事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置と方法
【課題】複数の発電所の使用電力状況を監視して、電力の受電、送電を相互にインタラクティブとし、各発電所周辺地域に対して排熱を最大限に利用できる制御を行なう。
【解決手段】熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、制御部を有する複数の発電所は、中央制御部５００により管理される。各発電所は、排熱を１００％利用する発電機の制御を行い、過不足電力は、中央制御部により管理され、各発電所に対する送電。受電コントロールが行なわれる。
【解決手段】熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、制御部を有する複数の発電所は、中央制御部５００により管理される。各発電所は、排熱を１００％利用する発電機の制御を行い、過不足電力は、中央制御部により管理され、各発電所に対する送電。受電コントロールが行なわれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド型発電所設備を利用する事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置と方法に関するものであり、排熱を利用する複数の発電所間で、電力を相互利用できる仕組みを構築し、エネルギー利用効率を格段に向上できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、エネルギー利用効率を向上するため、あるいは排出ＣＯ２の削減を得るために、複数の発電所の状況をネットワークで相互に監視し、売電、買電を行なうシステムが考えられている。ネットワークを利用する技術としては、特許文献１、２、及び３のような技術がある。
【特許文献１】特開２００２−３００７２３公報
【特許文献２】特開２００３−５２１２７公報
【特許文献３】特開平６−１１３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、発電所により生成した電力を利用する他に、発電機の排熱を発電所周囲の施設で利用する方法も実現されている。このような発電所管轄地域において、発電所で生成した電力が１００％使用され、かつ、発電所で得られた排熱も発電所周辺地域で１００％使用されるならば、エネルギー利用効率が最もよく、また排出ＣＯ２の最小化が得られることが期待できる。
【０００４】
しかし、上記の条件、つまり１つの発電所の電力及び排熱を１００％効率よくを利用するような発電所管轄地域と発電所周辺地域が一体となった地域は存在しない。
【０００５】
そこでこの発明は、電力に関しては、複数の発電所の使用電力状況を相互に監視して、電力の受電、送電をインタラクティブとした上で、それぞれの発電所周辺地域の排熱を最大限に利用できる制御を行なうようにした事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置と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】
【０００６】
上記の目的を達成するためにこの発明の一面では、熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、前記熱主電従型発電機と前記複数の電主熱従型発電機の発電電力を電力系統に導く電力ラインと、前記熱主電従型発電機の排ガスボイラーと前記複数の電主熱従型発電機の排ガスボイラーと前記バックアップボイラーとの蒸気を客先設備に送気するパイプと、前記パイプに流れる蒸気を監視し、前記客先設備の蒸気使用量を計測する蒸気使用量計測装置と、前記客先設備の蒸気使用量に応じて、前記熱主電従型発電機とバックアップボイラーとを停止も含めた制御を行ない、客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる蒸気制御及び運転プログラム装置と、ネットワークを通じて複数の発電所を管理する中央制御部との通信を行い、前記中央制御部からの指令に応じて、少なくとも前記複数の電主熱従型発電機の発電量を増又は減制御し、これに伴い、前記熱主電従型発電機を制御し前記客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持せしめる制御手段を有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記した手段により、電力に関しては、複数の発電所を相互に監視して、電力の受電、送電をインタラクティブとした上で、それぞれの発電所周辺地域の排熱を最大限に利用する制御が行われ、エネルギー利用効率がよく、排出ＣＯ２の削減化が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明の実施形態では、熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、制御部を有する複数の発電所１００，２００，３００は、中央制御部５００により管理される。各発電所１００，２００，３００は、排熱を１００％利用する発電機の制御を行い、過不足電力は、中央制御部５００により管理され、各発電所に対する送電。受電コントロールが行なわれる。
【０００９】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、この発明の一実施の形態を示している。図１において１００，２００，３００はそれぞれ発電所であり、それぞれの発電所１００，２００，３００は、発電所管轄地域の電力を発電している。発電所管轄地域の電力使用者は、オンサイト客先と称される。図では発電所１００，２００，３００のオンサイト客先（ここでは客先設備と称することにする）は、Ａ，Ｂ，Ｃとして示されている。
【００１０】
このシステムでは、それぞれの発電所１００，２００，３００は、対応するオンサイト客先設備Ａ，Ｂ，Ｃに対して、排熱を利用して得られた蒸気を供給する。ここで、排熱（蒸気）は、それぞれの管轄地域にてほぼ１００％利用されるように、発電所の発電機が制御される。
【００１１】
発電所１００，２００，３００は、それぞれ、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３を有する。また発電所１００，２００，３００は、それぞれ、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，ＤＥ４，ＤＥ７を有する。
【００１２】
ガスタービンエンジン発電機ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３は、燃料にする電気発生率に比べて熱発生率が高く、熱主電従型発電機と称される。これに対して、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，ＤＥ４，ＤＥ７は、燃料にする熱発生率に比べて電気発生率が高く、電主熱従型発電機と称される。発電所１００，２００，３００には、それぞれ予備機としてディーゼルエンジン発電機ＤＥ２，３，ＤＥ５，６、ＤＥ８，９が設備されていてもよい。
【００１３】
また発電所１００，２００，３００には、それぞれ蒸気の効率的な使用を行なうために、バックアップボイラー１０１、２０１、３０１が設備されている。
【００１４】
発電所１００，２００，３００には、それぞれ制御部（後述する）が設けられている。各制御部は、発電電力、オンサイト客先設備の電力使用状況、蒸気使用状況などを監視している。また制御部の監視情報は、通信ネットワーク４００を介して、中央制御部５００に送信される。
【００１５】
各発電所１００，２００，３００における電力ライン１０２、２０２、３０２は、電力系統６００に接続されている。この接続により、発電所１００，２００，３００の発電電力の過不足が、中央制御部５００で監視及び制御される。そして各発電所間で発電電力の過不足が生じた場合、送電、受電を行われ、電力の効率的な利用が行なわれる。また電力系統６００は、発電所に密着したオンサイト客先設備だけでなく、他の客先設備Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ、卸電力取引所にも送電を行なっている。
【００１６】
