DE112021007530T5 - Leistungssteuerungsvorrichtung und Leistungssteuerungsverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Leistungssteuerungsvorrichtung einer Ausführungsform steuert die von einem Kraftwerk, das eine Leistungserzeugungseinheit und eine Leistungsspeichereinheit enthält, an ein Leistungssystem abzugebende Leistung. Die Leistungssteuerungsvorrichtung umfasst eine Leistungserzeugungssteuerungseinheit, eine Leistungsspeichersteuerungseinheit und eine Kooperationssteuerungseinheit. Die Leistungserzeugungssteuereinheit steuert eine Leistung der Leistungserzeugungseinheit auf der Grundlage eines Leistungserzeugungssollwerts. Die Leistungsspeichersteuereinheit steuert einen Ausgang der Leistungsspeichereinheit auf der Grundlage eines Leistungsspeichersollwerts. Die Kooperationssteuereinheit gibt den Leistungserzeugungssollwert an die Leistungserzeugungssteuereinheit aus und gibt den Leistungsspeichersollwert an die Leistungsspeichersteuereinheit aus, basierend auf einer Leistungsbedarfsmenge des Leistungssystems, um die Leistungserzeugungseinheit und die Leistungsspeichereinheit in einer kooperativen Weise arbeiten zu lassen.

