JP3923815B2

JP3923815B2 - Power switch and distributed power generator

Info

Publication number: JP3923815B2
Application number: JP2002036729A
Authority: JP
Inventors: 真二日比; 昌良常盤; 俊暢藤澤; 忠達金元; 泰規合田; 守深江; 博吉本
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP2003244848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散電源用発電機と、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備える電源切替器と、から構成される分散電源用発電システムに関し、電源切替ユニットの機能、同ユニットによる電力管理、及び同ユニットと分散電源用発電機との連携による電力管理において特徴を有する分散電源用発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、分散電源用発電機を備えた分散電源用発電システムに備えられる電源切替器や、該電源切替器により、分散電源用発電機電源と商用電源のいずれかを電力供給源として択一的に選択し、電力負荷への電力供給を行う分散電源用発電システムが公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記分散電源用発電機の発電電力を最大限活用するとともに、原動機についての燃料消費率を極力抑えて低燃費運転をするには、最も発電効率のよい状態、即ち、分散電源用発電機の出力が定格となるように運転し、かつ、電源切替器に分散電源用発電機電源を選択させて、発電機出力を最大限活用する制御を行うことが有効である。ここで、このような制御を行うためには、分散電源用発電機（原動機を含む）の出力制御を行うシステムコントローラと、電源切替器の切替を行う切替用コントローラとが、連携を取り合う必要がある。この電源切替器においては、前記切替用コントローラを備えた電源切替ユニットを複数備える構成とし、各電源切替ユニットから、各電力負荷へ個別に電力供給を行い、電力負荷毎に電力管理をすることが、分散電源用発電システム全体としての電力管理上望ましいといえる。この構成とする場合は、各電源切替ユニット（切替用コントローラ）と、システムコントローラとが、連携を取り合う必要があり、また、電源切替ユニット毎に電力供給源の切替や、各種パラメータ設定ができるようにする必要がある。
【０００４】
そして、以上の連携においては、いうまでも無く両者間の配線が必要となるが、複数の電源切替ユニットを備える構成とする場合は、配線が複雑となることを加味する必要がある。さらに、電源切替ユニットの増設を考慮に入れて、将来の電力負荷の数の増加にフレキシブルに対応できるようにしておくことが望ましい。
【０００５】
さらに、上記の連携においては、システムコントローラと電源切替ユニットとの通信が要求されるのは勿論のこと、各電源切替ユニット同士がそれぞれに通信しあって最適な選択状況（電力供給源の選択）を形成することが要求される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
請求項１においては、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは互いに、かつ、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの内の任意の１台は親機として、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するものである。
【０００８】
請求項２においては、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの夫々が、自己の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値と分散電源用発電機の発電余力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するものである。
【０００９】
請求項３においては、請求項１または請求項２記載の電源切替器において、前記分散電源用発電機の定格出力、上限出力、前記各電源切替ユニットの電力供給源の選択切替タイミング等の制御パラメータを任意に設定可能に構成し、該制御パラメータの設定に基づき、前記各電源切替ユニットが、電力供給源の切替を制御するものである。
【００１０】
請求項４においては、請求項１から３のいずれかに記載の電源切替器を備えることを特徴とする分散電源用発電機である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下で、本発明の一実施例としての電源切替器６及び分散電源用発電システム１について説明する。なお、本発明の適用は、分散電源用発電機と、電力負荷毎に設けた電源切替ユニットとを備え、各電力負荷への電力供給源を、各電力負荷の変動に応じて、分散電源用発電機電源と商用電源とのいずれか一方に切替える制御を行う分散電源用発電システムであれば可能であり、本実施例の電源切替器６及び分散電源用発電システム１に限定されるものではない。例えば、分散電源用発電機の駆動源を熱源として利用したコージェネレーションシステムに適用してもよい。
【００１２】
これより、本発明の一実施例を、図１を用いて説明する。図１は電源切替器６を備える分散電源用発電システム１の概略構成図である。分散電源用発電システム１は、商用電源４０に対する分散型電源である発電部２と、電源切替器６とからなる。発電部２には、分散型電源である分散電源用発電機３が備えられており、分散電源用発電機３は原動機４により駆動される。原動機４にはスタータ１１が備えられており、該スタータ１１への電力供給は、商用電源４０からトランス１２を介して行われている。なお、スタータ１１はバッテリーから電力供給する構成としてもよい。また、発電部２に備えた付属の電力消費機器として、原動機４やラジエータ７を配置した室内を冷却する換気用ファン１５や、ラジエータ７を冷却する冷却ファン７ａ、原動機４よりラジエータ７に向けて冷却水を送出する冷却ポンプ１６等がある。ここで、原動機４は内燃機関であり、機械室（図示せず）に配置される。原動機４の燃料としては、軽油、灯油、重油等の液体、あるいは天然ガス、都市ガス、下水消化ガス等の気体があり図示せぬ外部の燃料タンク、あるいはインフラから燃料供給配管４９を通して原動機４に燃料が供給されるものである。また燃料供給配管４９には燃料流量計５０が配設され、原動機４の燃料消費量に関するデータを検知し、システムコントローラ５に該データが送信される。このデータは燃料の単価と合わせて用いることで、発電電力の各時間帯における単価、あるいは所定期間の平均単価を計算することが可能である。なお、本実施例では燃料消費量を検知する方法として流量を検知する方法を用いたが、他にもタンク等に燃料を補充する場合にタンク重量の変化を検知する方法等が考えられ、限定されるものではない。
【００１３】
分散電源用発電システム１には、発電部２の制御をつかさどるシステムコントローラ５が設けられており、該システムコントローラ５は、発電部２に設けた各装置を統括制御する。つまり、システムコントローラ５は、前記電力消費機器や、原動機４、分散電源用発電機３の運転制御を行うものである。加えて、分散電源用発電機３出力部に備えた検出器（図示せず）による発電電流値および発電電圧値の検出により、分散電源用発電機３の発電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出も行う。また、システムコントローラ５には操作表示器２８が接続されており、ユーザーが操作表示器２８を用いて、システムコントローラ５に制御パラメータを送信して分散電源用発電システム１の運転制御における各種設定（詳しくは後述する）を可能とするとともに、分散電源用発電システム１が算出・保持（記憶）している情報を、操作表示器２８に送信可能としている。
【００１４】
電源切替器６には、複数の電力負荷２４に個別に対応すべく、複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・が設けられている。勿論、一台の電力負荷２４に対し、一台の電源切替ユニット８を備える構成であってもよい。即ち、電源切替器６は、一台又は複数台の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・を備えたものとなっている。各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・には、スイッチ機構１０、該スイッチ機構１０の切替制御を行う切替用コントローラ９とが設けられている。該切替用コントローラ９には、演算処理・各種データの記録・他の切替用コントローラ９との連携制御が行えるようになっている。この切替用コントローラ９によるスイッチ機構１０の切替制御により、電力負荷２４への電力供給源を、分散電源用発電機３による分散電源用発電機電源（以下、「発電機電源」とする）または商用電源４０のいずれか一つより選択されるようになっている。つまり、一つの電力負荷２４に対して、発電機電源および商用電源４０の両方から、同時に電力が供給されることはなく、いずれか一方の電力が択一的に選択され、一方の電力のみが供給されるようになっている。
【００１５】
また、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・は、次の二つのデータを検出・算出可能としている。まず一つは、スイッチ機構１０の切替により、電力負荷２４への電力供給源として選択した電力供給源が、発電機電源および商用電源のいずれの電力供給を選択しているかを検出可能とするものである。この検出は、具体的には、スイッチ機構１０の切替状態を検出することで可能となっている。他の一つは、前記スイッチ機構１０の出力側（電力負荷２４側）に設けた検出器（図示せず）の電流値および電圧値の検出により行なわれる電力負荷２４への供給電力値の算出である。そして、こうして検出・算出されたデータは、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・に設けたデータの記憶手段としてメモリに記憶可能となっている。
【００１６】
さらに、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・のメモリには、スイッチ機構１０が切替わったタイミング、即ち、発電機電源／商用電源の選択が切替わった日付・時間が履歴として記憶されるようになっている。以上のようにして、切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・は、前記電力負荷２４への供給電力に、この履歴からの発電機電源／商用電源の選択の累積時間を掛け合わせることで、両電源ごとの個別の供給電力値を算出可能としている。即ち、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・（に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・）に、発電機電源からの供給電力値の算出、商用電源からの供給電力値の算出、電力供給源の切替タイミングの履歴の記憶が行える機能を持たせている。
【００１７】
