(57)【要約】【課題】  本発明は、電力需要のピーク時にも電力料金が所定値で、かつ、安価な電力を需要家に供給することを目的とする。【解決手段】  本発明は、燃料貯蔵設備が、低品質燃料製造設備が供給可能な低品質燃料量と発電設備の状況とに基づいて高品質燃料と低品質燃料とを混合組成した混合燃料を、発電設備に供給することを特徴とする。【効果】  本発明によれば、電力需要のピーク時にも電力料金が所定値で、かつ、安価な電力を需要家に供給することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料貯蔵設備に蓄えられた燃料を発電設備に供給し、該発電設備が発電する発電方法であって、
前記燃料貯蔵設備は、低品質燃料製造設備が供給可能な低品質燃料量と前記発電設備の状況とに基づいて高品質燃料と低品質燃料とを混合組成した混合燃料を、前記発電設備に供給することを特徴とする、発電方法。
【請求項２】
前記発電設備は、発電機器の性能，効率，定期検査結果および現状運転状況の少なくとも一つの情報に基づいて、発電設備の種類または運転台数を設定することを特徴とする、請求項１記載の発電方法。
【請求項３】
低品質燃料製造設備が、発電設備に発電用燃料を供給する燃料貯蔵設備に、低品質燃料を供給する燃料供給方法であって、
燃料貯蔵設備は、低品質燃料製造設備から伝達された供給可能な低品質燃料量と、発電設備から伝達される発電設備状況の情報とに基づいて、低品質燃料製造設備から低品質燃料を供給されることを特徴とする燃料供給方法。
【請求項４】
燃料貯蔵設備と、該燃料貯蔵設備より供給された燃料を用いて発電する発電設備とにより構成された発電システムであって、
前記発電設備は、低品質燃料製造設備が供給可能な低品質燃料量と前記発電設備の状況とに基づいて高品質燃料と低品質燃料とを混合組成した混合燃料を、前記発電設備に供給する手段を有することを特徴とする、発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電方法と発電システム、及び燃料供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電力会社にかかる負荷を平準化するために、電力消費量の実測値及び予測値の少なくとも一方に基づいて電力会社が電力料金を設定し、需要家の電力使用を制御する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、需要家は一般家庭を想定しているため、電力料金を変動させて需要を抑制することが可能である。しかし、需要家が工場の場合、常に一定であり、安価な電力料金とすることが望ましい。したがって、電力需要がピーク時にあっても、安価であり、かつ、所定値に保たれた電力料金で電力を供給するサービスが求められていた。
【０００５】
本発明は、電力需要のピーク時にも電力料金が所定値で、かつ、安価な電力を需要家に供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、燃料貯蔵設備が、低品質燃料製造設備が供給可能な低品質燃料量と発電設備の状況とに基づいて高品質燃料と低品質燃料とを混合組成した混合燃料を、発電設備に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力需要のピーク時にも電力料金が所定値で、かつ、安価な電力を需要家に供給することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本実施例におけるシステム構成の概要を図１に示す。
【０００９】
燃料運用者１は、天然ガスや精製油等の高品質燃料を貯蔵する高品質燃料貯蔵設備６，工場残渣油や副生成物等を改質・精製した低品質燃料を貯蔵する低品質燃料貯蔵設備７，低品質燃料の流量を調整する低品質燃料流量調整器１６，高品質燃料と低品質燃料とを混合・調整する燃料性状調整器１７，燃料性状調整器１７に燃料性状調整指令信号２１を送信する燃料性状調整制御装置１２，各燃料貯蔵設備６，７内の燃料残存量や残存燃料の性状・組成，後述の発電設備８，９、及び低品質燃料製造設備を有する需要家の低品質燃料製造状況等の情報を蓄積する燃料情報データベース１４から構成される。
【００１０】
