JP6008208B2 - 仮想発電所 - Google Patents
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Description
従来の発電所に対する性能パラメータは、
(a)電気エネルギーのキロワット時(kW)当たりの発電コスト、
(b)kWの発電容量当たりの初期投資コスト
(c)時間応答性、及び
(d)環境影響
を含む。時間応答性は速度の測定値であり、その速度の測定値を用いて、発電所の電力出力が調節されることができる。例えば、原子炉は貧弱な時間応答性を有するが、ガス火力発電所は良好な時間応答性を有する。
関連技術の記載
(a)それぞれの1つ以上の電力消費負荷を有する少なくとも1つの応答性負荷制御装置を提供することであって、応答性負荷制御装置は、i)電力送達網のモニタリングされた物理的変化及び/又はii)応答性制御装置に通信される制御信号に対して1つ以上の負荷における電力消費を制御するように適応される、提供すること、
(b)協調して応答サインを実行することを1つ以上の電力消費負荷に行わせること、
(c)応答サインの実行の間の電力消費負荷の電力消費をモニタリングすること、
(d)応答サインの実行の間の電力消費負荷のモニタリングされた電力消費を表す負荷データをコントローラに通信すること、及び
(e)利用可能な応答性負荷容量を前記負荷データから決定すること
を包含する。
Δf0=G(f0,ΔP) 方程式1
によって定義されるように、総電力消費(PC+PR)及び電力出力POの間の不均衡ΔPの関数Gであり、式中、ΔP=PO−(PC+PR)であり、すなわち、
Δf0=G(f0,(PO−(PC+PR))) 方程式2
である。こうして、負荷コントローラ120は周波数偏差Δf0がゼロになるように応答性負荷30の電力消費PRを調節するが、G、PO、及びPCは少なくとも部分的には予測できない何らかの考えられる方法で変化する。
(i)含まれる応答性負荷30の種類に従って、例えば、応答速度、
(ii)例えば、こうした応答性負荷30の地理的に集中した集団などの、応答性負荷30の地理的場所、
(iii)負荷応答を提供するために、こうした応答性負荷30を利用する財務費用に従って、
(iv)例えば、応答性負荷30がプラグインハイブリッド車両を使用して実装される時には、こうした車両は充電のために結合される夜間の間、車両が輸送目的で使用される可能性が最も低い時刻等の時刻に従って、及び
(v)無作為に
のうちの1つ以上に分類されてもよい。
(a)地域暖房において使用されるヒータを有する貯水タンク、並びに/又はヒートポンプ、水泳用プール、産業用及び/若しくは家庭用浸水ヒータ、貯水庫及び/若しくは灌漑のための揚水スキームのためのエネルギー供給源のための貯水タンク、
(b)海水から真水を作るための脱塩化プラント、
(c)アーク炉、オーブン、窯、化学処理作業、電解液タンク、
(d)穀物乾燥機、道路照明、産業用冷蔵プラント、換気システム、
(e)無停電電源装置(UPS)、再充電可能な電気車両、再充電可能なプロペラ航空機
であるが、それらには限定されない。
(a)テストのためのパターンが通常制御又は応答させられる電気供給網の変数であるように負荷の集団によって受け入れられ実行されるテストのためのパターン(例えば、負荷の集団に対してテストされる電力供給網の周波数パターン)、又は
(b)負荷の集団によって達成される負荷ベクトルであって、負荷ベクトルは、(例えば、メガワットMW又はパーセント%で定義される)一連の電力レベル、及びそれらの電力レベルが達成される回数を含む、負荷ベクトル
を示す負荷の集団に取り付けられた制御システムに送信される。
Claims (25)
- 1つ以上の電力消費デバイス(60)に電力送達網(40,50)を介して電力を提供するための仮想発電所(10)であって、前記仮想発電所(10)は、
1つ以上の発電機(20)、
それぞれの1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)を有する少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)であって、前記応答性負荷制御装置(120)は、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)が応答性負荷サービスを提供するために、i)前記電力送達網(40,50)のモニタリングされた物理変数、及び/又はii)前記応答性負荷制御装置(120)に通信された制御信号に応じて前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)における電力消費を制御するように適応され、前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)は協調して応答サインを実行することを前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)に行わせるようにさらに適応される、少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)、
前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)による前記応答サインの実行の間の前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)の前記電力消費の変化をモニタリングするための1つ以上の電力消費モニタ(200)及び
協調した前記応答サインの実行の間の前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)の電力消費のモニタリングされた変化を表す負荷データ(210)を受信するように適応されたコントローラ(140)であって、前記コントローラ(140)は、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)が前記応答性負荷サービスを提供するために、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)における現在の変化可能な電力消費量に対応した、利用可能な応答性負荷容量の値を前記負荷データ(210)から決定するようにさらに適応される、コントローラ(140)
