(57)【要約】【課題】買電単価とディーゼル発電機による発電単価に応じてディーゼル発電機を運転することで電力コストを削減することが可能な、廃棄物処理施設における電力供給方法を提供する。【解決手段】施設外への送電が可能なタービン発電機と施設外への送電ができないディーゼル発電機とを備える廃棄物処理施設における電力供給方法であって、廃棄物処理施設の契約電力と廃棄物処理施設の消費電力の大小（ＳＴ１０）、及び商用電力系統から供給される買電電力の単価とディーゼル発電機による発電電力の単価の大小（ＳＴ１１、ＳＴ１２）に応じて、ディーゼル発電機による発電電力と買電電力の供給比率を変化させることを特徴としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
施設外への送電が可能なタービン発電機と施設外への送電ができないディーゼル発電機とを備える廃棄物処理施設における電力供給方法であって、
前記廃棄物処理施設の契約電力と該廃棄物処理施設の消費電力の大小、及び商用電力系統から供給される買電電力の単価と前記ディーゼル発電機による発電電力の単価の大小に応じて、前記ディーゼル発電機による発電電力と前記買電電力の供給比率を変化させることを特徴とする廃棄物処理施設における電力供給方法。
【請求項２】
請求項１記載の廃棄物処理施設における電力供給方法において、前記ディーゼル発電機による発電電力の最大値ＭＸ１及び最小値ＭＮ１、並びに前記買電電力の最大値ＭＸ２及び最小値ＭＮ２を予め設定しておき、
（ａ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力以上、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価以下のとき、前記ディーゼル発電機による発電電力を前記最大値ＭＸ１もしくは前記買電電力を前記最小値ＭＮ２に維持して前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給し、
（ｂ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力以上、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価を超えるとき、前記ディーゼル発電機による発電電力を前記最小値ＭＮ１もしくは前記買電電力を前記最大値ＭＸ２に維持して前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給し、
（ｃ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力未満、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価以下のとき、前記買電電力を前記最小値ＭＮ２に維持して前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給し、
（ｄ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力未満、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価を超えるとき、前記ディーゼル発電機を停止して前記買電電力のみにより前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給することを特徴とする廃棄物処理施設における電力供給方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の廃棄物処理施設における電力供給方法において、前記廃棄物処理施設の稼動開始時及び稼動停止時に前記ディーゼル発電機を運転することを特徴とする廃棄物処理施設における電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施設外への送電が可能なタービン発電機と施設外への送電ができないディーゼル発電機とを備える廃棄物処理施設における電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自家用発電機を商用電力系統と連系させ、自家用発電機で不足する電力を商用電力系統から負荷に供給するようにした系統連系運転が従来より広く行われている。このような電力供給システムでは、自家用発電機の余剰電力を電力会社に販売する、いわゆる逆潮流が電気事業法により認められている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、所定の時間範囲毎に、製造プラント内で使用される使用電力の時間的変化を予測し、その予測した使用電力の時間的変化に基づいて、外部から購入することが必要と予測される買電力量が所定の電力量を超えないように発電電力を調整することを特徴とする製造プラント発電設備の発電電力調整方法の発明が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、電力価値が高い時間帯を、蓄電電力を活用して発電電力を積極的に売電に回すべき時間帯に決定することにより、電力の売買に伴う電気消費者の経済的利益を増大させることができる電力制御装置及び電力制御方法の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４８１８５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３０６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
