JP2005278231A - Power generation system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly economic power generation system by utilizing generated power and exhaust heat efficiently even when power consumption or heat demand at a heat consuming section varies significantly while reducing the cost of a system where a power load 13 is born by a plurality of cogeneration facilities A, B and C and a commercial power supply 1. <P>SOLUTION: In the power generation system where a power generation facility including a plurality of cogeneration facilities A, B and C and a commercial power supply 1 are subjected to DC interconnection, its control section 26 determines priority of the plurality of power generation facilities based on a heat demand detected at a heat demand detecting section 22, and operates the power generation facilities sequentially according to the priority when a commercial electric energy monitoring section 29 detects a fact that electric energy W flowing from the commercial power supply 1 into the DC interconnection line exceeded a predetermined level. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数のコージェネレーション設備を含む発電設備により発電した電力と商用電源からの電力と調整しつつ電力負荷に対して供給するシステムに関する。   The present invention relates to a system that supplies power to a power load while adjusting power generated by a power generation facility including a plurality of cogeneration facilities and power from a commercial power source.

従来、発電事業者が送電線ネットワークを介して複数の需要家に対して電力を供給するシステムであって、前記複数の需要家の一部が発電設備を備えている場合に、需要家群全体が送電線ネットワークからの供給を受けた総受電量と、発電事業者が需要家群全体に対して送電線ネットワークに供給した総給電量とを、30分等の規定期間内で一致させる所謂同時同量の原則を達成できるようにするために、各発電設備を制御するシステムが知られている。このシステムでは、各需要家に送電線ネットワークからの受電量を計測する電力メータを配置し、計測される受電量が規定期間毎の目標受電量に維持されるように各発電設備の出力を調整する構成となっている。そして、各発電設備の発電出力を変更する際に、各発電設備の発電余力や許容発電出力変化率のほか、発電コストに関する情報に基づき、発電コストが小さいものから順に優先順位付けを行い、優先順位が高い発電設備を備える需要家の目標受電量を優先的に増加させて発電設備の発電出力を増加させる制御を行う(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, when a power generation company supplies power to a plurality of consumers via a transmission line network, and a part of the plurality of consumers includes a power generation facility, the entire consumer group So-called coincidence in which the total amount of power received from the transmission line network and the total amount of power supplied by the power generation company to the entire transmission line network are matched within a specified period such as 30 minutes. In order to be able to achieve the same amount of principles, systems are known that control each power plant. In this system, a power meter that measures the amount of power received from the transmission line network is placed at each customer, and the output of each power generation facility is adjusted so that the measured amount of received power is maintained at the target amount of power received for each specified period It is the composition to do. When changing the power generation output of each power generation facility, prioritize the power generation cost in ascending order based on the information on power generation cost in addition to the power generation surplus and allowable power output change rate of each power generation facility. Control is performed to increase the power generation output of the power generation facility by preferentially increasing the target power reception amount of the customer having the power generation facility having a higher rank (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−40956号公報(第5−7頁、第1図)JP 2004-40956 A (page 5-7, FIG. 1)

しかし、上記のような従来の技術では、送電線ネットワークすなわち商用電源側に発電設備で発電した電力が流れ込むことは認められていないため、それを防止するための系統保護装置を設ける必要があり、システムのコストアップの要因になっていた。   However, in the conventional technology as described above, since it is not permitted that the power generated by the power generation facility flows into the transmission line network, that is, the commercial power supply side, it is necessary to provide a system protection device to prevent it, It was a factor of system cost increase.

また、発電設備がコージェネレーション設備である場合には、発電の際に生じた排熱は貯湯槽等の熱消費部へ供給されて湯温の上昇等に用いられる。しかし、特に家庭用のコージェネレーション設備では、時間による電力消費及び熱消費部での熱需要の変動が大きいため、電力需要が高いにも関わらず熱需要が低い場合が発生し得る。その場合、排熱の一部を無駄に捨てざるを得ない。また、逆に熱需要が高いにも関わらず電力需要が低い場合には、発電電力の一部を無駄に捨てざるを得ず、利用するとしても発電電力の一部を熱消費部へ供給して湯温の上昇等に用いることができる程度である。したがって、そのような運転状態が多く発生すると、コージェネレーション設備としての効率が悪くなり、経済性を損なっていた。   When the power generation facility is a cogeneration facility, the exhaust heat generated during power generation is supplied to a heat consuming unit such as a hot water tank and used for increasing the hot water temperature. However, particularly in a household cogeneration facility, there is a case where the heat demand is low even though the power demand is high because the power consumption by the time and the fluctuation of the heat demand in the heat consuming part are large. In that case, part of the exhaust heat must be wasted. Conversely, if the power demand is low despite high heat demand, part of the generated power must be wasted, and even if it is used, a part of the generated power is supplied to the heat consuming part. It can be used for raising the hot water temperature. Therefore, if many such operation states occur, the efficiency as a cogeneration facility is deteriorated and the economy is impaired.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のコージェネレーション設備と商用電源とにより電力負荷を分担するシステムにおいて、システムのコストダウンを図るとともに、電力消費や熱消費部での熱需要の変動が大きい場合であっても発電電力及び排熱を効率的に利用可能とすることにより、高い経済性を備えた発電システムを提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the cost of the system and reduce power consumption and heat in a system that shares a power load with a plurality of cogeneration facilities and a commercial power source. The present invention is to provide a power generation system with high economic efficiency by making it possible to efficiently use generated power and exhaust heat even when the fluctuation of heat demand in the consumption section is large.