図２には、発電所２００とオンサイト客先設備の関係を代表例として示している。なお発電所２００の予備のディーゼルエンジン発電機ＤＥ６は記載を省略している。オンサイト客先設備の負荷に対しては、電力ライン２０２を通じて電力が供給されている。オンサイト客先設備の電力使用量は、電力使用量計測装置Ｂ１１により検出され、発電所２００の制御部２１１に伝送されている。
【００１７】
さらにオンサイト客先設備では、暖房、給湯、加熱などのために蒸気が使用されている。この蒸気は、たとえばボイラーＢ２１の蒸気がヘッダーＢ３０を介して利用されている。ここで、オンサイト客先設備Ｂにおいて、蒸気の不足が生じると、排ガスボイラー２２１、２２２、２２３、バックアップボイラー２０１の排出蒸気が利用される。オンサイト客先設備Ｂにおける蒸気使用量は、蒸気使用量計測装置Ｂ３１により計測され、計測値は、蒸気制御及び運転プログラム装置２２５に入力されている。また排ガスボイラー２２１、２２２、２２３、バックアップボイラー２０１からの排出蒸気が共通に通過するパイプには、蒸気圧力流量計測装置２２６が設けられ、その計測情報も蒸気制御及び運転プログラム装置２２５に入力されている。蒸気使用量計測装置Ｂ３１、蒸気圧力流量計測装置２２６は、原理は同じであり、パイプ内の圧力と、流量と、時間を計測して、時間当たりの蒸気の使用量を計算している。この外に、ボイラーに対する給水量を監視しても蒸気使用量を計算することが可能である。
【００１８】
蒸気制御及び運転プログラム装置２２５は、オンサイト客先設備Ｂにおける蒸気の使用状況に応じて、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２、バックアップボイラー２０１の運転状態を制御する。この動作例については、さらに後で詳しく説明する。
【００１９】
ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４，ＤＥ５の発電電力は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２，ＳＷ３を介して母線２３１に接続され、さらにこの母線２３１は、スイッチＳＷ０を介して電力系統に接続されている。
【００２０】
制御部２１１は、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４，ＤＥ５のそれぞれのガバナを介して制御し、起動状態、停止状態、出力パワーの制御を行うことができる。各発電機ＧＴ２，ＤＥ４，ＤＥ５の出力は、発電電力計測装置２３２により計測され、計測情報が制御部２１１に帰還されている。またガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、蒸気制御及び運転プログラム装置２２５からの制御信号により、その運転状態がコントロール可能である。
【００２１】
制御部２１１は、送信部２１２、受信部２１３を介して通信ネットワーク４００に接続されており、図１で示した中央制御部５００との間で情報の送受信を行なうことができる。また、制御部２１１には、ディスプレイ２１５、プリンタ２１６、マウス２１７などが接続されている。
【００２２】
図２には、客先設備Ｅにおける構成ブロックも示している。この客先設備Ｅは、発電所２００に対しては、電力をカバーしなければならない所定の設備である。電力系統６００からの電力は、客先設備Ｅの各負荷に供給される。ここで使用される電力は、電力使用量計測装置Ｅ１１において計測され、送信部Ｅ１２を介して通信ネットワーク４００に送出される。Ｅ１３は、検針装置である。この客先設備Ｅは、図１に示した中央制御部５００に契約登録されているものとする。
【００２３】
＜上記したシステムの基本動作説明＞
（１）オンサイト客先設備Ｂに設置している電力使用計測装置Ｂ１１から発電所２００の制御部２１１へ電力使用量が入力されている、
（２）また客先設備Ｅの電力使用量計測装置Ｅ１１からも、発電所２００の制御部２１１へ電力使用量が入力されている。
【００２４】
（３）制御部２１１は、客先設備ＢとＥの電力使用量を合計した発電用制御信号を生成し、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４のガバナ及びＡＶＲへ出力し、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の運転を制御する、
（４）ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４は、客先設備ＢとＥへの電力を１００％供給しているものとする、
（５）オンサイト客先設備Ｂに設置した蒸気使用量計測装置Ｂ３１から、発電所２００の蒸気制御及び運転プログラム装置２２５へ客先設備Ｂの蒸気使用量が入力されている。
【００２５】
（６）今、客先設備Ｂの蒸気使用量が３分間以上、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の定格容量の５０％を超えた場合、制御部２１１は、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２に対して起動信号をあたえる、
（７）これによりガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が起動し、ガバナ、ＡＶＲを作動させ、系統へ同期投入、連系運転される、
（８）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、出力を上げていき、客先設備Ｂの必要蒸気量を発生する、この蒸気は排ガスボイラー２２１から送気される、
（９）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電電力量は、発電電力計測装置２３２を介して制御部２１１に入力される、
（１０）ここで、制御部２１１は、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電量が低下するように、ガバナ、ＡＶＲを通じてディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を制御する。ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電量の低下分は、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電分と同じ量である、
（１１）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、客先設備Ｂの蒸気デマンドに合わせて出力を制御され、つねに客先設備Ｂの蒸気デマンドが満足される。ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４は、客先設備Ｂと客先設備Ｅとの合計電力使用量から、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電量を差し引いた値の電力を発電するように制御される。
【００２６】
＜ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電出力がディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を停止しても余る場合の例＞
（１）客先設備Ｂの蒸気デマンドが大きく、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２とディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の合計発電出力が、客先設備Ｂと客先設備Ｅの合計電力使用量よりも大きい場合、この場合は、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を運転停止、つまり解列する。
【００２７】
（２）ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を停止したとしても、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が大きく、電力が余る場合は以下のようになる、
（３）発電所１００，２００，３００の電力受給状況、及び運転状況が中央制御部５００で監視されている、
