(57)【要約】【課題】負荷量の変動に対して逆潮流の発生を確実に防止し、かつ負荷量に近い発電出力を維持する発電装置の逆潮流防止方法および装置を提供する。【解決手段】構内の配電系統１における負荷に見合う必要電力を構外の商用電源２と構内に配置したマイクロガスタービン発電装置３とで供給し、外部コントローラ５から出力指示値を指令してマイクロガスタービン発電装置３から出力する出力電力を制御し、前記負荷とマイクロガスタービン発電装置３の出力電力との差に相当する不足電力を受電点において商用電源２から配電系統１へ受給し、予め設定する受電点電力設定値と受電点で計測する受電点電力値との差値を指標として出力指示値を調整してマイクロガスタービン発電装置３の出力電力を増減し、出力電力の増減により受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構内の配電系統における負荷に見合う必要電力を構外の商用電源と構内に配置した発電装置とで供給し、制御装置から出力指示値を指令して発電装置から出力する出力電力を制御し、前記負荷と発電装置の出力電力との差に相当する不足電力を受電点において商用電源から配電系統へ受給し、予め設定する受電点電力設定値と受電点で計測する受電点電力値との差値を指標として出力指示値を調整して発電装置の出力電力を増減し、出力電力の増減により受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持することを特徴とする発電装置の逆潮流防止方法。
【請求項２】
受電点で計測する受電点電力値が予め設定する最低受電点電力設定値より低下した時に制御装置から発電装置へ発電停止命令を指令することを特徴とする請求項１に記載の発電装置の逆潮流防止方法。
【請求項３】
発電装置における単位時間当たりの発電出力変化値である発電出力変化速度を制御し、発電装置の出力電力を配電系統へ供給する投入時に発電出力変化速度の増加率を小さくして発電装置から出力する出力電力を漸増させ、負荷の減少に由来して受電点電力値が急減する時に発電出力変化速度の減少率を大きくして発電装置から出力する出力電力を急減させることを特徴とする請求項１に記載の発電装置の逆潮流防止方法。
【請求項４】
受電点において構外の商用電源から電力を受給する構内の配電系統に接続する発電装置と、出力指示値を指令して発電装置から出力する出力電力を制御する制御装置とを有し、制御装置は入力により設定する受電点電力設定値と受電点で計測する受電点電力値との差値を指標として出力指示値を調整して発電装置の出力電力を増減し、出力電力の増減により受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持することを特徴とする発電装置の逆潮流防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電装置の逆潮流防止方法および装置に関し、マイクロガスタービン発電装置の運転技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、分散型電源として注目を集めているマイクロガスタービン発電装置の基本的性能は確立されつつあり、現状では電気的な外乱要因（電圧、周波数、位相などの状態変化）が発生した場合に、自己及び周囲のシステムの保護を目的として、マイクロガスタービン発電装置の運転を停止する保護機能が装備されている。
【０００３】
ところで、構内の配電系統における負荷に見合う必要電力を構外の商用電源と構内に配置した分散型電源としてのマクロガスタービン発電装置とで供給する場合に、構内の負荷が停止した場合に構内の電力が構外へ流れる逆潮流の問題あり、分散型電源としてのマイクロガスタービン発電装置の使用にあたっては、系統連係ガイドラインに基づく電力会社との協議がある。
【０００４】
逆潮流のない設備を構築する場合は構内の配電系統とマイクロガスタービン発電装置とを系統連係用保護リレーを介して接続し、逆潮流発生時はマイクロガスタービン発電装置を配電系統から遮断する。
【０００５】
配電システムの先行技術としては特許文献１に開示するものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１６５３６８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロガスタービン発電装置を配電系統から遮断すると、遮断ポイントにもよるがマイクロガスタービン発電装置の周囲で停電が発生する問題がある。逆潮流が発生するか否かはマイクロガスタービン発電装置の発電出力と構内の負荷との関係において決まり、通常時において構外の商用電源から構内の配電系統へ向かう電力潮流は、構内の負荷量より出力電力が大きくなると逆潮流となる。
【０００８】
経済面から見れば、なるべく負荷量に相当する必要電力に近い電力をマイクロガスタービン発電装置で発生させるのが理想である。しかしながら、負荷量に近い電力を常にマイクロガスタービン発電装置で発生させている状況では、負荷量が減少した場合に逆潮流が発生する可能性が高くなる。
【０００９】