上記目的を達成するための本発明に係る発電システムの第1特徴構成は、複数のコージェネレーション設備を含む発電設備と商用電源とを有し、交流電力を出力する発電設備及び商用電源は交流電力を直流電力に変換するコンバータを介して接続し、直流電力を出力する発電設備は直接接続して、これらを直流連系し、その直流連系線から直流電力を交流電力に変換するインバータを介して1又は2以上の電力負荷に配電する発電システムであって、前記複数のコージェネレーション設備の熱消費部における熱需要を検知する熱需要検知部と、前記商用電源から前記直流連系線に流れ込む電力量を監視する商用電力量監視部と、前記発電設備の動作制御を行う制御部とを有し、前記制御部は、前記複数の発電設備のそれぞれに対する優先順位を前記熱需要検知部で検知した熱需要に基づいて定め、前記直流連系線に流れ込む商用電源からの電力量が所定の値を超えたことを前記商用電力量監視部により検知した場合に、前記優先順位の高い発電設備から順に動作させる点にある。   A first characteristic configuration of a power generation system according to the present invention for achieving the above object includes a power generation facility including a plurality of cogeneration facilities and a commercial power source, and the power generation facility and the commercial power source that output AC power are AC power. Are connected via a converter that converts DC power to DC power, and the power generation facilities that output DC power are directly connected, and these are connected to DC power via an inverter that converts DC power to AC power from the DC power connection line. A power generation system that distributes power to one or more power loads, wherein a heat demand detection unit that detects a heat demand in a heat consumption unit of the plurality of cogeneration facilities, and flows from the commercial power source into the DC interconnection line A commercial power amount monitoring unit that monitors the amount of power; and a control unit that performs operation control of the power generation facility, wherein the control unit is prioritized for each of the plurality of power generation facilities. Based on the heat demand detected by the heat demand detection unit, when the commercial power amount monitoring unit detects that the amount of power from the commercial power source flowing into the DC interconnection line exceeds a predetermined value, It is in the point of operating in order from the power generation equipment with the highest priority.

この第1特徴構成によれば、商用電源はコンバータを介して発電設備と直流連系されるので、商用電源側へ電力が流れ込む逆潮流が生じることが防止されるので、従来技術のように系統保護装置を設ける必要がなく、システムのコストダウンを図ることができる。また、電力需要が高くなったときに、コージェネレーション設備の熱消費部における熱需要に基づいて、複数の発電設備の中で熱需要の高いコージェネレーション設備から優先的に動作させるので、排熱を無駄に捨てることがなくなり、効率の高いシステムとすることができる。   According to the first characteristic configuration, since the commercial power source is DC-connected to the power generation facility via the converter, it is possible to prevent a reverse power flow in which electric power flows into the commercial power source side. There is no need to provide a protective device, and the cost of the system can be reduced. In addition, when power demand rises, based on the heat demand in the heat consumption part of the cogeneration facility, it is operated preferentially from the cogeneration facility with high heat demand among the multiple power generation facilities, so exhaust heat is reduced. The system is not thrown away wastefully, and the system can be made highly efficient.

本発明に係る発電システムの第2特徴構成は、複数のコージェネレーション設備を含む発電設備と商用電源とを有し、交流電力を出力する発電設備及び商用電源は交流電力を直流電力に変換するコンバータを介して接続し、直流電力を出力する発電設備は直接接続して、これらを直流連系し、その直流連系線から直流電力を交流電力に変換するインバータを介して1又は2以上の電力負荷に配電する発電システムであって、前記複数のコージェネレーション設備の熱消費部における熱需要を検知する熱需要検知部と、前記商用電源から前記直流連系線に流れ込む電力量を監視する商用電力量監視部と、前記発電設備の動作制御を行う制御部とを有し、前記制御部は、前記複数の発電設備のそれぞれに対する優先順位を前記熱需要検知部で検知した熱需要に基づいて定め、前記直流連系線に流れ込む商用電源からの電力量が所定の値より下がったことを前記商用電力量監視部により検知した場合に、前記優先順位の低い発電設備から順に停止させる点にある。   A second characteristic configuration of a power generation system according to the present invention includes a power generation facility including a plurality of cogeneration facilities and a commercial power source, and the power generation facility that outputs AC power and the commercial power source convert the AC power into DC power. 1 or 2 or more power via an inverter that directly connects and connects these power generators that output DC power, and converts the DC power from the DC interconnection line to AC power. A power generation system that distributes power to a load, wherein the heat demand detecting unit detects heat demand in a heat consuming unit of the plurality of cogeneration facilities, and commercial power that monitors the amount of power flowing from the commercial power source into the DC interconnection line An amount monitoring unit and a control unit that performs operation control of the power generation facility, and the control unit detects a priority order for each of the plurality of power generation facilities by the heat demand detection unit. If the commercial power amount monitoring unit detects that the amount of power from the commercial power source flowing into the DC interconnection line has fallen below a predetermined value, the power generation facility with a low priority is selected. The point is to stop in order.

