特開 2024-84058 発電システム、及び発電システムの制御方法

(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】P2024084058

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】発電システム、及び発電システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20240617BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J3/38 110

H02J3/38 170

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198225

(22)【出願日】2022-12-12

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、環境省、ＣＯ２排出削減対策強化誘導型技術開発・実証事業（業務用・産業用純水素燃料電池（ＰＥＦＣ）の低コスト化及びシステム化開発・実証）委託業務、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100125151

【弁理士】

【氏名又は名称】新畠 弘之

(72)【発明者】

【氏名】木村 俊介

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066HA06

5G066HA11

5G066HB04

5G066HB06

5G066HB07

5G066HB09

(57)【要約】

【課題】マスタ機による能動的方法により電力系統の異常、或いは単独運転を検出する場合に、不検出期間の発生を抑制可能である発電システム、及び発電システムの制御方法を提供する。
【解決手段】本実施形態に係る発電システムは、電力系統へ連系する複数の発電装置と、主制御部と、を備える。発電システムは、電力系統へ連系する。複数の発電装置それぞれは、電力系統の異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号に基づき動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能な単独運転防止部を有する。主制御部は、複数の発電装置それぞれの運転情報を用いた所定の判定基準に基づき、複数の発電装置それぞれが有する単独運転防止部のうちの一つをマスタ機とし、他の単独運転防止部を、スレーブ機として動作させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統へ連系する複数の発電装置と、
主制御部と、を備え、
前記複数の発電装置それぞれは、前記電力系統の異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号に基づき動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能であり、
前記主制御部は、前記複数の発電装置それぞれの運転情報を用いた所定の判定基準に基づき、前記複数の発電装置のうちの一つを前記マスタ機とし、他の発電装置を、前記スレーブ機として動作させる、
発電システム。

【請求項2】

前記主制御部は、前記複数の発電装置それぞれの累積運転時間、累積発電電力、及び発電装置が有する発電部の電圧の少なくともいずれかに基づき、前記複数の発電装置のうちの少なくとも一つを前記マスタ機として、設定する、請求項１に記載の発電システム。

【請求項3】

前記主制御部は、累積運転時間が短い発電装置を優先的に発電させる制御において、前記複数の発電装置のうちの累積運転時間が最も短い発電装置を前記マスタ機として、設定する、請求項２に記載の発電システム。

【請求項4】

前記主制御部は、累積発電電力が小さい発電装置を優先的に発電させる制御において、前記複数の発電装置のうちの累積発電電力が最も小さい発電装置を前記マスタ機として、設定する、請求項２に記載の発電システム。

【請求項5】

前記複数の発電装置のそれぞれは、発電部として燃料電池を有しており、
前記主制御部は、前記燃料電池の電圧が高い発電装置を優先的に発電させる制御において、前記燃料電池の電圧が最も高い発電装置を前記マスタ機として、設定する、請求項４に記載の発電システム。

【請求項6】

前記主制御部は、前記複数の発電装置の累積運転時間、累積発電電力、及び発電装置が有する発電部の電圧の少なくともいずれかに基づき、前記単独運転防止部それぞれの優先順位を設定し、前記マスタ機が停止する場合に、停止前に前記優先順位に従い定められた発電装置を次のマスタ機とする、請求項１に記載の発電システム。

【請求項7】

前記主制御部は、前記複数の発電装置の累積運転時間、累積発電電力、及び発電装置が有する発電部の電圧の少なくともいずれかに基づき、優先順位を前記複数の発電装置のそれぞれに設定し、前記主制御部の制御によらずに前記マスタ機が停止した場合に、前記優先順位に従い定められた発電装置を次のマスタ機とする、請求項１に記載の発電システム。

【請求項8】

前記複数の発電装置それぞれは、前記電力系統の異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号に基づき動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能である単独運転防止部を有し、
前記マスタ機としての単独運転防止部は、所定の信号を他の前記スレーブ機としての単独運転防止部に出力しており、前記スレーブ機としての単独運転防止部は、前記所定の信号が停止した場合に、前記優先順位に従い定められた単独運転防止部が自律的に次のマスタ機となる、請求項７に記載の発電システム。

【請求項9】

前記主制御部は、前記複数の発電装置の少なくとも１つに構成され、
前記複数の発電装置のそれぞれは、
更に電力を発電する発電部
を有し、
前記単独運転防止部の出力信号に従い、前記発電部から前記電力系統への電力の供給を停止させる、請求項１に記載の発電システム。

