JP2006109610A - Generator set operation system and its operation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電設備において異常が発生した場合にでも、一定時間、無人運転のまま安定した電力供給を実現する発電設備運転システムおよびその運転方法に関する。 The present invention relates to a power generation facility operation system and a method for operating the same, which realizes stable power supply with unmanned operation for a certain time even when an abnormality occurs in the power generation facility.
従来の発電設備（例えば、水力発電の発電設備）の運転システムは、例えば、特許文献１で開示されているように、発電装置毎に発電出力を制御する監視制御手段を具備し、しかも、各監視制御手段をローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の通信回線で相互通信可能に接続している。
A conventional operation system of a power generation facility (for example, a hydroelectric power generation facility) includes, for example, a monitoring control unit that controls a power generation output for each power generation device as disclosed in
監視制御手段は、発電装置の異常を検出すると、自他の監視制御装置に異常のランク付けをした異常信号を出力するように構成される。そして、異常信号を受信した監視制御手段は、異常のランクに応じて、発電装置の発電出力を調整する。例えば、異常の度合が軽度なら、異常が検出された発電装置のみに対して出力を制限する。 When the abnormality of the power generation device is detected, the monitoring control means is configured to output an abnormality signal that ranks the abnormality to itself and other monitoring control devices. The monitoring control means that has received the abnormality signal adjusts the power generation output of the power generation device according to the rank of the abnormality. For example, if the degree of abnormality is slight, the output is limited only to the power generation apparatus in which the abnormality is detected.
そして、異常が検出された発電装置の出力が制限された場合、発電設備の発電出力の減少分を補う必要があるため、残りの健全な発電装置の出力を上昇させて発電設備全体としての出力を一定に保つ。異常が検出された発電装置の発電出力の制限および残りの健全な発電装置の発電出力の上昇を行うための運転操作は、運転員が行っている。 And when the output of the power generation device in which an abnormality is detected is limited, it is necessary to compensate for the decrease in the power generation output of the power generation facility. Therefore, the output of the remaining power generation device is raised to increase the output of the entire power generation facility. Keep constant. An operator performs a driving operation to limit the power generation output of the power generation device in which the abnormality is detected and increase the power generation output of the remaining sound power generation devices.
従来の発電設備の運転システムでは、発電設備の発電装置に異常が検出されたとしても、異常の度合に応じて発電装置の発電出力が制御されるため、異常の度合が軽度であれば、発電装置の継続的な運転が可能であり、電力系統の負荷要求にも応えることができる。
しかしながら、複数の発電装置を具備する発電設備において異常が発生した場合、運転員は出力の調整を余儀なくされるが、発電設備の異常はいつ発生するかわからない。このため、発電設備の稼動中には、常に運転員が常駐してなくてはならない。昼夜を分かたず発電設備を稼動する場合、運転員を４交代、５交代の体制とする必要があるため、多くの運転員が必要となり、その結果、人件費が増加し、経済性を損なわせている。 However, when an abnormality occurs in a power generation facility including a plurality of power generation devices, the operator is forced to adjust the output, but it is not known when the abnormality of the power generation facility occurs. For this reason, an operator must always be resident during operation of the power generation equipment. When operating the power generation facilities without knowing day and night, it is necessary to have a system of four shifts and five shifts, which necessitates a large number of operators, resulting in increased labor costs and reduced economic efficiency. ing.
そこで、本発明では、上記のような異常発生時の負荷配分操作を自動化し、無人での発電設備の運転を可能とすることで、人件費を削減し経済性に優れた発電設備の運転システムおよびその運転方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, the load distribution operation at the time of occurrence of an abnormality as described above is automated, and the operation of the power generation facility can be performed unattended, thereby reducing the labor cost and improving the economic efficiency of the power generation facility. And an operation method thereof.
また、本発明の他の目的は、電力系統における供給信頼度の低下防止に寄与する発電設備の運転システムおよびその運転方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an operation system for a power generation facility that contributes to prevention of a decrease in supply reliability in an electric power system and an operation method thereof.
本発明に係る発電設備運転システムは、上述した課題を解決するため、請求項１に記載したように、少なくとも１台の発電装置を備える発電設備の異常を検知する異常検知手段と、この異常検知手段が検知した異常内容から異常が検知された発電装置の運転パターンを選択する運転パターン選択手段と、この運転パターン選択手段が選択した運転パターンと中央給電所からの負荷指令もしくは予め設定した負荷指令とを考慮して前記発電装置の発電出力を決定して前記発電設備の負荷配分を行うとともに、決定した発電出力に基づき前記発電設備の発電出力がどのように変化するかを予想する負荷配分制御手段と、前記発電設備の発電出力が前記負荷配分制御手段が決定した負荷配分となるように、前記発電設備における各発電装置の発電出力を調整する負荷制御手段とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the power generation facility operating system according to the present invention includes, as described in
上述した課題を解決するため、本発明に係る発電設備の運転システムは、請求項３に記載したように、前記負荷配分制御手段は、前記運転パターン選択手段が異常を検知した発電装置の発電出力を異常検知前の発電出力値から減少させる場合、異常が検知されていない発電装置の発電出力を増加させて減少した負荷を補い、前記発電設備の発電出力値を異常検知前の値に維持するように構成されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the operation system of the power generation facility according to the present invention is the power generation output of the power generation apparatus in which the operation distribution selection unit detects an abnormality as described in claim 3. Is reduced from the power generation output value before the abnormality detection, the power generation output of the power generation device in which no abnormality is detected is increased to compensate for the decreased load, and the power generation output value of the power generation facility is maintained at the value before the abnormality detection. It was configured as described above.
