JP2007159266A - 周波数制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数安定性を維持しつつ、運用コストと二酸化炭素排出量の増加を抑制する。
【解決手段】周波数制御装置１は、電力を発生させるＬＦＣ対象燃料電池群１２を含む発電機群７〜１３と電力を消費する負荷３９を有する負荷群１４とを電力融通可能な送配電線路１５により接続して構成される電力系統３の周波数の情報、他の電力系統５との連系線を流れる電力潮流の情報およびＬＦＣ対象燃料電池群１２が設置された送配電線１５の電力潮流の情報に基づいて生成したＬＦＣ対象発電機群８，１０，１２に対する発電電力の増減指令を、ＬＦＣ対象燃料電池群１２を含むＬＦＣ発電機群８，１０，１２の各発電機に伝送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電力系統の周波数を一定範囲内に制御する技術に係り、特に、燃料電池等のクリーンエネルギー発電装置を含む電力系統の周波数を一定範囲内に制御する周波数制御装置に関する。

例えば、非特許文献１に記載されるように、電力系統の周波数は、主に発電機の調速機、負荷周波数制御（ＬＦＣ）、経済負荷配分（ＥＬＤ）によって、基準周波数に対して一定範囲内に制御される。

調速機は、発電機回転速度をもとに発電機出力を調整し、微小かつ速い負荷変動分を吸収する。ＬＦＣは実系統の周波数と基準周波数との偏差をもとに発電機出力を調整し、短周期の負荷変動分を相殺する。ＥＬＤは長周期の負荷変動を予測し、経済性を考慮して各発電機の出力を指示することにより、負荷変動分を相殺する。

一方、燃料電池の出力は、例えば、特許文献１に記載されるように、発電出力設定器に入力された出力設定値に応じてプラントコントローラが燃料調節弁の開度を調整することにより制御されている。
特開２００１−２５０５７２号公報 電気工学ハンドブック ｐｐ９７１−９７３およびｐｐ９８０−９８１

風力発電装置や太陽光発電装置といったクリーンエネルギー発電装置は、入力エネルギーの変動が比較的大きいため、発電電力量の変動も大きくなる。そのため、これらの発電装置が数多く電力系統内に設置された場合、電力の需要と供給の不一致が拡大し、周波数変動が大きくなる恐れがある。前記背景技術に記載のＬＦＣによって周波数変動の増大を抑制するには、ＬＦＣ対象となる水力および火力発電機を増加させる必要がある。しかし、火力発電機の運転台数を増やすと運用コストや二酸化炭素排出量が増加するという課題がある。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、周波数安定性を維持しつつ、運用コストと二酸化炭素排出量の増加を抑制する周波数制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る周波数制御装置は、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、電力を発生させる少なくとも１台以上のクリーンエネルギー発電機を含む発電機群と電力を消費する負荷を有する負荷群とを電力融通可能な送配電線路により接続して構成された電力系統の周波数の情報、前記電力系統とは別の電力系統との連系線を流れる電力潮流の情報および前記クリーンエネルギー発電機が設置された送配電線の電力潮流の情報に基づいて生成した前記発電機群に対する発電電力の増減指令を、前記クリーンエネルギー発電機を含む前記発電機群の各発電機に伝送することを特徴とする。

本発明によれば、周波数変動の抑制に必要な発電電力の調整量を、ＬＦＣ対象火力発電機群と比べてより環境負荷が低いＬＦＣ対象燃料電池群の発電電力を増減させることによって、ＬＦＣ対象火力発電機群が調整すべき電力分をカバーすることができるので、ＬＦＣ対象火力発電機群の総量を低減することができる。従って、周波数安定性を維持しつつ、運用コストと二酸化炭素排出量の増加を抑制することができる。

以下、本発明に係る周波数制御装置の実施例について、図面を参照して説明する。

図１に本発明の実施の形態に係る周波数制御装置の一実施例である周波数制御装置１の適用場面を説明する説明図を示す。

周波数制御装置１は、電力系統３が備える発電機群に対して負荷周波数制御（以下、ＬＦＣとする）を行う装置である。本実施例では、現状の送配電における実情を考慮して、図１に示すように、制御対象となる電力系統３が、周波数制御装置１の制御対象外である他の電力系統５と電力融通可能に接続される場合を例に説明する。

電力系統３は、例えば、図１に示すように、原子力発電を行う発電機を少なくとも１台以上有する原子力発電機群７と、火力発電を行う発電機を少なくとも１台以上有する火力発電機群８，９と、水力発電を行う発電機を少なくとも１台以上有する水力発電機群１０，１１と、クリーンエネルギー発電機としての燃料電池を少なくとも１台以上有する燃料電池群（クリーンエネルギー発電機群）１２，１３と、電力を消費する負荷群１４とを備え、送配電線１５で接続される。

