特開 2024-138850 電力供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024138850

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】電力供給システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/46 20060101AFI20241002BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20241002BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

H02J3/46

H02J3/38 110

H02J3/38 130

H02J3/32

H02J3/38 180

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049560

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】509264132

【氏名又は名称】株式会社やまびこ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 慎一郎

(72)【発明者】

【氏名】住川 泰志

(72)【発明者】

【氏名】荒川 拓也

(72)【発明者】

【氏名】佐名田 祐介

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066AA02

5G066HA15

5G066HB02

5G066HB06

5G066HB09

5G066JA05

5G066JA07

5G066KA06

(57)【要約】

【課題】電力供給システムにおいて、状況に応じて適切に燃料式発電機の動作管理を行うことで、使用電力のコストを抑えながら必要な時に燃料式発電機による電力供給を行うことができる。
【解決手段】電力供給システムは、太陽光発電器と燃料式発電機を含む複数の電力源と蓄電池を備え、電力系統に連携するか又は独立運転で特定負荷に電力を供給するシステムであって、入力情報に基づいて、複数の電力源の出力と蓄電池の充放電を制御すると共に、電力系統との連携か独立運転かの切り替えを制御する電力制御装置を備え、電力制御装置は、太陽光発電器の発電量予測と特定負荷の使用電力予測から燃料式発電機の動作管理を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光発電器と燃料式発電機を含む複数の電力源と蓄電池を備え、電力系統に連携するか又は独立運転で特定負荷に電力を供給する電力供給システムであって、
入力情報に基づいて、前記複数の電力源の出力と前記蓄電池の充放電を制御すると共に、電力系統との連携か独立運転かの切り替えを制御する電力制御装置を備え、
前記電力制御装置は、
前記太陽光発電器の発電量予測と前記特定負荷の使用電力予測から前記燃料式発電機の動作管理を行うことを特徴とする電力供給システム。

【請求項2】

前記電力制御装置は、
前記太陽光発電器の発電量モニタと発電量予測に基づいて、
前記太陽光発電器が出力する電力を第１優先、前記蓄電池の放電による電力を第２優先、前記燃料式発電機が出力する電力を第３優先として、前記特定負荷に電力供給する動作モードを特定することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。

【請求項3】

前記電力制御装置は、
前記燃料式発電機の予測稼働時間と前記燃料式発電機の残燃料に基づいて、前記燃料式発電機の燃料を自動発注する機能を有することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。

【請求項4】

前記電力制御装置は、
前記燃料式発電機の運転停止可能期間をメンテナンス設定日とすることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。

【請求項5】

前記電力制御装置は、
前記蓄電池の充放電可否を判断して、
前記蓄電池の充電が可能な場合に、前記複数の電力源の余剰電力を前記蓄電池に充電する前記動作モードを特定し、
前記蓄電池の放電が可能な場合に、前記蓄電池から放電される出力を前記特定負荷に供給する前記動作モードを特定する、ことを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。

【請求項6】

前記電力制御装置は、
前記太陽光発電器に余剰電力が生じると予測される場合には、前記蓄電池の蓄電率を抑制することを特徴とする請求項５記載の電力供給システム。

【請求項7】

前記電力制御装置は、
前記電力系統に連携する場合に、
系統電力のピークカットが必要であり、前記太陽光発電器の発電量予測が不十分で且つ前記蓄電池の放電が不可と判断される場合に、前記燃料式発電機から出力される電力で系統電力のピークカットを行う、ことを特徴とする請求項５記載の電力供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽光発電と蓄電池を用いた電力供給システムが知られている。この電力供給システムは、蓄電池の劣化を抑制するように蓄電池の充放電を制御する電力制御装置を備えている（下記特許文献１参照）。この従来技術は、電力制御装置の制御部が、天気予報のデータを基に制御対象の日に太陽光発電がおこなわれるか否かを判定し、この判定結果と時間帯ごとの消費電力量を基に、蓄電池の蓄電量をより少なくする制御を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１９６２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述した従来の電力供給システムは、電力系統に連携することで、太陽光発電の電力と蓄電池の放電による電力で、電力系統のピークカットを実現することができる。この場合、太陽光発電の発電量が十分である時間帯或いは蓄電池の蓄電量が十分である状態と電力系統の消費電力ピークが重なることが必要になり、ピークカットを実現できる状況が制限されてしまう問題がある。

