(57)【要約】【課題】異なる電力系統、周波数に係る電力の発電及び周波数変換を行い、異なる電力系統間での電力供給及び送電を行うと共に、電力損失、費用的負担を軽減することのできる発電・周波数変換装置等を提供する。【解決手段】電力取引システムは、発電・周波数変換設備と、複数の異なる周波数の地域のいずれかに属する１または複数の送電設備、受電設備と、が送電線により接続されて構成される。発電・周波数変換設備は、送電設備から周波数の異なる地域間の電力の送電依頼があった場合、送電依頼に係る電力の全部あるいは一部を送電依頼元の地域に属する受電設備に振り替えて送電し、送電依頼に係る電力から振り替えた電力を差し引いた電力について周波数変換を行い、送電依頼元と異なる地域の受電設備へ送電する。また、発電・周波数変換設備は、さらに、受電設備が属する地域の周波数に応じて発電を行い、当該受電設備に送電する。【選択図】  図１１
2004215428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる周波数の電力を出力する複数の発電電動機を具備することを特徴とする発電・周波数変換装置。
【請求項２】
動力源と当該動力源から前記発電電動機に動力を伝達可能な第１伝達部とを具備することを特徴とする請求項１に記載の発電・周波数変換装置。
【請求項３】
前記発電電動機から他の発電電動機に動力を伝達可能な第２伝達部を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電・周波数変換装置。
【請求項４】
前記第２伝達部は、回転数を変更可能な変速部を有することを特徴とする請求項３に記載の発電・周波数変換装置。
【請求項５】
前記発電電動機は、他の発電電動機と極数が異なることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発電・周波数変換装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の発電・周波数変換装置が並列に接続されて構成される発電・周波数変換設備。
【請求項７】
発電・周波数変換設備と、複数の異なる周波数の地域のいずれかに属する１または複数の送電設備、受電設備と、が送電線により接続される電力取引システムであって、
前記発電・周波数変換設備は、前記送電設備から周波数の異なる地域間の電力の送電依頼があった場合、当該送電依頼に係る電力の全部あるいは一部を送電依頼元の地域に属する受電設備に振り替えて送電する振替送電手段と、
前記送電依頼に係る電力から前記振り替えた電力を差し引いた電力について周波数変換を行い、前記送電依頼元と異なる地域の受電設備へ送電する周波数変換手段と、
を具備することを特徴とする電力取引システム。
【請求項８】
前記発電・周波数変換設備は、さらに、前記受電設備が属する地域の周波数に応じて発電を行い、当該受電設備に送電する発電送電手段を具備することを特徴とする請求項７に記載の電力取引システム。
【請求項９】
複数の異なる周波数の地域のいずれかに属する１または複数の送電設備、受電設備とに送電線により接続される発電・周波数変換設備であって、
前記送電設備から周波数の異なる地域間の電力の送電依頼があった場合、当該送電依頼に係る電力の全部あるいは一部を送電依頼元の地域に属する受電設備に振り替えて送電する振替送電手段と、
前記送電依頼に係る電力から前記振り替えた電力を差し引いた電力について周波数変換を行い、前記送電依頼元と異なる地域の受電設備へ送電する周波数変換手段と、
を具備することを特徴とする発電・周波数変換設備。
【請求項１０】
前記受電設備が属する地域の周波数に応じて発電を行い、当該受電設備に送電する発電送電手段を具備することを特徴とする請求項９に記載の発電・周波数変換設備。
【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、周波数変換装置に関する。より詳細には、異なる電力系統における発電及び周波数変換を行う発電装置、周波数変換装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、異なる周波数の電力系統間における電力取引は、サイリスタ等の電力用半導体を利用した周波数変換装置を介して行われる。この周波数変換装置は、交流の電力をサイリスタ等の電力用半導体に通して直流に変え、再び交流に変換するものである（例えば、［非特許文献１］参照。）。
現在、日本では、東の５０Ｈｚ、西の６０Ｈｚの異なる周波数の電力系統があり、系統連係用の周波数変換装置は、全国２箇所に計３台ある。
【０００３】
図１５は、従来の周波数変換装置１５００の概略を示す図である。
周波数変換装置１５００は、サイリスタ等の電力用半導体１５０１を有する。周波数変換装置１５００は、地域α４００と地域β５００との間に設けられ、地域α〜地域β間の送電を媒介する。
地域α４００は、周波数がｆ［Ｈｚ］である電力系統の地域である。地域β５００は、周波数がｇ［Ｈｚ］である電力系統の地域である。周波数変換装置１５００は、地域αにおける電力の周波数をｆ［Ｈｚ］からｇ「Ｈｚ」へ周波数変換を行って地域βに送電したり、又その逆に、地域βにおける電力の周波数をｇ［Ｈｚ］からｆ「Ｈｚ」へ周波数変換を行い、地域αに送電したりする。
【０００４】
【非特許文献１】
