(57)【要約】      （修正有）【課題】発電システムにおいて連系下にあった電力系統が停電した場合においても継続して発電を行って、高い発電効率を維持する。【解決手段】本発電システム１は、発電装置２と、発電装置２で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータ３と、コンバータ３で変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータ４とを備えると共に、コンバータ３と連系型インバータ４との間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部１２を備えていて、さらに、第１バッテリ３０と、第１バッテリ３０に直列に接続され、定格電圧が第１バッテリ３０よりも低い第２バッテリ３２とを備える。コンバータ３および負荷出力部１２を繋ぐ直流配線の電圧が、第４開閉閾値よりも大きい場合に、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２が直流配線に接続される。【選択図】図９
2016220530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、
前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、
さらに、第１バッテリと、
前記第１バッテリに直列に接続され、定格電圧が前記第１バッテリよりも低い第２バッテリと、を備え、
前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線の電圧が第４開閉閾値よりも大きい場合に、前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続される
ことを特徴とする発電システム。
【請求項２】
発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、
前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、
前記負荷出力部は、前記コンバータで変換された直流電力を、交流電力に変換して前記負荷に出力する独立型インバータを有していて、
さらに、第１バッテリと、
前記第１バッテリに直列に接続され、定格電圧が前記第１バッテリよりも低い第２バッテリと、を備え、
前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線の電圧が第４開閉閾値よりも大きい場合に、前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続される
ことを特徴とする発電システム。
【請求項３】
前記直流配線の電圧が、前記第４開閉閾値以下であり、かつ、前記第２バッテリの電圧が第５開閉閾値よりも大きい場合に、前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電システム。
【請求項４】
発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、
前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、
さらに、第１バッテリと、
前記第１バッテリよりも定格電圧が低い第２バッテリと、
前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線と前記第１バッテリとの接続、および、前記直流配線と前記第２バッテリとの接続を切り替える第１接点部と、を備え、
前記第１接点部の切り替えにより前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが個別に充電される
ことを特徴とする発電システム。
【請求項５】
発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、
前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、
前記負荷出力部は、前記コンバータで変換された直流電力を、交流電力に変換して前記負荷に出力する独立型インバータを有していて、
さらに、第１バッテリと、
前記第１バッテリよりも定格電圧が低い第２バッテリと、
前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線と前記第１バッテリとの接続、および、前記直流配線と前記第２バッテリとの接続を切り替える第１接点部と、を備え、
前記第１接点部の切り替えにより前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが個別に充電される
ことを特徴とする発電システム。
【請求項６】
前記第２バッテリを前記第１バッテリに直列に繋ぐ第２接点部を備え、
前記直流配線の電圧が第１電位設定範囲の上限値よりも大きい、または、下限値よりも小さい場合に、前記第２接点部が閉じられて前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続されることを特徴とする請求項４又は５に記載の発電システム。
【請求項７】
前記発電装置として、 
作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させ前記発電機を駆動する回転駆動力を発生させる膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮した液体の作動媒体を循環させる作動媒体ポンプと、を閉ループ状の循環配管上に備えたバイナリサイクル発電装置を採用していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統からの電力供給が途絶えた状態や電力系統との連系が切断された状態になっても発電を維持することができる発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、病院、公共機関、製造所、住宅などにおいては、電力系統とは別に自発的に発電を行える発電設備が設けられることがある。このような発電設備は、設置された場所で必要とされる発電を行うと共に、余剰となった発電電力を系統連系された電力系統（すなわち、電力会社）に売電することもできるようになっている。