本発明に係る発電設備運転方法は、上述した課題を解決するため、請求項１０に記載したように、発電設備の異常の有無を検知する異常検知処理ステップと、この異常検知処理ステップで検知された異常内容から異常が検知された発電装置の運転パターンを選択する運転モード選択処理ステップと、この運転モード選択処理ステップで選択された運転パターンと中央給電所からの負荷指令もしくは予め設定した負荷指令とを考慮して発電装置の発電出力を決定して発電設備の負荷配分を行うとともに、決定した発電出力に基づき発電設備の負荷がどのように変化するかを予想する負荷配分制御処理ステップと、発電設備の負荷が負荷配分制御処理ステップで決定した負荷となるように、発電設備における各発電装置の発電出力を制御する負荷制御処理ステップとを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the power generation facility operating method according to the present invention is detected by an abnormality detection processing step for detecting the presence or absence of abnormality of the power generation facility, and the abnormality detection processing step. The operation mode selection processing step for selecting the operation pattern of the power generator in which the abnormality is detected from the abnormal content, the operation pattern selected in this operation mode selection processing step, the load command from the central power station or the preset load command Load distribution control processing step for determining the power generation equipment load distribution by considering the power generation equipment load distribution, and predicting how the power generation equipment load will change based on the determined power generation output, Load that controls the power generation output of each power generator in the power generation facility so that the load on the power generation facility is the load determined in the load distribution control processing step Characterized by comprising a control processing step.
本発明に係る発電設備運転システムおよびその運転方法によれば、複数台の発電装置から構成される発電設備において、発電装置での異常発生による出力の減少分を、他の発電装置の出力を増加させることにより自動的に補うことができるので、発電設備が電力を供給する信頼度を低下させることなく運転員を削減することができる。従って、従来、運転員に要していた人件費を節約でき、発電設備の経済性を向上させることができる。 According to the power generation facility operation system and the operation method thereof according to the present invention, in a power generation facility composed of a plurality of power generation devices, an output decrease due to an abnormality in the power generation device is increased and an output of another power generation device is increased Therefore, the number of operators can be reduced without reducing the reliability with which the power generation equipment supplies power. Therefore, the labor cost conventionally required for the operator can be saved, and the economic efficiency of the power generation facility can be improved.
また、異常が発生した発電設備だけでは出力の減少分を補うことができない場合であっても、異常発生時における出力の負荷配分を演算した結果や、負荷配分の演算結果に基づいて発電設備を運転した際における出力の予想曲線（予想負荷曲線）を中央給電指令所に送信することができるので、中央給電指令所が他の発電設備を利用して出力の減少分を補うことができる。従って、電力系統における供給信頼度の低下を防止することができる。 In addition, even if the power generation equipment where the abnormality has occurred cannot compensate for the decrease in output, the power generation equipment can be installed based on the result of calculating the load distribution of the output at the time of abnormality or the calculation result of the load distribution. Since the predicted output curve (expected load curve) during operation can be transmitted to the central power supply command station, the central power supply command station can make use of other power generation facilities to compensate for the decrease in output. Therefore, it is possible to prevent a decrease in supply reliability in the power system.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に、本発明に係る発電設備の運転システムの一実施例である発電設備運転システム１について構成の概略を表した構成図を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a power generation
発電設備運転システム１は、制御対象となる発電設備２の状況に応じて発電設備２の負荷を制御するシステムである。発電設備運転システム１の制御対象となる発電設備２は、少なくとも１台以上の発電装置（例えば、図１に示すように、第１の発電装置３ａと第２の発電装置３ｂとの２台）を備える。
The power generation