電気新聞編、「電力系統をやさしく科学する」、社団法人日本電気協会新聞部、２００２年９月１０日、ｐ１２４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サイリスタ等の電力用半導体を用いた周波数変換装置は、大容量のものが製作が困難であり、建設費・運転費も極めて高価である。従って、送電費用が高コストとなり、また送電容量が制限されるため、異なる周波数間の電力取引が活発化しないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、異なる電力系統、周波数に係る電力の発電及び周波数変換を行い、異なる電力系統間での電力供給及び送電を行うと共に、電力損失、費用的負担を軽減することのできる発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備、電力取引システム等を提供し、ひいては、電力取引の促進を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために第１の発明は、異なる周波数の電力を出力する複数の発電電動機を具備することを特徴とする発電・周波数変換装置である。
【０００８】
また、第１の発明の発電・周波数変換装置は、動力源と当該動力源から前記発電電動機に動力を伝達可能な第１伝達部とを具備するようにしてもよい。
また、第１の発明の発電・周波数変換装置は、前記発電電動機から他の発電電動機に動力を伝達可能な第２伝達部を具備するようにしてもよい。
また、前記第２伝達部は、回転数を変更可能な変速部を有するようにしてもよい。
また、前記発電電動機は、他の発電電動機と極数が異なるようにしてもよい。
【０００９】
第１の発明では、発電・周波数変換装置は、動力源、複数の発電電動機等が軸結合等の伝達手段により接続されて構成される。発電・周波数変換装置は、発電電動機に極数の異なるものを用いたり、発電電動機間にギア機構、歯車等を設けることにより、同時に異なる周波数の電力を出力可能である。
発電電動機間は、軸結合等の伝達手段により接続されるので、発電電動機に電力が入力され、当該発電電動機が電動機動作を行って動力を出力すると、当該動力により他の発電電動機が電力を出力することができる。すなわち、発電電動機は、動力源からの動力、あるいは、他の発電電動機が出力した動力により、発電機動作を行って電力を出力することができる。
【００１０】
また、上記の発電・周波数変換装置を並列に接続して発電・周波数変換設備を構成してもよい。この場合、発電・周波数変換設備は、周波数ｆ［Ｈｚ］のみの出力、周波数ｇ［Ｈｚ］のみの出力、周波数ｆ［Ｈｚ］及び周波数ｇ［Ｈｚ］の同時出力、周波数ｆ［Ｈｚ］と周波数ｇ［Ｈｚ］との間の周波数変換、周波数変換及び発電出力の同時動作等、異なる周波数の電力を自在に可変入出力することができる。
【００１１】
第２の発明は、発電・周波数変換設備と、複数の異なる周波数の地域のいずれかに属する１または複数の送電設備、受電設備と、が送電線により接続される電力取引システムであって、前記発電・周波数変換設備は、前記送電設備から周波数の異なる地域間の電力の送電依頼があった場合、当該送電依頼に係る電力の全部あるいは一部を送電依頼元の地域に属する受電設備に振り替えて送電する振替送電手段と、前記送電依頼に係る電力から前記振り替えた電力を差し引いた電力について周波数変換を行い、前記送電依頼元と異なる地域の受電設備へ送電する周波数変換手段と、を具備することを特徴とする電力取引システムである。
【００１２】
また、前記発電・周波数変換設備は、さらに、前記受電設備が属する地域の周波数に応じて発電を行い、当該受電設備に送電する発電送電手段を具備するようにしてもよい。
【００１３】
第２の発明では、発明の発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備は、送電設備から周波数の異なる地域間の電力の送電依頼があった場合、当該送電依頼に係る電力の全部あるいは一部を送電依頼元の地域に属する受電設備に振り替えて送電し、送電依頼に係る電力から振り替えた電力を差し引いた電力について周波数変換を行い、送電依頼元と異なる地域の受電設備へ送電する。
また、発電・周波数変換設備は、さらに、受電設備が属する地域の周波数に応じて発電を行い、当該受電設備に送電する。
【００１４】
尚、「送電依頼元の地域に属する受電設備」は、例えば、送電依頼元の地域に属し、他の地域からの送電依頼先となっている受電設備、電力の購入者に属する受電設備等である。
【００１５】
第２の発明では、発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備は、電力系統の異なる地域間の電力送電委託があった場合、当該電力の全部あるいは一部を送電委託元地域の受電設備への送電に振り替えることにより、異なる地域に送電委託された電力の全てを周波数変換する必要がないので、周波数変換に係る電力損失、費用的負担を低減することができる。
また、発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備は、複数の異なる周波数の電力を発電可能であるので、周波数変換に係る電力量をさらに低減することができる。
【００１６】
