特開 2024-168671 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】P2024168671

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】電力供給システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20241128BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 110

H02J3/38 170

H02J3/38 130

H02J3/00 180

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085545

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阪口 寛

(72)【発明者】

【氏名】永田 定嗣

(72)【発明者】

【氏名】間瀬 裕也

(72)【発明者】

【氏名】清水 雅基

(72)【発明者】

【氏名】宮部 善和

(72)【発明者】

【氏名】大見 正宣

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066AA04

5G066HA15

5G066HB01

5G066HB06

5G066HB07

5G066HB09

5G066JB03

5G066KA06

(57)【要約】

【課題】 電力供給システムにおいて、電力供給手段から供給される電力が途絶えた場合であっても、好適に電力を賄うことができる技術を提供する。
【解決手段】 電力供給システムは、特定の地域へ電力を供給する電力供給手段を備える。特定の地域内には、電力供給手段から供給される電力を管理する電力管理装置と、電力管理装置と通信可能に構成されている少なくとも１つの発電装置と、が設けられている。電力管理装置は、電力供給手段から特定の地域内に供給される電力が不足している場合に、余剰電力を発電する指令を発電装置に送信し、発電装置により発電した余剰電力を特定の地域内の配電線に供給する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定の地域へ電力を供給する電力供給手段を備える電力供給システムであって、
前記特定の地域内には、
前記電力供給手段から供給される電力を管理する電力管理装置と、
前記電力管理装置と通信可能に構成されている少なくとも１つの発電装置と、が設けられており、
前記電力管理装置は、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力が不足している場合に、余剰電力を発電する指令を前記発電装置に送信し、前記発電装置により発電した前記余剰電力を前記特定の地域内の配電線に供給する、
電力供給システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電力供給システムであって、
前記発電装置は、前記特定の地域内の家屋に設けられた燃料電池発電装置または太陽光発電装置である、
電力供給システム。

【請求項3】

請求項１に記載の電力供給システムであって、
前記特定の地域内には、複数の前記発電装置が設けられており、
前記電力管理装置は、前記発電装置のそれぞれが発電する前記余剰電力の価格に関する価格情報を記憶しており、
前記電力管理装置は、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力が不足している場合に、前記価格情報に基づいて、前記余剰電力の売電価格が低い前記発電装置に対して前記指令を送信する、
電力供給システム。

【請求項4】

請求項１に記載の電力供給システムであって、
前記発電装置は、第１の発電装置と、前記第１の発電装置よりも発電能力が低い第２の発電装置を含み、
前記電力管理装置は、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力の不足量が所定の閾値よりも大きい場合に、前記第１の発電装置に前記指令を送信し、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力の不足量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、前記第２の発電装置に前記指令を送信する、
電力供給システム。

【請求項5】

請求項１に記載の電力供給システムであって、
前記電力管理装置は、蓄電手段を備える、
電力供給システム。

【請求項6】

請求項１に記載の電力供給システムであって、
前記電力管理装置は、前記発電装置により発電した電力を定常の供給電圧よりも低い電圧で前記特定の地域内の前記配電線に供給する、
電力供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、電力供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電力供給手段である発電所からの供給電力が不足した場合に、定常の供給電圧よりも低い電圧で、電力を特定の地域の配電線に供給するように構成された電力供給システムが開示されている。また、特許文献１では、発電所からの供給電力が不足した場合に、補助的な電力供給手段としての燃料電池自動車が発電した電力を配電線に供給することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１６８２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、例えば、落雷等により、発電所から特定の地域へ電力を供給するための配電線が断線した場合には、特定の地域内への電力供給が完全に途絶えてしまう。特許文献１の技術では、このような場合に、特定の地域内への電力供給ができない。また、補助的な電力供給手段として燃料電池自動車を利用するためには、ユーザの意思で当該自動車を移動させる必要があり、システム管理の面で不十分である。本明細書では、電力供給手段から供給される電力が途絶えた場合であっても、好適に電力を賄うことができる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書は、第１の態様として、特定の地域へ電力を供給する電力供給手段を備える電力供給システムを開示する。前記特定の地域内には、前記電力供給手段から供給される電力を管理する電力管理装置と、前記電力管理装置と通信可能に構成されている少なくとも１つの発電装置と、が設けられている。前記電力管理装置は、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力が不足している場合に、余剰電力を発電する指令を前記発電装置に送信し、前記発電装置により発電した前記余剰電力を前記特定の地域内の配電線に供給する。