図１に示すように、発電設備運転システム１は、制御対象となる発電設備２の異常を発電装置単位で検知する異常検知手段５と、異常検知手段５が検知した異常検知の結果に応じて発電設備２の運転パターンの選択を行う運転パターン選択手段６と、運転パターン選択手段６が選択した運転パターンに応じて発電設備２の負荷配分を決定する負荷配分制御手段７と、発電設備２の負荷を制御する負荷制御手段８と、当該発電設備運転システム１全体および発電設備２を適切に制御するコンピュータとして管理用計算機１２とを具備する。
As shown in FIG. 1, the power generation
異常検知手段５は、発電設備２の各発電装置３ａ，３ｂ毎に異常を検知することができるよう構成されており、各発電装置３ａ，３ｂの異常を検知することで発電設備２の異常を検知することができる。
The abnormality detection means 5 is configured to be able to detect an abnormality for each of the
運転パターン選択手段６は、異常検知手段５が検知した異常の状態に応じて、異常が検知された発電装置３（図１に示す発電設備２においては、第１の発電装置３ａおよび第２の発電設備３ｂの少なくとも一方）がどの程度の異常であるのかを判定し、運転パターンの選択を行う。そして、選択された運転パターンは、運転パターン選択信号として負荷配分制御手段７へ出力される。
The operation
負荷配分制御手段７は、運転パターン選択手段６が選択した運転パターンおよび中央給電指令所１０から受け取った負荷指令に基づく負荷となるように発電設備２の負荷配分を決定する。ここで、負荷配分とは、発電設備２の各発電装置３ａ，３ｂが発電する発電出力の割り当てをいう。負荷配分制御手段７は、各発電装置３ａ，３ｂの負荷配分を決定すると、各発電装置３ａ，３ｂ毎に決定した発電出力値に制御するべく、負荷配分信号を負荷制御手段８へ出力する。
The load
また、負荷配分制御手段７は、何れかの発電装置３ａ，３ｂで異常が検知された場合、異常が検知された発電装置３について選択された運転パターンを運転パターン選択信号として受信する。この運転パターン選択信号には、負荷制御の目標値となる発電出力値を表す信号が含まれており、負荷配分制御手段７は、負荷制御の目標値となる発電出力値を考慮して、発電設備２における各発電装置３ａ，３ｂの発電出力を新たに決定することができる。
Further, when an abnormality is detected in any of the
発電設備２の新たな負荷配分の決定は、発電設備２における各発電装置３ａ，３ｂの各発電出力が新たに決定することでなされるので、各発電装置３ａ，３ｂの発電出力が新たに決定されると、負荷配分制御手段７は、各発電装置３ａ，３ｂの発電出力が新たな発電出力値となるように制御する負荷配分制御信号を負荷制御手段８へ出力する。
Since the new load distribution of the
一方、負荷配分制御手段７は、演算して決定した各発電装置３ａ，３ｂ毎の発電出力値や決定した発電出力値で発電装置３ａ，３ｂを稼動させた場合における発電設備２の負荷の時間推移（以下、予想負荷曲線とする）を中央給電指令所１０へ送信する。
On the other hand, the load distribution control means 7 loads the
負荷制御手段８は、発電設備２の各発電装置３ａ，３ｂ毎に発電出力を制御することができるよう構成されており、発電装置単位で発電出力を制御することで、発電設備２の負荷を制御することができる。
The load control means 8 is configured to be able to control the power generation output for each of the
また管理用計算機１２には、異常検知手段５、運転パターン選択手段６、負荷配分制御手段７および負荷制御手段８から出力された各種信号やデータが入力される。
The
尚、発電設備２が備える各発電装置、すなわち、第１の発電装置３ａおよび第２の発電装置３ｂは、両者の発電出力が必ずしも異なっている必要はなく、同じ発電出力であっても構わない。また、発電設備２が備える発電装置の台数は、図１に示される数に限定されない。少なくとも１台以上であれば良いので、例えば、発電設備２は、４台の発電装置、すなわち、第１の発電装置３ａ、第２の発電装置３ｂ、第３の発電装置３ｃおよび第４の発電装置３ｄを備えていても良い。
In addition, each electric power generation apparatus with which the electric
図２に、発電設備運転システム１に具備される異常検知手段５、運転パターン選択手段６、負荷配分制御手段７、負荷制御手段８および管理用計算機１２の構成をより詳細に説明する構成図を示す。
FIG. 2 is a block diagram illustrating in more detail the configurations of the abnormality detection means 5, the operation pattern selection means 6, the load distribution control means 7, the load control means 8 and the
図２によれば、発電設備運転システム１の異常検知手段５は、各発電装置３ａ，３ｂ毎に異常を検知できるように、各発電装置に異常を検知する異常検知部を発電装置数と同数備える。つまり、図２に示す異常検知手段５は、第１の発電装置３ａの異常を検知する第１の異常検知部１５ａと、第２の発電装置３ｂの異常を検知する第２の異常検知部１５ｂとを備える。
According to FIG. 2, the abnormality detection means 5 of the power generation
運転パターン選択手段６は、発電設備２の各発電装置３ａ，３ｂ毎に運転パターンを選択できる運転モード選択部を備える。つまり、図２に示す運転モード選択手段６は、第１の発電装置３ａの運転パターンを選択する運転モード選択部１６ａと、第２の発電装置３ｂの運転パターンを選択する運転モード選択部１６ｂとを備える。
The operation
負荷配分制御手段７は、図１に示す発電設備２を負荷配分を演算して決定する負荷配分演算部１８と、予め設定された負荷の配分方法のうち一の配分方法を選択する配分方法選択部１９と、発電設備２の負荷が配分された結果、発電設備２の負荷がどのように変化するかを予想する出力予想部２０とを備える。
The load distribution control means 7 includes a load
負荷配分演算部１８は、発電設備２の負荷配分を発電装置単位で行うことができ、発電設備２における各発電装置３ａ，３ｂについて各々の発電出力が決定される。つまり、図２に示す負荷配分演算部１８は、発電設備２に備えられる発電装置、すなわち、第１の発電装置３ａおよび第２の発電装置３ｂの各発電出力を決定することで発電設備２の負荷配分を決定することができる。
The load
また、出力予想部２０は、発電設備２の負荷（各発電装置３ａ，３ｂの各発電出力の和）の時間推移を予想することができる。発電設備２の負荷の時間推移を予想するためには、各発電装置３ａ，３ｂ単位で発電出力の予想をすることが必要となるため、図２に示す出力予想部２０では、第１の発電装置３ａおよび第２の発電装置３ｂの各発電装置単位で発電出力の時間推移を予想することができる。
Further, the
負荷制御手段８は、異常検知手段５および運転パターン選択手段６と同様に構成される。すなわち、各発電装置３ａ，３ｂ毎に負荷を制御できる負荷制御部を備える。つまり、図２に示す負荷制御手段８は、第１の発電装置３ａの負荷を制御するを第１の負荷制御部２２ａと、第２の発電装置３ｂの負荷を制御する第２の負荷制御部２２ｂとを備える。
The load control unit 8 is configured similarly to the