この第2特徴構成によれば、商用電源はコンバータを介して発電設備と直流連系されるので、商用電源側へ電力が流れ込む逆潮流が生じることが防止されるので、従来技術のように系統保護装置を設ける必要がなく、システムのコストダウンを図ることができる。また、電力需要が低くなったときに、コージェネレーション設備の熱消費部における熱需要に基づいて、複数の発電設備の中で熱需要の低いコージェネレーション設備から先に停止させるので、排熱を無駄に捨てることがなくなり、効率の高いシステムとすることができる。   According to the second characteristic configuration, since the commercial power source is DC-connected to the power generation facility through the converter, it is possible to prevent a reverse power flow in which electric power flows into the commercial power source side, so that the system can be There is no need to provide a protective device, and the cost of the system can be reduced. In addition, when power demand decreases, based on the heat demand in the heat consumption section of the cogeneration facility, the cogeneration facility with low heat demand is stopped first among the multiple power generation facilities, so waste heat is wasted Therefore, the system can be made highly efficient.

ここで、前記複数のコージェネレーション設備はそれぞれ熱消費部として貯湯槽を有し、前記熱需要検知部は、前記貯湯槽における湯水の温度及び量の一方又は双方を検知することにより熱需要を検知する構成とすることが可能である。   Here, each of the plurality of cogeneration facilities has a hot water storage tank as a heat consuming section, and the heat demand detection section detects heat demand by detecting one or both of the temperature and amount of hot water in the hot water storage tank. It is possible to make it the structure to do.

以下に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る発電システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、発電設備として3個のコージェネレーション設備A、B、Cを備える場合について説明する。ここで、3個のコージェネレーション設備A、B、CのうちのA及びBは発電部27がそれぞれ回転型原動機2、3とそれに連動連結された交流発電機4、5であり、Cは発電部27が燃料電池6である。また、3個のコージェネレーション設備A、B、Cの熱消費部28はいずれも発電部27に対して熱交換器19、20、21を介して接続された貯湯槽16、17、18である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power generation system according to the present embodiment. In this embodiment, a case where three cogeneration facilities A, B, and C are provided as power generation facilities will be described. Here, A and B of the three cogeneration facilities A, B, and C are the power generators 27 and the rotary generators 2 and 3, respectively, and the AC generators 4 and 5 that are linked to them, and C is the power generator. The unit 27 is the fuel cell 6. Further, the heat consuming sections 28 of the three cogeneration facilities A, B, C are all hot water tanks 16, 17, 18 connected to the power generating section 27 through heat exchangers 19, 20, 21. .

商用電源1と3個のコージェネレーション設備A、B、Cの発電部27は、直流連系線7において直流状態で連系される。この際、商用電源1は、交流電力を出力するので、交流電力を直流電力に変換するコンバータ8を介して直流連系線7に接続される。また、交流発電機4、5も交流電力を出力するので、交流電力を直流電力に変換するコンバータ9、10を介して直流連系線7に接続される。一方、燃料電池6は、直流電力を出力するので、直接直流連系線7に接続される。また、直流連系線7には、平滑コンデンサ11が接続されている。   The commercial power source 1 and the power generation units 27 of the three cogeneration facilities A, B, and C are interconnected in a DC state on the DC interconnection line 7. At this time, since the commercial power source 1 outputs AC power, it is connected to the DC interconnection line 7 through a converter 8 that converts AC power into DC power. Further, since the AC generators 4 and 5 also output AC power, they are connected to the DC interconnection line 7 via converters 9 and 10 that convert AC power into DC power. On the other hand, since the fuel cell 6 outputs DC power, it is directly connected to the DC interconnection line 7. A smoothing capacitor 11 is connected to the DC interconnection line 7.

これらの商用電源1と3個のコージェネレーション設備A、B、Cの発電部27からの電力は、直流連系線7から直流電力を交流電力に変換するインバータ12を介して電力負荷13に供給される。電力負荷13としては、例えば一般家庭や事業所等において使用される照明設備、空調設備、工作機械等の様々な電気機器等の一群が含まれる。本実施形態においては、3つの電力負荷13がそれぞれインバータ12を介して接続されているが、これは、例えば複数の家庭や事業所等に対して電力を供給する場合を示している。   The electric power from the commercial power source 1 and the power generation units 27 of the three cogeneration facilities A, B, and C is supplied from the DC interconnection line 7 to the electric power load 13 through the inverter 12 that converts DC power into AC power. Is done. The power load 13 includes, for example, a group of various electrical devices such as lighting equipment, air conditioning equipment, and machine tools used in general households and business offices. In the present embodiment, the three power loads 13 are connected to each other via the inverter 12, but this shows a case where power is supplied to, for example, a plurality of homes or offices.

