JP2004194415A

JP2004194415A - 電力量一定制御システム

Info

Publication number: JP2004194415A
Application number: JP2002358818A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Matsumoto; 匡史松本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】電力の自由化に伴い、ＩＰＰ発電所や電力小売業等の電力供給側と電力会社との間では、電力売電を行う系統の連系点で、規約による電力量一定制御が必要とされるが、複数台の発電所や発電機を対象とした電力量一定制御システムは、現在のところ見当たらない。この問題点を解消するため、補正すべき電力量を複数台の発電機に均等または重み付けをして指令するシステムを提供する。
【解決手段】データ部と演算部と振り分け演算部と出力部とを備えた電力量一定制御システムにおいて、振り分け演算部が複数の発電機に対して補正すべき負荷の各分担量を演算し、その結果を出力部を介して発電機に指令する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の発電所や複数の発電機の発電出力量を系統との連系点において一定に制御するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、我国においても電力の自由化が進み、従来の電力会社による電力供給に加え、企業や自治体が一般需要家に電力を供給するケースが増加してきている。この場合、企業や自治体が保有する発電所電力を一般需要家に直接売電するのではなく、前記企業や自治体が電力会社と取り交わした規約に基づいて発電電力を電力会社に売電するものである。企業や自治体と電力会社との売電電力量の精算は、系統への連系点で行われている。この場合、電力量が一定となるよう規約に定められており、供給すべき電力量が何らかの原因でばらつきが出た場合に、積算電力量の超過もしくは不足分を１時間で目標値となるよう発電機の出力指令を補正している。
【０００３】
このような従来の発電機の出力一定制御システム技術として、自家用発電設備から電力系統へ送電する送電電力量を検出する第１の電力量計と、電力系統から電力会社が受電する受電電力量を検出する第２の電力量計と、前記第１の電力量計で検出した送電電力量と、第２の電力量計で検出した受電電力量に基づき、発電コントローラに対して発電指令を与える構成が示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４７７６８号公報（第３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１で示された従来技術では、１台の発電機の発電出力を対象としたものであり、最近のように、ＩＰＰ発電所や電力小売業の増加に伴う、前記電力会社への売電を行う系統への連系点における複数の発電所や発電機を対象とした電力量一定制御のできるものではない。また、複数の発電所や発電機の負荷分担を任意に行うという要求に対しても対応できないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電力売買の管理点である連系点において電力量を管理し、複数台の発電機または発電所に対して、均等または重み付けをもって補正分の負荷分担量の指令すなわち出力増減指令を出すシステムを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
複数の発電機の発電出力を系統に接続する連系点での電力量を一定に制御する電力量一定制御システムであって、データ部と演算部と振り分け演算部と出力部とを備え、
データ部は連系点における負荷パターンを格納するものであり、演算部は前記データ部の負荷パターンおよび前記連系点の電力量をもとに複数の発電機への出力指令を演算するものであり、振り分け演算部は前記演算部からの指令を受けて複数の発電機へ補正すべき負荷の各分担量を演算するものであり、出力部は振り分け演算部の演算結果を複数の発電機に出力するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この実施の形態１による複数の発電機の発電出力を系統連系点において電力量を一定とする制御システムのブロック図である。