（４）今、発電所２００において余剰電力があるものとする。このとき中央制御部５００は、発電所１００と３００の発電コストを比較する。１００と３００間で、使用する発電機が同じで、発電量も同じであれば、発電所１００と３００の発電コストは同じである。しかし、今、例えば、発電所１００と３００と比較した結果、発電所１００の発電量が大きいとすると、発電所１００のディーゼルエンジン発電機の発電量を低下させる。低下させる程度は、発電所２００の余剰電力分である。このための制御信号は、中央制御部５００からネットワーク４００を通じて、発電所１００の制御部に送られる、
（５）これにより発電所１００の制御部は、例えばディーゼルエンジン発電機ＤＥ１を制御し、出力を低下または停止させる。これにより電力系統における過不足はバランスされる、
（６）図１の例であると、発電所１００は、例えば卸電力取引所、客先設備Ｄに電力を供給している。上記の（４）の制御が行なわれた場合は、発電所１００からの送電と発電所２００からの送電の合計電力が、卸電力取引所、客先設備Ｄに供給されることになる。
【００２８】
＜発電所２００において、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２とディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電出力を合計しても、客先設備ＢとＥへの電力供給に不足が生じる場合＞
（１）予備発電機を作動させても不足する場合、以下のような処理が行われる、
（２）発電所１００，２００，３００の電力受給状況、及び運転状況が中央制御部５００で監視されている、
（３）中央制御部５００における電力相互補完制御装置は、発電所２００の電力不足分を補うために、発電所１００または発電所３００のディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，またはＤＥ７の発電出力を上げるように制御する、
（４）ディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，またはＤＥ７のいずれを選択するかは、発電コストの安いほうが選択される、発電コストを比べるためには、情報として、各地域における燃料費用が参照され、また同時にディーゼルエンジン発電機の効率情報が用いられる。効率情報は、例えば燃料１リットル当たりの発電出力、或いは発電出力１ｋＷｈ当たりの燃料費で計算され、蓄積されている。これらの情報は、中央制御部５００の各発電所のデータベースとして構築されている、
（５）今、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ７の発電コストが安いことがわかると、中央制御部５００の電力相互補完制御装置は、発電所３００の制御部に、ＤＥ７の発電出力を上げるための制御信号を送信する、
（６）これにより、客先設備ＢとＥへの電力供給は、発電所２００からと発電所３００からの電力供給が実現されることになる。このとき、発電所３００のオンサイト客先設備Ａに対しては、蒸気の供給が多くなる事が考えられるが、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ７の排熱による蒸気は、ガスタービンエンジン発電機に比較して小さいので、大きな影響は無い。仮に排熱が大きな影響を与え、蒸気が過剰となるようであれば、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ３の出力が制御される。
【００２９】
＜発電所１００、又は２００又は３００が定期点検又は事故のために停止した場合＞
（１）各発電所１００、２００、３００には、それぞれ予備のディーゼルエンジン発電機ＤＥ２，ＤＥ３，ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９が設置されている、
（２）ここで各発電所１００、２００、３００の予備機の合算発電量は、当該発電所の２分の一の発電容量分に相当するように設計されている、
（３）中央制御部５００における電力相互補完制御装置は、発電所１００，２００，３００の電力受給状況、及び運転状況を監視している、
（４）例えば発電所１００の送電が停止した場合、発電所１００の電力不足信号が通信ネットワーク４００を通じて電力相互補完制御装置へ伝達される、
（５）電力相互補完制御装置は、発電所２００及び３００の予備機であるディーゼルエンジン発電機ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９を起動すべき起動信号を送信する、
（６）これに伴い、発電所２００及び３００の制御部は、それぞれディーゼルエンジン発電機ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９を起動し、同期投入、連系送電を行なう、
（７）これにより、本来は発電所１００の管轄である卸電力取引所及び客先設備Ｄには、電力系統６００を介して発電所２００と３００からの送電電力が供給される、
（８）ここで発電所１００が復旧したとすると、発電所１００の送電電力の上昇に伴い、発電所２００と３００のディーゼルエンジン発電機ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９の出力を低下させる制御が行なわれる、
（９）そして、発電所１００の出力が安定した時点で、発電所２００及び３００の予備機が解列されて停止される。
【００３０】
＜ボイラー動作について＞
（１）例えば発電所２００の場合について説明すると以下のようになる。ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、客先設備Ｂの蒸気使用量に合わせて運転が制御されている、
（２）蒸気使用量が低下し、３分間以上ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の定格の３５％になった時点で、このことが制御部２１１により認識され、バックアップボイラー２０１が点火され運転状態となる、
（３）バックアップボイラー２０１が安定運転状態になったらガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が解列、停止される、
（４）以後は、バックアップボイラー２０１からの蒸気が、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の排ガスボイラーからの蒸気に変わって、客先設備Ｂにおいて使用される、
（５）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、熱主電従で動作するが、この発電機ＧＴ２が解列、停止すると発電量が低下する。そこで、この低下分は、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電量がアップされることにより補われる、
（６）次に、客先設備Ｂの蒸気使用量が増大し、３分間以上ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の定格容量の５０％以上になったら、このことが制御部２１１により認識され、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が起動される。これにより、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の排ガスボイラー２２１からの蒸気が、客先設備Ｂへ送気される。また、発電電力も連系送電される、
（７）次にバックアップボイラー２０１は出力を低下するように制御される、
（８）また、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４は、発電出力をガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の出力増加に応じて、低下させるように制御される。
【００３１】
