(57)【要約】【課題】発電装置の駆動源としてマイクロガスタービンを用いた場合においても、停電を生じないように負荷に電力を供給することができる電力供給装置を提供する。【解決手段】マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置であって、マイクロガスタービンが出力可能な場合に切替スイッチを発電装置側に切り替えて、発電装置から負荷に電力を供給し、マイクロガスタービンの出力が所定値以下もしくは需要に適さない場合に切替スイッチを商用電源側に切り替えて負荷に電力を供給する。【選択図】  図１
2004297893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置であって、
前記マイクロガスタービンが出力可能な場合に前記切替スイッチを前記発電装置側に切り替えて、前記発電装置から前記負荷に電力を供給し、前記マイクロガスタービンの出力が所定値以下もしくは需要に適さない場合に前記切替スイッチを前記商用電源側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部
を有することを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置であって、
前記発電装置が供給可能な電圧が所定値以上であることを示す発電機確立モード信号を前記発電装置から受信する発電機確立モード信号受信部と、
前記負荷が消費する電力が所定の範囲内であることを示す負荷確立信号を受信する負荷確立信号受信部と、
前記商用電源から前記負荷に電力を供給している場合に、前記発電機確立モード信号受信部によって発電機確立モード信号を受信するとともに、前記負荷確立信号受信部によって負荷確立信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部と、
を有することを特徴とする電力供給装置。
【請求項３】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置であって、
前記発電装置が供給する電力を停止することを示す発電機停止モード信号を前記発電装置から受信する発電機停止モード信号受信部と、
前記発電装置から前記負荷に電力を供給している場合に、前記発電機停止モード信号受信部によって発電機停止モード信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部と、
を有することを特徴とする電力供給装置。
【請求項４】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置に電力を供給可能な発電装置であって、
前記マイクロガスタービンによって駆動される発電機から供給可能な電圧が所定値以上であるか否かを検出する状態検出部と、
前記状態検出部の検出結果に基づいて、発電機から供給可能な電圧が所定値以上である場合に、発電機確立モード信号と負荷確立信号とを受信した電力供給装置が負荷に電力を供給する切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えさせるための発電機確立モード信号を前記電力供給装置に出力する発電機確立モード信号送信部と、
を有することを特徴とする発電装置。
【請求項５】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置に電力を供給可能な発電装置であって、
前記マイクロガスタービンの運転状態を検出し、該マイクロガスタービンが発電機を駆動させる出力が電力供給に適さないことを検出する状態検出部と、
前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記マイクロガスタービンの出力が電力供給に適さない場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えさせるための発電機停止モード信号を前記電力供給装置に送信する発電機停止モード信号送信部と、
を有することを特徴とする発電装置。
【請求項６】
前記状態検出部は、前記マイクロガスタービンの出力が飽和していることを検出し、
前記発電機停止モード信号送信部は、前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記マイクロガスタービンの出力が飽和している場合に、発電機停止モード信号を前記電力供給装置に送信する
ことを特徴とする請求項５記載の発電装置。
【請求項７】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置から電力を受電する負荷装置であって、
前記負荷装置に設けられる負荷によって消費される電力が安定しているか否かを検出する状態検出部と、
前記状態検出部によって、前記負荷が消費する電力が安定していることが検出された場合に、発電機確立モード信号と負荷確立信号とを受信した電力供給装置が負荷に電力を供給する切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えさせるための負荷確立信号を前記電力供給装置に出力する負荷確立信号送信部と
を有することを特徴とする負荷装置。
【請求項８】
前記状態検出部は、前記負荷において消費される電力が所定値以上であることが所定時間以上継続した場合に負荷が安定したことを検出することを特徴とする請求項７記載の負荷装置。
【請求項９】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置を有する電力供給システムであって、