発電設備運用者２は、高品質燃料を主燃料とするガスタービン発電機や燃料電池等の高品質燃料を使用する高品質燃料使用発電設備８，ディーゼル発電機やガスエンジン発電機等の低品質燃料を主燃料とできる低品質燃料使用発電設備９，各発電設備８，９に発電設備運転指令信号２２を送信する発電設備運用制御装置１３，発電設備８，９の運転状態，検査結果，保全情報、および後述する需要家４，５の過去電力消費状況等の情報を蓄積する発電設備情報データベース１５，送配電設備１０への系統連系設備１１から構成される。なお、本実施例では使用する燃料の質に応じて、高品質燃料使用発電設備８と低品質燃料使用発電設備９とを使い分けている。しかし、高品質燃料と低品質燃料の両者に対応可能な発電設備を用いた場合、本実施例のように燃料の質に応じて発電設備を切換える必要はない。
【００１１】
グリッド運用者３は、需要家へ電力を送配電する送配電設備１０と配電設備１９，２０から構成される。
【００１２】
そして、低品質燃料製造設備を有した需要家５は、燃料運用者１に低品質燃料を供給する低品質燃料輸送設備１８を有する。本実施例では、低品質燃料輸送設備１８は低品質燃料製造設備を有した需要家５が有するが、燃料運用者１の構成設備であっても良い。また、低品質燃料製造設備を有した需要家５に対して、低品質燃料製造設備を所有しておらず、グリッド運用者３より電力を購入するのみの需要家は一般需要家４とする。
【００１３】
次に、各運用者１，２，３および需要家４，５間の契約形態および供給のフローについて、図２を用いて説明する。図２は、各運用者１，２，３および需要家４，５間の契約と、実際に供給される物の行き来を時間軸に沿って表しており、下方向に時間が経過する。破線は契約と代価、二重線は物の流れを示す。
【００１４】
以下に、時間軸に沿って、各運用者１，２，３および需要家４，５間の燃料供給について説明する。
【００１５】
発電設備運用者２と燃料運用者１は、発電設備運用者２が予め所有する発電機器の許容最大発電量に応じた燃料量供給契約３１を結ぶ。また、発電設備運用者２とグリッド運用者３間では、発電設備運用者２が所有する発電機器の許容最大電力供給量に応じた供給電力契約（託送契約）３２を結ぶ。
【００１６】
ここで、託送契約について説明する。発電設備運用者２は発電設備しか所有していないため、単独で需要家に電力を供給することは不可能である。したがって、電力供給網を保有するグリッド運用者３に電力供給を委託する契約が託送契約である。なお、グリッド運用者３が保有する電力供給網には、発電設備運用者２の発電設備だけでなく、自家発電設備、ＩＰＰ（独立系発電事業者）、燃料電池等の分散型電源設備や一般家庭もグリッドに連係されている。
【００１７】
燃料運用者１は、燃料量供給契約３１に応じて、予め高品質燃料と低品質燃料とを混合組成して調整した混合燃料を発電設備運用者２に供給する（３３）。更に、需要家４，５の中で低品質燃料製造設備を有する需要家５と燃料運用者１間で低品質燃料供給契約３４を結ぶことで、需要家５は必要に応じた量の低品質燃料供給３５をする。ここで、低品質燃料供給契約３４の他に、例えば需要家５が所有する低品質燃料製造設備からの低品質燃料供給量が契約量を下回った場合に備え、低品質燃料供給不履行予備金３６を蓄えておくことが望ましい。需要家５から低品質燃料供給量が契約料を下回った場合、通常の運用時よりも高品質燃料の使用量が増加するため、混合燃料の料金が上昇する。その場合、違約金を需要家５に供給する電力料金に上乗せすることが考えられる。しかし、本実施例のように低品質燃料供給不履行予備金３６を事前に蓄えておくことで、低品質燃料製造設備からの低品質燃料供給量が契約料よりも下回った場合には、不足分に相当する高品質燃料の購入代金に当てることができる。したがって、低品質燃料製造設備を有する需要家５に供給する電力料金には違約金を上乗せする必要が無いため、需要家５に供給する電力の料金を所定値に保つことが可能である。
【００１８】
次に、各運用者１，２，３および需要家４，５間の電力供給について、図１を用いて説明する。
【００１９】
予め需要家４，５と発電設備運用者２間において、グリッド運用者３から電力を直接購入するよりも安価な電力を供給する安価電力契約３７，３８を結んでおく。発電設備運用者２は契約に基づいて、安価な電力を供給３９，４０する。
【００２０】
更に、発電設備運用者２とグリッド運用者３間では、各自の設備に不具合が発生した場合に備え、以下の形態で安定した電力供給を実施できるように、お互いに契約を結ぶ。
【００２１】