交流発電機4、5は、それぞれが回転型原動機2、3に連動連結され、各回転型原動機2、3の出力軸14、15の回転により駆動され、発電を行う。回転型原動機2、3としては、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービン、或いはスターリングエンジン等の公知の各種の原動機を用いることができる。燃料電池6は、ここでは図示しない改質器を備え、都市ガス、LPG、灯油等を改質して得られた水素を用いて発電する構成としている。そして、これらの3個のコージェネレーション設備A、B、Cの熱消費部28は、発電時に発電部27で生じた排熱の供給を受けてその熱を利用可能な構成となっている。すなわち、回転型原動機2、3及び燃料電池6から発電の際に出る排熱は、排気や冷却水等の熱運搬媒体の熱として排出され、熱交換器19、20、21において熱交換されて熱消費部28である貯湯槽16、17、18へ送られて回収利用される構成なっている。貯湯槽16、17、18は、熱交換器19、20、21を介して供給された発電部27からの熱を水の温度上昇に用いて湯水を内部に蓄え、図示しない給湯部や暖房機器等へ蓄えた湯水を供給する構成となっている。   The AC generators 4 and 5 are linked to the rotary prime movers 2 and 3, respectively, and are driven by the rotation of the output shafts 14 and 15 of the rotary prime movers 2 and 3 to generate power. As the rotary prime movers 2 and 3, various known prime movers such as a gas engine, a diesel engine, a gas turbine, or a Stirling engine can be used. The fuel cell 6 includes a reformer (not shown) and is configured to generate power using hydrogen obtained by reforming city gas, LPG, kerosene, or the like. And the heat consumption part 28 of these three cogeneration facilities A, B, and C becomes a structure which can receive the supply of the waste heat produced in the electric power generation part 27 at the time of electric power generation, and can use the heat | fever. That is, the exhaust heat generated during power generation from the rotary prime movers 2 and 3 and the fuel cell 6 is exhausted as heat of a heat transport medium such as exhaust or cooling water, and is heat-exchanged in the heat exchangers 19, 20, and 21. It is configured to be sent to the hot water storage tanks 16, 17, and 18 that are the heat consuming unit 28 for recovery. The hot water storage tanks 16, 17, and 18 store hot water in the interior by using the heat from the power generation unit 27 supplied via the heat exchangers 19, 20, and 21 to increase the temperature of the water. It is configured to supply hot water stored in the

また、コージェネレーション設備A、B、Cの熱消費部28における熱需要は熱需要検知部22により検知される。本実施形態においては、熱需要検知部22は、熱消費部28としての貯湯槽16、17、18の内部に蓄えられた湯水の温度を検知する湯水温度センサ23、24、25を有して構成されている。すなわち、湯水温度センサ23、24、25により検知された結果、いずれかの貯湯槽16、17、18の内部の湯水の温度が低い場合は、湯水の温度を上げる必要があるのでその貯湯槽16、17、18の熱需要が高いと判断でき、逆にいずれかの貯湯槽16、17、18の内部の湯水の温度が高い場合は、湯水の温度を上げる必要があまりないのでその貯湯槽16、17、18の熱需要が低いと判断できる。そして、このような湯水温度センサ24による検知結果は、制御部26へ送られて熱需要の高低が判断される。なお、湯水温度センサ23、24、25により検知する対象は、貯湯槽16、17、18の構造により異なり、貯湯槽16、17、18の内部に蓄えられた一定温度以上湯水の量を検知し、或いは湯水の温度及び量の双方を検知する構成とする場合もある。   Further, the heat demand in the heat consuming unit 28 of the cogeneration facilities A, B, and C is detected by the heat demand detecting unit 22. In this embodiment, the heat demand detection part 22 has the hot water temperature sensors 23, 24, 25 which detect the temperature of the hot water stored in the hot water storage tanks 16, 17, 18 as the heat consumption part 28. It is configured. That is, as a result of detection by the hot water temperature sensors 23, 24, 25, if the temperature of the hot water in any one of the hot water tanks 16, 17, 18 is low, the hot water temperature needs to be raised. , 17, 18 can be judged to have a high heat demand, and conversely, if the temperature of hot water in any of the hot water tanks 16, 17, 18 is high, there is no need to raise the temperature of the hot water, so that hot water tank 16 17 and 18 can be judged to be low. And the detection result by such a hot water temperature sensor 24 is sent to the control part 26, and the level of heat demand is judged. The object to be detected by the hot water temperature sensors 23, 24, 25 differs depending on the structure of the hot water tanks 16, 17, 18, and detects the amount of hot water above a certain temperature stored in the hot water tanks 16, 17, 18. Alternatively, there may be a configuration in which both the temperature and amount of hot water are detected.