このように自立的な発電を可能とする発電システムとしては、次の特許文献１や特許文献２のようなものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加熱媒体との熱交換により作動媒体を蒸発させる蒸気発生器と、前記蒸気発生器で蒸発した作動媒体を膨張させて機械的動力を得る膨張機と、冷却媒体との熱交換により前記膨張機で膨張した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記膨張機で得られた機械的動力により駆動されて発電する発電機と、前記発電機で発電した電力あるいは商用電力により作動し、前記冷却媒体を前記凝縮器に導入する冷却媒体導入手段と、前記膨張機及び前記発電機の運転条件が所定の値を超えないように前記冷却媒体導入手段に送電する電力を制御する制御装置と、を備える発電装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、燃料流量によって出力制御可能なガスタービンに、永久磁石式同期発電機が連結されるタービン発電機と、タービン発電機に接続されるコンバータと、コンバータと負荷との間に接続されるインバータと、交流連系系統に接続される変圧手段と、変圧手段とインバータとの間に接続される整流手段と、コンバータからの出力部である直流部に接続される回生抵抗とを含み、タービン発電機からコンバータを介してインバータに給電される電圧が、予め定める第１電圧値以下の状態では、変圧手段および整流手段を介して交流連系系統からインバータに給電し、タービン発電機からコンバータを介してインバータに給電される電圧が、予め定める第２電圧値以上の状態では、回生抵抗によって余剰電力を消費するように構成されることを特徴とするタービン発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−００６６８３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１８１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１や特許文献２の発電装置は、電力系統に常に繋がった状態となっていて、連系された電力系統に発電した電力を売電する際には、発電した電力の電圧、周波数、位相を外部電力系統を流れるものと同調可能とする（正確に一致させる）連系型のインバータを備えている。
ところが、このような連系型のインバータは、電力系統の電圧、周波数、位相を参照にして、発電した電力の電圧、周波数、位相を調整する構成とされている。そのため、電力系統が何らかの理由で停電してしまうと、参照すべき位相などが無くなってしまい、発電した電力の電圧、周波数、位相を調整することができなくなってしまう。それゆえ、特許文献１や特許文献２の発電システムでは、電力系統が停電すると連系型のインバータも停止し、発電した電力を負荷に送ることができなくなる。その結果、発電装置による無負荷での発電を避ける必要から、発電システムも運転を継続することができなくなって、最終的には発電システムでの発電も停止してしまう。
【０００７】
また、電力系統の停電により停止していた発電システムを再び始動させるには、発電システムがランキンサイクルの場合には作動媒体や冷却水を循環させるポンプなどを動かすといった操作を行ってからでなくては、定常的な発電を行うことができない。そのため、特許文献１や特許文献２の発電システムでは、停電していた電力系統が復帰して、電力系統からの電力供給が可能となった場合にも、上述したポンプなどを最初に動かしてからでないと発電を行うことができない。つまり、電力系統が復帰しても実際に自立した発電システムで発電された電力が供給できるようになるには長大な時間が必要となり、結果として発電効率を大きく下がってしまうという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記した問題に鑑みて為されたものであり、連系下にあった電力系統が停電した場合においても継続して発電を行うことができ、高い発電効率を維持することができる発電システム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】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明の発電システムは、発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、さらに、第１バッテリと、前記第１バッテリに直列に接続され、定格電圧が前記第１バッテリよりも低い第２バッテリと、を備え、前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線の電圧が第４開閉閾値よりも大きい場合に、前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の発電システムは、発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、前記負荷出力部は、前記コンバータで変換された直流電力を、交流電力に変換して前記負荷に出力する独立型インバータを有していて、さらに、第１バッテリと、前記第１バッテリに直列に接続され、定格電圧が前記第１バッテリよりも低い第２バッテリと、を備え、前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線の電圧が第４開閉閾値よりも大きい場合に、前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続されることを特徴とする。
【００１１】
なお、好ましくは、前記直流配線の電圧が、前記第４開閉閾値以下であり、かつ、前記第２バッテリの電圧が第５開閉閾値よりも大きい場合に、前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続されるとよい。
また、本発明の発電システムは、発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、さらに、第１バッテリと、前記第１バッテリよりも定格電圧が低い第２バッテリと、前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線と前記第１バッテリとの接続、および、前記直流配線と前記第２バッテリとの接続を切り替える第１接点部と、を備え、前記第１接点部の切り替えにより前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが個別に充電されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の発電システムは、発電装置と、前記発電装置で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を、系統に連系可能な交流電力に変換する連系型インバータとを備えると共に、 前記コンバータと連系型インバータとの間から、負荷に直流または交流の電力を供給する負荷出力部を備えていて、前記負荷出力部は、前記コンバータで変換された直流電力を、交流電力に変換して前記負荷に出力する独立型インバータを有していて、さらに、第１バッテリと、前記第１バッテリよりも定格電圧が低い第２バッテリと、前記コンバータおよび前記負荷出力部を繋ぐ直流配線と前記第１バッテリとの接続、および、前記直流配線と前記第２バッテリとの接続を切り替える第１接点部と、を備え、前記第１接点部の切り替えにより前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが個別に充電されることを特徴とする。
【００１３】
なお、好ましくは、前記第２バッテリを前記第１バッテリに直列に繋ぐ第２接点部を備え、前記直流配線の電圧が第１電位設定範囲の上限値よりも大きい、または、下限値よりも小さい場合に、前記第２接点部が閉じられて前記第１バッテリおよび前記第２バッテリが前記直流配線に接続されるとよい。