第３の発明は、複数の異なる周波数の地域のいずれかに属する１または複数の送電設備、受電設備とに送電線により接続される発電・周波数変換設備であって、前記送電設備から周波数の異なる地域間の電力の送電依頼があった場合、当該送電依頼に係る電力の全部あるいは一部を送電依頼元の地域に属する受電設備に振り替えて送電する振替送電手段と、前記送電依頼に係る電力から前記振り替えた電力を差し引いた電力について周波数変換を行い、前記送電依頼元と異なる地域の受電設備へ送電する周波数変換手段と、を具備することを特徴とする発電・周波数変換設備である。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明の電力取引システムにおける、発明の発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備に関する発明である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る発電・周波数変換装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１９】
最初に、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施の形態に係る発電・周波数変換装置１００の構成について説明する。
図１、図２は、発電・周波数変換装置１００の概略構成図である。
発電・周波数変換装置１００は、動力源１０１、第１発電電動機１０２、第２発電電動機１０３、第１伝達部、第２伝達部としての軸部１０４等から構成される。すなわち、発電・周波数変換装置１００は、１台の動力源に対し、２台以上の発電電動機が接続されて構成される。
【００２０】
動力源１０１は、火力発電、水力発電等に用いられるタービン等であり、蒸気圧、水流圧等によりタービンを回転させて動力を得る。
第１発電電動機１０２は、動力源１０１あるいは第２発電電動機１０３から動力を得て発電機動作を行うことにより電力を出力する。また、第１発電電動機１０２は、電力が入力されると電動機動作を行うことにより動力を生成し、当該動力を第２発電電動機１０３に伝達する。
第２発電電動機１０３は、動力源１０１あるいは第１発電電動機１０２から動力を得て発電機動作を行うことにより電力を出力する。また、第２発電電動機１０３は、電力が入力されると電動機動作を行うことにより動力を生成し、当該動力を第１発電電動機１０２に伝達する。
【００２１】
軸部１０４は、動力源１０１、第１発電電動機１０２、第２発電電動機１０３を相互に軸結合し、動力を伝達する。
尚、軸部１０４は、クラッチ機構等を用いることにより、動力源１０１、第１発電電動機１０２、第２発電電動機１０３のうち任意の装置間を軸結合することもできる。この場合、任意の装置間において相互に動力を伝達可能である。例えば、図１では、動力源１０１は、第１発電電動機１０２を介して第２発電電動機１０３に結合するように図示されているが、動力源１０１からの動力の全てを第２発電電動機１０３のみに伝達することも可能である。
【００２２】
尚、後述するように、第１発電電動機１０２と第２発電電動機１０３とは、極数の異なる発電電動機としたり、あるいは、図２に示すように、軸部１０４にギア機構、歯車等の変速部１０５を設けたりする。
【００２３】
次に、図３〜図５を参照しながら、発電・周波数変換装置１００の動作について説明する。
【００２４】
図３は、発電装置としての発電・周波数変換装置１００の動作を示す図である。
図３に示すように、発電・周波数変換装置１００は、動力源１０１を運転することにより得た動力を第１発電電動機１０２及び第２発電電動機１０３に伝達する。これらの発電電動機は、伝達された動力によりそれぞれ発電機動作を行い、第１発電電動機１０２からはｆ［Ｈｚ］の電力を得て、第２発電電動機１０３からはｇ［Ｈｚ］の電力を得ることができる。
【００２５】
図１に示すように、発電・周波数変換装置１００は、極数の異なる複数の発電電動機により構成することにより、異なる周波数の電力を得ることができる。例えば、第１発電電動機１０２をｐ極の発電電動機、第２発電電動機１０３をｑ極の発電電動機とした場合、動力源１０１を運転させることにより、第１発電電動機１０２からはｆ［Ｈｚ］の電力を得て、第２発電電動機１０３からはｇ［Ｈｚ］の電力を得ることができる。但し、ｐとｑは、ｆ：ｇ＝ｐ：ｑを満たす偶数の組み合わせであり、例えば、ｆ＝５０［Ｈｚ］、ｇ＝６０［Ｈｚ］の場合、ｐ＝１０、ｑ＝１２である。
【００２６】
また、図２に示すように、発電・周波数変換装置１００は、軸部１０４にギア機構、歯車等の変速部１０５を設けて異なる回転数を得ることにより、異なる周波数の電力を得ることができる。例えば、第１発電電動機１０２と第２発電電動機１０３が同様のものであり、第１発電電動機１０２側と第２発電電動機１０３側の変速部１０５の歯数比をｆ：ｇとした場合、動力源１０１を運転させることにより、第１発電電動機１０２からはｆ［Ｈｚ］の電力を得て、第２発電電動機１０３からはｇ［Ｈｚ］の電力を得ることができる。
【００２７】
図４は、周波数変換装置としての発電・周波数変換装置１００の動作を示す図である。
図４に示すように、動力源１０１が停止している時であっても、周波数ｆ［Ｈｚ］の電力の入力があると、第１発電電動機１０２は、電動機動作を行って動力を生成し、当該動力を第２発電電動機１０３に伝達する。第２発電電動機１０３は、伝達された動力により発電機動作を行って周波数ｇ［Ｈｚ］の電力を出力する。