このため、マイクロガスタービン発電装置の発電出力を制御しない場合には、常にその発電出力より高い負荷が発生するような設備においての使用に限られる。また、マイクロガスタービン発電装置の発電出力を制御する場合にあっても、現状では複数台のマイクロガスタービン発電装置を設置し、一部台数の停止・起動制御では負荷量に応じた最適な出力電力を得ることは困難であり、逆潮流を確実に防止する制御はできていない。
【００１０】
本発明は上記した課題を解決するものであり、負荷量の変動に対して逆潮流の発生を確実に防止し、かつ負荷量に近い発電出力を維持することができる発電装置の逆潮流防止方法および装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明の発電装置の逆潮流防止方法は、構内の配電系統における負荷に見合う必要電力を構外の商用電源と構内に配置した発電装置とで供給し、制御装置から出力指示値を指令して発電装置から出力する出力電力を制御し、前記負荷と発電装置の出力電力との差に相当する不足電力を受電点において商用電源から配電系統へ受給し、予め設定する受電点電力設定値と受電点で計測する受電点電力値との差値を指標として出力指示値を調整して発電装置の出力電力を増減し、出力電力の増減により受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持するものである。
【００１２】
上記した構成により、受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持するように発電装置の出力電力を調整することで、負荷量に近い発電出力を維持でき、発電装置をできる限り定格運転することが可能で、負荷量の変動に対して逆潮流の発生を確実に防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の本発明の発電装置の逆潮流防止方法は、受電点で計測する受電点電力値が予め設定する最低受電点電力設定値より低下した時に制御装置から発電装置へ発電停止命令を指令するものである。
【００１４】
上記した構成により、発電装置へ発電停止命令を指令することで、自動制御が追いつかない最悪の場合でも発電装置と構内の配電系統を結ぶ系統連係用保護リレーの動作よりも前に発電装置が１秒以内程度の短時間で発電を停止して発電出力値が０となるので、系統連係用保護リレーによる解列を未然に防止できるとともに、解列による周囲の停電も防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の本発明の発電装置の逆潮流防止方法は、発電装置における単位時間当たりの発電出力変化値である発電出力変化速度を制御し、発電装置の出力電力を配電系統へ供給する投入時に発電出力変化速度の増加率を小さくして発電装置から出力する出力電力を漸増させ、負荷の減少に由来して受電点電力値が急減する時に発電出力変化速度の減少率を大きくして発電装置から出力する出力電力を急減させるものである。
【００１６】
上記した構成により、発電出力変化値を制御して電力投入時の電圧変動を抑制して配電系統内の機器に与える悪影響を防止できる。また、受電点電力値が急減する時に発電装置から出力する出力電力を急減させることで逆潮流が発生する可能性を低減できる。
【００１７】
請求項４に記載の本発明の発電装置の逆潮流防止方法は、受電点において構外の商用電源から電力を受給する構内の配電系統に接続する発電装置と、出力指示値を指令して発電装置から出力する出力電力を制御する制御装置とを有し、制御装置は入力により設定する受電点電力設定値と受電点で計測する受電点電力値との差値を指標として出力指示値を調整して発電装置の出力電力を増減し、出力電力の増減により受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、構内の配電系統１は受電点において商用電源２から電力を受給するものであり、配電系統１に接続してマイクロガスタービン発電装置３を接続しており、マイクロガスタービン発電装置３は系統連係用保護リレー４を介して配電系統１に接続している。
【００１９】
図２に示すように、マイクロガスタービン発電装置３は、ガスタービンエンジン３１で発電装置３２を駆動し、発電した電力をパワーコンバーター３３によって設定周波数および設定電圧に調整し、アウトプットコンタクタ３４を通して外部へ電力出力する。アウトプットコンタクタ３４の一次側には電流センサー３５を設け、アウトプットコンタクタ３４の二次側には電圧センサー３６を設けている。
【００２０】
内部コントローラ３７は、ガスタービンエンジン３１、発電装置３２、パワーコンバーター３３、アウトプットコンタクタ３４を制御するものであり、アウトプットコンタクタ３４を制御して配電系統１と遮断し、ガスタービンエンジン３１および発電装置３２の運転を無負荷運転モードに移行させ、無負荷運転モードにおいて発電装置３２の界磁電流を遮断し、ガスタービンエンジン３１の出力を最低出力にまで抑制する制御が行える。
【００２１】