なお、好ましくは、前記発電装置として、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させ前記発電機を駆動する回転駆動力を発生させる膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮した液体の作動媒体を循環させる作動媒体ポンプと、を閉ループ状の循環配管上に備えたバイナリサイクル発電装置を採用しているとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発電システムによれば、連系下にあった電力系統が停電した場合においても継続して発電を行うことができ、高い発電効率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の発電システムの説明図である。
【図２】第２実施形態の発電システムの説明図である。
【図３】第３実施形態の発電システムの説明図である。
【図４】従来の発電システムの説明図である。
【図５】第４実施形態の発電システムの説明図である。
【図６】第４実施形態の発電システムにおける第１バッテリの充放電の手順を示したフローチャート図である。
【図７】第５実施形態の発電システムの説明図である。
【図８】第５実施形態の発電システムにおける第１バッテリの充放電の手順を示したフローチャート図である。
【図９】第６実施形態の発電システムの説明図である。
【図１０】第６実施形態の発電システムにおける第１バッテリの充放電及び第２バッテリの充電の手順を示したフローチャート図である。
【図１１】第６実施形態の発電システムにおける第１バッテリの充放電及び第２バッテリの充電の手順を示したフローチャート図である。
【図１２】第７実施形態の発電システムの説明図である。
【図１３】第７実施形態の発電システムにおける第１バッテリ及び第２バッテリの充放電の手順を示したフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の発電システム１の第１実施形態を、図を用いて説明する。
図１に示すように、第１実施形態の発電システム１は、電力会社などが供給する電力系統とは別に設けられた自立的な発電設備であって、自ら発電した電力を負荷（例えば、工場内の設備など）に供給したり、電力系統に売電したりできるようになっている。
【００１７】
本発明の発電システム１に設けられる発電装置２（発電機）は、どのような発電方式に属するものであっても良い。例えば、蒸気を用いたランキンサイクルやガスタービンのような発電方式であっても良いし、水力、太陽光、風力といった自然エネルギで発電を行う方式であっても良い。なお、以降の第１実施形態、及び後述する第２実施形態では、バイナリサイクルを利用した発電装置２（バイナリ発電装置）を用いた例を挙げて、本発明の発電システム１を説明する。
【００１８】
第１実施形態の発電システム１は、所定の電力（例えば、２００Ｖの三相交流）を発電可能な発電装置２（発電機）と、この発電装置２で発電された交流の電力を直流の電力に変換するコンバータ３と、コンバータ３で変換された直流の電力を外部の系統（電力系統）に連系可能な交流に変換する連系型インバータ４とを有している。
次に、第１実施形態の発電システム１を構成する発電装置２、コンバータ３、及び連系型インバータ４について、まず説明する。
【００１９】
第１実施形態の発電装置２は、バイナリサイクルを用いて発電を行うバイナリ発電装置２であり、発電装置２外で発生した地熱や工場排熱などのような熱源を利用して発電を行うものである。
この発電装置２は、熱源の熱を利用して液体の作動媒体（例えば、代替えフロンなど）を蒸発させる蒸発器５と、この蒸発器５で生成された作動媒体の蒸気を用いて膨張機６のタービン（例えば、スクリュ膨張機のスクリュタービン）を回転させて発電を行う発電機７と、この発電機７で発電に用いられた作動媒体の蒸気を凝縮させて液体に戻す凝縮器８とを有している。これらの蒸発器５、膨張機６、凝縮器８は作動媒体を循環させる閉ループ状の循環配管９により接続されており、この循環配管９には作動媒体（例えば、水より沸点の低い低沸点の有機媒体など）を蒸発器５から膨張機６・凝縮器８を経由して蒸発器５に帰還する順に循環させる媒体循環ポンプ１０が備えられている。
【００２０】
なお、この発電装置２に用いられる発電機７は交流を発生させる発電機であり、発電機７で発電された交流の電力（３相交流）は、３極配線を介してコンバータ３に送られる。
コンバータ３は、発電機７で発電された交流の電力を直流に変換するものである。このコンバータ３で直流に変換された直流電力は、直流状態のままコンバータ３から独立型インバータ１４に送られる。
【００２１】
独立型インバータ１４は、後述する連系型インバータ４とは異なり、装置自身において、出力側の電圧、周波数、位相を設定することが可能となっているものである。したがって、例えば、負荷１１が２００Ｖ、６０Ｈｚの三相交流で稼働する負荷１１である場合は、独立型インバータ１４における変換後の交流の特性の設定を「電圧＝２００Ｖ、周波数＝６０Ｈｚ、位相差＝１２０°」に指定するとよい。それにより、独立型インバータ１４は、発電装置２で発電され、コンバータ３を経由して供給される直流電力を、所望とする（負荷に合った）交流電力へと変換できる。
【００２２】
負荷１１に電力を供給した上で発電装置２で発電された電力に余裕がある場合は、発電した電力の一部を電力系統に売電することもできる。例えば、コンバータ３から独立型インバータ１４に向かう直流配線の途中に分岐配線を設け、この分岐配線に連系型インバータ４を設ける。
この連系型インバータ４は、コンバータ３で直流に変換された電力を再び交流に変換するものである。この連系型インバータ４には、図中に点線で示すように外部に設けられた電力系統で供給されている（電力会社から供給されている）交流の電圧、周波数、位相の情報が入力されており、連系型インバータ４は電力系統から入力された情報に合わせて、電力系統で供給されているものと全く同じ電圧、周波数、位相の交流に直流の電力を変換するものとなっている。
【００２３】
例えば、この連系型インバータ４に、２００Ｖ、６０Ｈｚ、位相差１２０°の電力系統が接続されている場合、この電力系統の品質に合わせて直流の電力を２００Ｖ、６０Ｈｚ、位相差１２０°の交流に高精度で変換する。また、この連系型インバータ４では、電力系統を流れる交流電力との間に位相差が生じないように、電力系統を流れる交流電力と位相が同期した交流が出力される。このようにして連系型インバータ４で変換された交流の電力は、必要に応じて外部の電力系統に供給（売電）することができる。
【００２４】
以上述べた本実施形態の発電システム１は、言い換えるならば、コンバータ３と連系型インバータ４との間に、負荷１１に直流または交流の電力を供給する負荷出力部１２（独立型インバータ１４）を設けたものである。この位置に負荷出力部１２を設けるのは、次のような理由からである。
図４は比較例に係る発電システムを示す図である。コンバータで直流に変換された電力をインバータ１０４で交流に変換した後、交流に変換された電力を負荷１１１に送る場合を考える。
【００２５】
このインバータ１０４は、上述した連系型インバータ４と同様に電力系統を流れる電力の電圧、周波数、あるいは位相と等しくなるように直流を交流に変換するもの、言い換えれば連系型のインバータ１０４とされている必要がある。