Description

• GEBIET
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Leistungssteuerungsvorrichtung und ein Leistungssteuerungsverfahren.
• HINTERGRUND
• Es wird eine Leistungssteuerungsvorrichtung vorgeschlagen, die die Leistung eines Kraftwerks mit einer Leistungserzeugungseinheit und einer Leistungsspeichereinheit steuert. Dabei wird vorgeschlagen, einen Ausgang der Leistungsspeichereinheit so zu steuern, dass der Leistungsausgang von der Leistungserzeugungseinheit und der Leistungsspeichereinheit einer Leistungsbedarfsmenge eines Leistungssystems folgt (siehe z.B. Patentdokument 1).
• DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
• PATENTSCHRIFT
• Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 6517618
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
• Bei der oben beschriebenen Technik wird jedoch nur die Leistungsspeichereinheit gesteuert, und daher ist es manchmal schwierig, eine effiziente Leistungsversorgung durchzuführen.
• Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Leistungssteuerungsvorrichtung und ein Leistungssteuerungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, auf einfache Weise eine effiziente Leistungsversorgung zu realisieren.
• MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
• Eine Leistungssteuerungsvorrichtung einer Ausführungsform steuert die an ein Leistungssystem auszugebende Leistung von einem Kraftwerk, das eine Leistungserzeugungseinheit, die zum Erzeugen von Leistung konfiguriert ist, und eine Leistungsspeichereinheit, die zum Laden oder Entladen von Leistung konfiguriert ist, umfasst. Die Leistungssteuerungsvorrichtung umfasst eine Leistungserzeugungssteuerungseinheit, eine Leistungsspeichersteuerungseinheit und eine Kooperationssteuerungseinheit. Die Leistungserzeugungssteuereinheit steuert einen Ausgang der Leistungserzeugungseinheit basierend auf einem Leistungserzeugungssollwert. Die Leistungsspeichersteuereinheit steuert einen Ausgang der Leistungsspeichereinheit auf der Grundlage eines Leistungsspeichersollwerts. Die Kooperationssteuereinheit gibt den Leistungserzeugungssollwert an die Leistungserzeugungssteuereinheit aus und gibt den Leistungsspeichersollwert an die Leistungsspeichersteuereinheit auf der Grundlage einer Leistungsbedarfsmenge des Leistungssystems aus, um die Leistungserzeugungseinheit und die Leistungsspeichereinheit in einer kooperativen Weise arbeiten zu lassen.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• [1] 1 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Kraftwerks gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
• [2] 2 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil einer Leistungssteuerungsvorrichtung 50 in dem Kraftwerk gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
• [3] 3 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 in der Leistungssteuerungsvorrichtung 50 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
• [4] 4 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Gesamtsollwertrechners 530 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
• [5] 5 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Leistungserzeugungssollwertrechners 531 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
• [6] 6 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Leistungsspeichersollwertrechners 532 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
• [7A] 7A ist eine Ansicht, die als Beispiel einen Gesamtsollwert St, einen Leistungserzeugungssollwert Sc und einen Leistungsspeichersollwert Sb darstellt, die in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet werden.
• [7B] 7B ist eine Ansicht, die als Beispiel eine geladene Leistungsmenge Cb in der ersten Ausführungsform darstellt.
• [8] 8 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 in einer Leistungssteuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
• [9A] 9A ist eine Ansicht, die als Beispiel einen Gesamtsollwert St, einen Leistungserzeugungssollwert Sc und einen Leistungsspeicherungssollwert Sb zeigt, die in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der zweiten Ausführungsform berechnet werden.
• [9B] 9B ist eine Ansicht, die als Beispiel eine geladene Leistungsmenge Cb zeigt, die in der zweiten Ausführungsform geladen wird.
• [10] 10 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 in einer Leistungssteuerungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
• [11A] 11A ist eine Ansicht, die als Beispiel einen Gesamtsollwert St, einen Leistungserzeugungssollwert Sc und einen Leistungsspeicherungssollwert Sb zeigt, die in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der dritten Ausführungsform berechnet werden.
• [11B] 11B ist eine Ansicht, die als Beispiel eine geladene Leistungsmenge Cb zeigt, die in der dritten Ausführungsform geladen wird.
• [12] 12 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 in einer Leistungssteuerungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
• [13A] 13Aist ein Flussdiagramm, das einen Fluss bei der Bestimmung von Ausgangsdaten in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
• [13B] 13B ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss bei der Bestimmung von Ausgangsdaten in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
• [13C] 13C ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss bei der Bestimmung von Ausgangsdaten in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
• [14A] 14A ist eine Ansicht, die als Beispiel einen Gesamtsollwert St, einen Leistungserzeugungssollwert Sc und einen Leistungsspeicherungssollwert Sb zeigt, die in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der vierten Ausführungsform berechnet werden.
• [14B] 14B ist eine Ansicht, die als Beispiel eine geladene Leistungsmenge Cb zeigt, die in der vierten Ausführungsform geladen wird.
• [15] 15 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 in einer Leistungssteuerungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
• [16] 16 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Gesamtsollwertrechners 530 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der fünften Ausführungsform darstellt.
• [17] 17 ist eine Ansicht, die schematisch eine Funktion einer Funktionseinheit 602 in dem Gesamtsollwertrechner 530 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
• [18] 18 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Bedarfskorrektors 601 in dem Gesamtsollwertrechner 530 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
• [19] 19 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Leistungserzeugungssollwertrechners 531 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der fünften Ausführungsform darstellt.
• [20A] 20A ist eine Ansicht, die als Beispiel eine Funktion der Funktionseinheit 602 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
• [20B] 20B ist eine Ansicht, die als Beispiel einen Gesamtsollwert St, einen Leistungserzeugungssollwert Sc und einen Leistungsspeicherungssollwert Sb zeigt, die in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der fünften Ausführungsform berechnet werden.
• [20C] 20C ist eine Ansicht, die als Beispiel eine geladene Leistungsmenge Cb in der fünften Ausführungsform darstellt.
• [21] 21 ist eine Ansicht, die einen Leistungserzeugungssollwert Sc in einer sechsten Ausführungsform illustriert.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• <Erste Ausführungsform>
• [A] Gesamtkonfiguration
• Ein wesentlicher Teil eines Kraftwerks gemäß einer ersten Ausführungsform wird anhand von 1 beschrieben.
• Wie in 1 dargestellt, umfasst das Kraftwerk eine Leistungserzeugungseinheit 10, eine Leistungsspeichereinheit 20 und eine Leistungssteuerungsvorrichtung 50.
• Die Leistungserzeugungseinheit 10 umfasst beispielsweise eine Turbine (ohne Abbildung) und einen Leistungsgenerator (ohne Abbildung), der mit Hilfe der Turbine Leistung erzeugt und für die Leistungserzeugung ausgelegt ist.
• Die Leistungsspeichereinheit 20 umfasst beispielsweise eine Speicherbatterie (deren Abbildung entfällt) und ist so konfiguriert, dass sie eine Ladung oder Entladung durchführt.
• Die Leistungssteuerungsvorrichtung 50 umfasst eine Recheneinheit (deren Abbildung weggelassen wird) und eine Speichervorrichtung (deren Abbildung weggelassen wird) und ist konfiguriert, eine Steuerung der jeweiligen Teile durchzuführen, wenn die Recheneinheit eine arithmetische Verarbeitung unter Verwendung eines in der Speichervorrichtung gespeicherten Programms durchführt. Hier werden der Leistungssteuerungsvorrichtung 50 ein Betriebsbefehl, Erfassungsdaten usw. als Eingangssignale eingegeben. Ferner führt die Leistungssteuerungsvorrichtung 50 die arithmetische Verarbeitung auf der Grundlage der eingegebenen Eingangssignale durch und gibt Steuersignale als Ausgangssignale an die jeweiligen Teile aus, um dadurch den Betrieb der jeweiligen Teile zu steuern.
• Obwohl Einzelheiten später beschrieben werden, ist die Leistungssteuerungsvorrichtung 50 zur Steuerung der vom Kraftwerk an ein Leistungssystem 40 zu liefernden Leistung Pt vorgesehen. Die Leistungssteuerungsvorrichtung 50 ist konfiguriert, einen Versorgungsbetrieb der Leistung Pt an das Leistungssystem 40 zu steuern, indem ein Leistungserzeugungsbetrieb, bei dem die Leistungserzeugungseinheit 10 Leistung Pc ausgibt, und ein Entladebetrieb, bei dem die Leistungsspeichereinheit 20 Leistung Pb ausgibt, gesteuert werden. Ferner ist die Leistungssteuerungsvorrichtung 50 konfiguriert, einen Ladevorgang zu steuern, bei dem die Leistungsspeichereinheit 20 die Leistung Pb speichert.
• [B] Leistungssteuerungsvorrichtung 50
• Ein wesentlicher Teil der Leistungssteuerungsvorrichtung 50 wird anhand von 2 beschrieben.
• Wie in 2 dargestellt, umfasst die Leistungssteuerungsvorrichtung 50 eine Kooperationssteuerungseinheit 500, eine Leistungserzeugungssteuerungseinheit 510 und eine Leistungsspeicherungssteuerungseinheit 520.
• Die Kooperationssteuereinheit 500 ist konfiguriert, einen Leistungserzeugungssollwert Sc an die Leistungserzeugungssteuereinheit 510 auszugeben und einen Leistungsspeichersollwert Sb an die Leistungsspeichersteuereinheit 520 auszugeben, basierend auf einer Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungssystems 40, um die Leistungserzeugungseinheit 10 und die Leistungsspeichereinheit 20 in einer kooperativen Weise arbeiten zu lassen.
• Die Leistungserzeugungssteuereinheit 510 ist so konfiguriert, dass der von der Kooperationssteuereinheit 500 ausgegebene Leistungserzeugungssollwert Sc in sie eingegeben wird, und sie steuert die Leistungserzeugungseinheit 10 basierend auf dem Leistungserzeugungssollwert Sc.
• Die Leistungsspeichersteuereinheit 520 ist so konfiguriert, dass der von der Kooperationssteuereinheit 500 ausgegebene Leistungsspeichersollwert Sb in sie eingegeben wird, und sie steuert die Leistungsspeichereinheit 20 auf der Grundlage des Leistungsspeichersollwerts Sb.
• Hier wird eine von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebene Leistungsmenge Pc als ein Eingangssignal sowohl in die Kooperationssteuereinheit 500 als auch in die Leistungserzeugungssteuereinheit 510 eingegeben. Ferner werden eine von der Leistungsspeichereinheit 20 ausgegebene Leistungsmenge Pb und eine in der Leistungsspeichereinheit 20 geladene Leistungsmenge Cb als Eingangssignale in jede der Kooperationssteuereinheit 500 und der Leistungsspeichersteuereinheit 520 eingegeben.
• Die Kooperationssteuereinheit 500 gibt den Leistungserzeugungssollwert Sc aus und gibt den Leistungsspeichersollwert Sb aus, in Übereinstimmung mit der von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebenen Leistungsmenge Pc, der von der Leistungsspeichereinheit 20 ausgegebenen Leistungsmenge Pb und der in der Leistungsspeichereinheit 20 geladenen Leistungsmenge Cb.
• Ferner steuert die Leistungserzeugungssteuereinheit 510 die Leistungserzeugungseinheit 10 in Übereinstimmung mit der von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebenen Leistungsmenge Pc. Wenn beispielsweise die von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebene Leistungsmenge Pc von einer Leistungsmenge gemäß dem Leistungserzeugungssollwert Sc abweicht, steuert die Leistungserzeugungssteuereinheit 510 die Leistungserzeugungseinheit 10 so, dass die Leistungsmenge Pc die Leistungsmenge gemäß dem Leistungserzeugungssollwert Sc wird.
• Ferner steuert die Leistungsspeichersteuereinheit 520 die Leistungsspeichereinheit 20 in Übereinstimmung mit der von der Leistungsspeichereinheit 20 ausgegebenen Leistungsmenge Pb und der in der Leistungsspeichereinheit 20 geladenen Leistungsmenge Cb. Wenn beispielsweise die von der Leistungsspeichereinheit 20 ausgegebene Leistungsmenge Pb von einer Leistungsmenge gemäß dem Leistungsspeichersollwert Sb abweicht, steuert die Leistungsspeichersteuereinheit 520 die Leistungsspeichereinheit 20 so, dass die Leistungsmenge Pb die Leistungsmenge gemäß dem Leistungsspeichersollwert Sb wird.
• [C] Kooperationssteuereinheit 500
• Ein wesentlicher Teil der Kooperationssteuereinheit 500 wird anhand von 3 beschrieben.
• Wie in 3 dargestellt, umfasst die Kooperationssteuereinheit 500 einen Gesamtsollwertrechner 530, einen Leistungserzeugungssollwertrechner 531 und einen Leistungsspeichersollwertrechner 532.
• 4 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil des Gesamtsollwertrechners 530 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 5 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil des Leistungserzeugungssollwertrechners 531 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 6 ist eine Ansicht, die schematisch einen wesentlichen Teil des Leistungsspeichersollwertrechners 532 in der Kooperationssteuereinheit 500 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
• [C-1] Gesamtsollwertrechner 530
• Der Gesamtsollwertrechner 530 wird anhand von 3 und 4 beschrieben.
• Wie in 3 dargestellt, wird die Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungssystems 40 als ein Eingangssignal in den Gesamtsollwertrechner 530 eingegeben. Ferner wird ein Mehrwert Rtp, der durch Addieren einer zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate Rcp der Leistungserzeugungseinheit 10 und einer zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate Rbp der Leistungsspeichereinheit 20 erhalten wird, als ein Eingangssignal in den Gesamtsollwertrechner 530 eingegeben. Anders als oben wird ein addierter Wert Rtm, der durch Addieren einer abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate Rcm der Leistungserzeugungseinheit 10 und einer abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate Rbm der Leistungsspeichereinheit 20 erhalten wird, als ein Eingangssignal in den Gesamtsollwertrechner 530 eingegeben. Die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rcp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rcm werden beispielsweise entsprechend einem Zustand der Leistungserzeugungseinheit 10 auf der Außenseite eingestellt und dann in einer Weise wie oben beschrieben eingegeben. Ferner werden die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbm auf der Außenseite in Übereinstimmung mit einem Zustand der Leistungsspeichereinheit 20 eingestellt und dann in einer Weise wie oben beschrieben eingegeben.
• Wie in 4 dargestellt, enthält der Gesamtsollwertrechner 530 einen Änderungsratenbegrenzer 530a, und jeder der Leistungsbedarfsmengen Dt, der Mehrwert Rtp und der Mehrwert Rtm wird in den Änderungsratenbegrenzer 530a eingegeben. Der Änderungsratenbegrenzer 530a berechnet, basierend auf den Eingangssignalen, einen Gesamtsollwert St, der ein Sollwert der Leistung als Ergebnis der Summierung der von der Leistungserzeugungseinheit 10 auszugebenden Leistung und der von der Leistungsspeichereinheit 20 auszugebenden Leistung ist.
• [C-2] Leistungserzeugungssollwertrechner 531
• Der Leistungserzeugungssollwertrechner 531 wird anhand von 3 und 5 beschrieben.