グリッド運用者３と発電設備運用者２間では、例えば夏期の最高気温時といった電力需要ピーク時に、発電設備運用者２の許容最大発電量と供給予定電力量との差分であり余剰電力量を、グリッドに供給する電力ピーク時電力供給契約４１を結ぶ。通常、夏期の電力需要ピーク時は、一般家庭では電力需要が増加するが、工場といった需要家４，５では夏期休暇となるため、逆に電力需要は低下する。したがって、本実施例では夏期の電力需要ピーク時でも、発電設備運用者２には余剰電力が発生する。そこでグリッド運用者３は、電力需要ピーク時に発電設備運用者２から安定的に電力バックアップをしてもらうことが可能となり、グリッドに連係される他の発電設備の電源容量を削減することが出来る。
【００２２】
同時に、発電設備運用者２とグリッド運用者３間では、発電設備運用者２が所有する発電設備が計画外停止した場合に、グリッド運用者３が需要家４，５に電力を供給してもらうために計画外停止時電力供給契約４２を結ぶ。この契約に基づいて、グリッド運用者３は、発電設備運用者２からの電力供給が滞った場合に、グリッド運用者３が別に所有する発電設備によって非常時電力供給４３，４４を実施する。したがって、発電設備運用者２が所有する発電設備が計画外停止した場合に、グリッド運用者３から送電バックアップを受けることが可能である。
【００２３】
更に、グリッド運用者３と発電設備運用者２間において、グリッドに連系されている他の発電設備やグリッド自体の不具合により引き起こされる系統不安定（例えば系統周波数変動）が発生した時に、グリッド電力安定化に必要な電力量を供給してもらう系統電力安定化契約４５を結ぶ。この契約に基づいて、発電設備運用者２は、グリッド運用者３に系統不安定時電力供給４６を実施し、発電設備運用者から電力バックアップを受けることが可能である。
【００２４】
なお、これらの契約４１，４２，４５の料金支払いは、不具合発生時に直接双方向で支払う方法や、年・月・日単位で予め決められた料金を補填費プール機能４７に蓄えておき、不具合発生時に補填費プール機能４７から支払う方法が考えられる。また、発電設備運用者２とグリッド運用者３間では、託送契約を結んでいるため、前述の電力バックアップ容量に応じて託送契約料金を低減することが可能である。したがって、この差額分を発電設備運用者２が需要家４，５に供給する電力の料金に反映させて、電力料金を低減させることも可能である。
【００２５】
次に、各運用者１，２，３および需要家４，５が所有する制御装置間の情報の流れ、および供給のフローについて、図３を用いて説明する。図３は、各運用者１，２，３および需要家４，５が所有する制御装置間の情報の流れと、実際に供給される物の行き来を時間軸に沿って表しており、下方向に時間が経過する。ここで、図中の破線は情報の流れ、二重線は物の流れを示す。また、燃料運用者１は燃料性状調整制御装置１２を、発電設備運用者２は発電設備運用制御装置１３を、グリッド運用者３はグリッド制御装置９０を所有する。そして、一般需要家４と低品質燃料製造設備を有する需要家５は、それぞれ制御装置９１，９２を所有している。
【００２６】
低品質燃料製造設備を有する需要家５が所有する制御装置９２は、燃料性状調整制御装置１２へ供給可能な低品質燃料量を伝達する（残存燃料量・燃料性状情報５５）。更に、発電設備運用制御装置１３は、発電設備運用者２が所有する発電設備の状況（例えば点検中の機器や即時運転可能な機器および現在運転中の機器等）を発電設備情報データベース１５から読み取り、発電可能電力量情報５６として燃料性状調整制御装置１２に伝達する。燃料運用者１が所有する燃料性状調整制御装置１２は、前述の情報５５，５６に基づいて、高品質燃料と低品質燃料との混合比を設定する。混合燃料を生成する際に必要な高品質燃料と低品質燃料との混合比を燃料性状調整制御装置１２が設定することで、低品質燃料の必要量が決定でき、必要量の低品質燃料を需要家５から供給してもらうことができる（５７）。
【００２７】