以上の過程を経て、発電・周波数変換装置１００は、周波数ｆ［Ｈｚ］の入力電力を周波数ｇ［Ｈｚ］に周波数変換して出力することができる。また、入出力を逆にして、発電・周波数変換装置１００は、周波数ｇ［Ｈｚ］の入力電力を周波数ｆ［Ｈｚ］に周波数変換して出力することができる。
【００２８】
図５は、発電装置及び周波数変換装置としての発電・周波数変換装置１００の動作を示す図である。
以下、Ａ、Ｂ、Ａ＋Ｂ、Ｘ、Ｙ等の数式等については、動力、電力等のエネルギー量に相当するものとして説明する。
【００２９】
図５に示すように、発電・周波数変換装置１００は、動力源１０１を運転することにより得た動力（Ａ）を第２発電電動機１０３に伝達する。また、周波数ｆ［Ｈｚ］の電力（Ｂ）の入力があると、第１発電電動機１０２は、電動機動作を行って動力（Ｂ）を生成し、当該動力を第２発電電動機１０３に伝達する。第２発電電動機１０３は、動力源１０１及び第１発電電動機１０２から伝達された動力（Ａ及びＢ）により発電機動作を行って周波数ｇ［Ｈｚ］の電力（Ａ＋Ｂ）を出力する。
【００３０】
以上の過程を経て、発電・周波数変換装置１００は、動力源からの動力（Ａ）及び周波数ｆ［Ｈｚ］の電力（Ｂ）が入力されると、動力を用いて発電し、入力電力を周波数変換することにより、周波数ｇ［Ｈｚ］の電力（Ａ＋Ｂ）を出力することができる。また、入出力を逆にして、発電・周波数変換装置１００は、動力源からの動力（Ａ）及び周波数ｇ［Ｈｚ］の電力（Ｂ）が入力されると、動力を用いて発電し、入力電力を周波数変換することにより、周波数ｆ［Ｈｚ］の電力（Ａ＋Ｂ）を出力することができる。
【００３１】
次に、図６を参照しながら、発電・周波数変換装置１００を用いた発電・周波数変換設備３００について説明する。
図６は、発電・周波数変換装置１００を用いた発電・周波数変換設備３００の構成を示す図である。
発電・周波数変換設備３００は、１台あるいは複数の発電・周波数変換装置１００を並列に接続することにより構成される。発電・周波数変換装置１００は、それぞれ、スイッチ部３０１を経て地域α（ｆ［Ｈｚ］）４００及び地域β（ｇ［Ｈｚ］）５００と接続される。
【００３２】
発電・周波数変換設備３００は、周波数ｆ［Ｈｚ］のみの出力、周波数ｇ［Ｈｚ］のみの出力、周波数ｆ［Ｈｚ］及び周波数ｇ［Ｈｚ］の同時出力、周波数ｆ［Ｈｚ］と周波数ｇ［Ｈｚ］との間の周波数変換、周波数変換及び発電出力の同時動作等、異なる周波数の電力を自在に可変入出力する。
【００３３】
次に、図７を参照しながら、電力取引システム７００の構成について説明する。
図７は、電力取引システム７００の構成を示す図である。
電力取引システム７００は、管理者３１０に属する発電・周波数変換設備３００に、地域α（ｆ［Ｈｚ］）４００側から送電者４１１に属する送電設備４０１、受電者４１２に属する受電設備４０２が送電線７０１を介して接続され、地域β（ｇ［Ｈｚ］）５００側から送電者５１１に属する送電設備５０１、受電者５１２に属する受電設備５０２が送電線７０２を介して接続される。
【００３４】
管理者３１０は、発電・周波数変換設備３００の管理、運営を行う管理者、電力取引システム７００に係る市場設置者等である。
送電者４１１、送電者５１１は、異なる電力系統への送電（地域αから地域βへの送電、地域βから地域αへの送電）を委託する送電依頼者、発電した電力を販売する電力販売者等である。
受電者４１２、受電者５１２は、送電者４１１からの送電先である受電者、電力を購入する電力購入者等である。
例えば、送電者４１１は、送電設備４０１から受電者５１２の受電設備５０２への送電を管理者３１０に依頼する。
【００３５】
尚、送電者及び送電設備、受電者及び受電設備は、それぞれ、複数であってもよい。また、送電者及び受電者が同一である場合等、送電設備及び受電設備を一体として構成することもできる。
【００３６】
次に、図８〜図１４を参照しながら、電力取引システム７００の動作について説明する。
【００３７】
図８は、電力システム７００の見かけ上の動作を示す図である。
ここでは、電力システム７００の見かけ上の動作を説明し、発電・周波数変換設備３００の具体的動作については、後に詳述する（図９〜図１４）。
発電・周波数変換設備３００は、送電設備４０１から電力（ｆ［Ｈｚ］）（Ｘ）が入力されると、受電設備５０２に電力（ｇ［Ｈｚ］）（Ｘ）を送電する（Ｓ８１）。また、発電・周波数変換設備３００は、送電設備５０１から電力（ｇ［Ｈｚ］）（Ｙ）が入力されると、受電設備４０２に電力（ｆ［Ｈｚ］）（Ｙ）を送電する（Ｓ８２）。
【００３８】
発電・周波数変換設備３００は、動力（Ｚ＋Ｗ）が入力されると発電を行い（Ｓ８３）、電力の購入者４１３の受電設備４０３に電力（ｆ［Ｈｚ］）（Ｚ）を販売・送電し（Ｓ８４）、電力の購入者５１３の受電設備５０３に電力（ｇ［Ｈｚ］）（Ｗ）を販売・送電する（Ｓ８５）。
【００３９】
図９は、電力取引システム７００における発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図である。
但し、Ｘ≧Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０とする。
【００４０】