前記発電装置は、前記マイクロガスタービンによって駆動される発電機から供給可能な電圧が所定値以上であるか否かを検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、発電機から供給可能な電圧が所定値以上である場合に、発電機確立モード信号を前記電力供給装置に出力する発電機確立モード信号送信部とを有し、
前記負荷装置は、前記負荷装置に設けられる負荷によって消費される電力が安定しているか否かを検出する状態検出部と、前記状態検出部によって、前記負荷が消費する電力が安定していることが検出された場合に、負荷確立信号を前記電力供給装置に出力する負荷確立信号送信部と、を有し、
前記電力供給装置は、前記発電装置から送信される発電機確立モード信号を受信する発電機確立モード信号受信部と、前記負荷装置から負荷確立信号を受信する負荷確立信号受信部と、前記商用電源から前記負荷に電力を供給している場合に、前記発電機確立モード信号受信部によって発電機確立モード信号を受信するとともに、前記負荷確立信号受信部によって負荷確立信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部とを有する
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項１０】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置を有する電力供給システムであって、
前記発電装置は、前記マイクロガスタービンの運転状態を検出し、該マイクロガスタービンが発電機を駆動させる出力が電力供給に適さないことを検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記マイクロガスタービンの出力が電力供給に適さない場合に、発電機停止モード信号を前記電力供給装置に送信する発電機停止モード信号送信部とを有し、
前記電力供給装置は、前記発電機停止モード信号送信部から送信される発電機停止モード信号を受信する発電機停止モード信号受信部と、前記発電装置から前記負荷に電力を供給している場合であって、前記発電機停止モード信号受信部によって発電機停止モード信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えて前記負荷装置に電力を供給する切替制御部とを有する
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項１１】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置における電力供給方法であって、
前記商用電源から前記負荷装置に電力を供給している場合に、
前記マイクロガスタービンによって駆動される発電機から供給可能な電圧が所定値以上であることを示す発電機確立モード信号を受信するとともに、前記負荷装置において消費される電力が安定していることを示す負荷確立信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えて前記負荷に電力を供給する
ことを特徴とする電力供給方法。
【請求項１２】
マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置における電力供給方法であって、
前記発電装置から前記負荷装置に電力を供給している場合に、
前記発電装置が供給する電力を停止することを示す発電機停止モード信号を前記発電装置から受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えて前記負荷に電力を供給する
ことを特徴とする電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置と商用電源との電力を切り替えて負荷に供給する電力供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自家用発電設備（以下、発電装置と称す）によって発電された電力と商用電源から得られる電力とを利用して負荷に電力を供給する電力供給装置がある。発電装置の発電機を駆動する駆動源としては、マイクロガスタービン、ガスエンジン等がある。マイクロガスタービンとは、一般に、炭化水素を主成分とする燃料を用い、タービンを回転させた動力で発電するものであり、出力は３００ｋＷ未満である。
ガスエンジンは、ピストン内で燃料を爆発させ、そのエネルギーをカムによって変換した軸回転動力を得る。定容積のシリンダ内で燃焼させるため、出力制御が容易である。ただし、往復動のため、振動、騒音が大きく、それらの対策のため、特別な設備を必要とする場合が多い。
一方、マイクロガスタービンは、燃料の爆発エネルギーを軸にとりつけた多数の翼によって回転動力に転換する。出力が吸込空気温度に依存する特性を持つため、機械的に出力を制御することが容易ではない。対策として、タービンのフリーランにより直流発電し、インバータにより交流出力する手法が取られている例もある。このマイクロガスタービンは、直接回転エネルギーが得られるため、振動、騒音が軽微で、対策が容易である。
【０００３】
ところで、発電装置と商用電源とを利用して負荷に電力を供給する方式として、発電装置と商用電源を両方から供給される電力を同時に負荷に供給する「系統連系方式」と、発電装置と商用電源とから供給される電力を切り替えて、いずれか一方からの電力を負荷に供給する「切り替え方式」とがある。
「系統連系方式」においては、発電装置と商用電源とで周波数を予め合致させながら負荷に供給するため、設備が複雑になるとともに、設備投資が大きくなる。