また、前記各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・は互いに通信可能に構成されるとともに、前記システムコントローラ５と通信可能に構成され、前記システムコントローラ５及び複数ある電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・同士で、連携して電源切替の制御を行うようになっている。以下、この連携について説明する。各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・は、前記システムコントローラ５、及び他の切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・と、通信可能に構成されており、複数ある切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・の内の任意の一台が、親機側装置（以下「親機」とする）として、自己又は他の切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・で検出・算出される上記二つのデータ、即ち、電力供給源の選択の状態と供給電力値を集積し、これらのデータを一括して演算処理するようになっている。また、この親機側装置としての機能は、全ての切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・に備えられており、所定時間ごとに親機としての役割をフローティングすることも可能な構成となっている。この構成は、メンテナンスの必要が生じた場合において、親機を振り替えることにより、発電システムを起動させたままでの作業を可能とすることや、電源切替ユニットの増設・交換へ容易に対応できるという点で、有効である。尚、通信可能とする構成は、特に限定されるものでないが、有線通信の回線方式においては、例えば、マルチドロップ方式を採用すれば、システムコントローラ５と複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・との配線１８がシンプルとなるとともに、接続が容易であることから、将来の電力負荷の数の増加にともなう電源切替ユニット８（電源切替器６）の増設にフレキシブルに対応することができるようになる。また、無線通信可能な構成とすれば、配線・接続の手間の省略や、増設への対応の容易化等が実現される。
【００１８】
また、親機側装置として機能する電源切替ユニット８ａは、他の電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・・・に電力供給源の選択の切替の指示を行い、この指示に応じて各電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・・・が選択の切替えを実行するようになっている。さらに、親機側装置からの指示が無くても、自己の判断により、電力供給源の選択の切替えを行うようにしている。このように、電力供給源の切替えは、親機側装置としての電源切替ユニット８ａの一括の演算処理に基づく選択切替え指示によるものと、自己の判断による切替えの二つの場合がある。この切替えにより、図２に示すごとく、複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・８ｃ・８ｄ・８ｅは、発電機電源を電力供給源として選択する電源切替ユニット８ｂ・８ｄ・８ｅと、商用電源を電力供給源として選択する電源切替ユニット８ａ・８ｃとに振り分けられる形で機能することになる。尚、親機による切替指示及び自己の判断による切替えの制御フローについては、後述するものとする。
【００１９】
〔１：電源切替機器の制御〕
次に、以上の構成の分散電源用発電システム１における電源切替器６（電源切替ユニット）により行なわれる制御について説明する。この電源切替器６（本発明では、複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅで構成するので、以下の説明においては、説明の便宜上、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅとする）により行なわれる制御は、図２に示すごとく、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの発電機／商用の電力供給源の選択状態を切替える制御である。図２に示す２００は、切替制御の実行前の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択状況を示すものであり、２０１は、切替制御実行後の選択状況を示すものである。以下、制御について分説する。
【００２０】
〔１−１：複数電源切替ユニットの連携による切替制御〕
該制御は、前記複数の電源切替ユニットの内の任意の１台は親機側装置とし、自己の電力供給源の選択状況と電力負荷２４への供給電力値と、他の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況と電力負荷２４への供給電力値とを認識し、分散電源用発電機電源を選択する電源切替ユニットによる供給電力値の合計値が、分散電源用発電機電源の定格出力と略一致するように、自己又は他の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況の維持又は変更をするものである。図３は、本制御をフローチャート３００で示したものである。以下、該フローチャート３００を参照しながら説明する。
【００２１】
システムコントローラ５は、分散電源用発電機３出力部に備える検出器（図示せず）による電流値および電圧値の検出により、発電電力値Ａ〔Ｗ〕を算出する（３０１）。このシステムコントローラ５による発電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出結果は、システムコントローラ５と親機の電源切替ユニット（以下、「親機８ａ」（図２）とする）とのデータの通信により、親機８ａが発電電力値Ａ〔Ｗ〕および、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を認識する（３０２）。この供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕とは、後述するパラメータ設定において、ユーザーが任意に設定可能とする発電電力値Ａ〔Ｗ〕の上限（図７における上限出力７２）である。そして、親機８ａは、発電電力値Ａ〔Ｗ〕と供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の大小比較を行う。ここで、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕以下で略同一である場合は該制御は終了する。一方、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が、分散電源用発電機３の供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一でない場合は、親機８ａまたは、各電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一となる様に、発電機／商用電源の選択を行う。ここにいう略同一の範囲であるが、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の９５％程度とするのが分散電源用発電システム１の効率的運転の観点から望ましい。尚、この略同一を決定する数値は、常数として与える方式、または、システムコントローラ５、電源切替器６にインプットする方式のいずれでもよい。
【００２２】
各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅは、それぞれの電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅより要求される負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）を算出する（３０３）。また、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅは、それぞれの発電機／商用の電力供給源の選択状況を算出する（３０４）。
親機８ａは、他の電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ（以下、「子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ」（図２）とする）との通信により、各負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）を認識する（３０５）。また、親機８ａは、子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの発電機／商用の電力供給源の選択状況を認識する（３０６）。ここで、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕より小さく、かつ、各電源切替ユニットすべてが発電機を電力供給源として選択している場合は、該制御は終了する。次に、後述する自己判断の制御ステップを経る（４００）。この制御は組み込む／組み込まないのいずれでもよい。尚、該制御ステップについては、後に詳述する。次に、親機８ａは、自己、および子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの中で、発電機を電力供給源として選択したものの負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２の実行前に示す状態では、子機８ｂ・８ｄ・８ｅ）の合計値Ｔ１〔Ｗ〕を算出する（図２の実行前に示す状態では、負荷電力値ｂ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕の合計値）（３０７）。そして、親機８ａは、前記供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と合計値Ｔ１〔Ｗ〕の大小の比較をする（３０８）。
【００２３】
ここで、合計値Ｔ１〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕以下で略同一である場合は該制御は終了する。この場合では、発電機の供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が、電力負荷２４ｂ・２４ｄ・２４ｅに対して供給している負荷電力値ｂ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕の合計値Ｔ１〔Ｗ〕と略同一となっているので、発電機の定格出力のほとんどを電力負荷２４ｂ・２４ｄ・２４ｅで消費させることが可能となり、さらに、原動機４の運転は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない状態で運転されるので、経済的運転が実現されることになる。尚、ここにいう略同一の範囲であるが、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の９５％程度とするのが分散電源用発電システム１の効率的運転の観点から望ましい。
【００２４】
