JP6367754B2 - 負荷周波数制御装置および負荷周波数制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、負荷周波数制御装置に関する。

特許文献１には、「系統の電圧変動を検出する検出手段１０８と、電圧変動が周期的に定時刻に発生するかを検知かつ記憶する定時刻発生確認手段１０９と、発生時刻の一定時間以前に検出された系統電圧から変動後の前記系統電圧を予測し、変動を吸収する電圧調整装置のタップの選択する状態評価手段１１０を含んだ第１の制御手段１Ｂと、系統電圧との偏差の積分値で電圧調整装置のタップの変更する第２の制御手段１Ｃと、第１の制御手段１Ｂと第２の制御手段１Ｃのいずれかを優先するロジック処理手段を含む」と記載されている。

特開平６−２８４５７７号公報

電力系統に再生可能エネルギー（太陽光発電や風力発電）が大量に導入され、系統周波数調整用発電機の電源構成比率が減少すると、潮流変動が増大し、需給アンバランスが発生し、周波数動揺が発生する。特許文献１のように、変動に応じて系統を制御する技術であっても、調整可能な発電機の制御速度や制御可能量の制約により、所望の調整力が期待できなくなり、系統周波数を許容範囲に抑制することができない場合がある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様である負荷周波数制御装置は、記憶デバイスと、前記記憶デバイスに接続された演算デバイスと、を備える。前記記憶デバイスは、再生可能エネルギー発電機及び複数の電源を含む電力系統に対し、前記電力系統のモデルを示す系統モデルデータと、前記電力系統の状態を示す系統データと、過去の前記再生可能エネルギー発電機の出力を示す再生可能エネルギーデータと、各電源の制約を示す電源データとを記憶する。前記演算デバイスは、前記系統モデルデータと前記系統データと前記再生可能エネルギーデータとに基づいて、未来の制御期間における各電源の状態を示す時系列データを予測し、前記電源データに基づいて、各電源に対し、前記制約に対する前記時系列データの逸脱の程度を示す逸脱状態と、前記制約に対する前記時系列データの余裕の程度を示す余裕状態との少なくとも何れか一つを算出し、前記逸脱状態を解消し、且つ前記複数の電源の出力の合計を維持することを条件として、前記逸脱状態及び前記余裕状態に基づいて、各電源の出力の調整量を算出する。

制御対象の電源の出力の制約の下で、系統周波数を許容範囲内に保つことができる。

実施例１の負荷周波数制御装置１０の機能構成を示す。 実施例１の負荷周波数制御装置１０および電力系統のハードウェア構成を示す。 実施例１のプログラムデータベース５０の記憶内容を示す。 実施例１の再生可能エネルギー出力過去データＤ１１を示す。 発電機性能データＤ１４を示す。 実施例１の負荷周波数制御装置１０の処理を示す。 実施例１の時系列変化演算部２１の処理を示す。 実施例１の逸脱量成分演算部２２の処理を示す。 時系列変化演算結果データＤ２１を示す。 実施例１の余裕量成分演算部２３の処理を示す。 実施例１の出力調整対象決定部２５の処理を示す。 実施例１の発電機情報画面を示す。 実施例１の時系列データ画面を示す。 実施例２の負荷周波数制御装置１０ｘの機能構成を示す。 実施例２の負荷周波数制御装置１０ｘおよび電力系統のハードウェア構成を示す。 実施例２のプログラムデータベース５０の記憶内容を示す。 実施例２の再生可能エネルギー出力過去データＤ１１を示す。 実施例２の負荷周波数制御装置１０ｘの処理を示す。 実施例２の時系列変化演算部２１の処理を示す。 実施例２の周波数スペクトル演算部２８の処理を示す。 実施例２の逸脱量成分演算部２２の処理を示す。 実施例２の周波数スペクトル演算結果データＤ２８を示す。 実施例２の余裕量成分演算部２３の処理を示す。 実施例２の出力調整対象決定部２５の処理を示す。 実施例２の発電機情報画面を示す。 実施例２の時系列データ画面を示す。 実施例２の周波数スペクトル画面を示す。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１は、実施例１の負荷周波数制御装置１０の機能構成を示す。

負荷周波数制御装置１０は、再生可能エネルギー出力過去データベース３１と系統モデルデータベース３２と系統データベース３３と発電機性能データベース３４を含む負荷周波数制御量演算入力データベース３０と、状態推定演算部２９と時系列変化演算部２１と逸脱量成分演算部２２と余裕量成分演算部２３と出力調整量演算部２４と出力調整対象決定部２５とを含む負荷周波数制御量演算部２０と、時系列変化演算結果データベース４１と逸脱量成分演算結果データベース４２と余裕量成分演算結果データベース４３と出力調整量演算結果データベース４４と出力調整対象決定結果データベース４５とを含む負荷周波数制御量演算結果データベース４０と、出力調整指令部２６と、表示制御部２７とを含む。

負荷周波数制御量演算入力データベース３０へ入力される負荷周波数制御量演算入力データＤ１０は、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３と発電機性能データＤ１４とを含む。

状態推定演算部２９は、系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて状態推定演算を行い、状態推定データを出力して系統データＤ１３に含める。時系列変化演算部２１は、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて、時系列変化演算を行い、時系列変化演算結果データＤ２１を出力する。逸脱量成分演算部２２は、時系列変化演算結果データＤ２１と発電機性能データＤ１４を用いて、逸脱量成分演算を行い、逸脱量成分演算結果データＤ２２を出力する。余裕量成分演算部２３は、時系列変化演算結果データＤ２１と発電機性能データＤ１４を用いて、余裕量成分演算を行い、余裕量成分演算結果データＤ２３を出力する。出力調整量演算部２４は、逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて、出力調整量演算を行い、出力調整量演算結果データＤ２４を出力する。出力調整対象決定部２５は、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて、出力調整対象決定を行い、出力調整対象決定結果データＤ２５を出力する。出力調整指令部２６は、出力調整対象決定結果データＤ２５を用いて、出力調整指令を制御対象発電機に送信する。

負荷周波数制御装置１０の監視対象の発電機のうち、出力指令値により出力を制御することができる発電機を、制御対象発電機と呼ぶ。言い換えれば、制御対象発電機は、タービン発電機や蓄電装置等の電源を含み、再生可能エネルギー発電機を含まない。

なお、出力調整指令部２６は、出力調整対象決定結果データＤ２５を用いて、出力指令値を調整し、調整された出力指令値を制御対象発電機へ送信してもよい。

表示制御部２７は、負荷周波数制御量演算結果データＤ２０を用いて、各演算結果の情報を表示装置に表示させる。

図２は、実施例１の負荷周波数制御装置１０および電力系統のハードウェア構成を示す。

この図は、負荷周波数制御装置１０と監視制御装置２００と電力系統１００と計測装置１５０と発電機１１０と母線１２０と変圧器１３０と送電線１４０とを示す。以後、符号中のアルファベットにより要素を区別する必要がない場合、そのアルファベットを省略する。電力系統１００には、ブランチ（線路）１４０およびノード（母線）１２０を介して、変圧器１３０が接続されている。変圧器１３０には、ブランチ１４０およびノード１２０を介して発電機１１０が接続されている。電力系統１００は、発電機１１０と変圧器１３０と計測装置１５０と図示されない負荷と制御可能な装置（バッテリー、充放電可能な二次電池、ＥＶの蓄電池、フライホイール等）との何れかを含んでもよい。

ここで、発電機１１０の例は、火力発電機や水力発電機や原子力発電機などの大型電源のほかに、太陽光発電や風力発電といった分散型電源を含む。

ここで、計測装置１５０の例は、ノード電圧Ｖ、ブランチ電流Ｉ、力率Φ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、のいずれか一つまたは複数を計測する装置（計器用変圧器（ＶＴ：Voltage Transformer、ＰＴ：Potential Transformer）や計器用変流器（ＣＴ：Current Transformer））であり、データ計測箇所識別ＩＤや計測装置の内蔵タイムスタンプを含んでデータを送信する機能を含む（テレメータ（ＴＭ：Telemeter）などである）。なお、計測装置１５０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した絶対時刻付きの電力情報(電圧のフェーザ情報)を計測する装置や位相計測装置（ＰＭＵ：Phasor Measurement Units）や、他の計測機器でもよい。この図において、計測装置１５０は、電力系統１００内にあるように描かれているが、電力系統１００外のノード１２０やブランチ１４０などに設置されてもよい。

ここで、系統データＤ１３の例は、計測装置１５０にて計測された各種の計測データであり、通信ネットワーク３００を介して系統データベース３３で受信される。ただし、負荷周波数制御装置１０は、計測装置１５０から直接、系統データＤ１３を受信する代わりに、監視制御装置２００に一端集約された系統データＤ１３を、通信ネットワーク３００を介して系統データベース３３で受信してもよいし、計測装置１５０と監視制御装置２００の両方から通信ネットワーク３００を介して系統データベース３３で受信してもよい。なお、系統データＤ１３は、データを識別するための固有番号と、タイムスタンプとを含んでもよい。また、系統データＤ１３は、計測されたデータとして書かれているが、あらかじめ系統データベース３３に保有されていても良い。系統データＤ１３は、中央給電指令所等からの出力の指示を含んでいてもよい。