【０００４】
一方、「切り替え方式」においては、発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力との切り替えを行うための切り替え装置を既存の電源設備に組み込むことにより、実現可能であるので、系統連系方式に比べて設備投資にかかるコストを低減させることができる。本願発明は、この「切り替え方式」を採用している。
【０００５】
このような発電装置において、従来、マイクロガスタービンを運転し、このマイクロガスタービンの出力軸に発電機を連結し、発電する技術がある。
また、従来、発電装置にガスエンジンを適用した切り替え方式の電源装置がある（引用文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３５５９６２号公報  （第５−７頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術（特許文献１）においては、ガスエンジンによって発電する発電装置と商用電源とを切り替えて電力を供給するものである。従って、必要となる発電量に応じた燃料と燃焼用空気をガスエンジンに供給することにより、所定の電力を安定して得ることが可能である。
これに対し、マイクロガスタービンは、吸気温度が上昇すると、燃焼空気の密度が低下し、マイクロガスタービンの出力が低下してしまう。そこで、出力を一定に維持するために、燃料の供給量を増加させて運転する場合があるが、安全のためマイクロガスタービンの運転を停止させる場合もある。
【０００８】
従って、ガスエンジンは、吸気温度によらず運転を継続することが可能であるが、マイクロガスタービンは必要に応じて運転を停止する場合があるので、従来技術における発電装置のガスエンジンをマイクロガスタービンに置き換えた場合、従来の切り替え制御方法のままでは、切り替えの際に停電してしまう場合が発生する。
また、市販されている燃料以外の燃料をマイクロガスタービンに供給する場合は、燃料コストを削減する点からみて、商用電源と発電装置とのうち発電装置によって発電して電力を供給する割合を増加させることが望ましい。
【０００９】
また、マイクロガスタービンを用いた発電装置は、ガスエンジンに比べて１基当たりの発電量が小さい場合が多いため、消費電力の変動が大きい負荷につなぐと、消費電力が発電装置から供給可能な電力を越えてしまう場合もあり、負荷に安定した電力を供給することができないという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、発電装置の駆動源としてマイクロガスタービンを用いた場合においても、停電を生じないように負荷に電力を供給することができる電力供給装置を提供することにある。
また、本発明は、商用電源とマイクロガスタービンを用いた発電装置との使用する割合において、発電装置によって発電して電力を供給する割合を高めつつ、かつ、停電を防止して切り替えを行い電力を供給することができる電力供給装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置であって、前記マイクロガスタービンが出力可能な場合に前記切替スイッチを前記発電装置側に切り替えて、前記発電装置から前記負荷に電力を供給し、前記マイクロガスタービンの出力が所定値以下もしくは需要に適さない場合に前記切替スイッチを前記商用電源側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置であって、前記発電装置が供給可能な電力が所定値以上であることを示す発電機確立モード信号を前記発電装置から受信する発電機確立モード信号受信部と、前記負荷が消費する電力が所定の範囲内であることを示す負荷確立信号を受信する負荷確立信号受信部と、前記商用電源から前記負荷に電力を供給している場合に、前記発電機確立モード信号受信部によって発電機確立モード信号を受信するとともに、前記負荷確立信号受信部によって負荷確立信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置であって、前記発電装置が供給する電圧を停止することを示す発電機停止モード信号を前記発電装置から受信する発電機停止モード信号受信部と、前記発電装置から前記負荷に電力を供給している場合に、前記発電機停止モード信号受信部によって発電機停止モード信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置に電力を供給可能な発電装置であって、前記マイクロガスタービンによって駆動される発電機から供給可能な電力が所定値以上であるか否かを検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、発電機から供給可能な電力が所定値以上である場合に、発電機確立モード信号と負荷確立信号とを受信した電力供給装置が負荷に電力を供給する切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えさせるための発電機確立モード信号を前記電力供給装置に出力する発電機確立モード信号送信部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置に電力を供給可能な発電装置であって、前記マイクロガスタービンの運転状態を検出し、該マイクロガスタービンが発電機を駆動させる出力が電力供給に適さないことを検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記マイクロガスタービンの出力が電力供給に適さない場