一方、合計値Ｔ１〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕よりも小さい場合、又は大きい場合は、両者を略同一とさせるためのステップに進む。親機８ａは、ステップ３０５で算出した負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）の中から、合計値Ｔ２〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一となる組み合わせを抽出・決定する（３０９）。そして、親機８ａは、この結果より、該当組み合わせに対応する親機８ａ又は子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、商用電源を電力供給源として選択している場合には、商用電源から発電機電源に選択を切替える、一方、発電機電源を電力供給源として選択している場合は、該選択を維持する、といったように、自己又は子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択切替／維持の命令をする（３１０）。親機８ａ、及び子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅは、該命令に従い、電力供給源の選択切替／維持を実行し（３１１）、図２に示すごとく、該制御の実行前の状態２００から、実行後２０１の状態に切替えられるのである。この結果、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が合計値Ｔ２〔Ｗ〕と略同一となり（３１２）、分散電源用発電機３を定格出力近傍にて、運転することができる。即ち、発電機の供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が、電力負荷２４ａ・２４ｃ・２４ｅ（図２に示す２０１）に対して供給している負荷電力値の合計値Ｔ２〔Ｗ〕と略同一となっているので、発電機の定格出力のほとんどを電力負荷２４ａ・２４ｃ・２４ｅで消費させることになり、さらに、原動機４の運転は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない状態で運転されるので、低燃費運転が実現される。この切替制御は時間設定により、所定時間経過後、繰り返し実行される。時間設定は常数として与える方式、または、システムコントローラ５、電源切替器６にインプットする方式のいずれでもよい。また、システムコントローラ５の算出による発電電力値Ａ〔Ｗ〕が、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を越えた場合も、制御が実行される（３１３・３１４）。
【００２５】
〔１−２：電源切替ユニットの自己判断による切替制御〕
該制御は、前記各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、自己の電力供給源の選択状況と電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅへ供給する負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕を算出し、算出した負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕と、分散電源用発電機３の発電余力値Ａ１〔Ｗ〕を比較し、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおける選択の状態の維持／切替の判定を行い、維持／切替実施を行うものである。該制御は、図３で示すフローチャート３００において、サブルーティン４００として組み込みまれる、または、単独で実行される制御ブロックであり、分散電源用発電機３からの発電機出力を最大限に活用し、過負荷運転の防止を図るものである。図４は、本制御をフローチャート４００で示したものである。以下、該フローチャート４００を参照しながら説明する。
【００２６】
システムコントローラ５は、分散電源用発電機３出力部に備える検出器（図示せず）による電流値および電圧値の検出により、発電電力値Ａ〔Ｗ〕を算出する（４０１）。このシステムコントローラ５による発電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出結果は、システムコントローラ５と電源切替ユニット８ａとのデータの通信により、電源切替ユニット８ａが発電電力値Ａ〔Ｗ〕および、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を認識する（４０２）。次に、電源切替ユニット８ａは、供給する負荷電力値ａ［Ｗ］を算出する。また、電源切替ユニット８ａは、発電機／商用の電力供給源の選択状態を算出する（４０３）。尚、以上三つのステップ４０１・４０２・４０３は、図３におけるフローチャート３００におけるステップ３０１・３０２・３０３・３０４と同一の働きをするので、フローチャート３００にサブルーティンとして組み込まれる場合は、該ステップ４０１・４０２・４０３は省略される。
【００２７】
次に、電源切替ユニット８ａは、発電電力値Ａ［Ｗ］と供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕により、発電余力値Ａ１［Ｗ］を算出する（４０４）。ここで、発電余力値Ａ１［Ｗ］がゼロ以下となった場合は、分散電源用発電機３が過負荷となっているので、発電機電源を選択している電源切替ユニット８は、商用電源選択に切替られる（４０５）。このようにして、分散電源用発電機３における、過負荷運転を防止できる。尚、本実施例（図２の実行前状態）では、該電源切替ユニット８ａは、商用電源を選択しているので、選択が維持される（４０６）。
【００２８】
発電余力値Ａ１［Ｗ］がゼロを越える場合は、電源切替ユニット８ａにおいて、負荷電力値ａ［Ｗ］と発電余力値Ａ１［Ｗ］との比較を行う（４０７）。ここで、負荷電力値ａ［Ｗ］が発電余力値Ａ１［Ｗ］を越える場合は、発電機／商用電源の選択を維持して該制御は終了する。一方、負荷電力値ａ［Ｗ］が発電余力値Ａ１［Ｗ］より小さい場合は、電力供給源の選択状況の判断ステップに進む。即ち、該電源切替ユニット８ａが、発電機電源または商用電源のいずれの電力供給源を選択しているかを判定する（４０８）。
【００２９】
そして、電源供給ユニット８ａが、発電機電源を選択している場合には、この状態を維持して該制御は終了する。一方、電源供給ユニット８ａが、商用電源を選択している場合には、この商用電源の選択の状態から発電機電源の選択の状態への切替を実行する（４０９）。この制御は、各電源ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎に順次実行を繰り返す。各負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ［Ｗ］について発電余力値Ａ１［Ｗ］との比較を行い、電力供給源の選択維持／切替を実行することにより、図２に示すごとく、該制御の実行前の状態２００から、実行後２０１の状態に切り替えられるのである。この結果、分散電源用発電機３の定格出力を最大限に活用し、分散電源用発電機３の過負荷運転を防止することができる。
【００３０】
〔２：電力管理機能〕
次に、以上の構成の分散電源用発電システム１の電力管理機能について説明する。該電力管理機能は、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおける電力供給源の選択の履歴に基づき、システムコントローラ５または電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ自身（電源切替器６）が、電力負荷２４（図１）に対する発電機電源／商用電源からの供給電力量〔Ｗｈ〕を自己または他の機器に算出・表示可能にする機能と、ユーザーが発電機電源の定格出力、発電機電源の上限出力、前記各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択切替タイミング等の制御パラメータを設定可能とし、該制御パラメータの設定に基づき、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが発電機電源、各電源切替ユニットの電力供給源の選択の切替を制御する機能である。
【００３１】
〔２−１：供給電力量における発電電力量の内訳の算出・表示〕
図５は、各電源切替ユニットへの供給電力量〔Ｗｈ〕における発電電力量〔Ｗｈ〕の内訳を算出するためのステップを、フローチャート５００に示したものである。まず、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅ（図１、一部不図示）が、所定時間Ｔの負荷２４ａ・２４ｂ・・・に対する供給電力量Ｃａ・Ｃｂ・Ｃｃ・Ｃｄ・Ｃｅを、電流値の履歴より算出する（５０１）。また、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅが、所定時間Ｔの内、電力供給源として発電機電源を選択した積算時間Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ・Ｔｅを算出する（５０２）。そして、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅが、前記供給電力量Ｃａ・Ｃｂ・Ｃｃ・Ｃｄ・Ｃｅの値に、それぞれ、積算時間Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ・Ｔｅを掛け、その積を、所定時間Ｔで除することにより、発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅが算出される（５０３）。このように、切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅによって算出された発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅのデータは、システムコントローラ５に送信され、該システムコントローラ５は、前記操作表示器２８の画像表示装置３２に、発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に表示させる（５０４）。尚、この表示を行なうための構成であるが、図１に示す装置構成の他、電源切替器６と操作表示器２８を直接通信可能とする構成や、電源切替器６自身に操作表示機を備える構成とするとともに、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅに備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅより算出する発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅから前記操作表示機に直接送信可能に構成することにより、システムコントローラ５を介さずに発電供給量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを表示可能とする構成としてもよい。
【００３２】
図６は、この表示内容の一例を示したものである。この表示画面６００には、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎、即ち、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅと、商用供給電力量Ｂａ・Ｂｂ・Ｂｃ・Ｂｄ・Ｂｅ（前記供給電力量ＣａからＧａを差し引いたもの）が、数値で表示されると共に、各数値の合計値６０Ｇ・６０Ｂが表示される。また、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎、即ち、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、発電供給電力量と商用供給電力量の内訳を相対的に表すメータ表示６１ａ・６１ｂ・６１ｃ・６１ｄ・６１ｅと、所定時間毎の電力供給源の選択状況と、供給電力量（発電供給電力量Ｇ／商用供給電力量Ｂ）を示したタイムチャート６２ａ・６２ｂ・６２ｃ・６２ｄ・６２ｅが表示される。これより、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、使用された発電電力量〔Ｗｈ〕と商用電力量〔Ｗｈ〕の内訳（両者の割合、数値、時間帯）を容易に確認することができる。また、前記燃料流量計５０の検出により算出する燃料消費量６０Ｃも表示され、発電に要した燃料を確認することができるようになっている。
【００３３】
〔２―２：パラメータ設定による運転制御〕
図７は、各種パラメータ設定を行う際に使用する操作表示器２８の画像表示装置３２に表示される設定画面７００の一例を示すものである。この例では、設定画面７００を、所謂タッチパネル操作できるものとしている。この設定画面７００には、数値入力手段７０により、発電機電源の定格出力７１、発電機電源の上限出力７２を数値入力可能としている。また、電源切替ユニット選択手段７３により、設定を行う電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅを選択することで、発電電力の使用割合の設定７４（前記メータ表示と同形態）や、電力供給源の選択切替タイミングの設定７５（前記タイムチャートと同形態）が表示され、両設定内容を操作ボタン７６・７７により操作・決定することができる。更に、実行ボタン７８が表示されており、上記各種設定をした後に、該実行ボタン７８によって、システムコントローラ５のパラメータ設定が更新されるようになっている。