負荷周波数制御装置１０は、表示部１５、キーボードやマウス等の入力部１３、通信部１４、コンピュータや計算機サーバ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１１、メモリ１２、各種データベース（再生可能エネルギー出力過去データベース３１と系統モデルデータベース３２と系統データベース３３と発電機性能データベース３４と時系列変化演算結果データベース４１と逸脱量成分演算結果データベース４２と余裕量成分演算結果データベース４３と出力調整量演算結果データベース４４と出力調整対象決定結果データベース４５とプログラムデータベース５０）を含む。これらの各部は、バス線６０に接続されている。

なお、再生可能エネルギー出力過去データベース３１と系統モデルデータベース３２と系統データベース３３と発電機性能データベース３４と時系列変化演算結果データベース４１と逸脱量成分演算結果データベース４２と余裕量成分演算結果データベース４３と出力調整量演算結果データベース４４と出力調整対象決定結果データベース４５とプログラムデータベース５０とメモリ１２等を含む、記憶デバイスが用いられてもよい。ＣＰＵ１１等を含む、演算デバイスが用いられてもよい。

表示部１５は、例えば、ディスプレイ装置である。表示部１５は、例えば、ディスプレイ装置に代えて、またはディスプレイ装置と共に、プリンタ装置または音声出力装置等を含んでもよい。入力部１３は、例えば、キーボードスイッチ、マウス等のポインティング装置、タッチパネル、音声指示装置等の少なくともいずれか一つを含んでもよい。通信部１４、通信ネットワーク３００に接続するための回路、及び通信プロトコルを処理する回路を含む。ＣＰＵ１１は、プログラムデータベース５０から所定のコンピュータプログラムを読み込んで実行する。ＣＰＵ１１は、一つまたは複数の半導体チップであってもよいし、または、計算サーバのようなコンピュータ装置であってもよい。メモリ１２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、プログラムデータベース５０から読み出されたコンピュータプログラムを記憶したり、各処理に必要な計算結果データ及び画像データ等を記憶したりする。メモリ１２に格納された画面データは、ＣＰＵ１１により表示部１５に送られて表示される。表示される画面の例は後述する。

監視制御装置２００は、電力系統１００の状態を監視し、需給バランスを保つための制御を行う。なお、監視制御装置２００は、負荷周波数制御装置１０を含んでいてもよい。

図３は、実施例１のプログラムデータベース５０の記憶内容を示す。

プログラムデータベース５０には、例えば、演算プログラム（プログラムデータＤ５０）として、状態推定演算プログラムＰ５１と時系列変化演算プログラムＰ５２と逸脱量成分演算プログラムＰ５３と余裕量成分演算プログラムＰ５４と出力調整量演算プログラムＰ５５と出力調整対象決定プログラムＰ５６と出力指令プログラムＰ５７が格納されている。

ＣＰＵ１１は、プログラムデータベース５０からメモリ１２に読み出された演算プログラムを実行して、もっともらしい系統状態の演算、時系列変化の演算、逸脱量成分の演算、余裕量成分の演算、出力調整量の演算、出力調整対象の決定、出力調整量の指令、表示すべき画像データの指示、各種データベース内のデータの検索等を行う。

状態推定演算プログラムＰ５１と時系列変化演算プログラムＰ５２と逸脱量成分演算プログラムＰ５３と余裕量成分演算プログラムＰ５４と出力調整量演算プログラムＰ５５と出力調整対象決定プログラムＰ５６と出力指令プログラムＰ５７により、状態推定演算部２９と時系列変化演算部２１と逸脱量成分演算部２２と余裕量成分演算部２３と出力調整量演算部２４と出力調整対象決定部２５と出力調整指令部２６とが、夫々実現される。

負荷周波数制御装置１０は、定期的な制御期間毎に、負荷周波数制御量演算部２０の演算を実行する。制御期間の長さは、計測装置１５０による計測周期や、発電機に対する指令を送信する制御周期などに基づいて決定される。また、制御期間は、演算による遅延や、発電機１１０の制御による遅延に基づいて、未来の期間に設定される。

メモリ１２は表示用の画像データ、出力調整データ、出力調整結果データ等の計算一時データ及び計算結果データを一旦格納するメモリである。ＣＰＵ１１は、必要な画像データを生成して表示部１５（例えば表示ディスプレイ画面）に表示させる。なお、表示部１５は、各制御プログラムやデータベースの書き換えを行うためだけの簡単な画面を表示してもよい。

負荷周波数制御装置１０には、大きく分けて１０個のデータベースが格納される。以下で、プログラムデータベース５０を除く、再生可能エネルギー出力過去データベース３１と系統モデルデータベース３２と系統データベース３３と発電機性能データベース３４と時系列変化演算結果データベース４１と逸脱量成分演算結果データベース４２と余裕量成分演算結果データベース４３と出力調整量演算結果データベース４４と出力調整対象決定結果データベース４５について説明する。

図４は、実施例１の再生可能エネルギー出力過去データＤ１１を示す。

再生可能エネルギー出力過去データベース３１には、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１として、過去の特定の期間の太陽光発電や風力発電機などの再生可能エネルギー発電機の出力の実績値を示し、予め設定された計測周期毎に計測された時系列データである再生可能エネルギー出力時系列データが含まれる。再生可能エネルギー出力時系列データは、予め設定された計測周期毎のサンプルを含む。再生可能エネルギー出力時系列データの時間幅（長さ）は、日単位でも、月単位でも、年単位でも、任意の時間単位でもよい。これにより、負荷周波数制御装置１０は、制御期間に合わせて、再生可能エネルギー出力時系列データの時間幅を変更できる。

なお、再生可能エネルギー出力時系列データは、季節、天気、時間帯毎に分類されていてもよい。この場合、負荷周波数制御装置１０は、制御期間の分類に適した再生可能エネルギー出力時系列データを選択する。例えば、制御期間が夏であれば、過去の夏の再生可能エネルギー出力時系列データを用いて演算を行う。これにより、負荷周波数制御装置１０は、制御期間の環境に近い環境における再生可能エネルギー出力時系列データを用いることができ、系統周波数や出力指令値の予測の精度を高めることができる。

系統モデルデータベース３２には、系統モデルデータＤ１２として、系統構成、線路インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）、対地静電容量（アドミタンス：Ｙ）、状態推定に必要なデータ（バットデータの閾値など）、発電機データ、その他の潮流計算・状態推定・時系列変化計算に必要なデータが含まれる。なお、運用者は、入力部１３を用いて手動でデータを入力し、系統モデルデータベース３２に記憶させてもよい。なお、入力の際、ＣＰＵ１１は、必要な画像データを生成して表示部１５に表示する。入力の際、ＣＰＵ１１は、補完機能を利用して、大量のデータを設定できるように半手動にしてもよい。

系統データベース３３には、系統データＤ１３として、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φなどが含まれる。時刻スタンプ付きデータやＰＭＵデータでもよい。例えば、系統データＤ１３として、電力系統１００に接続されるノード１２０Ｂ、１２０Ｃにおける電圧および電圧位相角と、ノード１２０Ｂ、１２０Ｃに夫々接続されるブランチ１４０Ｂ、１４０Ｃの線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）と、ノード１２０Ｂ、１２０Ｃに夫々接続される変圧器１３０Ａ、１３０Ｂの線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）と、変圧器１３０Ａ、１３０Ｂに夫々接続されるノード１２０Ａ、１２０Ｄの電圧Ｖおよび電圧位相角δと、ノード１２０Ａ、１２０Ｄに夫々接続される発電機１１０Ａ、１１０Ｂの有効電力Ｐや無効電力Ｑや力率Φと、電力系統１００に接続されるその他のノードやブランチや発電機や負荷や制御装置などについて、計測装置１５０や監視制御装置２００などにより通信ネットワークを介して計測される有効電力Ｐや無効電力Ｑや力率Φや電圧Ｖおよび電圧位相角δとが記憶されている。なお、電圧位相角δは、ＰＭＵやＧＰＳを利用した他の計測機器を利用して計測したものでもよい。なお、計測装置１５０は、ＶＴやＰＴなどである。ＶＴやＰＴなどで計測された電流Ｉと電圧Ｖと力率Φから線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）を計算することができる。また、状態推定計算プログラムＰ５１は、各ノード、ブランチ、発電機、負荷、制御機器について、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φ、のもっともらしい値を推定計算し、得られる状態推定データも系統データＤ１３に保存しておく。

図５は、発電機性能データＤ１４を示す。

発電機性能データベース３４には、発電機性能データＤ１４として、制御対象発電機毎の、出力範囲（制約、範囲）が含まれる。出力範囲は、出力上限値と出力下限値により定められる。

時系列変化演算結果データベース４１には、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて、時系列変化演算プログラムＰ５２によって演算された時系列変化演算結果データＤ２１が含まれる。例えば、時系列変化演算結果データＤ２１は、未来の制御期間における、電力系統１００の系統周波数の変動の時系列変化の予測値である系統周波数変動時系列データと、各制御対象発電機の出力指令値の時系列変化の予測値である出力指令値時系列データ（時系列データ）とを含む。系統周波数変動時系列データと出力指令値時系列データの夫々は、計測周期毎のサンプルを有する。時系列変化の演算方法と時系列変化演算結果データＤ２１の詳細は後述する。

逸脱量成分演算結果データベース４２には、時系列変化演算結果データＤ２１と発電機性能データＤ１４を用いて、逸脱量成分演算プログラムＰ５３によって演算された逸脱量成分演算結果データＤ２２が含まれる。逸脱量成分演算結果データＤ２２は例えば、制御期間において、出力指令値が出力上下限値を逸脱すると推定された逸脱発電機について、出力指令値の出力上限値からの逸脱量を示す上限逸脱量成分、または出力指令値の出力下限値からの逸脱量を示す下限逸脱量成分などである。逸脱量成分の演算方法の詳細は後述する。

