压缩空气储能发电装置
阅读：0发布：2021-10-21
专利汇可以提供压缩空气储能发电装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且CAES发电装置（1）具备：多个 马 达（13）、多个 压缩机 （10）、蓄压罐（11）、膨胀机（12）、发 电机 （15）、变更马达的旋转速度的 电动机 用逆变器（14）、在输入电 力 的供电前接收输入电力作为供电指令值的供电指令接收部（31）、以及控制装置（30）。控制装置（30）具有：压缩台数运算部（30a），基于供电指令值来计算能够额定驱动的马达（13）的最大台数；和压缩驱动控制部（30b），对由压缩台数运算部（30a）计算出的最大台数的马达（13）以额定方式进行驱动。，下面是压缩空气储能发电装置专利的具体信息内容。
1.一种压缩空气储能发电装置，其特征在于，
具备：
多个电动机，被变动的输入电力驱动；
多个压缩机，被前述电动机驱动，对空气进行压缩；
蓄压部，对从前述压缩机喷出的压缩空气进行蓄积；
膨胀机，被从前述蓄压部供给的压缩空气驱动；
发电机，被前述膨胀机驱动，向需要方设备供给输出电力；
电动机用逆变器，变更前述电动机的旋转速度；
供电指令接收部，在前述输入电力的供电前接收前述输入电力作为供电指令值；以及控制装置，具有压缩台数运算部和压缩驱动控制部，所述压缩台数运算部基于前述供电指令值来计算能够额定驱动的前述电动机的最大台数，所述压缩驱动控制部将由前述压缩台数运算部计算出的前述最大台数的前述电动机以额定方式驱动。
2.根据权利要求1所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，
前述控制装置具有：
剩余输入电力运算部，计算从前述供电指令值的前述输入电力减去了对前述最大台数的前述电动机进行驱动的电力后的剩余输入电力；和
供电控制部，在前述剩余输入电力小于与一台前述电动机的最低旋转速度相当的电力的情况下，通过将应向被以额定方式驱动的前述电动机中的一台供给的前述输入电力的一部分分配给前述剩余输入电力，来将前述电动机以最低旋转速度以上驱动。
3.根据权利要求2所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，
前述供电控制部在将应向被以额定方式驱动的前述电动机的一台供给的前述输入电力的一部分分配给前述剩余输入电力时，以前述剩余输入电力成为比与一台前述电动机的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量的方式进行分配。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，前述控制装置具有压缩均衡化控制部，所述压缩均衡化控制部控制前述电动机用逆变器，以使多个前述电动机间的驱动时间均衡化。
5.一种压缩空气储能发电装置，其特征在于，
具备：
电动机，被输入电力驱动；
压缩机，被前述电动机驱动，对空气进行压缩；
蓄压部，对从前述压缩机喷出的压缩空气进行蓄积；
多个膨胀机，被从前述蓄压部供给的压缩空气驱动；
多个发电机，被前述膨胀机驱动，向需要方设备供给变动的输出电力；
发电机用逆变器，变更前述发电机的旋转速度；
放电指令接收部，在前述输出电力的输出前接收来自前述需要方设备的需要电力作为放电指令值；以及
控制装置，具有膨胀台数运算部和膨胀驱动控制部，所述膨胀台数运算部基于前述放电指令值来计算能够额定驱动的前述发电机的最大台数，所述膨胀驱动控制部将由前述膨胀台数运算部计算出的前述最大台数的前述发电机以额定方式驱动。
6.根据权利要求5所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，
前述控制装置具有：
剩余需要电力运算部，计算从前述放电指令值的前述需要电力减去了对前述最大台数的前述发电机进行驱动而得到的输出电力后的剩余需要电力；和
放电控制部，在前述剩余需要电力小于与一台前述发电机的最低旋转速度相当的电力的情况下，通过将应由被以额定方式驱动的前述发电机中的一台输出的前述需要电力的一部分分配给前述剩余需要电力，来将前述发电机以最低旋转速度以上驱动。
7.根据权利要求6所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，
