JP4864803B2 - 電力需給制御装置およびその方法 - Google Patents
電力需給制御装置およびその方法Info
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Description
電力系統内に接続される複数の分散型電源の発電出力を調整して前記電力系統内に接続される発電装置の総発電出力と負荷電力との偏差を一定にする電力需給制御装置において、
前記電力系統内に接続される発電装置の発電出力または前記負荷電力の予測値および予測値の信頼度を出力する予測手段と、
前記予測値および前記電力系統の任意の箇所の電力潮流目標値を用いて前記複数の分散型電源の総発電出力を求める発電総出力演算手段と、
前記予測値の信頼度に応じて前記複数の分散型電源の負荷配分を算出する負荷配分算出法を選択する負荷配分切替え手段と、
前記負荷配分切替え手段により選択された負荷配分算出法により前記分散型電源の総発電出力から前記複数の分散型電源の各発電出力目標値を生成する負荷配分手段と、
を備えることを特徴とする電力需給制御装置、
および
電力系統内に接続される複数の分散型電源の発電出力を調整して前記電力系統内に接続される発電装置の総発電出力と負荷電力との偏差を一定にする電力需給制御方法において、
前記電力系統内に接続される発電装置の発電出力または前記負荷電力の予測値および予測値の信頼度を出力し、
前記予測値および前記電力系統の任意の箇所の電力潮流目標値を用いて前記複数の分散型電源の総発電出力を求め、
前記予測値の信頼度に応じて前記複数の分散型電源の負荷配分を算出する負荷配分算出法を選択し、
前記選択された負荷配分算出法により前記分散型電源の総発電出力から前記複数の分散型電源の各発電出力目標値を生成する
ことを特徴とする電力需給制御方法、
を提供する。
図1に示す実施例1では、電力需給制御装置1が、対象電力系統内に設置されたn台の発電出力が可変制御可能な分散型電源2a,2nの電力需給制御を行う。分散型電源2a,2nとしては、エンジン発電機、タービン発電機、電力貯蔵装置、燃料電池等がある。
自然エネルギー発電装置Aの発電出力予測手段11A、自然エネルギー発電装置Bの発電出力予測手段11Bおよび負荷量予測手段12について説明する。これら発電出力予測手段11A,11Bおよび負荷量予測手段12は、入力信号と出力信号とが異なるが、その内部構造である予測モデルの構造は同一である。
X k = a0 + a1・Xk−1 + a2・Xk−2 + … + am・Xk−m + εk (1)
ここでm:AR次数、a k:AR係数、εk:残差 である。
σk 2=r・σ2+p・εk−1 2+q・σk−1 2 (2)
ここで、p,q,rは非負の定数で、かつp+q+r=1、σ2は平均分散である。
G1_ref k+ … + Gn_ref k = G_all k (3)
G1pmin ≦ G1_ref ≦ G1pmax
…
Gnpmin ≦ Gn_ref ≦ Gnpmax (4)
ただし、Gipminはi番目(iは1からn)の分散型電源の最小発電出力、
Gipmaxはi番目(iは1からn)の分散型電源の最大発電出力。
で表わせる。
F1 = f1(G1_ref k)+ … +fn(Gn_ref k) (5)
を最小化するG1_ref k,…,Gn_ref kを求める。
上述のように、本発明では、電力需給制御する対象電力系統内の負荷電力や自然エネルギー発電装置の発電出力の予測値である期待値と、期待値の信頼度を表す分散とを基に、予測値の信頼度が高い場合には経済負荷配分により燃料費が最小となる経済性の高い各分散型電源の各発電出力目標を算出し、一方、予測値の信頼度が低い場合には分散型電源の発電予備力を確保し各分散電源の発電出力の増減可能な範囲を大きくする各分散型電源の各発電出力目標を算出する。
実施例2の構成は、図1に示す電力需給制御装置1の構成と同じであり、負荷配分法切替え機能15の内部の処理が異なる。
負荷配分法切替え手段15には、自然エネルギー発電装置Aの発電出力予測手段11A、自然エネルギー発電装置Bの発電出力予測手段11Bおよび負荷量予測手段12がそれぞれ出力する時点kにおける分散GA_σk,GB_σkおよびL_σkが与えられる。負荷配分法切替え手段15では、内部で入力される信号数と同一個数の値と1つの動作時限値とが設定されている。
GA_σk>A の場合は S1=GA_σk − A
GA_σk≦A の場合は S1=0
GB_σk>B の場合は S2=GB_σk − B (8)
GA_σk≦B の場合は S2=0
L_σk>C の場合は S3=L_σk−C
L_σk≦C の場合は S3=0
S1s=S1 × 添字kのサンプリング時間+S1s
S2s=S2 × 添字kのサンプリング時間+S2s (9)
S3s=S3 × 添字kのサンプリング時間+S3s
なお、S1s,S2s,S3sとも初期値はゼロとする。