余裕量成分演算結果データベース４３には、時系列変化演算結果データＤ２１と発電機性能データＤ１４を用いて余裕量成分演算プログラムＰ５４によって演算された余裕量成分演算結果データＤ２３が含まれる。例えば、制御期間において、出力指令値が出力上下限値を逸脱しないと推定された非逸脱発電機の出力指令値と出力上限値の間の余裕量を示す上限余裕量成分と、発電機の出力指令値と出力下限値との間の余裕量を示す下限余裕量成分などである。余裕量成分の演算方法の詳細は後述する。

出力調整量演算結果データベース４４には、逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて出力調整量演算プログラムＰ５５によって演算された出力調整量演算結果データＤ２４が含まれる。出力調整量の演算方法は後述する。

出力調整対象決定結果データベース４５には、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて出力調整対象決定プログラムＰ５６によって演算された出力調整対象決定結果データＤ２５が含まれる。出力調整対象の決定方法は後述する。

以下、負荷周波数制御装置１０の処理について説明する。

図６は、実施例１の負荷周波数制御装置１０の処理を示す。

ステップＳ１００で状態推定演算部２９は、系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて状態推定演算を行う。次に、ステップＳ２００で時系列変化演算部２１は、状態推定演算の結果と再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２を用いて時系列変化演算を行う。次に、ステップＳ３００で逸脱量成分演算部２２は、時系列変化演算結果データＤ２１と発電機性能データＤ１４を用いて逸脱量成分演算を行う。次に、ステップＳ４００で余裕量成分演算部２３は、時系列変化演算結果データＤ２１と発電機性能データＤ１４を用いて余裕量成分演算を行う。次に、ステップＳ５００で出力調整量演算部２４は、逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて出力調整量演算を行う。次に、ステップＳ６００で出力調整対象決定部２５は、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて出力調整対象決定を行う。最後に、ステップＳ７００で出力調整指令部２６は、出力調整対象決定結果データＤ２５を用いて出力調整対象の発電機に出力指令を行う。

この処理により、負荷周波数制御装置１０は、系統周波数を予め設定された系統周波数上下限値の範囲内に保つことができる。

なお、各種計算結果や計算途中でメモリ１２に蓄積されるデータは、監視制御装置２００の画面に逐次表示されてもよい。これにより、運用者が負荷周波数制御装置１０の運用状況を容易に把握できる。以上の処理の詳細をステップ毎に説明する。

まず、ステップＳ１００で状態推定演算部２９は、系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて状態推定演算を行い、演算結果を、系統データベース３３に格納する。ここでの状態推定演算は、もっともらしい系統の各ノード、ブランチ、発電機、負荷、制御機器の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φ、を推定した結果も、系統計測データとして系統データＤ１３に含める。なお、状態推定演算の方法は、公知の方法に則して行う。また、負荷周波数制御装置１０は、以後の演算に必要な系統データＤ１３を格納している場合、状態推定演算を行わなくてもよい。

ステップＳ２００で時系列変化演算部２１は、ステップＳ１００で求めた状態推定結果と、系統モデルデータＤ１２、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１を用いて時系列変化演算を行い、演算結果を時系列変化演算結果データベース４１に格納する。ここでは、ステップＳ２００の詳細について説明する。

図７は、実施例１の時系列変化演算部２１の処理を示す。

ステップＳ２０１で時系列変化演算部２１は、ステップＳ１００で求めた状態推定結果と、系統モデルデータＤ１２、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１を用いて、系統周波数変動時系列データを予測する。ステップＳ２０２で時系列変化演算部２１は、ステップＳ１００で求めた状態推定結果と、系統モデルデータＤ１２、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１を用いて、出力指令値時系列データを予測する。各時系列変化の演算方法は、公知の方法に則して行う。以上がステップＳ２００の詳細である。

なお、制御対象発電機の出力指令値の代わりに、制御対象発電機の出力等、制御対象発電機の状態を示す値が予測されてもよい。

ステップＳ３００で逸脱量成分演算部２２は、時系列変化演算結果と発電機性能データＤ１４を用いて逸脱量成分を演算し、演算結果を逸脱量成分演算結果データベース４２に格納する。ここでは、ステップＳ３００の詳細について説明する。

図８は、実施例１の逸脱量成分演算部２２の処理を示す。

ステップ３０１で逸脱量成分演算部２２は、時系列変化演算結果データＤ２１を読み込み、制御対象発電機の中から順に一つの制御対象発電機を出力調整対象候補発電機として選択し、出力調整対象候補発電機の出力指令値時系列データをメモリ１２に読み込む。ステップＳ３０２で逸脱量成分演算部２２は、発電機性能データＤ１４から、出力調整対象候補発電機の出力上下限値をメモリ１２に読み込み、出力調整対象候補発電機の出力指令値時系列データと出力上下限値を用いて、出力指令値が出力上限値または出力下限値を逸脱しているかを判定する。ここで、出力指令値が出力上限値または出力下限値を逸脱している場合、逸脱量成分演算部２２は、ステップＳ３０３に進む。一方、出力指令値が出力上限値または出力下限値を逸脱していない場合、逸脱量成分演算部２２は、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０３で逸脱量成分演算部２２は、出力調整対象候補発電機を逸脱発電機（逸脱電源）と設定し、設定内容を時系列変化演算結果データベース４１に保存する。ステップＳ３０４では、出力調整対象候補発電機の出力指令値と出力上下限値から逸脱量成分を演算し、演算結果を逸脱量成分演算結果データベース４２に格納する。ステップＳ３０５では、全ての出力調整対象候補発電機を選択したかを判定し、全ての出力調整対象候補発電機を選択していない場合には、ステップＳ３０１に戻り、全ての出力調整対象候補発電機を選択した場合には、処理を終了する。

図９は、時系列変化演算結果データＤ２１を示す。

ここでの時系列変化演算結果データＤ２１は、制御期間に対して予測された、系統周波数変動時系列データｆ（ｔ）と、制御対象発電機Ｇ１の出力指令値時系列データＰ_Ｍ１（ｔ）と、制御対象発電機Ｇ２の出力指令値時系列データＰ_Ｍ２（ｔ）とを含む。ここで、系統周波数変動時系列データｆ（ｔ）は、予め設定された系統周波数上限値ｆ_ｕ及び系統周波数下限値ｆ_ｌのうち、系統周波数上限値ｆ_ｕを上回っている。また、制御対象発電機Ｇ１は、逸脱発電機と判定されている。また、逸脱発電機Ｇ１の出力指令値時系列データＰ_Ｍ１（ｔ）には、下限逸脱量成分ΔＰ_Ｍ１ｌｄと、出力指令値が出力下限値を下回っている時間帯Ｔ_ｌとが示されている。

逸脱発電機Ｇ１の出力指令値Ｐ_Ｍ１（ｔ）がＰ_Ｍ１ｌを下回った場合、逸脱量成分演算部２２は、逸脱発電機Ｇ１の出力指令値時系列データＰ_Ｍ１（ｔ）と、出力下限値Ｐ_Ｍ１ｌと、次の（１）式とを用いて、出力指令値時系列データＰ_Ｍ１（ｔ）が出力下限値Ｐ_Ｍ１ｌを下回った時間帯Ｔ_ｌにおけるＰ_Ｍ１（ｔ）からＰ_Ｍ１ｌを減じた差の最小値を、下限逸脱量成分ΔＰ_Ｍ１ｌｄとして演算する。

また、逸脱発電機Ｇ１の出力指令値Ｐ_Ｍ１（ｔ）がＰ_Ｍ１ｕを上回った場合、逸脱量成分演算部２２は、逸脱発電機Ｇ１の出力指令値時系列データＰ_Ｍ１（ｔ）と、出力上限値Ｐ_Ｍ１ｕと、次の（２）式とを用いて、出力指令値Ｐ_Ｍ１（ｔ）が出力上限値Ｐ_Ｍ１ｕを上回った時間帯Ｔ_ｕにおける出力指令値Ｐ_Ｍ１（ｔ）から出力上限値Ｐ_Ｍ１ｕを減じた差の最大値を、上限逸脱量成分ΔＰ_Ｍ１ｕｄとして演算する。

ここで、ΔＰ_Ｍ１ｌｄは負であり、ΔＰ_Ｍ１ｕｄは正である。このような逸脱量成分は、出力指令値時系列データから簡単に求められる。これにより、系統運用者は逸脱量成分を理解しやすい。なお、負荷周波数制御装置１０は、逸脱量成分（逸脱状態、逸脱量）としてこれ以外のものを演算し用いてもよい。例えば、逸脱量成分演算部２２は、出力指令値が出力上下限値を逸脱する時間の長さである逸脱時間や、出力指令値が出力上下限値を逸脱する瞬間の出力指令値の時間変化の傾きである逸脱速度を、逸脱量成分として用いてもよい。

また、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１や系統データＤ１３や系統モデルデータＤ１２によっては、逸脱量成分が存在しないケースも存在するため、このようなケースは逸脱量成分なしと判定され、ステップＳ３０５に進む。以上がステップＳ３００の詳細である。

ステップＳ４００で余裕量成分演算部２３は、時系列変化演算結果データＤ２１と発電機性能データＤ１４を用いて余裕量成分を演算し、余裕量成分演算結果データベース４３に格納する。ここでは、ステップＳ４００の詳細について説明する。