前述放电控制部在将应由被以额定方式驱动的前述发电机的一台输出的前述需要电力的一部分分配给前述剩余需要电力时，以前述剩余需要电力成为比与一台前述发电机的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量的方式进行分配。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，前述控制装置具有膨胀均衡化控制部，所述膨胀均衡化控制部控制前述发电机用逆变器，以使多个前述发电机间的驱动时间均衡化。
压缩空气储能发电装置
技术领域
[0001] 本发明涉及压缩空气储能发电装置。
背景技术
[0002] 风力发电、太阳能发电等利用了可再生能源的发电由于依赖于气象条件，所以有输出不稳定的情况。因此，为了适时地得到需要的电力，需要使用能源储藏系统。作为这样的系统的一个例子，例如已知有压缩空气储能（CAES：compressed air energy storage）发电装置。
[0003] CAES发电装置是使用可再生能源来驱动压缩机而制造压缩空气，并将压缩空气储藏于罐等，在需要的时候使用压缩空气来驱动涡轮发电机而得到电力的装置。这样的CAES发电装置例如被专利文献1公开。
发明内容
[0005] 发明要解决的课题专利文献1所公开的CAES发电装置中设置有多个压缩机以及膨胀机。但是，对于在设置有多个压缩机以及膨胀机的情况下变更各个压缩机以及膨胀机的旋转速度来使运转效率提高，并没有特别言及。
[0006] 本发明的课题在于，在具备多个压缩机或者膨胀机的压缩空气储能发电装置中通过变更压缩机或者膨胀机的旋转速度来使运转效率提高。
[0007] 用来解决课题的手段本发明的一个实施方式涉及的压缩空气储能发电装置具备：多个电动机，被变动的输入电力驱动；多个压缩机，被前述电动机驱动，对空气进行压缩；蓄压部，对从前述压缩机喷出的压缩空气进行蓄积；膨胀机，被从前述蓄压部供给的压缩空气驱动；发电机，被前述膨胀机驱动，向需要方设备供给输出电力；电动机用逆变器，变更前述电动机的旋转速度；供电指令接收部，在前述输入电力的供电前接收前述输入电力作为供电指令值；以及控制装置，具有压缩台数运算部和压缩驱动控制部，所述压缩台数运算部基于前述供电指令值来计算能够额定驱动的前述电动机的最大台数，所述压缩驱动控制部将由前述压缩台数运算部计算出的前述最大台数的前述电动机以额定方式驱动。
[0008] 根据该结构，能够由蓄压部将可再生能源那样的输出不规则变动的能源（输入电力）作为压缩空气而储藏，并能够在需要的时候将压缩空气向膨胀机供给，驱动发电机来进行发电。以下，将由压缩机制造压缩空气并由蓄压部对压缩空气进行储藏也称为充电，将利用蓄压部的压缩空气来由发电机进行发电也称为放电。特别是，能够由压缩台数运算部基于供电指令值来计算能够额定驱动的电动机的最大台数，并由压缩驱动控制部将该最大台数的电动机以额定方式驱动。这里，“额定”表示能够将电动机以适当的状态驱动的状态，例如表示以实际容许的最高旋转速度进行驱动的状态。因此，由于能够将对电动机而言适当的以额定方式进行驱动的电动机的台数确保最大台数，所以能够使压缩空气储藏（CAES）发电装置的充电效率（运转效率）提高。此外，由于相对于变动的输入电力，将最大台数的电动机的输出固定，所以能够减少输出变动的压缩机以及电动机的台数，能够实现稳定的运转。
[0009] 前述控制装置可以具有：剩余输入电力运算部，计算从前述供电指令值的前述输入电力减去了对前述最大台数的前述电动机进行驱动的电力后的剩余输入电力；和供电控制部，在前述剩余输入电力小于与一台前述电动机的最低旋转速度相当的电力的情况下，通过将应向被以额定方式驱动的前述电动机中的一台供给的前述输入电力的一部分分配给前述剩余输入电力，来将前述电动机以最低旋转速度以上驱动。
[0010] 根据该结构，由于能够由剩余输入电力运算部计算剩余输入电力，并由供电控制部使剩余输入电力为与一台电动机的最低旋转速度相当的电力以上，所以能够防止通过剩余输入电力量无法驱动的情况，能够有效地利用剩余输入电力。这里，与电动机的最低旋转速度相当的电力是指为了使电动机以最低旋转速度进行旋转所需要的电力。如果假设不进行这样的控制，则在剩余输入电力小于与上述的最低旋转速度相当的电力的情况下，即使将剩余输入电力向电动机供给，电动机的旋转速度也小于所容许的最低旋转速度，所以无法驱动电动机，剩余输入电力成为浪费。特别是，由于剩余输入电力随着输入电力的变动而变动，所以作为CAES发电装置优选能够在这样宽的范围有效地利用剩余输入电力。
[0011] 前述供电控制部可以在将应向被以额定方式驱动的前述电动机的一台供给的前述输入电力的一部分分配给前述剩余输入电力时，以前述剩余输入电力成为比与一台前述电动机的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量的方式进行分配。