【0006】

上記の電力供給システムでは、特定の地域内において、電力管理装置と発電装置とが互いに通信可能に構成されている。電力管理装置は、特定の地域内に供給される電力が不足している場合に、特定の地域内に設けられた発電装置に余剰電力を発電する指令を送信する。そして、電力管理装置は、発電装置が発電した余剰電力を特定の地域内の配電線に供給することにより、当該特定の地域内で不足している電力を賄うことができる。なお、「特定の地域内に供給される電力が不足している場合」とは、当該特定の地域内に供給される電力が必要量よりも少ない場合だけでなく、例えば、電力供給手段から電力管理装置へ電力を供給する送電線に断線が生じ、特定の地域内に全く電力が供給されていない場合も含む。

【0007】

第２の態様では、上記第１の態様において、前記発電装置は、前記特定の地域内の家屋に設けられた燃料電池発電装置または太陽光発電装置であってもよい。

【0008】

このような構成では、特定の地域内の家屋に設置された発電装置を用いて、不足した電力を賄うことができる。

【0009】

第３の態様では、上記第１又は第２の態様において、前記特定の地域内には、複数の前記発電装置が設けられていてもよい。前記電力管理装置は、前記発電装置のそれぞれが発電する前記余剰電力の価格に関する価格情報を記憶していてもよい。前記電力管理装置は、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力が不足している場合に、前記価格情報に基づいて、前記余剰電力の売電価格が低い前記発電装置に対して前記指令を送信してもよい。

【0010】

このような構成では、特定の地域内の電力が不足している場合に、売電価格が低い発電装置により発電された余剰電力を利用するので、システムを稼働するためのコストを低減することができる。

【0011】

第４の態様では、上記第１から第３の態様において、前記発電装置は、第１の発電装置と、前記第１の発電装置よりも発電能力が低い第２の発電装置を含んでもよい。前記電力管理装置は、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力の不足量が所定の閾値よりも大きい場合に、前記第１の発電装置に前記指令を送信し、前記電力供給手段から前記特定の地域内に供給される電力の不足量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、前記第２の発電装置に前記指令を送信してもよい。

【0012】

このような構成では、特定の地域内の電力の不足量に応じて、発電能力が異なる発電装置に対して指令を送信する。例えば、電力の不足量が大きい（すなわち、所定の閾値よりも大きい）場合には、発電能力が高い第１の発電装置に指令を送信することで、電力不足を迅速に解消することができる。また、電力の不足量が小さい（すなわち、所定の閾値よりも小さい）場合には、発電能力が低い第２の発電装置に指令を送信することで、余剰電力の発電量の微調整を行い易く、過剰な発電を抑制することができる。

【0013】

第５の態様では、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記電力管理装置は、蓄電手段を備えてもよい。

【0014】

このような構成では、電力管理装置自体が動作するための電力の不足を抑制することができる。

【0015】

第６の態様では、上記第１から第５のいずれかの態様において、前記電力管理装置は、前記発電装置により発電した電力を定常の供給電圧よりも低い電圧で前記特定の地域内の前記配電線に供給してもよい。

【0016】

このような構成では、消費電力を低減しつつ、特定の地域内に電力を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１の電力供給システムの構成を示す模式図。