管理用計算機１２は、一般的なコンピュータと同様の構成であり、例えば、図２に示すように、外部機器とのインターフェイスであるＩ／Ｆ手段２４と、演算処理を行い管理用計算機１２を制御する制御手段２５と、電子データを記録し保存するデータ記録手段２６と、入力操作を受け付ける入力手段２７と、情報を視覚的に表示する表示手段２８とを備える。
The
管理用計算機１２は、入力された信号やデータを履歴情報としてデータ記録手段２６に記録し保存する。データ記録手段２６に記録され保存される履歴情報は、異常検知手段５が異常を検知した履歴を記録した異常検知履歴情報と、運転パターン選択手段６が運転パターンを選択した履歴を記録した運転モード選択履歴情報と、負荷配分制御手段７が負荷配分を行い決定した発電出力値や予想負荷曲線を記録した負荷配分制御履歴と、負荷制御手段８が負荷制御を行った履歴を記録した負荷制御履歴とを有する。
The
また、データ記録手段２６に記録され保存される履歴情報は、要求があれば、データ記録手段２６に保存された電子データを制御手段２５が読み出して、例えば、後述する図４に示すような発電設備２の予想負荷曲線出力や、発電装置３に発生した異常の内容および発生時刻を記録した一覧表（図は省略）等を表示手段２８に表示することができる。
Further, the history information recorded and stored in the data recording means 26 is read out by the control means 25 when the electronic data stored in the data recording means 26 is requested, for example, as shown in FIG. An expected load curve output of the
図１および図２に示すように構成される発電設備運転システム１では、発電設備２の運転方法として発電設備２の負荷を制御する負荷制御手順を採用しており、この負荷制御手順を自動的に（無人で）実行することで、発電設備２が異常状態にある場合（異常検知手段５が発電設備２に備えられる発電装置の異常を検知した場合）であっても、各発電装置単位で発電出力を自動的に制御し、発電設備２の運転無人化を実現している。
In the power generation
負荷制御手順は、発電設備２について異常の有無を検知する異常検知処理ステップと、中央給電指令所１０から受け取った負荷指令に基づき、発電設備２の負荷を負荷指令に合致するように各発電装置毎の発電出力を決定し、決定した発電出力に基づき発電設備２の負荷がどのように変化するかを予想する負荷配分制御処理ステップと、各発電装置毎の発電出力が負荷配分制御処理ステップで決定した発電出力となるように負荷を調整する負荷制御処理ステップとを具備する。
The load control procedure is based on the abnormality detection processing step for detecting the presence or absence of abnormality in the
また、負荷制御手順は、上記３つの処理ステップ（異常検知処理ステップ、負荷配分制御処理ステップおよび負荷制御処理ステップ）に加えて、異常検知処理ステップで何れかの発電装置の異常を検知した場合に異常の内容に応じて運転パターンを選択する運転パターン選択処理ステップをさらに具備する。 In addition to the above three processing steps (abnormality detection processing step, load distribution control processing step, and load control processing step), the load control procedure is performed when an abnormality of any power generator is detected in the abnormality detection processing step. An operation pattern selection processing step for selecting an operation pattern according to the content of the abnormality is further provided.
負荷制御手順では、まず、発電設備２について異常の有無を検知する異常検知処理ステップがなされ、異常検出手段５が、発電設備２における発電装置単位で異常の検出を行う。異常検知処理ステップで異常検知手段５が発電設備２に備えられる発電装置３ａ，３ｂの少なくとも一方の異常を検知していない場合（以下、定常状態という）、続いて、負荷配分制御処理ステップがなされる。
In the load control procedure, first, an abnormality detection processing step for detecting whether or not there is an abnormality in the
負荷配分制御処理ステップは、負荷配分制御手段７が中央給電指令所１０から受け取った負荷指令に基づき、発電設備２の負荷を負荷指令に合致するように各発電装置３毎の発電出力を決定する負荷配分演算ステップと、決定した発電出力に基づき発電設備２の負荷がどのように変化するかを予想する負荷予想ステップとを備える。
In the load distribution control processing step, based on the load command received from the central power
従って、負荷配分制御処理ステップでは、まず、負荷配分演算ステップがなされ、負荷配分制御手段７における負荷配分演算部１８が中央給電指令所１０から受け取った負荷指令に基づき、発電設備２の負荷を負荷指令に合致するように発電装置毎の発電出力を決定する。
Therefore, in the load distribution control processing step, first, a load distribution calculation step is performed, and the load
負荷配分演算部１８は、負荷配分演算ステップを行う際、配分方法選択部１９が選択した負荷の配分方法が何であるかを取得し、取得した負荷の配分方法に従い、発電設備２の負荷配分を決定する。一方、配分方法選択部１９には、予め幾つかの負荷の配分方法が設定されており、そのうちの何れか一の配分方法を選択することができる。負荷の配分方法の選択は、負荷の配分方法の選択要求を受け付け、要求のあった方法を選択することでなされる。
When performing the load distribution calculation step, the load
尚、予め設定される負荷の配分方法は、幾つか考えられるが、例えば、異常の検知された発電装置３で確保可能な発電出力以外の発電出力を、健全な状態にある発電装置３で均等に配分して、中央給電指令所１０から受けた負荷指令を確保する方法（以下、均等負荷配分方法とする）がある。 There are several load distribution methods that can be set in advance. For example, power generation outputs other than the power generation output that can be secured by the power generation device 3 in which an abnormality is detected are equally distributed between the power generation devices 3 in a healthy state. And a method for securing a load command received from the central power supply command station 10 (hereinafter referred to as an even load distribution method).