【００３４】
上記の設定と、その設定による効果を、図８に示すフローチャート８００を参照しながら説明する。まず、発電機電源の定格出力の設定（８０１）では、定格出力の初期値を入力・設定可能とすることができる。また、発電機電源の上限出力の設定（８０２）では、発電機出力の上限を設定することができる。この設定より、原動機４を所定の出力よりも高い出力で運転させることが無くなり、原動機４の過負荷運転を防止することができる。また、発電電力の使用割合の設定（８０３）では、供給電力うち発電電力を使用する割合を強制的に設定することができる。このことにより、例えば、コンピュータ機器等の制御機器に対する供給電力については、発電電力の割合をゼロとし、常に商用電力を供給させるようにする一方、工作機械モーター等といったように、電気の質が要求されないものについては、発電電力の割合を１００とするような設定が可能となる。また、電力供給源の選択切替タイミングの設定（８０４）では、電力供給源の選択を切替える時間のタイミングを強制的に設定することができる。このことにより、例えば、電力料金が安い夜間においては、原動機４の運転をさせずに、全て商用電源で賄うように設定することや、あるいは、夜間であって電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅからの需要電力が少ない場合には、原動機４の燃費効率の悪い低出力運転をさせないといった面でも有効である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の如く、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは互いに、かつ、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの内の任意の１台は親機として、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するので、発電機の定格出力のほとんどを、電力負荷で消費させることになり、さらに、原動機の運転は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない状態で運転されるので、低燃費運転が実現される。
【００３６】
請求項２の如く、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの夫々が、自己の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値と分散電源用発電機の発電余力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するので、システムコントローラまたは電源切替ユニットによる指令により、分散電源用発電機の出力が定格となるような運転制御や、電源切替器（電源切替ユニット）に分散電源用発電機電源を選択させて、発電機出力を最大限活用する運転制御が行なえるようになる。
また、分散電源用発電機からの発電機出力を最大限に活用し、分散電源用発電機の過負荷運転を防止できる。
【００３７】
請求項３の如く、前記分散電源用発電機の定格出力、上限出力、前記各電源切替ユニットの電力供給源の選択切替タイミング等の制御パラメータを任意に設定可能に構成し、該制御パラメータの設定に基づき、前記各電源切替ユニットが、電力供給源の切替を制御するので、低燃費運転・原動機の過負荷運転の防止・発電電力を使用する割合の設定・電力供給源の選択の設定を任意に行うことができる。
【００３８】
請求項４記載のごとく、前記分散電源用発電機電源に、前記電源切替器を備えて構成する分散電源用発電機とすることにより、上記電源切替器による制御によってランニングメリットに優れた分散電源用発電機とすることができる。
また、上記実施例の分散電源用発電機では、上記制御パラメータを設定する操作表示機を備えているので、同一の操作を行うための高価な専用の操作表示機、電力管理のための制御機器、特別な取付スペース、といった機器類・スペースが必要なく、コスト削減や、設置作業の容易化という面においても、優れている。
そして、以上の構成により、購入にあたり追加機器が全く必要のないパッケージ商品としてユーザーに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分散電源用発電システムの概略構成図である。
【図２】電源切替ユニットにおける発電機電源／商用電源の選択状況を示す図である。
【図３】複数電源切替ユニットの連携による切替制御のフローチャートである。
【図４】電源切替ユニットの自己判断による切替制御のフローチャートである。
【図５】供給電力量における発電電力量の内訳の算出・表示のステップを示すフローチャートである。
【図６】図５におけるステップにより作成される表示内容の一例を示す図である。
【図７】各種パラメータ設定を行う際に使用する設定画面の一例を示す図である。
【図８】パラメータ設定のステップと、その効果を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３分散電源用発電機
５システムコントローラ
６電源切替器
８電源切替ユニット
１８配線
２４電力負荷
４０商用電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a distributed power generation system that includes a distributed power generator and a power switch including a plurality of power switching units that separately supply power to a plurality of power loads. The present invention relates to a distributed power generation system having characteristics in power management by the unit and power management by cooperation between the unit and the distributed power generator.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, a power supply switch provided in a distributed power generation system including a distributed power generator, or the power supply switcher selectively uses either a distributed power generator power supply or a commercial power supply as a power supply source. 2. Description of the Related Art Distributed power generation systems that select and supply power to a power load are known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  In order to make the best use of the power generated by the generator for the distributed power source and reduce the fuel consumption rate of the prime mover as much as possible to achieve fuel-efficient operation, the most efficient state of power generation, that is, the output of the generator for the distributed power source It is effective to perform control so that the generator output is utilized to the maximum by operating the power supply to be rated, and allowing the power source switch to select the generator power source for the distributed power source. Here, in order to perform such control, it is necessary for the system controller that performs output control of the distributed power generator (including the prime mover) and the switching controller that performs switching of the power switch to cooperate with each other. is there. The power switch includes a plurality of power switching units including the switching controller, and each power switching unit individually supplies power to each power load and manages power for each power load. It can be said that it is desirable in terms of power management as a whole power generation system for distributed power sources. In this configuration, each power switching unit (switching controller) and the system controller need to cooperate with each other, and the power supply source can be switched and various parameters can be set for each power switching unit. It is necessary to.
[0004]
  In the above cooperation, it goes without saying that wiring between the two is necessary. However, in the case of a configuration including a plurality of power supply switching units, it is necessary to take into account that the wiring is complicated. Furthermore, it is desirable to be able to flexibly cope with the future increase in the number of power loads in consideration of the addition of power switching units.