図３には、中央制御部５００の形態を示している。中央制御部５００は、受信部５０１、送信部５０２を介して外部の各発電所及び客先設備とのコミュニケーションを行なうことができる。そして、各発電所のデータベースを構築している。データベースとしては、ガスタービンエンジン発電機の運転状況と、出力パワー制御状態、及びディーゼルエンジン発電機の運転状況と出力パワー制御状態が管理されている。さらに各発電所の現在の発電量と、各発電所の最大発電能力のデータが記録されている。現在の発電量は、時時刻々と変化するので、例えば３０秒毎に更新される。これにより、各発電所の電力の過不足情報が随時更新される。また各発電所の地域における、燃料単価もデータとして保存されている。これにより、例えば、不足分の電力をディーゼルエンジン発電機で補おうとする場合、最もコストの安い地域の発電所の発電機を起動するように制御することが可能である。
【００３２】
上記したようにこの発明では、発電所においては、熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、前記熱主電従型発電機と前記複数の電主熱従型発電機の発電電力を電力系統に導く電力ラインと、前記熱主電従型発電機の排ガスボイラーと前記複数の電主熱従型発電機の排ガスボイラーと前記バックアップボイラーとの蒸気を客先設備に送気するパイプと、前記パイプに流れる蒸気を監視し、前記客先設備の蒸気使用量を計測する蒸気使用量計測装置と、前記客先設備の蒸気使用量に応じて、前記熱主電従型発電機とバックアップボイラーとを停止も含めた制御を行ない、客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる蒸気制御及び運転プログラム装置とが設けられる。そして、制御手段（制御部２１１）が、ネットワークを通じて複数の発電所を管理する中央制御部５００との通信を行い、前記中央制御部からの指令に応じて、少なくとも前記複数の電主熱従型発電機の発電量を増又は減制御し、これに伴い、前記熱主電従型発電機を制御し前記客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる。
【００３３】
また、制御手段は、熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となった場合、当該過剰分を前記複数の電主熱従型発電機のいずれかの発電量を減制御することができる。
【００３４】
また制御手段は、熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となり、前記複数の電主熱従型発電機を停止させても過剰である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を前記過剰分だけ低下させる制御を行なうことができる。
【００３５】
さらにまた制御手段は、熱主電従型発電機及び前記複数の電主熱従型発電機の全発電量では、前記所定の設備及び前記客先設備への電力供給が不足である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を増大させる制御を行うことができる。
【００３６】
この発明の全体的な発電所コントロール方法では、以下のような構成が行なわれている。複数の発電所では、それぞれ熱主電従型発電機と複数の電主熱従型発電機を設置し、また前記複数の発電所では、それぞれ発電所の発電電力を計測する発電電力計測装置を有し、また前記複数の発電所では、それぞれ受け持ちの所定の客先設備に対して前記熱主電従型発電機の排熱を供給するパイプ設備を有し、さらにまた前記複数の発電所では、それぞれの発電所の動作を統括する制御部を有し、これらの制御部は、通信ネットワークを介して中央制御部に接続されている。
【００３７】
さらに複数の発電所では、前記制御部が、それぞれ前記所定の客先設備の要求情報に応じて前記熱主電従型発電機を自動運転制御して、前記熱主電従型発電機の排熱を最大限に利用している。また中央制御部では、各発電所の発電電力の過不足状態を管理し、全体で余剰の発電電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を停止または発電低下せしめ、全体で不足電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を起動又は発電上昇せしめる制御信号を出力する。
【００３８】
これにより、電力に関しては、複数の発電所を相互に監視して、電力の受電、送電をインタラクティブとした上で、それぞれの発電所周辺地域の排熱を最大限に利用する制御が行われ、エネルギー利用効率がよく、排出ＣＯ２の削減化が得られる。
【００３９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施の形態において複数の発電所間の相互の関連を示す図である。
【図２】図１に示した発電所２００とオンサイト客先Ｂの関係を具体的に示すブロック図である。
【図３】中央制御部５００におけるデータベースの説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００，２００，３００…発電所、１０１，２０１，３０１…バックアップボイラー、４００…通信ネットワーク、５００…中央制御装置、６００…電力系統、Ａ−Ｇ…客先設備、ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３…ガスタービンエンジン発電機、ＤＥ１−ＤＥ９…ディーゼルエンジン発電機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド型発電所設備を利用する事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置と方法に関するものであり、排熱を利用する複数の発電所間で、電力を相互利用できる仕組みを構築し、エネルギー利用効率を格段に向上できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、エネルギー利用効率を向上するため、あるいは排出ＣＯ２の削減を得るために、複数の発電所の状況をネットワークで相互に監視し、売電、買電を行なうシステムが考えられている。ネットワークを利用する技術としては、特許文献１、２、及び３のような技術がある。
【特許文献１】特開２００２−３００７２３公報
【特許文献２】特開２００３−５２１２７公報
【特許文献３】特開平６−１１３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、発電所により生成した電力を利用する他に、発電機の排熱を発電所周囲の施設で利用する方法も実現されている。このような発電所管轄地域において、発電所で生成した電力が１００％使用され、かつ、発電所で得られた排熱も発電所周辺地域で１００％使用されるならば、エネルギー利用効率が最もよく、また排出ＣＯ２の最小化が得られることが期待できる。
【０００４】
しかし、上記の条件、つまり１つの発電所の電力及び排熱を１００％効率よくを利用するような発電所管轄地域と発電所周辺地域が一体となった地域は存在しない。
【０００５】
そこでこの発明は、電力に関しては、複数の発電所の使用電力状況を相互に監視して、電力の受電、送電をインタラクティブとした上で、それぞれの発電所周辺地域の排熱を最大限に利用できる制御を行なうようにした事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置と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】
【０００６】
上記の目的を達成するためにこの発明の一面では、熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、前記熱主電従型発電機と前記複数の電主熱従型発電機の発電電力を電力系統に導く電力ラインと、前記熱主電従型発電機の排ガスボイラーと前記複数の電主熱従型発電機の排ガスボイラーと前記バックアップボイラーとの蒸気を客先設備に送気するパイプと、前記パイプに流れる蒸気を監視し、前記客先設備の蒸気使用量を計測する蒸気使用量計測装置と、前記客先設備の蒸気使用量に応じて、前記熱主電従型発電機とバックアップボイラーとを停止も含めた制御を行ない、客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる蒸気制御及び運転プログラム装置と、ネットワークを通じて複数の発電所を管理する中央制御部との通信を行い、前記中央制御部からの指令に応じて、少なくとも前記複数の電主熱従型発電機の発電量を増又は減制御し、これに伴い、前記熱主電従型発電機を制御し前記客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持せしめる制御手段を有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記した手段により、電力に関しては、複数の発電所を相互に監視して、電力の受電、送電をインタラクティブとした上で、それぞれの発電所周辺地域の排熱を最大限に利用する制御が行われ、エネルギー利用効率がよく、排出ＣＯ２の削減化が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明の実施形態では、熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、制御部を有する複数の発電所１００，２００，３００は、中央制御部５００により管理される。各発電所１００，２００，３００は、排熱を１００％利用する発電機の制御を行い、過不足電力は、中央制御部５００により管理され、各発電所に対する送電。受電コントロールが行なわれる。
