内燃力発電機運転制御装置及び方法
【課題】マイクログリッドにおける内燃力発電機の制御に関して、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる内燃力発電機運転制御装置及び方法を提供すること。
【解決手段】内燃力発電機運転制御装置１０は、ＮＯｘの発生量を発電出力及び気象データに対応付けて内燃力発電機１０１ごとに記憶するＮＯｘ抑制ＤＢ５１と、内燃力発電機１０１の運転状況に関するデータを時刻ごとの気象データと対応付けて記憶する運転記録ＤＢ５２とを備え、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データを参照してマイクログリッド１００における負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、決定した発電量と、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとのＮＯｘの発生量とに基づいて、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。
【解決手段】内燃力発電機運転制御装置１０は、ＮＯｘの発生量を発電出力及び気象データに対応付けて内燃力発電機１０１ごとに記憶するＮＯｘ抑制ＤＢ５１と、内燃力発電機１０１の運転状況に関するデータを時刻ごとの気象データと対応付けて記憶する運転記録ＤＢ５２とを備え、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データを参照してマイクログリッド１００における負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、決定した発電量と、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとのＮＯｘの発生量とに基づいて、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素酸化物の発生の抑制を考慮した内燃力発電機運転制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大規模発電設備からの送電電力に依拠することなく、電力の地域需給を可能とするマイクログリッドと呼ばれる小規模の電力供給網が知られている。このようなマイクログリッドは、離島部のような既存の大規模電力供給網を延長することが困難な地域で好適に利用されており、比較的小規模の発電設備（例えば、内燃力発電機）により独自に発電することで、電力の供給が行われている。
【０００３】
ところで、マイクログリッドのような小規模の電力供給網では、急激な負荷変動が生じた場合や、台風又は落雷を原因とする事故が発生した場合等に、系統周波数が変動してしまう問題が知られている。
このような問題に対して、例えば、特許文献１には、予測機能と、需給計画機能と、経済負荷配分による制御とにより、安定して系統周波数を維持した電力供給を行うマイクログリッドの需給制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１４９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような、特許文献１の需給制御装置によれば、安定した系統周波数を維持することは可能なものの、系統周波数を維持する際の環境保護の観点から、更なる工夫の余地がある。すなわち、マイクログリッドで用いられる内燃力発電機は、低出力域における窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という場合がある）の発生が危惧されており、このようなＮＯｘの発生に対する更なる対策の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、マイクログリッドにおける内燃力発電機の制御に関して、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる内燃力発電機運転制御装置及び方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１） マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置であって、発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定部と、前記発電量決定部が決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択部と、を備える内燃力発電機運転制御装置。
【０００８】
（１）の構成によれば、本発明に係る内燃力発電機運転制御装置は、発電時に内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、マイクログリッドにおける負荷量と内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部とを備える。そして、内燃力発電機運転制御装置は、運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照してマイクログリッドにおける負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、決定した発電量と、ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。
【０００９】
したがって、本発明に係る内燃力発電機運転制御装置は、マイクログリッドにおける内燃力発電機の制御に関して、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００１０】
（２） 前記マイクログリッドにおける負荷量の変動を収集し、前記運転記録記憶部に記憶させる運転状況監視部と、前記運転状況監視部によって収集された前記負荷量の変動に応じて、前記発電機運転選択部によって前記内燃力発電機の組み合わせを選択させ、運転中の前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないように制御する発電機運転制御部と、をさらに備える（１）に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【００１１】
したがって、（２）に係る発電機運転制御装置は、負荷量の変動に応じて適切な発電量を供給する際に、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００１２】
（３） 前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データに基づいて、前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力になる出力域を抽出する低出力域抽出部をさらに備える、（１）又は（２）に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【００１３】
したがって、（３）に係る発電機運転制御装置は、実績データ（発電の出力や気象条件）に基づいて、低出力になる出力域を抽出するので、内燃力発電機の出力が、低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００１４】
（４） マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置が実行する方法であって、前記内燃力発電機運転制御装置は、発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、を備え、前記方法は、前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定ステップと、前記発電量決定ステップが決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択ステップと、を備える方法。
【００１５】