ところが、図４に示すようなシステムにおいて、電力系統が落雷や災害などで停電した場合には発電を継続することが困難になることがある。というのも、インバータ１０４は、例えば電力系統を流れる電力の電圧、周波数、あるいは位相と等しくなるように直流を交流に変換しているため、インバータ１０４が停止してしまうと、直流の電力を交流に変換することできない。そうすると、図４に示す発電システムでは、発電した電力を負荷１１１に送ることができなくなり、発電を継続することが不可能になる。
【００２６】
このように、図４の発電システムでは、電力系統が停電した場合には、電力系統とは別に自家発電が可能な発電装置１０２が設けられているにも関わらず、負荷に電力を供給することができなくなる。
一方で、本発明の発電システム１では、コンバータ３と連系型インバータ４との間に、上述したような負荷出力部１２を設けて、負荷出力部１２から連系型インバータ４を経由することなく直接負荷１１に電力を供給することにより、電力系統の停電などの理由で連系型インバータ４が停止した場合であっても、独立型インバータ１４は動き続けるため、発電した電力を負荷１１に供給することを可能としている。このようにすれば発電装置２で発電した電力を負荷１１で消費し続けることが可能となり、連系型インバータ４が停止しても発電装置２での発電を継続することが可能となる。
【００２７】
やがて、停電していた電力系統が復帰して電力系統からの電力供給が可能になったら、停止状態にあった連系型インバータ４を再始動させる。そうすると、発電した電力を電力系統に供給することが可能になる。
なお、上述した負荷出力部１２をコンバータ３と連系型インバータ４との間に設けて、発電装置２で発電した電力を負荷に供給する場合には、図例のように負荷変動に伴って発生するコンバータ３の出力側の電圧変動を安定化させる電圧安定化手段１３が、コンバータ３と負荷出力部１２との間に備えられているのが好ましい。
【００２８】
図１に示すように、電圧安定化手段１３は、コンバータ３から独立型インバータ１４に達するまでの直流配線に設けられていて、負荷変動に伴ってこれらの直流配線間に発生する電圧変動を安定化させるものである。言い換えれば、電圧安定化手段１３は、直流配線間に発生する電圧変動を安定化させることにより、負荷（電圧）の変動を吸収するものということもできる。
【００２９】
具体的には、電圧安定化手段１３は、直流配線間（極間）を結ぶ配線上に設けられた抵抗１５と、直流配線間の電圧を測定する電圧測定器１６とを有している。さらに、電圧安定化手段１３は、電圧測定器１６で測定された電圧が所定の電圧となっているか否かを比較（判断）する比較部１７（コンパレータなど）と、比較部１７での判断の結果に応じて例えば２０ｋＨｚの高周波数で作動するスイッチング部１８とを備えている。スイッチング部１８は、高周波ゲート指令部１９（指令部）とこの高周波ゲート指令部１９の信号がゲートに入力されるＩＧＢＴ２０（パワースイッチング素子）とを備えていて、ＩＧＢＴ２０のスイッチング動作により直流配線間で生じる負荷（電圧）を調整している。なお、直流配線間を結ぶ配線上には、スイッチング部１８と並列に整流子が設けられていてもよい。
【００３０】
なお、スイッチング部１８を構成するＩＧＢＴ２０に代えてＳＳＲ（Solid State Relay）やコンタクタ（ＳＳＣ）を用いることもできる。また、本発明の電圧安定化手段１３では、スイッチング部１８をトランジスタ（ＴＲ）などで構成することも可能である。トランジスタで構成すると、高速なスイッチング動作を不要にでき、簡便な構成でありながらもノイズ発生などの問題を回避可能となる。
【００３１】
なお、負荷出力部１２から負荷１１に送られる電力は一般には交流であることが多いが、直流であっても良い。負荷が例えば直流で動く設備である場合は、直流のまま負荷に電力を供給する方が良いからである。
次に、上述した発電システム１において電力系統が停電した際に行われる操作と、比較例に係る発電システム１において電力系統が停電した際に行われる操作とを対比して、本発明の発電システム１が有する作用効果について詳しく説明する。
【００３２】
例えば、送電線に落雷があったり発電所が災害などを受けて電力系統が停電した場合を考える。このように電力系統が停電すれば、電力系統から連系型インバータ４に対して入力される信号がなくなり、直流の電力を交流に変換することができなくなって連系型インバータ４は停止してしまう。
ここで、図４に示す発電システム１０１（参考の発電システム１０１）であれば、負荷１１１が連系型インバータ１０４よりも電力系統側に設けられているため、連系型インバータ１０４が停止すると、発電装置１０２側から負荷１１１に所定の電圧、周波数、位相を備えた交流を送ることができなくなる。その結果、負荷１１１に対する電力の供給が完全にストップする。そして、発電装置１０２は無負荷で発電を行うことになるので、発電装置１０２自体も最終的に停止する。
【００３３】
つまり、図４の発電システム１０１では、電力系統が停電した場合には、電力系統とは別に自家発電が可能な発電装置１０２が設けられているにも関わらず、負荷に電力を供給することができなくなる。
一方、図１に示す第１実施形態の発電システム１の場合であれば、電力系統の停電に伴って連系型インバータ４が停止してしまった場合も、負荷出力部１２が負荷１１に電力を供給し続ける。つまり、コンバータ３で変換された直流の電力を負荷出力部１２の独立型インバータ１４が交流の電力に変換し、負荷１１に合わせた電圧、周波数、または位相の交流を供給し続ける。そのため、電力系統が停電した後も発電装置２で発電した電力は負荷１１に送られ、電力系統が停電しても負荷１１である設備などは運転を継続することができる。つまり、第１実施形態の発電システム１は、高信頼性を有する発電システム１である。さらに、第１実施形態の発電システム１の場合は発電装置２は停止しないため、従来の発電システム１のように発電装置２を再始動させるために複雑な操作は不要となる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の発電システム１について、図２を用いて説明する。
【００３４】
図２に示すように、第２実施形態の発電システム１は、コンバータ３と負荷出力部１２との間に、上述した電圧安定化手段１３と並列にバッテリ２１（蓄電手段）を備えている点が、第１実施形態と大きく異なっている。
具体的には、この第２実施形態の発電システム１は、直流の電力を蓄電するバッテリ２１を有している。このバッテリ２１は、コンバータ３から独立型インバータ１４に向かう直流配線（乃至は分岐配線）に設けられた蓄電ユニットであり、一定時間だけ電力を供給可能なものとなっている。このバッテリ２１は、直流配線に対してＯＮ／ＯＦＦスイッチを介して接続されている。バッテリ２１に蓄えられた電力は、例えば冷媒ポンプ１０や発電装置２の起動に用いられる。また、当該電力は発電システム１以外の機器に供給されてもよい。
【００３５】
ところで、第２実施形態の発電システム１において、上述した電圧安定化手段１３に加えてバッテリ２１を設ける理由は、次のようなものである。
例えば、上述した発電システム１において、負荷側で消費する電力量が想定以上に大きくなった場合を考える。この場合、負荷の増大に合わせて発電装置２で発電される電力を迅速に増やすことが望まれる。
【００３６】