図１０は、実施例１の余裕量成分演算部２３の処理を示す。

ステップＳ４０１で余裕量成分演算部２３は、時系列変化演算結果データＤ２１を読み込み、制御対象発電機の中から逸脱発電機を除いて順に一つの制御対象発電機を出力調整対象候補発電機として選択し、出力調整対象候補発電機の出力指令値時系列データをメモリ１２に読み込む。ステップＳ４０２で余裕量成分演算部２３は、出力調整対象候補発電機を非逸脱発電機（非逸脱電源）と設定し、設定内容を時系列変化演算結果データベース４１に保存する。ステップＳ４０３で余裕量成分演算部２３は、発電機性能データＤ１４から、出力調整対象候補発電機の出力上下限値をメモリ１２に読み込み、出力調整対象候補発電機の出力指令値時系列データと出力上下限値から余裕量成分を演算し、余裕量成分演算結果データベース４３に格納する。ステップＳ４０４で余裕量成分演算部２３は、逸脱発電機を除く全ての出力調整対象候補発電機を選択したかを判定し、逸脱発電機を除く全ての出力調整対象候補発電機を選択していない場合には、ステップＳ４０１に戻り、全ての出力調整対象候補発電機を選択した場合には、処理を終了する。

前述の図９において、制御対象発電機Ｇ２は、非逸脱発電機と判定されている。また、非逸脱発電機Ｇ２の出力指令値時系列データＰ_Ｍ２（ｔ）には、上限余裕量成分ΔＰ_Ｍ２ｕｍと下限余裕量成分ΔＰ_Ｍ２ｌｍとが示されている。

余裕量成分演算部２３は、非逸脱発電機Ｇ２の出力指令値時系列データＰ_Ｍ２（ｔ）と、出力下限値Ｐ_Ｍ２ｌと、次の（３）式とを用いて、Ｐ_Ｍ２（ｔ）からＰ_Ｍ２ｌを減じた差の最小値を、下限余裕量成分ΔＰ_Ｍ２ｌｍとして演算する。

更に、余裕量成分演算部２３は、非逸脱発電機Ｇ２の出力指令値時系列データＰ_Ｍ２（ｔ）と、出力上限値Ｐ_Ｍ２ｕと、次の（４）式とを用いて、Ｐ_Ｍ２ｕからＰ_Ｍ２（ｔ）を減じた差の最小値を、上限余裕量成分ΔＰ_Ｍ２ｕｍとして演算する。

ここで、ΔＰ_Ｍ２ｌｍ、ΔＰ_Ｍ２ｕｍはともに正である。このような余裕量成分は、出力指令値時系列データから簡単に求められる。これにより、系統運用者は余裕量成分を理解しやすい。なお、負荷周波数制御装置１０は、余裕量成分（余裕状態、余裕量）としてこれ以外のものを用いてもよい。例えば、余裕量成分演算部２３は、非逸脱発電機の制御可能速度を、余裕量成分として用いてもよい。以上がステップＳ４００の詳細である。

ステップＳ５００で出力調整量演算部２４は、逸脱量成分演算結果データＤ２２から、各逸脱発電機の逸脱量成分をメモリ１２に読み込み、全ての逸脱発電機の逸脱量成分の和を、全ての非逸脱発電機の出力調整量の合計である非逸脱発電機合計出力調整量（偏差）として演算し、出力調整量演算結果データベース４４に格納する。なお、出力調整量演算部２４は、非逸脱発電機合計出力調整量としてこれ以外の値を用いても良い。

ステップＳ６００で出力調整対象決定部２５は、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて出力調整対象を決定し、出力調整対象決定結果データベース４５に格納する。ここでは、ステップＳ６００の詳細について説明する。

図１１は、実施例１の出力調整対象決定部２５の処理を示す。

ステップＳ６０１で出力調整対象決定部２５は、時系列変化演算結果データＤ２１を読み込み、制御対象発電機の中から順に一つの制御対象発電機を出力調整対象候補発電機として選択し、出力調整対象候補発電機を示す情報をメモリ１２に読み込む。ステップＳ６０２で出力調整対象決定部２５は、出力調整対象候補発電機の種類を判定する。ここで、当該出力調整対象発電機の種類が逸脱発電機である場合、出力調整対象決定部２５はステップＳ６０３に進む。一方、当該出力調整対象発電機の種類が非逸脱発電機である場合、出力調整対象決定部２５はステップＳ６０４に進む。ステップＳ６０３で出力調整対象決定部２５は、逸脱量成分演算結果データＤ２２から当該逸脱発電機の逸脱量成分をメモリ１２に読み込み、読み込んだ逸脱量成分の正負を反転させたものを、当該逸脱発電機の出力調整量（調整量）と設定し、出力調整対象決定結果データベース４５に格納する。ステップＳ６０４では、出力調整量演算結果データＤ２４の非逸脱発電機合計出力調整量をメモリ１２に読み込み、非逸脱発電機合計出力調整量の符号の正負を判定する。ここで、当該符号が正の場合、出力調整対象決定部２５はステップＳ６０５に進む。一方、当該符号が負の場合、出力調整対象決定部２５は、ステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０５で出力調整対象決定部２５は、余裕量成分演算結果データＤ２３をメモリ１２に読み込み、非逸脱発電機合計出力調整量を当該非逸脱発電機の上限余裕量成分の比に応じて按分し、メモリ１２に読み込む。ステップＳ６０６で出力調整対象決定部２５は、余裕量成分演算結果データＤ２３を読み込み、非逸脱発電機合計出力調整量を当該非逸脱発電機の下限余裕量成分の比に応じて按分し、メモリ１２に読み込む。ステップＳ６０７で出力調整対象決定部２５は、メモリ１２に読み込まれた按分結果のうち、当該非逸脱発電機への按分量を当該非逸脱発電機の出力調整量（調整量）と設定し、出力調整対象決定結果データベース４５に格納する。ステップＳ６０８で出力調整対象決定部２５は、全ての出力調整対象候補発電機を選択したかを判定し、全ての出力調整対象候補発電機を選択していない場合には、ステップＳ６０１に戻り、全ての出力調整対象候補発電機を選択した場合には、処理を終了する。以上がステップＳ６００の詳細である。

これにより、負荷周波数制御装置１０は、各逸脱発電機に対して逸脱量成分を打ち消す出力調整量を設定し、逸脱量成分の和である非逸脱発電機合計出力調整量を、余裕量成分に応じて非逸脱発電機へ配分することにより、制御対象発電機の出力の合計に与える影響を抑えつつ、出力指令値及び系統周波数の逸脱を防ぐことができる。言い換えれば、負荷周波数制御装置１０は、全ての逸脱発電機の出力調整量の合計を打ち消すように、全ての非逸脱発電機の出力調整量の合計を決定する。

なお、出力調整対象決定部２５は、全ての非逸脱発電量の余裕量成分の合計が、非逸脱発電機合計出力調整量に達するという余裕量成分条件を用いてもよい。余裕量成分条件が満たされない場合、出力調整対象決定部２５は、演算条件を変更して、再度ステップＳ３００〜Ｓ６００を実行してもよい。例えば、負荷周波数制御装置１０は、各制御対象発電機の出力上下限値に対し、余裕を持たせた複数のレベルを予め設定してもよい。この場合の負荷周波数制御装置１０は、演算条件として特定の出力上下限値を設定して演算し、余裕量成分条件が満たされない場合、演算条件としてより広い出力上下限値を設定して演算する。また、例えば、負荷周波数制御装置１０は、系統周波数上下限値に対し、余裕を持たせた複数のレベルを予め設定してもよい。この場合の負荷周波数制御装置１０は、演算条件として特定の系統周波数上下限値を設定して演算し、余裕量成分条件が満たされない場合、演算条件としてより広い系統周波数上下限値を設定して演算する。

また、負荷周波数制御装置１０は、出力調整量を適用した場合の、出力指令値時系列データと、系統周波数変動時系列データと算出してもよい。

また、負荷周波数制御装置１０は、各制御対象発電機に対し、出力上限値を逸脱するか否かを判定すると共に、出力下限値を逸脱するか否かを判定してもよい。この場合、例えば、負荷周波数制御装置１０は、或る制御対象発電機に対し、出力上限値に対する逸脱量成分と、出力下限値に対する余裕量成分とを算出してもよい。

以上の処理によれば、負荷周波数制御装置１０は、逸脱発電機の逸脱量成分から逸脱発電機の出力調整量を容易に算出することができる。また、負荷周波数制御装置１０は、逸脱発電機の逸脱量成分と非逸脱発電機の余裕量成分とに基づいて、非逸脱発電機の出力調整量を容易に算出することができる。これにより、負荷周波数制御装置１０は、高速に出力調整量を算出することができ、より短い制御周期であっても、処理を完了することができる。

図１２は、実施例１の発電機情報画面を示す。

発電機情報画面は、逸脱情報４１０と出力調整情報４２０とを含む。

逸脱情報４１０は、出力調整前の状態を示す。逸脱情報４１０は例えば、系統周波数の上下限値逸脱の有無４１１と、逸脱発電機の選択を受け付ける選択欄４１２と、当該発電機の逸脱量成分４１３と、当該発電機の出力指令値が出力上下限値を逸脱する逸脱時刻４１４と、当該発電機の位置を示す系統図４１５とを示す。