【0005】

また、前述した従来の電力供給システムは、電力系統の電力から切り離した独立運転で、必要な特定負荷に電力供給を行うことができる。この場合も、太陽光発電の発電量や蓄電池の蓄電量が十分である状態と特定負荷の稼働タイミングが合えばよいが、合わない場合には、特定負荷に対して適切な電力供給ができない事態が生じうる。

【0006】

これに対しては、ガソリン、軽油、ガス、水素などを燃料とする、燃料式発電機（燃料電池を含む）の発電を追加することで、太陽光発電の発電量や蓄電池の蓄電量が不十分な場合であっても、電力系統のピークカット等や独立運転時の適切な電力供給を行うことができるようになる。しかしながら、燃料式発電機を用いる場合には、燃料の供給やメンテナンスなどの管理を怠ると、必要なタイミングで燃料式発電機を発電させることができないことになり、効果的にピークカットなどに活用することができなかったり、独立運転時に適切な電力供給を行うことができなかったりする問題が生じる。

【0007】

本発明は、このような事情に対処するために提案されたものである。すなわち、太陽光発電器と燃料式発電機を含む複数の電力源と蓄電池を備え、電力系統に連携するか又は独立運転で特定負荷に電力を供給する電力供給システムにおいて、状況に応じて適切に燃料式発電機の動作管理を行うことで、使用電力のコストを抑えながら必要な時に燃料式発電機による電力供給を行うことができるようにすること、などが本発明の課題である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
太陽光発電器と燃料式発電機を含む複数の電力源と蓄電池を備え、電力系統に連携するか又は独立運転で特定負荷に電力を供給する電力供給システムであって、入力情報に基づいて、前記複数の電力源の出力と前記蓄電池の充放電を制御すると共に、電力系統との連携か独立運転かの切り替えを制御する電力制御装置を備え、前記電力制御装置は、前記太陽光発電器の発電量予測と前記特定負荷の使用電力予測から前記燃料式発電機の動作管理を行うことを特徴とする電力供給システム。

【発明の効果】

【0009】

このような特徴を有する本発明によると、太陽光発電器と燃料式発電機を含む複数の電力源と蓄電池を備え、電力系統に連携するか又は独立運転で特定負荷に電力を供給する電力供給システムにおいて、状況に応じて適切に燃料式発電機の動作管理を行うことで、使用電力コストを抑えながら必要な時に燃料式発電機による電力供給を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る電力供給システムの説明図。

【図2】本発明の実施形態に係る電力供給システムの電力制御装置における制御部の機能を示す説明図。

【図3】電力制御装置による系統連携時の動作モード特定フローを示した説明図。

【図4】電力制御装置による独立運転時の動作モード特定フローを示した説明図。

【図5】動作モード１（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図6】動作モード２（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図7】動作モード３（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図8】動作モード４（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図9】動作モード５（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図10】動作モード６（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図11】動作モード７（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図12】動作モード８（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図13】動作モード９（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図14】動作モード１０（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図15】動作モード１１（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図16】動作モード１２と動作モード１４（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図17】動作モード１３（系統連携時）の動作状態を示した説明図。

【図18】動作モード１５（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【図19】動作モード１６（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【図20】動作モード１７（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【図21】動作モード１８（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【図22】動作モード１９（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【図23】動作モード２０（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【図24】動作モード２１（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【図25】動作モード２２（独立運転時）の動作状態を示した説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0012】

図１に示すように、電力供給システム１（以下、システム１）は、複数の電力源として、太陽光発電器３と燃料式発電機４を含んでおり、これら複数の電力源からの電力と蓄電池２が放電する電力を、選択的に、電力系統１００に連携するか又は電力系統１００と切り離した独立運転で特定負荷１０１に供給する。以下、電力系統１００に連携している状態を系統連携時、独立運転している状態を独立運転時という。なお、ここでの特定負荷１０１は、電力供給システム１からの電力を優先的に供給するために、電力系統１００の電力を受け取る一般的な負荷１０２から選択された負荷である。電力系統１００との連携時には、電力供給システム１から出力される電力は、優先的に特定負荷１０１に供給され、余剰電力がある場合は特定負荷１０１とは別の負荷１０２に供給される。