したがって、本発明に係る方法は、（１）と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、内燃力発電機の運転において、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。すなわち、ＮＯｘの増加が予測される低出力域を回避させるように発電機の運転を制御することで、様々な系統条件においても環境に配慮した経済的なシステムを構築することができる。
さらに、本発明によれば、発電機の低出力を回避することにより系統安定度を向上させ、発電機の劣化を防止するとことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置と、マイクログリッドとの関連を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置のＮＯｘ抑制ＤＢの例である。
【図４】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の運転記録ＤＢの例である。
【図５】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の運転計画ＤＢの例である。
【図６】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置によって、内燃力発電機の運転を制御した場合の運転状態を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０と、マイクログリッド１００との関連を示す概念図である。
【００１９】
図１において、マイクログリッド１００は、風力発電機１０２や太陽光発電機１０３等の再生可能エネルギを利用する発電機及び内燃力発電機１０１を含む発電設備と、電力貯蔵装置１０４と、電力が供給される負荷１１０とから構成されている。
内燃力発電機１０１には、ＮＯｘ抑制対象外の発電機と、ＮＯｘ抑制対象の発電機との２種類が存在する。本発明の内燃力発電機運転制御装置１０は、運転状況（例えば、発電機出力、ＮＯｘ発生値、気象データ等）を記録し、記録したデータに基づいて、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１の出力を、ＮＯｘが増加する低出力にならないように制御する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の機能構成を示す機能ブロック図である。図３は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０のＮＯｘ抑制ＤＢ５１の例である。図４は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の運転記録ＤＢ５２の例である。図５は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の運転計画ＤＢ５３の例である。
【００２１】
図２を参照して、内燃力発電機運転制御装置１０は、発電量決定部１１と、発電機運転選択部１２と、運転状況監視部１３と、発電機運転制御部１４と、ＮＯｘ抑制ＤＢ（データベース）５１と、運転記録ＤＢ５２とを備えている。以下、構成について詳述する。
【００２２】
ＮＯｘ抑制ＤＢ５１は、それぞれの内燃力発電機１０１ごとのＮＯｘ発生量（例えば、ＮＯｘ濃度値）を記憶する。このとき、図３に示すように、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１は、ＮＯｘ発生量を、発電出力及び気象データ（重量絶対湿度）に対応付けて記憶する。例えば、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１は、発電機Ｇ１の内燃力発電機１０１について、発電出力「３．０未満」に対して、湿度（重量絶対湿度）「３未満」である場合のＮＯｘ発生量を「８７０」と記憶し、湿度（重量絶対湿度）「５以上」である場合のＮＯｘ発生量を「７７０」と記憶する。なお、発電出力及び気象データが同一であったとしても、内燃力発電機１０１のＮＯｘ発生量が異なる場合があるため、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶されるＮＯｘ発生量は、日々の運転状況により適宜更新される。これにより、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１には、内燃力発電機１０１の最新の状況が記憶される。
さらに、内燃力発電機運転制御装置１０は、後述する運転記録ＤＢ５２に蓄積されたデータ（例えば、内燃力発電機１０１ごとの出力値とＮＯｘ発生量とのデータ）を解析して、ＮＯｘの発生が増加する発電の出力域を示すために、ＮＯｘ急増情報をＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶してもよい。例えば、図３において、ＮＯｘ急増情報である「＊」は、発電機Ｇ１の発電出力「３．０未満」、湿度（重量絶対湿度）「３未満」の場合に、ＮＯｘの発生量が急増することを示している。このようなＮＯｘ急増情報は、低出力域でのみ出現し、高出力域では出現しない。なお、湿度は、必要に応じて重量絶対湿度と相対湿度との換算を行い参照する。
【００２３】
運転記録ＤＢ５２は、マイクログリッド１００における負荷量と、発電設備の運転状況に関するデータとを、時刻ごとに実績データとして記憶する。このとき、運転記録ＤＢ５２は、実績データとして、時刻ごとの気象データも併せて記憶する。具体的には、図４において示す様に、運転記録ＤＢ５２は、日付及び時刻に対応付けて、負荷量と、気象データ（気温、風速、湿度、気圧等）と、内燃力発電機１０１ごとの出力値及びＮＯｘ発生量と、を含む運転状況のデータを記憶している。
運転記録ＤＢ５２は、後述する運転状況監視部１３によって収集されるデータを実績データとして蓄積する。運転記録ＤＢ５２は、別システムによって作成されてもよい。
【００２４】
発電量決定部１１は、運転記録ＤＢ５２に記憶された運転状況に基づいて、当日のマイクログリッド１００における負荷量を予測する。ここで、負荷量の予測は、任意の方法により行うことができ、例えば、過去の実績を参照することで、すなわち、当日の気象データと類似する過去の気象データにおける負荷量を参照することで、当日の時刻ごとの負荷量を予測する。また、発電量決定部１１は、予測した負荷量に対応する発電量を決定する。このとき、発電量決定部１１は、風力発電機１０２や太陽光発電機１０３等の発電量を予測し、対応する発電量の補正を行ってもよい。
【００２５】
発電量決定部１１は、発電量を決定すると、決定した発電量を発電計画値として運転計画ＤＢ５３に記憶する。ここで、作成した運転計画の一例を図５に示す。図５に示す様に、運転計画ＤＢ５３は、時刻に対応付けて、負荷予測値と、気象データ予測値（気温、風速、湿度、気圧等）と、発電計画値と、後述する発電機運転選択部１２によって選択された発電設備とを記憶している。
【００２６】
発電機運転選択部１２は、発電量決定部１１によって決定された発電量と、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとのデータとに基づいて、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。
例えば、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶されたデータが図３で示すような値であり、発電計画値が図５で示すような値である場合、発電機運転選択部１２は、当日の発電計画値の最大値を出力できるように、内燃力発電機１０１の組み合わせ（例えば、Ｇ１〜Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７）を選択する。次に、発電機運転選択部１２は、各時刻における発電計画値と気象データ予測値とから、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力（例えば、３ＭＷ未満）にならないような組み合わせで発電計画値（例えば、１時において１４．６ＭＷ）を出力できるように、内燃力発電機１０１の組み合わせ（例えば、Ｇ１：３．５ＭＷ、Ｇ２：３．５ＭＷ、Ｇ３：３．５ＭＷ、Ｇ４：３．５ＭＷ、Ｇ６：２ＭＷ）を選択する。