出力調整情報４２０は、出力調整後の状態を示す。出力調整情報４２０は例えば、系統周波数の上下限値逸脱の有無４２１と、出力調整の対象である調整発電機の選択を受け付ける選択欄４２２と、当該発電機の出力調整量４２３と、当該発電機の位置を示す系統図４２５とを示す。

このような演算結果を、負荷周波数制御装置１０や、通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２００の画面に表示することで、電力系統１００において、どの発電機が、いつ、どの程度の逸脱量成分を持って逸脱するか、どの発電機をどの程度出力調整するかが一目でわかる。

図１３は、実施例１の時系列データ画面を示す。

時系列データ画面は、出力調整前の時系列データと、出力調整後の時系列データとを示す。時系列データ画面は例えば、時系列データ画面は、出力調整前の系統周波数変動時系列データ４３１（破線）と、出力調整後の系統周波数変動時系列データ４４１（実線）と、制御対象発電機の選択を受け付ける選択欄４３２ａと、出力調整前の当該発電機の出力指令値時系列データ４３３ａ（破線）と、当該発電機が逸脱発電機である場合の逸脱量成分４３４ａと、当該発電機の出力調整量４３６ａと、出力調整後の当該発電機の出力指令値時系列データ４４３ａ（実線）と、別の制御対象発電機の選択を受け付ける選択欄４３２ｂと、出力調整前の当該発電機の出力指令値時系列データ４３３ｂ（破線）と、当該発電機が非逸脱発電機である場合の余裕量成分４３５ｂと、当該発電機の出力調整量４３６ｂと、出力調整後の当該発電機の出力指令値時系列データ４４３ｂ（実線）とを示す。

この例によれば、逸脱発電機Ｇ１の出力調整後の出力指令値時系列データ４４３ａが、出力上下限値を逸脱していないこと、出力調整後の系統周波数変動時系列データ４４１が、系統周波数上下限値を逸脱していないことが分かる。

時系列情報画面のような演算結果を、負荷周波数制御装置１０や、通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２００の画面に表示することで、電力系統１００の逸脱発電機がどの時刻にどの程度の逸脱量成分を持つか、あるいは、非逸脱発電機がどの時刻にどの程度の余裕量成分を持つかが一目でわかる。また、逸脱発電機、または、非逸脱発電機が複数存在する場合、系統運用者は、選択欄４３２ａ、４３２ｂにより、発電機を選択し、選択した発電機の時系列変化演算結果と逸脱量成分演算結果と余裕量成分演算結果を確認することができる。

本実施例では、周波数スペクトル演算により演算される周波数スペクトル演算結果データを用いて、逸脱量成分演算、余裕量成分演算、出力調整量演算、出力調整対象決定を行うことで、出力調整可能性を向上させる負荷周波数制御装置の例を説明する。

図１４は、実施例２の負荷周波数制御装置１０ｘの機能構成を示す。

負荷周波数制御装置１０ｘは、再生可能エネルギー出力過去データベース３１と系統モデルデータベース３２と系統データベース３３と発電機性能データベース３４とを含む負荷周波数制御量演算入力データベース３０ｘと、状態推定演算部２９と時系列変化演算部２１と周波数スペクトル演算部２８と逸脱量成分演算部２２と余裕量成分演算部２３と出力調整量演算部２４と出力調整対象決定部２５とを含む負荷周波数制御量演算部２０ｘと、時系列変化演算結果データベース４１と周波数スペクトル演算結果データベース４８と逸脱量成分演算結果データベース４２と余裕量成分演算結果データベース４３と出力調整量演算結果データベース４４と出力調整対象決定結果データベース４５とを含む負荷周波数制御量演算結果データベース４０ｘと、出力調整指令部２６と、表示制御部２７とを含む。

負荷周波数制御量演算入力データベース３０ｘへ入力される負荷周波数制御量演算入力データＤ１０は、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３と発電機性能データＤ１４とを含む。時系列変化演算部２１では、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて、時系列変化演算を行い、時系列変化演算結果データＤ２１を出力する。周波数スペクトル演算部２８では、時系列変化演算結果データＤ２１を用いて、周波数スペクトル演算を行い、周波数スペクトル演算結果データＤ２８を出力する。逸脱量成分演算部２２では、発電機性能データＤ１４と時系列変化演算結果データＤ２１と周波数スペクトル演算結果データＤ２８を用いて、逸脱量成分演算を行い、逸脱量成分演算結果データＤ２２を出力する。余裕量成分演算部２３では、時系列変化演算結果データＤ２１と周波数スペクトル演算結果データＤ２８と逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて、余裕量成分演算を行い、余裕量成分演算結果データＤ２３を出力する。出力調整量演算部では、逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて、出力調整量演算を行い、出力調整量演算結果データＤ２４を出力する。出力調整対象決定部２５では、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて、出力調整対象決定を行い、出力調整対象決定結果データＤ２５を出力する。出力調整指令部２６では、出力調整対象決定結果データＤ２５を用いて、出力調整指令を出力調整対象に送信する。表示制御部２７では、負荷周波数制御量演算結果データＤ２０を用いて、各演算結果の情報を表示装置に表示させる。

図１５は、実施例２の負荷周波数制御装置１０ｘおよび電力系統のハードウェア構成を示す。

本実施例において、実施例１の要素と同一符号を付された要素は、実施例１の要素と同一物又は相当物であり、説明を省略する。本実施例の負荷周波数制御装置１０ｘは、実施例１の負荷周波数制御装置１０の要素に加えて、周波数スペクトル演算結果データＤ２８を含む。

負荷周波数制御装置１０ｘは、表示部１５、キーボードやマウス等の入力部１３、通信部１４、コンピュータや計算機サーバ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１１、メモリ１２、各種データベース（再生可能エネルギー出力過去データベース３１と系統モデルデータベース３２と系統データベース３３と発電機性能データベース３４と時系列変化演算結果データベース４１と周波数スペクトル演算結果データベース４８と逸脱量成分演算結果データベース４２と余裕量成分演算結果データベース４３と出力調整量演算結果データベース４４と出力調整対象決定結果データベース４５とプログラムデータベース５０）を含む。これらの各部は、バス線６０に接続されている。

図１６は、実施例２のプログラムデータベース５０の記憶内容を示す。

プログラムデータベース５０には、例えば、演算プログラム（プログラムデータＤ５０）として、状態推定演算プログラムＰ５１と時系列変化演算プログラムＰ５２と周波数スペクトル演算プログラムＰ５８と逸脱量成分演算プログラムＰ５３と余裕量成分演算プログラムＰ５４と出力調整量演算プログラムＰ５５と出力調整対象決定プログラムＰ５６と出力指令プログラムＰ５７が格納されている。

ＣＰＵ１１は、プログラムデータベース５０からメモリ１２に読み出された演算プログラムを実行して、もっともらしい系統状態の演算、時系列変化の演算、周波数スペクトルの演算、逸脱量成分の演算、余裕量成分の演算、出力調整量の演算、出力調整対象の決定、出力調整量の指令、表示すべき画像データの指示、各種データベース内のデータの検索等を行う。

負荷周波数制御装置１０ｘには、大きく分けて１１個のデータベースが格納される。以下で、プログラムデータベース５０と既に説明した系統モデルデータベース３２と発電機性能データベース３４を除く、再生可能エネルギー出力過去データベース３１と時系列変化演算結果データベース４１と周波数スペクトル演算結果データベース４８と逸脱量成分演算結果データベース４２と余裕量成分演算結果データベース４３と出力調整量演算結果データベース４４と出力調整対象決定結果データベース４５について説明する。

図１７は、実施例２の再生可能エネルギー出力過去データＤ１１を示す。

再生可能エネルギー出力過去データベース３１には、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１として、過去の特定の期間の太陽光発電や風力発電機などの再生可能エネルギー発電機の出力の周波数スペクトルである、再生可能エネルギー出力スペクトルが含まれる。即ち、本実施例では、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１が時系列データではなく、周波数スペクトルである場合について説明する。

時系列変化演算結果データベース４１には、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて時系列変化演算プログラムＰ５２によって演算された時系列変化演算結果データＤ２１が含まれる。時系列変化演算結果データＤ２１は例えば、実施例１と同様、系統周波数変動時系列データや、出力指令値時系列データなどである。時系列変化の演算方法の詳細は後述する。

周波数スペクトル演算結果データベース４８には、時系列変化演算結果データＤ２１を用いて周波数スペクトル演算プログラムＰ５８によって演算された周波数スペクトル演算結果データＤ２８が含まれる。周波数スペクトル演算結果データＤ２８は例えば、系統周波数変動の周波数スペクトル（系統周波数変動スペクトル）や、発電機の出力指令値の周波数スペクトル（出力指令値スペクトル）などを含む。周波数スペクトルの演算方法の詳細は後述する。

逸脱量成分演算結果データベース４２には、時系列変化演算結果データＤ２１と周波数スペクトル演算結果データＤ２８と発電機性能データＤ１４を用いて逸脱量成分演算プログラムＰ５３によって演算された逸脱量成分演算結果データＤ２２が含まれる。逸脱量成分演算結果データＤ２２は例えば、逸脱発電機の出力指令値スペクトルのうち周波数成分の最大値とその周波数との組である逸脱量成分である。逸脱量成分の演算方法の詳細は後述する。