• Wie in 3 dargestellt, wird der Gesamtsollwert St als Eingangssignal in den Leistungserzeugungssollwertrechner 531 eingegeben. Außerdem werden die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rcp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rcm als Eingangssignale in den Leistungserzeugungssollwertrechner 531 eingegeben.
• Wie in 5 dargestellt, enthält der Leistungserzeugungssollwertrechner 531 einen Änderungsratenbegrenzer 531a, und der Gesamtsollwert St, die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rcp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rcm werden jeweils in den Änderungsratenbegrenzer 531a eingegeben. Basierend auf den Eingangssignalen berechnet der Änderungsratenbegrenzer 531a einen Leistungserzeugungssollwert Sc, der ein Sollwert der von der Leistungserzeugungseinheit 10 auszugebenden Leistung ist, und gibt diesen aus.
• [C-3] Leistungsspeichersollwertrechner 532
• Der Leistungsspeichersollwertrechner 532 wird anhand von 3 und 6 beschrieben.
• Wie in 3 dargestellt, werden der Gesamtsollwert St und der Leistungserzeugungssollwert Sc als Eingangssignale in den Leistungsspeichersollwertrechner 532 eingegeben. Außerdem werden die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbm als Eingangssignale in den Leistungsspeichersollwertrechner 532 eingegeben.
• Wie in 6 dargestellt, enthält der Leistungsspeichersollwertrechner 532 einen Änderungsratenbegrenzer 532a, und ein addierter Wert des Gesamtsollwerts St und des Leistungserzeugungssollwerts Sc, die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbm werden in den Änderungsratenbegrenzer 532a eingegeben. Anschließend berechnet und gibt der Änderungsratenbegrenzer 532a auf der Grundlage der oben beschriebenen Eingangssignale einen Leistungsspeichersollwert Sb aus, der ein Sollwert der von der Leistungsspeichereinheit 20 auszugebenden Leistung ist.
• [D] Den Gesamtsollwert St, den Leistungserzeugungssollwert Sc, den Leistungsspeichersollwert Sb und die geladene Leistungsmenge Cb betreffend
• Der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb, die in der Kooperationssteuereinheit 500 berechnet werden, werden anhand von 7A beschrieben. Ferner wird die geladene Leistungsmenge Cb, die in die Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird, wenn der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb wie oben beschrieben berechnet werden, anhand von 7B beschrieben.
• 7Aund 7B zeigen als Beispiel einen Zustand, in dem der Zuwachs des Leistungsbedarfs Dt zu einem 3-Minuten-Zeitpunkt zu einem 0-Minuten-Zeitpunkt unbekannt ist und der Zuwachs des Leistungsbedarfs Dt zu dem 3-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bestätigt wird.
• Wie in 7A dargestellt, steigt der Gesamtsollwert St mit einer geringeren Rate als die Rate, mit der der Leistungsbedarfswert Dt des Leistungssystems 40 steigt. Beispielsweise steigt der Leistungsbedarf Dt während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem 3,5-Minuten-Zeitpunkt von 50 MW auf 90 MW, aber der Gesamtsollwert St ist so eingestellt, dass er während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem 5-Minuten-Zeitpunkt von 50 MW auf 90 MW steigt. Ferner behält der Gesamtsollwert St zum 5-Minuten-Zeitpunkt und danach einen festen Wert bei, ähnlich wie der Leistungsbedarfswert Dt des Leistungssystems 40.
• Wie in 7A dargestellt, wird der Leistungserzeugungssollwert Sc eingestellt, mit einer geringeren Rate anzusteigen als die Rate, mit der der Gesamtsollwert St ansteigt, indem die Eigenschaften der Leistungserzeugungseinheit 10 berücksichtigt werden. Zum Beispiel wird der Leistungserzeugungssollwert Sc eingestellt, eine Leistungsmenge von 50 MW auf 90 MW während eines Zeitraums von dem 3-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem 11-Minuten-Zeitpunkt ansteigen zu lassen. Ferner behält der Leistungserzeugungssollwert Sc zum 11-Minuten-Zeitpunkt und danach einen festen Wert bei, z. B. ähnlich wie der Leistungsbedarfswert Dt des Leistungsnetzes 40.
• Wie in 7A dargestellt, wird der Leistungsspeichersollwert Sb so eingestellt, dass ein Wert als Ergebnis der Summierung des Leistungserzeugungssollwerts Sc und des Leistungsspeichersollwerts Sb gleich dem Gesamtsollwert St zu jedem Zeitpunkt wird. Zum Beispiel steigt während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zum 5-Minuten-Zeitpunkt der Leistungserzeugungssollwert Sc mit einer geringeren Rate als die Rate, mit der der Gesamtsollwert St steigt, wie oben beschrieben, so dass nur auf der Grundlage des Leistungserzeugungssollwerts Sc die Leistungsmenge in einem Zustand ist, der geringer ist als der gemäß dem Gesamtsollwert St. Daher wird der Leistungsspeichersollwert Sb veranlasst, zu steigen, so dass der Wert als Ergebnis der Summierung des Leistungserzeugungssollwerts Sc und des Leistungsspeichersollwerts Sb mit dem Gesamtsollwert St übereinstimmt. Wenn zum 5-Minuten-Zeitpunkt und danach der Leistungsspeichersollwert Sb mit einer ähnlichen Rate wie vom 3-Minuten-Zeitpunkt zum 5-Minuten-Zeitpunkt ansteigt, übersteigt der Wert als Ergebnis der Summierung des Leistungserzeugungssollwerts Sc und des Leistungsspeichersollwerts Sb den Gesamtsollwert St. Aus diesem Grund wird zum 5-Minuten-Zeitpunkt und danach der Leistungsspeichersollwert Sb entsprechend dem Zeitablauf verringert.
• Zu diesem Zeitpunkt nimmt die geladene Leistungsmenge Cb, die in der Leistungsspeichereinheit 20 geladen ist, in Übereinstimmung mit dem Zeitablauf ab dem 3-Minuten-Zeitpunkt und danach ab, wie in 7B dargestellt. Hier verschiebt sich die geladene Leistungsmenge Cb beispielsweise von einem Zustand von 120 MW zum 3-Minuten-Zeitpunkt zu einem Zustand von 0 MW zum 11-Minuten-Zeitpunkt.
• Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine Rate eines Teils, mit der die Leistungsmenge erhöht wird, des Gesamtsollwerts St dem Mehrwert Rtp entspricht, der sich aus der Addition der zuwachsseitigen Leistungsänderungsrate Rcp der Leistungserzeugungseinheit 10 und der zuwachsseitigen Leistungsänderungsrate Rbp der Leistungsspeichereinheit 20 ergibt. Die Rate eines Teils der Leistungserhöhung des Leistungserzeugungssollwerts Sc entspricht der zuwachsseitigen Leistungsänderungsrate Rcp der Leistungserzeugungseinheit 10. Die Rate eines Teils der Leistungserhöhung des Leistungsspeichersollwerts Sb entspricht der Leistungsänderungsrate Rbp der Leistungsspeichereinheit 20 auf der Erhöhungsseite.
• [E] Zusammenfassung
• Wie oben beschrieben, gibt in der Leistungssteuerungsvorrichtung 50 der vorliegenden Ausführungsform die Kooperationssteuerungseinheit 500 den Leistungserzeugungssollwert Sc an die Leistungserzeugungssteuerungseinheit 510 aus und gibt den Leistungsspeichersollwert Sb an die Leistungsspeichersteuerungseinheit 520 aus, basierend auf der Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungssystems 40, um die Leistungserzeugungseinheit 10 und die Leistungsspeichereinheit 20 in einer kooperativen Weise arbeiten zu lassen. Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Leistungserzeugungssollwert Sc an die Leistungserzeugungssteuereinheit 510 ausgegeben, um dadurch die Leistungserzeugungseinheit 10 zu steuern, und der Leistungsspeichersollwert Sb wird an die Leistungsspeichersteuereinheit 520 ausgegeben, um dadurch die Leistungsspeichereinheit 20 zu steuern. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform nicht nur die Leistungsspeichereinheit 20, sondern auch die Leistungserzeugungseinheit 10 gesteuert, um Leistung in Übereinstimmung mit der Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungsnetzes 40 zu liefern. Daher ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine effiziente Leistungsversorgung leicht zu realisieren.
• Des Weiteren gibt die Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform den Leistungserzeugungssollwert Sc und den zuvor erwähnten Leistungsspeichersollwert Sb auf der Grundlage der zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate Rcp, der abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate Rcm, der zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate Rbp und der abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate Rbm aus. Dementsprechend werden in der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung der Leistungserzeugungseinheit 10 und die Steuerung der Leistungsspeichereinheit 20 in Übereinstimmung mit den Eigenschaften der Leistungserzeugungseinheit 10 und der Leistungsspeichereinheit 20 durchgeführt, und somit ist es möglich, eine effiziente Leistungsversorgung leicht zu realisieren.
• <Zweite Ausführungsform>
• [A] Kooperationssteuereinheit 500
• Ein wesentlicher Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform wird anhand von 8 beschrieben.
• Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform (siehe 3) werden Daten der in der Leistungsspeichereinheit 20 geladenen Leistungsmenge Cb in die Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform eingegeben, wie in 8 dargestellt. Abgesehen von diesem Punkt und den damit zusammenhängenden Punkten ist die vorliegende Ausführungsform ähnlich wie die oben beschriebene Ausführungsform. Aus diesem Grund wird auf die Erläuterung der sich überschneidenden Teile entsprechend verzichtet.
• Konkret werden in der Kooperationssteuerungseinheit 500 die Daten der geladenen Leistungsmenge Cb weiter als Eingangssignal in den Gesamtsollwertrechner 530 eingegeben. Der Gesamtsollwertrechner 530 berechnet den Gesamtsollwert St nicht nur aus dem Leistungsbedarfswert Dt, dem Mehrwert Rtp und dem Mehrwert Rtm, sondern auch aus dem geladenen Leistungswert Cb. Darüber hinaus korrigiert der Gesamtsollwertrechner 530 auf der Grundlage der jeweiligen Dateneingabe, wie oben beschrieben, die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbp und die abnahmeaseitige Ausgangsänderungsrate Rbm und gibt eine korrigierte zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbpa und eine korrigierte abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbma an den Leistungsspeichersollwertrechner 532 aus. Hier werden beispielsweise in Übereinstimmung mit der Änderung des Wertes der geladenen Leistungsmenge Cb, des Wertes der Leistungsbedarfsmenge Dt und des Wertes des Gesamtsollwertes St die zuwachseitige Ausgangsänderungsrate Rbp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbm als die korrigierte zuwachseitige Ausgangsänderungsrate Rbma und die korrigierte abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbma ausgegeben.
• Anschließend berechnet der Leistungsspeichersollwertrechner 532 den Leistungsspeichersollwert Sb nicht nur auf der Grundlage des Gesamtsollwerts St und des Leistungserzeugungssollwerts Sc, sondern auch der korrigierten zuwachseitigen Ausgangsänderungsrate Rbpa und der korrigierten abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate Rbma.
• [B] Den Gesamtsollwert St, den Leistungserzeugungssollwert Sc, den Leistungsspeichersollwert Sb und die geladene Leistungsmenge Cb betreffend
• Der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb, die in der Kooperationssteuereinheit 500 berechnet werden, werden anhand von 9A beschrieben. Ferner wird die geladene Leistungsmenge Cb, die in die Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird, wenn der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb wie oben beschrieben berechnet werden, anhand von 9B beschrieben.
• Jede von 9A und 9B illustriert als Beispiel einen Zustand, in dem der Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt zu einem 3-Minuten-Zeitpunkt zu einem 0-Minuten-Zeitpunkt unbekannt ist und der Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt zu dem 3-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bestätigt wird, ähnlich wie im Fall von 7A und 7B.
• In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9B dargestellt, ist die geladene Leistungsmenge Cb kleiner als die der ersten Ausführungsform (7B). Hier beträgt die anfängliche geladene Leistungsmenge Cb in der ersten Ausführungsform 120 MW, aber die anfängliche geladene Leistungsmenge Cb in der vorliegenden Ausführungsform beträgt 60 MW. Wie oben beschrieben, werden, da die anfängliche geladene Leistungsmenge Cb der vorliegenden Ausführungsform kleiner ist als die der ersten Ausführungsform, der Gesamtsollwert St und der Leistungsspeichersollwert Sb auf einen Zustand eingestellt, der sich von dem der ersten Ausführungsform unterscheidet, und zwar in Übereinstimmung mit der kleinen geladenen Leistungsmenge Cb, wie in 9A dargestellt.
• Konkret wird der Gesamtsollwert St so eingestellt, dass er mit einer geringeren Rate als bei der ersten Ausführungsform ansteigt, wie in 9A dargestellt. Zum Beispiel ist der Gesamtsollwert St so eingestellt, dass er während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zum 5-Minuten-Zeitpunkt in der ersten Ausführungsform von 50 MW auf 90 MW ansteigt, aber in der vorliegenden Ausführungsform ist der Gesamtsollwert St so eingestellt, dass er während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem 8-Minuten-Zeitpunkt von 50 MW auf 90 MW ansteigt. Darüber hinaus behält der Gesamtsollwert St zum 8-Minuten-Zeitpunkt und danach einen festen Wert bei, zum Beispiel ähnlich dem Leistungsbedarfswert Dt des Leistungssystems 40.
• Wie in 9A dargestellt, wird der Leistungserzeugungssollwert Sc so eingestellt, dass eine Leistungsmenge von 50 MW auf 90 MW während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem 11-Minuten-Zeitpunkt ansteigt, beispielsweise ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform. Ferner behält der Leistungserzeugungssollwert Sc zum 11-Minuten-Zeitpunkt und danach einen festen Wert bei, zum Beispiel ähnlich wie der Leistungsbedarfswert Dt des Leistungsnetzes 40.
• Wie in 9A dargestellt, wird der Leistungsspeichersollwert Sb so eingestellt, dass ein Wert als Ergebnis der Summierung des Leistungserzeugungssollwerts Sc und des Leistungsspeichersollwerts Sb gleich dem Gesamtsollwert St zu jedem Zeitpunkt wird. Beispielsweise steigt während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zum 8-Minuten-Zeitpunkt der Leistungserzeugungssollwert Sc mit einer geringeren Rate als die Rate, mit der der Gesamtsollwert St ansteigt, so dass nur auf der Grundlage des Leistungserzeugungssollwerts Sc die Leistungsmenge in einem Zustand ist, der geringer ist als derjenige gemäß dem Gesamtsollwert St. Daher wird der Leistungsspeichersollwert Sb veranlasst, so anzusteigen, dass der Wert als Ergebnis der Summierung des Leistungserzeugungssollwerts Sc und des Leistungsspeichersollwerts Sb mit dem Gesamtsollwert St übereinstimmt. Wenn zum 8-Minuten-Zeitpunkt und danach der Leistungsspeichersollwert Sb mit einer ähnlichen Rate wie vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zum 8-Minuten-Zeitpunkt ansteigt, übersteigt der Wert als Ergebnis der Summierung des Leistungserzeugungssollwerts Sc und des Leistungsspeichersollwerts Sb den Gesamtsollwert St. Aus diesem Grund wird zum 8-Minuten-Zeitpunkt und danach der Leistungsspeichersollwert Sb entsprechend dem Zeitablauf verringert.
• Zu diesem Zeitpunkt nimmt die geladene Leistungsmenge Cb, die in der Leistungsspeichereinheit 20 geladen ist, entsprechend dem Zeitablauf ab, wie in 9B dargestellt. Die geladene Leistungsmenge Cb verschiebt sich beispielsweise von einem Zustand von 60 MW zum 3-Minuten-Zeitpunkt zu einem Zustand von 0 MW zum 11-Minuten-Zeitpunkt.
• Es ist zu beachten, dass eine Rate Rtpa eines Teils, mit der die Leistungsmenge erhöht wird, des Gesamtsollwerts St wie in einer folgenden mathematischen Gleichung (A) bestimmt werden kann. In der folgenden Gleichung (A) bezeichnet dMW einer Änderungsmenge der Leistungsbedarfsmenge Dt, wie unter Bezugnahme auf 9A verstanden werden kann. $$\text{Rtpa}=\text{dMW}/\left(\text{dMW}/\text{Rcp}-2*\text{Cb}/\text{dMW}\right)$$