商用電源1からコンバータ8を介して直流連系線7に流れ込む電力量Wは、商用電力量監視部29により監視される。本実施形態においては、商用電力量監視部29は、商用電源1のコンバータ8の直流側に配置された電力計30を有して構成されている。この電力計30は、商用電源1から直流連系線7に流れ込む直流電力量Wを常時又は一定の時間間隔で検知し、その情報を制御部26へ送る。   The amount of power W flowing from the commercial power source 1 into the DC interconnection line 7 via the converter 8 is monitored by the commercial power amount monitoring unit 29. In the present embodiment, the commercial power amount monitoring unit 29 is configured to include a wattmeter 30 disposed on the direct current side of the converter 8 of the commercial power source 1. The wattmeter 30 detects the DC power amount W flowing from the commercial power source 1 into the DC interconnection line 7 at regular or regular time intervals, and sends the information to the control unit 26.

制御部26は、コージェネレーション設備A、B、Cの発電部27の動作制御を行う。その際、制御部26は、各コージェネレーション設備A、B、Cのそれぞれに対する優先順位を熱需要検知部22で検知した熱需要に基づいて定め、直流連系線7に流れ込む商用電源1からの電力量Wが所定の値を超えたことを商用電力量監視部29により検知した場合に、優先順位のコージェネレーション設備A、B、Cから順に発電部27を動作させる。また、直流連系線7に流れ込む商用電源1からの電力量Wが所定の値より下がったことを商用電力量監視部29により検知した場合には、優先順位の低いコージェネレーション設備A、B、Cから順に発電部27を停止させる。   The control unit 26 controls the operation of the power generation units 27 of the cogeneration facilities A, B, and C. At that time, the control unit 26 determines the priority order for each of the cogeneration facilities A, B, and C based on the heat demand detected by the heat demand detection unit 22 and from the commercial power source 1 that flows into the DC interconnection line 7. When the commercial power amount monitoring unit 29 detects that the power amount W has exceeded a predetermined value, the power generation unit 27 is operated in order from the priority order cogeneration facilities A, B, and C. When the commercial power amount monitoring unit 29 detects that the power amount W from the commercial power source 1 flowing into the DC interconnection line 7 is lower than a predetermined value, the cogeneration facilities A, B, The power generation unit 27 is stopped in order from C.

本実施形態においては、具体的には、上記優先順位は、各コージェネレーション設備A、B、Cの貯湯槽16、17、18の内部に蓄えられた湯水の温度に基づいて定めることとし、この湯水の温度が低いコージェネレーション設備A、B、Cから順に熱需要が高いものとして「第1位」「第2位」「第3位」というように順位付けを行う。この際、湯水の温度が同じである貯湯槽16、17、18が複数存在する場合には、それらの順位は、予め定めた各コージェネレーション設備A、B、Cの固有の順位に基づいて定め、或いは、無作為に定めること等が可能である。各コージェネレーション設備A、B、Cの固有の順位を定めるにあたっては、各コージェネレーション設備A、B、Cの発電部27の熱回収効率や発電効率等に基づいて定めると好適である。   In the present embodiment, specifically, the priority order is determined based on the temperature of hot water stored in the hot water storage tanks 16, 17 and 18 of the cogeneration facilities A, B and C. Rankings are given as “first,” “second,” and “third,” assuming that the heat demand is higher in order from cogeneration facilities A, B, and C, where the temperature of hot water is lower. At this time, when there are a plurality of hot water storage tanks 16, 17, and 18 having the same hot water temperature, their ranks are determined based on the predetermined ranks of the respective cogeneration facilities A, B, and C. Alternatively, it can be determined at random. In determining the specific rank of each cogeneration facility A, B, C, it is preferable to determine based on the heat recovery efficiency, power generation efficiency, etc. of the power generation unit 27 of each cogeneration facility A, B, C.