余裕量成分演算結果データベース４３には、時系列変化演算結果データＤ２１と周波数スペクトル演算結果データＤ２８と逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて余裕量成分演算プログラムＰ５４によって演算された余裕量成分演算結果データＤ２３が含まれる。余裕量成分演算結果データＤ２３は例えば、非逸脱発電機の出力指令値スペクトルのうち逸脱量成分の周波数における周波数成分の逆数と、その周波数との組である余裕量成分などである。余裕量成分の演算方法の詳細は後述する。

出力調整量演算結果データベース４４には、逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて出力調整量演算プログラムＰ５５によって演算された結果が含まれる。出力調整量の演算方法は後述する。

出力調整対象決定結果データベース４５には、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて出力調整対象決定プログラムＰ５６によって演算された出力調整量演算結果データＤ２４が含まれる。出力調整対象の決定方法は後述する。

以下、負荷周波数制御装置１０ｘの処理について説明する。

図１８は、実施例２の負荷周波数制御装置１０ｘの処理を示す。

ステップＳ１００で状態推定演算部２９は、系統モデルデータＤ１２と系統データＤ１３を用いて状態推定演算を行う。次に、ステップＳ８００で時系列変化演算部２１は、状態推定結果と再生可能エネルギー出力過去データＤ１１と系統モデルデータＤ１２を用いて時系列変化を演算する。次に、ステップＳ９００で周波数スペクトル演算部２８は、時系列変化演算結果データＤ２１を用いて周波数スペクトルを演算する。次に、ステップＳ１０００で逸脱量成分演算部２２は、時系列変化演算結果データＤ２１と周波数スペクトル演算結果データＤ２８と発電機性能データＤ１４を用いて逸脱量成分演算を行う。次に、ステップＳ１１００で余裕量成分演算部２３は、時系列変化演算結果データＤ２１と周波数スペクトル演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて余裕量成分演算を行う。次に、ステップＳ１２００で出力調整量演算部２４は、逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて出力調整量演算を行う。次に、ステップＳ１３００で出力調整対象決定部２５は、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて出力調整対象決定を行う。最後に、ステップＳ１４００で出力調整指令部２６は、出力調整対象決定結果データＤ２５を用いて出力調整対象に出力指令を行う。

各種計算結果や計算途中でメモリに蓄積されるデータは、監視制御装置２００の画面に逐次表示されてもよい。これにより、運用者が負荷周波数制御装置１０の運用状況を容易に把握できる。以上の処理の詳細をステップ毎に説明する。

ステップＳ８００で時系列変化演算部２１は、ステップＳ１００で求めた状態推定結果、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１、系統モデルデータＤ１２を用いて時系列変化演算を行い、演算結果を時系列変化演算結果データベース４１に格納する。ここでは、ステップＳ８００の詳細について説明する。

図１９は、実施例２の時系列変化演算部２１の処理を示す。

ステップ８０１で時系列変化演算部２１は、再生可能エネルギー出力過去データＤ１１をフーリエ逆変換することで、再生可能エネルギー出力時系列データを演算する。ステップＳ８０２で時系列変化演算部２１は、ステップＳ１００で求めた状態推定結果と系統モデルデータＤ１２とステップＳ８０１で求めた再生可能エネルギー出力時系列データを用いて系統周波数変動時系列データを演算する。ステップＳ８０３で時系列変化演算部２１は、ステップＳ１００で求めた状態推定結果と系統モデルデータＤ１２とステップＳ８０１で求めた再生可能エネルギー出力時系列データを用いて出力指令値時系列データを演算する。各時系列変化の演算方法は、例えば、公知の方法に即して行う。以上がステップＳ８００の詳細である。

ステップＳ９００で周波数スペクトル演算部２８は、時系列変化演算結果を用いて周波数スペクトル演算を行い、演算結果を周波数スペクトル演算結果データベース４８に格納する。ここでは、ステップＳ９００の詳細について説明する。

図２０は、実施例２の周波数スペクトル演算部２８の処理を示す。

ステップＳ９０１で周波数スペクトル演算部２８は、時系列変化演算結果データＤ２１から系統周波数変動時系列データをメモリ１２に読み込み、フーリエ変換することにより、系統周波数変動スペクトルを演算する。ステップＳ９０２で周波数スペクトル演算部２８は、時系列変化演算結果データＤ２１から制御対象発電機の出力指令値時系列データをメモリ１２に読み込み、フーリエ変換することにより、出力指令値スペクトル（周波数スペクトル）を演算する。以上がステップＳ９００の詳細である。

ステップＳ１０００で逸脱量成分演算部２２は、時系列変化演算結果データＤ２１と周波数スペクトル変化演算結果と発電機性能データＤ１４を用いて逸脱量成分を演算し、演算結果を逸脱量成分演算結果データベース４２に格納する。ここでは、ステップＳ１０００の詳細について説明する。

図２１は、実施例２の逸脱量成分演算部２２の処理を示す。

ステップＳ１００１で逸脱量成分演算部２２は、時系列変化演算結果データＤ２１を読み込み、制御対象発電機の中から順に一つの出力調整対象候補発電機を選択し、出力調整対象候補発電機の出力指令値時系列データをメモリ１２に読み込む。ステップＳ１００２で逸脱量成分演算部２２は、発電機性能データベース３４から、出力調整対象候補発電機の出力上下限値をメモリ１２に読み込み、出力調整対象候補発電機の出力指令値時系列データと出力上下限値を用いて、出力指令値が出力上下限値を逸脱しているかを判定する。ここで、出力指令値が出力上下限値を逸脱している場合、逸脱量成分演算部２２は、ステップＳ１００３に進む。一方、出力指令値が出力上下限値を逸脱していない場合、逸脱量成分演算部２２は、ステップＳ１００５に進む。ステップＳ１００３で逸脱量成分演算部２２は、出力調整対象候補発電機を逸脱発電機と設定し、設定内容を時系列変化演算結果データベース４１に保存する。ステップＳ１００４で逸脱量成分演算部２２は、周波数スペクトル演算結果データベース４８から、出力調整対象候補発電機の出力指令値スペクトルをメモリ１２に読み込み、出力指令値スペクトルのうち最大の周波数成分である影響量（逸脱状態）とその周波数である影響周波数との組を選択し、逸脱量成分として逸脱量成分演算結果データベース４２に格納する。ステップＳ１００５で逸脱量成分演算部２２は、全ての出力調整対象候補発電機を選択したかを判定し、全ての出力調整対象候補発電機を選択していない場合には、ステップＳ１００１に戻り、全ての出力調整対象候補発電機を選択した場合には、処理を終了する。

図２２は、実施例２の周波数スペクトル演算結果データＤ２８を示す。

ここでの周波数スペクトル演算結果データＤ２８は、制御期間に対して予測された、系統周波数変動スペクトルＦ_ｆ（ｆ_ｓ）と、制御対象発電機Ｇ１の出力指令値スペクトルＦ_Ｍ１（ｆ_ｓ）と、制御対象発電機Ｇ２の出力指令値スペクトルＦ_Ｍ２（ｆ_ｓ）とを含む。ここで、制御対象発電機Ｇ１は、実施例１と同様、出力指令値時系列データＰ_Ｍ１（ｔ）に基づいて、逸脱発電機と判定されている。また、逸脱発電機Ｇ１の出力指令値スペクトルには、最大の周波数成分である影響量Ｆ_Ｍ１ｄと、対応する影響周波数ｆ_ｓ１とが示されている。

逸脱量成分演算部２２は、次の（５）式および（６）式を用いて、逸脱発電機Ｇ１の出力指令値スペクトルＦ_Ｍ１の周波数成分のうち、影響量Ｆ_Ｍ１ｄと、対応する影響周波数ｆ_ｓ１の組を、逸脱量成分（Ｆ_Ｍ１ｄ、ｆ_ｓ１）として演算する。

このような逸脱量成分は、周波数スペクトルから簡単に求められる。これにより、系統運用者は逸脱量成分を理解しやすい。なお、逸脱量成分演算部２２は、逸脱量成分としてこれ以外のものを演算し用いてもよい。また、再生可能エネルギー出力過去データや系統データや系統モデルデータによっては、逸脱量成分が存在しないケースも存在するため、このようなケースは逸脱量成分なしと判定され、ステップＳ１００５に進む。以上がステップＳ１０００の詳細である。

ステップＳ１１００で余裕量成分演算部２３は、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２を用いて余裕量成分を演算し、余裕量成分演算結果データベース４３に格納する。ここでは、ステップＳ１１００の詳細について説明する。

図２３は、実施例２の余裕量成分演算部２３の処理を示す。

ステップＳ１１０１で余裕量成分演算部２３は、時系列変化演算結果データＤ２１を読み込み、制御対象発電機の中から逸脱発電機を除いて順に一つの制御対象発電機を出力調整対象候補発電機として選択し、出力調整対象候補発電機を示す情報をメモリ１２に読み込む。ステップＳ１１０２で余裕量成分演算部２３は、出力調整対象候補発電機を非逸脱発電機と設定し、設定内容を時系列変化演算結果データベース４１に保存する。ステップＳ１１０３で余裕量成分演算部２３は、逸脱量成分演算結果データベース４２から逸脱量成分をメモリ１２に読み込み、周波数スペクトル演算結果データベース４８から、出力調整対象候補発電機の出力指令値スペクトルをメモリ１２に読み込み、出力調整対象候補発電機の出力指令値スペクトルのうち影響周波数の周波数成分を対象量として演算し、対象量の逆数を余裕量として演算し、余裕量と影響周波数の組を余裕量成分として余裕量成分演算結果データベース４３に格納する。ステップＳ１１０４で余裕量成分演算部２３は、逸脱発電機を除く全ての出力調整対象候補発電機を選択したかを判定し、全ての出力調整対象候補発電機を選択していない場合には、ステップＳ１１０１に戻り、全ての出力調整対象候補発電機を選択した場合には、処理を終了する。