[0012] 根据该结构，由于剩余输入电力成为比与一台电动机的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量，所以即使在剩余输入电力伴随着供电指令值的减少而减少的情况下，剩余输入电力也不会立即低于与上述的最低旋转速度相当的电力。具体而言，直到供电指令值减少规定的电力量为止，剩余输入电力不会低于与上述的最低旋转速度相当的电力。因此，即使在供电指令值减少的情况下，被剩余输入电力驱动的电动机也不会立即停止，能够实现稳定的运转。
[0013] 前述控制装置可以具有压缩均衡化控制部，所述压缩均衡化控制部控制前述电动机用逆变器，以使多个前述电动机间的驱动时间均衡化。
[0014] 根据该结构，由于能够由压缩均衡化控制部使各个压缩机以及电动机的驱动时间均衡化，所以能够防止仅特定的压缩机以及电动机被驱动而劣化的情况。在如上述那样将所驱动的压缩机以及电动机适当地变更的结构中，由于压缩机以及电动机的驱动时间容易产生偏差，所以能够这样使驱动时间均衡化是特别有效的。
[0015] 本发明的一个实施方式涉及的压缩空气储能发电装置具备：电动机，被输入电力驱动；压缩机，被前述电动机驱动，对空气进行压缩；蓄压部，对从前述压缩机喷出的压缩空气进行蓄积；多个膨胀机，被从前述蓄压部供给的压缩空气驱动；多个发电机，被前述膨胀机驱动，向需要方设备供给变动的输出电力；发电机用逆变器，变更前述发电机的旋转速度；放电指令接收部，在前述输出电力的输出前接收来自前述需要方设备的需要电力作为放电指令值；以及控制装置，具有膨胀台数运算部和膨胀驱动控制部，所述膨胀台数运算部基于前述放电指令值来计算能够额定驱动的前述发电机的最大台数，所述膨胀驱动控制部将由前述膨胀台数运算部计算出的前述最大台数的前述发电机以额定方式驱动。
[0016] 根据该结构，由蓄压部预先储藏压缩空气，能够在需要的时候将压缩空气向膨胀机供给，对发电机进行驱动来发出变动的输出电力，补偿可再生能源那样的输出不规则变动的能源。特别是，能够由膨胀台数运算部基于放电指令值来计算能够额定驱动的发电机的最大台数，并由膨胀驱动控制部将该最大台数的发电机以额定方式驱动。这里，“额定”表示能够将发电机以适当的状态驱动的状态，例如表示以实际容许的最高旋转速度进行驱动的状态。因此，由于能够将适当的状态的以额定驱动的发电机的台数确保最大台数，所以能够使CAES发电装置的放电效率（运转效率）提高。此外，由于相对于变动的输出电力，将最大台数的发电机的输出固定，所以能够减少输出变动的发电机的台数，能够实现稳定的运转。
[0017] 前述控制装置可以具有：剩余需要电力运算部，计算从前述放电指令值的前述需要电力减去了对前述最大台数的前述发电机进行驱动而得到的输出电力后的剩余需要电力；和放电控制部，在前述剩余需要电力小于与一台前述发电机的最低旋转速度相当的电力的情况下，通过将应由被以额定方式驱动的前述发电机中的一台输出的前述需要电力的一部分分配给前述剩余需要电力，来将前述发电机以最低旋转速度以上驱动。
[0018] 根据该结构，由于能够由剩余需要电力运算部计算剩余需要电力，并能够由放电控制部使剩余需要电力为与一台发电机的最低旋转速度相当的电力以上，所以能够准确地输出与剩余需要电力对应的电力。这里，与发电机的最低旋转速度相当的电力是指以最低旋转速度驱动发电机而得到的电力。在假设不进行这样的控制的情况下，在剩余需要电力小于与上述的最低旋转速度相当的电力的情况下，即使以最低旋转速度驱动发电机也进行超过了剩余需要电力的发电，相对于放电指令值产生剩余电力。特别是，由于剩余需要电力根据需要方设备的状况而变动，所以作为CAES发电装置优选能够应对这样宽的范围的剩余需要电力。
[0019] 前述放电控制部可以在将应由被以额定方式驱动的前述发电机的一台输出的前述需要电力的一部分分配给前述剩余需要电力时，以前述剩余需要电力成为比与一台前述发电机的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量的方式进行分配。
[0020] 根据该结构，由于剩余需要电力成为比与一台发电机的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量，所以即使在放电指令值减少的情况下，剩余需要电力也不会立即低于与上述的最低旋转速度相当的电力。具体而言，直到放电指令值减少规定的电力量为止，剩余需要电力不会低于与上述的最低旋转速度相当的电力。因此，即使在放电指令值减少的情况下，被剩余需要电力的放电指令值驱动的发电机也不会立即停止，能够实现稳定的运转。