このようにして、発電機運転選択部１２は、選択した内燃力発電機１０１の組み合わせを運転計画ＤＢ５３に記憶させる。
【００２７】
運転状況監視部１３は、発電設備の運転状況に関するデータを収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶させる。具体的には、運転状況監視部１３は、マイクログリッド１００における負荷量、気象データ（気温、風速、湿度、気圧等）、内燃力発電機１０１ごとの出力値、ＮＯｘ発生量等の運転状況に関するデータを発電設備の運転中に収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶する。運転記録ＤＢ５２に記憶されたデータは、データを収集した日の翌日以降の運転計画を作成する際のデータとしてフィードバックされる他、後述の発電機運転制御部１４による運転中の発電設備の制御に用いられる。
【００２８】
発電機運転制御部１４は、運転状況監視部１３によって収集されたデータに応じて、発電機運転選択部１２によって内燃力発電機１０１の組み合わせを選択させ、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。具体的には、発電機運転制御部１４は、運転状況監視部１３によって収集されたデータ（例えば、負荷量の変動）に応じて、発電機運転選択部１２によって内燃力発電機１０１の組み合わせ、例えば、発電出力を増大させるために運転する内燃力発電機１０１を追加させる場合に、追加した内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように、運転中の内燃力発電機１０１の出力を制御する。また、収集されたデータ（例えば、負荷量の変動）に応じて、発電出力を減少させる場合に、発電機運転制御部１４は、運転している内燃力発電機１０１を停止させたり、出力を減少させたりして、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。
これにより、発電機運転制御部１４は、通常はＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１が低出力運転となる場合においても、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１とＮＯｘ抑制対象外の内燃力発電機１０１の出力配分を調整したり、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１の運転台数を調整したりして、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１の出力が低出力とならないような運転を行わせて、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００２９】
なお、発電機運転制御部１４は、内燃力発電機１０１の起動及び停止に際し、ＮＯｘの発生値が規制値を超えないように、起動に際し所定の条件（例えば、停止から２０分以上が経過）を満たす場合に起動し、停止に際し所定の条件（例えば、運転が２０分以内又は６０分以上継続）を満たす場合に停止する制御も行う。
【００３０】
さらに、低出力域抽出部１５は、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データに基づいて、内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力になる出力域を抽出する。具体的には、低出力域抽出部１５は、運転記録ＤＢ５２に記憶された発電出力及び気象データ（気温、温度、気圧等）と、ＮＯｘの発生量とを統計的に解析し、ＮＯｘの発生量が急増する条件、例えば、発電の出力域及び気象条件（重量絶対湿度）を抽出し、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶させる。
【００３１】
図６は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０によって、内燃力発電機１０１の運転を制御した場合の運転状態を説明する図である。
図６において、内燃力発電機運転制御装置１０は、運転計画ＤＢ５３に基づいて、内燃力発電機１０１のうちＮＯｘ抑制対象Ｇ１〜Ｇ５、ＮＯｘ抑制対象外Ｇ６、Ｇ７を運転させ、運転状況監視部１３によって収集されたデータのうち負荷量が６時台の負荷予測値（マーク１００２）よりも急激に減少していることに応じて、内燃力発電機１０１の組み合わせを選択し、出力を制御する。その結果、通常であれば、負荷量が減少する変動に応じて、内燃力発電機１０１の出力が低出力になるところ、図６のマーク１００１内は、負荷量の変動に対し内燃力発電機運転制御装置１０が、内燃力発電機１０１の出力を低出力にならないように制御し、Ｇ１〜Ｇ４の出力を３．０ＭＷに保ち、Ｇ６及びＧ７を停止させていることを示している。
【００３２】
図７は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図７に示すように、内燃力発電機運転制御装置１０は、ＣＰＵ２０１１、メモリ２０１２、操作部２０１３、表示部２０１４、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０、通信Ｉ／Ｆ１０４０及び機器Ｉ／Ｆ２０１６がバスライン２０５０により接続されて構成されている。
【００３３】
ＣＰＵ２０１１は、内燃力発電機運転制御装置１０を統括的に制御する部分であり、メモリ２０１２に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、上述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。メモリ２０１２は、適宜読み出して実行されるプログラムを記憶し、プログラムの実行によって作成される種々の情報を記憶する。
【００３４】
操作部２０１３は、各種設定や入力操作を行う操作ボタン群、決定操作ボタン等を備えており、操作部２０１３による入力情報はＣＰＵ２０１１の制御下で処理される。すなわち、ユーザは、操作部２０１３を介して、入力等の必要な各種の操作、又は指定操作等が可能である。表示部２０１４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）によって構成され、各種情報を表示する。
【００３５】
Ｉ／Ｏコントローラ１０７０には、ハードディスク１０７４等の記憶手段を接続することができる。ハードディスク１０７４は、内燃力発電機運転制御装置１０が本発明の機能を実行するためのプログラムを記憶している。さらに、ハードディスク１０７４は、測定したデータや、予め記憶しているデータとして、例えば、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１、運転記録ＤＢ５２、運転計画ＤＢ５３等を記憶している。
【００３６】
通信Ｉ／Ｆ１０４０は、内燃力発電機運転制御装置１０を専用ネットワーク又は公共ネットワークを介して他のサーバ等と接続するためのネットワーク・アダプタである。
【００３７】
機器Ｉ／Ｆ２０１６は、内燃力発電機運転制御装置１０と、内燃力発電機１０１、気象データ測定装置１１１及びＮＯｘ測定装置１１２とを接続し、発電出力値や、気象データ、ＮＯｘ発生値を受信できるようにし、内燃力発電機運転制御装置１０からの制御情報を内燃力発電機１０１に送信できるようにするためのインターフェースである。
【００３８】
図８は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の処理内容を示すフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ２０１１（発電量決定部１１）は、運転計画の発電量を決定する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、運転記録ＤＢ５２に記憶された負荷データに基づいて、例えば、本日の日付のうち月日時刻に対応する同じ月日時刻の過去の負荷データの平均値に基づいて、本日の時刻ごとの負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、発電計画値として運転計画ＤＢ５３に記憶させる。このとき、ＣＰＵ２０１１（低出力域抽出部１５）は、運転記録ＤＢ５２に蓄積された内燃力発電機１０１ごとの出力値及びＮＯｘ発生量のデータを解析してＮＯｘ抑制ＤＢ５１を更新すると共に、ＮＯｘの発生が増加する発電の出力域を抽出し、ＮＯｘ急増情報をＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶させる。その後、ＣＰＵ２０１１は、処理をステップＳ１２に移す。