さらに、内部コントローラ３７は発電装置３２における単位時間当たりの発電出力変化値である発電出力変化速度を制御するものであり、発電装置３２の出力電力を配電系統１へ供給する投入初期時に発電出力変化速度の増加率を小さくして発電装置３２から出力する出力電力を漸増させる。また、負荷の減少に由来して受電点電力値が急減する時に発電出力変化速度の減少率を大きくして発電装置３２から出力する出力電力を急減させる。
【００２２】
マイクロガスタービン発電装置３の外部に配置した制御装置をなす外部コントローラ５は内部コントローラ３７へ出力指示値を指令して発電装置３２から出力する出力電力を制御する機能を有しており、外部コントローラ５にはパーソナルコンピュータ等からの入力により受電点電力設定値と、最低受電点電力設定値を設定する。
【００２３】
以下、上記した構成における作用を説明する。通常において、構内の配電系統１における負荷に見合う必要電力は商用電源２とガスタービン発電装置３とで供給し、構内の負荷とマイクロガスタービン発電装置３の出力電力との差に相当する不足電力を受電点において商用電源２から配電系統１へ受給する。
【００２４】
マイクロガスタービン発電装置３はガスタービンエンジン３１により発電装置３２を駆動して発電した電力をパワーコンバーター３３で所定周波数および設定電圧に調整してアウトプットコンタクタ３４を通して外部へ出力し、電流センサー３５、電圧センサー３６で検出する値に基づいて内部コントローラ３７がガスタービンエンジン３１、発電装置３２、パワーコンバーター３３を調整する。
【００２５】
外部コントローラ５は出力指示値を指令してマイクロガスタービン発電装置３から出力する出力電力を制御し、受電点電力設定値と受電点で計測する受電点電力値との差値を指標として出力指示値を調整してマイクロガスタービン発電装置３の出力電力を増減し、出力電力の増減により受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持する。
【００２６】
このことで、マイクロガスタービン発電装置３は負荷量に近い発電出力を維持でき、マイクロガスタービン発電装置３をできる限り定格運転することが可能となり、負荷量の変動に由来して商用電源２から配電系統１への電力潮流が逆潮流となることを確実に防止できる。
【００２７】
外部コントローラ５は受電点で計測する受電点電力値が最低受電点電力設定値より低下した時にマイクロガスタービン発電装置３へ発電停止命令を指令する。この発電停止命令を指令することで、マイクロガスタービン発電装置３は内部コントローラ３７によりステップチェンジ的に発電出力を０となす。このため、外部コントローラ５による自動制御が追いつかない最悪の場合でも、マイクロガスタービン発電装置３と構内の配電系統１を結ぶ系統連係用保護リレー４の動作よりも前にマイクロガスタービン発電装置３が１秒以内程度の短時間で発電を停止して発電出力値が０となるので、系統連係用保護リレー４による解列を未然に防止できるとともに、解列による周囲の停電も防止できる。
【００２８】
また、内部コントローラ３７が発電出力変化値を制御して電力投入初期時の電圧変動を抑制して配電系統内の機器に与える悪影響を防止でき、受電点電力値が急減する時に発電装置３２から出力する出力電力を急減させることで逆潮流が発生する可能性を低減できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、受電点電力を受電点電力設定値もしくは受電点電力設定値を含む設定許容範囲内に維持するように発電装置の出力電力を調整することで、負荷量に近い発電出力を維持でき、発電装置をできる限り定格運転することが可能で、負荷量の変動に対して逆潮流の発生を確実に防止できる。また、発電装置へ発電停止命令を指令することで、自動制御が追いつかない最悪の場合でも発電装置と構内の配電系統を結ぶ系統連係用保護リレーの動作よりも前に発電装置が１秒以内程度の短時間で発電を停止して発電出力値が０となるので、系統連係用保護リレーによる解列を未然に防止できるとともに、解列による周囲の停電も防止できる。また、発電出力変化値を制御して電力投入時の電圧変動を抑制して配電系統内の機器に与える悪影響を防止できる。また、受電点電力値が急減する時に発電装置から出力する出力電力を急減させることで逆潮流が発生する可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における発電装置の逆潮流防止装置を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態におけるマイクロガスタービン発電装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    配電系統
２    商用電源
３    マイクロガスタービン発電装置
４    系統連係用保護リレー
５    外部コントローラ
３１    ガスタービンエンジン
３２    発電装置
３３    パワーコンバーター
３４    アウトプットコンタクタ
３５    電流センサー
３６    電圧センサー
３７    内部コントローラ
【図１】
2004159466.tif 000003
【図２】
2004159466.tif 000004