しかしながら、第２実施形態の発電システム１における発電装置２は、バイナリサイクルを用いた発電装置２であり、バイナリサイクルでは作動媒体の循環量を急峻に増加させることができず、そのため発電された電力がすぐに増加することはなく、増大する負荷に対して発電される電力の追従が遅れがちになる。また、抵抗１５、ＩＧＢＴ２０などで構成された第１実施形態と略同様な電圧安定化手段１３では、直流配線を流れる直流電力の一部を抵抗１５で消費するものであって、負荷の増大に合わせて供給電力を増やす作用を有するものではない。
【００３７】
そこで、第２実施形態の発電システム１では、電圧安定化手段に加えてバッテリ２１を設けておき、負荷変動により負荷側の消費電力が大きくなった場合には、バッテリ２１のスイッチをＯＮにして、バッテリ２１に充電された電力を負荷出力部１２側へ供給する。斯かるバッテリ２１からの電力供給により、独立型インバータ１４の入側での電力不足、電圧低下を回避でき、独立型インバータ１４の出力（すなわち負荷側）で電圧が低下するなどといった不都合を確実に防ぐことができるものとなる。
【００３８】
そして、バッテリ２１を用いて増えた負荷１１を補っている間に、バイナリサイクルでの作動媒体を増やすなどして、発電装置２で発電される電力を増大させる。やがて、負荷１１の増分に対応した電力が発電装置２で発電できるようになったら、バッテリ２１をＯＦＦにし、コンバータ３〜独立型インバータ１４間の直流配線から切り離すようにする。
逆に、負荷側で消費する電力量が想定以上に小さくなった場合は、バッテリ２１のスイッチをＯＦＦにしたまま、第１実施形態と同様の電圧安定化手段１３を用いて電力の一部を消費して、コンバータ３と独立型インバータ１４との間の直流配線を流れる直流電力の電圧を小さくするとよい。この際、バッテリ２１のスイッチをＯＮにしてバッテリ２１への充電を行うようにしてもよい。こうすることで、電力をむだに使用する状況（電圧安定化手段１３を用いて電力の一部を熱として消費）を多少なりとも回避できるようになる。
【００３９】
このように、電圧安定化手段１３及びバッテリ２１を設ければ、負荷の増大、減少にも確実に対応し、コンバータ３〜独立型インバータ１４間の直流配線における電圧変動を補償して常に安定した電力を供給できる高信頼性を備えた発電システム１を実現できるようになる。なお、第２実施形態の他の構成や他の作用効果は、第１実施形態と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の発電システム１について、図３を用いて説明する。
【００４０】
図３に示すように、第３実施形態の発電システム１は、高温高圧の蒸気などを利用して発電を行う発電装置２を用いている点が第１実施形態と大きく異なっている。
すなわち、第３実施形態の発電システム１に設けられる発電装置２は、スクリュ膨張機６と、このスクリュ膨張機６で発生する回転駆動力により、発電を行う発電機７を備えている。さらに、スクリュ膨張機６内に高温高圧の蒸気を導入する高圧蒸気配管２３と、スクリュ膨張機６内で膨張された低圧の蒸気を排出する低圧蒸気配管２４とを備えている。この高圧蒸気配管２３には、スクリュ膨張機６内に流入する蒸気の圧力を計測する入側の圧力計２５と、膨張機内に流入する蒸気の圧力や流量を調整する調整弁２６が備えられている。
【００４１】
また、低圧蒸気配管２４には、スクリュ膨張機６から外部に排気される蒸気の圧力を計測する出側の圧力計２７と、スクリュ膨張機で膨張済みの低圧の蒸気を貯留するバッファタンク２８とを有している。このバッファタンク２８に貯留された低圧の蒸気は、他の設備などで二次的に利用される。
上述したような第３実施形態の発電システム１では、高圧蒸気配管２４を通じてスクリュ膨張機６内に導かれた高圧の蒸気がスクリュ膨張機６のスクリュタービンを回転させ、スクリュタービンに連結された発電機７で発電が行われる。
【００４２】
つまり、第１実施形態と同様に、例えば発電機７を用いて発生した交流の電力をコンバータ３で直流電力に変換し、コンバータ３で変換された直流電力を連系型インバータ４で系統に連系可能な交流電力に変換するようにした上で、コンバータ３と連系型インバータ４との間から負荷出力部１２を用いて負荷１１に直流または交流の電力を供給すれば、連系下にあった電力系統が停電した場合においても継続して発電を行うことができ、高い信頼性を維持することが可能となる。
【００４３】
第３実施形態の他の構成や他の作用効果は、第１実施形態と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の発電システム１について、図５を用いて説明する。発電システム１の構成は、第２実施形態の装置（図２参照）と略同じである。第１バッテリ３０は、コンバータ３から系統へと向かう直流配線３８（以下、「母線３８」という。）に接続されており、第１バッテリ３０と母線３８との間には接点３３１が設けられる。第１バッテリ３０の定格電圧は３４２Ｖである。第１バッテリ３０は蓄電された電力（１０ｋＷ）を３０分間、負荷１１に供給することが可能である。
【００４４】
接点３３１の開閉は制御部３９にて行われる。接点３３１は常開接点である。接点３３１としてＩＧＢＴ等の半導体スイッチが用いられる。母線３８に生じる電圧は定常的に３４５Ｖ以上３５０Ｖ以下の範囲に制御される。以下、母線３８に生じる電圧を「母線電圧」といい、当該範囲を「定常範囲」という。ただし、発電システム１は３４０Ｖ以上３８０Ｖ以下の範囲まで出力可能である。以下、当該範囲を「許容範囲」という。
【００４５】
次に、第１バッテリ３０の充電及び放電の手順を図６を参照しつつ述べる。まず、第１バッテリ３０のプラス側の位置であるＢ点の電位Ｖｂが測定され、電位Ｖｂが予め設定された第１開閉閾値（本実施形態では、３４１．５Ｖ）以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０１）。電位Ｖｂはマイナス側母線３８２を基準として求められており、実質的に第１バッテリ３０の電圧に等しい。電位Ｖｂが第１開閉閾値以下であると判断されると、接点３３１が閉じられる（ステップＳ１０２）。既述のように、母線電圧の定常範囲が３４５Ｖ以上３５０Ｖ以下であることから第１バッテリ３０の電圧は母線電圧よりも低く、第１バッテリ３０が充電される。一定時間経過後、接点３３１が初期状態、すなわち、開かれ、ステップＳ１０１に戻り、再び電位Ｖｂと第１開閉閾値とが比較される。
【００４６】
ステップＳ１０１において、電位Ｖｂが第１開閉閾値よりも大きいと判断されると、図５中のＡ点、すなわち、プラス側母線３８１の電位Ｖａが測定され、電位Ｖａが予め設定された第２開閉閾値（本実施形態では、３４１．５Ｖ）以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０３）。電位Ｖａが第２開閉閾値以下となった場合、すなわち、電位Ｖａが定常範囲よりも低下した場合、接点３３１が閉じられる（ステップＳ１０２）。第１バッテリ３０が十分に充電された状態では、第１バッテリ３０が母線３８へと放電する。これにより、母線電圧が低下しても負荷１１へ供給される電力量の低下を補うことができる。一定時間経過後、接点３３１が開かれ、ステップＳ１０１に戻る。一方、電位Ｖａが第２開閉閾値よりも大きい場合、接点３３１を開いた状態が維持される（ステップＳ１０４）。一定時間経過後、ステップＳ１０１に戻る。
【００４７】
以上に説明したように、発電システム１では、第１バッテリ３０の電圧および母線電圧に応じて接点３３１を開閉することにより、接点３３１を常時閉じる場合に比べて、第１バッテリ３０の負荷を低減し、第１バッテリ３０を長寿命とすることができる。