負荷配分演算部１８が負荷配分演算ステップを行い決定した各発電装置３毎の発電出力値は、負荷制御手段８、中央給電指令所１０および出力予想部２０へ出力される。負荷配分演算部１８が決定した各発電装置３毎の発電出力値を負荷制御手段８、中央給電指令所１０および出力予想部２０へ出力すると、負荷配分演算ステップは完了する。
The power generation output value for each power generator 3 determined by the load
負荷配分演算ステップがなされ、負荷配分演算部１８が決定した各発電装置３毎の発電出力値を出力予想部２０が受信すると、続いて、負荷予想ステップがなされ、出力予想部２０は、受信した各発電装置３毎の発電出力値に基づき、発電設備２の負荷がどのように変化するかを予想する。すなわち、出力予想部２０は、後述する図４に示すような予想負荷曲線を算出する。そして、予想負荷曲線を表す電子データは、出力予想部２０から中央給電指令所１０および管理用計算機１２へ出力される。
When the load distribution calculation step is performed and the
負荷配分演算ステップおよび負荷予想ステップがなされると、負荷配分制御処理ステップは完了する。そして、各発電装置３毎の発電出力値が負荷制御手段８に入力されると、続いて、負荷制御処理ステップがなされる。負荷制御処理ステップでは、各発電装置３の発電出力が入力された発電出力値となるように負荷制御手段８が調整を行い、発電設備２の負荷の調整を行う。
When the load distribution calculation step and the load prediction step are performed, the load distribution control processing step is completed. Then, when the power generation output value for each power generation device 3 is input to the load control means 8, a load control processing step is subsequently performed. In the load control processing step, the load control means 8 adjusts so that the power generation output of each power generation device 3 becomes the input power generation output value, and the load of the
従って、発電設備２が定常状態の場合、発電設備運転システム１は、負荷制御手順として、異常検知処理ステップ、負荷配分制御処理ステップ（負荷配分演算ステップおよび負荷予想ステップ）および負荷制御処理ステップを行い、これらの処理処理ステップを一旦行った後は、中央給電指令所１０からの負荷指令値が変動しない限り新たな処理処理ステップがなされることはなく、定常的な運転状態が継続する。
Therefore, when the
一方、発電設備２における何れかの発電装置について異常が検出された（以下、異常状態とする）場合、異常検知手段５から出力された異常検知信号を運転パターン選択手段６が受信し、運転パターン選択手段６が運転パターン選択処理ステップを行う。
On the other hand, when an abnormality is detected in any of the power generation devices in the power generation facility 2 (hereinafter referred to as an abnormal state), the operation
運転パターン選択処理ステップでは、運転パターン選択手段６が異常が検知された発電装置３について運転パターンの選択を行う。ここで、運転パターンとは、発電装置の発電出力をどのように変化させるかについて規定したパターンである。 In the operation pattern selection processing step, the operation pattern selection means 6 selects an operation pattern for the power generator 3 in which an abnormality has been detected. Here, the operation pattern is a pattern that defines how to change the power generation output of the power generation device.
運転パターン選択手段６には、異常の種別に応じた幾つかの運転パターンが予め設定されており、異常の種類と運転パターンとが対応付けられている。つまり、運転パターン選択手段６は、受信した異常検知信号に対応する異常の種類から運転パターンを決定し選択することで、検知された異常の種類と対応する運転パターンを選択する。 In the operation pattern selection means 6, several operation patterns according to the type of abnormality are set in advance, and the type of abnormality and the operation pattern are associated with each other. That is, the driving pattern selection means 6 selects the driving pattern corresponding to the detected abnormality type by determining and selecting the driving pattern from the abnormality type corresponding to the received abnormality detection signal.
運転パターン選択手段６が、異常を検知した発電装置３の運転パターンを選択すると、選択した運転パターンを表す運転パターン選択信号が運転パターン選択手段６から出力される。
When the operation
運転パターン選択手段６から出力された運転パターン選択信号は、負荷配分制御手段７に入力される。そして、負荷配分制御手段７は、中央給電指令所１０から受け取る負荷指令と運転パターン選択手段６から受け取る新たな発電出力値を表す運転パターン選択信号とを考慮して負荷配分制御処理ステップを行う。負荷配分制御処理ステップがなされた後の処理処理ステップは、定常状態の場合と同様である。
The operation pattern selection signal output from the operation pattern selection means 6 is input to the load distribution control means 7. Then, the load distribution control means 7 performs the load distribution control processing step in consideration of the load command received from the central power
尚、負荷配分演算部１８が決定した各発電装置３ａ，３ｂ毎の発電出力値は、負荷配分演算部１８から中央給電指令所１０へ送信されているとしたが、出力予想部２０が予想負荷曲線の電子データと併せて負荷配分演算部１８から受け取った各発電装置３ａ，３ｂ毎の発電出力値を出力しても差し支えない。すなわち、負荷配分演算部１８が決定した各発電装置３ａ，３ｂ毎の発電出力値は、負荷配分制御処理ステップにおける負荷配分演算ステップで中央給電指令所１０へ送信されても、負荷予想ステップで出力されても構わない。
In addition, although the power generation output value for each
図３は、発電設備運転システム１の負荷配分制御手段７の部分構成図であり、負荷配分制御手段７が行う負荷配分制御の内容をより詳細に説明する図である。
FIG. 3 is a partial configuration diagram of the load distribution control means 7 of the power generation
尚、図３では、発電設備運転システム１の制御対象となる発電設備２が、一例として、４台の発電装置、すなわち、第１の発電装置３ａ、第２の発電装置３ｂ、第３の発電装置３ｃおよび第４の発電装置３ｄを有する発電装置３を備えており、第４の発電装置３ｄに異常が検知された場合において、負荷配分制御処理ステップがなされた後の負荷配分状態を表す。
In FIG. 3, the
また、説明する前提として、図３に示す発電設備運転システム１における発電設備２の各発電装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの定格出力は、それぞれ３００ＭＷであるものとし、配分方法選択部１９が選択する負荷の配分方法は、均等負荷配分方法とする。
Further, as a premise to be described, it is assumed that the rated output of each of the