【0013】

システム１の構成を説明する。複数の電力源の一つである太陽光発電器３は、複数の太陽光パネルを接続することで太陽光が照射しているときに所定の直流電力（例えば、１２０ｋＷ、最大７５０Ｖ）を出力する。

【0014】

複数の電力源の他の一つである燃料式発電機４は、ガソリン、軽油、ガス、水素などを燃料とする発電機（燃料電池を含む）であり、一例としては、ディーゼルエンジン発電機、ガソリンエンジン発電機、ガスタービン発電機、水素を燃料とする燃料電池（例えば、固体高分子形燃料電池、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池など）などである。図１に示す例では、所定出力（例えば、三相４４０Ｖ）の三相交流電力（例えば、８０ｋＷ）を出力するもの例示している。燃料式発電機４は、単体の燃料式発電機４であってもよいし、複数台を並列接続したものであってもよい。

【0015】

蓄電池２は、前述した複数の電力源の余剰電力と系統連携時の電力系統１００からの電力（例えば、電力料金が安価な夜間電力）を充電することで、所定の蓄電量（例えば、約１２０ｋＷｈ）を蓄電することができ、必要時に放電することで所定の直流電力を出力する。

【0016】

システム１は、電力制御装置５を備えている。電力制御装置５は、前述した複数の電力源が出力する電力を制御し、蓄電池２の充放電を制御すると共に、電力系統１００との連携又は独立運転を切り替えるために、電力変換部１０と、連携・独立切替部２０と、これらを制御する制御部３０を備えている。ここで、電力変換部１０は、以下に説明するように、交流直流変換部１１、直流電圧変換部１２、充放電変換部１３、出力変換部１４、動作モード特定部１５を有する。

【0017】

なお、図１に示した例では、複数の電力源である太陽光発電器３と燃料式発電機４と蓄電池２をそれぞれ電力制御装置５に接続しているが、燃料式発電機４からの電力を整流器にて全波整流した後、直接太陽光発電器３の出力端子側に加えるか、或いは、燃料式発電機４からの電力を整流器で全波整流した後、充放電変換部１３を介することなく直接蓄電池２の出力端子側に加えるようにしても、図１と同様のシステムとすることができる。

【0018】

交流直流変換部１１は、交流電力を出力する燃料式発電機４を用いる場合に設けられ、燃料式発電機４の交流電力を定電圧の直流電力に変換して出力する。また、交流直流変換部１１は整流器を含む。直流電圧変換部１２は、天気状況に応じて変化する太陽光発電器３の出力を一定の直流電圧に変換する。充放電変換部１３は、太陽光発電器３からの電力や燃料式発電機４からの電力或いは系統連携時の電力系統１００からの電力を蓄電池２に充電するか、蓄電池２に蓄電された電力を放電して直流電力を出力するかの変換を行う。

【0019】

出力変換部１４は、動作モード特定部１５を経由して出力される直流電力を、特定負荷１０１に対応した電力（定電圧交流電力）に変換して出力する。また、出力変換部１４は、系統連携時に、電力系統１００からの交流電力を受け取って、特定負荷１０１に対応した電力（定電圧交流電力）に変換して出力する。更に、出力変換部１４は、系統連携時に、電力系統１００からの交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力は、動作モード特定部１５を介して充放電変換部１３に出力され、蓄電池２に充電される。

【0020】

動作モード特定部１５は、制御部３０の制御によって特定された動作モードに応じて、電力の供給先を設定する。動作モード特定部１５の具体的な特定は、後述する各動作モードの説明に合わせて詳細に説明する。

【0021】

連携・独立切替部２０は、出力変換部１４と電力系統１００とを繋ぐ電力供給経路を接続又は切り離すスイッチング機能を有する。電力供給経路を接続することで、システム１は電力系統１００との連携状態になり、電力供給経路を切り離すことで、システム１は独立運転を行う。

【0022】

電力変換部１０と連携・独立切替部２０を制御する制御部３０は、情報処理部３１と情報記憶部３２と情報入力部３３を備えており、情報入力部３３に入力される情報（データ）と情報記憶部３２に記憶された情報（データ）に基づいて、情報処理部３１が演算処理を行い、その処理結果に応じて、電力変換部１０と連携・独立切替部２０の制御を行う。