【図2】実施例１の電力管理装置と家屋の構成を示す模式図。

【図3】実施例１の電力管理装置が実行する処理の一例を示すフローチャート。

【図4】実施例１の価格情報の一例を示す図。

【図5】実施例２の電力管理装置と家屋の構成を示す模式図。

【図6】実施例２の電力管理装置が実行する処理の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（実施例１）
以下、図面を参照して、実施例１の電力供給システム２について説明する。図１に示すように、電力供給システム２は、発電所１０と、給電指令所１２と、複数の電力管理装置１４と、複数の家屋１６と、を備える。

【0019】

発電所１０は、発電した電力を給電指令所１２に供給する。発電所１０の発電方法は特に限定されるものではなく、例えば、火力発電、水力発電、原子力発電等が挙げられる。給電指令所１２は、配電線１８を介して、各地域Ａ～Ｆに設けられている各電力管理装置１４に電力を供給する。

【0020】

各地域Ａ～Ｆ内には、複数の家屋１６が建てられている。各地域Ａ～Ｆに設けられている電力管理装置１４は、配電線２０を介してそれぞれの地域内の家屋１６に電力を供給する。以下では、説明の便宜上、地域Ｂ内に設けられた電力管理装置１４を電力管理装置１４Ｂといい、地域Ｂ内に建てられた家屋１６をそれぞれ家屋１６ａ、１６ｂという。

【0021】

図２は、地域Ｂ内の家屋１６ａを模式的に示している。図２に示すように、家屋１６ａ内には、発電装置２２が設けられている。本実施例では、発電装置２２は、燃料電池発電装置２２ａである。以下、説明の便宜上、「燃料電池」を「ＦＣ」と表記することがある。ＦＣ発電装置２２ａは、燃料電池を用いて水素と酸素の電気化学反応により発生した電力を出力する装置である。ＦＣ発電装置２２ａは、電力管理装置１４Ｂと通信可能に構成されている。また、ＦＣ発電装置２２ａは、送電線３２を介して、発電した電力を電力管理装置１４Ｂに送電することができるように構成されている。本実施例では、地域Ｂ内の家屋１６ｂ内にも同様に、ＦＣ発電装置２２ｂが設けられている。また、地域Ａ、Ｃ～Ｆ内の各家屋１６内にも、ＦＣ発電装置２２が設けられている。各地域Ａ、Ｃ～Ｆ内の各ＦＣ発電装置２２も同様に、同じ地域の電力管理装置１４と通信可能に構成されている。

【0022】

本実施例の電力供給システム２において、落雷等によって、給電指令所１２から各地域Ａ～Ｆ内の電力管理装置１４へ電力を供給するための配電線１８が断線する場合がある。例えば、図１に示すように、地点Ｍにおいて配電線１８の断線が生じた場合、地域Ｂ及びＣ内への電力管理装置１４への電力供給が途絶える。その結果、地域Ｂ及びＣ内で利用可能な電力が不足する。本実施例の電力供給システム２では、このような場合であっても、地域Ｂ及びＣ内の電力を賄うことができる。図３は、配電線１８が断線した場合等に、地域Ｂ内の電力管理装置１４Ｂが実行する処理を示すフローチャートである。

【0023】

まず、Ｓ１２において、電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内の電力が不足しているか否かを判断する。上述したように、例えば、地点Ｍにおいて配電線１８が断線した場合、給電指令所１２からの電力供給が途絶えるため、地域Ｂ内には十分な電力が供給されない。電力管理装置１４Ｂは、例えば、季節や時間帯に対応する電力消費量の過去の実績に基づいて電力需要量を予測し、地域Ｂ内で必要とする電力が不足していると判断する場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、Ｓ１４へ進む。

【0024】

次に、Ｓ１４において、電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内の不足電力量を算出する。例えば、電力管理装置１４Ｂは、予測した電力需要量と供給可能な電力量との差を不足電力量として算出する。