を含む、仮想発電所(10)。 - 前記電力送達網(40,50)の前記物理変数は交流電流又は交流電圧の周波数である、請求項1に記載の仮想発電所(10)。
- 前記コントローラ(140)は前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)と通信し、前記コントローラ(140)は前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)によって実行される応答サインのために前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)にリクエストを発行するように適応される、請求項1又は2のうちのいずれかに記載の仮想発電所(10)。
- 前記応答性負荷制御装置(120)は、前記応答サインの実行のためのリクエストを前記コントローラ(140)から受信すると、前記コントローラ(140)に承認を伝送するように適応される、請求項3に記載の仮想発電所(10)。
- 前記コントローラ(140)は前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)によって実行される前記応答サインを前記応答性負荷制御装置(120)に通信するようにさらに適応される、請求項3又は4のいずれかに記載の仮想発電所(10)。
- 前記1つ以上の応答性負荷制御装置(120)はメモリを含み、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)による実行のための1つ以上の応答サイン及び前記1つ以上の応答サインが将来実行される時を識別するスケジューリングデータが前記メモリに格納される、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)。
- 前記コントローラ(140)は前記1つ以上の電力消費モニタ(200)と通信し、前記1つ以上の電力消費モニタ(200)は前記コントローラ(140)に前記負荷データ(210)を通信するように適応される、請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)。
- 前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)は、前記それぞれの1つ以上の電力消費モニタ(200)と通信し、前記コントローラ(140)に前記負荷データ(210)を通信するように適応される、請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)。
- 前記応答性負荷制御装置(120)は局所パラメータをモニタリングするためのセンサを含み、前記応答性負荷制御装置(120)は、前記局所的にモニタリングされたパラメータがしきい値を超えた時に、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)による前記応答サインの実行をもたらすように適応される、請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)。
- 前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)は前記1つ以上の電力消費デバイス(60)の間で空間的に配置される、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)。
- 前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)、及び前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置のそれぞれの1つ以上の電力消費デバイス(100)は、前記電力送達網(40,50)に自律負荷応答を提供する、請求項1〜請求項10のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)。
- 請求項1〜請求項11のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)で使用するための応答性負荷(30)であって、前記応答性負荷(30)は1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)を含み、応答性負荷制御装置(120)は、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)が応答性負荷サービスを提供するために、i)前記電力送達網(40,50)のモニタリングされた物理変数及び/又はii)前記応答性負荷制御装置(120)に通信される制御信号に応じて、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)における電力消費を制御するように適応され、前記応答性負荷制御装置(120)は協調して応答サインを実行することを前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)に行わせるようにさらに適応される、応答性負荷(30)。
- 前記応答性負荷制御装置(120)は前記応答サインが前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)によって実行されるリクエストをコントローラ(140)から受信するように適応される、請求項12に記載の応答性負荷(30)。
- 前記応答性負荷制御装置(120)は前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)によって実行される前記応答サインを前記コントローラ(140)から受信するようにさらに適応される、請求項13に記載の応答性負荷(30)。
- メモリをさらに備え、1つ以上の応答サイン、及び前記1つ以上の応答サインが将来実行される時を識別するスケジュールデータが前記メモリに格納される、請求項12〜14のうちのいずれか1項に記載の応答性負荷(30)。