負荷配分制御手段７が行う負荷配分制御処理ステップとしては、負荷配分演算ステップおよび負荷予想ステップがある。負荷配分演算ステップでは、発電設備が定常状態の場合、中央給電指令所１０からの負荷指令を受けた負荷配分演算部１８が選択された均等負荷配分方法を用いて各発電装置３の負荷配分を演算して決定する。図３に示す例では、負荷配分演算部１８が受けた負荷指令値１２００ＭＷを健全な４台の発電装置３ａ〜３ｄで均等に配分し、１台当たりの発電出力を３００ＭＷと決定する。
The load distribution control processing steps performed by the load distribution control means 7 include a load distribution calculation step and a load prediction step. In the load distribution calculation step, when the power generation equipment is in a steady state, the load
１台当たりの発電出力が３００ＭＷと決定すると（負荷配分演算ステップがなされると）、負荷配分制御手段７から各発電装置３ａ〜３ｄの発電出力を制御する負荷配分信号が出力される。そして、負荷配分信号を負荷制御手段８が受信すると、負荷制御手段８は、各発電装置３〜３ｄの発電出力を３００ＭＷに制御する。
When the power generation output per unit is determined to be 300 MW (when the load distribution calculation step is performed), the load distribution control means 7 outputs a load distribution signal for controlling the power generation output of each of the
しかし、第４の発電装置３ｄに異常が検出され、運転モード選択処理ステップで第４の発電装置３ｄの発電出力が１００ＭＷとなるように選択され、発電出力が制限される場合、各発電装置３ａ〜３ｄの負荷制限値は、図３に示すように、異常が検知されていない第１の発電装置３ａ〜第３の発電装置３ｃの場合、それぞれ定格の３００ＭＷであり、第４の発電装置３ｄの場合、制限後の１００ＭＷとなるから、このままでは、発電設備２の全体で１０００ＭＷしか供給できない。
However, when an abnormality is detected in the fourth power generation device 3d and the power generation output of the fourth power generation device 3d is selected to be 100 MW in the operation mode selection processing step, and the power generation output is limited, each
そこで、負荷配分演算部１８は、再度、負荷配分をやり直す。具体的には、第４の発電装置３ｄから制限後の発電出力１００ＭＷを確保して、残りの１１００ＭＷを異常が検知されていない健全な第１の発電装置３ａ〜第３の発電装置３ｃから均等に確保する負荷配分を演算して決定する。つまり、第１の発電装置３ａ〜第３の発電装置３ｃの発電出力を１１００ＭＷの１／３となる３６７ＭＷとし、第４の発電装置３ｄの発電出力を１００ＭＷとする。
Therefore, the load
負荷配分演算部１８が負荷配分をやり直し、新たな負荷配分を決定すると、負荷配分演算ステップが完了し、新たな負荷配分結果が、負荷制御手段８に出力される。そして、負荷制御手段８は、新たな負荷配分結果に基づき、負荷制御処理ステップとして各発電装置３ａ〜３ｄの発電出力の制御を行う。
When the load
一方、負荷配分演算部１８が演算した負荷配分結果は、負荷制御手段８のみならず、出力予想部２０へも入力される。出力予想部２０は、負荷配分結果を受け取ると、負荷予想ステップを行う。負荷予想ステップでは、発電設備２の各発電装置（図３に示す例では、第１の発電装置３ａ〜第４の発電装置３ｄ）の負荷が、受け取った発電出力値となった場合の負荷推移を予想する。
On the other hand, the load distribution result calculated by the load
図４は、出力予想部２０が予想する発電設備２の負荷の時間推移（予想負荷曲線）を表す説明図である。尚、図４において、横軸は経過時間であり、縦軸は発電設備全体の負荷[ＭＷ]である。また、経過時間０[ｍｉｎ]は異常が検知された第４の発電装置３ｄの発電出力が制限されたタイミングである。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the time transition (expected load curve) of the load of the
図４によれば、経過時間９０分（＝９０ｍｉｎ）までは発電出力１２００ＭＷを維持しているが、経過時間９０分以降は１０００ＭＷに減少する。経過時間９０分まで発電出力が１２００ＭＷを維持しているのは、第１の発電装置３ａ〜第３の発電装置３ｃが過負荷運転を継続しているからである。また、経過時間９０分以降において発電出力が１０００ＭＷに減少するのは、第１の発電装置３ａ〜第３の発電装置３ｃを過負荷状態で継続的に運転できないので、例えば、９０分等の一定時間を限度にして定格運転へと運転状態を切り替えるためである。
According to FIG. 4, the power generation output of 1200 MW is maintained until the elapsed time of 90 minutes (= 90 min), but after the elapsed time of 90 minutes, it decreases to 1000 MW. The reason why the power generation output is maintained at 1200 MW until the elapsed time of 90 minutes is that the first
出力予想部２０が発電出力の推移を予想すると、予想負荷曲線を表す電子データは、中央給電指令所１０へ送信される。従って、中央給電指令所１０では、発電設備２の発電装置３（図３に示す例では第４の発電装置３ｄ）に何らかの異常が生じて発電出力が減少する場合であっても、発電設備２の負荷が減少するタイミングを前もって知ることができる。
When the
また、中央給電指令所１０は、発電設備２の負荷が減少するタイミングを前もって知ることができるので、発電設備２のみでは負荷の減少分を補いきれない場合が生じたとしても、安定した電気供給を行うべく他の発電設備（図外）から不足する負荷を確保する等の対応をとる時間的な余裕を確保できる。
Further, since the central power
尚、予想負荷曲線は、少なくとも発電設備２の負荷に関するものを有していれば、各発電装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ単位の予想負荷曲線が含まれていても差し支えない。また、図３においては、管理用計算機１２を省略しているが、実際は、図２に示すように管理用計算機１２には、Ｉ／Ｆ手段２４を介して負荷配分演算部１８から出力された負荷配分結果や出力予想部２０から出力された予想負荷曲線が入力される。
It should be noted that the predicted load curve may include an expected load curve in units of the
以上、発電設備運転システム１によれば、例えば、図１に示すような発電設備２の発電装置３ａ，３ｂの少なくともいずれかに異常が発生し、発電設備２の負荷を減少せざるを得ないような場合であっても、負荷配分制御手段７は異常が検知されていない健全な発電装置の発電出力を増加させて負荷減少分を補うように負荷配分を行い、全体として負荷を減少させずに運転を行うことができる。
As described above, according to the power generation
つまり、発電設備運転システム１によれば、発電設備２の負荷を減少せざるを得ないような場合であっても、運転員（ユーザ）が介在することなく、全体として負荷を減少させずに運転を行うことができるので、発電設備２における異常の監視を無人化することができる。その結果として、運転員の配置に伴う人件費の抑制および発電設備２の運用コストの抑制（経済性の向上）を図ることができる。
That is, according to the power generation
また、異常の検知および負荷の調整は、発電装置単位で行うことができるので、異常が検出された場合であっても、異常が検出された発電装置３の発電出力を制限するのみで良く、発電設備２の負荷制御をより細かく行うことができる。