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えさせるための発電機停止モード信号を前記電力供給装置に送信する発電機停止モード信号送信部と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上述の発電装置において、前記状態検出部は、前記マイクロガスタービンの出力が飽和していることを検出し、前記発電機停止モード信号送信部は、前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記マイクロガスタービンの出力が飽和している場合に、発電機停止モード信号を前記電力供給装置に送信することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷に電力を供給する電力供給装置から電力を受電する負荷装置であって、前記負荷装置に設けられる負荷によって消費される電力が安定しているか否かを検出する状態検出部と、前記状態検出部によって、前記負荷が消費する電力が安定していることが検出された場合に、発電機確立モード信号と負荷確立信号とを受信した電力供給装置が負荷に電力を供給する切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えさせるための負荷確立信号を前記電力供給装置に出力する負荷確立信号送信部とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上述の負荷装置において、前記状態検出部は、前記負荷において消費される電力が所定値以上であることが所定時間以上継続した場合に負荷が安定したことを検出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置を有する電力供給システムであって、前記発電装置は、前記マイクロガスタービンによって駆動される発電機から供給可能な電圧が所定値以上であるか否かを検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、発電機から供給可能な電圧が所定値以上である場合に、発電機確立モード信号を前記電力供給装置に出力する発電機確立モード信号送信部とを有し、前記負荷装置は、前記負荷装置に設けられる負荷によって消費される電力が安定しているか否かを検出する状態検出部と、前記状態検出部によって、前記負荷が消費する電力が安定していることが検出された場合に、負荷確立信号を前記電力供給装置に出力する負荷確立信号送信部と、を有し、前記電力供給装置は、前記発電装置から送信される発電機確立モード信号を受信する発電機確立モード信号受信部と、前記負荷装置から負荷確立信号を受信する負荷確立信号受信部と、前記商用電源から前記負荷に電力を供給している場合に、前記発電機確立モード信号受信部によって発電機確立モード信号を受信するとともに、前記負荷確立信号受信部によって負荷確立信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えて前記負荷に電力を供給する切替制御部とを有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置を有する電力供給システムであって、前記発電装置は、前記マイクロガスタービンの運転状態を検出し、該マイクロガスタービンが発電機を駆動させる出力が電力供給に適さないことを検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記マイクロガスタービンの出力が電力供給に適さない場合に、発電機停止モード信号を前記電力供給装置に送信する発電機停止モード信号送信部とを有し、前記電力供給装置は、前記発電機停止モード信号送信部から送信される発電機停止モード信号を受信する発電機停止モード信号受信部と、前記発電装置から前記負荷に電力を供給している場合であって、前記発電機停止モード信号受信部によって発電機停止モード信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えて前記負荷装置に電力を供給する切替制御部とを有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置における電力供給方法であって、前記商用電源から前記負荷装置に電力を供給している場合に、前記マイクロガスタービンによって駆動される発電機から供給可能な電圧が所定値以上であることを示す発電機確立モード信号を受信するとともに、前記負荷装置において消費される電力が安定していることを示す負荷確立信号を受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記商用電源側から前記発電装置側に切り替えて前記負荷に電力を供給することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、マイクロガスタービンによって発電する発電装置から供給される電力と商用電源から供給される電力とを切替スイッチによって切り替えて負荷装置に電力を供給する電力供給装置における電力供給方法であって、前記発電装置から前記負荷装置に電力を供給している場合に、前記発電装置が供給する電力を停止することを示す発電機停止モード信号を前記発電装置から受信した場合に、前記切り替えスイッチを前記発電装置側から商用電源側に切り替えて前記負荷に電力を供給することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による電力供給システムを、図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態による電力供給装置を適用した電源供給システムの構成を示す概略ブロック図である。この電源供給システムは、例えば、下水処理場などに設けられる。