【請求項10】

電力系統へ連系する複数の発電装置を備える発電システムの制御方法であって、
前記複数の発電装置のそれぞれは、前記電力系統の異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号にしたがい動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能であり、
前記複数の発電装置それぞれの運転情報を用いた所定の判定基準に基づき、前記複数の発電装置のうちの一つを前記マスタ機とし、他の発電装置を、前記スレーブ機として動作させる、発電システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、発電システム、及び発電システムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発電装置を電力系統に接続する場合、パワーコンディショナーは、単独運転を防止するための単独運転防止装置を備えている。このような単独運転防止装置の単独運転の検出方法として能動的方法が知られている。また、複数の発電装置が並列運転されている場合に、能動的方法の相互干渉を抑制するために、複数の発電装置の中の一つの発電装置をマスタ機として、単独運転を検出することが行われる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許３８７６５６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、マスタ機が故障した場合や、マスタ機としての発電装置が発電を停止する場合などに、単独運転の検出が遅れる可能性がある。本発明が解決しようとする課題は、マスタ機による能動的方法により電力系統の異常、或いは単独運転を検出する場合に、不検出期間の発生を抑制可能である発電システム、及び発電システムの制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本実施形態に係る発電システムは、電力系統へ連系する複数の発電装置と、主制御部と、を備える。発電システムは、電力系統へ連系する。複数の発電装置それぞれは、電力系統の異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号に基づき動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能な単独運転防止部を有する。主制御部は、複数の発電装置それぞれの運転情報を用いた所定の判定基準に基づき、複数の発電装置のうちの一つをマスタ機とし、他の発電装置を、スレーブ機として動作させる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態に係る発電システムの概略的な全体構成例を示すブロック図。

【図2】発電装置のより詳細な構成例を示すブロック図。

【図3】制御装置の構成例を示すブロック図。

【図4】発電システムにおける起動時の処理例を示すフローチャート。

【図5】マスタ機とした単独運転防止部の停止時の処理例を示すフローチャート。

【図6】マスタ機が予定外に停止する場合の処理例を示すフローチャート。

【図7】第１実施形態の変形例に係る発電システムの構成を示すブロック図。

【効果】

【0007】

マスタ機により電力系統の異常、或いは単独運転を検出する場合に、不検出期間の発生を抑制可能となる。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態に係る発電システム、及び発電システムの制御方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る発電システム１の概略的な全体構成例を示すブロック図である。図１に示すように発電システム１は、複数の発電装置１０により発電を行い、商用の電力系統Ｐｇに配電系統ｄｓを介して、電力供給が可能なシステムである。より具体的には、この発電システム１は、複数の発電装置１０と、制御装置２０と、計測計３０と、上位制御装置４０と、を備える。これら複数の発電装置１０は、それぞれが単独運転を防止することが可能な単独運転検出機能を有している。図１には、更に負荷６０が図示されている。

【0010】

発電装置１０は、配電系統ｄｓを介して、電力系統Ｐｇへの電力供給が可能である。制御装置２０は、例えばＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んで構成され、例えば複数の発電装置１０の総発電量を制御する。制御装置２０は、例えば発電システム１における総発電量の情報を含む電力指令信号を複数の発電装置１０に出力する。また、制御装置２０は、複数の発電装置１０のなかのマスタ機を設定可能である。さらにまた、複数の発電装置１０のなかの他の発電装置１０をスレーブ機として設定可能である。すなわち、複数の発電装置１０それぞれは、電力系統Ｐｇの異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号に基づき動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能である。制御装置２０は、複数の発電装置１０それぞれの運転情報を用いた所定の判定基準に基づき、複数の発電装置１０のうちの一つをマスタ機とし、他の発電装置１０を、スレーブ機として動作させる。なお、本実施形態では、制御装置２０を複数の発電装置１０の外部に構成しているが、これに限定されない。例えば、制御装置２０を複数の発電装置１０のうちの少なくとも１つの装置内に構成することも可能である。

【0011】

計測計３０は、例えば電力系統Ｐｇへ供給される電力を計測する。そして、計測計３０の計測値は、例えば複数の発電装置１０、及び制御装置２０に供給される。

【0012】

上位制御装置４０は、例えばＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んで構成され、複数の制御装置２０を制御可能である。例えば、１つの制御装置２０が複数の発電装置１０を制御し、更に上位制御装置４０が複数の制御装置２０それぞれを制御可能に構成される。