  
• Ferner entspricht eine Rate eines Teils, bei dem die Leistungsmenge des Leistungserzeugungssollwerts Sc erhöht wird, der korrigierten Änderungsrate Rcpa für die Leistungserhöhung. Eine Rate eines Teils, bei dem die Leistungsmenge erhöht wird, des Leistungsspeicherungssollwerts Sb, entspricht der korrigierten zuwachsseitigen Leistungsänderungsrate Rbpa.
• [C] Zusammenfassung
• Wie oben beschrieben, bestimmt in der Leistungssteuerungsvorrichtung 50 der vorliegenden Ausführungsform die Kooperationssteuerungseinheit 500 den Gesamtsollwert St auf der Grundlage der in der Leistungsspeichereinheit 20 geladenen Leistungsmenge Cb und gibt den Leistungserzeugungssollwert Sc und den Leistungsspeichersollwert Sb in Übereinstimmung mit dem Gesamtsollwert St aus, so dass es in der vorliegenden Ausführungsform möglich ist, auf einfache Weise eine effiziente Leistungsversorgung zu realisieren.
• Konkret, wenn in dem Fall, in dem die geladene Leistungsmenge Cb klein ist, wie in der vorliegenden Ausführungsform, die Leistungsspeichereinheit 20 den Ausgang auf der Grundlage der zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate Rbp und der abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate Rbm ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform durchführt, kann die geladene Leistungsmenge Cb Null werden, bevor der Gesamtsollwert St die Leistungsbedarfsmenge Dt erreicht. In der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbm so korrigiert, dass verhindert wird, dass die geladene Leistungsmenge Cb Null wird, bevor der Gesamtsollwert St den Leistungsbedarfswert Dt erreicht. Aus diesem Grund ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die angeforderte Leistungsbedarfsmenge Dt genau zu behandeln.
• <Dritte Ausführungsform>
• [A] Kooperationssteuerungseinheit 500
• Ein wesentlicher Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform wird anhand von 10 beschrieben.
• Im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform (siehe 8) werden nicht nur die Leistungsbedarfsmenge Dt zum aktuellen Zeitpunkt, sondern auch Daten einer Leistungsbedarfsmenge Dtf in der Zukunft in die Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform eingegeben, wie in 10 dargestellt. Abgesehen von diesem Punkt und den damit zusammenhängenden Punkten ist die vorliegende Ausführungsform ähnlich wie die oben beschriebenen Ausführungsformen. Aus diesem Grund wird auf die Erläuterung von sich überschneidenden Teilen entsprechend verzichtet.
• Konkret werden in der Kooperationssteuerungseinheit 500 die Daten der Leistungsbedarfsmenge Dtf in der Zukunft als Eingangssignal in den Gesamtsollwertrechner 530 eingegeben. Die Leistungsbedarfsmenge Dtf in der Zukunft wird als Ziffernfolge eingegeben, wie z.B. eine Leistungsbedarfsmenge Dt(1) zu einem ersten Zeitpunkt, eine Leistungsbedarfsmenge Dt(2) zu einem zweiten Zeitpunkt, ···, und eine Leistungsbedarfsmenge Dt(n) zu einem n-ten Zeitpunkt. Anschließend verwendet der Gesamtsollwertrechner 530 die Eingabedaten, wie z.B. die Leistungsbedarfsmenge Dtf in der Zukunft, um den Gesamtsollwert St zu berechnen.
• Anschließend berechnet der Leistungserzeugungssollwertrechner 531 den Leistungserzeugungssollwert Sc auf der Grundlage des wie oben beschriebenen berechneten Gesamtsollwerts St und gibt ihn aus usw. Ferner berechnet der Leistungsspeichersollwertrechner 532 den Leistungsspeichersollwert Sb auf der Grundlage des Gesamtsollwerts St, der wie oben beschrieben berechnet wurde, und gibt diesen aus, und so weiter.
• [B] Den Gesamtsollwert St, den Leistungserzeugungssollwert Sc, den Leistungsspeichersollwert Sb und die geladene Leistungsmenge Cb betreffend
• Der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb, die in der Kooperationssteuereinheit 500 berechnet werden, werden anhand von 11A beschrieben. Ferner wird die geladene Leistungsmenge Cb, die in die Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird, wenn der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb wie oben beschrieben berechnet werden, durch Verwendung von 11B beschrieben.
• 11A und 11B zeigen als Beispiel einen Zustand, in dem der Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt zu einem 3-Minuten-Zeitpunkt bereits zu einem 0-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bekannt ist, im Gegensatz zu dem in 9A und 9B dargestellten Fall.
• Wie in 11A dargestellt, wird der Gesamtsollwert St so eingestellt, dass er während eines Zeitraums vom 3-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem 5-Minuten-Zeitpunkt von 50 MW auf 90 MW ansteigt, entsprechend dem Zeitpunkt des Zuwachss der Leistungsbedarfsmenge Dt. Ferner behält der Gesamtsollwert St zum 5-Minuten-Zeitpunkt und danach einen festen Wert bei, z. B. ähnlich wie die Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungsnetzes 40.
• In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch der Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt zum 3-Minuten-Zeitpunkt bereits zum 0-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bekannt, wie oben beschrieben. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Ausführungsform der Leistungserzeugungssollwert Sc so eingestellt, dass er vor dem Zuwachs des Leistungsbedarfs Dt ansteigt, wie in 11A dargestellt. Konkret wird der Leistungserzeugungssollwert Sc so eingestellt, dass eine Leistungsmenge von 50 MW auf 90 MW während eines Zeitraums vom 0-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bis zu einem 8-Minuten-Zeitpunkt ansteigt, indem er den Zeitpunkt (3-Minuten-Zeitpunkt) durchläuft, an dem die Leistungsbedarfsmenge Dt ansteigt, zum Beispiel. Ferner behält der Leistungserzeugungssollwert Sc zum 8-Minuten-Zeitpunkt und danach einen festen Wert bei, z.B. ähnlich dem Leistungsbedarfswert Dt des Leistungsnetzes 40.
• Die von der Leistungserzeugungseinheit 10 erzeugte Leistung, die dem Leistungserzeugungssollwert Sc vor dem Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt entspricht, muss nicht an das Leistungsnetz 40 abgegeben werden, so dass die Leistung in der Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird. Aus diesem Grund zeigt der Leistungsspeichersollwert Sb an, dass die Aufladung während eines Zeitraums von dem 0-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bis zu einem 4-Minuten-Zeitpunkt durchgeführt wird, und die Entladung wird zu dem 4-Minuten-Zeitpunkt und danach durchgeführt.
• Zu diesem Zeitpunkt steigt die geladene Leistungsmenge Cb, die in die Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird, wenn die Ladung durchgeführt wird, und sie sinkt, wenn die Entladung durchgeführt wird, wie in 11B dargestellt. Zum Beispiel wird die Ladung von dem Zustand, in dem die geladene Leistungsmenge Cb zum 0-Minuten-Zeitpunkt 60 MW beträgt, auf 90 MW durchgeführt, und die Entladung wird von diesem Zustand auf 60 MW durchgeführt.
• [Zusammenfassung]
• Wie oben beschrieben, gibt in der Leistungssteuerungsvorrichtung 50 der vorliegenden Ausführungsform die Kooperationssteuerungseinheit 500 den Leistungserzeugungssollwert Sc und den Leistungsspeichersollwert Sb nicht nur auf der Grundlage der Leistungsbedarfsmenge Dt zum aktuellen Zeitpunkt, sondern auch der Leistungsbedarfsmenge Dtf in der Zukunft aus. Aus diesem Grund ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Leistungserzeugungssollwert Sc zu erhöhen, bevor der Gesamtsollwert St aufgrund der Anforderung der Leistungsbedarfsmenge Dt erhöht wird, wie oben beschrieben. Infolgedessen kann die in der Leistungserzeugungseinheit 10 erzeugte Leistung vor der Erhöhung des Gesamtsollwerts St aufgrund der Anforderung der Leistungsbedarfsmenge Dt an die Leistungsspeichereinheit 20 ausgegeben und in der Leistungsspeichereinheit 20 geladen werden. Daher ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, auf einfache Weise eine effiziente Leistungsversorgung zu realisieren.
• <Vierte Ausführungsform>
• [A] Kooperationssteuereinheit 500
• Ein wesentlicher Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform wird anhand von 12 beschrieben.
• Im Gegensatz zur dritten Ausführungsform (siehe 10) werden Daten eines oberen Grenzwertes Cbmax [MW] (positiver Wert) einer in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge und Daten eines unteren Grenzwertes Cbmin [MW] (null oder positiver Wert) der in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge in die Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform eingegeben, wie in 12 dargestellt. Abgesehen von diesem Punkt und den damit zusammenhängenden Punkten ist die vorliegende Ausführungsform den oben beschriebenen Ausführungsformen ähnlich. Aus diesem Grund wird auf die Erläuterung von sich überschneidenden Teilen entsprechend verzichtet.
• Konkret werden in der Kooperationssteuereinheit 500 die Daten des oberen Grenzwerts Cbmax [MW](positiver Wert) der in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge und die Daten des unteren Grenzwerts Cbmin [MW] (Null- oder positiver Wert) der in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge weiter als Eingangssignale in den Gesamtsollwertrechner 530 eingegeben. Anschließend berechnet der Gesamtsollwertrechner 530 aus den jeweiligen Eingabedaten den Gesamtsollwert St und so weiter.
• Anschließend berechnet der Leistungserzeugungssollwertrechner 531 den Leistungserzeugungssollwert Sc auf der Grundlage des wie oben beschriebenen Gesamtsollwerts St und gibt ihn aus usw. Des Weiteren berechnet der Leistungsspeichersollwertrechner 532 den Leistungsspeichersollwert Sb, basierend auf dem Gesamtsollwert St, der wie oben beschrieben berechnet wurde, und gibt diesen aus, und so weiter.
• [B] Berechnungsverfahren
• In der vorliegenden Ausführungsform kann die Kooperationssteuerungseinheit 500 entsprechende Ausgangsdaten ausgeben, indem sie ein eingeschränktes Optimierungsproblem löst, wie beispielsweise in der folgenden (Gleichung 1) angegeben. Hierbei ist es möglich, einen Gesamtsollwert St(0) zu einem nächsten Zeitpunkt, eine korrigierte zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbpa und eine korrigierte abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbma zu bestimmen, so dass die in der Leistungsspeichereinheit 20 geladene Leistungsmenge Cb in einen Bereich zwischen dem oberen Grenzwert Cbmax und dem unteren Grenzwert Cbmin fällt.
• [Mathematische Gleichung 1]
• $$\text{minimize J}={\displaystyle {\sum }_{\text{k}=1}^{\text{N}}{\left\{\text{Dtf}\left(\text{k}\right)-\text{St}\left(\text{k}\right)\right\}}^2}$$