図において、電力量一定制御システム１００は、系統の連系点６で実行する負荷パターンを格納するデータ部１と、このデータおよび前記連系点の電力量をもとに複数の発電機５Ａ〜５Ｃの出力指令を演算する演算部２と、前記演算部からの指令を受けて複数の各発電機５Ａ〜５Ｃの補正すべき負荷分担を演算する振り分け演算部４と、その演算結果を各発電機５Ａ〜５Ｃに出力指令を出す出力部３とで構成されている。
【０００９】
次に、動作について説明する。
図２は、系統の連系点における電力量の推移を示す図であり、この図に示すように一般的な連系点６における電力量は、理想の出力電力値と実際の電力値とは相異するため、一定時間毎に積算された電力量を前記演算部２で確認し、規約時間（例えば、１時間）で目標電力量を達成するように残りの時間で各発電機５Ａ〜５Ｃに出力補正をかけている。
この実施の形態１では、前記補正負荷分を各発電機５Ａ〜５Ｃに分担させるための振り分け演算部４を設け、前記補正分ΔＷの電力量をｎ台の発電機（図１では３台）の各発電機５Ａ〜５Ｃに均等割したΔＷ／ｎの負荷分担、つまり出力増減を演算し、その結果を出力部３を介して各発電機５Ａ〜５Ｃに指令する。
これにより各発電機５Ａ〜５Ｃは連系点における不足分または超過分の電力に相当する負荷を均等に分担し、出力補正を行うことで連系点６での電力量一定制御が行われ、規約の順守とともに、系統安定性が保たれる。なお、この実施の形態１では発電機台数を３としたが、これに限らず複数台数であればよいことは言うまでもない。
【００１０】
実施の形態２．
実施の形態２を図３に基づいて説明する。前記実施の形態１では、複数台の発電機５Ａ〜５Ｃに対して均等に負荷を分担する場合について述べたが、この実施の形態２では各発電機５Ａ〜５Ｃにそれぞれある重み付けがなされている場合の電力量一定制御システム１００Ａについて述べる。
図３において、複数の発電機５Ａ〜５Ｃにはそれぞれ個別にＸ、Ｙ、Ｚの重み付けがなされている。振り分け演算部４は、演算時に別途データとして与えられた前記重み付けデータＸ、Ｙ、Ｚを考慮し、補正分ΔＷ電力量の各発電機５Ａ〜５Ｃへの負荷分担の演算を行う。
すなわち、発電機５ＡにはΔＷ×（Ｘ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、５ＢにはΔＷ×（Ｙ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、５ＣにはΔＷ×（Ｚ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）の負荷分担を演算し、出力部３を介し各発電機５Ａ〜５Ｃに出力増減指令を出す。このような実施の形態２のシステムを採用することによって、片寄った補正負荷を与えず各発電機の体格、特性に適合した負荷分担を設定することができるという効果を奏する。
【００１１】
なお、前記重み付けＸ、Ｙ、Ｚのデータは予め与えられている場合もあるが、変動要素が発生した場合にも適用できる。例えば、機械側の故障発生で、発電機５Ａが定格出力運転が出来なくなった場合、その発電機５Ａの重みをその時点における可能出力以下となるよう設定するとともに、他の発電機５Ｂ、５Ｃの負荷分担を大きくし、発電機５Ａの出力不足分をカバーすることが可能となる。この際、他の発電機５Ｂ、５Ｃの重み付けの見直しも行われてもよい。このように発電機の負荷分担を任意に行うことが可能となる。なお、当然のことながら前記例では発電機５Ｂ、５Ｃの出力限界を越える負荷分担であってはならない。
【００１２】
実施の形態３．
実施の形態３を図４に基づいて説明する。
前記実施の形態１、２では系統との連系点６に対し、複数の発電機に対して制御を行うシステムを示した。この実施の形態３では、前記連系点６に対し複数の発電所を含む一定のエリアに関する電力量一定制御システム１００Ｂを説明する。
図４において、複数の発電所８Ａ〜８Ｃの発電出力は連系点６を介して系統に送電されている。前記発電所８Ａ〜８Ｃにはそれぞれ固有の制御システム９Ａ〜９Ｃが設けられており、各発電所毎に設定されたそれぞれの電力量目標値となるよう出力電力量一定制御されている。
【００１３】
このような構成の電力量一定制御システム１００Ｂの動作につい説明する。前述した実施の形態１と同様に、振り分け演算部４は補正分ΔＷの電力量をｎ個所の発電所、図４では３個所の各発電所８Ａ〜８Ｃに均等割りしたΔＷ／ｎの負担分担つまり、各発電所の出力増減を演算し、その結果を出力部３を介して各発電所８Ａ〜８Ｃの制御システム９Ａ〜９Ｃに出力指令する。これにより、各発電所８Ａ〜８Ｃは不足分または超過分の負荷を均等に分担し、出力補正を行うことで、片寄った補正負荷を与えることなく連系点６における電力量一定制御が行われ、規約の順守、系統の安定性を保つことができる。