【0013】

図２は、第１実施形態に係る発電装置１０のより詳細な構成例を示すブロック図である。発電装置１０は、発電部１０２と、パワーコンディショナー１０４と、上位指令送受信部１０６と、制御部１０８と有する。更に、パワーコンディショナー１０４は、インバータ回路１０４ａと、単独運転防止部１０４ｂと、解列部１０４ｃとを有する。

【0014】

発電部１０２は、制御部１０８の制御に従い、電力を発電する。発電部１０２は、例えば燃料電池であり、水素を電気エネルギーに変換する。発電部１０２は発電した電力（直流電力）を、パワーコンディショナー１０４に出力する。なお、本実施形態では、発電装置１０は燃料電池であるが、これに限定されない。発電部１０２は、例えば蓄電池、太陽電池、風力発電装置などでもよい。

【0015】

パワーコンディショナー１０４は、単独運転検出機能を有し、発電部１０２が発電した電力（直流電力）を交流電力に変換する。そして、変換した交流電力を電力系統Ｐｇに出力する。すなわち、パワーコンディショナー１０４のインバータ回路１０４ａは、制御部１０８の制御に従い、発電部１０２から入力される直流電力を電力系統Ｐｇと同期がとれた交流電力に変換する。単独運転防止部１０４ｂは、マスタ機又はスレーブ機として、電力系統Ｐｇの停電などの異常を検出する。なお、単独運転防止部１０４ｂの詳細は、後述する。

【0016】

解列部１０４ｃは、単独運転防止部１０４ｂ、制御部１０８、制御装置２０などの制御により、発電装置１０を電力系統Ｐｇから解列させることが可能である。なお、発電装置１０は、分散型電源と称する場合がある。

【0017】

上位指令送受信部１０６は、制御装置２０と、制御部１０８との間の制御信号などを送受信する。制御部１０８は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んで構成され、上位指令送受信部１０６を介して、例えば制御装置２０から指示される総発電量に対応して発電装置１０ごとに予め定められた発電量を発電部１０２に発電させる制御を行う。

【0018】

制御部１０８は、解列部１０４ｃを制御して、パワーコンディショナー１０４を電力系統Ｐｇから電気的に切り離すことが可能である。また、制御部１０８は、パワーコンディショナー１０４のインバータ回路１０４ａから出力される交流電圧を昇圧（または降圧）する制御を行う。さらにまた、制御部１０８は、単独運転防止部１０４ｂに対する制御が可能である。

【0019】

ここで、単独運転防止部１０４ｂの詳細を説明する。上述のように、単独運転防止部１０４ｂは、マスタ機として、電力系統Ｐｇの停電などの異常を検出する。マスタ機として動作する発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをマスタ機として動作させ、スレーブ機として動作する発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをスレーブ機として動作させる。すなわち、マスタ機として動作させる単独運転防止部１０４ｂをマスタ機と称し、スレーブ機として動作させる単独運転防止部１０４ｂをスレーブ機と称する。

【0020】

単独運転防止部１０４ｂのマスタ機は、能動的方法（能動式）により発電装置１０の単独運転の検出を行うことが可能である。この単独運転防止部１０４ｂは、例えば停電などの異常を検出した場合に、電力系統Ｐｇへの電力供給を停止することが可能である。例えば、単独運転防止部１０４ｂのマスタ機は、解列部１０４ｃを制御して、例えば０．５秒以上１秒以内にパワーコンディショナー１０４を電力系統Ｐｇから切り離すことが可能である。すなわち、単独運転防止部１０４ｂは、単独運転状態になった場合に、解列部１０４ｃにより、発電装置１０を解列させることが可能である。なお、単独運転防止部１０４ｂは、単独運転防止装置と称する場合がある。

【0021】

このような能動式による検出方法として、例えば周波数シフト方式、スリップモード周波数シフト方式、無効電力変動方式、及びＱＣモード周波数シフト方式のいずれかを用いることが可能である。すなわち、マスタ機としての単独運転防止部１０４ｂは、配電系統ｄｓに対して、能動的に外乱を発生する機能を有する。なお、単独運転とは、電力系統Ｐｇが停電などの異常により電力供給を停止している場合、或いは、電力系統Ｐｇの開閉装置などが解放した場合に、発電部１０２が電力系統Ｐｇから解列されずに電力の供給を継続可能な状態にあることを称する。また、能動式は、周波数シフト方式、スリップモード周波数シフト方式、無効電力変動方式、及びＱＣモード周波数シフト方式のいずれかに限定されず、他の能動式を用いてもよい。なお、本実施形態では、能動式を用いて、電力系統の異常、或いは単独運転を検出する単独運転防止部１０４ｂを上述のマスタ機とする。一方で、マスタ機の出力信号に従い動作する単独運転防止部１０４ｂを上述のスレーブ機とする。