  
• Subject to: $$\text{Cbmin}\leqq \text{Cb}\left(\text{k}\right)\leqq \text{Cbmax}$$

  

  $$\text{St}\left(\text{k}\right)=\text{Sc}\left(\text{k}\right)+\text{Sb}\left(\text{k}\right)$$

  

  $$\text{Sc}\left(\text{k}\right)-\text{Rcm}*\text{dt}\leqq \text{Sc}\left(\text{k}+1\right)\leqq \text{Sc}\left(\text{k}\right)+\text{Rcp}*\text{dt}$$

  

  $$\text{Sb}\left(\text{k}\right)-\text{Rbm}*\text{dt}\leqq \text{Sb}\left(\text{k}+1\right)\leqq \text{Sb}\left(\text{k}\right)+\text{Rbp}*\text{dt}$$

  

  $$\text{Sb}\left(\text{k}+1\right)\leqq \text{Cb}\left(\text{k}\right)-\text{Rbp}*\text{dt}$$

  

  $$\text{Cb}\left(\text{k}+1\right)=\text{Cb}\left(\text{k}\right)+\left(\text{Sb}\left(\text{k}+1\right)-\text{Sb}\left(\text{k}\right)\right)*\text{dt}$$

  

  $$\text{Scmin}\leqq \text{Sc}\left(\text{k}\right)\leqq \text{Scamax}$$

  
• Ein Ablauf bei der Berechnung der optimalen Lösung zur Bestimmung der Ausgangsdaten in der Kooperationssteuereinheit 500 wird anhand von 13A, 13B und 13C beschrieben. Die in 13A, 13B und 13C dargestellten Abläufe werden durch einen einfachen wiederholten Berechnungsvorgang durchgeführt. Die optimale Lösung kann anstelle der in 13A, 13B und 13C dargestellten Abläufe mit Hilfe allgemein bekannter Optimierungsalgorithmen berechnet werden, wie z.B. einer Methode der steilsten Abnahme, einer Newton-Raphson-Methode und einer Methode der konjugierten Richtung.
• Nachfolgend werden die in der obigen Gleichung (1) und den Abläufen in 13A, 13B und 13C verwendeten Faktoren genannt (einschließlich der bereits beschriebenen Faktoren).
• (a) Faktoren, die sich in Abhängigkeit von der Zeit nicht ändern (Konstanten)
• - Rcp: Zuwachsseitige Leistungsänderungsrate der Leistungserzeugungseinheit 10 (0 oder positiver Wert, [MW/Minute])
• - Rcm: Abnahmeseitige Leistungsänderungsrate des Blocks 10 (0 oder negativer Wert, [MW/Minute])
• - Rbpmax: Maximaler Wert der zuwachsseitigen Leistungsänderungsrate Rbp des Leistungsspeichers 20 (positiver Wert, [MW/Minute])
• - Rbmmin: Minimalwert der abnahmeseitigen Leistungsänderungsrate Rbm des Leistungsspeichers 20 (negativer Wert, [MW/Minute])
• - Cbmax: Maximalwert der geladenen Leistungsmenge (Restmenge) des Leistungsspeichers 20 (positiver Wert, [MW/Minute])
• - Cbmin: Minimalwert der geladenen Leistungsmenge (Restmenge) des Leistungsspeichers 20 (0 oder positiver Wert, [MW-Minute])
• - Scmax: Maximaler Wert der Leistung der Leistungserzeugungseinheit 10 (positiver Wert, [MW])
• - Scmin: Minimalwert der Leistung der Leistungserzeugungseinheit 10 (positiver Wert, [MW])
• - dt: Zeitraum zwischen Zeitpunkt k und Zeitpunkt k+1 im nächsten Schritt (Schrittweite, [Minute])
• (b) Faktoren, die sich mit der Zeit ändern (Variablen) ((k) bedeutet Wert zum Zeitpunkt k, und (0) bedeutet Wert zum aktuellen Zeitpunkt)
• - Cb(0): Geladene Leistungsmenge (Restmenge) der Leistungsspeichereinheit 20 (0 oder positiver Wert, [MW-Minute])
• [MW]) - Dt(0): Leistungsbedarfsmenge Dt (Gesamtleistungsbedarfswert, positiver Wert,
• - Sc(k): Leistungssollwert der Leistungserzeugungseinheit 10 (positiver Wert, [MW])
• - Sb(k): Leistungssollwert der Leistungsspeichereinheit 20 (positiver Wert bedeutet Entladung und negativer Wert bedeutet Speicherung (Ladung), [MW])
• - St(0): Gesamtleistungssollwert von Leistungserzeugungseinheit 10 und Leistungsspeichereinheit 20 (positiver Wert, [MW])
• (c) Durch Berechnung erhaltene Faktoren (Variablen)
• - Rbpa: Zuwachsseitige Leistungsänderungsrate (korrigiert) des Leistungsspeichers 20 (0 oder positiver Wert, [MW/Minute])
• - Rbma: Abnahmeseitige Leistungsänderungsrate (korrigiert) des Leistungsspeichers 20 (0 oder negativer Wert, [MW/Minute])
• (d) Zwischengrößen
• - Rb: Änderungsrate des Leistungsspeichers 20 (positiver Wert, 0, oder negativer Wert, [MW/Minute])
• -Tc: Zeitpunkt des Beginns der Änderung des Leistungserzeugungssollwerts Sc (Leistungssollwert) der Leistungserzeugungseinheit 10 ([Minute])
• (e) Parameter für die Optimierung
• - q1, q2, q3, a4: beliebige positive Werte (geeignete Werte werden zunächst eingestellt)
• [B-1] Schritt ST10
• Bei der Bestimmung von Ausgangsdaten in der Kooperationssteuereinheit 500 werden zunächst Parameter mit festen Werten (Rcp, Rcm, Rbpmax, Rbmmin, Cbmax, Cbmin, Scmax, Scmin) eingestellt, wie in 13A (ST10) dargestellt.
• [B-2] Schritt ST20
• Als nächstes werden die Werte zum aktuellen Zeitpunkt (Sc(0), Sb(0), St(0), Cb(0), Dt(0)) eingegeben (ST20).
• [B-3] Schritt ST21
• Als nächstes werden die Werte zu Zeitpunkten in der Zukunft (Dt(1), Dt(2), ···, Dt(N)) eingegeben (ST21).
• [B-4] Schritt ST30
• Als nächstes wird beurteilt, ob die Leistungsbedarfsmenge Dt (Gesamtleistungsbedarfswert) in der Zukunft erhöht/verringert oder beibehalten wird (ST30). Hier wird die Leistungsbedarfsmenge Dt(0) zum aktuellen Zeitpunkt und die Leistungsbedarfsmenge Dt(N) zum zukünftigen Zeitpunkt verglichen.
• [B-5] Schritt ST40
• Wenn die Leistungsbedarfsmenge Dt(0) zum aktuellen Zeitpunkt und die Leistungsbedarfsmenge Dt(N) zum Zeitpunkt in der Zukunft gleich sind, wird die Verarbeitung der Beibehaltung des aktuellen Zustands durchgeführt. Dabei wird ein Gesamtsollwert St(1) zu einem Zeitpunkt einen Schritt später auf den gleichen Wert wie der Gesamtsollwert St(0) zum aktuellen Zeitpunkt gesetzt (St(1) = St(0)). Ferner werden die Werte der korrigierten zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate Rbpa und der korrigierten abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate Rbma auf Null gesetzt.
• [B-6] Schritt ST41
• Wenn die Leistungsbedarfsmenge Dt(N) zu dem Zeitpunkt in der Zukunft größer ist als die Leistungsbedarfsmenge Dt(0) zu dem aktuellen Zeitpunkt, wird eine Verarbeitung durchgeführt, wenn der Bedarfswert erhöht wird (ST41). Die Verarbeitung, wenn der Bedarfswert erhöht wird, wird später beschrieben.
• [B-7] Schritt ST42
• Wenn die Leistungsbedarfsmenge Dt(N) zum zukünftigen Zeitpunkt kleiner ist als die Leistungsbedarfsmenge Dt(0) zum aktuellen Zeitpunkt, wird die Verarbeitung, wenn der Bedarfswert erhöht wird, durchgeführt (ST42). Die Verarbeitung, wenn der Bedarfswert verringert wird, wird später beschrieben.
• [B-8] Verarbeitung, wenn der Bedarfswert erhöht wird
• Die oben erwähnte Verarbeitung, wenn der Bedarfswert erhöht wird (siehe ST41 in 13A), wird anhand von 13B beschrieben.
• [B-8-1] Schritt ST411
• Bei der Durchführung der Verarbeitung, wenn der Bedarfswert erhöht wird, wie in 13B dargestellt, wird in Schritt ST411 zunächst ein Anfangswert der Ausgangsänderungsrate Rb der Leistungsspeichereinheit 20 eingestellt. Dabei wird die Ausgangsänderungsrate Rb der Leistungsspeichereinheit 20 auf den Maximalwert Rbpmax (Rb = Rbpmax) eingestellt.
• [B-8-2] Schritt ST412
• Als nächstes wird in Schritt ST412 ein Anfangswert für den Zeitpunkt Tc festgelegt, an dem die Leistungserzeugungssollwerte Sc(1), Sc(2), ···, Sc(N) zu den jeweiligen Zeitpunkten zu wechseln beginnen. Dabei wird der aktuelle Zeitpunkt (0) als Zeitpunkt Tc (Tc = 0) festgelegt.
• [B-8-3] Schritt ST413
• Als nächstes wird in Schritt ST413 eine Berechnung durchgeführt, um den Leistungserzeugungssollwert Sc(k) in der Zukunft, den Leistungsspeichersollwert Sb(k) in der Zukunft und die geladene Leistungsmenge Cb(k) in der Zukunft vorherzusagen.
• [B-8-4] Schritt ST414
• Als nächstes wird in Schritt ST414 ermittelt, ob der Maximalwert des zukünftigen Wertes Cb(k) der geladenen Leistungsmenge Cb (Restmenge) der Leistungsspeichereinheit 20 größer ist als der obere Grenzwert Cbmax der in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge (ST414).
• [B-8-5] Schritt ST415
• Wenn in Schritt ST414 als JA ermittelt wird (Maximalwert von Cb(k) > Cbmax), wird in Schritt ST415 der Zeitpunkt Tc aktualisiert (ST415). Dabei wird ein Wert, der sich aus der Addition des vorgegebenen Wertes q1 zum aktuellen Zeitpunkt Tc ergibt, auf den aktualisierten Zeitpunkt Tc gesetzt. Der aktualisierte Zeitpunkt Tc wird im Schritt ST413 verwendet.
• [B-8-6] Schritt ST416
• Wenn in Schritt ST414 als Nein ermittelt wird (Maximalwert von Cb(k) ≤ Cbmax), wird in Schritt ST416 ermittelt, ob der Minimalwert des zukünftigen Wertes Cb(k) der geladenen Leistungsmenge Cb (Restmenge) der Leistungsspeichereinheit 20 kleiner ist als der untere Grenzwert Cbmin der in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge.
• [B-8-7] Schritt ST417
• Wenn in Schritt ST416 als Ja ermittelt wird (Mindestwert von Cb(k) < Cbmin), wird in Schritt ST417 die Leistungsänderungsrate Rb aktualisiert. Dabei wird ein Wert, der sich aus der Addition des vorbestimmten Wertes q2 zu der aktuellen Ausgangsänderungsrate Rb ergibt, auf die aktualisierte Ausgangsänderungsrate Rb gesetzt. Die aktualisierte Ausgangsänderungsrate Rb wird im Schritt ST413 verwendet.
• [B-8-8] Schritt ST418
• Wenn in Schritt ST416 festgestellt wird, dass Nein vorliegt (Minimalwert von Cb(k) ≥ Cbmin), werden in Schritt ST418 der Gesamtsollwert St(1) im nächsten Schritt des aktuellen Zeitpunkts und die korrigierte zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbpa festgelegt. Hier wird, wie durch die folgende Gleichung (2-1) ausgedrückt, die bereits eingestellte Ausgangsänderungsrate Rb auf die korrigierte zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbpa gesetzt. Ferner wird der Gesamtsollwert St(1) im nächsten Schritt des aktuellen Zeitpunkts auf der Grundlage der folgenden Formel (Gleichung 3-1) festgelegt.
  $$\text{Rbpa}=\text{Rb}$$