【0025】

次に、Ｓ１６において、電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内に設置されている発電装置２２に対して、余剰電力を発電する指令を送信する。ここでは、電力管理装置１４Ｂは、複数の発電装置２２のうち、売電価格が最も低い発電装置２２に対して当該指令を送信する。電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内に設置されている発電装置２２が発電する電力の価格に関する情報を記憶している。図４は、地域Ｂ内に設置されているＦＣ発電装置２２ａ、２２ｂの売電価格の一例を示す表である。図４に示すように、ＦＣ発電装置２２ａの売電価格は１４円／ｋＷｈであり、ＦＣ発電装置２２ｂの売電価格は１６円／ｋＷｈである。このため、電力管理装置１４Ｂは、より売電価格が低いＦＣ発電装置２２ａに対して、余剰電力を発電する指令を送信する。

【0026】

次に、Ｓ１８において、電力管理装置１４Ｂは、ＦＣ発電装置２２ａから電力が供給されたか否かを判断する。電力管理装置１４Ｂは、送電線３２を介してＦＣ発電装置２２ａから電力が供給された場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、Ｓ２０に進む。

【0027】

Ｓ２０では、電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内の電力不足が解消したか否かを判断する。電力管理装置１４Ｂは、電力不足が解消していないと判断する場合（Ｓ２０でＮＯ）、Ｓ１６に戻って、余剰電力を発電する指令を送信していない発電装置２２のうち、最も売電価格が低い発電装置２２に対して、余剰電力を発電する指令を送信する。すなわち、本実施例では、Ｓ２０からＳ１６に戻った場合、ＦＣ発電装置２２ｂに対して当該指令を送信する。一方、電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内の電力不足が解消したと判断する場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

【0028】

以上に説明したように、本実施例の電力供給システム２では、各地域Ａ～Ｆ内において、電力管理装置１４と各家屋１６に設置されている発電装置２２とが互いに通信可能に構成されている。そして、上述の通り、電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内に供給される電力が不足している場合に（Ｓ１２でＹＥＳ）、地域Ｂ内に設けられた発電装置２２に余剰電力を発電する指令を送信する（Ｓ１６）。電力管理装置１４Ｂは、発電装置２２が発電した余剰電力を地域Ｂ内の配電線２０に供給することにより、地域Ｂ内で不足している電力を賄うことができる。

【0029】

また、本実施例では、地域Ｂ内の電力が不足している場合に（Ｓ１２でＹＥＳ）、売電価格が低い発電装置（地域ＢではＦＣ発電装置２２ａ）により発電された余剰電力を利用する。このため、システムを稼働するためのコストを低減することができる。

【0030】

（実施例２）
実施例２では、家屋１６に設けられる発電装置２２の種類が実施例１と異なっている。実施例２のその他の構成は、実施例１と同様である。実施例２では、家屋１６ａにはＦＣ発電装置２２ａ（図２参照）が設けられている一方、図５に示すように、家屋１６ｂの屋根上には、太陽光発電装置２２ｂが設けられている。太陽光発電装置２２ｂは、太陽光パネルにより、太陽の光エネルギーを電力に変換して出力する装置である。太陽光発電装置２２ｂは、電力管理装置１４Ｂと通信可能に構成されている。また、太陽光発電装置２２ｂは、送電線３４を介して、発電した電力を電力管理装置１４Ｂに送電することができるように構成されている。図６は、実施例１と同様に、配電線１８が断線した場合等に、地域Ｂ内の電力管理装置１４Ｂが実行する処理を示すフローチャートである。

【0031】

図６のＳ２２の処理は、図３のＳ１２の処理と同様である。Ｓ２４において、電力管理装置１４Ｂは、地域Ｂ内の電力の不足量が所定の閾値Ｗｔｈよりも大きいか否かを判断する。電力管理装置１４Ｂは、不足電力量が閾値Ｗｔｈよりも大きいと判断する場合（Ｓ２４でＹＥＳ）にはＳ２６へ進み、不足電力量が閾値Ｗｔｈよりも小さいと判断する場合（Ｓ２４でＮＯ）にはＳ３２へ進む。