【0022】

また、単独運転防止部１０４ｂは、スレーブ機として動作中には、マスタ機の出力信号に従い、解列部１０４ｃを制御して、パワーコンディショナー１０４を電力系統Ｐｇから切り離すことが可能である。このスレーブ機としての単独運転防止部１０４ｂも、例えば停電が発生して単独運転状態になった場合に、例えば０．５秒以上１秒以内にパワーコンディショナー１０４を電力系統Ｐｇから切り離すことが可能である。このように、単独運転防止部１０４ｂは、電力系統Ｐｇの異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号に基づき動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能である。

【0023】

図３は、制御装置２０の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置２０は、記憶部２００と、主制御部２０２とを有する。

【0024】

記憶部２００は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク等により実現される。記憶部２００は、例えば、各発電装置１０の運転情報として、動作状態を記憶している。この記憶部２００は、例えば発電装置１０の上位指令送受信部を介して、発電装置１０ごとの運転情報を記憶している。なお、記憶部を各発電装置１０に備えて、発電装置１０ごとの運転情報を記憶してもよい。この場合には、主制御部２０２は、各発電装置１０の記憶部から運転情報を逐次取得し、記憶部２００に記憶させることが可能である。

【0025】

主制御部２０２は、上位制御装置４０と連携して、発電システム１全体を制御する。主制御部２０２は、発電装置１０の上位指令送受信部１０６を介して、パワーコンディショナー１０４の駆動情報を記憶部２００に記憶させる。より具体的には、主制御部２０２は、発電装置１０ごとの累積運転時間、累積発電電力、及び燃料電池の電圧に関する情報を取得し、各発電装置１０と関連付けて記憶部２００に記憶させる。

【0026】

主制御部２０２は、各発電装置１０の運転情報を用いて、各発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂのなかからマスタ機とする発電装置１０を判定する。主制御部２０２は、主制御部２０２の判定情報に基づき、発電装置１０のなかからマスタ機を１台設定する。そして、主制御部２０２は、残りの発電装置１０をスレーブ機として設定する。マスタ機として設定された発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂがマスタ機として動作する。一方で、スレーブ機として設定された発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂがスレーブ機として動作する。このように、本実施形態では、発電装置１０がマスタ機として設定された場合には、マスタ機として設定された発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂがマスタ機として動作することとする。一方で、発電装置１０がスレーブ機として設定された場合には、スレーブ機として設定された発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂがスレーブ機として動作することとする。

【0027】

また、主制御部２０２は、各発電装置１０の運転情報を用いて、各発電装置１０のマスタ機とする優先順位を判定する。この判定順位は、マスタ機として使用している単独運転防止部１０４ｂを有する発電装置１０が停止する場合に、次にマスタ機として使用する順位である。すなわち、主制御部２０２は、単独運転防止部１０４ｂを有する発電装置１０が停止する場合に、判定順位に従い、次にマスタ機として使用する発電装置１０を設定する。また、主制御部２０２は、マスタ機として使用している発電装置１０が何らかの原因により、主制御部２０２の制御によらず停止した場合にも、この判定順位により、次にマスタ機として使用する発電装置１０を設定する。これにより、より短時間でマスタ機を変更可能となる。

【0028】

主制御部２０２は、例えば３つの判定基準を有する。主制御部２０２は、例えば３つの判定基準それぞれ、単独で判定してもよいし、或いは、複合的に判定してもよい。

【0029】

主制御部２０２は、１番目の判定基準として、発電部１０２の累積運転時間に基づき、マスタ機とする単独運転防止部１０４ｂを判定する。例えば、主制御部２０２は、発電部１０２の累積運転時間が最も短い発電装置１０をマスタ機とする判定を行う。発電部１０２の累積運転時間が最も短い発電装置１０は、最も故障する可能性が低いので、より継続的、且つより安定して単独運転防止部１０４ｂを使用可能となる。これにより、マスタ機により電力系統の異常を検出する場合に、不検出期間の発生が抑制可能となる。