地域αの送電設備４０１は、地域βの受電設備５０２への電力（Ｘ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ１１）。
地域βの送電設備５０１は、地域αの受電設備４０２への電力（Ｙ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ１２）。
発電・周波数変換設備３００は、入力動力（Ｚ＋Ｗ）により発電を行い、ｆ［Ｈｚ］の電力（Ｚ−（Ｘ−Ｙ））及びｇ［Ｈｚ］の電力（Ｗ−（Ｙ−Ｘ））を発電する（Ｓ１３、Ｓ１４）。
【００４１】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備４０１から送られた電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ）の一部（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ）を受電設備４０２に送電（電力転送）し（Ｓ１５）、その残りの電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ−Ｙ）及び発電電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｚ−（Ｘ−Ｙ））、すなわち、電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｚ）を地域αの受電設備４０３に販売・送電する（Ｓ１６）。
【００４２】
発電・周波数変換設備３００は、発電電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｗ−（Ｙ−Ｘ））の一部（ｇ［Ｈｚ］：Ｗ）を地域βの受電設備５０３に販売・送電し（Ｓ１７）、その残りの発電電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ−Ｙ）及び送電設備５０１から送られた電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ）、すなわち、電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ）を受電設備５０２に送電する（Ｓ１８）。
【００４３】
図１０は、電力取引システム７００における発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図である。
但し、Ｘ≦Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０とする。
【００４４】
地域αの送電設備４０１は、地域βの受電設備５０２への電力（Ｘ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ２１）。
地域βの送電設備５０１は、地域αの受電設備４０２への電力（Ｙ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ２２）。
発電・周波数変換設備３００は、入力動力（Ｚ＋Ｗ）により発電を行い、ｆ［Ｈｚ］の電力（Ｚ−（Ｘ−Ｙ））及びｇ［Ｈｚ］の電力（Ｗ−（Ｙ−Ｘ））を発電する（Ｓ２３、Ｓ２４）。
【００４５】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備５０１から送られた電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ）の一部（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ）を受電設備５０２に送電（電力転送）し（Ｓ２５）、その残りの電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ−Ｘ）及び発電電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｗ−（Ｙ−Ｘ））、すなわち、電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｗ）を地域βの受電設備５０３に販売・送電する（Ｓ２６）。
【００４６】
発電・周波数変換設備３００は、発電電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｚ−（Ｘ−Ｙ））の一部（ｆ［Ｈｚ］：Ｚ）を地域αの受電設備４０３に販売・送電し（Ｓ２７）、その残りの発電電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ−Ｘ）及び送電設備４０１から送られた電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ）、すなわち、電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ）を受電設備４０２に送電する（Ｓ２８）。
【００４７】
図１１は、電力取引システム７００における発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図である。
但し、Ｘ≧Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≦０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０とする。