  

  $$\text{St}\left(1\right)=\text{St}\left(0\right)+\left(\text{Rbpa}+\text{Rcp}\right)*\text{dt}$$

  
• [B-9] Verarbeitung, wenn der Bedarfswert verringert wird
• Die Verarbeitung, wenn der Bedarfswert verringert wird (siehe ST42 in 13A), wird anhand von 13C beschrieben.
• [B-9-1] Schritt ST421
• Bei der Durchführung der Verarbeitung, wenn der Bedarfswert verringert wird, wie in 13C dargestellt, wird in Schritt ST421 zunächst ein Anfangswert der Ausgangsänderungsrate Rb der Leistungsspeichereinheit 20 eingestellt. Dabei wird die Ausgangsänderungsrate Rb der Leistungsspeichereinheit 20 auf den Minimalwert Rbmmin (Rb = Rbmmin) eingestellt.
• [B-9-2] Schritt ST422
• Als nächstes wird in Schritt ST422 ein Anfangswert für den Zeitpunkt Tc festgelegt, an dem die Leistungserzeugungssollwerte Sc(1), Sc(2), ···, Sc(N) zu den jeweiligen Zeitpunkten zu wechseln beginnen. Dabei wird der aktuelle Zeitpunkt (0) als Zeitpunkt Tc (Tc = 0) festgelegt.
• [B-9-3] Schritt ST423
• Als nächstes wird in Schritt ST423 eine Berechnung durchgeführt, um den Leistungserzeugungssollwert Sc(k) in der Zukunft, den Leistungsspeichersollwert Sb(k) in der Zukunft und die geladene Leistungsmenge Cb(k) in der Zukunft vorherzusagen.
• [B-9-4] Schritt ST424
• Als nächstes wird in Schritt ST424 ermittelt, ob der Minimalwert des zukünftigen Wertes Cb(k) der geladenen Leistungsmenge Cb (Restmenge) der Leistungsspeichereinheit 20 kleiner ist als der untere Grenzwert Cbmin der in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge.
• [B-9-5] Schritt ST425
• Wenn in Schritt ST424 als Ja ermittelt wird (Mindestwert von Cb(k) < Cbmin), wird der Zeitpunkt Tc aktualisiert (ST425). Dabei wird ein Wert, der sich aus der Addition des vorbestimmten Wertes q3 zum aktuellen Zeitpunkt Tc ergibt, auf den aktualisierten Zeitpunkt Tc gesetzt. Der aktualisierte Zeitpunkt Tc wird im Schritt ST423 verwendet.
• [B-9-6] Schritt ST426
• Wenn in Schritt ST424 Nein festgestellt wird (Mindestwert von Cb(k) ≥ Cbmin), wird in Schritt ST426 festgestellt, ob der Maximalwert des zukünftigen Wertes Cb(k) der geladenen Leistungsmenge Cb (Restmenge) der Leistungsspeichereinheit 20 größer ist als der obere Grenzwert Cbmax der in der Leistungsspeichereinheit 20 zu speichernden Leistungsmenge.
• [B-9-7] Schritt ST427
• Wenn in Schritt ST426 als Ja ermittelt wird (Maximalwert von Cb(k) > Cbmax), wird in Schritt ST427 die Leistungsänderungsrate Rb aktualisiert. Dabei wird ein Wert, der sich aus der Addition des vorbestimmten Wertes q4 zu der aktuellen Ausgangsänderungsrate Rb ergibt, auf die aktualisierte Ausgangsänderungsrate Rb gesetzt. Die aktualisierte Ausgangsänderungsrate Rb wird in Schritt ST423 verwendet.
• [B-9-8] Schritt ST428
• Wenn in Schritt ST426 als Nein festgestellt wird (Maximalwert von Cb(k) ≤ Cbmax), werden in Schritt ST428 der Gesamtsollwert St(1) im nächsten Schritt des aktuellen Zeitpunkts und die korrigierte abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rbma festgelegt. Hier wird, wie durch die folgende Gleichung (2-2) ausgedrückt, die bereits eingestellte Ausgangsänderungsrate Rb auf die korrigierte zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rbpa gesetzt. Ferner wird der Gesamtsollwert St(1) im nächsten Schritt des aktuellen Zeitpunkts auf der Grundlage der folgenden Gleichung (Gleichung 3-2) festgelegt.
  $$\text{Rbma}=\text{Rb}$$

  

  $$\text{St}\left(1\right)=\text{St}\left(0\right)+\left(\text{Rbma}+\text{Rcm}\right)*\text{dt}$$