In addition, since the detection of the abnormality and the adjustment of the load can be performed in units of the power generation device, even if the abnormality is detected, it is only necessary to limit the power generation output of the power generation device 3 in which the abnormality is detected. The load control of the
負荷配分制御手段７においては、負荷配分演算部１８が、運転パターン選択手段６から出力された運転パターン選択信号を受け取ると、異常のあった発電装置３において発電出力の減少が避けられない事態に陥ったとしても、他の健全な発電装置に発電出力の減少分を振り分けるように配分するので、発電設備２の全体としては、異常発生前と同じ発電出力を一定時間維持することができる。従って、発電設備２における異常発生が電力系統に与える影響を低減し、電力系統の供給信頼度の低下防止に寄与することができる。
In the load
また、負荷配分演算部１８は、異常発生による発電設備２の負荷の減少分を振り分ける際に、均等負荷配分方法を採用すれば、発電出力の減少分を発電設備２の健全な発電装置の各々に対して均等に配分することができる。これにより、一部の発電装置に過大な負荷配分がなされることに伴う発電装置の損傷の発生を防止することができる。
In addition, when the load
さらに、負荷配分演算部１８が採用する負荷の配分方法は、配分方法選択部１９に予め幾つかの方法を設定することができ、外部から配分方法選択部１９に何れか一の配分方法を選択するように負荷の配分方法の選択要求を入力することができる。
Furthermore, as for the load distribution method adopted by the load
ここでは、負荷の配分方法として、均等負荷配分方法を説明しているが、例えば、図３に示す例において、負荷指令が１２００ＭＷのままで、発電設備２が他の発電装置（図を省略）をさらに備える場合や、第１の発電装置３ａ〜第４の発電装置３ｄの発電出力が少なくとも１台は異なる場合等、状況に応じて他の負荷の配分方法を併せて設定しておくことはもちろん可能である。
Here, although an equal load distribution method is described as a load distribution method, for example, in the example shown in FIG. 3, the load command remains 1200 MW and the
例えば、均等負荷配分方法以外の負荷の配分方法としては、通常時（全ての発電装置において異常が検知されない場合）は、少なくとも１台以上の発電装置が停止しているが、残りの発電装置は、定格運転をしており負荷指令分の負荷が確保されている状況下で発電装置３の異常が検知された場合、現在停止している発電装置を起動させることで減少する負荷を補う方法がある。 For example, as a load distribution method other than the uniform load distribution method, at least one power generation device is stopped during normal times (when no abnormality is detected in all power generation devices), but the remaining power generation devices When an abnormality of the power generation device 3 is detected in a situation where rated operation is being performed and a load corresponding to the load command is secured, there is a method of compensating for the reduced load by starting the power generation device that is currently stopped. is there.
また、通常時から、例えば、定格の７５％等の定格出力未満で発電設備２における全発電装置を稼動させておき、何れかの発電装置において異常が検知された場合に、残りの健全な発電装置の発電出力を増加させることで減少する負荷を補う方法もある。
In addition, from the normal time, for example, when all the power generation devices in the
さらには、通常時に、発電設備２の一部の発電装置を定格出力で稼動させる一方、残りの発電装置を、例えば、定格の７５％等の定格出力未満で稼動させておき、何れかの発電装置において異常が検知された場合に、残りの健全な発電装置のうち定格出力未満の発電装置の発電出力を優先的に増加させることで減少する負荷を補う方法もある。
Furthermore, during normal operation, a part of the
このように、様々な状況下において、色々な負荷の配分方法があり、予め適用し得る負荷の配分方法を配分方法選択部１９に設定しておけば、配分方法選択部１９が、設定された負荷の配分方法の中から選択要求のあった一の方法を選択することができるので、均等負荷配分方法以外の負荷の配分方法であっても採用することができる。
Thus, under various circumstances, there are various load distribution methods. If a load distribution method that can be applied in advance is set in the distribution
さらにまた、配分方法選択部１９が設定された負荷の配分方法の中から、例えば、第１の発電装置３ａにおいて異常が検知された場合において停止している発電装置を起動させることで減少する負荷を補う方法を選択した場合、発電設備運転システム１は、停止中の発電装置の起動が完了するまでの間は、減少した負荷を健全な発電装置で一時的に負担するように発電出力を増加させることができる。従って、発電設備２としての負荷を一定値に維持することができ、電力系統の供給信頼度の低下防止に寄与することができる。
Furthermore, among the load distribution methods set by the distribution
一方、発電設備運転システム１は、負荷配分演算部１８が演算した負荷配分の結果や、負荷配分演算部１８が演算した負荷配分の結果に基づいて発電設備２を稼動させた場合の予想負荷曲線を負荷配分制御手段７から中央給電指令所１０へ送信することができる。従って、中央給電指令所１０において、同じ電力系統に接続される図外の発電設備に起動指令や出力増加指令を発する等の発電設備２における負荷の減少分をバックアップする対策がより容易かつ適切に行うことができる。その結果、電力系統としての供給電力量の減少を防止することができ、電力系統の供給信頼度の低下防止に寄与することができる。
On the other hand, the power generation
また、発電設備運転システム１は、異常検知手段５が異常検知した異常検知結果や、運転パターン選択手段６が運転モード選択した運転モード選択結果や、負荷配分演算部１８が負荷配分を演算した負荷配分結果や、発電装置３ａ，３ｂの運転履歴等の電子データをデータ記録手段２６に記録して保存することができ、データ記録手段２６に記録された電子データは表示手段２８に表示させることができる。
The power generation
従って、発電装置３に異常が発生し、負荷を配分する演算がなされた場合に、負荷配分制御手段７における負荷配分演算部１８、配分方法選択部１９および出力予想部２０の動作が適切であるか否かを事後に検証することができ、発電設備運転システム１の信頼性向上に寄与することができる。
Therefore, when an abnormality occurs in the power generation device 3 and a calculation for distributing the load is performed, the operations of the load
１ 発電設備運転システム
２ 発電設備
３の発電装置
３ａ 第１の発電装置
３ｂ 第２の発電装置
３ 異常が検出された発電装置
５ 異常検知手段
６ 運転パターン選択手段
７ 負荷配分制御手段
８ 負荷制御手段
１０ 中央給電指令所
１２ 管理用計算機
１５ 異常検知部
１５ａ 第１の異常検知部
１５ｂ 第２の異常検知部
１６ 運転モード選択部
１６ａ 第１の運転モード選択部
１６ｂ 第２の運転モード選択部
１８ 負荷配分演算部
１９ 配分方法選択部
２０ 出力予想部
２２ 負荷制御部
２２ａ 第１の負荷制御部
２２ｂ 第２の負荷制御部
２４ Ｉ／Ｆ手段（インターフェイス）
２５ 制御手段
２６ データ記録手段
２７ 入力手段
２８ 表示手段
DESCRIPTION OF
25 control means 26 data recording means 27 input means 28 display means
Claims (10)
この異常検知手段が検知した異常内容から異常が検知された発電装置の運転パターンを選択する運転パターン選択手段と、