第１開閉閾値および第２開閉閾値は、母線電圧の下限値（本実施形態では３４０Ｖ）以上とされ、第１バッテリ３０の定格電圧（本実施形態では、３４２Ｖ）以下とされるのであれば他の値でもよい。
【００４８】
第１バッテリ３０は、定格電圧が３４０Ｖ以上であれば他のバッテリが用いられてもよい。発電システム１では、接点３３１として半導体リレーに代えてメカニカルリレーが用いられてもよい。以下の実施形態における各種接点においても同様である。発電システム１では、実質的に、第１バッテリ３０の電圧と第１開閉閾値との比較、および、母線電圧と第２開閉閾値との比較を行うことができるのであれば、必ずしもマイナス側母線３８２を基準として電位の測定を行う必要はない。以下の実施形態におけるバッテリおよび母線と閾値との比較においても同様である。
［第５実施形態］
次に、第５実施形態の発電システム１について、図７を用いて説明する。発電システム１の構成は、第１バッテリ３０および接点３３１を介して母線３８に接続される分岐経路と、第１バッテリ３０、抵抗３１および接点３３２を介して母線３８に接続される分岐経路と、を備える。他の構造は、第４実施形態の装置と同様である。接点３３１，３３２は常開接点である。
【００４９】
図８は、第１バッテリ３０の充電及び放電の手順を示したものである。まず、Ｂ点の電位Ｖｂが測定され、電位Ｖｂが予め設定された第１開閉閾値（本実施形態では、３４１．５Ｖ）以下であるか否かが判断される（ステップＳ２０１）。電位Ｖｂが第１開閉閾値以下である場合、ステップＳ２０２へ移行する。電位Ｖｂが第１開閉閾値より大きい場合は、ステップＳ２０３へ移行する（詳細については後述する。）。
【００５０】
ステップＳ２０２では、Ａ点の電位Ｖａを測定し、電位Ｖａと予め設定された第３開閉閾値（本実施形態では、３４５Ｖ）とを比較する。電位Ｖａが第３開閉閾値以上の場合、接点３３２が閉じられるとともに接点３３１が開かれ（ステップＳ２０４）、第１バッテリ３０が充電される。抵抗３１を介して第１バッテリ３０が充電されることにより、母線電圧が大きい場合であっても、突入電流を防止することができる。一定時間経過後、接点３３１，３３２が初期状態に戻され、ステップＳ２０１に戻る。
【００５１】
一方、ステップＳ２０２において、電位Ｖａが第３開閉閾値より小さい場合、接点３３１が閉じられるとともに接点３３２が開かれる（ステップＳ２０５）。母線電圧が第１バッテリ３０の電圧よりも大きい場合には、第１バッテリ３０が充電される。母線電圧と第１バッテリ３０の電圧との差が小さいため、抵抗３１を介することなく充電を行うことができ、不要な電力消費を防止することができる。母線電圧が第１バッテリ３０の電圧よりも小さい場合には、第１バッテリ３０が放電する。一定時間経過後、接点３３１，３３２が初期状態に戻され、ステップＳ２０１に戻る。
【００５２】
ステップＳ２０１において、電位Ｖｂが第１開閉閾値よりも大きいと判断されると、Ａ点の電位Ｖａを測定し、電位Ｖａと予め設定された第２開閉閾値（本実施形態では、３４１．５Ｖ）とを比較する（ステップＳ２０３）。電位Ｖａが第２開閉閾値以下である場合、接点３３１が閉じられるとともに接点３３２が開かれる（ステップＳ２０５）。第１バッテリ３０の電圧が母線電圧よりも大きいため、第１バッテリ３０は母線３８へと放電する。一定時間経過後、ステップＳ２０１に戻る。
【００５３】
電位Ｖａが第２開閉閾値よりも大きい場合、接点３３１および接点３３２が開かれ、第１バッテリ３０と母線３８とが分断される（ステップＳ２０６）。一定時間経過後、ステップＳ２０１に戻る。
第５の実施形態においても、第４の実施形態と同様に、第１バッテリ３０が母線３８に常時接続される場合に比べて、第１バッテリ３０を長寿命とすることができる。第３開閉閾値は母線電圧の許容範囲内において、第２開閉閾値よりも大きい値として設定されるのであれば任意に設定されてよい。
［第６実施形態］
次に、第６実施形態の発電システム１について、図９を用いて説明する。発電システム１は、第１バッテリ３０、接点３３１及び接点３３３を介して母線３８に接続される分岐経路と、第１バッテリ３０、接点３３１、第２バッテリ３２及び接点３３４を介して母線３８に接続される分岐経路と、第１バッテリ３０、抵抗３１、接点３３２及び接点３３３を介して母線３８に接続される分岐経路と、第１バッテリ３０、抵抗３１、接点３３２、第２バッテリ３２及び接点３３４を介して母線３８に接続される分岐経路と、を備える。本実施形態では、第２バッテリ３２の定格電圧は３０Ｖである。その他の構成は、第５の実施形態と同様である。接点３３３は常閉接点である。接点３３１，３３２，３３４は常開接点である。第１バッテリ３０および第２バッテリ３２には内部抵抗が小さいものが利用されることが好ましい。
【００５４】
次に、第１バッテリ３０及び第２バッテリ３２の充放電の流れについて図１０を参照しつつ述べる。まず、プラス側母線３８１の位置であるＡ点の電位Ｖａを測定し、電位Ｖａと予め設定された第４開閉閾値（本実施形態では、３７５Ｖ）とを比較する（ステップＳ３０１）。電位Ｖａが第４開閉閾値以下であると判断された場合、接点３３３が閉じられ、接点３３４が開かれる（ステップＳ３１２）。ただし、接点３３１，３３２は開かれている。なお、電位Ｖａが第４開閉閾値より大きい場合、すなわち、母線電圧が許容電圧の上限値近傍まで上昇した場合については後述する。
【００５５】
次に、電位Ｖａと第２バッテリ３２のプラス側の位置であるＣ点の電位Ｖｃとを比較する（ステップＳ３０２）。換言すれば、母線電圧と第１バッテリ３０および第２バッテリ３２の電圧の和とを比較する。電位Ｖａが電位Ｖｃより低いと判断されると、第２バッテリ３２のマイナス側の位置であるＤ点における電位Ｖｄが求められ、電位Ｖｃと電位Ｖｄとの差、すなわち、第２バッテリ３２の電圧（Ｖｃ−Ｖｄ）が求められる。電位Ｖａが電位Ｖｃ以上である場合の動作については後述する。そして、第２バッテリ３２の電圧と予め設定された第５開閉閾値（本実施形態では１０Ｖ）とを比較する（ステップＳ３０３）。
【００５６】
第２バッテリ３２の電圧が第５開閉閾値より大きい場合、接点３３２，３３３が開かれ、かつ、接点３３１，３３４が閉じられる（ステップＳ３１３）。これにより、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２が母線３８に接続され、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２が母線３８へと放電する。一定時間経過後、接点３３１〜３３４が初期状態に戻され、ステップＳ３０１に戻る。
【００５７】
ところで、ステップＳ３０２において電位Ｖａが電位Ｖｃ以上である場合、及び、ステップＳ３０３において電位Ｖｃと電位Ｖｄとの差（Ｖｃ−Ｖｄ）が第５開閉閾値以下である場合、Ａ点の電位Ｖａが測定され、電位Ｖａと予め設定された第６開閉閾値（本実施形態では、３４５Ｖ）とが比較される（ステップＳ３０６）。電位Ｖａが第６開閉閾値以上である場合、接点３３２が閉じられるとともに、接点３３１が開かれる（ステップＳ３０７）。これにより、抵抗３１を介して第１バッテリ３０が充電される。母線３８と第１バッテリ３０との間に抵抗３１を設けることにより、突入電流を防止することができる。一定時間経過後、接点３３１〜３３４が初期状態に戻され、ステップＳ３０１に戻る。