  
• [C] Den Gesamtsollwert St, den Leistungserzeugungssollwert Sc, den Leistungsspeichersollwert Sb und die geladene Leistungsmenge Cb betreffend
• Der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb, die in der Kooperationssteuereinheit 500 berechnet werden, werden anhand von 14A beschrieben. Ferner wird die geladene Leistungsmenge Cb, die in die Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird, wenn der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb wie oben beschrieben berechnet werden, anhand von 14B beschrieben.
• 14A und 14B illustrieren als Beispiel einen Zustand, in dem der Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt zu einem 3-Minuten-Zeitpunkt bereits zu einem 0-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bekannt ist, im Gegensatz zu dem in 11A und 11B illustrierten Fall.
• Wie in 14A dargestellt, wird der Gesamtsollwert St so eingestellt, dass er ab dem 3-Minuten-Zeitpunkt zu steigen beginnt und bis zu einem Zeitpunkt von etwa 6,5 Minuten von 50 MW auf 90 MW ansteigt, entsprechend dem Zeitpunkt des Zuwachss des Leistungsbedarfs Dt. Ferner behält der Gesamtsollwert St einen festen Wert bei etwa dem 6,5-Minuten-Zeitpunkt und danach, zum Beispiel ähnlich wie die Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungssystems 40.
• In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch der Zuwachs des Leistungsbedarfs Dt zum 3-Minuten-Zeitpunkt bereits zum 0-Minuten-Zeitpunkt (aktueller Zeitpunkt) bekannt, ähnlich wie in der dritten Ausführungsform. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Ausführungsform der Leistungserzeugungssollwert Sc so eingestellt, dass er vor dem Zuwachs des Leistungsbedarfs Dt ansteigt, wie in 14A dargestellt. Konkret wird der Leistungserzeugungssollwert Sc so eingestellt, dass eine Leistungsmenge von 50 MW auf 90 MW während eines Zeitraums von einem 2-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem 10-Minuten-Zeitpunkt ansteigt, indem er den Zeitpunkt (3-Minuten-Zeitpunkt) durchläuft, zu dem die Leistungsbedarfsmenge Dt ansteigt, zum Beispiel. Ferner behält der Leistungserzeugungssollwert Sc zum 10-Minuten-Zeitpunkt und danach einen festen Wert bei, z.B. ähnlich dem Leistungsbedarfswert Dt des Leistungsnetzes 40.
• Die von der Leistungserzeugungseinheit 10 erzeugte Leistung, die dem Leistungserzeugungssollwert Sc vor dem Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt entspricht, muss nicht an das Leistungsnetz 40 abgegeben werden, so dass die Leistung in der Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird. Aus diesem Grund zeigt der Leistungsspeichersollwert Sb an, dass die Ladung während eines Zeitraums von einem 2-Minuten-Zeitpunkt bis zu einem ungefähr 4-Minuten-Zeitpunkt durchgeführt wird, und die Entladung wird ungefähr zu dem 4-Minuten-Zeitpunkt und danach durchgeführt.
• Zu diesem Zeitpunkt steigt die geladene Leistungsmenge Cb, die in der Leistungsspeichereinheit 20 geladen wird, wenn die Ladung durchgeführt wird, und sie sinkt, wenn die Entladung durchgeführt wird, wie in 11B dargestellt. Zum Beispiel wird die Ladung von dem Zustand, in dem die geladene Leistungsmenge Cb zum 0-Minuten-Zeitpunkt 60 MW beträgt, auf 65 MW durchgeführt, was dem oberen Grenzwert Cbmax der geladenen Leistungsmenge Cb entspricht, und die Entladung wird von diesem Zustand auf 10 MW durchgeführt, was dem unteren Grenzwert Cbmin der geladenen Leistungsmenge Cb entspricht.
• [Zusammenfassung]
• Wie oben beschrieben, gibt die Kooperationssteuereinheit 500 in der Leistungssteuerungsvorrichtung 50 der vorliegenden Ausführungsform den Leistungserzeugungssollwert Sc und den Leistungsspeichersollwert Sb aus, so dass die geladene Leistungsmenge Cb, die in die Leistungsspeichereinheit 20 geladen werden soll, in den zuvor eingestellten Bereich (den Bereich zwischen dem oberen Grenzwert Cbmax und dem unteren Grenzwert Cbmin) fällt. Aus diesem Grund ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Kapazität der Leistungsspeichereinheit 20 beliebig einzustellen. Daher ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, auf einfache Weise eine effiziente Leistungsversorgung zu realisieren.
• <Fünfte Ausführungsform>
• [A] Kooperationssteuereinheit 500
• Ein wesentlicher Teil einer Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform wird anhand von 15 beschrieben.
• Im Gegensatz zur vierten Ausführungsform (siehe 12) werden Daten der von der Leistungserzeugungseinheit 10 abgegebenen Leistung Pc (Leistungserzeugungsausgangswert) in die Kooperationssteuereinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform eingegeben, wie in 15 dargestellt. Abgesehen von diesem Punkt und den damit zusammenhängenden Punkten ist die vorliegende Ausführungsform ähnlich wie die oben beschriebenen Ausführungsformen. Aus diesem Grund wird auf die Erläuterung von sich überschneidenden Teilen entsprechend verzichtet.
• Konkret werden in der Kooperationssteuerungseinheit 500 die Daten der von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebenen Leistung Pc als Eingangssignal in den Gesamtsollwertrechner 530 eingegeben. Anschließend verwendet der Gesamtsollwertrechner 530 weiterhin aktuelle Messdaten der von der Leistungserzeugungseinheit 10 abgegebenen Leistung Pc usw., um den Gesamtsollwert St zu berechnen, und er berechnet auch einen korrigierten Leistungserzeugungssollwert Scr.
• [A-1] Gesamtsollwertrechner 530
• Ein wesentlicher Teil des Gesamtsollwertrechners 530 der vorliegenden Ausführungsform wird anhand von 16 beschrieben.
• Wie in 16 dargestellt, umfasst der Gesamtsollwertrechner 530 neben dem Änderungsratenbegrenzer 530a auch einen Bedarfskorrektor 601 und eine Funktionseinheit 602.
• Dem Bedarfskorrektor 601 werden entsprechende Daten bezüglich der von der Leistungserzeugungseinheit 10 abgegebenen Leistung Pc, der in der Leistungsspeichereinheit 20 geladenen Leistungsmenge Cb und eines in der Funktionseinheit 602 ermittelten Sollwerts Cbr der geladenen Leistungsmenge Cb als Eingangssignale zugeführt. Anschließend berechnet der Bedarfskorrektor 601 auf Basis der jeweiligen Eingangssignale den korrigierten Wert Scr des Leistungserzeugungssollwerts Sc und gibt diesen aus.
• Die Funktionseinheit 602 ist so konfiguriert, dass die Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungssystems 40 als Eingangssignal eingegeben wird, und sie gibt den Zielwert Cbr der geladenen Leistungsmenge Cb als Ausgangssignal aus.
• Ein Beispiel für eine Funktion der Funktionseinheit 602 wird anhand von 17 beschrieben.
• Wie in 17 dargestellt, ist die Funktionseinheit 602 so konfiguriert, dass sie den Zielwert Cbr der geladenen Leistungsmenge Cb in Übereinstimmung mit dem Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungssystems 40 reduziert.
• Ein wesentlicher Teil des Bedarfskorrektors 601 wird anhand von 18 beschrieben. In 18 zeigt eine durchgezogene Linie ein analoges Signal und eine gestrichelte Linie ein logisches Signal an.
• Wie in 18 dargestellt, umfasst der Bedarfskorrektor 601 ein Schieberegister 611, einen Subtrahierer 612, einen Absolutwertrechner 613, einen Hochwertdetektor 614, einen Subtrahierer 621, einen Absolutwertrechner 622, einen Niederwertdetektor 623, ein Set-Reset-Flipflop 631, einen Nullsignalgenerator 640, einen Signalschalter 641 und eine Verstärkung 651.
• In das Schieberegister 611 werden die von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebenen Daten der Leistung Pc für jeden Schritt eingegeben. Anschließend gibt das Schieberegister 611 die im letzten Schritt gehaltenen Daten der Leistung Pc aus.
• In den Subtrahierer 612 werden die Daten der von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebenen Leistung Pc eingegeben, und die Daten der Leistung Pc im letzten Schritt, die vom Schieberegister 611 ausgegeben wurden, werden eingegeben. Anschließend berechnet der Subtrahierer 612 einen Differenzwert zwischen den beiden Eingangsdaten und gibt ihn aus.
• Der Absolutwertrechner 613 ist so konfiguriert, dass er einen Absolutwert des vom Subtrahierer 612 ausgegebenen Differenzwerts bestimmt und ausgibt.
• Wenn der vom Absolutwertrechner 613 ausgegebene Absolutwert größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert, gibt der Hochwertdetektor 614 einen logischen Wert von Wahr aus, und wenn der Absolutwert kleiner ist als der Schwellenwert, gibt der Hochwertdetektor 614 einen logischen Wert von Falsch aus.
• Dem Subtrahierer 621 werden die in der Leistungsspeichereinheit 20 geladene Leistungsmenge Cb und der von der Funktionseinheit 602 (siehe 16) ermittelte Zielwert Cbr der geladenen Leistungsmenge Cb als Eingangssignale zugeführt. Anschließend berechnet der Subtrahierer 621 einen Differenzwert zwischen den beiden Eingangsdaten und gibt diesen aus.
• Der Absolutwertrechner 622 ist so konfiguriert, dass er einen Absolutwert des vom Subtrahierer 621 ausgegebenen Differenzwerts bestimmt und ausgibt.
• Wenn der vom Absolutwertrechner 613 ausgegebene Absolutwert größer als ein zuvor eingestellter Schwellenwert ist, gibt der Niederwertdetektor 623 einen logischen Wert von Falsch aus, und wenn der Absolutwert kleiner als der Schwellenwert ist, gibt der Niederwertdetektor 623 einen logischen Wert von Wahr aus.
• In das Setz-Rücksetz-Flipflop 631 wird der logische Wert vom Hochwertdetektor 614 eingegeben, und der logische Wert wird vom Niederwertdetektor 623 eingegeben. Wenn der vom Niederwertdetektor 623 eingegebene logische Wert Wahr ist, gibt das Setz-Rücksetz-Flipflop 631 Falsch aus, selbst wenn der vom Hochwertdetektor 614 eingegebene logische Wert ein beliebiger Wert ist. Außerdem gibt das Rücksetz-Flipflop 631 Wahr aus, wenn der logische Werteingang vom Niederwertdetektor 623 Falsch ist, wenn der logische Werteingang vom Hochwertdetektor 614 Wahr ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt das Setz-Rücksetz-Flipflop 631 solange Wahr aus, bis der logische Werteingang vom Niederwertdetektor 623 von Falsch auf Wahr wechselt. Ferner gibt das Rücksetz-Flipflop 631 Falsch aus, wenn der logische Werteingang vom Niederwertdetektor 623 Falsch ist, wenn der logische Werteingang vom Hochwertdetektor 614 Falsch ist.
• Der Nullsignalgenerator 640 gibt ein Signal aus, dessen Wert Null ist.
• In den Signalschalter 641 wird der vom Subtrahierer 621 ausgegebene Differenzwert eingegeben, und der logische Wert wird vom Set-Reset-Flipflop 631 eingegeben. Wenn der logische Wert, der vom Rücksetz-Flipflop 631 eingegeben wird, wahr ist, gibt der Signalschalter 641 den Nullwert aus, der vom Nullsignalgenerator 640 eingegeben wird. Andererseits gibt der Signalschalter 641 den Differenzwerteingang vom Subtrahierer 621 aus, wenn der logische Werteingang vom Setz-Rücksetz-Flipflop 631 Falsch ist.
• Insbesondere, wenn der vom Subtrahierer 621 ausgegebene Differenzwert klein ist oder wenn die Änderung der von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebenen Leistung Pc groß ist, gibt der Signalschalter 641 den Nullwert aus. Andererseits, wenn der von dem Subtrahierer 621 ausgegebene Differenzwert groß ist und die Änderung der von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebenen Leistung Pc klein ist, gibt der Signalschalter 641 den von dem Subtrahierer 621 ausgegebenen Differenzwert aus.
• Der Verstärkungsprozessor 651 führt eine Verstärkungsverarbeitung an dem von dem Signalschalter 641 eingegebenen Signal durch und gibt das verarbeitete Signal aus (eine Verstärkung k hat einen positiven Wert).
• [A-2] Leistungserzeugungssollwertrechner 531
• Der Leistungserzeugungssollwertrechner 531 wird anhand von 19 beschrieben.
• Wie in 19 dargestellt, wird in dem Leistungserzeugungssollwertrechner 531 ein addierter Wert des Gesamtsollwerts St und des korrigierten Leistungserzeugungssollwerts Scr in den Änderungsratenbegrenzer 531a eingegeben, und die zuwachsseitige Ausgangsänderungsrate Rcp und die abnahmeseitige Ausgangsänderungsrate Rcm werden in den Änderungsratenbegrenzer 531a eingegeben. Anschließend berechnet der Änderungsratenbegrenzer 531a den Leistungserzeugungssollwert Sc, der der Sollwert der von der Leistungserzeugungseinheit 10 auszugebenden Leistung ist, auf der Grundlage der jeweiligen Eingangssignale und gibt ihn aus.
• [B] Den Zielwert Cbr der geladenen Leistungsmenge Cb, den Gesamtsollwert St, den Leistungserzeugungssollwert Sc, den Leistungsspeichersollwert Sb und die geladene Leistungsmenge Cb betreffend
• Zunächst wird ein Beispiel für eine Funktion der Funktionseinheit 602 in der vorliegenden Ausführungsform anhand von 20A beschrieben.
• Wie in 20A dargestellt, ist die Funktion der Funktionseinheit 602 so konfiguriert, dass der Zielwert Cbr der geladenen Leistungsmenge Cb in Übereinstimmung mit dem Zuwachs der Leistungsbedarfsmenge Dt des Leistungssystems 40 reduziert wird. Wenn die Leistungsbedarfsmenge Dt beispielsweise 50 MW beträgt, ist der Zielwert Cbr 180 MW. Beträgt die Leistungsbedarfsmenge Dt beispielsweise 70 MW, so beträgt der Zielwert Cbr 112 MW. Beträgt die Leistungsbedarfsmenge Dt beispielsweise 90 MW, so beträgt der Zielwert Cbr 44 MW.
• Als Nächstes werden der Gesamtsollwert St, der Leistungserzeugungssollwert Sc und der Leistungsspeichersollwert Sb anhand von 20B beschrieben, und die geladene Leistungsmenge Cb wird anhand von 20C beschrieben.
• 20B und 20C zeigen als Beispiel einen Fall, in dem der Leistungsbedarf Dt von 70 MW auf 90 MW ansteigt und dann von 90 MW auf 50 MW sinkt.
• In diesem Fall beträgt die geladene Leistung Cb zu einem Zeitpunkt von 0 Minuten 112 MW, wie aus 20A ersichtlich ist. Da die geladene Leistungsmenge Cb ausreichend groß ist, ändert sich der Leistungserzeugungssollwert Sc gleichmäßig, wenn die Leistungsbedarfsmenge Dt von 70 MW auf 90 MW ansteigt. In diesem Fall erreicht der Leistungserzeugungssollwert Sc zu einem Zeitpunkt von 7 Minuten 90 MW, und zu einem gegenüber dem 7-Minuten-Zeitpunkt leicht verzögerten Zeitpunkt erreicht die von der Leistungserzeugungseinheit 10 abgegebene Leistung Pc 90 MW. Der Wert der von der Leistungserzeugungseinheit 10 abgegebenen Leistung Pc ist im Wesentlichen derselbe wie der Leistungserzeugungssollwert Sc, so dass auf eine Darstellung verzichtet wird.
• Zum 7-Minuten-Zeitpunkt beträgt die geladene Leistungsmenge Cb 82 MW, was größer ist als 44 MW, die der Zielwert Cbr sind, wenn die Leistungsbedarfsmenge Dt 90 MW beträgt. In einem Zustand, in dem die von der Leistungserzeugungseinheit 10 abgegebene Leistung Pc einen festen Wert von 90 MW beibehält, ändert sich der korrigierte Leistungserzeugungssollwert Scr (die Darstellung wird weggelassen), um die geladene Leistungsmenge Cb dem Zielwert Cbr anzunähern, so dass sich der Leistungserzeugungssollwert Sc ändert. In diesem Fall stimmen der Leistungsbedarfswert Dt und der Gesamtsollwert St miteinander überein.
• Zu einem 15-Minuten-Zeitpunkt fällt die geladene Leistungsmenge Cb mit dem Zielwert Cbr zusammen, so dass der korrigierte Leistungserzeugungssollwert Scr (die Darstellung entfällt) Null wird.
• Zu einem Zeitpunkt von 20 Minuten und danach sinkt der Leistungsbedarfswert Dt von 90 MW auf 50 MW. Zu diesem Zeitpunkt ist die geladene Leistungsmenge Cb der in der Leistungsspeichereinheit 20 geladenen Leistung gering. Dementsprechend ist es möglich, die von der Leistungserzeugungseinheit 10 abgegebene Leistung Pc in der Leistungsspeichereinheit 20 ausreichend zu laden. Infolgedessen folgt in der vorliegenden Ausführungsform der Gesamtsollwert St gleichmäßig der Leistungsbedarfsmenge Dt.
• [C] Zusammenfassung
• Wie oben beschrieben, stellt die Kooperationssteuerungseinheit 500 der vorliegenden Ausführungsform den Sollwert der geladenen Leistung Cbr auf der Grundlage der Leistungsbedarfsmenge Dt ein. Des Weiteren gibt die Kooperationssteuereinheit 500 den Leistungserzeugungssollwert Sc und den Leistungsspeichersollwert Sb aus, so dass die geladene Leistungsmenge Cb bei der Leistungsbedarfsmenge Dt zum geladenen Leistungssollwert Cbr wird. Daher kann in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Leistungsspeichereinheit 20 benötigt wird, um die von der Leistungserzeugungseinheit 10 ausgegebene Leistung Pc zu laden, wie oben beschrieben, die Kapazität, die von der Leistungsspeichereinheit 20 geladen werden kann, sichergestellt werden, und somit ist es möglich, die angeforderte Leistungsbedarfsmenge Dt genau zu behandeln.
• <Sechste Ausführungsform>
• Obwohl auf eine Darstellung verzichtet wird, handelt es sich bei der vorliegenden Ausführungsform bei der Leistungserzeugungseinheit 10 (siehe 1) um ein kombiniertes Leistungserzeugungssystem, das so konfiguriert ist, dass es unter Verwendung einer Gasturbine Leistung erzeugt und auch unter Verwendung einer Dampfturbine Leistung erzeugt. Darüber hinaus ist die Leistungserzeugungssteuereinheit 510 so konfiguriert, dass sie eine Leistung der Gasturbine und eine Leistung der Dampfturbine steuert.
• Ein Leistungserzeugungssollwert Sc der vorliegenden Ausführungsform wird anhand von 21 beschrieben. In 21 sind sowohl ein Ausgangssollwert Sc_g der Gasturbine als auch ein Ausgangssollwert Sc_s der Dampfturbine dargestellt, und die Summe des Ausgangssollwerts Sc_g der Gasturbine und des Ausgangssollwerts Sc_s der Dampfturbine entspricht dem Leistungserzeugungssollwert Sc.
• Der Leistungssollwert Sc_g der Gasturbine wird so eingestellt, dass die Leistung beispielsweise um 5% MW/Minute erhöht wird. Andererseits wird der Leistungssollwert Sc_s der Dampfturbine so eingestellt, dass die Leistung mit einer Verzögerung gegenüber dem Leistungssollwert Sc_g der Gasturbine erhöht wird, um den Eigenschaften der Dampfturbine zu entsprechen.
• Wie oben beschrieben, wenn die Leistungserzeugungseinheit 10 das kombinierte Zyklusleistungserzeugungssystem ist, das Leistung unter Verwendung der Gasturbine erzeugt und auch Leistung unter Verwendung der Dampfturbine erzeugt, ist es möglich, die Leistungssteuerung ähnlich wie bei den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen durchzuführen, indem die Leistungsmerkmale wie oben beschrieben berücksichtigt werden.
• <Andere>
• Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sind diese Ausführungsformen nur beispielhaft dargestellt worden und sollen den Umfang der Erfindungen nicht einschränken. In der Tat können die hier beschriebenen neuen Ausführungsformen in einer Vielzahl anderer Formen verkörpert werden; darüber hinaus können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Form der hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindungen abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente sollen solche Formen oder Modifikationen abdecken, die in den Anwendungsbereich und den Geist der Erfindungen fallen würden.
• ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZEICHEN
• 10: Leistungserzeugungseinheit, 20: Leistungsspeichereinheit, 40: Leistungssystem, 50: Leistungssteuerungsvorrichtung, 500: Kooperationssteuerungseinheit, 510: Leistungserzeugungssteuerungseinheit, 520: Leistungsspeichersteuerungseinheit, 530: Gesamtsollwertrechner, 530a: Änderungsratenbegrenzer, 531: Leistungserzeugungssollwertrechner, 531a: Änderungsratenbegrenzer, 532: Leistungsspeichersollwertrechner, 532a: Änderungsratenbegrenzer, 601: Bedarfskorrektor, 602: Funktionseinheit, 611: Schieberegister, 612: Subtrahierer, 613: Absolutwertrechner, 614: Hochwertdetektor, 621: Subtrahierer, 622: Absolutwertrechner, 623: Niederwertdetektor, 631: Set-Reset-Flipflop, 640: Nullsignalgenerator, 641: Signalschalter, 651: Verstärkungsprozessor
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 6517618 [0003]