【0023】

情報入力部３３に入力される情報は、リアルタイムで設定時間毎に入力される。入力される情報（入力情報）を例示すると、各種の計測器１１０からの計測情報、ネットワーク１２０を介して入力される外部情報、太陽光発電器３の発電量モニタ情報、燃料式発電機４の管理情報、蓄電池２の管理情報、系統連携時の系統電力監視情報、特定負荷１０１及び負荷１０２の使用電力情報などである。特に、前述した外部情報は、太陽光発電器３の発電量を予測するための気象情報（天気予報）を含む。

【0024】

制御部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサや電気回路で演算処理部３１を構成し、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリにより情報記憶部３２を構成することができ、既知の入力インタフェースによって情報入力部３３を構成することができる。また、制御部３０が実行する動作の一部又は全部を、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェアにより実現することもできる。そして、制御部３０の情報記憶部３２は、内部のメモリに外部記憶装置を連携させてデータベースを構築することができると共に、ネットワーク１２０を介した外部のデータベースと連携することができる。

【0025】

制御部３０は、情報処理部３１が実行するプログラムによって、図２に示すように、基本電力制御部３０Ａ、太陽光発電量モニタ部３０Ｂ、太陽光発電量予測部３０Ｃ、系統電力監視部３０Ｄ、特定負荷使用電力予測部３０Ｅ、燃料式発電機管理部３０Ｆ、蓄電池管理部３０Ｇ、上位電力制御部３０Ｈとして機能する。

【0026】

基本電力制御部３０Ａは、連携・独立切替部２０の切り替えを行って、電力系統１００との連携を行うか独立運転するかの選択を行うと共に、複数の電力源と蓄電池２から出力される電力のうち、より安価な電力使用を実現できるように、優先順位を設定して、後述する動作モードを実行する。

【0027】

ここでの優先順位は、太陽光発電器３が出力する電力を第１優先にし、蓄電池２が放電する電力を第２優先にし、第３優先としては、系統連携時は、燃料式発電機４の稼働コストと電力系統１００の電力使用料金とを比較し、より安価な方を優先する。独立運転の場合は、燃料式発電機４を稼働して出力する電力を第３優先とする。

【0028】

そして、基本電力制御部３０Ａの動作モードによると、それぞれの状況で余剰電力が発生した場合には、余剰電力を蓄電池２への充電が可能な場合は蓄電池２へ充電し、充電ができない場合（充電限度を超えている場合や蓄電池２のみから出力する場合など）には、余剰電力は特定負荷１０１とは別の負荷１０２で消費する。

【0029】

太陽光発電量モニタ部３０Ｂは、太陽光発電器３から情報入力部３３に入力される発電量情報によって、太陽光発電器３の発電量を定期的にモニタリングし、逐次、太陽光発電器３が発電中であるか否かの判断を行う。

【0030】

太陽光発電量予測部３０Ｃは、太陽光発電量モニタ部３０Ｂによりモニタリングされて情報記憶部３２に蓄積された、太陽光発電器３の過去の発電量データと、情報入力部３３に入力された計測情報（環境情報）や外部情報（天気予報情報など）によって、太陽光発電器３が出力する今後の発電量を予測し、今後の所定タイミングでの発電量が十分か否かの判断を行う。

【0031】

太陽光発電量予測部３０Ｃの具体的な予測工程の一例を示す。第１工程として、ネットワーク１２０からシステム１の設置場所に近い地点天気予報の情報を取得する。第２工程として、計測器１１０からシステム１内の環境情報を取得し、システム１の設置場所の実際の天気を把握する。第３工程として、太陽光発電量モニタ部３０Ｂにより当日の太陽光発電量を取得し、太陽光発電器３の現在の発電量を把握する。第４工程として、第１～第３工程で取得した情報をデータベース化する。

【0032】

次に、第１予測として、太陽光発電量予測プログラムを用い、取得した地点天気予報の情報に基づいて発電量１を予測する。更に、第２予測として、第４工程で構築したデータベースと取得した地点天気予報から発電量２を予測する。そして、データベースの蓄積量に基づいて、発電量１と発電量２の重み付を行い、最終的な予測発電量を算出する。

【0033】

これによると、地点天気予報は、システム１の設置場所の天気を直接予報するものでは無いが、地点天気予報とシステム１の設置地点の環境情報から把握する実際の天気とその時にモニタリングされた発電量をデータベース化することで、地点天気予報から予測される発電量をシステム１の設置場所の天気に対応した発電量に近づけることができる。また、データベースの構築量を増やすことで、システム１の設置場所における太陽光発電器３の発電量の予測精度を高めることができる。