【０００９】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、この発明の一実施の形態を示している。図１において１００，２００，３００はそれぞれ発電所であり、それぞれの発電所１００，２００，３００は、発電所管轄地域の電力を発電している。発電所管轄地域の電力使用者は、オンサイト客先と称される。図では発電所１００，２００，３００のオンサイト客先（ここでは客先設備と称することにする）は、Ａ，Ｂ，Ｃとして示されている。
【００１０】
このシステムでは、それぞれの発電所１００，２００，３００は、対応するオンサイト客先設備Ａ，Ｂ，Ｃに対して、排熱を利用して得られた蒸気を供給する。ここで、排熱（蒸気）は、それぞれの管轄地域にてほぼ１００％利用されるように、発電所の発電機が制御される。
【００１１】
発電所１００，２００，３００は、それぞれ、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３を有する。また発電所１００，２００，３００は、それぞれ、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，ＤＥ４，ＤＥ７を有する。
【００１２】
ガスタービンエンジン発電機ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３は、燃料にする電気発生率に比べて熱発生率が高く、熱主電従型発電機と称される。これに対して、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，ＤＥ４，ＤＥ７は、燃料にする熱発生率に比べて電気発生率が高く、電主熱従型発電機と称される。発電所１００，２００，３００には、それぞれ予備機としてディーゼルエンジン発電機ＤＥ２，３，ＤＥ５，６、ＤＥ８，９が設備されていてもよい。
【００１３】
また発電所１００，２００，３００には、それぞれ蒸気の効率的な使用を行なうために、バックアップボイラー１０１、２０１、３０１が設備されている。
【００１４】
発電所１００，２００，３００には、それぞれ制御部（後述する）が設けられている。各制御部は、発電電力、オンサイト客先設備の電力使用状況、蒸気使用状況などを監視している。また制御部の監視情報は、通信ネットワーク４００を介して、中央制御部５００に送信される。
【００１５】
各発電所１００，２００，３００における電力ライン１０２、２０２、３０２は、電力系統６００に接続されている。この接続により、発電所１００，２００，３００の発電電力の過不足が、中央制御部５００で監視及び制御される。そして各発電所間で発電電力の過不足が生じた場合、送電、受電を行われ、電力の効率的な利用が行なわれる。また電力系統６００は、発電所に密着したオンサイト客先設備だけでなく、他の客先設備Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ、卸電力取引所にも送電を行なっている。
【００１６】
図２には、発電所２００とオンサイト客先設備の関係を代表例として示している。なお発電所２００の予備のディーゼルエンジン発電機ＤＥ６は記載を省略している。オンサイト客先設備の負荷に対しては、電力ライン２０２を通じて電力が供給されている。オンサイト客先設備の電力使用量は、電力使用量計測装置Ｂ１１により検出され、発電所２００の制御部２１１に伝送されている。
【００１７】
さらにオンサイト客先設備では、暖房、給湯、加熱などのために蒸気が使用されている。この蒸気は、たとえばボイラーＢ２１の蒸気がヘッダーＢ３０を介して利用されている。ここで、オンサイト客先設備Ｂにおいて、蒸気の不足が生じると、排ガスボイラー２２１、２２２、２２３、バックアップボイラー２０１の排出蒸気が利用される。オンサイト客先設備Ｂにおける蒸気使用量は、蒸気使用量計測装置Ｂ３１により計測され、計測値は、蒸気制御及び運転プログラム装置２２５に入力されている。また排ガスボイラー２２１、２２２、２２３、バックアップボイラー２０１からの排出蒸気が共通に通過するパイプには、蒸気圧力流量計測装置２２６が設けられ、その計測情報も蒸気制御及び運転プログラム装置２２５に入力されている。蒸気使用量計測装置Ｂ３１、蒸気圧力流量計測装置２２６は、原理は同じであり、パイプ内の圧力と、流量と、時間を計測して、時間当たりの蒸気の使用量を計算している。この外に、ボイラーに対する給水量を監視しても蒸気使用量を計算することが可能である。
【００１８】
蒸気制御及び運転プログラム装置２２５は、オンサイト客先設備Ｂにおける蒸気の使用状況に応じて、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２、バックアップボイラー２０１の運転状態を制御する。この動作例については、さらに後で詳しく説明する。
【００１９】
ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４，ＤＥ５の発電電力は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２，ＳＷ３を介して母線２３１に接続され、さらにこの母線２３１は、スイッチＳＷ０を介して電力系統に接続されている。
【００２０】
制御部２１１は、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４，ＤＥ５のそれぞれのガバナを介して制御し、起動状態、停止状態、出力パワーの制御を行うことができる。各発電機ＧＴ２，ＤＥ４，ＤＥ５の出力は、発電電力計測装置２３２により計測され、計測情報が制御部２１１に帰還されている。またガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、蒸気制御及び運転プログラム装置２２５からの制御信号により、その運転状態がコントロール可能である。
【００２１】
制御部２１１は、送信部２１２、受信部２１３を介して通信ネットワーク４００に接続されており、図１で示した中央制御部５００との間で情報の送受信を行なうことができる。また、制御部２１１には、ディスプレイ２１５、プリンタ２１６、マウス２１７などが接続されている。
【００２２】
図２には、客先設備Ｅにおける構成ブロックも示している。この客先設備Ｅは、発電所２００に対しては、電力をカバーしなければならない所定の設備である。電力系統６００からの電力は、客先設備Ｅの各負荷に供給される。ここで使用される電力は、電力使用量計測装置Ｅ１１において計測され、送信部Ｅ１２を介して通信ネットワーク４００に送出される。Ｅ１３は、検針装置である。この客先設備Ｅは、図１に示した中央制御部５００に契約登録されているものとする。
【００２３】
＜上記したシステムの基本動作説明＞
（１）オンサイト客先設備Ｂに設置している電力使用計測装置Ｂ１１から発電所２００の制御部２１１へ電力使用量が入力されている、
（２）また客先設備Ｅの電力使用量計測装置Ｅ１１からも、発電所２００の制御部２１１へ電力使用量が入力されている。
【００２４】
（３）制御部２１１は、客先設備ＢとＥの電力使用量を合計した発電用制御信号を生成し、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４のガバナ及びＡＶＲへ出力し、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の運転を制御する、