上記優先順位を定める制御部26における判断時は、本実施形態においては、直流連系線7に流れ込む商用電源1からの電力量Wが所定の値(下記「発電起動値W1」)を超えたことを商用電力量監視部29により検知したとき、及び当該電力量Wが所定の値(下記「発電停止値W2」)より下がったことを商用電力量監視部29により検知したときであり、その都度、その時点における優先順位を制御部26が判断し、その優先順位に従って上記のように各コージェネレーション設備A、B、Cの発電部27の動作開始及び停止の制御を行う。ここで、図2に示すように、商用電力量監視部29により検知される電力量Wについて、発電部27の動作開始のきっかけとなる電力量Wの所定の値(「発電起動値W1」という。)と、発電部27の停止のきっかけとなる電力量Wの所定の値(「発電停止値W2」という。)との間には、ヒステリシスδを設けると好適である。すなわち、商用電源1から直流連系線7に流れ込む電力量Wは、電力負荷13の状態やコージェネレーション設備A、B、Cの動作状態によって頻繁に変動するものであるので、この電力量Wの変動を考慮したヒステリシスδを設けなければ、発電部27の動作開始及び停止を頻繁に行うことになり、システムの効率が却って悪くなるからである。なお、上記制御部26における優先順位の判断時としては、このように商用電力量監視部29により検知した電力量Wが発電起動値W1を超えたとき及び発電停止値W2より下がったときに加えて、所定の時間間隔でも優先順位を判断するようにすることも可能である。その場合、一つのコージェネレーション設備(例えばA)の発電部27が動作中に優先順位が停止中のコージェネレーション設備(例えばB)の発電部27と入れ代わった場合に、優先順位が下がったコージェネレーション設備(A)の発電部27を停止させ、優先順位が上がったコージェネレーション設備(B)の発電部27を新たに動作開始させる制御を行うことも可能である。   At the time of determination in the control unit 26 that determines the priority order, in this embodiment, the amount of power W from the commercial power source 1 flowing into the DC interconnection line 7 has exceeded a predetermined value (hereinafter referred to as “power generation start value W1”). Is detected by the commercial power amount monitoring unit 29, and when the commercial power amount monitoring unit 29 detects that the power amount W has fallen below a predetermined value (hereinafter referred to as “power generation stop value W2”). Each time, the control unit 26 determines the priority order at that time, and controls the start and stop of the operation of the power generation unit 27 of each cogeneration facility A, B, C according to the priority order. Here, as shown in FIG. 2, for the power amount W detected by the commercial power amount monitoring unit 29, a predetermined value (referred to as “power generation start value W <b> 1”) of the power amount W that triggers the operation start of the power generation unit 27. )) And a predetermined value (referred to as “power generation stop value W2”) of the electric energy W that triggers the power generation unit 27 to stop, it is preferable to provide a hysteresis δ. That is, the amount of power W flowing from the commercial power source 1 into the DC interconnection line 7 varies frequently depending on the state of the power load 13 and the operating state of the cogeneration facilities A, B, C. This is because if the hysteresis δ in consideration of the fluctuation is not provided, the operation of the power generation unit 27 is frequently started and stopped, and the efficiency of the system is deteriorated. In addition, when determining the priority order in the control unit 26, it is added when the power amount W detected by the commercial power amount monitoring unit 29 in this way exceeds the power generation start value W1 or lower than the power generation stop value W2. Thus, it is possible to determine the priority order even at a predetermined time interval. In that case, when the power generation unit 27 of one cogeneration facility (for example, A) is operating and the power generation unit 27 of the cogeneration facility (for example, B) whose priority is stopped is replaced, It is also possible to perform control for stopping the power generation unit 27 of the generation facility (A) and newly starting the operation of the power generation unit 27 of the cogeneration facility (B) whose priority has been raised.

以下、本実施形態に係る発電システムの制御部26による動作制御について、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。この図に示すように、まず、商用電力量監視部29により検知される商用電源1からの電力量Wが発電起動値W1を超えたか否かについて判断する(ステップ#01)。商用電源1からの電力量Wが発電起動値W1を超えていない場合には(ステップ#01:NO)、処理はステップ#04へ進む。一方、商用電源1からの電力量Wが発電起動値W1を超えた場合には(ステップ#01:YES)、次に、上記のとおり熱需要検知部22で検知した熱需要に基づいて各コージェネレーション設備A、B、Cのそれぞれに対する優先順位を定める判断を制御部26において行う(ステップ#02)。その後、優先順位の高い一つのコージェネレーション設備A、B又はCの発電部27の動作を開始する(ステップ#03)。この際、優先順位が最も高いコージェネレーション設備A、B又はCの発電部27が既に動作している場合には、次に優先順位が高いコージェネレーション設備A、B又はCの発電部27の動作を開始させることとし、既に全てのコージェネレーション設備A、B、Cの発電部27が動作している場合には、この処理ステップ#03は行われない。   Hereinafter, the operation control by the control unit 26 of the power generation system according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. 3. As shown in this figure, first, it is determined whether or not the power amount W from the commercial power source 1 detected by the commercial power amount monitoring unit 29 exceeds the power generation start value W1 (step # 01). If the amount of power W from the commercial power source 1 does not exceed the power generation start value W1 (step # 01: NO), the process proceeds to step # 04. On the other hand, when the amount of power W from the commercial power source 1 exceeds the power generation start value W1 (step # 01: YES), each code is then based on the heat demand detected by the heat demand detector 22 as described above. The control unit 26 determines to determine the priority order for each of the generation facilities A, B, and C (step # 02). Thereafter, the operation of the power generation unit 27 of one cogeneration facility A, B or C having a higher priority is started (step # 03). At this time, if the power generation unit 27 of the cogeneration facility A, B or C with the highest priority is already operating, the operation of the power generation unit 27 of the cogeneration facility A, B or C with the next highest priority If all the power generation units 27 of the cogeneration facilities A, B, and C are already operating, this processing step # 03 is not performed.