【0034】

系統電力監視部３０Ｄは、系統連携時に、電力系統１００からシステム１に供給される電力（系統電力使用量）を監視し、系統電力使用量が設定された契約電力（例えば、５００ｋＷ）を超えそうな状況か否かの判断で、ピークカットの要否を判断する。

【0035】

特定負荷使用電力予測部３０Ｅは、特定負荷１０１の過去の使用電力を、季節情報や時刻情報や環境情報更にはその他の外部情報と伴にデータベース化し、そのデータベースに基づいて、未来の特定負荷使用電力量を予測する。

【0036】

燃料式発電機管理部３０Ｆは、太陽光発電量予測と特定負荷使用電力予測と前述した優先順位を考慮して、燃料式発電機４の稼働予測を行い、その稼働予測に基づいて、燃料供給のタイミングやメンテンナンスのタイミングを設定する。そして、これらの設定により、後述する上位電力制御部３０Ｈが、燃料の自動発注サービスの実施や、メンテナンス時におけるシステム１を停止させない電力供給管理を行う。

【0037】

蓄電池管理部３０Ｇは、蓄電池２の充放電可否を判断する。また、蓄電池管理部３０Ｇは、蓄電池２の耐久性や安全性を確保することを前提にしつつ、太陽光発電量予測と特定負荷使用電力予測と前述した優先順位を考慮し、太陽光発電器３が出力する安価な電力の余剰電力を極力無駄にしないで蓄電池２に充電できるように、また、各電力源の喪失時におけるシステム１の運転可能時間を最大化できるように、蓄電池２の充放電管理を行う。

【0038】

上記の各部の機能によって、システム１の動作モードは、系統連携時には、図３に示すように、動作モード１～１４が設定され、独立運転時には、図４に示すように、動作モード１５～２２が設定される。各動作モードにおける動作モード特定部１５の状態を図５～図２５に示す。図５～図１７に示すように、系統連携時の動作モード１～動作モード１４では、連携・独立切替部２０の切替スイッチ２０Ａが閉状態になっている。また、図１８～図２５に示すように、独立運転時の動作モード１５～動作モード２２では、連携・独立切替部２０の切替スイッチ２０Ａが開状態になっている。

【0039】

図３に示すように、系統連携時の動作モード１は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ０１：ＹＥＳ）と判断し、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ０２：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量十分（ステップＳ０３：ＹＥＳ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電可能（ステップＳ０４：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0040】

図５に示すように、動作モード１では、太陽光発電器３から出力される電力が、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給されることで、系統電力を契約電力（例えば、５００ｋＷ）以下にピークカットしつつ、余剰電力が充放電変換部１３に供給されて蓄電池２に充電される。

【0041】

図３に示すように、系統連携時の動作モード２は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ０１：ＹＥＳ）と判断し、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ０２：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量十分（ステップＳ０３：ＹＥＳ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電不可能（ステップＳ０４：ＮＯ、例えば、蓄電池満充電）と判断した場合に実行される。

【0042】

図６に示すように、動作モード２では、太陽光発電器３から出力される電力が、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給されることで、系統電力をピークカットし、余剰電力は、特定負荷１０１とは別の負荷１０２で消費する。

【0043】

図３に示すように、系統連携時の動作モード３は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ０１：ＹＥＳ）と判断し、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ０２：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量不十分（ステップＳ０３：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電可能（ステップＳ０５：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0044】

図７に示すように、動作モード３では、太陽光発電器３から出力される電力が、第１優先で、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給され、第２優先で、蓄電池２から放電される電力が充放電変換部１３を介して出力変換部１４に供給される。これにより、太陽光発電器３からの電力と蓄電池２が放電する電力で系統電力をピークカットする。

【0045】

図３に示すように、系統連携時の動作モード４は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ０１：ＹＥＳ）と判断し、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ０２：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量不十分（ステップＳ０３：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ０５：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電可能（ステップＳ０６：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0046】

図８に示すように、動作モード４では、太陽光発電器３から出力される電力が、第１優先で、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給され、第２優先で、燃料式発電機４から出力される電力が出力変換部１４に供給される。これにより、太陽光発電器３からの電力と燃料式発電機４からの電力で系統電力をピークカットしつつ、余剰電力が充放電変換部１３に供給されて蓄電池２に充電される。