【００５８】
一方、ステップＳ３０６において、電位Ｖａが第６開閉閾値より小さいと判断されると、第１バッテリ３０のプラス側の位置であるＢ点の電位Ｖｂを測定し、電位Ｖｂと第１開閉閾値（本実施形態では、３４１．５Ｖ）とを比較する（ステップＳ３０８）。電位Ｖｂが第１開閉閾値以下であると判断されると、接点３３１が閉じられ、かつ、接点３３２が開かれる（ステップＳ３０９）。これにより、母線電圧に応じて第１バッテリ３０の充電または放電が行われる。母線電圧と第１バッテリ３０の電圧との差が小さい場合には、抵抗３１を介さずに充放電が行われることにより、不要な電力消費を防止することができる。一定時間経過後、接点３３１〜３３４が初期状態に戻され、ステップＳ３０１に戻る。
【００５９】
ステップＳ３０８において、電位Ｖｂが第１開閉閾値よりも大きいと判断されると、接点３３１，３３２が開かれ（ステップＳ３１０）、第１バッテリ３０と母線３８とが分断される。一定時間経過後、ステップＳ３０１に戻る。なお、第１バッテリ３０と母線３８との接続が分断されるのであれば、接点３３３，３３４を開いてもよい。
ところで、ステップＳ３０１において、電位Ｖａが第４開閉閾値より大きい場合、接点３３２，３３４が閉じられ、接点３３１，３３３が開かれる（ステップＳ３０４）。これにより、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２が母線３８に接続され、これらのバッテリ３０，３２が充電される。発電システム１では、母線電圧が許容電圧の上限値近傍まで上昇した場合であっても、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２により電力を吸収することができ、母線電圧の急峻な上昇による負荷１１側への過大な電力の供給が抑えられる。一定時間経過後、接点３３１〜３３４が初期状態に戻され、ステップＳ３０１に戻る。
【００６０】
以上、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２の充放電の流れについて説明したが、発電システム１では、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２の充放電により、母線電圧が変動しても負荷１１側へ安定した電力を供給することができる。負荷を用いて電力を消費する場合に比べて、生成された電力を効率よく利用することができる。第６の実施形態では、第４開閉閾値は、母線電圧の定常範囲の上限値以上とされ、許容範囲の上限値未満とされるのであれば任意の値に設定されてよい。第６開閉閾値は、第４開閉閾値未満とされ、第１バッテリ３０の電圧以上とされるのであれば任意の値に設定されてよい。第５開閉閾値は、第１バッテリ３０と第２バッテリ３２の電圧の和が母線電圧よりも大きい場合において、第２バッテリ３２の定格電圧未満であり、母線電圧から第１バッテリ３０の電圧を引いた値以上の任意の値に設定されてよい。
【００６１】
図１１は、変形例に係る充電及び放電の手順を示すフローチャートである。図１１では、図１０のステップＳ３０８に代えてステップＳ３１１が行われる。他の動作は図１０と同様である。
ステップＳ３０６において、電位Ｖａが第６開閉閾値より低いと判断されると、電位Ｖａが第２開閉閾値（本実施形態では、３４１．５Ｖ）以下であるか否かが判断される（ステップＳ３１１）。電位Ｖａが第２開閉閾値以下であると判断されると、接点３３１を閉じ、接点３３２を開く（ステップＳ３０９）。母線電圧に応じて第１バッテリ３０に対して充放電が行われる。また、電位Ｖａが第２開閉閾値よりも大きいと判断されると、接点３３１，３３２が開かれ（ステップＳ３１０）、第１バッテリ３０と母線３８とが分断される。図１１に示す場合においても、負荷１１側へ安定した電力を供給することができる。
［第７実施形態］
次に、第７実施形態の発電システム１について、図１２を用いて説明する。発電システム１は、第１バッテリ３０、接点３３１及び接点３３３を介して母線３８に接続される分岐経路と、第１バッテリ３０、接点３３１、第２バッテリ３２及び接点３３４を介して母線３８に接続される分岐経路と、抵抗３１、接点３３２、第２バッテリ３２及び接点３３４を介して母線３８に接続される分岐経路と、を備える。本実施形態では、第１バッテリ３０の定格電圧は３５０Ｖであり、第２バッテリ３２の定格電圧は５０Ｖである。母線電圧の許容範囲は３３０Ｖ以上３８０Ｖ以下である。その他の構成は、第６の実施形態と同様である。
【００６２】
発電システム１では、接点３３１および接点３３３を閉じることにより、第１バッテリ３０が母線３８に接続され、接点３３２および接点３３４を閉じることにより、第２バッテリ３２が母線３８に接続される。接点３３１および接点３３４を閉じることにより、第１バッテリ３０および第１バッテリ３０に直列に接続された第２バッテリ３２が母線３８に接続される。このように、第１の接点部である接点３３１および接点３３３の組、並びに、接点３３２および接点３３４の組により、母線３８と第１バッテリ３０との接続および母線３８と第２バッテリ３２との接続が切り替えられ、第１バッテリ３０の充放電と第２バッテリ３２への充電とが個別に行われる。また、第２の接点部である接点３３１および接点３３４の組により、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２と母線３８とが接続され、これらのバッテリ３０，３２の充放電が同時に行われる。
【００６３】
図１３は第１バッテリ３０および第２バッテリ３２の充電及び放電の手順を示す図である。まず、Ａ点の電位Ｖａが測定され、電位Ｖａが母線３８における瞬時的な電圧変動が許容される範囲である第１設定電位範囲（本実施形態では３４０Ｖ以上３７５Ｖ以下の範囲）内であるか否かが判断される（ステップＳ４０１）。電位Ｖａが第１設定電位範囲内である場合、接点３３１，３３３が閉じられるとともに接点３３２，３３４が開かれる（ステップＳ４０２）。電位Ｖａが第１設定電位範囲外の場合については後述する。これにより、第１バッテリ３０が母線３８に接続される。第１バッテリ３０の電圧が母線電圧よりも低い場合には第１バッテリ３０に充電が行われ、第１バッテリ３０の電圧が母線電圧よりも大きい場合には第１バッテリ３０が放電する。このように、第１バッテリ３０にて充放電が行われることにより、母線電圧が変動しても負荷１１側へ安定した電力を供給することができる。また、第１バッテリ３０に対して、いわゆるトリクル充電が行われるため、第１バッテリ３０の自然放電を補うことができる。
【００６４】
一定時間経過後、Ａ点の電流Ｉａ、すなわち、第１バッテリ３０と母線３８との間の電流が測定され（ステップＳ４０３）、電流Ｉａと第１電流設定値（本実施形態では、０．５Ａ）とが比較される。電流Ｉａが第１電流設定値より大きいと判断されると、ステップＳ４０１へ戻る。電流Ｉａが第１電流設定値以下であると判断されると、電位Ｖａが母線電圧の定常範囲（３４５Ｖ以上３５０Ｖ以下の範囲）である第２設定電位範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ４０４）。
【００６５】