[0021] 前述控制装置可以具有膨胀均衡化控制部，所述膨胀均衡化控制部控制前述发电机用逆变器，以使多个前述发电机间的驱动时间均衡化。
[0022] 根据该结构，由于能够由膨胀均衡化控制部使各个膨胀机以及发电机的驱动时间均衡化，所以能够防止仅特定的膨胀机以及发电机被驱动而劣化的情况。在如上述那样将所驱动的膨胀机以及发电机适当地变更的结构中，由于膨胀机以及发电机的驱动时间容易产生偏差，所以能够这样使驱动时间均衡化是特别有效的。
[0024] 图1是本发明的实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的概略结构图。
[0025] 图2是实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的控制框图。
[0026] 图3是实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的与供电有关的图表。
[0027] 图4是实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的与放电有关的图表。
具体实施方式
[0028] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0029] 图1所示的压缩空气储藏（CAES）发电装置1是以压缩空气的形态蓄积由风力发电、太阳能发电等利用了可再生能源的发电设备2发出的电力，并在需要的时候使用压缩空气来进行发电，向工厂等需要方设备3供给电力的装置。
[0030] 在本实施方式中，在发电设备2安装有供电指令发送部2a。供电指令发送部2a向CAES发电装置1发送供电指令值。此外，在需要方设备3安装有放电指令发送部3a。放电指令发送部3a向CAES发电装置1发送放电指令值。这里，供电指令值是指由发电设备2发出的电力中的应通过CAES发电装置1进行充电的电力（后述的输入电力），放电指令值是指需要方设备3对CAES发电装置1要求的电力（后述的需要电力）。如后述那样，基于这些供电指令值和放电指令值，CAES发电装置1进行需要的充电以及放电。另外，供电指令发送部2a在该实施方式中附设于发电设备2，但不需要一定附设于发电设备2，也可以设置于变电站等电力系统的其他场所。
[0031] CAES发电装置1具备多台压缩机10、蓄压罐（蓄压部）11、以及多台膨胀机12。在本实施方式中，配置有3台压缩机10以及3台膨胀机12。在各压缩机10分别机械地连接有马达（电动机）13。在各马达13分别电连接有电动机用逆变器14。此外，在各膨胀机12分别机械地连接有发电机15。在各发电机15分别电连接有发电机用逆变器16。
[0032] 由利用可再生能源的发电设备2发出的电力经由收送电设备4和电动机用逆变器14被供给至马达13。以下，将从发电设备2向马达13供给的电力称为输入电力。
[0033] 本实施方式的压缩机10为螺旋式。因此，本实施方式的压缩机10在内部具备未图示的一对螺旋转子，该螺旋转子与马达13机械地连接。但是，压缩机10并不限定于螺旋式，例如也可以是涡轮式、涡旋式、以及往复式等，螺旋式的压缩机10由于能够进行转速控制，所以能够响应性良好地跟随不规则变动的输入电力，优选作为CAES发电装置1的构成元件。此外，在本实施方式中，表示了设置有3台压缩机10的例子，但台数并不限定于此。
[0035] 如果对各马达13供给输入电力，则各马达13动作，上述的螺旋转子旋转，对各压缩机10进行驱动。各压缩机10通过空气配管5a从吸气口10a将空气吸入，进行压缩并从喷出口10b喷出，通过空气配管5b向蓄压罐11压送压缩空气。
[0036] 蓄压罐11例如是钢制的罐，对从压缩机10压送的压缩空气进行蓄积。蓄压罐11通过空气配管5c与膨胀机12流体地连接，蓄积于蓄压罐11的压缩空气通过空气配管5c被向膨胀机12供给。此外，在空气配管5c安装有阀6b，能够容许或者遮断空气的流动。
[0037] 本实施方式的膨胀机12为螺旋式。因此，本实施方式的膨胀机12在内部具有未图示的一对螺旋转子，该螺旋转子与发电机15机械地连接。但是，膨胀机12并不限定于螺旋式，例如也可以是涡轮式、涡旋式、以及往复式等，这样螺旋式的膨胀机12由于能够进行转速控制，所以能够响应性良好地跟随变动的需要电力，优选作为CAES发电装置1的构成元件。此外，在本实施方式中，表示了设置有3台膨胀机10的例子，但台数并不限定于此。
[0038] 膨胀机12的供气口12a如前述那样通过空气配管5c与蓄压罐11流体地连接。膨胀机12的排气口12b通过空气配管5d向外部气体开放。