廃棄物焼却に伴って発生する廃熱によって駆動するタービン発電機と燃料油によって駆動するディーゼル発電機とを備える廃棄物処理施設では、電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法（ＲＰＳ法）の適用により、タービン発電機から施設外に送電される電力単価が他の電力に比べて高く設定されている。そのため、廃棄物処理施設に設置されている、廃棄物以外の燃料を使用する発電機による外部送電（逆潮流）が禁止されている。
なお、本明細書では、ディーゼル発電機を「ＤＧ」と呼ぶことがある。
【０００７】
従来、廃棄物処理施設に備えられているディーゼル発電機は、３０分間の受電電力量の積算値が契約電力を超えないように起動、停止している。その際、ディーゼル発電機による発電電力が商用電力系統（施設外）へ逆潮流しないように一定の電力を買いつつ、ディーゼル発電機を運転することが一般的であるため、買電を最大もしくは最小とする制御を行っている。
図４は、従来の廃棄物処理施設における電力供給方法を示したフロー図である。従来の方法では、先ず、廃棄物処理施設の契約電力と消費電力を比較し（ＳＴ１００）、消費電力が契約電力以上である場合、契約電力にディーゼル発電機の最小発電電力を加えた電力で消費電力を賄えるかどうか判断する（ＳＴ１０１）。上記電力和が消費電力以下である場合、買電を最大とし（ＳＴ１０２）、上記電力和が消費電力を上回っている場合、買電を最小としてそれぞれディーゼル発電機を運転する（ＳＴ１０３）。一方、廃棄物処理施設の消費電力が契約電力未満の場合は、ディーゼル発電機を停止して電力供給は買電力のみとする（ＳＴ１０４）。
【０００８】
上述した従来の電力供給方法では、買電単価が高い場合でも運転方法を変えないので、無駄な電力コストが掛かるという問題がある。
一方、特許文献１記載の発明が対象とする製造プラント設備や特許文献２記載の発明が対象とする個人等の電気消費者は、ＲＰＳ法の規制を受ける廃棄物処理施設と異なり、自由に売電が可能である。従って、特許文献１や特許文献２に記載されている技術は、廃棄物処理施設の電力コストを削減するうえで参考とならない。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、買電単価とディーゼル発電機による発電単価に応じてディーゼル発電機を運転することで電力コストを削減することが可能な、廃棄物処理施設における電力供給方法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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、施設外への送電が可能なタービン発電機と施設外への送電ができないディーゼル発電機とを備える廃棄物処理施設における電力供給方法であって、
前記廃棄物処理施設の契約電力と該廃棄物処理施設の消費電力の大小、及び商用電力系統から供給される買電電力の単価と前記ディーゼル発電機による発電電力の単価の大小に応じて、前記ディーゼル発電機による発電電力と前記買電電力の供給比率を変化させることを特徴としている。
【００１１】
本発明では、廃棄物処理施設の契約電力と消費電力の大小に加えて、商用電力系統から供給される買電電力の単価とディーゼル発電機による発電電力の単価の大小に応じて、ディーゼル発電機による発電電力と買電電力の供給比率を変化させるようにしているので、発電単価と買電単価を比較して、電力単価が低いほうの供給比率を高めることができる。
【００１２】
また、本発明に係る廃棄物処理施設における電力供給方法では、以下の制御を行うことを好適とする。
前記ディーゼル発電機による発電電力の最大値ＭＸ１及び最小値ＭＮ１、並びに前記買電電力の最大値ＭＸ２及び最小値ＭＮ２を予め設定しておく。そして、
（ａ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力以上、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価以下のとき、前記ディーゼル発電機による発電電力を前記最大値ＭＸ１もしくは前記買電電力を前記最小値ＭＮ２に維持して前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給する。
（ｂ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力以上、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価を超えるとき、前記ディーゼル発電機による発電電力を前記最小値ＭＮ１もしくは前記買電電力を前記最大値ＭＸ２に維持して前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給する。