【００４０】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０１１（発電機運転選択部１２）は、運転計画の発電設備を選択する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、運転計画ＤＢ５３に記憶された内燃力発電機１０１の発電計画値と、気象データ予測値とから、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとの気象データ（気温、湿度及び気圧から換算された重量絶対湿度）及びＮＯｘ発生量に基づいて、ＮＯｘの急増する低出力にならない内燃力発電機１０１の組み合わせであって、運転計画ＤＢ５３の発電計画値に達するような内燃力発電機１０１の組み合わせを選択する。次に、ＣＰＵ２０１１は、選択した内燃力発電機１０１の組み合わせを運転計画ＤＢ５３に記憶させる。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１３に移す。
【００４１】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ２０１１（運転状況監視部１３）は、運転状況を監視する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、マイクログリッド１００における負荷量、気象データ（気温、風速、湿度、気圧等）、内燃力発電機１０１ごとの出力値、ＮＯｘ発生量等の運転状況に関するデータを収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶させる。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１４に移す。
【００４２】
ステップＳ１４において、ＣＰＵ２０１１（発電機運転制御部１４）は、内燃力発電機１０１の出力を制御する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、ステップＳ１３において収集された負荷量の変動データに応じて発電出力を増大させるために運転する内燃力発電機１０１を追加させる場合に、追加した内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように、運転中の内燃力発電機１０１の出力を制御し、収集された負荷量の変動データに応じて発電出力を減少させる場合に、運転している内燃力発電機１０１を停止させたり、出力を減少させたりして、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１５に移す。
【００４３】
ステップＳ１５において、ＣＰＵ２０１１は、新たな運転計画を作成するか否かを判断する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、時刻が２４時を経過したか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ２０１１は、処理をステップＳ１１に移し、ＮＯの場合、ＣＰＵ２０１１は、処理をステップＳ１３に移す。
【００４４】
本実施形態によれば、内燃力発電機運転制御装置１０は、発電時に内燃力発電機１０１から発生するＮＯｘの発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、内燃力発電機１０１ごとに記憶するＮＯｘ抑制ＤＢ５１と、マイクログリッド１００における負荷量と内燃力発電機１０１の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録ＤＢ５２とを備える。そして、内燃力発電機運転制御装置１０は、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データを参照してマイクログリッド１００における負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、決定した発電量と、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとのＮＯｘの発生量とに基づいて、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。さらに、内燃力発電機運転制御装置１０は、マイクログリッド１００における負荷量の変動を収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶させ、収集した負荷量の変動に応じて、内燃力発電機１０１の組み合わせを選択し、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。さらに、内燃力発電機運転制御装置１０は、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データに基づいて、内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力になる出力域を抽出する。
したがって、内燃力発電機運転制御装置１０は、マイクログリッド１００における内燃力発電機１０１の制御に関して、内燃力発電機１０１の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができ、さらに負荷量の変動に応じて適切な発電量を供給する際に、内燃力発電機１０１の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 内燃力発電機運転制御装置
１１ 発電量決定部
１２ 発電機運転選択部
１３ 運転状況監視部
１４ 発電機運転制御部
１５ 低出力域抽出部
５１ ＮＯｘ抑制ＤＢ
５２ 運転記録ＤＢ
５３ 運転計画ＤＢ
１００ マイクログリッド
１０１ 内燃力発電機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素酸化物の発生の抑制を考慮した内燃力発電機運転制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大規模発電設備からの送電電力に依拠することなく、電力の地域需給を可能とするマイクログリッドと呼ばれる小規模の電力供給網が知られている。このようなマイクログリッドは、離島部のような既存の大規模電力供給網を延長することが困難な地域で好適に利用されており、比較的小規模の発電設備（例えば、内燃力発電機）により独自に発電することで、電力の供給が行われている。
【０００３】
ところで、マイクログリッドのような小規模の電力供給網では、急激な負荷変動が生じた場合や、台風又は落雷を原因とする事故が発生した場合等に、系統周波数が変動してしまう問題が知られている。