この図において、商用電源１は、電力を電力供給装置１０に供給する。
【００２４】
発電装置２は、マイクロガスタービン（以下、「ＭＧＴ」と称す）２１の出力によって駆動されて発電する発電機２２が設けられている。また、発電装置２には、ＭＧＴ２１の動作の状態を監視するＭＧＴ監視部２３が設けられている。
このＭＧＴ２１の燃料としては、例えば、下水処理場において得られる有機性廃棄物を嫌気性消化して得られる消化ガスが用いられる。この消化ガスは精製後に貯蔵および圧縮されたものであってもよい。また、このＭＧＴ２１の燃焼用空気としては、有機性廃棄物等の廃棄物等の臭気を含んでいてもよく、また、下水処理場の曝気槽から放出される空気を利用するようにしてもよい。また、下水熱を利用してガスタービンに供給される空気を予熱（予冷）し、安定した温度を保つようにしてもよい。
また、このＭＧＴ２１の排気ガスを熱交換器５０に供給し、熱交換器５０によって温水、スチーム等として熱回収することが可能である。
【００２５】
上述のＭＧＴ監視部２３のうち、状態検出部２４は、ＭＧＴ２１の状態を検出する。この状態の検出は、商用電源１から発電装置２に切り替える場合（特に、発電装置２の運転開始時）においては、発電機２２によって負荷側に供給可能な電圧が所定値以上であるか否かを検出する。この所定値は、例えば、負荷装置３において消費される電力に基づいて設定される。
また、状態の検出として、発電装置２から商用電源１に切り替える場合（発電装置２の運転停止時）においては、発電機２２によって負荷側に供給可能な電力が所定値未満であるか否かを検出する。発電機２２によって負荷側に供給可能な電力が所定値未満となる場合は、例えば、ＭＧＴ２１に供給される燃焼用空気の温度（吸気温度）が上昇し、空気密度が小さくなり、ＭＧＴ２１の燃焼効率が低下することにより、ＭＧＴ２１が発電機２２を駆動させる能力が低下している場合である。
【００２６】
発電機確立モード信号送信部２５は、状態検出部２４の検出結果に基づいて、発電機２２から負荷側に供給可能な電圧が所定値以上であることが検出された場合に、発電機２２が供給可能な電圧が所定値以上であることを示す発電機確立モード信号を電力供給装置１０の発電機確立モード信号受信部１１に送信する。この発電機確立モード信号を電力供給装置１０に送信することによって、電力供給装置１０において、発電機確立モード信号と負荷確立信号とを受信した電力供給装置が負荷に電力を供給する切り替えスイッチ１４を商用電源側から発電装置側に切り替えさせることが可能である。設置スペースなどの都合で、発電装置と電力供給装置との距離が大きくなり、電圧降下が無視できない場合などには、電力供給装置に上記状態検出部および発電機確立モード信号送信部を設け、その信号を切り替えの条件にしてもよい。
【００２７】
発電機停止モード信号送信部２６は、状態検出部２４の検出結果に基づいて、発電機２２から負荷側に供給可能な電圧が所定値未満であることが検出された場合に、発電機２２が供給する電力を停止することを示す発電機停止モード信号を電力供給装置１０の発電機停止モード信号受信部１２に出力する。この発電機停止モード信号を電力供給装置１０に送信することによって、電力供給装置１０において、切り替えスイッチ１４を発電装置側から商用電源側に切り替えさせることが可能である。
【００２８】
負荷装置３は、負荷３１と負荷監視部３２とから構成される。
負荷３１としては、下水処理場において、汚泥等を処理するための遠心濃縮機、遠心分離機など遠心力を利用して固液分離をする各種装置（デカンタ）が接続される。この遠心濃縮機あるいは遠心分離機の駆動に用いられるモータとしては、メインモータの他に、例えば、差速モータなどがある。また負荷３１として下水処理場にて、曝気槽に空気を送るブロアのモータなどがある。これらモータと電力供給装置１０との間に、電力貯蔵装置などの電力安定化装置が介挿されてもよい。
負荷監視部３２において、状態検出部３３は、負荷３１において消費される電力を監視し、この消費電力が所定値以上であることが所定時間以上継続した場合に負荷が確立したことを検出する。この検出は、負荷３１が消費する電力が所定の範囲内であることを検出するようにしてもよい。また、所定の負荷が稼働していることを検出するようにしてもよい。
負荷確立信号送信部３４は、負荷監視部３２の検出結果に基づいて、負荷３１の消費電力が安定したことを示す負荷確立信号を電力供給装置１０の負荷確立信号受信部１２に出力する。この負荷確立信号を電力供給装置１０に送信することにより、電力供給装置１０において、発電機確立モード信号と負荷確立信号とを受信することにより切り替えスイッチ１４を商用電源側から発電装置側に切り替えさせることができる。
【００２９】
電力供給装置１０は、商用電源１から供給される電力と発電機２２から供給される電力とのうち、いずれか一方を選択して負荷３に供給する。
【００３０】
発電機確立モード信号受信部１１は、発電装置２の発電機確立モード信号送信部２５から送信される発電機確立モード信号を受信する。
負荷確立信号受信部１２は、負荷装置３の負荷確立信号送信部３４から送信される負荷確立信号を受信する。
発電機停止モード信号受信部１３は、発電装置２の発電機停止モード信号送信部２６から送信される発電機停止モード信号を受信する。
【００３１】
切替スイッチ１４は、切替制御部１５からの指示に基づいて、発電装置２から供給される電力と商用電源１から供給される電力とのうち、いずれか一方を選択して、負荷装置３に電力を供給する。