【００１４】
実施の形態４．
前記実施の形態３では、補正分ΔＷの電力量をｎ個所の発電所８Ａ〜８Ｃで均等割りする例を示したが、この実施の形態４では実施の形態２で示したように各発電所８Ａ〜８Ｃにそれぞれある重み付けＸ、Ｙ、Ｚを行い、振り分け演算部４は、演算時にこの各発電所毎の重みデータＸ、Ｙ、Ｚを考慮して補正分ΔＷ電力量の各発電機８Ａ〜８Ｃへの負荷分担の演算を行うものである。演算式は実施の形態２と同様なので説明を省略する。
このような実施の形態４のシステムを採用することによって、片寄った補正負荷を与えることなく各発電所の体格、特性に適合した負荷分担を設定することができる。また、前記重み付けＸ、Ｙ、Ｚのデータは変動要素が発生した場合にも任意に変更可能なことは言うまでもない。
【００１５】
実施の形態５．
この実施の形態５では、各発電所毎に複数の発電機を備えた複数の発電所の一定エリア内の発電出力を、系統に接続する連系点での電力量を一定制御する電力量一定制御システムに関するものである。この実施の形態５の図は前記した図４を流用するものであり、図４に示した各発電所８Ａ〜８Ｃの内部にはそれぞれ複数の発電機が備えられているものである。
次に動作を説明する。前述した実施の形態３と同様に、補正分ΔＷの電力量を振り分け演算部４は、ｎ個所の複数の発電所８Ａ〜８Ｃに均等割りしたΔＷ／ｎの負担分担、つまり各発電所８Ａ〜８Ｃの出力増減を演算し、その結果を出力部３を介して各発電所８Ａ〜８Ｃの制御システム９Ａ〜９Ｃに出力指令する。前記制御システム９Ａ〜９Ｃは各発電所毎の出力増減指令を受けて、自己の発電所毎に複数の発電機の出力を制御し、それぞれ設定された電力量目標値となるよう、発電所の出力電力量一定制御する。このようなシステム構成を採用しているので、各発電所８Ａ〜８Ｃは補正分負荷を均等に分担するとともに、各発電所内の複数の発電機を発電所独自に制御して出力補正を行い、連系点６における電力量一定制御が行われるという効果を奏する。
【００１６】
実施の形態６．
前記実施の形態５では、各発電所毎に補正分ΔＷを均等割りを行う例を示したが、この実施の形態６では、各発電所毎に重み付けを行うものである。この実施の形態６の動作を説明する。振り分け演算部４による複数の各発電所８Ａ〜８Ｃの補正分の負荷分担および各発電所への出力指令は前述した実施の形態４と同様であるので、説明を省略する。各発電所８Ａ〜８Ｃの各制御システム９Ａ〜９Ｃは各発電所毎の出力増減指令を受けて、自己の発電所毎に複数の発電機の出力を制御し、それぞれ設定された電力量目標値となるよう出力電力量を一定制御する。
このようなシステム構成でも前記［００１５］に述べたと同様の効果を奏する。
【００１７】
実施の形態７．
この実施の形態７は、前記した実施の形態５の各発電所８Ａ〜８Ｃの補正負荷分担が均等割りになされたものに加えて各発電所８Ａ〜８Ｃ内に設けられた複数の発電機に、各発電所毎に設定された補正負荷分担量を均等に行うものである。つまり、複数の発電所８Ａ〜８ＣにΔＷ／ｎの均等負荷分担を行うまでの動作は前述の実施の形態５と同様である。各制御システム９Ａ〜９Ｃは各発電所毎の出力増減指令を受けて、自己の発電所毎の複数の発電機に均等割りの負荷分担となるよう制御し、各発電所毎の電力目標値となるよう出力電力量を一定制御する。このようなシステム構成でも、前記［００１５］に述べたと同様の効果を奏する。
【００１８】
実施の形態８．
前記した実施の形態７が各発電機の補正負荷分担を均等に行うものであったのに対し、この実施の形態８では各発電機毎に重み付けをして負荷分担を行うものである。各発電所８Ａ〜８Ｃの各制御システム９Ａ〜９Ｃは各発電所毎の出力増減指令を受けて、自己の発電所内の複数の発電機毎に重み付けを行って各発電機の出力を制御し、それぞれ設定された電力量目標値となるよう出力電力量を一定制御する。
このようなシステム構成でも、前記［００１５］に述べたと同様の効果を奏する。
【００１９】
実施の形態９．
前記した実施の形態６が各発電所８Ａ〜８Ｃの補正負荷分担が重み付けによってなされたものに加えて、各発電所８Ａ〜８Ｃ内に設けられた複数の発電機に、負荷分担を均等に行うものである。
このようなシステム構成でも、前記［００１５］に述べたと同様の効果を奏する。
【００２０】
実施の形態１０．
前記した実施の形態９が各発電機に補正負荷の分担を均等に行うものであったのに対し、この実施の形態１０では各発電機毎に重み付けをして負荷分担を行うものである。