前述の図２２において、制御対象発電機Ｇ２は、非逸脱発電機と判定されている。

余裕量成分演算部２３は、非逸脱発電機Ｇ２の出力指令値スペクトルＦ_Ｍ２と、影響周波数ｆ_ｓ１と、次の（７）式とを用いて、影響周波数の周波数成分の大きさである対象量Ｆ_Ｍ２（ｆ_ｓ１）から、余裕量Ｆ_Ｍ２ｍを算出し、余裕量と影響周波数の組を余裕量成分（Ｆ_Ｍ２ｍ、ｆ_ｓ１）とする。

このような余裕量成分は、出力指令値スペクトルから簡単に求められる。これにより、系統運用者は余裕量成分を理解しやすい。なお、余裕量成分演算部２３は、余裕量成分としてこれ以外のものを用いてもよい。以上がステップＳ１１００の詳細である。

ステップＳ１２００で出力調整量演算部２４は、逸脱量成分演算結果データＤ２２から、各逸脱発電機の逸脱量成分をメモリ１２に読み込み、各逸脱発電機の逸脱量成分の影響量の和を、非逸脱発電機の出力調整量の合計である非逸脱発電機合計出力調整量として演算し、出力調整量演算結果データベース４４に格納する。なお、出力調整量演算部２４は、非逸脱発電機合計出力調整量としてこれ以外の値を用いても良い。

ステップＳ１３００で出力調整対象決定部２５は、時系列変化演算結果データＤ２１と逸脱量成分演算結果データＤ２２と余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４を用いて出力調整対象を決定し、出力調整対象決定結果データベース４５に格納する。ここでは、ステップＳ１３００の詳細について説明する。

図２４は、実施例２の出力調整対象決定部２５の処理を示す。

ステップＳ１３０１で出力調整対象決定部２５は、時系列変化演算結果データＤ２１を読み込み、制御対象発電機の中から順に一つの制御対象発電機を出力調整対象候補発電機として選択し、出力調整対象候補発電機を示す情報をメモリ１２に読み込む。ステップＳ１３０２では、出力調整対象発電機の種類を判定する。ここで、当該発電機の種類が逸脱発電機の場合はステップＳ１３０３に進む。一方、当該発電機の種類が非逸脱発電機の場合、出力調整対象決定部２５はステップＳ１３０４に進む。ステップＳ１３０３で出力調整対象決定部２５は、逸脱量成分演算結果データＤ２２から当該逸脱発電機の逸脱量成分をメモリ１２に読み込み、読み込んだ逸脱量成分の影響量Ｆ_Ｍ１ｄの符号を反転させた値を当該逸脱発電機の出力調整量と設定し、設定内容を出力調整対象決定結果データベース４５に格納する。ステップＳ１３０４で出力調整対象決定部２５は、余裕量成分演算結果データＤ２３と出力調整量演算結果データＤ２４をメモリ１２に読み込み、非逸脱発電機合計出力調整量を当該非逸脱発電機の余裕量の比に応じて按分する。ステップＳ１３０５で出力調整対象決定部２５は、按分結果を当該非逸脱発電機の出力調整量として設定し、出力調整対象決定結果データベース４５に格納する。ステップＳ１３０６で出力調整対象決定部２５は、全ての出力調整対象候補発電機を選択したかを判定し、全ての出力調整対象候補発電機を選択していない場合には、ステップＳ１３０１に戻り、全ての出力調整対象候補発電機を選択した場合には、処理を終了する。以上がステップＳ１３００の詳細である。

なお、複数の逸脱発電機と、複数の影響周波数が検出された場合、負荷周波数制御装置１０ｘは、影響周波数毎に、非逸脱発電機合計出力調整量と、非逸脱発電機の余裕量成分と、非逸脱発電機の出力調整量とを算出してもよい。

なお、出力上下限値の代わりに、各周波数成分の上限値が予め設定されてもよい。この場合、負荷周波数制御装置１０は、各周波数成分について上限値を逸脱するか否かを判定し、出力指令値スペクトルの各周波数成分と上限値の比較により、逸脱量成分および余裕量成分を算出する。

負荷周波数制御装置１０ｘは、逸脱発電機の出力指令値スペクトルから逸脱に最も大きい影響を与える影響周波数の成分を除去し、逸脱量成分の大きさの和である非逸脱発電機合計出力調整量を、余裕量成分の大きさに応じて非逸脱発電機へ配分し、非逸脱発電機の影響周波数の成分に加えることにより、制御対象発電機の出力の合計に与える影響を抑えつつ、出力指令値及び系統周波数の逸脱を防ぐことができる。言い換えれば、負荷周波数制御装置１０ｘは、全ての逸脱発電機の影響周波数の成分の出力調整量の合計を打ち消すように、全ての非逸脱発電機の影響周波数の成分の出力調整量の合計を決定する。

ステップＳ１４００で出力調整指令部２６は、各逸脱発電機に対して、出力指令値スペクトルのうち影響周波数の成分の出力調整量を示す指令を送信する。

以上の処理によれば、負荷周波数制御装置１０ｘは、逸脱発電機の逸脱量成分から逸脱発電機の出力調整量を容易に算出することができる。また、負荷周波数制御装置１０は、逸脱発電機の逸脱量成分と非逸脱発電機の余裕量成分とに基づいて、非逸脱発電機の出力調整量を容易に算出することができる。これにより、負荷周波数制御装置１０は、高速に出力調整量を算出することができ、より短い制御周期であっても、処理を完了することができる。

図２５は、実施例２の発電機情報画面を示す。

発電機情報画面は、逸脱情報４１０ｘと出力調整情報４２０ｘとを含む。

逸脱情報４１０ｘは、出力調整前の状態を示す。逸脱情報４１０ｘは、系統周波数の上下限値逸脱の有無４１１と、逸脱発電機の選択を受け付ける選択欄４１２と、当該発電機の逸脱量成分４１３ｘと、当該発電機の逸脱時刻４１４と、当該発電機の位置を示す系統図４１５とを示す。

出力調整情報４２０ｘは、出力調整後の状態を示す。出力調整情報４２０ｘは例えば、系統周波数の上下限値逸脱の有無４２１と、出力調整の対象である調整発電機の選択を受け付ける選択欄４２２と、当該発電機の出力調整量４２３ｘと、当該発電機の位置を示す系統図４２５とを示す。

このような演算結果を、負荷周波数制御装置１０ｘや、通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２００の画面に表示することで、電力系統１００において、どの発電機が、いつ、どの程度の逸脱量成分を持って逸脱するか、どの発電機をどの程度出力調整するかが一目でわかる。

図２６は、実施例２の時系列データ画面を示す。

時系列データ画面は、出力調整前の時系列データと、出力調整後の時系列データとを示す。時系列データ画面は例えば、出力調整前の系統周波数変動時系列データ４３１（破線）と、出力調整後の系統周波数変動時系列データ４４１（実線）と、制御対象発電機の選択を受け付ける選択欄４３２ａと、出力調整前の当該発電機の出力指令値時系列データ４３３ａ（破線）と、当該発電機が逸脱発電機である場合の逸脱量成分４３４ａｘと、当該発電機の逸脱時刻４３７ａと、当該発電機の出力調整量４３６ａｘと、出力調整後の当該発電機の出力指令値時系列データ４４３ａ（実線）と、別の制御対象発電機の選択を受け付ける選択欄４３２ｂと、出力調整前の当該発電機の出力指令値時系列データ４３３ｂ（破線）と、当該発電機が非逸脱発電機である場合の余裕量成分４３５ｂｘと、当該発電機の出力調整量４３６ｂｘと、出力調整後の当該発電機の出力指令値時系列データ４４３ｂ（実線）とを示す。

時系列情報画面のような演算結果を、負荷周波数制御装置１０や、通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２００の画面に表示することで、電力系統１００の逸脱発電機および非逸脱発電機の出力指令値時系列データが、どのように出力調整されたかが一目でわかる。また、逸脱発電機、または、非逸脱発電機が複数存在する場合、系統運用者は、発電機を選択し、選択した発電機の時系列変化演算結果と逸脱量成分演算結果と余裕量成分演算結果と出力調整対象決定結果を確認することができる。

図２７は、実施例２の周波数スペクトル画面を示す。

周波数スペクトル画面は、出力調整前の周波数スペクトルと、出力調整後の周波数スペクトルとを示す。周波数スペクトル画面は例えば、出力調整前の系統周波数変動スペクトル４５１（破線）と、出力調整後の系統周波数変動スペクトル４６１（実線）と、制御対象発電機の選択を受け付ける選択欄４３２ａと、出力調整前の当該発電機の出力指令値スペクトル４５３ａ（破線）と、当該発電機が逸脱発電機である場合の逸脱量成分４５４ａと、当該発電機の出力調整量４５６ａと、出力調整後の当該発電機の出力指令値スペクトル４６３ａ（実線）と、別の制御対象発電機の選択を受け付ける選択欄４３２ｂと、出力調整前の当該発電機の出力指令値スペクトル４５３ｂ（破線）と、当該発電機が非逸脱発電機である場合の余裕量成分４５５ｂと、当該発電機の出力調整量４５６ｂと、出力調整後の当該発電機の出力指令値スペクトル４６３ｂ（実線）とを示す。