Claims (8)

1. Eine Leistungssteuerungsvorrichtung zum Steuern der von einem Kraftwerk an ein Leistungssystem abzugebenden Leistung, das eine Leistungserzeugungseinheit, die zum Erzeugen von Leistung konfiguriert ist, und eine Leistungsspeichereinheit, die zum Laden oder Entladen von Leistung konfiguriert ist, enthält, wobei die Leistungssteuerungsvorrichtung umfasst: eine Leistungserzeugungssteuereinheit zur Steuerung einer Leistung der Leistungserzeugungseinheit auf der Grundlage eines Leistungserzeugungssollwerts; eine Leistungsspeichersteuereinheit zum Steuern eines Ausgangs der Leistungsspeichereinheit auf der Grundlage eines Leistungsspeichersollwerts; und eine Kooperationssteuereinheit zum Ausgeben des Leistungserzeugungssollwerts an die Leistungserzeugungssteuereinheit und zum Ausgeben des Leistungsspeichersollwerts an die Leistungsspeichersteuereinheit auf der Grundlage einer Leistungsbedarfsmenge des Leistungssystems, um die Leistungserzeugungseinheit und die Leistungsspeichereinheit in einer kooperativen Weise arbeiten zu lassen.
2. Die Leistungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kooperationssteuereinheit den Leistungserzeugungssollwert und den Leistungsspeichersollwert auf der Grundlage einer zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate und einer abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate der Leistungserzeugungseinheit sowie einer zuwachsseitigen Ausgangsänderungsrate und einer abnahmeseitigen Ausgangsänderungsrate der Leistungsspeichereinheit ausgibt.
3. Die Leistungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kooperationssteuereinheit den Leistungserzeugungssollwert und den Leistungsspeichersollwert ferner auf der Grundlage einer in der Leistungsspeichereinheit geladenen Leistungsmenge ausgibt.
4. Die Leistungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kooperationssteuereinheit den Leistungserzeugungssollwert und den Leistungsspeichersollwert auf der Grundlage einer Leistungsbedarfsmenge in der Zukunft ausgibt, zusätzlich zu einer Leistungsbedarfsmenge zu einem aktuellen Zeitpunkt des Leistungssystems.
5. Die Leistungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kooperationssteuereinheit den Leistungserzeugungssollwert und den Leistungsspeichersollwert ausgibt, damit die in die Leistungsspeichereinheit aufzuladende Leistungsmenge in einen vorher festgelegten Bereich fällt.
6. Die Leistungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Kooperationssteuereinheit einen Sollwert für geladene Leistung auf der Grundlage der Leistungsbedarfsmenge einstellt und den Leistungserzeugungssollwert und den Leistungsspeichersollwert ausgibt, so dass die geladene Leistungsmenge der Sollwert für geladene Leistung bei der Leistungsbedarfsmenge wird.
7. Die Leistungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leistungserzeugungseinheit konfiguriert ist, Leistung unter Verwendung einer Gasturbine zu erzeugen, und auch Leistung unter Verwendung einer Dampfturbine erzeugt; und die Leistungserzeugungssteuereinheit konfiguriert ist, eine Leistung der Gasturbine und eine Leistung der Dampfturbine zu steuern.
8. Ein Leistungssteuerungsverfahren, das die von einem Kraftwerk an ein Leistungssystem abzugebende Leistung steuert, wobei das Kraftwerk eine Leistungserzeugungseinheit, die zum Erzeugen von Leistung konfiguriert ist, und eine Leistungsspeichereinheit, die zum Laden oder Entladen von Leistung konfiguriert ist, enthält, wobei das Leistungssteuerungsverfahren umfasst Steuern eines Ausgangs der Leistungserzeugungseinheit und eines Ausgangs der Leistungsspeichereinheit auf der Grundlage einer Leistungsbedarfsmenge des Leistungssystems, um die Leistungserzeugungseinheit und die Leistungsspeichereinheit in einer kooperativen Weise arbeiten zu lassen.

Images