[0005]
  Furthermore, in the above-described cooperation, not only communication between the system controller and the power supply switching unit is required, but also each power supply switching unit communicates with each other to select the optimum selection state (selection of power supply source). Is required to form.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
[0007]
  In claim 1,A power supply switching unit that selects one of a generator power source and a commercial power source for an engine-driven distributed power source as a power supply source and supplies power to a power load. The power switching unit includes a plurality of power sources. A plurality of power supply switching units for separately supplying power to a load, wherein each power supply switching unit is configured to be communicable with each other and with a system controller of the distributed power generator. Any one of the switching units is a master unit, recognizes the power supply source of itself and other power switching units, and the power supply value to the power load, and the distributed power generator has a substantially rated output. So as to maintain or change the power supply source of self and other power switching unitIs.
[0008]
  In claim 2,A power supply switching unit that selects one of a generator power source and a commercial power source for an engine-driven distributed power source as a power supply source and supplies power to a power load. The power switching unit includes a plurality of power sources. A plurality of power supply switching units that separately supply power to a load, and each power supply switching unit is a power supply switch configured to be communicable with a system controller of the distributed power generator. Each recognizes the power supply source of its own power switching unit, the power supply value to the power load and the power generation surplus value of the distributed power generator, so that the distributed power generator has a substantially rated output, Maintain or change the power source of self and other power switching unitsIs.
[0009]
  In claim 3,3. The power switch according to claim 1 or 2, wherein control parameters such as a rated output of the distributed power generator, an upper limit output, and a selection switching timing of a power supply source of each power switching unit can be arbitrarily set. Configure and control each power supply switching unit based on the setting of the control parameterIs.
[0010]
  In claim 4,A distributed power generator comprising the power switch according to claim 1.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, a power switch 6 and a distributed power generation system 1 as an embodiment of the present invention will be described. Note that the application of the present invention includes a distributed power generator and a power switching unit provided for each power load, and the power supply source for each power load is used for the distributed power source according to the variation of each power load. Any distributed power generation system that performs control to switch to either a generator power supply or a commercial power supply is possible, and the present invention is not limited to the power switch 6 and the distributed power generation system 1 of this embodiment. . For example, you may apply to the cogeneration system using the drive source of the generator for distributed power supplies as a heat source.
[0012]
  From this, one Example of this invention is described using FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a distributed power generation system 1 including a power switch 6. The distributed power generation system 1 includes a power generation unit 2 that is a distributed power source for a commercial power source 40 and a power switch 6. The power generation unit 2 includes a distributed power generator 3 that is a distributed power source. The distributed power generator 3 is driven by a prime mover 4. The prime mover 4 is provided with a starter 11, and power is supplied to the starter 11 from a commercial power supply 40 through a transformer 12. The starter 11 may be configured to supply power from a battery. Further, as an attached power consuming device provided in the power generation unit 2, a ventilation fan 15 that cools the room in which the prime mover 4 and the radiator 7 are arranged, a cooling fan 7 a that cools the radiator 7, and the prime mover 4 toward the radiator 7. There is a cooling pump 16 or the like for sending cooling water. Here, the prime mover 4 is an internal combustion engine and is disposed in a machine room (not shown). The fuel for the prime mover 4 includes liquids such as light oil, kerosene, and heavy oil, or gas such as natural gas, city gas, and sewage digestion gas. The fuel is supplied to the prime mover 4 from an unillustrated external fuel tank or infrastructure through the fuel supply pipe 49. Fuel is supplied. A fuel flow meter 50 is disposed in the fuel supply pipe 49, detects data related to the fuel consumption of the prime mover 4, and transmits the data to the system controller 5. By using this data together with the unit price of the fuel, it is possible to calculate the unit price of the generated power in each time zone or the average unit price for a predetermined period. In this embodiment, the method of detecting the flow rate is used as a method of detecting the fuel consumption, but other methods such as detecting a change in the tank weight when fuel is added to the tank, etc. Is not to be done.
[0013]
  The distributed power generation system 1 is provided with a system controller 5 that controls the power generation unit 2, and the system controller 5 performs overall control of each device provided in the power generation unit 2. That is, the system controller 5 controls the operation of the power consuming device, the prime mover 4 and the distributed power generator 3. In addition, the generation power value A [W] of the distributed power generator 3 can be calculated by detecting the generated current value and the generated voltage value by a detector (not shown) provided in the output section of the distributed power generator 3. Do. Further, an operation indicator 28 is connected to the system controller 5, and the user transmits a control parameter to the system controller 5 using the operation indicator 28 to perform various settings in operation control of the power generation system 1 for the distributed power source ( The information calculated and held (stored) by the distributed power generation system 1 can be transmitted to the operation indicator 28.
[0014]
  The power supply switching unit 6 is provided with a plurality of power supply switching units 8a, 8b... To individually correspond to the plurality of power loads 24. Of course, a configuration in which one power supply switching unit 8 is provided for one power load 24 may be adopted. In other words, the power switch 6 includes one or a plurality of power switch units 8a, 8b,. Each power supply switching unit 8a, 8b,... Is provided with a switch mechanism 10 and a switching controller 9 that performs switching control of the switch mechanism 10. The switching controller 9 can perform arithmetic processing, recording various data, and cooperative control with other switching controllers 9. By the switching control of the switch mechanism 10 by the switching controller 9, the power supply source to the power load 24 is a distributed power generator power source (hereinafter referred to as “generator power source”) by the distributed power generator 3 or a commercial power source. One of the power supplies 40 is selected. That is, power is not simultaneously supplied from one of the generator power source and the commercial power source 40 to one power load 24, and either one of the powers is alternatively selected, and only one power is supplied. It comes to be supplied.
[0015]
  Each switching controller 9a, 9b,... Can detect and calculate the following two data. First, by switching the switch mechanism 10, it is possible to detect whether the power supply source selected as the power supply source to the power load 24 selects the power supply of the generator power supply or the commercial power supply. It is. Specifically, this detection is possible by detecting the switching state of the switch mechanism 10. The other is the calculation of the power supply value to the power load 24 performed by detecting the current value and voltage value of a detector (not shown) provided on the output side (power load 24 side) of the switch mechanism 10. It is. The data thus detected and calculated can be stored in the memory as a data storage means provided in each of the switching controllers 9a, 9b.
[0016]
  Further, the memory of each switching controller 9a, 9b,... Stores the switching timing of the switch mechanism 10, that is, the date / time when the selection of the generator power / commercial power is switched as a history. It has become. As described above, the switching controllers 9a, 9b... Multiply the power supplied to the power load 24 by the accumulated time of selection of the generator power / commercial power from this history, thereby It is possible to calculate an individual supply power value for each. That is, the power supply switching units 8a, 8b (including the switching controllers 9a, 9b,...) Are supplied with a power supply value calculated from a generator power supply, a power supply value calculated from a commercial power supply, and a power supply. It has a function to store the history of source switching timing.