【0047】

図３に示すように、系統連携時の動作モード５は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ０１：ＹＥＳ）と判断し、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ０２：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量不十分（ステップＳ０３：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ０５：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電不可能（ステップＳ０６：ＮＯ）と判断した場合に実行される。

【0048】

図９に示すように、動作モード５では、太陽光発電器３から出力される電力が、第１優先で、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給され、第２優先で、燃料式発電機４から出力される電力が交流直流変換部１１を介して出力変換部１４に供給される。これにより、太陽光発電器３からの電力と燃料式発電機４からの電力で系統電力をピークカットする。

【0049】

図３に示すように、系統連携時の動作モード６は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ０１：ＹＥＳ）と判断し、系統電力監視部３０Ｄがピークカット不要（ステップＳ０２：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電可能（ステップＳ０７：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0050】

図１０に示すように、動作モード６では、ピークカットの必要性が無いので、太陽光発電器３から出力される電力は、第１優先で、充放電変換部１３に供給されて蓄電池２に充電される。そして、第２優先で、太陽光発電器３から出力される電力が出力変換部１４に供給される。

【0051】

図３に示すように、系統連携時の動作モード７は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ０１：ＹＥＳ）と判断し、系統電力監視部３０Ｄがピークカット不要（ステップＳ０２：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電不可能（ステップＳ０７：ＮＯ）と判断した場合に実行される。

【0052】

図１１に示すように、動作モード７では、太陽光発電器３から出力される電力は出力変換部１４に供給されるが、系統電力と太陽光発電器３の電力を特定負荷１０１とその他の負荷１０２に供給し、余剰電力が生じた場合は負荷１０２で消費する。

【0053】

図３に示すように、系統連携時の動作モード８は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ０１：ＮＯ）と判断し、夜間電力が使用できない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）であって、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ２０：ＹＥＳ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電可能（ステップＳ２１：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0054】

図１２に示すように、動作モード８では、蓄電池２から放電される電力が充放電変換部１３を介して出力変換部１４に供給される。これにより、蓄電池２が放電する電力で系統電力をピークカットする。

【0055】

図３に示すように、系統連携時の動作モード９は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ０１：ＮＯ）と判断し、夜間電力が使用できない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）であって、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ２０：ＹＥＳ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ２１：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電可能（ステップＳ２２：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0056】

図１３に示すように、動作モード９では、燃料式発電機４から出力される電力が交流直流変換部１１を介して出力変換部１４に供給される。これにより、燃料式発電機４からの電力で系統電力をピークカットし、余剰電力が充放電変換部１３に供給されて蓄電池２に充電される。

【0057】

図３に示すように、系統連携時の動作モード１０は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ０１：ＮＯ）と判断し、夜間電力が使用できない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）であって、系統電力監視部３０Ｄがピークカット必要（ステップＳ２０：ＹＥＳ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ２１：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電不可能（ステップＳ２２：ＮＯ）と判断した場合に実行される。

【0058】

図１４に示すように、動作モード１０では、燃料式発電機４から出力される電力が交流直流変換部１１を介して出力変換部１４に供給される。これにより、燃料式発電機４からの電力で系統電力をピークカットする。

【0059】

図３に示すように、系統連携時の動作モード１１は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ０１：ＮＯ）と判断し、夜間電力が使用できない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）であって、系統電力監視部３０Ｄがピークカット不要（ステップＳ２０：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電可能（ステップＳ２３：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0060】

図１５に示すように、動作モード１１では、蓄電池２から放電される電力が充放電変換部１３を介して出力変換部１４に供給され、蓄電池２が放電する電力が特定負荷１０１に供給される。

【0061】

図３に示すように、系統連携時の動作モード１２は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ０１：ＮＯ）と判断し、夜間電力が使用できない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）であって、系統電力監視部３０Ｄがピークカット不要（ステップＳ２０：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ２３：ＮＯ）と判断した場合に実行される。

【0062】

図１６に示すように、動作モード１２では、複数の電力源（太陽光発電器３と燃料式発電機４）からの電力及び蓄電池２から放電される電力が使用できない状況であるから、システム１は停止状態になる。

【0063】

図３に示すように、系統連携時の動作モード１３は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ０１：ＮＯ）と判断し、夜間電力が使用できる場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）であって、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電可能（ステップＳ１１：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。図１７に示すように、動作モード１３では、系統電力の安価な夜間電力を利用して蓄電池２を充電する。