[0039] 如果对各膨胀机12供给压缩空气，则上述的螺旋转子旋转，对各膨胀机12进行驱动、即对各发电机15进行驱动。通过各膨胀机12膨胀后的空气（排出空气）从各排气口12b经过空气配管5d被向外部气体释放。
[0040] 发电机15通过被膨胀机12驱动而进行发电。各发电机15与村落、地区制冷制暖的对象区域、规模大的购物中心、变电站、或者工厂等电力的需要方设备3电连接，由各发电机15发出的电力被向需要方设备3供给。
[0041] 此外，CAES发电装置1具备控制装置30。控制装置30由包括CPU（Central Processing Unit；中央处理器）、RAM（Random Access Memory；随机存取存储器）、ROM（Read Only Memory；只读存储器）那样的存储装置的硬件、和安装于该硬件的软件构筑。
[0042] 如图1以及图2所示，在控制装置30电连接有供电指令接收部31和放电指令接收部32。供电指令接收部31从供电指令发送部2a接受供电指令值，向控制装置30传递供电指令值。放电指令接收部32从放电指令发送部3a接受放电指令值，向控制装置30传递放电指令值。控制装置30基于供电指令值来控制电动机用逆变器14，基于放电指令值来控制发电机用逆变器16。
[0043] 本实施方式的控制装置30具备压缩台数运算部30a、压缩驱动控制部30b、剩余输入电力运算部30c、供电控制部30d、压缩均衡化控制部30e、膨胀台数运算部30、膨胀驱动控制部30g、剩余需要电力运算部30h、放电控制部30i、以及膨胀均衡化控制部30j。
[0044] 压缩台数运算部30a基于供电指令值来计算能够额定驱动的马达13的最大台数。具体而言，求出满足以下的式（1）的最大的整数Nc。例如，在作为供电指令值接收到输入电力Win为90kW这一信息的情况下，如果压缩机10以及马达13的额定动力WcR为40kW，则计算出的最大台数Nc为2。这里，“额定”表示能够将马达13以适当的状态（作为一个例子是最大效率）驱动的状态，例如表示以实际容许的最高旋转速度进行驱动的状态。
[0045] [数1]Win：输入电力
WcR：额定动力。
WcR：额定动力。
[0046] 压缩驱动控制部30b将由压缩台数运算部30a计算出的上述最大台数的马达13以额定方式驱动。具体而言，压缩驱动控制部30b对于特定的电动机用逆变器14赋予额定驱动指令。关于赋予额定驱动指令的电动机用逆变器14的选定方法后面叙述。
[0047] 剩余输入电力运算部30c计算从供电指令值的输入电力减去了驱动上述最大台数的马达13的电力后的剩余输入电力。具体而言，通过以下的式（2）来计算剩余输入电力。如上述例子那样，在接收到输入电力Win为90kW这一信息的情况下，如果压缩机10以及马达13的额定动力WcR为40kW，则将最大台数Nc计算为2的剩余输入电力ΔWin成为10kW。
[0048] [数2]Win：输入电力
WcR：额定动力
ΔWin：剩余输入电力。
WcR：额定动力
ΔWin：剩余输入电力。
[0049] 在剩余输入电力小于与一台马达13的最低旋转速度相当的电力的情况下，供电控制部30d通过将应向被以额定方式驱动的马达13中的一台供给的输入电力的一部分分配给剩余输入电力，来将马达13以最低旋转速度以上驱动。这里，与马达13的最低旋转速度相当的电力是指为了使马达13以最低旋转速度进行旋转所需要的电力。具体而言，在如上述例子那样剩余输入电力为10kW的情况下，如果与马达13的最低旋转速度相当的电力为20kW，则从应向被以额定方式驱动的马达13中的一台供给的40kW将至少10kW分配给剩余输入电力。
[0050] 进而言之，优选供电控制部30d以剩余输入电力成为比与一台马达13的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量的方式进行分配。即，在上述例子中，由于剩余输入电力为10kW，所以通过对其分配10kW而能够达到与上述的最低旋转速度相当的电力20kW，但优选不是准确地分配10kW，而是作为规定的电力量例如大5kW，分配15kW。由此，由于剩余输入电力成为比与一台马达13的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量（该情况下为5kW），所以即使是剩余输入电力伴随着供电指令值的减少而减少的情况，也不会立即低于与上述的最低旋转速度相当的电力。具体而言，直到供电指令值减少规定的电力量为止，剩余输入电力不会低于与上述的最低旋转速度相当的电力。因此，即使是供电指令值减少的情况，由剩余输入电力驱动的马达13（压缩机10）也不会立即停止，能够实现稳定的运转。