このような問題に対して、例えば、特許文献１には、予測機能と、需給計画機能と、経済負荷配分による制御とにより、安定して系統周波数を維持した電力供給を行うマイクログリッドの需給制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１４９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような、特許文献１の需給制御装置によれば、安定した系統周波数を維持することは可能なものの、系統周波数を維持する際の環境保護の観点から、更なる工夫の余地がある。すなわち、マイクログリッドで用いられる内燃力発電機は、低出力域における窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という場合がある）の発生が危惧されており、このようなＮＯｘの発生に対する更なる対策の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、マイクログリッドにおける内燃力発電機の制御に関して、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる内燃力発電機運転制御装置及び方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１） マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置であって、発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定部と、前記発電量決定部が決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択部と、を備える内燃力発電機運転制御装置。
【０００８】
（１）の構成によれば、本発明に係る内燃力発電機運転制御装置は、発電時に内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、マイクログリッドにおける負荷量と内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部とを備える。そして、内燃力発電機運転制御装置は、運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照してマイクログリッドにおける負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、決定した発電量と、ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。
【０００９】
したがって、本発明に係る内燃力発電機運転制御装置は、マイクログリッドにおける内燃力発電機の制御に関して、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００１０】
（２） 前記マイクログリッドにおける負荷量の変動を収集し、前記運転記録記憶部に記憶させる運転状況監視部と、前記運転状況監視部によって収集された前記負荷量の変動に応じて、前記発電機運転選択部によって前記内燃力発電機の組み合わせを選択させ、運転中の前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないように制御する発電機運転制御部と、をさらに備える（１）に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【００１１】
したがって、（２）に係る発電機運転制御装置は、負荷量の変動に応じて適切な発電量を供給する際に、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００１２】
（３） 前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データに基づいて、前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力になる出力域を抽出する低出力域抽出部をさらに備える、（１）又は（２）に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【００１３】
したがって、（３）に係る発電機運転制御装置は、実績データ（発電の出力や気象条件）に基づいて、低出力になる出力域を抽出するので、内燃力発電機の出力が、低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００１４】
（４） マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置が実行する方法であって、前記内燃力発電機運転制御装置は、発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、を備え、前記方法は、前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定ステップと、前記発電量決定ステップが決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択ステップと、を備える方法。
【００１５】
したがって、本発明に係る方法は、（１）と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、内燃力発電機の運転において、内燃力発電機の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。すなわち、ＮＯｘの増加が予測される低出力域を回避させるように発電機の運転を制御することで、様々な系統条件においても環境に配慮した経済的なシステムを構築することができる。
さらに、本発明によれば、発電機の低出力を回避することにより系統安定度を向上させ、発電機の劣化を防止するとことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置と、マイクログリッドとの関連を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置のＮＯｘ抑制ＤＢの例である。
【図４】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の運転記録ＤＢの例である。
【図５】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の運転計画ＤＢの例である。
【図６】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置によって、内燃力発電機の運転を制御した場合の運転状態を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０と、マイクログリッド１００との関連を示す概念図である。
【００１９】
図１において、マイクログリッド１００は、風力発電機１０２や太陽光発電機１０３等の再生可能エネルギを利用する発電機及び内燃力発電機１０１を含む発電設備と、電力貯蔵装置１０４と、電力が供給される負荷１１０とから構成されている。
内燃力発電機１０１には、ＮＯｘ抑制対象外の発電機と、ＮＯｘ抑制対象の発電機との２種類が存在する。本発明の内燃力発電機運転制御装置１０は、運転状況（例えば、発電機出力、ＮＯｘ発生値、気象データ等）を記録し、記録したデータに基づいて、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１の出力を、ＮＯｘが増加する低出力にならないように制御する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の機能構成を示す機能ブロック図である。図３は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０のＮＯｘ抑制ＤＢ５１の例である。図４は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の運転記録ＤＢ５２の例である。図５は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の運転計画ＤＢ５３の例である。
【００２１】
図２を参照して、内燃力発電機運転制御装置１０は、発電量決定部１１と、発電機運転選択部１２と、運転状況監視部１３と、発電機運転制御部１４と、ＮＯｘ抑制ＤＢ（データベース）５１と、運転記録ＤＢ５２とを備えている。以下、構成について詳述する。
【００２２】