【0064】

図３に示すように、系統連携時の動作モード１４は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ０１：ＮＯ）と判断し、夜間電力が使用できる場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）であって、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電不可能（ステップＳ１１：ＮＯ）と判断した場合に実行される。動作モード１４では、夜間電力を特定負荷１０１と負荷１０２で使用し、システム１は、図１６に示すように、停止状態になる。

【0065】

図４に示すように、独立運転時の動作モード１５は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ３０：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量十分（ステップＳ３１：ＹＥＳ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電可能（ステップＳ３２：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0066】

図１８に示すように、動作モード１５では、太陽光発電器３から出力される電力が、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給されることで、特定負荷１０１に電力が供給され、余剰電力が充放電変換部１３に供給されて蓄電池２に充電される。

【0067】

図４に示すように、独立運転時の動作モード１６は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ３０：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量十分（ステップＳ３１：ＹＥＳ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池充電不可能（ステップＳ３２：ＮＯ）と判断した場合に実行される。

【0068】

図１９に示すように、動作モード１６では、太陽光発電器３から出力される電力が、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給されることで、特定負荷１０１に電力が供給される。

【0069】

図４に示すように、独立運転時の動作モード１７は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ３０：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量不十分（ステップＳ３１：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電可能（ステップＳ４０：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0070】

図２０に示すように、動作モード１７では、第１優先で、太陽光発電器３から出力される電力が、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給され、第２優先で、蓄電池２から放電される電力が充放電変換部１３を介して出力変換部１４に供給されることで、特定負荷１０１に電力が供給される。

【0071】

図４に示すように、独立運転時の動作モード１８は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ３０：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量不十分（ステップＳ３１：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ４０：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電可能（ステップＳ４１：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0072】

図２１に示すように、動作モード１８では、第１優先で、太陽光発電器３から出力される電力が、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給され、第２優先で、燃料式発電機４から出力される電力が交流直流変換部１１を介して出力変換部１４に供給されて、特定負荷１０１に電力が供給される。そして、余剰電力が、充放電変換部１３を介して蓄電池２に充電される。

【0073】

図４に示すように、独立運転時の動作モード１９は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電中（ステップＳ３０：ＹＥＳ）と判断し、太陽光発電量予測部３０Ｃが太陽光発電量不十分（ステップＳ３１：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ４０：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電不可能（ステップＳ４１：ＮＯ）と判断した場合に実行される。

【0074】

図２２に示すように、動作モード１９では、第１優先で、太陽光発電器３から出力される電力が、直流電圧変換部１２を介して出力変換部１４に供給され、第２優先で、燃料式発電機４から出力される電力が交流直流変換部１１を介して出力変換部１４に供給されて、特定負荷１０１に電力が供給される。

【0075】

図４に示すように、独立運転時の動作モード２０は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ３０：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電可能（ステップＳ５０：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0076】

図２３に示すように、動作モード２０では、蓄電池２から放電される電力が充放電変換部１３を介して出力変換部１４に供給され、蓄電池２が放電する電力が特定負荷１０１に供給される。

【0077】

図４に示すように、独立運転時の動作モード２１は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ３０：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ５０：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電可能（ステップＳ５１：ＹＥＳ）と判断した場合に実行される。

【0078】

図２４に示すように、動作モード２１では、燃料式発電機４から出力される電力が交流直流変換部１１を介して出力変換部１４に供給されて、特定負荷１０１に電力が供給され、余剰電力が、充放電変換部１３を介して蓄電池２に充電される。

【0079】

図４に示すように、独立運転時の動作モード２２は、太陽光発電量モニタ部３０Ｂが太陽光発電していない（ステップＳ３０：ＮＯ）と判断し、蓄電池管理部３０Ｇが蓄電池放電不可能（ステップＳ５０：ＮＯ）と判断すると共に蓄電池充電不可能（ステップＳ５１：ＮＯ）と判断した場合に実行される。

【0080】

図２５に示すように、動作モード２２では、燃料式発電機４から出力される電力が交流直流変換部１１を介して出力変換部１４に供給されて、特定負荷１０１に電力が供給される。