次に、商用電力量監視部29により検知される商用電源1からの電力量Wが発電停止値W2より下がったか否かについて判断する(ステップ#04)。商用電源1からの電力量Wが発電停止値W2より下がっていない場合には(ステップ#04:NO)、処理はステップ#01へ戻る。一方、商用電源1からの電力量Wが発電停止値W2より下がった場合には(ステップ#04:YES)、次に、上記のとおり熱需要検知部22で検知した熱需要に基づいて各コージェネレーション設備A、B、Cのそれぞれに対する優先順位を定める判断を制御部26において行う(ステップ#05)。その後、優先順位の低い一つのコージェネレーション設備A、B又はCの発電部27を停止する(ステップ#06)。この際、優先順位が最も低いコージェネレーション設備A、B又はCの発電部27が既に停止している場合には、次に優先順位が低いコージェネレーション設備A、B又はCの発電部27を停止させることとし、既に全てのコージェネレーション設備A、B、Cの発電部27が停止している場合には、このステップ#06は行われない。その後、処理はステップ#01へ戻る。なお、商用電源1からの電力量Wが発電起動値W1と発電停止値W2との間にあるときは、コージェネレーション設備A、B、Cの発電部27の動作開始又は停止のいずれも行われず、そのままの状態が維持される。   Next, it is determined whether or not the power amount W from the commercial power source 1 detected by the commercial power amount monitoring unit 29 has dropped below the power generation stop value W2 (step # 04). If the amount of power W from the commercial power source 1 is not lower than the power generation stop value W2 (step # 04: NO), the process returns to step # 01. On the other hand, when the amount of power W from the commercial power source 1 falls below the power generation stop value W2 (step # 04: YES), each code is then based on the heat demand detected by the heat demand detector 22 as described above. The control unit 26 determines to determine the priority order for each of the generation facilities A, B, and C (step # 05). Thereafter, the power generation unit 27 of one cogeneration facility A, B, or C having a low priority is stopped (step # 06). At this time, if the power generation unit 27 of the cogeneration facility A, B or C with the lowest priority has already stopped, the power generation unit 27 of the cogeneration facility A, B or C with the next lowest priority is stopped. If all the power generation units 27 of the cogeneration facilities A, B, and C are already stopped, this step # 06 is not performed. Thereafter, the process returns to step # 01. In addition, when the electric energy W from the commercial power source 1 is between the power generation start value W1 and the power generation stop value W2, neither the operation start or stop of the power generation unit 27 of the cogeneration facilities A, B, C is performed. The state as it is is maintained.

なお、上記実施形態においては、発電設備がすべてコージェネレーション設備である場合について説明したが、本発明は、排熱を利用しない通常の発電設備を含む発電システムに適用することも可能である。その場合、そのような通常の発電設備は熱需要がないことから、制御部26はその優先順位を最も低くするように定める。また、このような通常の発電設備が複数個含まれる発電システムでは、それらの通常の発電設備間の優先順位は予め定めた各発電設備の固有の順位に基づいて定め、或いは、無作為に定めること等が可能である。各発電設備の固有の順位を定めるにあたっては、各コージェネレーション設備A、B、Cの発電部27の発電効率等に基づいて定めると好適である。   In addition, in the said embodiment, although the case where all the power generation facilities were cogeneration facilities was demonstrated, this invention can also be applied to the power generation system containing the normal power generation facility which does not utilize exhaust heat. In that case, since such a normal power generation facility has no heat demand, the control unit 26 sets the priority to be the lowest. Further, in a power generation system including a plurality of such normal power generation facilities, the priority order between the normal power generation facilities is determined based on a predetermined order of each power generation facility or is determined randomly. It is possible. In determining the unique rank of each power generation facility, it is preferable to determine based on the power generation efficiency of the power generation unit 27 of each cogeneration facility A, B, C.

本発明は、複数の一般家庭や事業所等に設置される複数のコージェネレーション設備を含む発電設備により発電した電力と商用電源からの電力と調整しつつ電力負荷に対して供給する発電システムに好適に用いることが可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a power generation system that supplies power load while adjusting power generated by a power generation facility including a plurality of cogeneration facilities installed in a plurality of general households or business establishments and power from a commercial power source. Can be used.

本実施形態に係る発電システムの概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the electric power generation system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る発電システムの商用電力量監視部により検知された電力量の変動と発電起動値及び発電停止値との関係の一例を示すグラフThe graph which shows an example of the relationship between the fluctuation | variation of the electric energy detected by the commercial electric energy monitoring part of the electric power generation system which concerns on this embodiment, and a power generation starting value and a power generation stop value. 本実施形態に係る発電システムの制御部による動作制御を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation control by the control part of the electric power generation system which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