[0051] 压缩均衡化控制部30e控制电动机用逆变器14，以使多个马达13（压缩机10）间的驱动时间均衡化。具体而言，例如计测压缩机10以及马达13的驱动时间，从驱动时间少者起按顺序将进行驱动的优先级设定得高。优选该优先级在初期的运转开始时和运转中上述最大台数Nc发生变化时被更新。由此，由于能够防止将驱动中的压缩机10以及马达13停止而驱动其他压缩机10以及马达13的情况，所以能够实现稳定的运转。作为该优先顺序的设立方法，也可考虑尽量避开因消耗等而成为低效率的压缩机10的运转。
[0052] 膨胀台数运算部30f基于放电指令值来计算能够额定驱动的发电机15的最大台数。具体而言，求出满足以下的式（3）的最大的整数Ng。例如，在作为放电指令值接收到需要电力Wde为85kW这一信息的情况下，如果膨胀机12以及发电机15的额定动力WgR为40kW，则计算出的最大台数Ng为2。这里，“额定”表示能够将膨胀机12以及发电机15以适当的状态（作为一个例子为最大效率）驱动的状态，例如表示以实际容许的最高旋转速度进行驱动的状态。
[0053] [数3]Wde：需要电力
WgR：额定动力。
WgR：额定动力。
[0054] 膨胀驱动控制部30g将由膨胀台数运算部30f计算出的上述最大台数的发电机15以额定方式驱动。具体而言，膨胀驱动控制部30g对于特定的发电机用逆变器16赋予额定驱动指令。关于赋予额定驱动指令的发电机用逆变器16的选定方法后面叙述。
[0055] 剩余需要电力运算部30h计算从放电指令值的需要电力减去了驱动上述最大台数Ng的发电机15而得到的输出电力后的剩余需要电力。具体而言，通过以下的式（4）来计算剩余需要电力ΔWde。在如上述例子那样接收到需要电力Wde为85kW这一信息的情况下，如果发电机15的额定动力WgR为40kW，则将上述最大台数Ng计算为2的剩余需要电力ΔWde成为5kW。
[0056] [数4]Wde：需要电力
WgR：额定动力
ΔWde：剩余需要电力。
WgR：额定动力
ΔWde：剩余需要电力。
[0057] 在剩余需要电力小于以一台发电机15的最低旋转速度进行驱动而得到的电力的情况下，放电控制部30i通过将应由被以额定方式驱动的发电机15中的一台输出的需要电力的一部分分配给剩余需要电力，来将膨胀机12以及发电机15以最低旋转速度以上驱动。具体而言，在如上述例子那样剩余需要电力为5kW的情况下，如果与膨胀机12以及发电机15的最低旋转速度相当的电力为10kW，则从应向被以额定方式驱动的发电机15中的一台供给的40kW将至少5kW分配给剩余输入电力。
[0058] 进而言之，优选放电控制部30i以剩余需要电力成为比与一台发电机15的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量的方式进行分配。即，在上述例子中，由于剩余需要电力为5kW，所以通过对其分配5kW而能够达到与上述的最低旋转速度相当的电力10kW，但优选不是准确地分配5kW，而是作为规定的电力量例如大5kW，分配10kW。由此，由于剩余需要电力成为比与一台发电机15的最低旋转速度相当的电力大规定的电力量（该情况下为5kW），所以即使是放电指令值减少的情况，剩余需要电力也不会立即低于与上述的最低旋转速度相当的电力。具体而言，直到放电指令值减少规定的电力量为止，剩余需要电力不会低于与上述的最低旋转速度相当的电力。因此，即使是放电指令值减少的情况，由剩余需要电力的放电指令值驱动的发电机15（膨胀机12）也不会立即停止，能够实现稳定的运转。
[0059] 膨胀均衡化控制部30j控制发电机用逆变器16以使多个发电机15（膨胀机12）间的驱动时间均衡化。具体而言，例如计测膨胀机12以及发电机15的驱动时间，从驱动时间少者开始按顺序将使用的优先级设定得高。优选优先级在初期的运转开始时和运转中上述最大台数Ng发生变化时被更新。由此，由于能够防止将驱动中的膨胀机12以及发电机15停止而驱动其他膨胀机12以及发电机15的情况，所以能够实现稳定的运转。作为该优先顺序的设立方法，也可考虑尽量避开因消耗等而成为低效率的膨胀机12的运转。
[0060] 图3是表示供电指令值与第Nc台以及第Nc＋1台马达13的输出的关系的图表。图表的横轴表示供电指令值、即表示输入电力，图表的纵轴表示第Nc台以及第Nc＋1台马达13的输出。
[0061] 直到供电指令值为Wc1为止，第Nc台马达13被以最低旋转速度驱动。即，被以与最低旋转速度相当的电力驱动，在本实施方式中此时的输出相对于额定输出为40％的比例。此时，第Nc＋1台马达13未被驱动。供电指令值从Wc1到Wc2，使第Nc台马达13的旋转速度上升、即使输出上升，当在Wc2第Nc台马达13的输出达到了额定（100％）时从第Nc台马达13向第Nc＋1台马达13分配规定的供电指令值ΔWc。规定的供电指令值ΔWc是与第Nc＋1台马达