次に、需要家４，５が所有する制御装置９１，９２は、発電設備運用制御装置１３とグリッド制御装置９０に対し、需要家４，５が消費する消費電力量５８，５９を伝達する。なお、燃料性状調整制御装置１２は、予め発電設備運用者２が所有する発電機器で使用可能な燃料性状，低品質燃料性状及び燃料貯蔵状況等の情報を整理している。この情報は、燃料運用者１が所有する燃料情報データベース１４に蓄えられている。そして、燃料運用者１が現時点で保有する燃料の残存燃料量・性状６０を、燃料性状調整制御装置１２が燃料情報データベース１４から読み出し、発電設備運用者２が所有する発電設備運用制御装置１３に伝達する。発電設備運用制御装置１３は、燃料性状調整制御装置１２から受信した燃料の残存燃料量・性状６０から発電設備情報データベース１５を読み出し、発電可能電力量６１を算出する。算出された発電可能電力量６１は、グリッド制御装置９０に伝達する。なお、発電設備運用者２が所有する発電設備情報データベース１５には、発電設備運用者２が所有する発電機器の性能，効率，定期検査結果および現状運転状況等が予め整理されている。この発電設備情報データベース１５は、発電設備を稼動または稼動準備する時に、設備全体で最適な効率、運用形態となるように発電設備の種類及び運転台数の調整に使用する。
【００２８】
このように、発電設備情報データベース１５により発電設備の種類及び運転台数の調整を行うため、設備全体で最適な効率，運用形態とすることが可能である。また、発電単価を所定値とすることも可能であり、需要家に供給する電力の料金を所定値に出来る。
【００２９】
グリッド制御装置９０は、需要家４，５が所有する制御装置９１，９２の要求に基づく発電指令信号（ＭＷＤ：Mega Watt Demand）６２を、発電設備運用制御装置１３に伝達する。発電設備運用制御装置１３は、必要な消費燃料量６３を燃料性状調整制御装置１２に伝達し、燃料運用者１は、消費燃料量６３に応じた混合燃料６４を供給する。発電設備運用者２は、グリッド運用者３に電力供給６５を実施し、グリッド運用者３は、需要家４，５に対し安価に電力供給６６，６７する。
【００３０】
このように、発電設備運用者２は高品質燃料のみでなく、低品質燃料も使用した混合燃料により発電するため、高品質燃料のみによる発電に比べ、発電コストを低減することが可能である。したがって、発電設備運用者２は、需要家４，５に安価な電力を安定的に供給することが出来る。また、低品質燃料製造設備を有する需要家５の場合、低品質燃料を消費する施設を自前で設置する必要もなく、通常は使用用途が限られた低品質燃料を安定的に使用することが出来る。更に、低品質燃料製造設備を有する需要家５が供給する低品質燃料量に応じた電力料金を設定することで、低品質燃料製造設備を有する需要家５は更に安価な電力料金で、電力を安定的に供給してもらうことも可能である。
【００３１】
また、グリッド運用者３と需要家４，５間で季時別電力料金契約を結んでいる場合、夏期の電力需要ピーク時には、電力料金が通常より高く設定されている。しかし、発電設備運用者２は低品質燃料も使用した混合燃料により発電するため、需要家４，５はより低価格な電力料金で電力を供給してもらうことが可能であり、また、夏期の電力需要ピーク時にあっても年間を通して所定値の電力料金で電力を得ることが出来る。
【００３２】
そして、グリッド運用者３が季時別電力料金と需要家の消費電力量情報とを蓄えるデータベースを備えることで、データベース内の情報と過去の気候とを照らし合わせて、週または月毎の消費電力量の類似度を判定し、燃料運用者１と発電設備運用者２へ発電量計画情報を提供することも可能である。
【００３３】
本実施例において各運用者１，２，３の所有する設備に異常が発生した場合の実施フローを、図４，図５を用いて説明する。図４，図５は、各運用者１，２，３および需要家４，５が所有する制御装置間の情報の流れと、実際に供給される物の行き来を時間軸に沿って表しており、下方向に時間が経過する。図中の破線は情報の流れ、二重線は物の流れを示す。
【００３４】
まず、発電設備運用者２が所有する発電設備に異常が発生し、計画外停止した場合を図４で説明する。この時、発電設備運用制御装置１３は燃料性状調整制御装置１２およびグリッド制御装置９０に対し、計画外停止が起きたことを伝える計画外停止情報４８，６８と、発電設備状況の情報４９，６９を伝達する。燃料性状調整制御装置１２は、発電設備運用制御装置１３から得た情報４８，４９を基に、発電設備運用者２へ供給する燃料流量および燃料性状の調整を実施する。更にグリッド運用者３は、予め発電設備運用者２と需要家４，５との間で結ばれた電力供給契約（図２の４２）に基づいて、各需要家４，５に対して電力供給７０，７１を実施する。
【００３５】