ＮＯｘ抑制ＤＢ５１は、それぞれの内燃力発電機１０１ごとのＮＯｘ発生量（例えば、ＮＯｘ濃度値）を記憶する。このとき、図３に示すように、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１は、ＮＯｘ発生量を、発電出力及び気象データ（重量絶対湿度）に対応付けて記憶する。例えば、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１は、発電機Ｇ１の内燃力発電機１０１について、発電出力「３．０未満」に対して、湿度（重量絶対湿度）「３未満」である場合のＮＯｘ発生量を「８７０」と記憶し、湿度（重量絶対湿度）「５以上」である場合のＮＯｘ発生量を「７７０」と記憶する。なお、発電出力及び気象データが同一であったとしても、内燃力発電機１０１のＮＯｘ発生量が異なる場合があるため、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶されるＮＯｘ発生量は、日々の運転状況により適宜更新される。これにより、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１には、内燃力発電機１０１の最新の状況が記憶される。
さらに、内燃力発電機運転制御装置１０は、後述する運転記録ＤＢ５２に蓄積されたデータ（例えば、内燃力発電機１０１ごとの出力値とＮＯｘ発生量とのデータ）を解析して、ＮＯｘの発生が増加する発電の出力域を示すために、ＮＯｘ急増情報をＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶してもよい。例えば、図３において、ＮＯｘ急増情報である「＊」は、発電機Ｇ１の発電出力「３．０未満」、湿度（重量絶対湿度）「３未満」の場合に、ＮＯｘの発生量が急増することを示している。このようなＮＯｘ急増情報は、低出力域でのみ出現し、高出力域では出現しない。なお、湿度は、必要に応じて重量絶対湿度と相対湿度との換算を行い参照する。
【００２３】
運転記録ＤＢ５２は、マイクログリッド１００における負荷量と、発電設備の運転状況に関するデータとを、時刻ごとに実績データとして記憶する。このとき、運転記録ＤＢ５２は、実績データとして、時刻ごとの気象データも併せて記憶する。具体的には、図４において示す様に、運転記録ＤＢ５２は、日付及び時刻に対応付けて、負荷量と、気象データ（気温、風速、湿度、気圧等）と、内燃力発電機１０１ごとの出力値及びＮＯｘ発生量と、を含む運転状況のデータを記憶している。
運転記録ＤＢ５２は、後述する運転状況監視部１３によって収集されるデータを実績データとして蓄積する。運転記録ＤＢ５２は、別システムによって作成されてもよい。
【００２４】
発電量決定部１１は、運転記録ＤＢ５２に記憶された運転状況に基づいて、当日のマイクログリッド１００における負荷量を予測する。ここで、負荷量の予測は、任意の方法により行うことができ、例えば、過去の実績を参照することで、すなわち、当日の気象データと類似する過去の気象データにおける負荷量を参照することで、当日の時刻ごとの負荷量を予測する。また、発電量決定部１１は、予測した負荷量に対応する発電量を決定する。このとき、発電量決定部１１は、風力発電機１０２や太陽光発電機１０３等の発電量を予測し、対応する発電量の補正を行ってもよい。
【００２５】
発電量決定部１１は、発電量を決定すると、決定した発電量を発電計画値として運転計画ＤＢ５３に記憶する。ここで、作成した運転計画の一例を図５に示す。図５に示す様に、運転計画ＤＢ５３は、時刻に対応付けて、負荷予測値と、気象データ予測値（気温、風速、湿度、気圧等）と、発電計画値と、後述する発電機運転選択部１２によって選択された発電設備とを記憶している。
【００２６】
発電機運転選択部１２は、発電量決定部１１によって決定された発電量と、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとのデータとに基づいて、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。
例えば、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶されたデータが図３で示すような値であり、発電計画値が図５で示すような値である場合、発電機運転選択部１２は、当日の発電計画値の最大値を出力できるように、内燃力発電機１０１の組み合わせ（例えば、Ｇ１〜Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７）を選択する。次に、発電機運転選択部１２は、各時刻における発電計画値と気象データ予測値とから、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力（例えば、３ＭＷ未満）にならないような組み合わせで発電計画値（例えば、１時において１４．６ＭＷ）を出力できるように、内燃力発電機１０１の組み合わせ（例えば、Ｇ１：３．５ＭＷ、Ｇ２：３．５ＭＷ、Ｇ３：３．５ＭＷ、Ｇ４：３．５ＭＷ、Ｇ６：２ＭＷ）を選択する。
このようにして、発電機運転選択部１２は、選択した内燃力発電機１０１の組み合わせを運転計画ＤＢ５３に記憶させる。
【００２７】
運転状況監視部１３は、発電設備の運転状況に関するデータを収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶させる。具体的には、運転状況監視部１３は、マイクログリッド１００における負荷量、気象データ（気温、風速、湿度、気圧等）、内燃力発電機１０１ごとの出力値、ＮＯｘ発生量等の運転状況に関するデータを発電設備の運転中に収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶する。運転記録ＤＢ５２に記憶されたデータは、データを収集した日の翌日以降の運転計画を作成する際のデータとしてフィードバックされる他、後述の発電機運転制御部１４による運転中の発電設備の制御に用いられる。
【００２８】
発電機運転制御部１４は、運転状況監視部１３によって収集されたデータに応じて、発電機運転選択部１２によって内燃力発電機１０１の組み合わせを選択させ、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。具体的には、発電機運転制御部１４は、運転状況監視部１３によって収集されたデータ（例えば、負荷量の変動）に応じて、発電機運転選択部１２によって内燃力発電機１０１の組み合わせ、例えば、発電出力を増大させるために運転する内燃力発電機１０１を追加させる場合に、追加した内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように、運転中の内燃力発電機１０１の出力を制御する。また、収集されたデータ（例えば、負荷量の変動）に応じて、発電出力を減少させる場合に、発電機運転制御部１４は、運転している内燃力発電機１０１を停止させたり、出力を減少させたりして、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。
これにより、発電機運転制御部１４は、通常はＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１が低出力運転となる場合においても、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１とＮＯｘ抑制対象外の内燃力発電機１０１の出力配分を調整したり、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１の運転台数を調整したりして、ＮＯｘ抑制対象の内燃力発電機１０１の出力が低出力とならないような運転を行わせて、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００２９】
なお、発電機運転制御部１４は、内燃力発電機１０１の起動及び停止に際し、ＮＯｘの発生値が規制値を超えないように、起動に際し所定の条件（例えば、停止から２０分以上が経過）を満たす場合に起動し、停止に際し所定の条件（例えば、運転が２０分以内又は６０分以上継続）を満たす場合に停止する制御も行う。
【００３０】
さらに、低出力域抽出部１５は、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データに基づいて、内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力になる出力域を抽出する。具体的には、低出力域抽出部１５は、運転記録ＤＢ５２に記憶された発電出力及び気象データ（気温、温度、気圧等）と、ＮＯｘの発生量とを統計的に解析し、ＮＯｘの発生量が急増する条件、例えば、発電の出力域及び気象条件（重量絶対湿度）を抽出し、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶させる。
【００３１】
図６は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０によって、内燃力発電機１０１の運転を制御した場合の運転状態を説明する図である。
図６において、内燃力発電機運転制御装置１０は、運転計画ＤＢ５３に基づいて、内燃力発電機１０１のうちＮＯｘ抑制対象Ｇ１〜Ｇ５、ＮＯｘ抑制対象外Ｇ６、Ｇ７を運転させ、運転状況監視部１３によって収集されたデータのうち負荷量が６時台の負荷予測値（マーク１００２）よりも急激に減少していることに応じて、内燃力発電機１０１の組み合わせを選択し、出力を制御する。その結果、通常であれば、負荷量が減少する変動に応じて、内燃力発電機１０１の出力が低出力になるところ、図６のマーク１００１内は、負荷量の変動に対し内燃力発電機運転制御装置１０が、内燃力発電機１０１の出力を低出力にならないように制御し、Ｇ１〜Ｇ４の出力を３．０ＭＷに保ち、Ｇ６及びＧ７を停止させていることを示している。
【００３２】
図７は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図７に示すように、内燃力発電機運転制御装置１０は、ＣＰＵ２０１１、メモリ２０１２、操作部２０１３、表示部２０１４、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０、通信Ｉ／Ｆ１０４０及び機器Ｉ／Ｆ２０１６がバスライン２０５０により接続されて構成されている。
【００３３】
ＣＰＵ２０１１は、内燃力発電機運転制御装置１０を統括的に制御する部分であり、メモリ２０１２に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、上述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。メモリ２０１２は、適宜読み出して実行されるプログラムを記憶し、プログラムの実行によって作成される種々の情報を記憶する。
【００３４】
操作部２０１３は、各種設定や入力操作を行う操作ボタン群、決定操作ボタン等を備えており、操作部２０１３による入力情報はＣＰＵ２０１１の制御下で処理される。すなわち、ユーザは、操作部２０１３を介して、入力等の必要な各種の操作、又は指定操作等が可能である。表示部２０１４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）によって構成され、各種情報を表示する。
【００３５】
Ｉ／Ｏコントローラ１０７０には、ハードディスク１０７４等の記憶手段を接続することができる。ハードディスク１０７４は、内燃力発電機運転制御装置１０が本発明の機能を実行するためのプログラムを記憶している。さらに、ハードディスク１０７４は、測定したデータや、予め記憶しているデータとして、例えば、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１、運転記録ＤＢ５２、運転計画ＤＢ５３等を記憶している。
【００３６】
通信Ｉ／Ｆ１０４０は、内燃力発電機運転制御装置１０を専用ネットワーク又は公共ネットワークを介して他のサーバ等と接続するためのネットワーク・アダプタである。
【００３７】
機器Ｉ／Ｆ２０１６は、内燃力発電機運転制御装置１０と、内燃力発電機１０１、気象データ測定装置１１１及びＮＯｘ測定装置１１２とを接続し、発電出力値や、気象データ、ＮＯｘ発生値を受信できるようにし、内燃力発電機運転制御装置１０からの制御情報を内燃力発電機１０１に送信できるようにするためのインターフェースである。
【００３８】
図８は、本発明の一実施形態に係る内燃力発電機運転制御装置１０の処理内容を示すフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ２０１１（発電量決定部１１）は、運転計画の発電量を決定する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、運転記録ＤＢ５２に記憶された負荷データに基づいて、例えば、本日の日付のうち月日時刻に対応する同じ月日時刻の過去の負荷データの平均値に基づいて、本日の時刻ごとの負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、発電計画値として運転計画ＤＢ５３に記憶させる。このとき、ＣＰＵ２０１１（低出力域抽出部１５）は、運転記録ＤＢ５２に蓄積された内燃力発電機１０１ごとの出力値及びＮＯｘ発生量のデータを解析してＮＯｘ抑制ＤＢ５１を更新すると共に、ＮＯｘの発生が増加する発電の出力域を抽出し、ＮＯｘ急増情報をＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶させる。その後、ＣＰＵ２０１１は、処理をステップＳ１２に移す。
【００４０】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０１１（発電機運転選択部１２）は、運転計画の発電設備を選択する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、運転計画ＤＢ５３に記憶された内燃力発電機１０１の発電計画値と、気象データ予測値とから、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとの気象データ（気温、湿度及び気圧から換算された重量絶対湿度）及びＮＯｘ発生量に基づいて、ＮＯｘの急増する低出力にならない内燃力発電機１０１の組み合わせであって、運転計画ＤＢ５３の発電計画値に達するような内燃力発電機１０１の組み合わせを選択する。次に、ＣＰＵ２０１１は、選択した内燃力発電機１０１の組み合わせを運転計画ＤＢ５３に記憶させる。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１３に移す。
【００４１】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ２０１１（運転状況監視部１３）は、運転状況を監視する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、マイクログリッド１００における負荷量、気象データ（気温、風速、湿度、気圧等）、内燃力発電機１０１ごとの出力値、ＮＯｘ発生量等の運転状況に関するデータを収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶させる。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１４に移す。
【００４２】
ステップＳ１４において、ＣＰＵ２０１１（発電機運転制御部１４）は、内燃力発電機１０１の出力を制御する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、ステップＳ１３において収集された負荷量の変動データに応じて発電出力を増大させるために運転する内燃力発電機１０１を追加させる場合に、追加した内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように、運転中の内燃力発電機１０１の出力を制御し、収集された負荷量の変動データに応じて発電出力を減少させる場合に、運転している内燃力発電機１０１を停止させたり、出力を減少させたりして、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１５に移す。
【００４３】
ステップＳ１５において、ＣＰＵ２０１１は、新たな運転計画を作成するか否かを判断する。より具体的には、ＣＰＵ２０１１は、時刻が２４時を経過したか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ２０１１は、処理をステップＳ１１に移し、ＮＯの場合、ＣＰＵ２０１１は、処理をステップＳ１３に移す。
【００４４】