電位Ｖａが第２設定電位範囲外であると判断されると、ステップＳ４０１へ戻る。電位Ｖａが第２設定電位範囲内であると判断されると、第２バッテリ３２のマイナス側の位置であるＤ点の電位Ｖｄと、プラス側の位置であるＣ点の電位Ｖｃとが測定され、第２バッテリ３２の電圧（Ｖｃ−Ｖｄ）と、第７開閉閾値（本実施形態では、４０Ｖ）とが比較される（ステップＳ４０５）。第２バッテリ３２の電圧（Ｖｃ−Ｖｄ）が第７開閉閾値以上である場合、ステップＳ４０１へ戻る。
【００６６】
第２バッテリ３２の電圧（Ｖｃ−Ｖｄ）が第７開閉閾値より低い場合、接点３３１，３３３を開き、接点３３２，３３４を閉じる（ステップＳ４０６）。その結果、第２バッテリ３２が充電される。発電システム１では、母線電圧が第２設定電位範囲内であることにより、第２バッテリ３２の充電を安定して行うことができる。なお、接点３３１，３３３および接点３３２，３３４の開閉は同時に行われることがより好ましいが、接点３３１，３３３が開かれた後に接点３３２，３３４が閉じられてもよい。
【００６７】
一定時間経過後、プラス側母線３８１から第２バッテリ３２へと分岐する経路を流れる電流Ｉｅ（図１２におけるＥ点の電流）が第２電流設定値（本実施形態では、０．５Ａ）以下であるか否かが判断される（ステップＳ４０７）。本実施形態では、第２バッテリ３２の充電量の割合が５０％となるときの電流値を第２電流設定値として設定している。ただし、第２電流設定値は他の値とされてもよい。電流Ｉｅが第２電流設定値以下となると、ステップＳ４０１へ戻る。電流Ｉｅが第２電流設定値よりも大きい場合、電位Ｖａが第２設定電位範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ４１０）。電位Ｖａが第２設定電位範囲内である場合には、再び電流Ｉｅと第２電流設定値とが比較され（ステップＳ４０７）、電流Ｉｅが第２電流設定値以下であると判断されると、ステップＳ４０１へ戻る。電流Ｉｅが第２電流設定値よりも大きい場合には、電位Ｖａと第２設定電位範囲とが比較され（ステップＳ４１０）、電位Ｖａが第２設定電位範囲内であると判断されると、ステップＳ４０７に戻る。このように、電流Ｉｅが第２電流設定値以下となるまでステップＳ４０７，Ｓ４１０が繰り返され、充電量が５０％となるまで第２バッテリ３２が充電される。ただし、ステップＳ４１０において、電位Ｖａが第２設定電位範囲を超えたと判断されると、強制的にステップＳ４０１へ戻る。
【００６８】
ところで、ステップＳ４０１において、測定した電位Ｖａが第１設定電位範囲外であると判断されると、接点３３１，３３４を閉じ、接点３３２，３３３を開く（ステップＳ４０８）。電位Ｖａが第１設定電位範囲の上限値よりも大きい、すなわち、母線電圧が許容範囲の上限値近傍である場合には、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２が充電される。一定時間経過後、Ｅ点における電流Ｉｅが第３電流設定値（本実施形態では、２Ａ）以下であるか否かが確認され（ステップＳ４０９）、電流Ｉｅが第３電流設定値以下となると、接点３３１〜３３４が初期状態に戻され、ステップＳ４０１へ戻る。また、電流Ｉｅが第３電流設定値よりも大きい場合、電流Ｉｅが第３電流設定値以下となるまで所定時間ごとに電流Ｉｅの大きさが繰り返し確認される。
【００６９】
一方、電位Ｖａが第１設定電位範囲の下限値よりも低い、すなわち、許容範囲の下限値近傍である場合、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２が放電する。一定時間経過後、電流Ｉｅが第３電流設定値以下であるか否かが確認され（ステップＳ４０９）、電流Ｉｅが第３電流設定値以下となると、ステップＳ４０１へ戻る。電流Ｉｅが第３電流設定値よりも大きい場合、第３電流設定値以下となるまで所定時間ごとに電流Ｉｅの大きさが繰り返し確認される。
【００７０】
第１バッテリとして鉛蓄電池等の内部抵抗が大きいものを用いた発電システムでは、母線電圧が許容範囲の下限値近傍まで低下すると、放電の際に電圧降下が大きいことから母線に十分な電力を供給することができない。これに対し、発電システム１では、第１バッテリ３０の内部抵抗による電圧降下を第２バッテリ３２に蓄電された電力にて補うことができる。
【００７１】
以上のように、発電システム１では、母線電圧が許容範囲の上限値または下限値となる場合であっても、負荷１１側へ安定した電力を供給することができる。
以上、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２の動作について説明したが、第１設定電位範囲内において、第１バッテリ３０と第２バッテリ３２とが個別に充電されることから、第１バッテリ３０および第２バッテリ３２の過充電を抑えることができる。また、第１バッテリ３０として鉛蓄電池など内部抵抗が大きいものを利用することができ、バッテリの選択の自由度を高くすることができる。その結果、発電システム１の製造コストを抑えることが可能となる。本実施形態では、第７開閉閾値は、第２バッテリ３２の定格電圧より小さい値で設定されるのであれば他の値でもよい。第１設定電位範囲の上限値は、定常範囲の上限値と許容範囲の上限値との間の任意の値に設定されてよく、下限値は、定常範囲の下限値と許容範囲の下限値との間の任意の値に設定されてよい。第２設定電位範囲は必ずしも母線電圧の定常範囲と同じとされる必要はない。第２設定電位範囲の下限値および上限値は、第１バッテリ３０の定格電圧である３５０Ｖから１０Ｖを減じた値以上、定格電圧に１０Ｖを加えた値以下の範囲にて設定されることが好ましい。ただし、第２設定電位範囲の下限値は第１設定電位範囲の下限値よりも大きくされ、上限値は第１設定電位範囲の上限値よりも小さくされる。
【００７２】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。第２実施形態では、蓄電手段としてバッテリ２１に代えてコンデンサが設けられてもよく、バッテリおよびコンデンサの両方が互いに並列に設けられてもよい。第１バッテリ３０は複数セルを直列に配置したものや複数セルを並列に配置したものが用いられてもよい。第２バッテリ３２においても同様である。上記第４ないし第７の実施形態におけるバッテリと母線との接続動作において、接点を初期状態に戻す操作はバッテリの電圧や母線電圧に基づいて行われてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  発電システム
２  発電装置
３  コンバータ
４  連系型インバータ
５  蒸発器
６  膨張機
７  発電機
８  凝縮器
９  循環配管
１０  媒体循環ポンプ
１１  負荷
１２  負荷出力部
１３  電圧安定化手段
１４  独立型インバータ
１５  抵抗
１６  電圧測定器
１７  比較部
１８  スイッチング部
１９  高周波ゲート指令部
２０  ＩＧＢＴ
２１  バッテリ
２３  高圧蒸気配管
２４  低圧蒸気配管
２５  入側の圧力計
２６  調整弁
２７  出側の圧力計
２８  バッファタン
３０  第１バッテリ
３１  抵抗
３２  第２バッテリ
１０１  参考の発電システム
１０２  参考の発電システムに設けられた発電装置
１０４  参考の発電システムに設けられた連系型インバータ
１１１  参考の発電システムに設けられた負荷
【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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