予測する期待値の分散がある時間継続して動作時限を越える場合に、負荷配分法切替え手段の0または1出力が切り替わるため切替え頻度が少なくなり、負荷配分手段14で使用する経済負荷配分法または予備力確保配分法の切替え頻度が少なくなる。このため、各分散型電源2a,2nの発電出力目標G1_refk,Gn_refkの変化が小さくなり、各分散型電源の発電出力が安定する効果がある。
実施例3は、図1に示す電力需給制御装置1の構成と同じであり、負荷配分手段14の内部の処理が異なる。
実施例3では、負荷配分手段14の内部での処理のうち、実施例1で説明した予備力確保配分法の処理が異なり、処理が異なる部分についてのみ説明する。
このように、実施例による予備力確保配分法では、重み付けをした特定の分散型電源の発電出力目標値を当該分散型電源の最大出力値と最小出力値との中間値に近付けることができ、分散型電源の発電予備力を大きく確保することが可能となる。
11A…自然エネルギー発電装置Aの発電出力予測手段、
11B…自然エネルギー発電装置Bの発電出力予測手段、12…負荷量予測手段、
13…発電総出力演算器、14…負荷配分手段、15…負荷配分法切替え手段、
16…減算器、17…発電出力補正手段、18a〜18n…加算器。
Claims (9)
- 電力系統内に接続される複数の分散型電源の発電出力を調整して前記電力系統内に接続される発電装置の総発電出力と負荷電力との偏差を一定にする電力需給制御装置において、
前記電力系統内に接続される発電装置の発電出力または前記負荷電力の予測値および予測値の信頼度を出力する予測手段と、
前記予測値および前記電力系統の任意の箇所の電力潮流目標値を用いて前記複数の分散型電源の総発電出力を求める発電総出力演算手段と、
前記予測値の信頼度に応じて前記複数の分散型電源の負荷配分を算出する負荷配分算出法を選択する負荷配分切替え手段と、
前記負荷配分切替え手段により選択された負荷配分算出法により前記分散型電源の総発電出力から前記複数の分散型電源の各発電出力目標値を生成する負荷配分手段と、
を備えたことを特徴とする電力需給制御装置。 - 請求項1記載の電力需給制御装置において、
前記予測手段は、予測モデルをAR−GARCHモデルとし前記予測値の信頼度を予測する変量の分散とすることを特徴とする電力需給制御装置。 - 請求項1記載の電力需給制御装置において、
前記負荷配分切替え手段は、前記予測する変量の分散が設定する閾値を超えた場合には発電予備力確保負荷配分法を選択し、前記予測する変量の分散が前記閾値以下の場合には経済負荷配分法を選択することを特徴とする電力需給制御装置。 - 請求項3記載の電力需給制御装置において、
前記負荷配分切替え手段は、前記複数の分散型電源の各最大発電出力と各最小発電出力との各中間値と前記複数の分散型電源の各発電出力目標値との各偏差の2乗和を最小化する発電予備力確保負荷配分法を用いることを特徴とする電力需給制御装置。 - 請求項3記載の電力需給制御装置において、
前記負荷配分切替え手段は、前記複数の分散型電源の各最大発電出力と各最小発電出力との各中間値と前記複数の分散型電源の各発電出力目標値との各偏差の2乗値に前記複数の分散型電源各々に対する重み定数をそれぞれ乗じて加算した値を最小化する発電予備力確保負荷配分法を用いることを特徴とする電力需給制御装置。 - 請求項1記載の電力需給制御装置において、
前記負荷配分切替え手段は、前記予測する変量の分散が設定する閾値を超えた時間積分値が時限閾値を超えた場合には発電予備力確保負荷配分法を選択し、前記時間積分値が前記時限閾値を超えない場合には経済負荷配分法を選択することを特徴とする電力需給制御装置。 - 請求項6記載の電力需給制御装置において、
前記負荷配分切替え手段は、前記複数の分散型電源の各最大発電出力と各最小発電出力との各中間値と前記複数の分散型電源の各発電出力目標値との各偏差の2乗和を最小化する発電予備力確保負荷配分法を用いることを特徴とする電力需給制御装置。 - 請求項6記載の電力需給制御装置において、
前記負荷配分切替え手段は、前記複数の分散型電源の各最大発電出力と各最小発電出力との各中間値と前記複数の分散型電源の各発電出力目標値との各偏差の2乗値に前記複数の分散型電源各々に対する重み定数をそれぞれ乗じて加算した値を最小化する発電予備力確保負荷配分法を用いることを特徴とする電力需給制御装置。 - 電力系統内に接続される複数の分散型電源の発電出力を調整して前記電力系統内に接続される発電装置の総発電出力と負荷電力との偏差を一定にする電力需給制御方法において、
前記電力系統内に接続される発電装置の発電出力または前記負荷電力の予測値および予測値の信頼度を出力し、
前記予測値および前記電力系統の任意の箇所の電力潮流目標値を用いて前記複数の分散型電源の総発電出力を求め、
前記予測値の信頼度に応じて前記複数の分散型電源の負荷配分を算出する負荷配分算出法を選択し、
前記選択された負荷配分算出法により前記分散型電源の総発電出力から前記複数の分散型電源の各発電出力目標値を生成する
ことを特徴とする電力需給制御方法。
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