本実施形態によれば、内燃力発電機運転制御装置１０は、発電時に内燃力発電機１０１から発生するＮＯｘの発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、内燃力発電機１０１ごとに記憶するＮＯｘ抑制ＤＢ５１と、マイクログリッド１００における負荷量と内燃力発電機１０１の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録ＤＢ５２とを備える。そして、内燃力発電機運転制御装置１０は、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データを参照してマイクログリッド１００における負荷量を予測し、予測した負荷量に対応する発電量を決定し、決定した発電量と、ＮＯｘ抑制ＤＢ５１に記憶された内燃力発電機１０１ごとのＮＯｘの発生量とに基づいて、運転させる内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないような組み合わせを選択する。さらに、内燃力発電機運転制御装置１０は、マイクログリッド１００における負荷量の変動を収集し、運転記録ＤＢ５２に記憶させ、収集した負荷量の変動に応じて、内燃力発電機１０１の組み合わせを選択し、運転中の内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力にならないように制御する。さらに、内燃力発電機運転制御装置１０は、運転記録ＤＢ５２に記憶された実績データに基づいて、内燃力発電機１０１の出力がＮＯｘの急増する低出力になる出力域を抽出する。
したがって、内燃力発電機運転制御装置１０は、マイクログリッド１００における内燃力発電機１０１の制御に関して、内燃力発電機１０１の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができ、さらに負荷量の変動に応じて適切な発電量を供給する際に、内燃力発電機１０１の出力が低出力になることを回避して、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 内燃力発電機運転制御装置
１１ 発電量決定部
１２ 発電機運転選択部
１３ 運転状況監視部
１４ 発電機運転制御部
１５ 低出力域抽出部
５１ ＮＯｘ抑制ＤＢ
５２ 運転記録ＤＢ
５３ 運転計画ＤＢ
１００ マイクログリッド
１０１ 内燃力発電機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置であって、
発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、
前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、
前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定部と、
前記発電量決定部が決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択部と、
を備える内燃力発電機運転制御装置。
【請求項２】
前記マイクログリッドにおける負荷量の変動を収集し、前記運転記録記憶部に記憶させる運転状況監視部と、
前記運転状況監視部によって収集された前記負荷量の変動に応じて、前記発電機運転選択部によって前記内燃力発電機の組み合わせを選択させ、運転中の前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないように制御する発電機運転制御部と、
をさらに備える請求項１に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【請求項３】
前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データに基づいて、前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力になる出力域を抽出する低出力域抽出部を、
さらに備える請求項１又は２に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【請求項４】
マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置が実行する方法であって、
前記内燃力発電機運転制御装置は、
発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、
前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、を備え、
前記方法は、
前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定ステップと、
前記発電量決定ステップが決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択ステップと、
を備える方法。
【請求項１】
マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置であって、
発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、
前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、
前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定部と、
前記発電量決定部が決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択部と、
を備える内燃力発電機運転制御装置。
【請求項２】
前記マイクログリッドにおける負荷量の変動を収集し、前記運転記録記憶部に記憶させる運転状況監視部と、
前記運転状況監視部によって収集された前記負荷量の変動に応じて、前記発電機運転選択部によって前記内燃力発電機の組み合わせを選択させ、運転中の前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないように制御する発電機運転制御部と、
をさらに備える請求項１に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【請求項３】
前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データに基づいて、前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力になる出力域を抽出する低出力域抽出部を、
さらに備える請求項１又は２に記載の内燃力発電機運転制御装置。
【請求項４】
マイクログリッドにおける複数の内燃力発電機の発電を制御する内燃力発電機運転制御装置が実行する方法であって、
前記内燃力発電機運転制御装置は、
発電時に前記内燃力発電機から発生する窒素酸化物の発生量を、発電時の発電出力及び当該発電時の気象データに対応付けて、前記内燃力発電機ごとに記憶するＮＯｘ抑制記憶部と、
前記マイクログリッドにおける負荷量と前記内燃力発電機の運転状況に関するデータとを、時刻ごとの気象データと対応付けて実績データとして記憶する運転記録記憶部と、を備え、
前記方法は、
前記運転記録記憶部に記憶された前記実績データを参照して前記負荷量を予測し、予測した前記負荷量に対応する発電量を決定する発電量決定ステップと、
前記発電量決定ステップが決定した前記発電量と、前記ＮＯｘ抑制記憶部に記憶された前記内燃力発電機ごとの窒素酸化物の発生量とに基づいて、運転させる前記内燃力発電機の出力が窒素酸化物の急増する低出力にならないような組み合わせを選択する発電機運転選択ステップと、
を備える方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９３９３３（Ｐ２０１３−９３９３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３２５６（Ｐ２０１１−２３３２５６）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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