【００４８】
地域αの送電設備４０１は、地域βの受電設備５０２への電力（Ｘ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ３１）。
地域βの送電設備５０１は、地域αの受電設備４０２への電力（Ｙ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ３２）。
発電・周波数変換設備３００は、入力動力（Ｚ＋Ｗ）により発電を行い、ｇ［Ｈｚ］の電力（Ｚ＋Ｗ）を発電する（Ｓ３３）。
【００４９】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備４０１から送られた電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ）の一部（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ）を受電設備４０２に送電（電力転送）し（Ｓ３４）、その残りの電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ−Ｙ）の一部（ｆ［Ｈｚ］：Ｚ）を受電設備４０３に販売・送電し（Ｓ３５）、その残りの電力（ｆ［Ｈｚ］：（Ｘ−Ｙ）−Ｚ）を周波数変換する（Ｓ３６）。
【００５０】
発電・周波数変換設備３００は、発電電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｚ＋Ｗ）の一部（ｇ［Ｈｚ］：Ｗ）を地域βの受電設備５０３に販売・送電し（Ｓ３７）、その残りの発電電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｚ）及び送電設備５０１から送られた電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ）及び周波数変換した電力（ｇ［Ｈｚ］：（Ｘ−Ｙ）−Ｚ）、すなわち、電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ）を受電設備５０２に送電する（Ｓ３８）。
【００５１】
図１２は、電力取引システム７００における発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図である。
但し、Ｘ≦Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≦０とする。
【００５２】
地域αの送電設備４０１は、地域βの受電設備５０２への電力（Ｘ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ４１）。
地域βの送電設備５０１は、地域αの受電設備４０２への電力（Ｙ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ４２）。
発電・周波数変換設備３００は、入力動力（Ｚ＋Ｗ）により発電を行い、ｆ［Ｈｚ］の電力（Ｚ＋Ｗ）を発電する（Ｓ４３）。
【００５３】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備５０１から送られた電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ）の一部（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ）を受電設備５０２に送電（電力転送）し（Ｓ４４）、その残りの電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ−Ｘ）の一部（ｇ［Ｈｚ］：Ｗ）を受電設備５０３に販売・送電し（Ｓ４５）、その残りの電力（ｇ［Ｈｚ］：（Ｙ−Ｘ）−Ｗ）を周波数変換する（Ｓ４６）。
【００５４】
発電・周波数変換設備３００は、発電電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｚ＋Ｗ）の一部（ｆ［Ｈｚ］：Ｚ）を地域αの受電設備４０３に販売・送電し（Ｓ４７）、その残りの発電電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｗ）及び送電設備４０１から送られた電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ）及び周波数変換した電力（ｆ［Ｈｚ］：（Ｙ−Ｘ）−Ｗ）、すなわち、電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ）を受電設備４０２に送電する（Ｓ４８）。
【００５５】
図１３は、電力取引システム７００における発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図である。
但し、Ｘ≧Ｙ、Ｚ＝Ｗ＝０とする。図１３は、図１１において、Ｚ＝Ｗ＝０としたものに相当する。
【００５６】
地域αの送電設備４０１は、地域βの受電設備５０２への電力（Ｘ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ５１）。