次に、グリッド運用者３の配電設備に異常が発生した場合を図５で説明する。グリッド制御装置９０は発電設備運用制御装置１３に対し、グリッド運用者３が所有する配電設備に異常が発生したことを知らせる系統異常情報７２を伝達する。系統異常情報７２の内容は、例えば系統周波数の変動の場合もある。発電設備運用制御装置１３は、予め所有する発電設備状態の発電設備情報データベース１５を設けている。そのため、系統異常情報
７２に応じて、直ちに発電開始可能な発電機器や運転中の負荷急変対応が可能な発電機器等の発電設備状況情報７３を、発電設備情報データベース１５から読み出し、燃料性状調整制御装置１２に伝達する。燃料性状調整制御装置１２は、低品質燃料製造設備を有する需要家５が供給可能な最大量である許容最大低品質燃料供給情報７４を得ている。したがって、燃料性状調整制御装置１２は、予め設けている燃料情報データベース１４内のデータを基に、異常時対応に必要となる低品質燃料７５の量を算出し、需要家５から供給してもらう。更に燃料性状調整制御装置１２は、発電設備運用制御装置１３に対し、燃料運用者１が現時点で所有する燃料の残存燃料量・供給燃料性状等の情報７６を伝達する。発電設備運用制御装置１３は、得られた情報７６を基に、所有する発電設備の最適運用計画を立案後、発電設備運用者２が供給可能な電力量の情報（発電可能電力量情報７７）をグリッド制御装置９０に伝達する。グリッド制御装置９０は、配電設備の異常により生じた系統異常を復旧するために必要な電力量を、発電量指令情報７８として発電設備運用制御装置１３に伝達する。発電設備運用制御装置１３は、得られた発電量指令情報７８を基に、発電設備が消費する消費燃料量情報７９を燃料性状調整制御装置１２に伝達し、燃料運用者１は必要な混合燃料８０を発電設備運用者２に供給する。発電設備運用者２は、供給された混合燃料で発電を実施し、グリッド運用者３へ供給する（８１）。グリッド運用者３は、得られた電力により系統異常を復旧させることが可能であり、安定で安価な電力を需要家４，５へ供給８２，８３する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施例のシステム構成概要。
【図２】本実施例の契約形態および物の供給フロー。
【図３】本実施例の情報および物の供給フロー。
【図４】発電設備運用者が所有する発電設備に異常が生じた時の実施フロー。
【図５】グリッド運用者の配電設備に異常が生じた時の実施フロー。
【符号の説明】
【００３７】
１…燃料運用者、２…発電設備運用者、３…グリッド運用者、４…一般需要家、５…低品質燃料製造設備を有する需要家、６…高品質燃料貯蔵設備、７…低品質燃料貯蔵設備、８…高品質燃料使用発電設備、９…低品質燃料使用発電設備、１０…送配電設備、１１…系統連系設備、１２…燃料性状調整制御装置、１３…発電設備運用制御装置、１４…燃料情報データベース、１５…発電設備情報データベース、１６…低品質燃料流量調整器、
１７…燃料性状調整器、１８…低品質燃料輸送設備、１９，２０…配電設備、２１…燃料性状調整指令信号、２２…発電設備運転指令信号、２３，２４…電力料金契約、２５…負荷指令信号、２６…消費燃料量、２７…燃料供給、２８，２９，３０，６５，６６，６７，７０，７１，８１，８２，８３…電力供給、３１…燃料量供給契約、３２…供給電力契約（託送契約）、３３…混合燃料供給、３４…低品質燃料供給契約、３５…低品質燃料供給、３６…低品質燃料供給不履行予備金、３７…安価電力契約、３８…安価電力契約、
３９，４０…安価電力供給、４１…電力ピーク時電力供給契約、４２…計画外停止時電力供給契約、４３，４４…非常時電力供給、４５…系統電力安定化契約、４６…系統不安定時電力供給、４７…補填費プール機能、４８，６８…計画外停止情報、４９，６９…発電設備状況の情報、５５…残存燃料量・燃料性状情報、５６…発電可能電力量情報、５７…低品質燃料供給、５８，５９…消費電力量、６０…残存燃料量・性状、６１…発電可能電力量、６２…発電指令信号、６３…消費燃料量、６４，８０…混合燃料、７２…系統異常情報、７３…発電設備状況情報、７４…許容最大低品質燃料供給情報、７５…低品質燃料、７６…残存燃料量・供給燃料性状等の情報、７７…発電可能電力量情報、７８…発電量指令情報、７９…消費燃料量情報。
【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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