【0030】

また、主制御部２０２は、２番目の判定基準として、発電部１０２の累積発電電力に基づき、マスタ機とする単独運転防止部１０４ｂを判定する。例えば、主制御部２０２は、発電部１０２の累積発電電力が最も小さい発電装置１０をマスタ機とする判定を行う。発電部１０２の累積発電電力が最も小さい発電装置１０は、最も寿命が長くなる可能性が高いので、より継続的、且つより安定して単独運転防止部１０４ｂを使用可能となる。これにより、マスタ機により電力系統の異常を検出する場合に、不検出期間の発生が抑制可能となる。

【0031】

さらにまた、主制御部２０２は、３番目の判定基準として、発電部１０２である燃料電池の電圧に基づき、マスタ機とする単独運転防止部１０４ｂを判定する。例えば、主制御部２０２は、発電部１０２の電圧が高いが最も高い発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをマスタ機とする判定を行う。発電部１０２の電圧が高いが最も高い発電装置１０は、発電状況がよく、最も寿命が長くなる可能性が高いので、より継続的、且つより安定して単独運転防止部１０４ｂを使用可能となる。このように、制御装置２０の主制御部２０２は、各発電部１０２の運転情報を用いて、マスタ機とする単独運転防止部１０４ｂを設定するので、より安定した発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをマスタ機とすることが可能となる。これにより、マスタ機により電力系統の異常を検出する場合に、不検出期間の発生が抑制可能となる。

【0032】

図４は、本実施形態に係る発電システム１における起動時の処理例を示すフローチャートである。ここでは、３つの判定基準のうちの一つが予め設定されいる場合について説明する。

【0033】

図４に示すように、まず、主制御部２０２は、起動前に各発電装置１０の運転情報を記憶部２００から取得する（ステップＳ１００）。続けて、主制御部２０２は、判定基準に従い、複数の発電装置１０の中から、マスタ機とする発電装置１０を判定する（ステップＳ１０２）。なお、マスタ機は、動作予定の発電装置１０の中から設定される。

【0034】

次に、主制御部２０２は、主制御部２０２の判定情報に基づき、各発電装置１０のなかからマスタ機を１台設定すると共に、マスタ機とする発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをマスタ機として設定する。続けて、主制御部２０２は、残りの発電装置１０をスレーブ機として設定すると共に、スレーブ機とする発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをスレーブ機として設定する。（ステップＳ１０４）。

【0035】

次に、主制御部２０２は、マスタ機による単独運転の検出を開始する（ステップＳ１０６）。このように、制御装置２０の主制御部２０２は、各発電部１０２の運転情報を用いて、マスタ機とする発電装置１０を設定すると共に、マスタ機とする発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをマスタ機として設定する。

【0036】

次に、マスタ機とした単独運転防止部１０４ｂを有する発電装置１０を停止する場合の処理例を説明する。図５は、マスタ機とした単独運転防止部１０４ｂの停止時の処理例を示すフローチャートである。

【0037】

図５に示すように、まず、主制御部２０２は、マスタ機とした単独運転防止部１０４ｂを有する発電装置１０が停止予定か否かを判定する（ステップＳ２００）。停止しないと判定する場合、（ステップＳ２００のＮＯ）、主制御部２０２は、判定基準に従い、複数の発電装置１０の中から、マスタ機の優先順の判定を継続する（ステップＳ２０２）。

【0038】

一方で、主制御部２０２が停止すると判定する場合、（ステップＳ２００のＹＥＳ）、主制御部２０２は、マスタ機の優先順に従い、複数の発電装置１０の中から、次のマスタ機を設定する（ステップＳ２０４）。続けて、主制御部２０２は、次のマスタ機の単独運転防止部１０４ｂに単独運転の検出を開始させるとともに（ステップＳ２０６）、元のマスタ機の単独運転防止部１０４ｂに対して、単独運転の検出を停止する（ステップＳ２０８）。また、主制御部２０２は、複数の単独運転防止部１０４ｂがマスタ機として、同時に動作している場合に、マスタ機の判定を一時的に停止させることが可能である。このように、主制御部２０２は、各発電部１０２の運転情報を用いた優先順に従い、マスタ機の入れ替えを行うので、より短時間により安定性の高い単独運転防止部１０４ｂの入れ替えが可能となる。これにより、マスタ機により電力系統の異常を検出する場合に、不検出期間の発生が抑制可能となる。

【0039】

次に、マスタ機とした発電装置１０が予定外に停止する場合の処理例を説明する。図６は、マスタ機とした発電装置１０が予定外に停止する場合の処理例を示すフローチャートである。ここでは、マスタ機とした発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂがスレーブ機とした発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂに継続信号を定期的に出力している場合について説明する。