[0017]
  The power supply switching units 8a, 8b,... Are configured to be communicable with each other and to be able to communicate with the system controller 5. The system controller 5 and a plurality of power supply switching units 8a, 8b,. The power supply switching control is performed in cooperation with each other. Hereinafter, this cooperation will be described. The switching controllers 9a, 9b,... Included in each power switching unit 8a, 8b,... Are configured to be able to communicate with the system controller 5 and the other switching controllers 9a, 9b,. Any one of a plurality of switching controllers 9a, 9b,... Is detected by itself or another switching controller 9a, 9b,... As a parent device (hereinafter referred to as “parent device”). The above two calculated data, that is, the power supply source selection state and the supplied power value are integrated, and these data are collectively processed. Further, the function as the master unit side device is provided in all the switching controllers 9a, 9b,..., And the configuration as a base unit can be floated every predetermined time. . In this configuration, when maintenance is necessary, it is possible to work while the power generation system is activated by transferring the master unit, and it is possible to easily cope with the expansion and replacement of the power switching unit. It is effective. The configuration that enables communication is not particularly limited. However, in a wired communication line system, for example, if a multi-drop system is adopted, the system controller 5 and a plurality of power supply switching units 8a, 8b,. The wiring 18 is simple and the connection is easy, so that it is possible to flexibly cope with the expansion of the power switching unit 8 (power switching unit 6) as the number of power loads increases in the future. Become. Moreover, if the wireless communication configuration is adopted, it is possible to eliminate the trouble of wiring and connection, to facilitate the expansion, and the like.
[0018]
  Further, the power source switching unit 8a functioning as the parent device side device instructs the other power source switching units 8b, 8c,... To select the power supply source, and in response to this instruction, the power source switching units 8b, 8c... Performs selection switching. Furthermore, even if there is no instruction from the parent device side device, the selection of the power supply source is switched based on its own judgment. As described above, there are two cases of switching the power supply source: one based on a selection switching instruction based on a collective calculation process of the power source switching unit 8a as the parent device side apparatus, and one based on its own judgment. By this switching, as shown in FIG. 2, the plurality of power switching units 8a, 8b, .8c, 8d, and 8e are connected to the power switching units 8b, 8d, and 8e that select the generator power source as the power supply source, and the commercial power source. It functions in such a manner that it is distributed to the power source switching units 8a and 8c selected as the power supply source. Note that the switching control flow by the master unit and the switching by self-determination will be described later.
[0019]
  [1: Control of power switching equipment]
  Next, the control performed by the power switch 6 (power switching unit) in the distributed power generation system 1 having the above configuration will be described. This power switch 6 (in the present invention, it is composed of a plurality of power switch units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e. Therefore, in the following description, for convenience of explanation, the power switch units 8a, 8b, 8c, 8d, 8e) is a control for switching the selection state of the generator / commercial power supply source of each of the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e as shown in FIG. 2 indicates the selection status of the power supply sources of the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e before the switching control is executed, and 201 indicates the selection status after the switching control is executed. Is. The control will be described below.
[0020]
  [1-1: Switching control by linking multiple power supply switching units]
  In the control, any one of the plurality of power supply switching units is set as a parent device, and the power supply source selection status, power supply value to the power load 24, and power of other power supply switching units are set. Recognizing the selection status of the supply source and the supply power value to the power load 24, the total value of the supply power values by the power source switching unit that selects the generator power source for the distributed power source is the rated output of the generator power source for the distributed power source. The selection status of the power supply source of the self or another power supply switching unit is maintained or changed so as to substantially match. FIG. 3 is a flowchart 300 illustrating this control. Hereinafter, description will be given with reference to the flowchart 300.
[0021]
  The system controller 5 calculates a generated power value A [W] by detecting a current value and a voltage value by a detector (not shown) provided in the output unit of the distributed power generator 3 (301). The calculation result of the generated power value A [W] by the system controller 5 is obtained as a result of data communication between the system controller 5 and the power switching unit of the parent device (hereinafter referred to as “parent device 8a” (FIG. 2)). The machine 8a recognizes the generated power value A [W] and the maximum suppliable power value Amax [W] (302). This maximum suppliable power value Amax [W] is an upper limit (upper limit output 72 in FIG. 7) of the generated power value A [W] that can be arbitrarily set by the user in parameter setting to be described later. Then, base unit 8a compares the generated power value A [W] with the maximum suppliable power value Amax [W]. Here, when the generated power value A [W] is substantially equal to or less than the maximum suppliable power value Amax [W], the control ends. On the other hand, when the generated power value A [W] is not substantially the same as the maximum power value Amax [W] that can be supplied by the distributed power generator 3, the master unit 8a or each of the power supply switching units 8b, 8c, 8d, and 8e. However, the generator / commercial power source is selected so that the generated power value A [W] is substantially the same as the maximum supplyable power value Amax [W]. Although it is substantially the same range here, it is desirable from the viewpoint of efficient operation of the power generation system 1 for the distributed power source to be about 95% of the maximum suppliable power value Amax [W]. It should be noted that the numerical value for determining substantially the same may be either a method of giving as a constant or a method of inputting to the system controller 5 and the power switch 6.
[0022]
  Each of the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e has load power values a, b, c, d, and e [W] required by the power loads 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e (FIG. 2). ) Is calculated (303). Further, the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e calculate the selection status of the respective generator / commercial power supply sources (304).
  The base unit 8a communicates with the other power source switching units 8b, 8c, 8d, and 8e (hereinafter referred to as “slave units 8b, 8c, 8d, and 8e” (FIG. 2)), and loads power values a and b. C.d.e [W] (FIG. 2) is recognized (305). The master unit 8a recognizes the selection status of the generator / commercial power supply source of the slave units 8b, 8c, 8d, and 8e (306). Here, when the generated power value A [W] is smaller than the maximum power value Amax [W] that can be supplied and all the power supply switching units have selected the generator as the power supply source, the control ends. . Next, a self-judgment control step, which will be described later, is performed (400). This control may or may not be incorporated. The control step will be described later in detail. Next, the base unit 8a has the load power value a · b · c · d · e [W] (Wh) in which the generator is selected as the power supply source among itself and the slave units 8b, 8c, 8d, and 8e. In the state shown before the execution of FIG. 2, the total value T1 [W] of the slave units 8b, 8d, and 8e is calculated (in the state shown before the execution of FIG. 2, the load power value b · d · e [W]). (307). Then, base unit 8a compares the maximum suppliable power value Amax [W] with the total value T1 [W] (308).
[0023]
  Here, when the total value T1 [W] is substantially equal to or less than the maximum suppliable power value Amax [W], the control ends. In this case, the maximum power value Amax [W] that can be supplied by the generator is the total value T1 [W] of the load power values b.d.e [W] supplied to the power loads 24b, 24d, and 24e. Therefore, most of the rated output of the generator can be consumed by the electric power loads 24b, 24d, and 24e, and the operation of the prime mover 4 has the lowest fuel consumption per output. Because it is operated by, economical operation will be realized. In addition, although it is the substantially same range here, it is desirable from a viewpoint of the efficient driving | operation of the power generation system 1 for distributed power supplies to set it as about 95% of the suppliable maximum electric power value Amax [W].