【0081】

制御部３０の上位電力制御部３０Ｈは、前述した動作モードの何れかを実行するに際して、太陽光発電量予測部３０Ｃによる太陽光発電量予測と特定負荷使用電力予測部３０Ｅによる特定負荷使用電力の予測に、燃料式発電機管理部３０Ｆによる燃料消費予測（燃料式発電機４の稼働予測）と蓄電池管理部３０Ｇによる蓄電池２の充電率変化予測を加えて、燃料式発電機４に対する燃料の自動発注機能を実現する。

【0082】

燃料の自動発注機能は、より具体的には、燃料式発電機管理部３０Ｆが予測した燃料式発電機４の稼働予測時間から燃料消費量を求め、現時点での燃料式発電機４の残燃料と燃料消費量から残燃料を所定の閾値以下にする日数を計算して、燃料補充日（給油日）を予測する。そして、燃料補充日に対する設定日（例えば、２日）前に、ネットワーク１２０を介して燃料の自動発注を実施する。この際の設定日（２日）は、自動発注してから実際に燃料が補充されるのに必要な日数である。また、予測した燃料補充日に対して、実際の燃料枯渇が早まった場合であっても、システム１の電力供給が継続されるように、予測した燃料補充日の数日前（例えば、１日前）から蓄電池２の出力のみで電力供給できるように、蓄電池管理部３０Ｇによる蓄電池２の充放電管理を実施する。

【0083】

また、制御部３０の上位電力制御部３０Ｈは、燃料式発電機管理部３０Ｆと各部の機能を用いて、燃料式発電機４に対するメンテナンス管理を実施し、メンテナンス時においてシステム１が停止しない制御を行う。ここでは、太陽光発電量予測部３０Ｃの発電量予測を利用して、メンテナンス設定日における燃料式発電機４の運転停止可能期間を求め、これを管理者に告知（表示）する。そして、メンテナンス設定日の前日（前夜）には、蓄電池管理部３０Ｇにより蓄電池２を満充電にして、メンテナンス開始まで蓄電池２の放電を禁止する。

【0084】

制御部３０の上位電力制御部３０Ｈは、蓄電池管理部３０Ｇと各部の機能を用いて、蓄電池２の効率的な運用を行う。ここでは、太陽光発電量予測部３０Ｃによって翌日の太陽光発電量を予測すると共に、特定負荷使用電力予測部３０Ｅによって翌日以降の特定負荷１０１の使用電力量を予測し、翌日の太陽光発電量に余剰電力が生じると予測される場合は、その余剰電力を確実に蓄電池２に充電できるように、蓄電池２の充電率を管理する。具体的には、系統連携時に夜間の系統電力を蓄電池２に充電する場合には、太陽光発電量に余剰電力が生じると予測される場合は、その余剰電力が確実に蓄電池２に充電できる充電率を求めて、夜間系統電力による充電量を設定する。

【0085】

制御部３０の上位電力制御部３０Ｈは、蓄電池管理部３０Ｇと各部の機能を用いて、蓄電池２のメンテナンス管理を実施する。ここでは、太陽光発電量予測部３０Ｃの発電量予測を利用し、メンテナンス設定日において、蓄電池２の放電停止可能期間を求め、これを管理者に告知（表示）する。蓄電池２の放電停止可能期間が短い場合には、太陽光発電量予測部３０Ｃにより太陽光発電量が最も高い期間を選択して、メンテナンスの日程調整を行う。メンテナンスの実施日には、蓄電池２の放電停止可能期間を管理者に告知（表示）する。

【0086】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0087】

１：電力供給システム（システム），２：蓄電池，３：太陽光発電器，
４：燃料式発電機，５：電力制御装置，
１０：電力変換部，
１１：交流直流変換部，１２：直流電圧変換部，１３：充放電変換部，
１４：出力変換部，１５：動作モード特定部，
２０：連携・独立切替部，３０：制御部，
３０Ａ：基本電力制御部，３０Ｂ：太陽光発電量モニタ部，
３０Ｃ：太陽光発電量予測部，３０Ｄ：系統電力監視部，
３０Ｅ：特定負荷使用電力予測部，３０Ｆ：燃料式発電機管理部，
３０Ｇ：蓄電池管理部，３０Ｈ：上位電力制御部，
３１：情報処理部，３２：情報記憶部，３３：情報入力部，
１００：電力系統，１０１：特定負荷，１０２：負荷，
１１０：計測器，１２０：ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】