【0040】

図６に示すように、まず、主制御部２０２は、主制御部２０２を介して、各発電装置１０に優先順位を設定する（ステップＳ３００）。例えば、主制御部２０２は、優先順２位の発電装置１０における単独運転防止部１０４ｂに優先順２位であることを示す情報を設定する。同様に、優先順３位の発電装置１０における単独運転防止部１０４ｂに優先順３位であることを示す情報を設定する。各単独運転防止部１０４ｂは、自身の優先順を記憶する。

【0041】

次に、マスタ機とした優先順１位の発電装置１０における単独運転防止部１０４ｂによる単独運転の検出を開始すると共に、運転継続の情報を有する継続信号を定期的に出力する（ステップＳ３０２）。スレーブ機とした発電装置１０における単独運転防止部１０４ｂは、マスタ機とした発電装置１０が駆動しているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。スレーブ機とした各単独運転防止部１０４ｂは、所定の時間内に継続信号を受信している場合に、マスタ機は停止していないと判定する（ステップＳ３０４のＮＯ）。

【0042】

一方で、スレーブ機とした各単独運転防止部１０４ｂは、所定の時間内に継続信号を受信していない場合に、マスタ機は停止したと判定する（ステップＳ３０４のＹＥＳ）。この場合、優先順２位であることを示す情報が設定された単独運転防止部１０４ｂは、直ちにマスタ機として単独運転の検出を開始する（ステップＳ３０６）。このように、制御装置２０の制御を介さずに、ハードワイヤード信号でスレーブ機にマスタ機が停止したことを伝達し、あらかじめ決まった優先順位の機体が自律的にマスタ機となるので、直ちにマスタ機を交代した駆動が可能となる。これにより、マスタ機により電力系統の異常を検出する場合に、不検出期間の発生が抑制可能となる。

【0043】

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の単独運転防止部１０４ｂは、複数の発電装置１０のそれぞれに対応し、電力系統Ｐｇの異常を検出するために能動的に外乱を発生するマスタ機と、マスタ機の出力信号にしたがい動作するスレーブ機とのいずれとしても動作可能に構成し、複数の発電装置１０それぞれの運転情報を用いた所定の判定基準に基づき、複数の発電装置１０のうちの一つをマスタ機とし、他の発電装置１０を、スレーブ機として動作させることとした。これにより、複数の発電装置１０の状態を反映して、スレーブ機を選択できるので、より安定した発電装置１０の単独運転防止部１０４ｂをマスタ機とすることが可能となる。

【0044】

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例に係る発電システム１ａは、制御部１０８ａが制御装置２０の機能も有する点で、第１実施形態に係る発電システム１と相違する。以下では、第１実施形態に係る発電システム１と相違する点を説明する。

【0045】

図７は、第１実施形態の変形例に係る発電システム１ａの構成を示すブロック図である。各発電装置１０の制御部１０８ａは、制御装置２０と同等の制御を行うことが可能である。すなわち、制御部１０８ａは、主制御部２０２と、記憶部２００と、主制御部２０２とを有する。

【0046】

各発電装置１０は、制御装置２０となる優先順が設定されている。この優先順１位の発電装置１０の制御部１０８ａが、起動時に制御装置２０と同等の制御を行う。なお、本実施形態では、全ての制御部１０８ａが制御装置２０の機能を有すが、これに限定されない。例えば、少なくとも１つの制御部１０８ａが制御装置２０の機能を有するように構成してもよい。この場合、制御装置２０の機能を有する制御部１０８ａの動作を、発電装置１０の制御と独立して動作させることが可能である。

【0047】

次に、発電システム１ａの起動後は、第１実施形態に係る発電システム１と同様の優先順に従い、マスタ機が設定される。また、マスタ機となった発電装置１０の制御部１０８ａが、制御装置２０として制御する。このように、発電装置１０の制御部１０８ａの例えばＣＰＵを、制御装置２０としても使用可能となる。これにより、制御装置２０を不要とし、発電システム１ａの構成をより小型化可能となる。

【0048】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0049】

１、１ａ：発電システム、１０：発電装置、２０：制御装置、３０：計測計、１０２：発電部、１０４ｂ：単独運転防止部、１０８、１０８ａ：制御部、２００：記憶部、２０２：主制御部、２０４：判定部、Ｐｇ：電力系統。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】