【００３２】
切替制御部１５は、ＭＧＴ２１が出力可能な場合に切替スイッチ１４を発電装置２側に切り替えて、発電装置２から負荷装置３２に電力を供給し、ＭＧＴ２１の出力が所定値以下もしくは需要に適さない場合に切替スイッチ１４を商用電源１側に切り替えて負荷装置３に電力を供給する。ここでいう需要に適さない場合とは、負荷装置３が必要とする電力を供給できない場合である。
【００３３】
また、切替制御部１５は、商用電源１から負荷装置３に切替スイッチ１４を介して電力を供給している場合に、発電機確立モード信号受信部１１によって発電機確立モード信号を受信するとともに、負荷確立信号受信部１２によって負荷確立信号を受信した場合に、切替スイッチ１４を商用電源１側から発電装置２側に切り替えて負荷装置３に電力を供給する。
また、切替制御部１５は、発電装置２から負荷装置３に電力を供給している場合に、発電機停止モード信号を発電機停止モード信号受信部１３によって受信した場合に、切替スイッチ１５を発電装置２側から商用電源１側に切り替えて負荷装置３に電力を供給する。
【００３４】
運転指示部１６は、電力供給装置１０に設けられている運転ボタンが押下され負荷装置３に電力を供給する電力供給開始指示が入力された場合に、切替制御部１５に運転開始の制御信号を出力するとともに、ＭＧＴ２１に運転を開始させる制御信号を出力する。なお、運転ボタンが押下されることによる電力供給開始指示以外に、負荷装置３から出力される運転開始の制御信号に基づいて、電力供給開始指示としてもよい。
【００３５】
次に、図１の電力供給装置１０の切り替え動作について、図面を用いて説明する。電力供給装置１０の切り替え動作は、商用電源側から発電装置側に切り替える場合と、発電装置側から商用電源側に切り替える場合との２通りがある。以下、商用電源側から発電装置側に切り替える場合と、発電装置側から商用電源側に切り替える場合とについて順次説明する。
【００３６】
１．商用電源側から発電装置側に切り替え
１）電力供給装置１０の動作
商用電源側から発電装置側に切り替える場合について図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、作業員によって、電力供給装置１０の運転ボタンが押下されることにより、運転開始の指示が入力されると、運転指示部１６は、切替制御部１５に運転開始の指示の制御信号を出力するとともに、ＭＧＴ２１に運転開始の制御信号を出力し、発電装置２を運転させる。
切替制御部１５は、運転指示部１６から制御信号を受信すると、切替スイッチ１４を商用電源側すなわち商用電源１側にし、商用電源１から負荷装置３に電力を供給する（ステップＳ１１）。次いで、切替制御部１５は、発電機確立モード信号受信部１１によって、発電機確立モード信号を発電機確立モード信号送信部２５から受信したか否かを検出するとともに（ステップＳ１２）、負荷確立信号受信部１２によって、負荷確立信号を負荷確立信号送信部３４から受信したか否かを検出する（ステップＳ１３）。そして、切替制御部１５は、発電機確立モード信号と負荷確立信号との両方の信号を受信したか否かを検出する（ステップＳ１４）。
【００３７】
発電機確立モード信号と負荷確立信号との両方とも受信していない場合、あるいは発電機確立モード信号と負荷確立信号とのうちいずれか一方の信号しか受信していない場合、切替制御部１５は、ステップＳ１２およびステップＳ１３を再度実行する。
一方、発電機確立モード信号と負荷確立信号との両方とも受信している場合、切替制御部１５は、切替スイッチ１４を商用電源１から発電装置２に切り替えて、発電装置２からの電力を負荷装置３に供給する（ステップＳ１５）。
【００３８】
２）発電装置２の動作
次に、図２の処理が行われる場合における発電装置２の動作について図３のフローチャートと図４の所定値を説明する図面とを用いて説明する。
ＭＧＴ２１は、電力供給装置１０の運転指示部１６からの制御信号を受信したか否かを検出し（ステップＳ２１）、制御信号を受信した場合に、運転を開始する（ステップＳ２２）。ＭＧＴ２１の運転が開始されると、状態検出部２４は、ＭＧＴ２１の運転によって発電機２２が発電する電力を計測し、計測結果に基づいて、発電機２２が供給可能な電力が所定値以上であるか否かを検出する（ステップＳ２３）。そして、図４符号ａに示すように、電圧が所定値以上に到達した場合に、状態検出部２４は、発電機確立モード信号送信部２５によって発電機確立モード信号を発電機確立モード信号受信部１１に送信する（ステップＳ２４）。ここで、電力供給装置１０においては、発電機確立モード信号を受信し、かつ、負荷装置３から負荷確立信号を受信した場合に商用電源１から発電装置２に切替スイッチ１４が切り替えられる。そして、発電装置２は、発電を継続し（ステップＳ２５）、運転停止の制御信号が電力供給装置１０から出力されたか否かを検出し（ステップＳ２６）、運転停止の制御信号を受信した場合に、運転を停止する（ステップＳ２７）。
【００３９】
３）負荷装置３の動作
次に、商用電源側から発電装置側に切り替える場合における負荷装置３の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。