地域βの送電設備５０１は、地域αの受電設備４０２への電力（Ｙ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ５２）。
【００５７】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備４０１から送られた電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ）の一部（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ）を受電設備４０２に送電（電力転送）し（Ｓ５３）、その残りの電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ−Ｙ）を周波数変換する（Ｓ５４）。
【００５８】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備５０１から送られた電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ）及び周波数変換した電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ−Ｙ）、すなわち、電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ）を受電設備５０２に送電する（Ｓ５５）。
【００５９】
図１４は、電力取引システム７００における発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図である。
但し、Ｘ≦Ｙ、Ｚ＝Ｗ＝０とする。図１４は、図１２において、Ｚ＝Ｗ＝０としたものに相当する。
【００６０】
地域αの送電設備４０１は、地域βの受電設備５０２への電力（Ｘ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ６１）。
地域βの送電設備５０１は、地域αの受電設備４０２への電力（Ｙ）の送電を発電・周波数変換設備３００に依頼する（Ｓ６２）。
【００６１】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備５０１から送られた電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ）の一部（ｇ［Ｈｚ］：Ｘ）を受電設備５０２に送電し（電力転送）（Ｓ６３）、その残りの電力（ｇ［Ｈｚ］：Ｙ−Ｘ）を周波数変換する（Ｓ６４）。
【００６２】
発電・周波数変換設備３００は、送電設備４０１から送られた電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｘ）及び周波数変換した電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ−Ｘ）、すなわち、電力（ｆ［Ｈｚ］：Ｙ）を受電設備４０２に送電する（Ｓ６５）。
【００６３】
上記のように図９〜図１４に示した過程を経て、発電・周波数変換設備３００は、図８に示した見かけ上の動作を行う。すなわち、発電・周波数変換設備３００は、地域αの送電設備から電力（Ｘ）が入力され、地域βの送電設備から電力（Ｙ）が入力され、動力源から動力（Ｚ＋Ｗ）が入力されると、地域βの受電設備に電力（Ｘ）、電力（Ｗ）を送電し、地域αの受電設備に電力（Ｙ）、電力（Ｚ）を送電する。
【００６４】
具体的には、発電・周波数変換設備３００は、［Ｘ≧Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０］の場合、図９に示す動作を行い、［Ｘ≦Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０］の場合、図１０に示す動作を行い、［Ｘ≧Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≦０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０］の場合、図１１に示す動作を行い、［Ｘ≦Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≦０］の場合、図１２に示す動作を行い、［Ｘ≧Ｙ、Ｚ＝Ｗ＝０］の場合、図１３に示す動作を行い、［Ｘ≦Ｙ、Ｚ＝Ｗ＝０］の場合、図１４に示す動作を行う。
【００６５】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０の場合（図９、図１０）、発電・周波数変換設備３００は、周波数変換動作を行う必要がなく、周波数変換に係る電力損失、費用的負担等を軽減することができる。
また、［Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≦０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０］あるいは［Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≦０］の場合（図１１、図１２）、発電・周波数変換設備３００は、地域αから送られた電力（Ｘ）、あるいは、地域βから送られた電力（Ｙ）の全てを周波数変換する必要がなく、周波数変換に係る電力損失、費用的負担等を軽減することができる。