このようなシステム構成でも、前記［００１５］に述べたと同様の効果を奏する。
【００２１】
実施の形態１１．
図５は、この実施の形態１１による複数の発電所を含むエリア内で負荷を含む場合の制御システム１００Ｃのブロック図である。
図５において、負荷１０は前記エリア内で系統に接続する連系点６に到るまでの間に存在するものを示す。前記負荷の出力するアナログ信号を振り分け演算部４が取り込み、補正負荷ΔＷを含めて複数の発電所８Ａ〜８Ｃの負荷分担量を演算し、各発電所の制御システム９Ａ〜９Ｃに出力部３を介して指令するものである。
このような構成のシステム１００Ｃでは、エリア内に電力を消費する負荷が含まれている場合にも、連系点６における電力量一定制御が可能となり、規約の順守と、系統の安定を図ることができるという効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は以上述べたように、複数の発電機の発電出力を系統に接続する連系点の電力量を一定に制御する電力量一定制御システムの構成であるので、以下のような効果がある。
データ部と演算部と振り分け演算部と出力部とを備え、
データ部は連系点における負荷パターンを格納するものであり、演算部は前記データ部の負荷パターンおよび前記連系点の電力量をもとに複数の発電機への出力指令を演算するものであり、振り分け演算部は前記演算部からの指令を受けて複数の発電機へ補正すべき負荷の各分担量を演算するものであり、出力部は振り分け演算部の演算結果を複数の発電機に出力するものであるので、系統への連系点における補正電力量つまり不足分電力量または超過分電力量を、複数の発電機が負担して出力補正を行うので、片寄った発電機負荷とならず、無理なく補正を行うことができ、その結果連系点での電力量一定制御が確実に行うことができ、電力供給、需要側との規約が順守できるとともに、系統安定性が保たれるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による電力量一定制御システムのブロック図である。
【図２】系統との連系点における一般的な電力量の推移を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２による電力量一定制御システムのブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３〜実施の形態１０による電力量一定制御システムのブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１１による電力量一定制御システムのブロック図である。
【符号の説明】
１データ部、２演算部、３出力部、４振り分け演算部、
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ発電機、６連系点、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ発電所、
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ制御システム、１０負荷、
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ電力量一定制御システム、
Ｘ，Ｙ，Ｚ重み。

Claims

複数の発電機の発電出力を系統に接続する連系点での電力量を一定に制御する電力量一定制御システムであって、データ部と演算部と振り分け演算部と出力部とを備え、
前記データ部は前記連系点における負荷パターンを格納するものであり、前記演算部は前記データ部の負荷パターンおよび前記連系点の電力量をもとに前記複数の発電機への出力指令を演算するものであり、前記振り分け演算部は前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電機へ補正すべき負荷の各分担量を演算するものであり、前記出力部は前記振り分け演算部の演算結果を前記複数の発電機に出力するものであることを特徴とする電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電機へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電機に均等割になるよう演算するものであることを特徴とする請求項１に記載の電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電機へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電機毎にそれぞれ重みをつけて演算するものであることを特徴とする請求項１に記載の電力量一定制御システム。