[0024]
  On the other hand, when the total value T1 [W] is smaller than or greater than the maximum suppliable power value Amax [W], the process proceeds to a step for making the two substantially the same. The base unit 8a calculates the total power T2 [W] from the load power values a, b, c, d, e [W] (FIG. 2) calculated in step 305 and the maximum power value Amax [W] that can be supplied. A combination that is substantially the same is extracted and determined (309). Based on this result, the master unit 8a generates power from the commercial power source when the master unit 8a or the slave units 8b, 8c, 8d, and 8e corresponding to the combination selects the commercial power source as the power supply source. If the generator power supply is selected as the power supply source, the selection of the power supply source of itself or the slave units 8b, 8c, 8d, and 8e is maintained. A command to switch / maintain the selection is issued (310). The master unit 8a and the slave units 8b, 8c, 8d, and 8e execute the selection switching / maintenance of the power supply source according to the command (311), and from the state 200 before the execution of the control, as shown in FIG. Then, the state is switched to the state 201 after execution. As a result, the suppliable maximum power value Amax [W] becomes substantially the same as the total value T2 [W] (312), and the distributed power generator 3 can be operated near the rated output. That is, the maximum power value Amax [W] that can be supplied by the generator is substantially the same as the total value T2 [W] of the load power values supplied to the power loads 24a, 24c, and 24e (201 shown in FIG. 2). Therefore, most of the rated output of the generator is consumed by the electric power loads 24a, 24c, and 24e, and the operation of the prime mover 4 is operated with the least amount of fuel consumption per output. Therefore, low fuel consumption driving is realized. This switching control is repeatedly executed after a predetermined time elapses according to the time setting. The time setting may be either a method of giving as a constant or a method of inputting to the system controller 5 and the power switch 6. Control is also executed when the generated power value A [W] calculated by the system controller 5 exceeds the maximum suppliable power value Amax [W] (313, 314).
[0025]
  [1-2: Switching control by self-judgment of power switching unit]
  The control is performed by each of the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e, and the load power value a, b, and the power supply source 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e supplied to the power load c · d · e [W] is calculated, and the calculated load power value a · b · c · d · e [W] is compared with the power generation surplus value A1 [W] of the generator 3 for distributed power source. In the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e, it is determined whether to maintain / switch the selected state and perform the maintenance / switching. The control is a control block that is incorporated as a subroutine 400 or executed independently in the flowchart 300 shown in FIG. 3, and makes maximum use of the generator output from the distributed power generator 3. This is intended to prevent overload operation. FIG. 4 is a flowchart 400 showing this control. Hereinafter, description will be given with reference to the flowchart 400.
[0026]
  The system controller 5 calculates a generated power value A [W] by detecting a current value and a voltage value by a detector (not shown) provided in the output unit of the distributed power generator 3 (401). The calculation result of the generated power value A [W] by the system controller 5 is that the power switching unit 8a generates the generated power value A [W] and the maximum power that can be supplied by the communication of data between the system controller 5 and the power switching unit 8a. The value Amax [W] is recognized (402). Next, the power supply switching unit 8a calculates the load power value a [W] to be supplied. Further, the power supply switching unit 8a calculates the selection state of the generator / commercial power supply source (403). The above three steps 401, 402, and 403 function in the same manner as steps 301, 302, 303, and 304 in the flowchart 300 in FIG. Reference numerals 402 and 403 are omitted.
[0027]
  Next, the power supply switching unit 8a calculates a power generation surplus value A1 [W] from the power generation value A [W] and the maximum suppliable power value Amax [W] (404). Here, when the power generation surplus value A1 [W] is less than or equal to zero, the distributed power generator 3 is overloaded, so the power supply switching unit 8 that selects the generator power supply is a commercial power supply. The selection is switched (405). In this way, overload operation in the distributed power generator 3 can be prevented. In the present embodiment (pre-execution state in FIG. 2), since the power supply switching unit 8a selects the commercial power supply, the selection is maintained (406).
[0028]
  When the power generation surplus value A1 [W] exceeds zero, the power switching unit 8a compares the load power value a [W] with the power generation surplus value A1 [W] (407). Here, when the load power value a [W] exceeds the power generation surplus value A1 [W], the selection of the generator / commercial power supply is maintained and the control ends. On the other hand, when the load power value a [W] is smaller than the power generation surplus value A1 [W], the process proceeds to the determination step of the power supply source selection status. That is, it is determined whether the power supply switching unit 8a has selected the power supply source of the generator power supply or the commercial power supply (408).
[0029]
  And when the power supply unit 8a has selected the generator power supply, this state is maintained and this control is complete | finished. On the other hand, when the power supply unit 8a has selected the commercial power source, the switching from the commercial power source selection state to the generator power source selection state is executed (409). This control is repeatedly executed sequentially for each power supply unit 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e. By comparing each load power value a · b · c · d · e [W] with the power generation surplus value A1 [W] and performing selection maintenance / switching of the power supply source, as shown in FIG. The state 200 before the execution of the control is switched to the state 201 after the execution. As a result, the rated output of the distributed power generator 3 can be utilized to the maximum, and the overload operation of the distributed power generator 3 can be prevented.
[0030]
  [2: Power management function]
  Next, the power management function of the distributed power generation system 1 having the above configuration will be described. The power management function is based on the history of selection of power supply sources in the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e, or the system controller 5 or the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e themselves (power switcher 6) a function that enables calculation or display of the power supply [Wh] from the generator / commercial power supply to the power load 24 (FIG. 1) on its own or other devices, and the rated output of the generator power supply by the user The control parameters such as the upper limit output of the generator power supply, the selection switching timing of the power supply source of each of the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d and 8e can be set, and based on the setting of the control parameters, the power supply switching unit 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e are functions for controlling the switching of the generator power supply and the selection of the power supply source of each power supply switching unit.
[0031]
  [2-1: Calculation and display of breakdown of generated power in supplied power]
  FIG. 5 is a flowchart 500 showing steps for calculating a breakdown of the generated power amount [Wh] in the supplied power amount [Wh] to each power supply switching unit. First, in each of the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e, the switching controllers 9a, 9b, 9c, 9d, and 9e (in FIG. 1, partly not shown) provided therein have a load 24a / The supply power amounts Ca, Cb, Cc, Cd, and Ce for 24b... Are calculated from the current value history (501). Further, in each power supply switching unit 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e, the switching controller 9a, 9b, 9c, 9d, and 9e provided in the interior has selected the generator power source as a power supply source within a predetermined time T. Integration time Ta, Tb, Tc, Td, and Te are calculated (502). In each of the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e, the switching controllers 9a, 9b, 9c, 9d, and 9e provided therein have the values of the supplied power amounts Ca, Cb, Cc, Cd, and Ce. , Respectively, by multiplying the accumulated times Ta, Tb, Tc, Td, and Te, and dividing the product by a predetermined time T, the generated power supply amount Ga, Gb, Gc, Gd, and Ge is calculated (503). . In this way, the data of the generated power supply amounts Ga, Gb, Gc, Gd, and Ge calculated by the switching controllers 9a, 9b, 9c, 9d, and 9e is transmitted to the system controller 5, and the system controller 5 The image display device 32 of the operation display 28 displays the power generation supply power amounts Ga, Gb, Gc, Gd, and Ge for each of the power loads 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e (504). In addition to the apparatus configuration shown in FIG. 1, the power switch 6 and the operation indicator 28 can communicate directly with each other, or the power switch 6 itself has an operation indicator. In addition to the configuration, the power supply / supply amounts Ga, Gb, Gc, Gd, and Ge calculated by the switching controllers 9a, 9b, 9c, 9d, and 9e included in the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e are provided. The power supply amount Ga, Gb, Gc, Gd, and Ge can be displayed without going through the system controller 5 by configuring the power supply switching units 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e to be directly transmitted to the operation display unit. It is good also as a structure which enables.