【0032】

電力管理装置１４Ｂは、不足電力量が閾値Ｗｔｈよりも大きいと判断する場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、Ｓ２６において、地域Ｂ内に設置されている発電装置２２の中で、発電能力が高い発電装置２２に対して余剰電力を発電する指令を送信する。本実施例では、地域Ｂ内に、ＦＣ発電装置２２ａと太陽光発電装置２２ｂが設置されている。一般的に、太陽光発電装置２２ｂは大型であり、その発電能力は、ＦＣ発電装置２２ａの発電能力よりも高い。このため、Ｓ２６では、電力管理装置１４Ｂは、太陽光発電装置２２ｂに対して上記指令を送信する。その後のＳ２８及びＳ３０の処理は、図３のＳ１８及びＳ２０の処理と同様である。

【0033】

電力管理装置１４Ｂは、不足電力量が閾値Ｗｔｈよりも小さいと判断する場合（Ｓ２４でＮＯ）、Ｓ３２において、地域Ｂ内に設置されている発電装置２２の中で、発電能力が低い発電装置２２に対して余剰電力を発電する指令を送信する。すなわち、電力管理装置１４Ｂは、ＦＣ発電装置２２ａに対して上記指令を送信する。その後のＳ３４及びＳ３６の処理は、図３のＳ１８及びＳ２０の処理と同様である。

【0034】

以上に説明したように、実施例２の電力供給システム２では、地域Ｂ内の電力の不足量に応じて、発電能力が異なる発電装置２２に対して余剰電力を発電する指令を送信する。このような構成とすることにより、電力の不足量が大きい（すなわち、所定の閾値Ｗｔｈよりも大きい）場合（Ｓ２４でＹＥＳ）には、発電能力が高い太陽光発電装置２２ｂに指令を送信することで、電力不足を迅速に解消することができる。また、電力の不足量が小さい（すなわち、所定の閾値Ｗｔｈよりも小さい）場合（Ｓ２４でＮＯ）には、発電能力が低いＦＣ発電装置２２ａに指令を送信することで、余剰電力の発電量の微調整を行い易く、過剰な発電を抑制することができる。

【0035】

なお、実施例２の図６の処理において、実施例１のように、各発電装置２２の売電価格を比較し、より売電価格が低い発電装置２２に対して上記指令を送信する処理をさらに実行してもよい。

【0036】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。以下、上述した実施例の変形例を以下に列挙する。

【0037】

上述した各実施例において、各電力管理装置１４が蓄電手段を備えてもよい。例えば、各電力管理装置１４が、太陽光電池、二次電池、または発電手段等を備えてもよい。このような構成では、電力管理装置１４自身の動作（例えば、図３及び図６の処理の実行等）のための電力の不足を抑制することができる。

【0038】

また、上述した各実施例において、電力の不足が生じた場合に、各電力管理装置１４は、配電線２０に送電する電力を定常の給電電圧よりも低い電圧で供給してもよい。例えば、電力管理装置１４は、配電線２０に送電する電力の電圧を調整するための調整器を備えてもよい。このような構成では、地域内の電力が不足した際に、消費電力を低減しつつ、当該地域内に好適に電力を供給することができる。

【0039】

また、上述した実施例において、発電装置２２は、家屋１６に設置されていなくてもよい。すなわち、各発電装置２２は、家庭用の発電装置でなくてもよい。

【0040】

また、上述した各実施例では、電力管理装置１４が、余剰電力の価格情報や発電装置２２の発電能力に基づいて、指令を送信する発電装置２２を選択した（図３のＳ１６、図６のＳ２４）が、例えば、指令を送信する発電装置２２は、ランダムに選択されてもよい。また、一度に複数の発電装置２２に対して指令を送信してもよい。

【0041】

また、上述した実施例において、例えば、地点Ｍで断線が生じた場合に、地域Ｂ内の発電装置２２により発電した余剰電力を、配電線１８を介して地域Ｃ内の電力管理装置１４に送電してもよい。

【0042】

本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0043】

２：電力供給システム、１０：発電所、１２：給電指令所、１４：電力管理装置、１６：家屋、１８：配電線、２０：配電線、２２：発電装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】