複数の発電所の発電出力を系統に接続する連系点での電力量を一定に制御する電力量一定制御システムであって、データ部と演算部と振り分け演算部と出力部とを備え、
前記データ部は前記連系点における負荷パターンを格納するものであり、前記演算部は前記データ部の負荷パターンおよび前記連系点の電力量をもとに前記複数の発電機への出力指令を演算するものであり、前記振り分け演算部は前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を演算するものであり、前記出力部は前記振り分け演算部の演算結果を前記複数の発電所に出力するものであることを特徴とする電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所に均等割になるよう演算するものであることを特徴とする請求項４に記載の電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所毎にそれぞれ重みをつけて演算するものであることを特徴とする請求項４に記載の電力量一定制御システム。
発電所毎に複数の発電機を備え、前記発電所に個別の制御システムを設けた複数の発電所の発電出力を、系統に接続する連系点での電力量を一定に制御する電力量一定制御システムであって、データ部と演算部と振り分け演算部と出力部とを備え、前記データ部は前記連系点における負荷パターンを格納するものであり、前記演算部は前記データ部の負荷パターンおよび前記連系点の電力量をもとに前記複数の発電機への出力指令を演算するものであり、前記振り分け演算部は前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を演算するものであり、前記出力部は前記振り分け演算部の演算結果を前記複数の発電所個別の制御システムに出力するものであることを特徴とする電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所に均等割になるよう演算するものであることを特徴とする請求項７に記載の電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所毎にそれぞれ重みをつけて演算するものであることを特徴とする請求項７に記載の電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所に均等割になるよう演算し、その演算結果を受けた前記出力部は前記複数の発電所個別の制御システムに出力し、前記個別制御システムは、前記複数の発電機に均等割になるよう補正すべき負荷分担量を指令するものであることを特徴とする請求項７に記載の電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所に均等割になるよう演算し、その演算結果を受けた前記出力部は前記複数の発電所個別の制御システムに出力し、前記個別制御システムは、前記複数の発電機毎にそれぞれ重みをつけて補正すべき負荷分担量を指令するものであることを特徴とする請求項７に記載の電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所毎にそれぞれ重みをつけて演算し、その演算結果を受けた前記出力部は前記複数の発電所個別の制御システムに出力し、前記個別制御システムは、前記複数の発電機に均等割になるよう補正すべき負荷の各分担量を指令するものであることを特徴とする請求項７に記載の電力量一定制御システム。
前記振り分け演算部は、前記演算部からの指令を受けて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を、前記複数の発電所毎にそれぞれ重みをつけて演算し、その演算結果を受けた前記出力部は前記複数の発電所個別の制御システムに出力し、前記個別制御システムは、前記複数の発電機毎にそれぞれ重みをつけて、補正すべき負荷の各分担量を指令するものであることを特徴とする請求項７に記載の電力量一定制御システム。
前記複数の発電所を含むエリア内で、前記系統に接続する連系点に到るまでの間に、エリア内負荷を有し、前記エリア内負荷の信号が前記振り分け演算部に入力されるとともに、前記振り分け演算部は前記エリア内負荷を含めて前記複数の発電所へ補正すべき負荷の各分担量を演算することを特徴とする請求項４または請求項７に記載の電力量一定制御システム。