備２の複数の発電機２１を一括配置することもでき、施設１毎に発電機２１の設置スペースを設ける必要がなくなる。更に、非常用発電機は通常、必要な負荷の数倍の電力が供給できるように発電機が設置される傾向にあるため、各施設１で非常用発電機を設けた場合、冗長化が著しくなる。これに対し、本実施形態では、複数の施設１間で非常用発電設備２を共用するので、発電設備の容量を低減することができる。
【００３２】
（２）施設１からの異常の通知を受信する受信部４１と、施設１毎に電力供給量及び電力供給時間が設定されたテーブルを有する記憶部４２と、複数の発電機２１を制御する供給制御部４３と、を備え、供給制御部４３は、上記テーブルに基づいて、異常が発生した施設１に、非常用発電設備２から電力を供給するようにした。
【００３３】
これにより、施設１が異常を検知しても、契約等により予め定められた電力供給量及び電力供給時間に従って、異常発生した施設１に電力を供給することができる。
【００３４】
（３）配電回路３には、受変電設備が接続され、各施設１には、配電回路３との接続及び遮断を行う開閉器１４が設けられ、受変電設備の異常を示す信号及び当該受変電設備内の開閉器の開閉状態を示す信号を受け付ける受付部４４と、開閉器１４を制御する開閉器制御部４５と、を備えるようにした。
【００３５】
これにより、受変電設備の異常を示す信号及び受変電設備内の開閉器の開閉状態を示す信号に基づいて、開閉器１４の開閉状態を制御することができる。例えば、受付部４４が、中央監視装置などの監視部１３からこれらの信号を受け付けた場合、これらの信号に基づいて開閉器制御部４５により、開閉器１４の開閉制御をすることができる。また、施設１に監視部１３が設けられていなくても、当該施設１の管理者からこれらの信号を受け付け、開閉器１４を開閉制御することができる。
【００３６】
［２．第２の実施形態］
第２の実施形態は、図６を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３７】
本実施形態では、供給制御部４３は、発電機２１の運転時間又は発電機２１の燃料残量に応じて、各施設１への電力供給量を減らす。具体的には、非常用電力供給システムは、運転時間を計測するカウンタ又は燃料残量を検出するセンサを備え、発電機２１の運転時間又は燃料残量が所定の設定値となった場合に、発電機２１の一部の運転を停止させる。例えば、保安負荷へ電力供給する後発機の運転を停止させる。
【００３８】
このように、本実施形態では、発電機２１の運転時間又は発電機２１の燃料残量に応じて、各施設１への電力供給量を減らすようにしたので、発電機２１の使用燃料を抑えることができる。その結果として、たとえ記憶部４２で設定された電力供給時間が経過したとしても、各施設１への電力供給時間を延ばすことができる。
【００３９】
また、各施設１の電力供給の優先度を予め設定しておき、発電機２１の運転時間又は発電機２１の燃料残量に基づいて、供給先となる施設１を制限するようにしても良い。図６に示すように、燃料残量で例示すると、施設Ｃ、Ｂ、Ａの順で優先度が高くなる場合、燃料残量が全体の１００％〜７５％までは、全ての施設Ａ〜Ｃに電力を供給し、７５％未満５０％以上である場合は、施設Ａ、Ｂに電力を供給し、施設Ｃには供給しない。５０％未満である場合は、施設Ａに電力を供給し、施設Ｂ、Ｃには供給しない。なお、各施設１への電力供給の停止は、例えば、開閉器制御部４５により該当する施設１の開閉器１４を開状態としても良いし、供給制御部４３により供給を停止する施設１に対応する発電機２１を停止させるようにしても良い。
【００４０】
換言すれば、各施設１の優先度、及び、発電機２１の運転時間又は燃料残量に基づいて、供給パターンを予め設定しておき、記憶部４２にテーブルとして記憶させておく。そして、供給制御部４３が当該テーブルに基づいて電力供給する。このようにしても、発電機２１の使用燃料を抑えることができる。その結果として、たとえ記憶部４２で設定された電力供給時間が経過したとしても、優先度の高い施設１への電力供給時間を延ばすことができる。非常用発電設備２を複数の施設１間で共用としたことにより、各施設１で設置した場合の非常用発電機の冗長化が防止できる一方で、その分供給容量が少なくなるが、優先度を設定することで限られた容量を適切に配分することができる。なお、電力供給量は、第１の実施形態と同様の値としても良いし、優先度及び発電機の運転時間又は燃料残量に応じて、別途設定するようにしても良い。
【００４１】
［３．第３の実施形態］
第３の実施形態は、図７及び図８を用いて説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
第３の実施形態では、各施設１に電力計５が設けられている。具体的には、電力計５は、配電回路３に施設１毎に設けられ、非常用発電設備２から各施設１に供給した電力量を計測する。
【００４３】
また、管理システム４は、電力量取得部４６と、料金算出部４７と、を備える。電力量取得部４６は、電力計５により計測した電力量を取得する。料金算出部４７は、電力量取得部４６により取得した電力量から該当する施設１における使用料金を算出する。
【００４４】
このように、電力計５を施設１毎に設けることで、非常用発電設備２から各施設１に供給した電力量を知ることができる。供給電力量と非常用発電設備２で使用した燃料とは相関関係があることから、非常用発電設備２の使用料金を算出することができる。本実施形態では、料金算出部４７により、使用料金を算出する。これにより、各施設１に供給した電力量に基づいて使用料金を請求することができる。なお、電力計５は、施設１毎に設ければ良く、施設１内に設けるようにしても良い。
【００４５】
［４．その他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００４６】
第１乃至第３の実施形態では、施設１に監視部１３を設けたが、必ずしも設けなくても良い。この場合、管理システム４（受信部４１）は、主回路１２が検知した異常を、当該施設１の管理者から通知を受ける。従って、上記実施形態の非常用電力供給システムは、監視部１３が設けられた施設１と、監視部１３が設けられていない施設１とが含まれた複数の施設１に対しても適用することができる。
【００４７】
第２の実施形態では、発電機の運転時間又は前記発電機の燃料残量に応じて、前記電力供給量を減らす方法として、後発機の運転を停止させる方法を採用したが、供給制御部４３は、施設１の負荷１１を制御するようにしても良い。例えば、管理システム４側で記憶部４２に、消防負荷、保安負荷を登録しておき、保安負荷を主回路１２から遮断するようにしても良い。これにより、当該保安負荷への電力供給を停止でき、電力供給量を減らすことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１                  施設
１１                負荷
１２                主回路
１３                監視部
１４                開閉器
２                  非常用発電設備
２１                発電機
３                  配電回路
４                  管理システム
４１                受信部
４２                記憶部
４３                供給制御部
４４                受付部
４５                開閉器制御部
４６                電力量取得部
４７                料金算出部
５                  電力計
【図１】
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【図２】
2019030194.tif 000004
【図３】
2019030194.tif 000005
【図４】
2019030194.tif 000006
【図５】
2019030194.tif 000007
【図６】
2019030194.tif 000008
【図７】
2019030194.tif 000009
【図８】
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