さらに、電力販売を行わない場合（図１３、図１４）、すなわち、Ｚ＝Ｗ＝０の場合は、発電・周波数変換設備３００は、発電動作を行う必要がない。
【００６６】
すなわち、本発明の実施の形態における発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備は、電力系統の異なる地域間の電力送電委託があった場合、当該電力の全部あるいは一部を送電委託元地域の受電設備への送電に振り替えることにより、異なる地域に送電委託された電力の全てを周波数変換する必要がないので、周波数変換に係る電力損失、費用的負担を低減することができる。
また、発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備は、複数の異なる周波数の電力を発電可能であるので、周波数変換に係る電力量をさらに低減することができる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかる発電・周波数変換装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６８】
尚、上記の説明では、本発明の実施の形態における発電・周波数変換装置は、２台の発電電動機から構成されたが、取り扱う電力系統の種類数に応じて、３台以上の発電電動機により構成するようにしてもよい。
【００６９】
尚、上記の説明では、本発明の実施の形態における電力取引システムは、２の異なる電力系統の地域に関するものとして説明したが、発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備は、３以上の種類の電力系統を取り扱うことが可能である。従って、上記の電力取引システムは、３以上の異なる電力系統の地域に関しても容易に適用可能である。この場合、周波数変換を行う際、必ずしも、送電依頼先の地域の周波数に変換する必要はなく、送信依頼元の地域及び送信依頼先の地域のいずれとも異なる地域の周波数に変換するようにしてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、異なる電力系統、周波数に係る電力の発電及び周波数変換を行い、異なる電力系統間での電力供給及び送電を行うと共に、電力損失、費用的負担を軽減することのできる発電・周波数変換装置、発電・周波数変換設備、電力取引システム等を提供し、ひいては、電力取引の促進を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発電・周波数変換装置１００の概略構成図
【図２】発電・周波数変換装置１００の概略構成図
【図３】発電装置としての発電・周波数変換装置１００の動作を示す図
【図４】周波数変換装置としての発電・周波数変換装置１００の動作を示す図
【図５】発電装置及び周波数変換装置としての発電・周波数変換装置１００の動作を示す図
【図６】発電・周波数変換設備３００の構成を示す図
【図７】電力取引システム７００の構成を示す図
【図８】電力システム７００の見かけ上の動作を示す図
【図９】発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図（Ｘ≧Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０）
【図１０】発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図（Ｘ≦Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０）
【図１１】発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図（Ｘ≧Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≦０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≧０）
【図１２】発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図（Ｘ≦Ｙ、Ｚ−（Ｘ−Ｙ）≧０、Ｗ−（Ｙ−Ｘ）≦０）
【図１３】発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図（Ｘ≧Ｙ、Ｚ＝Ｗ＝０）
【図１４】発電・周波数変換設備３００の具体的動作を示す図（Ｘ≦Ｙ、Ｚ＝Ｗ＝０）
【図１５】従来の周波数変換装置１５００の概略を示す図
【符号の説明】
１００………発電・周波数変換装置
１０１………動力源
１０２………第１発電電動機
１０３………第２発電電動機
１０４………軸部
１０５………変速部
３００………発電・周波数変換設備（管理者３１０）
４００………地域α（ｆ［Ｈｚ］）
５００………地域β（ｇ［Ｈｚ］）
４０１、５０１………送電設備（送電者４１１、５１１）
４０２、５０２………受電設備（受電者５１２、５１２）
４０３、５０３………受電設備（購入者４１３、５１３）
７００………電力取引システム
７０１、７０２………送電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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