13的最低旋转速度相当的电力以上。即，在本实施方式中，以第Nc＋1台马达13的输出相对于额定成为40％以上的方式分配供电指令值ΔWc。供电指令值从Wc2到Wc3，第Nc＋1台马达
13被以最低旋转速度驱动、即被以与最低旋转速度相当的电力驱动，在本实施方式中此时的输出相对于额定输出为40％的比例。而且，此时使第Nc台马达13的旋转速度上升、即使输出上升。而且，在供电指令值Wc3，第Nc台马达13的输出再次达到额定（100％）。供电指令值从Wc3到Wc4，使第Nc＋1台马达13的旋转速度上升、即使输出上升。而且，如果在供电指令值Wc4第Nc＋1台马达13的输出达到额定（100％），则将Nc更新为Nc＋1。
13的最低旋转速度相当的电力以上。即，在本实施方式中，以第Nc＋1台马达13的输出相对于额定成为40％以上的方式分配供电指令值ΔWc。供电指令值从Wc2到Wc3，第Nc＋1台马达
13被以最低旋转速度驱动、即被以与最低旋转速度相当的电力驱动，在本实施方式中此时的输出相对于额定输出为40％的比例。而且，此时使第Nc台马达13的旋转速度上升、即使输出上升。而且，在供电指令值Wc3，第Nc台马达13的输出再次达到额定（100％）。供电指令值从Wc3到Wc4，使第Nc＋1台马达13的旋转速度上升、即使输出上升。而且，如果在供电指令值Wc4第Nc＋1台马达13的输出达到额定（100％），则将Nc更新为Nc＋1。
[0062] 图4是表示放电指令值与第Ng台以及第Ng＋1台发电机15的输出的关系的图表。图表的横轴表示放电指令值、即表示需要电力，图表的纵轴表示第Ng台以及第Ng＋1台发电机15的输出。
[0063] 直到放电指令值为Wg1为止，第Ng台发电机15被以最低旋转速度驱动。即，输出与最低旋转速度相当的电力，在本实施方式中此时的输出相对于额定输出为10％的比例。此时，第Ng＋1台发电机15不被驱动。放电指令值从Wg1到Wg2，使第Ng台发电机15的旋转速度上升、即使输出上升，当在Wg2第Ng台发电机15的输出达到了额定（100％）时将规定的放电指令值ΔWg分配给第Ng＋1台发电机15。规定的放电指令值ΔWg是与第Ng＋1台发电机15的最低旋转速度相当的电力以上。即，在本实施方式中，以第Ng＋1台发电机15的输出相对于额定成为10％以上的方式分配放电指令值ΔWg。放电指令值从Wg2到Wg3，第Ng＋1台发电机15被以最低旋转速度驱动、即输出与最低旋转速度相当的电力，在本实施方式中此时的输出相对于额定输出为10％的比例。而且，此时使第Ng台发电机15的旋转速度上升、即使输出上升。而且，在放电指令值Wg3，第Ng台发电机15的输出再次达到额定（100％）。放电指令值从Wg3到Wg4，使第Ng＋1台发电机15的旋转速度上升、即使输出上升。而且，如果在放电指令值Wg4第Ng＋1台发电机15的输出达到额定（100％），则将Ng更新为Ng＋1。
[0064] 根据本实施方式，能够由蓄压罐11将可再生能源那样的输出不规则变动的能源作为压缩空气储藏，并能够在需要的时候将压缩空气向膨胀机12供给，驱动发电机15来进行发电。特别是，由压缩台数运算部30a基于供电指令值来计算能够额定驱动的马达13的最大台数，能够由压缩驱动控制部30b将该最大台数马达13以额定方式驱动。因此，由于能够将适当的状态的以额定方式进行驱动的马达13的台数确保最大台数，所以能够使CAES发电装置1的充电效率（运转效率）提高。此外，由于相对于变动的输入电力，将最大台数的马达13的输出固定，所以能够减少输出发生变动的马达13的台数，能够实现稳定的运转。
[0065] 此外，根据本实施方式，由于能够由剩余输入电力运算部30c计算剩余输入电力，能够由供电控制部30d使剩余输入电力为与一台马达13的最低旋转速度相当的电力以上，所以能够有效地利用剩余输入电力。如果假设不进行这样的控制，则在剩余输入电力小于与上述的最低旋转速度相当的电力的情况下，即使向马达13供给剩余输入电力，马达13的旋转速度也成为被容许的最低旋转速度以下，所以无法驱动马达13，剩余输入电力成为浪费。特别是，由于剩余输入电力伴随着输入电力的变动而变动，所以作为CAES发电装置1优选的是能够在这样宽的范围有效地利用剩余输入电力。
[0066] 此外，根据本实施方式，由于能够由压缩均衡化控制部30e使各个马达13（压缩机10）的驱动时间均衡化，所以能够防止仅特定的压缩机10以及马达13被驱动而劣化的情况。
