[發明專利]使用自然能量的發電系統、電能運算裝置以及電能運算方法

有效

• 申請號: 201010593127.0
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102104250A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 富田民則;渡邊雅浩;富田泰志
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/28;H02J7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 孫蕾

技術領域

本發明涉及使用自然能量的發電系統、電能運算裝置以及電能運算方法。

背景技術

近年來，由于地球環境保護意識的提高，利用不存在環境污染的自然能量的發電、其中利用太陽能電池的太陽光發電備受關注。在太陽光發電中，發電電力根據日照量而大幅變動，因此，為了實現電力的穩定供給以及剩余發電電力的有效利用，期望將大廈或一般家庭中設置的太陽光發電系統與商用電力系統連接起來使用。

即，通常，通過太陽光發電系統和商用電力系統的并聯運轉來對負載進行供電，自家消耗所需的電力的一部分或全部通過太陽光發電來提供，并且，在太陽能電池的發電電力有剩余的情況下，進行對商用電力系統的供電、即所謂的逆流供電。

對于逆流的電力，電力公司以預定的單價買下，但這被認為是對太陽光發電系統設置的鼓勵。

圖2是表示專利文獻1所公開的、將太陽能電池作為電源的分散電源系統的一個例圖。在圖2中，分散電源系統具備：太陽能電池陣列201；和電力轉換單元202，該電力轉換單元202內置有逆變器(逆變電路)203，該逆變器將從該太陽能電池陣201輸出的直流電力轉換成交流電力。

該電力轉換單元202形成為內置有系統連接保護裝置212的結構，該系統連接保護裝置212包括：從商用電力系統204切斷分散電源的斷路器205；以及單獨運轉檢測單元207，其根據頻率變動或電壓變動檢測商用電力系統204的斷路器206的解列以使斷路器205解列。

系統連接保護裝置212具備運算單元208、輸出可變單元209、控制單元210以及顯示單元211。運算單元208根據測量到的太陽能電池陣列201的輸出電壓以及輸出電流來運算太陽能電池陣列201的發電電力。輸出可變單元209使太陽能電池陣列201的輸出電壓變化，控制單元210控制輸出可變單元209以使太陽能電池陣列201的輸出電壓變化，由此，隔開固定的時間間隔，斷續地進行探索由運算單元208運算出的發電電力成為最大的輸出電壓值的探索動作。顯示單元211在發電量異常時等進行顯示。

上述單獨運轉檢測單元207、運算單元208、輸出可變顯示單元209、控制單元210由微型計算機212構成。控制單元210經由輸出可變單元209控制逆變電路203，由此，使太陽能電池陣列201的輸出電壓變化，并以從運算單元208輸出的輸出電力的檢測值為最大的方式探索輸出電壓值。

太陽光發電系統具備連接保護裝置，該連接保護裝置監視系統連接點的電壓，在該電壓處于規定范圍外的值的時刻、即發生供電異常的時刻，使繼電器動作以解除連接，由此，立即停止太陽光發電系統的發電，具有抑制電壓上升的功能。

并且，在專利文獻2中公開了這樣的方法：不是停止太陽光發電系統的發電，而是監視系統連接點的電壓，在該電壓接近規定的上限電壓時，進行使發電輸出比最大值小的輸出抑制控制。

并且，在專利文獻3中公開了這樣的方法：在設置有多個太陽光發電系統那樣的分散電源的電力系統中，將各分散電源經由通信網絡而與系統管理單元連接，分散電源系統具有系統控制單元，通過該系統控制單元將分散電源的動作信息發送給系統管理單元，并且，根據從系統管理單元接收到的指示控制動作狀態。

【專利文獻1】日本特開平8-70533號公報

【專利文獻2】日本特開平6-332553號公報

【專利文獻3】日本特開2002-152976號公報

如上所述，在太陽光發電系統中，保護系統以使電力系統電壓不會?脫離規定的范圍，同時實施了電力的買入。

然而，在多個太陽光發電系統聯合而成的電力系統中，由于電壓檢測功能的偏差、或者系統連接點的條件等，有時在特定的太陽光發電系統中輸出抑制量不平衡，在這種情況下，如上所述，買入的電能產生差異，在具備太陽光發電系統的用戶之間有時會產生不公平。

針對該問題，在專利文獻3中公開了這樣的方法：在設置有多個太陽光發電系統那樣的分散電源的電力系統中，將各分散電源經由通信網絡而與系統管理單元連接，分散電源系統具有系統控制單元，通過該系統控制單元將分散電源的動作信息發送給系統管理單元，并且，根據從系統管理單元接收到的指示控制動作狀態。

根據所公開的方法，系統管理單元接收各分散電源的電壓上升抑制功能的動作狀態，從數據庫檢索與同一柱上變壓器連接的分散電源，將各分散電源系統的輸出電力指示給各系統控制單元，以免在檢索到的多個分散電源系統的逆流電力中產生不公平。