（ｃ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力未満、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価以下のとき、前記買電電力を前記最小値ＭＮ２に維持して前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給する。
（ｄ）前記廃棄物処理施設の消費電力が前記廃棄物処理施設の契約電力未満、且つ前記ディーゼル発電機による発電電力の単価が前記買電電力の単価を超えるとき、前記ディーゼル発電機を停止して前記買電電力のみにより前記廃棄物処理施設内の負荷に電力を供給する。
【００１３】
廃棄物処理施設の消費電力が契約電力以上の場合、発電機による電力供給が必要となる。当該構成では、発電単価が買電単価以下のとき、ディーゼル発電機による発電電力を最大もしくは買電電力を最小にすると共に、発電単価が買電単価を超えるときは、ディーゼル発電機による発電電力を最小もしくは買電電力を最大にして電力コストを削減する。
一方、廃棄物処理施設の消費電力が契約電力未満の場合は、発電単価が買電単価以下のとき、買電電力を最小にしてディーゼル発電機を運転すると共に、発電単価が買電単価を超えるときは、ディーゼル発電機を停止することにより電力コストを削減する。
【００１４】
また、本発明に係る廃棄物処理施設における電力供給方法では、前記廃棄物処理施設の稼動開始時及び稼動停止時に前記ディーゼル発電機を運転するようにしてもよい。
【００１５】
廃棄物処理施設が稼働している間は、廃棄物焼却に伴って発生する廃熱によって駆動するタービン発電機から供給される電力によって廃棄物処理施内の電力を賄うことができることに加え、タービン発電機から供給される電力を施設外へ送電して売電することもできる。そのため、ディーゼル発電機の運転を廃棄物処理施設の稼動開始時及び稼動停止時に限定してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る廃棄物処理施設における電力供給方法では、廃棄物処理施設の契約電力と消費電力の大小に加えて、商用電力系統から供給される買電電力の単価とディーゼル発電機による発電電力の単価の大小に応じて、ディーゼル発電機による発電電力と買電電力の供給比率を変化させるようにしているので、電力単価が低いほうの供給比率を高めることができる。その結果、従来に比べて電力コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】廃棄物処理施設の電力供給系統の一例を示した模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る廃棄物処理施設における電力供給方法を示したフロー図である。
【図３】廃棄物処理施設の稼動開始時における廃棄物処理施設の電力状況をシミュレーションしたグラフであり、（Ａ）は消費電力の推移、（Ｂ）は買電電力の推移、（Ｃ）はディーゼル発電機による発電電力の推移、（Ｄ）は電力コストの推移をそれぞれ示している。
【図４】従来の廃棄物処理施設における電力供給方法を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。
【００１９】
本発明の一実施の形態に係る廃棄物処理施設における電力供給方法が適用される廃棄物処理施設２０の電力供給系統の一例を図１に示す。
商用電力系統１５から廃棄物処理施設２０に供給される特別高圧電力は、変圧器１２により電圧調整された後、電力継電器１３を経由して各負荷１６に配電線１４を介して供給される。
【００２０】
廃棄物処理施設２０には、燃料油によって駆動するディーゼル発電機１０と、廃棄物焼却に伴って発生する廃熱によって駆動するタービン発電機１１とが備えられている。タービン発電機１１は変圧器１２と電力継電器１３の間の配電線１４に、ディーゼル発電機１０は電力継電器１３と負荷１６の間の配電線１４にそれぞれ接続されている。即ち、電力継電器１３を挟んで商用電力系統１５側にタービン発電機１１が、負荷１６側にディーゼル発電機１０が配置されている。
【００２１】
電力継電器１３は、ディーゼル発電機１０の発電電力が商用電力系統１５に逆潮流しないようにするための装置であり、商用電力系統１５に逆潮流した瞬間に系統を解列させて逆潮流を防止する。因って、ディーゼル発電機１０による発電電力は、配電線１４を介して各負荷１６にのみ供給される。一方、タービン発電機１１による発電電力は、商用電力系統１５及び各負荷１６に供給可能とされている。
【００２２】
次に、廃棄物処理施設２０の稼動開始時及び稼動停止時における電力供給方法について、図２に示すフロー図を用いて説明する。
（１）ディーゼル発電機１０による発電電力の最大値ＭＸ１及び最小値ＭＮ１、並びに商用電力系統１５から供給される買電電力の最大値ＭＸ２及び最小値ＭＮ２を設定する。