負荷装置３に設けられた運転開始ボタンの押下などにより、負荷装置３に対し運転開始の指示がなされると、負荷装置３は、電力供給装置１０から供給される電力によって駆動する。このとき、商用電源１の電力が電力供給装置１０を介して負荷装置３に供給される。状態検出部３３は、負荷３１を監視し（ステップＳ３１）、負荷３１において消費される電力が安定したか否かを検出する（ステップＳ３２）。消費電力が安定していることが検出された場合、すなわち、消費電力が所定値以上であることが所定時間以上継続した場合、状態検出部３３は、負荷確立信号送信部３４によって負荷確立信号を負荷確立信号受信部１２に送信する（ステップＳ３３）。ここで、負荷確立信号が電力供給装置１０によって受信されるとともに、発電機確立モード信号が受信されることにより、切替スイッチ１４が商用電源１から発電装置２に切り替わる。
【００４０】
そして、負荷装置３は、負荷３１に対して停止指示があるか否かを状態検出部３３によって検出し（ステップＳ３４）、運転停止指示がある場合に、負荷３１の運転を停止させる（ステップＳ３５）。
【００４１】
２．発電装置側から商用電源側に切り替え
次に、発電装置側から商用電源側に切り替える動作について図６のフローチャートを用いて説明する。
発電装置２の状態検出部３３は、発電機２２の供給可能な電力が所定値未満であるか否かを検出する（ステップＳ４１）。供給可能な電力が所定値未満である場合、状態検出部３３は、発電機停止モード信号送信部２６によって、発電機停止モード信号を発電機停止モード信号受信部１３に送信する（ステップＳ４２）。電力供給装置１０の切替制御部１５は、発電機停止モード信号受信部１３によって発電機停止モード信号を受信したか否かを検出し（ステップＳ４３）、発電機停止モード信号を受信した場合、切替スイッチ１４を発電装置側から商用電源側に切り替える（ステップＳ４４）。そして、切替制御部１５は、切り替えが完了したことをＭＧＴ２１に通知する（ステップＳ４５）。ＭＧＴ２１は、切り替え完了が通知されると、運転を停止する（ステップＳ４６）。
【００４２】
なお、ステップＳ４１において、発電機２２から供給可能な電力が所定値未満である場合に発電機停止モード信号を送信するようにしたが、状態検出部３３によって、該マイクロガスタービンが発電機を駆動させる出力が所定値未満であることを検出して発電機停止モード信号を発電機停止モード信号送信部２６から送信するようにしてもよく、また、状態検出部３３によって、ＭＧＴ２１の出力が飽和していることを検出し、発電機停止モード信号を発電機停止モード信号送信部２６から送信するようにしてもよい。これにより、ＭＧＴ２１の燃焼状態が吸気温度の上昇により所定の出力ができないことを検出することが可能となり、マイクロガスタービンの運転状態に応じて商用電源側と発電装置側との切り替えを行うことができる。
また、発電装置２に設けられた運転停止ボタンが押下されたことを状態検出部３３によって検出し、発電機停止モード信号を送信するようにしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態において、ＭＧＴ２１に用いられる燃料が消化ガスである場合について説明したが、燃料としては消化ガスに限られるものではなく、重油、灯油、都市ガスなどの市販の燃料を用いるようにしてもよい。
【００４４】
また、以上説明した実施形態において、状態検出部３３によって負荷３１の運転が安定しているか否かを検出するようにしたので、負荷３１に用いられるモータが、間欠的に運転する場合や消費電力が変動する場合においても、消費電力が安定している場合にのみ、商用電源側から発電装置側に切り替えることができ、これにより、停電してしまうことを防止し、かつ、発電装置によって発電して電力を供給する割合を高めることができる。この場合、ＭＧＴ２１の燃料として市販の燃料以外の燃料（例えば消化ガス）を用いている場合、消化ガスによって負荷を運転できるので、燃料コストを低減させることができる。
【００４５】
なお、上述した実施形態においては、発電装置２のＭＧＴ２１が１台である場合について説明したが、このＭＧＴ２１は、１台に限られるものではなく、１つの電力供給装置１０に対して複数台設けるようにしてもよい。この場合、複数設けられたそれぞれのＭＧＴ２１に連結される各発電機２２から供給可能な電力の合計値を計測し、所定値以上であるか否かを状態検出部２４によって検出し、所定値以上である場合に、検出結果に基づいて発電機確立モード信号を送信するようにしてもよい。
【００４６】
次に、他の実施形態について説明する。ここでは、複数の発電装置２を１台の電力供給装置１０に接続した場合について説明する。ここでは、負荷装置３の消費電力の需要に応じて、発電装置２の運転台数の増減と各機からの出力を個別に制御する。これにより、発電装置２の特性に応じて、電力需要に対する最適な制御を行うことができる。
例えば、ＭＧＴ２１を運転する効率として、最大出力に近いほど発電効率がよく、また、最大出力の半分以下の出力の場合にＭＧＴ２１の運転を停止する場合において、１台あたり最大出力が２８ｋＷである発電装置２が３台設けられている場合、負荷装置３の電力需要が５０ｋＷであるとすると、２台の発電装置２を出力２５ｋＷで運転し、１台の発電装置２の運転を停止し、負荷装置３に電力を供給する。
【００４７】
また、上述した実施形態において、負荷３１は、１つである場合について説明したが、負荷３１を複数設け、この各負荷３１に対して電力供給装置１０を１台ずつ設けるようにしてもよい、すなわち、１つの発電装置２に対して複数の電力供給装置１０を設け、それぞれの電力供給装置１０から負荷装置３に電力を供給するようにしてもよい。
【００４８】
また、上述した実施形態において、電力供給装置１０には、１台の負荷装置３が設けられる場合について説明したが、１台の電力供給装置１０に対して複数の負荷装置３を接続するようにしてもよい、この場合、電力供給装置１０に接続されるすべての負荷装置３から負荷確立信号を受信した場合に、商用電源側から発電装置側に切り替えられる。また、１つの状態検出部３３によって各負荷装置３の負荷３１の作動状態を検出し、それぞれの消費電力の合計が図７符号ｂに示すように所定を越えた場合に、負荷確立信号を電源供給装置１０に送信するようにしてもよい。