A、B、C コージェネレーション設備
1 商用電源
2、3 回転型原動機
4、5 交流発電機
6 燃料電池
7 直流連系線
8、9、10 コンバータ
12 インバータ
13 電力負荷
16、17、18 貯湯槽
19、20、21 熱交換器
22 熱需要検知部
23、24、25 湯水温度センサ
26 制御部
27 発電部
28 熱消費部
29 商用電力量監視部
30 電力計
W 商用電力量監視部により検知した電力量
W1 発電起動値
W2 発電停止値
A, B, C Cogeneration facility 1 Commercial power source 2, 3 Rotating motor 4, 5 AC generator 6 Fuel cell 7 DC interconnection lines 8, 9, 10 Converter 12 Inverter 13 Electric load 16, 17, 18 Hot water tank 19 , 20, 21 Heat exchanger 22 Heat demand detection unit 23, 24, 25 Hot water temperature sensor 26 Control unit 27 Power generation unit 28 Heat consumption unit 29 Commercial power amount monitoring unit 30 Wattmeter W Power amount detected by commercial power amount monitoring unit W1 Power generation start value W2 Power generation stop value

Claims (3)

複数のコージェネレーション設備を含む発電設備と商用電源とを有し、交流電力を出力する発電設備及び商用電源は交流電力を直流電力に変換するコンバータを介して接続し、直流電力を出力する発電設備は直接接続して、これらを直流連系し、その直流連系線から直流電力を交流電力に変換するインバータを介して1又は2以上の電力負荷に配電する発電システムであって、
前記複数のコージェネレーション設備の熱消費部における熱需要を検知する熱需要検知部と、前記商用電源から前記直流連系線に流れ込む電力量を監視する商用電力量監視部と、前記発電設備の動作制御を行う制御部とを有し、
前記制御部は、前記複数の発電設備のそれぞれに対する優先順位を前記熱需要検知部で検知した熱需要に基づいて定め、前記直流連系線に流れ込む商用電源からの電力量が所定の値を超えたことを前記商用電力量監視部により検知した場合に、前記優先順位の高い発電設備から順に動作させる発電システム。
A power generating facility including a plurality of cogeneration facilities and a commercial power source, and a power generating facility that outputs alternating current power and a commercial power source are connected via a converter that converts the alternating current power into direct current power, and the power generating facility that outputs direct current power Is a power generation system that connects directly to each other and DC-connects them, and distributes them to one or more power loads via an inverter that converts DC power from the DC-connected lines into AC power,
A heat demand detection unit that detects heat demand in a heat consumption unit of the plurality of cogeneration facilities, a commercial power amount monitoring unit that monitors the amount of power flowing from the commercial power source to the DC interconnection line, and an operation of the power generation facility A control unit for controlling,
The control unit determines priority for each of the plurality of power generation facilities based on heat demand detected by the heat demand detection unit, and an amount of power from a commercial power source flowing into the DC interconnection line exceeds a predetermined value. When this is detected by the commercial power amount monitoring unit, a power generation system that operates in order from the power generation facility with the highest priority.
複数のコージェネレーション設備を含む発電設備と商用電源とを有し、交流電力を出力する発電設備及び商用電源は交流電力を直流電力に変換するコンバータを介して接続し、直流電力を出力する発電設備は直接接続して、これらを直流連系し、その直流連系線から直流電力を交流電力に変換するインバータを介して1又は2以上の電力負荷に配電する発電システムであって、
前記複数のコージェネレーション設備の熱消費部における熱需要を検知する熱需要検知部と、前記商用電源から前記直流連系線に流れ込む電力量を監視する商用電力量監視部と、前記発電設備の動作制御を行う制御部とを有し、
前記制御部は、前記複数の発電設備のそれぞれに対する優先順位を前記熱需要検知部で検知した熱需要に基づいて定め、前記直流連系線に流れ込む商用電源からの電力量が所定の値より下がったことを前記商用電力量監視部により検知した場合に、前記優先順位の低い発電設備から順に停止させる発電システム。
A power generating facility including a plurality of cogeneration facilities and a commercial power source, and a power generating facility that outputs alternating current power and a commercial power source are connected via a converter that converts the alternating current power into direct current power, and the power generating facility that outputs direct current power Is a power generation system that connects directly to each other and DC-connects them, and distributes them to one or more power loads via an inverter that converts DC power from the DC-connected lines into AC power,
A heat demand detection unit that detects heat demand in a heat consumption unit of the plurality of cogeneration facilities, a commercial power amount monitoring unit that monitors the amount of power flowing from the commercial power source to the DC interconnection line, and an operation of the power generation facility A control unit for controlling,
The control unit determines a priority order for each of the plurality of power generation facilities based on heat demand detected by the heat demand detection unit, and an amount of power from a commercial power source flowing into the DC interconnection line falls below a predetermined value. When the commercial power amount monitoring unit detects that the power generation system, the power generation system is configured to stop in order from the power generation facility with the lowest priority.
前記複数のコージェネレーション設備はそれぞれ熱消費部として貯湯槽を有し、前記熱需要検知部は、前記貯湯槽における湯水の温度及び量の一方又は双方を検知することにより熱需要を検知する請求項1又は2に記載の発電システム。   The plurality of cogeneration facilities each have a hot water storage tank as a heat consuming section, and the heat demand detection section detects heat demand by detecting one or both of the temperature and amount of hot water in the hot water storage tank. The power generation system according to 1 or 2.
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