[0032]
  FIG. 6 shows an example of this display content. On the display screen 600, the power supply / supply units Ga, Gb, Gc, Gd, Ge for each of the power switching units 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, that is, for each of the power loads 24a, 24b, 24c, 24d, 24e. Then, the commercial power supply amounts Ba, Bb, Bc, Bd, and Be (subtracting Ga from the power supply amount Ca) are displayed as numerical values, and the total values 60G and 60B of the respective numerical values are displayed. In addition, a meter display that relatively shows the breakdown of the generated power supply amount and the commercial supplied power amount for each power supply switching unit 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e, that is, for each power load 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e. 61a, 61b, 61c, 61d, 61e, time charts 62a, 62b, 62c, and the selection status of the power supply source at every predetermined time, and the amount of power supply (power generation supply power amount G / commercial supply power amount B) 62d and 62e are displayed. From this, for each of the power loads 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e, the breakdown (the ratio, the numerical value, and the time zone) of the generated power consumption [Wh] and the commercial power consumption [Wh] can be easily confirmed. be able to. Further, a fuel consumption amount 60C calculated by the detection of the fuel flow meter 50 is also displayed so that the fuel required for power generation can be confirmed.
[0033]
  [2-2: Operation control by parameter setting]
  FIG. 7 shows an example of a setting screen 700 displayed on the image display device 32 of the operation display 28 used when various parameters are set. In this example, the setting screen 700 can be operated as a so-called touch panel. On this setting screen 700, the numerical input means 70 allows numerical input of the rated output 71 of the generator power supply and the upper limit output 72 of the generator power supply. In addition, by selecting the power switching unit 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e to be set by the power switching unit selection means 73, setting of the generated power use ratio 74 (the same form as the meter display), power A supply source selection switching timing setting 75 (same form as the time chart) is displayed, and both setting contents can be operated and determined by the operation buttons 76 and 77. Further, an execution button 78 is displayed. After the above various settings, the parameter setting of the system controller 5 is updated by the execution button 78.
[0034]
  The above settings and the effects of the settings will be described with reference to a flowchart 800 shown in FIG. First, in the setting (801) of the rated output of the generator power source, the initial value of the rated output can be input and set. Further, in the setting of the upper limit output of the generator power supply (802), the upper limit of the generator output can be set. By this setting, the prime mover 4 is not operated at an output higher than a predetermined output, and the overload operation of the prime mover 4 can be prevented. Moreover, in the setting (803) of the usage rate of generated power, it is possible to forcibly set the rate of using generated power among the supplied power. For this reason, for example, for the power supplied to control equipment such as computer equipment, the ratio of generated power is set to zero, so that commercial power is always supplied, while the quality of electricity such as machine tool motors is required. For those that are not, it is possible to set the ratio of generated power to 100. In the setting of the power supply source selection switching timing (804), the timing of the time for switching the power supply source selection can be forcibly set. For this reason, for example, at night when the power rate is low, the motor 4 is not operated and all power is set to be covered by commercial power, or the power loads 24a, 24b, 24c, and 24d are at night. When the power demand from 24e is small, it is also effective in preventing the prime mover 4 from operating at a low output with poor fuel efficiency.
[0035]
【The invention's effect】
  As in claim 1A power supply switching unit that selects one of a generator power source and a commercial power source for an engine-driven distributed power source as a power supply source and supplies power to a power load. The power switching unit includes a plurality of power sources. A plurality of power supply switching units for separately supplying power to a load, wherein each power supply switching unit is configured to be communicable with each other and with a system controller of the distributed power generator. Any one of the switching units is a master unit, recognizes the power supply source of itself and other power switching units, and the power supply value to the power load, and the distributed power generator has a substantially rated output. So as to maintain or change the power supply source of self and other power switching unitTherefore, most of the rated output of the generator is consumed by the power load, and furthermore, the operation of the prime mover is operated with the least amount of fuel consumption per output, so that low fuel consumption operation is realized. .
[0036]
  As in claim 2A power supply switching unit that selects one of a generator power source and a commercial power source for an engine-driven distributed power source as a power supply source and supplies power to a power load. The power switching unit includes a plurality of power sources. A plurality of power supply switching units that separately supply power to a load, and each power supply switching unit is a power supply switch configured to be communicable with a system controller of the distributed power generator. Each recognizes the power supply source of its own power switching unit, the power supply value to the power load and the power generation surplus value of the distributed power generator, so that the distributed power generator has a substantially rated output, Maintain or change the power source of self and other power switching unitsTherefore, according to a command from the system controller or the power supply switching unit, operation control is performed so that the output of the power generator for distributed power supply is rated, or the power supply switch (power supply switching unit) is selected to generate the generator power supply for the distributed power supply. Operation control that makes maximum use of machine output can be performed.
  In addition, the generator output from the distributed power generator can be utilized to the maximum to prevent overload operation of the distributed power generator.
[0037]
  As in claim 3Control parameters such as rated output of the generator for distributed power supply, upper limit output, selection switching timing of power supply source of each power supply switching unit can be arbitrarily set, and based on the setting of the control parameter, each power supply Switching unit controls switching of power supply sourceTherefore, it is possible to arbitrarily set fuel-efficient driving, prevention of overload driving of the prime mover, setting of a ratio of using generated power, and selection of a power supply source.
[0038]
  As described in claim 4, for the distributed power generator having a running merit that is controlled by the power switch, the distributed power generator is configured to include the power switch. It can be a generator.
  Further, since the distributed power generator according to the embodiment includes the operation indicator for setting the control parameter, an expensive dedicated operation indicator for performing the same operation, and a control device for power management. No special installation space or equipment is required, which is excellent in terms of cost reduction and ease of installation.
  With the above configuration, it is possible to provide a user with a packaged product that does not require any additional equipment for purchase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power generation system for a distributed power source.
FIG. 2 is a diagram showing a selection state of generator power / commercial power in the power switching unit.
FIG. 3 is a flowchart of switching control by cooperation of a plurality of power supply switching units.
FIG. 4 is a flowchart of switching control based on self-determination of a power switching unit.
FIG. 5 is a flowchart showing steps for calculating / displaying a breakdown of the generated power amount in the supplied power amount.
6 is a diagram showing an example of display contents created by the steps in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a setting screen used when various parameters are set.
FIG. 8 is a flowchart showing parameter setting steps and effects thereof;
[Explanation of symbols]
  3 Generator for distributed power supply
  5 System controller
  6 Power switch
  8 Power supply switching unit
  18 Wiring
  24 Electricity load
  40 Commercial power supply

Claims

A power supply switching unit that selects one of a generator power source and a commercial power source for an engine-driven distributed power source as a power supply source and supplies power to a power load. The power switching unit includes a plurality of power sources. A plurality of power supply switching units for separately supplying power to a load, wherein each power supply switching unit is configured to be communicable with each other and with a system controller of the distributed power generator. Any one of the switching units is a master unit, recognizes the power supply source of itself and other power switching units, and the power supply value to the power load, and the distributed power generator has a substantially rated output. Thus, the power supply switch characterized by maintaining or changing the power supply source of self and another power supply switching unit.

A power supply switching unit that selects one of a generator power source and a commercial power source for an engine-driven distributed power source as a power supply source and supplies power to a power load. The power switching unit includes a plurality of power sources. A plurality of power supply switching units that separately supply power to a load, and each power supply switching unit is a power supply switch configured to be communicable with a system controller of the distributed power generator. Each recognizes the power supply source of its own power switching unit, the power supply value to the power load and the power generation surplus value of the distributed power generator, so that the distributed power generator has a substantially rated output, A power supply switching device characterized by maintaining or changing a power supply source of itself and another power supply switching unit.

3. The power switch according to claim 1 or 2, wherein control parameters such as a rated output of the distributed power generator, an upper limit output, and a selection switching timing of a power supply source of each power switching unit can be arbitrarily set. A power switch comprising: the power switch unit configured to control switching of a power supply source based on the setting of the control parameter.

A power generator according to any one of claims 1 to 3, comprising a power generator according to any one of claims 1 to 3.