在如上述那样将所驱动的压缩机10以及马达13适当地变更的结构中，由于压缩机10以及马达13的驱动时间容易产生偏差，所以能够这样将驱动时间均衡化是特别有效的。
在如上述那样将所驱动的压缩机10以及马达13适当地变更的结构中，由于压缩机10以及马达13的驱动时间容易产生偏差，所以能够这样将驱动时间均衡化是特别有效的。
[0067] 此外，根据本实施方式，能够由膨胀台数运算部30f基于放电指令值来计算能够额定驱动的发电机15的最大台数，并由膨胀驱动控制部30g将该最大台数的发电机15以额定方式驱动。因此，由于能够将适当的状态的以额定方式驱动的发电机15的台数确保最大台数，所以能够使CAES发电装置1的放电效率（运转效率）提高。此外，由于相对于变动的输入电力，将最大台数的发电机15的输出固定，所以能够减少输出变动的发电机15的台数，能够实现稳定的运转。
[0068] 此外，根据本实施方式，能够由剩余需要电力运算部30h计算剩余需要电力，并由放电控制部30i使剩余需要电力为与一台发电机15的最低旋转速度相当的电力以上，所以能够准确地输出与剩余需要电力对应的电力。这里，与发电机15的最低旋转速度相当的电力是指以最低旋转速度驱动发电机15而得到的电力。在假设不进行这样的控制的情况下，在剩余需要电力小于与上述的最低旋转速度相当的电力的情况下，即使将发电机15以最低旋转速度驱动也进行超过了剩余需要电力的发电，相对于放电指令值产生剩余电力。特别是，由于剩余需要电力根据需要方设备3的状况而变动，所以作为CAES发电装置1优选的是能够应对这样宽的范围的剩余需要电力。
[0069] 此外，根据本实施方式，由于能够由膨胀均衡化控制部30j使各个发电机15（膨胀机12）的驱动时间均衡化，所以能够防止仅特定的膨胀机12以及发电机15被驱动而劣化的情况。在如上述那样将所驱动的膨胀机12以及发电机15适当地变更的结构中，由于膨胀机12以及发电机15的驱动时间容易产生偏差，所以能够这样使驱动时间均衡化是特别有效的。
[0070] 在这里所记载的实施方式以及其变形例中，关于由可再生能源进行的发电的对象，能够将利用了例如风力、太阳光、太阳热、波浪力或者潮力、流水或者潮汐等通过自然的力稳定（或反复）地补充并且不规则变动的能源的装置全部作为对象。此外，也可以是将商用电力作为输入电力且电力因工厂内的其他消耗大电力的机器而变动的装置。
[0071] 此外，在本实施方式中，例示了使压缩机和膨胀机分别为多个的装置，但根据本发明，只要使进行压缩机或者膨胀机的台数控制的压缩机或者膨胀机的台数为多个即可，不进行台数控制的压缩机或者膨胀机可以为单个。具体而言，在技术方案1涉及的实施方式的情况下，膨胀机也可以为单个，在技术方案5涉及的实施方式的情况下，压缩机也可以为单个。
[0072] 通过以上，对本发明的具体的实施方式、其变形例进行了说明，但本发明并不限定于上述方式，在该发明的范围内能够进行各种变更来实施。例如，也可以将各个实施方式的内容适当地组合而得到的方案作为该发明的一个实施方式。
[0073] 附图标记说明1 CAES发电装置
2 发电设备
2a 供电指令发送部
3 需要方设备
3a 放电指令发送部
4 收送电设备
5a～5d 空气配管
6a、6b 阀
10 压缩机
10a 吸气口
10b 喷出口
11 蓄压罐（蓄压部）
12 膨胀机
12a 供气口
12b 排气口
13 马达（电动机）
14 电动机用逆变器
15 发电机
16 发电机用逆变器
30 控制装置
30a 压缩台数运算部
30b 压缩驱动控制部
30c 剩余输入电力运算部
30d 供电控制部
30e 压缩均衡化控制部
30f 膨胀台数运算部
30g 膨胀驱动控制部
30h 剩余需要电力运算部
30i 放电控制部
30j 膨胀均衡化控制部
31 供电指令接收部
32 放电指令接收部。
2 发电设备
2a 供电指令发送部
3 需要方设备
3a 放电指令发送部
4 收送电设备
5a～5d 空气配管
6a、6b 阀
10 压缩机
10a 吸气口
10b 喷出口
11 蓄压罐（蓄压部）
12 膨胀机
12a 供气口
12b 排气口
13 马达（电动机）
14 电动机用逆变器
15 发电机
16 发电机用逆变器
30 控制装置
30a 压缩台数运算部
30b 压缩驱动控制部
30c 剩余输入电力运算部
30d 供电控制部
30e 压缩均衡化控制部
30f 膨胀台数运算部
30g 膨胀驱动控制部
30h 剩余需要电力运算部
30i 放电控制部
30j 膨胀均衡化控制部
31 供电指令接收部
32 放电指令接收部。
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