（４）ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４は、客先設備ＢとＥへの電力を１００％供給しているものとする、
（５）オンサイト客先設備Ｂに設置した蒸気使用量計測装置Ｂ３１から、発電所２００の蒸気制御及び運転プログラム装置２２５へ客先設備Ｂの蒸気使用量が入力されている。
【００２５】
（６）今、客先設備Ｂの蒸気使用量が３分間以上、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の定格容量の５０％を超えた場合、制御部２１１は、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２に対して起動信号をあたえる、
（７）これによりガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が起動し、ガバナ、ＡＶＲを作動させ、系統へ同期投入、連系運転される、
（８）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、出力を上げていき、客先設備Ｂの必要蒸気量を発生する、この蒸気は排ガスボイラー２２１から送気される、
（９）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電電力量は、発電電力計測装置２３２を介して制御部２１１に入力される、
（１０）ここで、制御部２１１は、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電量が低下するように、ガバナ、ＡＶＲを通じてディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を制御する。ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電量の低下分は、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電分と同じ量である、
（１１）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、客先設備Ｂの蒸気デマンドに合わせて出力を制御され、つねに客先設備Ｂの蒸気デマンドが満足される。ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４は、客先設備Ｂと客先設備Ｅとの合計電力使用量から、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電量を差し引いた値の電力を発電するように制御される。
【００２６】
＜ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の発電出力がディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を停止しても余る場合の例＞
（１）客先設備Ｂの蒸気デマンドが大きく、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２とディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の合計発電出力が、客先設備Ｂと客先設備Ｅの合計電力使用量よりも大きい場合、この場合は、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を運転停止、つまり解列する。
【００２７】
（２）ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４を停止したとしても、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が大きく、電力が余る場合は以下のようになる、
（３）発電所１００，２００，３００の電力受給状況、及び運転状況が中央制御部５００で監視されている、
（４）今、発電所２００において余剰電力があるものとする。このとき中央制御部５００は、発電所１００と３００の発電コストを比較する。１００と３００間で、使用する発電機が同じで、発電量も同じであれば、発電所１００と３００の発電コストは同じである。しかし、今、例えば、発電所１００と３００と比較した結果、発電所１００の発電量が大きいとすると、発電所１００のディーゼルエンジン発電機の発電量を低下させる。低下させる程度は、発電所２００の余剰電力分である。このための制御信号は、中央制御部５００からネットワーク４００を通じて、発電所１００の制御部に送られる、
（５）これにより発電所１００の制御部は、例えばディーゼルエンジン発電機ＤＥ１を制御し、出力を低下または停止させる。これにより電力系統における過不足はバランスされる、
（６）図１の例であると、発電所１００は、例えば卸電力取引所、客先設備Ｄに電力を供給している。上記の（４）の制御が行なわれた場合は、発電所１００からの送電と発電所２００からの送電の合計電力が、卸電力取引所、客先設備Ｄに供給されることになる。
【００２８】
＜発電所２００において、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２とディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電出力を合計しても、客先設備ＢとＥへの電力供給に不足が生じる場合＞
（１）予備発電機を作動させても不足する場合、以下のような処理が行われる、
（２）発電所１００，２００，３００の電力受給状況、及び運転状況が中央制御部５００で監視されている、
（３）中央制御部５００における電力相互補完制御装置は、発電所２００の電力不足分を補うために、発電所１００または発電所３００のディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，またはＤＥ７の発電出力を上げるように制御する、
（４）ディーゼルエンジン発電機ＤＥ１，またはＤＥ７のいずれを選択するかは、発電コストの安いほうが選択される、発電コストを比べるためには、情報として、各地域における燃料費用が参照され、また同時にディーゼルエンジン発電機の効率情報が用いられる。効率情報は、例えば燃料１リットル当たりの発電出力、或いは発電出力１ｋＷｈ当たりの燃料費で計算され、蓄積されている。これらの情報は、中央制御部５００の各発電所のデータベースとして構築されている、
（５）今、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ７の発電コストが安いことがわかると、中央制御部５００の電力相互補完制御装置は、発電所３００の制御部に、ＤＥ７の発電出力を上げるための制御信号を送信する、
（６）これにより、客先設備ＢとＥへの電力供給は、発電所２００からと発電所３００からの電力供給が実現されることになる。このとき、発電所３００のオンサイト客先設備Ａに対しては、蒸気の供給が多くなる事が考えられるが、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ７の排熱による蒸気は、ガスタービンエンジン発電機に比較して小さいので、大きな影響は無い。仮に排熱が大きな影響を与え、蒸気が過剰となるようであれば、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ３の出力が制御される。
【００２９】
＜発電所１００、又は２００又は３００が定期点検又は事故のために停止した場合＞
（１）各発電所１００、２００、３００には、それぞれ予備のディーゼルエンジン発電機ＤＥ２，ＤＥ３，ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９が設置されている、
（２）ここで各発電所１００、２００、３００の予備機の合算発電量は、当該発電所の２分の一の発電容量分に相当するように設計されている、
（３）中央制御部５００における電力相互補完制御装置は、発電所１００，２００，３００の電力受給状況、及び運転状況を監視している、
（４）例えば発電所１００の送電が停止した場合、発電所１００の電力不足信号が通信ネットワーク４００を通じて電力相互補完制御装置へ伝達される、