- 前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)の前記電力消費をモニタリングするための少なくとも1つの電力消費モニタ(200)をさらに備え、前記応答性負荷制御装置(120)は、前記応答サインの実行の間の前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)の前記電力消費のモニタリングされた変化を表す負荷データ(210)を前記コントローラ(140)に通信するように適応される、請求項12〜請求項15のうちのいずれかに記載の応答性負荷(30)。
- 前記コントローラ(140)は、協調した応答サインの実行の間の1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)の前記電力消費のモニタリングされた変化を表す負荷データ(210)を受信するように適応され、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)が前記応答性負荷サービスを提供するために、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)における現在の変化可能な電力消費量に対応した、利用可能な応答性負荷容量の値を前記負荷データ(210)から決定するようにさらに適応される、請求項1〜請求項10のうちのいずれか1項に記載の仮想発電所(10)で使用するためのコントローラ(140)。
- 前記コントローラ(140)は、1つ以上の応答性負荷制御装置(120)と通信するように、そして、応答サインが前記応答性負荷制御装置(120)の前記制御の下で1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)によって実行されるリクエストを発行するようにさらに適応される、請求項17に記載のコントローラ(140)。
- 前記コントローラ(140)は前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)によって実行される応答サインを前記1つ以上の応答性負荷制御装置(120)に通信するようにさらに適応される、請求項18に記載のコントローラ(140)。
- 1つ以上の発電機(20)を備える仮想発電所(10)を動作させる方法であって、前記方法は、
(a)それぞれの1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)を有する少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)を提供することであって、前記応答性負荷制御装置(120)は、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)が応答性負荷サービスを提供するために、i)前記電力送達網(40,50)のモニタリングされた物理変数及び/又はii)前記応答性負荷制御装置(120)に通信される制御信号に応じて、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)における電力消費を制御するように適応される、提供すること、
(b)協調して応答サインを実行することを前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)に行わせること、
(c)前記応答サインの実行の間の前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)の電力消費をモニタリングすること、
(d)前記応答サインの実行の間の前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)の前記モニタリングされた電力消費を表す負荷データ(210)をコントローラ(140)に通信すること、及び
(e)前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)が前記応答性負荷サービスを提供するために、前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)における現在の変化可能な電力消費量に対応した、利用可能な応答性負荷容量の値を前記負荷データ(210)から決定すること
を包含する、方法。 - 前記コントローラ(140)が前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)による前記応答サインの実行のために前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)にリクエストを発行するステップをさらに包含する、請求項20に記載の方法。
- 前記応答性負荷制御装置(120)が前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)による前記応答サインの実行のためのリクエストを受信すると、前記コントローラ(140)に承認を発行するステップをさらに包含する、請求項21に記載の方法。
- 前記コントローラ(140)が前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)によって実行される前記応答サインを前記少なくとも1つの応答性負荷制御装置(120)に通信するステップをさらに包含する、請求項21又は22のうちのいずれかに記載の方法。
- 複数の断続的に動作する電力消費負荷(100)に関して、前記方法は、複数のサブグループ(220)に前記断続的に動作する電力消費負荷(100)を分割すること、前記応答サインを連続的に実行することを各サブグループに行わせること、及び各サブグループに対して前記利用可能な応答性負荷容量を決定することをさらに包含する、請求項20〜23のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 局所パラメータをモニタリングすること、及び前記局所的にモニタリングされたパラメータがしきい値を超えた時に前記応答サインを実行することを前記1つ以上の断続的に動作する電力消費負荷(100)に行わせることをさらに包含する、請求項20〜24のうちのいずれか1項に記載の方法。
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