（２）廃棄物処理施設２０の消費電力が廃棄物処理施設２０の契約電力以上かどうか判断する（ＳＴ１０）。
（３）廃棄物処理施設２０の消費電力が廃棄物処理施設２０の契約電力以上の場合、ディーゼル発電機１０による発電電力の単価が商用電力系統１５から供給される買電電力の単価以下かどうか判断する（ＳＴ１１）。
【００２３】
（４）ディーゼル発電機１０による発電電力の単価が商用電力系統１５から供給される買電電力の単価以下の場合、ディーゼル発電機１０の定格電力が廃棄物処理施設２０の消費電力以下かどうか判断する（ＳＴ１３）。
（５）廃棄物処理施設２０の消費電力がディーゼル発電機１０の定格電力以上の場合、運転パターンＡにより廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給する（ＳＴ１５）。ここで、運転パターンＡとは、ディーゼル発電機１０による発電電力を最大値ＭＸ１とし、商用電力系統１５から供給される買電電力を消費電力−発電電力の最大値ＭＸ１として、廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給することである。
（６）一方、廃棄物処理施設２０の消費電力がディーゼル発電機１０の定格電力未満の場合、運転パターンＣにより廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給する（ＳＴ１７）。ここで、運転パターンＣとは、商用電力系統１５から供給される買電電力を最小値ＭＮ２とし、ディーゼル発電機１０による発電電力を消費電力−買電電力の最小値ＭＮ２として、廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給することである。
【００２４】
（７）上記（３）において、ディーゼル発電機１０による発電電力の単価が商用電力系統１５から供給される買電電力の単価を超えている場合、廃棄物処理施設２０の契約電力にディーゼル発電機１０の最小発電力ＭＮ１を加えた電力が廃棄物処理施設２０の消費電力以下かどうか判断する（ＳＴ１４）。
（８）廃棄物処理施設２０の契約電力にディーゼル発電機１０の最小発電電力ＭＮ１を加えた電力が廃棄物処理施設２０の消費電力以下の場合、運転パターンＢにより廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給する（ＳＴ１６）。ここで、運転パターンＢとは、商用電力系統１５から供給される買電電力を最大値ＭＸ２とし、ディーゼル発電機１０による発電電力を消費電力−買電電力の最大値ＭＸ２として、廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給することである。
（９）一方、廃棄物処理施設２０の契約電力にディーゼル発電機１０の最小発電電力ＭＮ１を加えた電力が廃棄物処理施設２０の消費電力を超えている場合、運転パターンＤにより廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給する（ＳＴ１８）。ここで、運転パターンＤとは、ディーゼル発電機１０による発電電力を最小値ＭＮ１とし、商用電力系統１５から供給される買電電力を消費電力−発電電力の最小値ＭＮ１として、廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給することである。
【００２５】
（１０）上記（２）において、廃棄物処理施設２０の消費電力が廃棄物処理施設２０の契約電力未満の場合、ディーゼル発電機１０による発電電力の単価が商用電力系統１５から供給される買電電力の単価以下かどうか判断する（ＳＴ１２）。
（１１）ディーゼル発電機１０による発電電力の単価が商用電力系統１５から供給される買電電力の単価以下の場合、運転パターンＣにより廃棄物処理施設２０内の負荷１６に電力を供給する（ＳＴ１７）。
（１２）一方、ディーゼル発電機１０による発電電力の単価が商用電力系統１５から供給される買電電力の単価を超えている場合、ＤＧ停止とする（ＳＴ１９）。即ち、ディーゼル発電機１０を停止して廃棄物処理施設２０内の負荷１６への電力供給は買電電力のみとする。
【００２６】
なお、ディーゼル発電機１０の運転制御において、ディーゼル発電機１０が停止と運転を繰り返す状態は、機器保護のうえから望ましくない。そのため、ディーゼル発電機１０の停止と運転の間隔を１０分以上空けることが望ましい。また、運転パターンの切替についても、チャタリング（過度の運転パターンの変更）を防止するため、１分以上の間隔を空けることが望ましい。
【００２７】
表１は、６つのケースを想定し、各ケースが如何なる運転パターンになるか示した表である。但し、ディーゼル発電機による発電電力の最大値は２０００ｋＷ、最小値は５００ｋＷ、商用電力系統から供給される買電電力の最大値は８５０ｋＷ、最小値は５０ｋＷとしている。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