（５）電力相互補完制御装置は、発電所２００及び３００の予備機であるディーゼルエンジン発電機ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９を起動すべき起動信号を送信する、
（６）これに伴い、発電所２００及び３００の制御部は、それぞれディーゼルエンジン発電機ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９を起動し、同期投入、連系送電を行なう、
（７）これにより、本来は発電所１００の管轄である卸電力取引所及び客先設備Ｄには、電力系統６００を介して発電所２００と３００からの送電電力が供給される、
（８）ここで発電所１００が復旧したとすると、発電所１００の送電電力の上昇に伴い、発電所２００と３００のディーゼルエンジン発電機ＤＥ５，ＤＥ６、ＤＥ８，ＤＥ９の出力を低下させる制御が行なわれる、
（９）そして、発電所１００の出力が安定した時点で、発電所２００及び３００の予備機が解列されて停止される。
【００３０】
＜ボイラー動作について＞
（１）例えば発電所２００の場合について説明すると以下のようになる。ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、客先設備Ｂの蒸気使用量に合わせて運転が制御されている、
（２）蒸気使用量が低下し、３分間以上ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の定格の３５％になった時点で、このことが制御部２１１により認識され、バックアップボイラー２０１が点火され運転状態となる、
（３）バックアップボイラー２０１が安定運転状態になったらガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が解列、停止される、
（４）以後は、バックアップボイラー２０１からの蒸気が、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の排ガスボイラーからの蒸気に変わって、客先設備Ｂにおいて使用される、
（５）ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２は、熱主電従で動作するが、この発電機ＧＴ２が解列、停止すると発電量が低下する。そこで、この低下分は、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４の発電量がアップされることにより補われる、
（６）次に、客先設備Ｂの蒸気使用量が増大し、３分間以上ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の定格容量の５０％以上になったら、このことが制御部２１１により認識され、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２が起動される。これにより、ガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の排ガスボイラー２２１からの蒸気が、客先設備Ｂへ送気される。また、発電電力も連系送電される、
（７）次にバックアップボイラー２０１は出力を低下するように制御される、
（８）また、ディーゼルエンジン発電機ＤＥ４は、発電出力をガスタービンエンジン発電機ＧＴ２の出力増加に応じて、低下させるように制御される。
【００３１】
図３には、中央制御部５００の形態を示している。中央制御部５００は、受信部５０１、送信部５０２を介して外部の各発電所及び客先設備とのコミュニケーションを行なうことができる。そして、各発電所のデータベースを構築している。データベースとしては、ガスタービンエンジン発電機の運転状況と、出力パワー制御状態、及びディーゼルエンジン発電機の運転状況と出力パワー制御状態が管理されている。さらに各発電所の現在の発電量と、各発電所の最大発電能力のデータが記録されている。現在の発電量は、時時刻々と変化するので、例えば３０秒毎に更新される。これにより、各発電所の電力の過不足情報が随時更新される。また各発電所の地域における、燃料単価もデータとして保存されている。これにより、例えば、不足分の電力をディーゼルエンジン発電機で補おうとする場合、最もコストの安い地域の発電所の発電機を起動するように制御することが可能である。
【００３２】
上記したようにこの発明では、発電所においては、熱主電従型発電機と、複数の電主熱従型発電機と、バックアップボイラーと、前記熱主電従型発電機と前記複数の電主熱従型発電機の発電電力を電力系統に導く電力ラインと、前記熱主電従型発電機の排ガスボイラーと前記複数の電主熱従型発電機の排ガスボイラーと前記バックアップボイラーとの蒸気を客先設備に送気するパイプと、前記パイプに流れる蒸気を監視し、前記客先設備の蒸気使用量を計測する蒸気使用量計測装置と、前記客先設備の蒸気使用量に応じて、前記熱主電従型発電機とバックアップボイラーとを停止も含めた制御を行ない、客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる蒸気制御及び運転プログラム装置とが設けられる。そして、制御手段（制御部２１１）が、ネットワークを通じて複数の発電所を管理する中央制御部５００との通信を行い、前記中央制御部からの指令に応じて、少なくとも前記複数の電主熱従型発電機の発電量を増又は減制御し、これに伴い、前記熱主電従型発電機を制御し前記客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる。
【００３３】
また、制御手段は、熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となった場合、当該過剰分を前記複数の電主熱従型発電機のいずれかの発電量を減制御することができる。
【００３４】
また制御手段は、熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となり、前記複数の電主熱従型発電機を停止させても過剰である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を前記過剰分だけ低下させる制御を行なうことができる。
【００３５】
さらにまた制御手段は、熱主電従型発電機及び前記複数の電主熱従型発電機の全発電量では、前記所定の設備及び前記客先設備への電力供給が不足である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を増大させる制御を行うことができる。
【００３６】
この発明の全体的な発電所コントロール方法では、以下のような構成が行なわれている。複数の発電所では、それぞれ熱主電従型発電機と複数の電主熱従型発電機を設置し、また前記複数の発電所では、それぞれ発電所の発電電力を計測する発電電力計測装置を有し、また前記複数の発電所では、それぞれ受け持ちの所定の客先設備に対して前記熱主電従型発電機の排熱を供給するパイプ設備を有し、さらにまた前記複数の発電所では、それぞれの発電所の動作を統括する制御部を有し、これらの制御部は、通信ネットワークを介して中央制御部に接続されている。
【００３７】
さらに複数の発電所では、前記制御部が、それぞれ前記所定の客先設備の要求情報に応じて前記熱主電従型発電機を自動運転制御して、前記熱主電従型発電機の排熱を最大限に利用している。また中央制御部では、各発電所の発電電力の過不足状態を管理し、全体で余剰の発電電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を停止または発電低下せしめ、全体で不足電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を起動又は発電上昇せしめる制御信号を出力する。
【００３８】
これにより、電力に関しては、複数の発電所を相互に監視して、電力の受電、送電をインタラクティブとした上で、それぞれの発電所周辺地域の排熱を最大限に利用する制御が行われ、エネルギー利用効率がよく、排出ＣＯ２の削減化が得られる。
【００３９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施の形態において複数の発電所間の相互の関連を示す図である。
【図２】図１に示した発電所２００とオンサイト客先Ｂの関係を具体的に示すブロック図である。