周波数スペクトル画面のような演算結果を、負荷周波数制御装置１０や、通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２００の画面に表示することで、逸脱発電機および非逸脱発電機の出力指令値スペクトルが、どのように調整されたかが一目でわかる。また、逸脱発電機、または、非逸脱発電機が複数存在する場合、系統運用者は、発電機を選択し、選択した発電機の時系列変化演算結果と逸脱量成分演算結果と余裕量成分演算結果と出力調整対象決定結果を確認することができる。

以上の各実施例の処理において、ステップの順序を交換できる場合がある。例えば、Ｓ４００とＳ５００や、Ｓ１１００とＳ１２００は、交換されてもよい。

以上の各実施例によれば、負荷周波数制御装置は、逸脱発電機の逸脱量成分を抑圧し、且つ複数の制御対象発電機の出力の合計を維持することを調整条件に、各制御対象発電機の出力調整量を算出することにより、系統周波数の逸脱を防ぎつつ、需給バランスを維持することができる。また、負荷周波数制御装置は、出力上下限値を記憶し、出力指令値時系列データを予測することにより、容易に出力調整量を算出することができる。また、負荷周波数制御装置は、複数の制御対象発電機を逸脱発電機と非逸脱発電機に分け、逸脱発電機の逸脱量成分と、非逸脱発電機の余裕量成分と算出することにより、容易に調整条件を満たす調整量を算出することができる。また、負荷周波数制御装置が演算結果を表示装置に表示させることにより、系統運用者は、出力調整前及び出力調整の少なくとも何れかの情報を知ることができる。また、負荷周波数制御装置が系統周波数の変動の情報を表示装置に表示させることにより、系統運用者は、出力調整が必要となる系統周波数の変動を知ることができる。また、負荷周波数制御装置が出力調整量に基づく指令を、制御対象発電機へ送信し、制御対象発電機の出力を調整することにより、予測された系統周波数の逸脱を防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲を上記構成に限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。

１０、１０ｘ：負荷周波数制御装置、 １１：ＣＰＵ、 １２：メモリ、 １３：入力部、 １４：通信部、 １５：表示部、 ２０、２０ｘ：負荷周波数制御量演算部、 ２１：時系列変化演算部、 ２２：逸脱量成分演算部、 ２３：余裕量成分演算部、 ２４：出力調整量演算部、 ２５：出力調整対象決定部、 ２６：出力調整指令部、 ２７：表示部、 ２８：周波数スペクトル演算部、 ２９：状態推定演算部、 ３０、３０ｘ：負荷周波数制御量演算入力データベース、 ４０、４０ｘ：負荷周波数制御量演算結果データベース、 １００：電力系統、 １１０Ａ、１１０Ｂ：発電機、 １２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ：ノード、 １３０Ａ、１３０Ｂ：変圧器、 １４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ：ブランチ、 １５０：計測装置、 ２００：監視制御装置、 ３００：通信ネットワーク

Claims (13)

1. 記憶デバイスと、
   前記記憶デバイスに接続された演算デバイスと、
   を備え、
   前記記憶デバイスは、再生可能エネルギー発電機及び複数の電源を含む電力系統に対し、前記電力系統のモデルを示す系統モデルデータと、前記電力系統の状態を示す系統データと、過去の前記再生可能エネルギー発電機の出力を示す再生可能エネルギーデータと、各電源の制約を示す電源データとを記憶し、
   前記演算デバイスは、
   前記系統モデルデータと前記系統データと前記再生可能エネルギーデータとに基づいて、未来の制御期間における各電源の状態を示す時系列データを予測し、
   前記電源データに基づいて、各電源に対し、前記制約に対する前記時系列データの逸脱の程度を示す逸脱状態と、前記制約に対する前記時系列データの余裕の程度を示す余裕状態との少なくとも何れか一つを算出し、
   前記逸脱状態を解消し、且つ前記複数の電源の出力の合計を維持することを条件として、前記逸脱状態及び前記余裕状態に基づいて、各電源の出力の調整量を算出する、
   負荷周波数制御装置。
2. 前記時系列データは、対応する電源の出力指令値を示し、
   前記制約は、対応する電源の出力指令値の範囲を示す、
   請求項１に記載の負荷周波数制御装置。
3. 前記演算デバイスは、各電源に対し、前記時系列データが前記範囲を逸脱するか否かを判定し、
   前記演算デバイスは、前記複数の電源のうち、前記時系列データが前記範囲を逸脱すると判定された電源である逸脱電源の逸脱状態を算出し、
   前記演算デバイスは、前記複数の電源のうち、前記時系列データが前記範囲を逸脱しないと判定された電源である非逸脱電源の余裕状態を算出する、
   請求項２に記載の負荷周波数制御装置。
4. 前記演算デバイスは、前記逸脱電源に対し、前記範囲の境界値と前記時系列データとの間の距離に基づいて、前記時系列データの逸脱量を、前記逸脱状態として算出し、
   前記演算デバイスは、前記非逸脱電源に対し、前記範囲の境界値と前記時系列データとの間の距離に基づいて、前記時系列データの余裕量を、前記余裕状態として算出する、
   請求項３に記載の負荷周波数制御装置。
5. 前記演算デバイスは、前記逸脱電源に対し、前記逸脱の方向を示す符号を有する前記逸脱量を算出し、前記逸脱量の符号を反転することで、前記出力指令値の調整量を算出し、
   前記演算デバイスは、全ての逸脱電源の逸脱量の合計を前記偏差として算出し、前記偏差を前記非逸脱電源の余裕量に応じて前記非逸脱電源に配分することで、前記非逸脱電源の出力指令値の調整量を算出する、
   請求項４に記載の負荷周波数制御装置。
6. 前記演算デバイスは、前記逸脱電源に対し、前記時系列データのうち前記範囲から最も逸脱する時刻のデータを特定値として選択し、前記特定値から前記範囲の逸脱側の境界値を減じた値を前記逸脱量として算出し、
   前記演算デバイスは、前記偏差が正値である場合、前記非逸脱電源に対し、前記範囲の上限値から前記時系列データの最大値を減じた値を、前記余裕量として用い、
   前記演算デバイスは、前記偏差が負値である場合、前記非逸脱電源に対し、前記時系列データの最小値から前記範囲の下限値を減じた値を、前記余裕量として用いる、
   請求項５に記載の負荷周波数制御装置。
7. 前記演算デバイスは、各電源に対し、前記時系列データの周波数スペクトルを算出し、
   前記演算デバイスは、前記逸脱電源に対し、前記周波数スペクトルの周波数成分の最大値である影響量を、前記逸脱状態として検出し、前記影響量の周波数を影響周波数として検出し、
   前記演算デバイスは、前記非逸脱電源に対し、前記周波数スペクトルから、前記影響周波数の周波数成分を対象量として検出し、対象量の増大に対して減少する余裕量を、前記余裕状態として算出する、
   請求項３に記載の負荷周波数制御装置。
8. 前記演算デバイスは、前記逸脱電源の前記影響周波数の影響量を抑圧することを条件に前記逸脱電源の周波数スペクトルにおける前記影響周波数の成分の調整量を算出し、
   前記演算デバイスは、全ての逸脱電源の前記影響周波数の影響量の合計を前記偏差として算出し、前記偏差を前記非逸脱電源の余裕量に応じて前記非逸脱電源に配分することで、前記非逸脱電源の周波数スペクトルにおける前記影響周波数の成分の調整量を算出する、
   請求項７に記載の負荷周波数制御装置。
9. 前記演算デバイスは、前記非逸脱電源に対し、前記対象量の逆数を前記余裕量として算出する、
   請求項８に記載の負荷周波数制御装置。
10. 前記演算デバイスは、前記複数の電源の中の特定電源について、前記時系列データと、前記逸脱状態と、前記余裕状態と、前記調整量との少なくとも何れか一つを、表示装置に表示させる、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載の負荷周波数制御装置。
11. 前記記憶デバイスは、前記電力系統の系統周波数の制約を記憶し、
    前記演算デバイスは、前記系統モデルデータと前記系統データと前記再生可能エネルギーデータとに基づいて、前記制御期間における前記系統周波数の変動の時系列データを予測し、前記系統周波数の変動の時系列データと、前記系統周波数の制約に対する前記系統周波数の変動の時系列データの逸脱の有無との少なくとも何れか一つを、前記表示装置に表示させる、
    請求項１０に記載の負荷周波数制御装置。
12. 前記演算デバイスは、各電源に対し、前記調整量に基づく指令を送信する、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載の負荷周波数制御装置。
13. 再生可能エネルギー発電機及び複数の電源を含む電力系統に対し、前記電力系統のモデルを示す系統モデルデータと、前記電力系統の状態を示す系統データと、過去の前記再生可能エネルギー発電機の出力を示す再生可能エネルギーデータとに基づいて、未来の制御期間における各電源の出力の時系列データである時系列データを予測し、
    各電源の制約を示す電源データに基づいて、各電源に対し、前記制約に対する前記時系列データの逸脱の程度を示す逸脱状態と、前記制約に対する前記時系列データの余裕の程度を示す余裕状態との少なくとも何れか一つを算出し、
    前記逸脱状態を解消し、且つ前記複数の電源の出力の合計を維持することを条件として、前記逸脱状態及び前記余裕状態に基づいて、各電源の出力の調整量を算出する、
    負荷周波数制御方法。

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