ケース１の場合、消費電力が２７００ｋＷで契約電力９００ｋＷを超えているため、発電単価１０円／ｋＷと買電単価１２円／ｋＷが比較される（ＳＴ１１）。発電単価が買電単価以下であるため、ディーゼル発電機の定格電力２０００ｋＷと消費電力２７００ｋＷが比較される（ＳＴ１３）。消費電力がディーゼル発電機の定格電力以上であるため、ディーゼル発電機は最大発電電力２０００ｋＷで運転され、買電電力は２７００ｋＷ−２０００ｋＷ＝７００ｋＷとなる（運転パターンＡ）。
【００３０】
ケース２の場合、消費電力が契約電力を超えているため、発電単価１２円／ｋＷと買電単価１０円／ｋＷが比較される（ＳＴ１１）。発電単価が買電単価を超えているため、契約電力９００ｋＷにディーゼル発電機の最小発電電力５００ｋＷを加えた電力１４００ｋＷと消費電力２７００ｋＷが比較される（ＳＴ１４）。契約電力にディーゼル発電機の最小発電電力を加えた電力が消費電力以下であるため、買電電力を最大値である８５０ｋＷ、ディーゼル発電機の発電電力を２７００ｋＷ−８５０ｋＷ＝１８５０ｋＷとして運転される（運転パターンＢ）。
【００３１】
ケース３の場合、消費電力が１８００ｋＷで契約電力９００ｋＷを超えているため、発電単価１０円／ｋＷと買電単価１２円／ｋＷが比較される（ＳＴ１１）。発電単価が買電単価以下であるため、ディーゼル発電機の定格電力２０００ｋＷと消費電力１８００ｋＷが比較される（ＳＴ１３）。消費電力がディーゼル発電機の定格電力を下回っているため、買電電力を最小値である５０ｋＷ、ディーゼル発電機の発電電力を１８００ｋＷ−５０ｋＷ＝１７５０ｋＷとして運転される（運転パターンＣ）。
【００３２】
ケース４の場合、消費電力が８００ｋＷで契約電力９００ｋＷ未満であるため、発電単価１０円／ｋＷと買電単価１２円／ｋＷが比較される（ＳＴ１２）。発電単価が買電単価以下であるため、買電電力を最小値である５０ｋＷ、ディーゼル発電機の発電電力を８００ｋＷ−５０ｋＷ＝７５０ｋＷとして運転される（運転パターンＣ）。
【００３３】
ケース５の場合、消費電力が１２００ｋＷで契約電力９００ｋＷを超えているため、発電単価１２円／ｋＷと買電単価１０円／ｋＷが比較される（ＳＴ１１）。発電単価が買電単価を超えているため、契約電力９００ｋＷにディーゼル発電機の最小発電電力５００ｋＷを加えた電力１４００ｋＷと消費電力１２００ｋＷが比較される（ＳＴ１４）。契約電力にディーゼル発電機の最小発電電力を加えた電力が消費電力を超えているため、ディーゼル発電機は最小発電電力５００ｋＷで運転され、買電電力は１２００ｋＷ−５００ｋＷ＝７００ｋＷとなる（運転パターンＤ）。
【００３４】
ケース６の場合、消費電力が８００ｋＷで契約電力９００ｋＷ未満であるため、発電単価１２円／ｋＷと買電単価１０円／ｋＷが比較される（ＳＴ１２）。発電単価が買電単価を超えているため、ディーゼル発電機が停止され、買電電力８００ｋＷのみが供給される（運転パターンＤ）。
【００３５】
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、廃棄物処理施設の稼動開始時における廃棄物処理施設の電力状況をシミュレーションしたグラフである。上記シミュレーションは、夏季（７〜９月）の平日を想定し、１０〜１７時を重負荷時間として買電単価１５円／ｋＷ、８〜１０時及び１７〜２２時を昼間時間として買電単価１１円／ｋＷ、２２〜８時を夜間時間として買電単価８円／ｋＷとした。一方、ディーゼル発電機による発電単価については、燃料費は５０円／Ｌ、２０００ｋＷ／４５０Ｌとし、発電単価１１．２５円／ｋＷとした。
なお、契約電力やディーゼル発電機の定格電力等その他の条件は、表１のケースと同様である。
【００３６】
廃棄物処理施設の稼動開始時であるため、廃棄物処理施設の消費電力は徐々に上昇している（図３（Ａ）参照）。実施例の場合、２日目の１０〜１６時の間において買電電力が５０ｋＷになっているのに対し、従来の電力供給方法による比較例の場合、２日目の６時以降の買電電力はほぼ８００ｋＷで一定している（図３（Ｂ）参照）。逆に、２日目の１０〜１６時の間におけるディーゼル発電機による発電電力は、比較例に比べて実施例のほうが大きくなっている。その結果、実施例と比較例の電力コストを比較した場合、２日目の１０〜１６時の間において、実施例のほうが比較例に比べて電力コストが安くなっていることがわかる。なお、上記電力コストの差は、燃料費が安くなればなるほど大きくなる。
【００３７】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、ディーゼル発電機の運転は廃棄物処理施設の稼動開始時及び稼動停止時を想定しているが、燃料油が安価な場合、ディーゼル発電機による電力を施設内の設備に供給し、タービン発電機による電力を売電してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０：ディーゼル発電機、１１：タービン発電機、１２：変圧器、１３：電力継電器、１４：配電線、１５：商用電力系統、１６：負荷、２０：廃棄物処理施設
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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