【００４９】
また、１台の電力供給装置１０と１台の負荷装置３とを接続し、複数組設け、各負荷装置３あるいは、各電力供給装置１０の切替スイッチ１４の２次側における電力需要を測定し、発電装置２の出力に応じて、個別に商用電源側と発電装置側との切り替えを行うようにしてもよい。例えば、電力需要の総量が発電装置２の出力よりも大きい場合、一部の電力供給装置１０の切替スイッチ１４を発電装置側から商用電源側に切り替えるようにしてもよい、
【００５０】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、マイクロガスタービンが出力可能な場合に切替スイッチを発電装置側に切り替え、発電装置から負荷に電力を供給し、マイクロガスタービンの出力が所定値以下もしくは需要に適さない場合に切替スイッチを商用電源側に切り替えて負荷装置に電力を供給するようにしたので、発電装置が供給可能な電力に応じて商用電源側と発電装置側とを切り替えて負荷に電力を供給でき、これにより、マイクロガスタービンを利用した発電装置を利用する場合においても、負荷に対して停電を生じさせることなく負荷に電力を供給することができる。また、発電装置に用いられる燃料を有効に活用することができる効果が得られる。
【００５２】
また、この発明によれば、発電機確立モード信号と負荷確立信号とを受信した後に商用電源側から発電装置側に切替スイッチを切り替えるようにしたので、駆動源としてマイクロガスタービンを適用した発電装置を利用した場合においても、停電させることなく商用電源側から発電装置側に切り替えを行うことができる効果が得られる。
【００５３】
また、この発明によれば、発電機停止モード信号受信部によって発電機停止モード信号を受信した場合に、切り替えスイッチを発電装置側から商用電源側に切り替えるようにしたので、マイクロガスタービンによって発電された電力が負荷が必要とする電力を満足できない場合においても、停電させることなく、発電装置側から商用電源側に切り替えることができる効果が得られる。
【００５４】
また、本発明によれば、マイクロガスタービンの出力が飽和していることを検出し、発電機停止モード信号を電力供給装置に送信するようにしたので、マイクロガスタービンの吸気温度が上昇して燃焼用空気の密度が低下し、これにより燃焼効率が低下して所定の出力が得られない場合において、切替スイッチを発電装置側から商用電源側に切り替えることができ、これにより、発電装置側から負荷に供給する電力を満足できない場合を解消することが可能となる。
【００５５】
また、本発明によれば、商用電力側から供給される電力を受電している場合において、負荷装置における消費電力が安定しているか否かを検出し、消費電力が安定している場合に、負荷確立信号を電力供給装置に送信するようにしたので、負荷の消費電力の変動により、発電装置からの電力の供給可能な範囲を越えてしまい、負荷における消費電力を満足できない場合を予め防止して、商用電源側から発電装置側に切り替えることができ、これにより、停電してしまうことを防止し、かつ、発電装置によって発電して電力を供給する割合を高めることができる。また、これにより、マイクロガスタービンの燃料として市販の燃料以外の燃料を用いている場合、市販以外の燃料よって負荷を運転できるので、燃料コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による電力供給装置を適用した電源供給システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】商用電源側から発電装置側に切り替える場合について説明するためのフローチャートである。
【図３】商用電源側から発電装置側に切り替える処理が行われる場合における発電装置２の動作について説明するフローチャートである。
【図４】所定値の一例を示す図面である。
【図５】商用電源側から発電装置側に切り替える場合における負荷装置３の動作について説明するためのフローチャートである。
【図６】発電装置側から商用電源側に切り替える動作について説明するためのフローチャートである。
【図７】所定値の一例を示す図面である。
【符号の説明】
１  商用電源                            ２  発電装置
３  負荷装置                            １０  電力供給装置
１１  発電機確立モード信号受信部        １２  負荷確立信号受信部
１３  発電機停止モード信号受信部        １４  切替スイッチ
１５  切替制御部                        ２１  マイクロガスタービン
２２  発電機                            ２３  ＭＧＴ監視部
２４、３３  状態検出部
２５  発電機確立モード信号送信部
２６  発電機停止モード信号送信部        ３１  負荷
３２  負荷監視部                        ３４  負荷確立信号送信部
５０  熱交換器
【図１】
2004297893.tif 000003
【図２】
2004297893.tif 000004
【図３】
2004297893.tif 000005
【図４】
2004297893.tif 000006
【図５】
2004297893.tif 000007
【図６】
2004297893.tif 000008
【図７】
2004297893.tif 000009