この運転パターン選択手段が選択した運転パターンと中央給電所からの負荷指令もしくは予め設定した負荷指令とを考慮して前記発電装置の発電出力を決定して前記発電設備の負荷配分を行うとともに、決定した前記発電装置の発電出力に基づき前記発電設備の負荷がどのように変化するかを予想する負荷配分制御手段と、
前記発電設備の負荷配分が前記負荷配分制御手段が決定した負荷配分となるように、前記発電設備における各発電装置の発電出力を制御する負荷制御手段とを具備することを特徴とする発電設備運転システム。 An abnormality detection means for detecting an abnormality of a power generation facility including at least one power generation device in units of the power generation devices;
An operation pattern selection means for selecting an operation pattern of the power generation device in which an abnormality is detected from the abnormality content detected by the abnormality detection means,
Considering the operation pattern selected by the operation pattern selection means and the load command from the central power station or the preset load command, the power generation output of the power generator is determined and load distribution of the power generation equipment is performed, and the determination is made. Load distribution control means for predicting how the load of the power generation facility changes based on the power generation output of the power generation device,
Power generation facility operation comprising load control means for controlling the power generation output of each power generation device in the power generation equipment so that the load distribution of the power generation equipment becomes the load distribution determined by the load distribution control means system.
予め設定された負荷の配分方法のうち一の配分方法を選択する配分方法選択部と、
前記発電設備の負荷が配分された結果、前記発電設備の発電出力がどのように変化するかを予想する出力予想部とを備えることを特徴とする請求項１記載の発電設備運転システム。 The load distribution control means, a load distribution calculation unit that performs calculation to determine the power generation output of the power generation device and performs load distribution of the power generation equipment,
A distribution method selection unit for selecting one of the preset load distribution methods;
The power generation facility operation system according to claim 1, further comprising: an output prediction unit that predicts how the power generation output of the power generation facility changes as a result of the distribution of the load of the power generation facility.
この異常検知処理ステップで検知された異常内容から異常が検知された発電装置の運転パターンを選択する運転モード選択処理ステップと、
この運転モード選択処理ステップで選択された運転パターンと中央給電所からの負荷指令もしくは予め設定した負荷指令とを考慮して発電装置の発電出力を決定して発電設備の負荷配分を行うとともに、決定した発電出力に基づき発電設備の負荷がどのように変化するかを予想する負荷配分制御処理ステップと、
発電設備の負荷が負荷配分制御処理ステップで決定した負荷となるように、発電設備における各発電装置の発電出力を制御する負荷制御処理ステップとを具備することを特徴とする発電設備の運転方法。 An anomaly detection processing step for detecting whether there is an anomaly in the power generation facility;
An operation mode selection processing step for selecting an operation pattern of the power generation apparatus in which an abnormality is detected from the abnormality content detected in the abnormality detection processing step,
Considering the operation pattern selected in this operation mode selection processing step and the load command from the central power station or the preset load command, the power generation output of the power generator is determined and load distribution of the power generation equipment is performed. A load distribution control processing step for predicting how the load of the power generation facility changes based on the generated power output,
A method for operating a power generation facility, comprising: a load control processing step for controlling a power generation output of each power generation device in the power generation facility so that the load of the power generation facility becomes a load determined in the load distribution control processing step.
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2008139535A1 (en) * | 2007-04-27 | 2010-07-29 | 株式会社日立製作所 | Natural gas liquefaction plant and power supply system, control device and operation method thereof |
| JP2012039802A (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Meidensha Corp | Method of power generation output schedule control for wind turbine generator system |
| JP2013233043A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Power supply for thermoelectric cogeneration adjustment |
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-
2004
- 2004-10-05 JP JP2004292622A patent/JP2006109610A/en active Pending
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