【図３】中央制御部５００におけるデータベースの説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００，２００，３００…発電所、１０１，２０１，３０１…バックアップボイラー、４００…通信ネットワーク、５００…中央制御装置、６００…電力系統、Ａ−Ｇ…客先設備、ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３…ガスタービンエンジン発電機、ＤＥ１−ＤＥ９…ディーゼルエンジン発電機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱主電従型発電機と、
複数の電主熱従型発電機と、
バックアップボイラーと、
前記熱主電従型発電機と前記複数の電主熱従型発電機の発電電力を電力系統に導く電力ラインと、
前記熱主電従型発電機の排ガスボイラーと前記複数の電主熱従型発電機の排ガスボイラーと前記バックアップボイラーとの蒸気を客先設備に送気するパイプと、
前記パイプに流れる蒸気を監視し、前記客先設備の蒸気使用量を計測する蒸気使用量計測装置と、
前記客先設備の蒸気使用量に応じて、前記熱主電従型発電機とバックアップボイラーとを停止も含めた制御を行ない、客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる蒸気制御及び運転プログラム装置と、
ネットワークを通じて複数の発電所を管理する中央制御部との通信を行い、前記中央制御部からの指令に応じて、少なくとも前記複数の電主熱従型発電機の発電量を増又は減制御し、これに伴い、前記熱主電従型発電機を制御し前記客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持せしめる制御手段を
有したことを特徴とする事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となった場合、当該過剰分を前記複数の電主熱従型発電機のいずれかの発電量を減制御することを特徴とする請求項１記載の事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となり、前記複数の電主熱従型発電機を停止させても過剰である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を前記過剰分だけ低下させる制御を行なう
ことを特徴とする請求項１記載の事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記熱主電従型発電機及び前記複数の電主熱従型発電機の全発電量では、前記所定の設備及び前記客先設備への電力供給が不足である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を増大させる制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項５】
複数の発電所では、それぞれ熱主電従型発電機と複数の電主熱従型発電機を設置し、また前記複数の発電所では、それぞれ発電所の発電電力を計測する発電電力計測装置を有し、また前記複数の発電所では、それぞれ受け持ちの所定の客先設備に対して前記熱主電従型発電機の排熱を供給するパイプ設備を有し、さらにまた前記複数の発電所では、それぞれの発電所の動作を統括する制御部を有し、これらの制御部は、通信ネットワークを介して中央制御部に接続され、
前記複数の発電所では、前記制御部が、それぞれ前記所定の客先設備の要求情報に応じて前記熱主電従型発電機を自動運転制御して、前記熱主電従型発電機の排熱を最大限に利用し、
前記中央制御部では、各発電所の発電電力の過不足状態を管理し、全体で余剰の発電電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を停止または発電低下せしめ、全体で不足電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を起動又は発電上昇せしめる制御信号を出力する、
ことを特徴とする事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御方法。
【請求項１】
熱主電従型発電機と、
複数の電主熱従型発電機と、
バックアップボイラーと、
前記熱主電従型発電機と前記複数の電主熱従型発電機の発電電力を電力系統に導く電力ラインと、
前記熱主電従型発電機の排ガスボイラーと前記複数の電主熱従型発電機の排ガスボイラーと前記バックアップボイラーとの蒸気を客先設備に送気するパイプと、
前記パイプに流れる蒸気を監視し、前記客先設備の蒸気使用量を計測する蒸気使用量計測装置と、
前記客先設備の蒸気使用量に応じて、前記熱主電従型発電機とバックアップボイラーとを停止も含めた制御を行ない、客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持させる蒸気制御及び運転プログラム装置と、
ネットワークを通じて複数の発電所を管理する中央制御部との通信を行い、前記中央制御部からの指令に応じて、少なくとも前記複数の電主熱従型発電機の発電量を増又は減制御し、これに伴い、前記熱主電従型発電機を制御し前記客先蒸気デマンドに応じた蒸気供給を維持せしめる制御手段を
有したことを特徴とする事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となった場合、当該過剰分を前記複数の電主熱従型発電機のいずれかの発電量を減制御することを特徴とする請求項１記載の事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記熱主電従型発電機の出力が増加され、要求されている発電量が過剰となり、前記複数の電主熱従型発電機を停止させても過剰である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を前記過剰分だけ低下させる制御を行なう
ことを特徴とする請求項１記載の事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記熱主電従型発電機及び前記複数の電主熱従型発電機の全発電量では、前記所定の設備及び前記客先設備への電力供給が不足である場合は、前記中央制御部は、他の発電所の発電量を増大させる制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御装置。
【請求項５】
複数の発電所では、それぞれ熱主電従型発電機と複数の電主熱従型発電機を設置し、また前記複数の発電所では、それぞれ発電所の発電電力を計測する発電電力計測装置を有し、また前記複数の発電所では、それぞれ受け持ちの所定の客先設備に対して前記熱主電従型発電機の排熱を供給するパイプ設備を有し、さらにまた前記複数の発電所では、それぞれの発電所の動作を統括する制御部を有し、これらの制御部は、通信ネットワークを介して中央制御部に接続され、
前記複数の発電所では、前記制御部が、それぞれ前記所定の客先設備の要求情報に応じて前記熱主電従型発電機を自動運転制御して、前記熱主電従型発電機の排熱を最大限に利用し、
前記中央制御部では、各発電所の発電電力の過不足状態を管理し、全体で余剰の発電電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を停止または発電低下せしめ、全体で不足電力がある場合は、任意の発電所の電主熱従型発電機を起動又は発電上昇せしめる制御信号を出力する、
ことを特徴とする事業用分散型熱電併給発電所間における電力相互補完制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−３１８９４０（Ｐ２００７−３１８９４０Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４６９５２（Ｐ２００６−１４６９５２）
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（５０１３４４６１４）株式会社日本ギャラクシーエンジニアリング (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（５０１３４４６１４）株式会社日本ギャラクシーエンジニアリング (6)
【Ｆターム（参考）】
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