ここで、ＬＦＣ対象火力発電機群８、ＬＦＣ対象水力発電機群１０およびＬＦＣ対象燃料電池群１２は、ＬＦＣ対象となる発電機群であり、非ＬＦＣ対象火力発電機群９、非ＬＦＣ対象水力発電機群１１および非ＬＦＣ対象燃料電池群１３は、ＬＦＣ対象外の発電機群である。

また、クリーンエネルギー発電機とは、窒素酸化物、硫黄酸化物および二酸化炭素等の大気汚染や地球温暖化の原因となる気体を大気中に排気することなく発電可能な発電機である。

周波数制御装置１は、電力系統３の周波数についての情報（以下、系統周波数情報とする）、電力系統３と他の電力系統５との連結線電力量についての情報（以下、連結線電力量情報とする）、配電線電力量についての情報（以下、配電線電力量情報とする）およびＬＦＣ対象燃料電池群１２の各燃料電池の発電出力またはＬＦＣ対象燃料電池群全体での発電出力についての情報（以下、発電出力情報とする）を取得し、取得した系統周波数情報、連結線電力量情報および配電線電力量情報に基づいてＬＦＣ対象発電機群８，１０，１２の発電機出力を制御する制御信号を生成する。

周波数制御装置１において、系統周波数情報は、電力系統３に接続される系統周波数検出手段としての周波数検出器１６が検出した電力系統３の周波数の情報を受け取ることで取得される。

また、連結線電力量情報は、電力系統３と他の電力系統５との連結線に接続される連結線電力検出手段としての連結線電力検出器１７が検出した連結線電力の情報を受け取ることで取得される。さらに、配電線電力量情報は、配電線電力検出手段としての配電線電力検出器１８が検出した配電線電力の情報を受け取ることで取得される。

さらにまた、ＬＦＣ対象燃料電池群１２についての発電出力情報は、ＬＦＣ対象燃料電池群１２から個々の燃料電池の発電出力および合計発電出力の少なくともいずれかを受け取ることで取得する。

取得した周波数、連結線電力量および配電線電力量についての各情報に基づいてＬＦＣ対象発電機群８，１０，１２を制御する制御信号が生成されると、周波数制御装置１は、ＬＦＣ対象発電機群８，１０，１２へ生成した制御信号を出力し、ＬＦＣ対象発電機群８，１０，１２の発電機出力を制御することで電力系統３の周波数を制御する。

また、周波数制御装置１は、ＬＦＣ対象発電機群８，１０，１２の発電機出力の制御量（以下、必要制御量とする）の情報を経済負荷配分制御装置１９へ送る。経済負荷配分制御装置１９は、必要制御量と日負荷曲線に基づき、長周期の負荷変動を予測してより経済的な運転を行うべく火力発電機群８，９と水力発電機群１０，１１の発電機出力を制御する。

尚、図１に示す周波数制御装置１では、ＬＦＣを行う負荷周波数制御装置として説明しており、経済負荷配分制御装置１９と別の装置として説明しているが、周波数制御装置１が経済負荷配分制御装置１９または同等の機能を備えていても構わない。

また、制御対象となる電力系統３は、必ずしも他の電力系統５と電力融通可能に接続されている必要はない。

さらに、ＬＦＣ対象燃料電池群１２は、電力会社等の発電事業者が所有するものおよび一般需要家が所有するものの少なくとも一方が含まれる。

［第１の実施形態］
図２を参照して本発明の第１の実施形態に係る周波数制御装置１Ａの構成を説明する。

図２は、図１に示した周波数制御装置１の一例（第１の実施例）である周波数制御装置１Ａの構成をより詳細に表した構成図である。

周波数制御装置１Ａは、必要制御量を算出する必要制御量算出手段としての必要制御量算出部２１と、必要制御量算出部２１から出力される信号について信号処理を行う信号処理部２２と、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の各燃料電池にＬＦＣ指令を生成するクリーンエネルギー発電機ＬＦＣ指令生成手段としての燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａと、ＬＦＣ対象となる各燃料電池のＬＦＣ指令値を加算する加算手段としての加算器２４と、必要制御量からＬＦＣ対象燃料電池群１２のＬＦＣ指令値を減算する減算手段としての減算器２５と、ＬＦＣ対象燃料電池群１２以外のＬＦＣ対象発電機群８，１０の各発電機に対するＬＦＣ指令を生成する非クリーンエネルギー発電機ＬＦＣ指令生成手段としての発電機ＬＦＣ指令生成部２６とを備える。

図２に示すように、周波数制御装置１Ａに送られる系統周波数情報および連結線電力情報は、必要制御量算出部２１が受け取る。必要制御量算出部２１は、受け取った系統周波数情報および連結線電力情報に基づいて必要制御量を算出する。

必要制御量を算出するための計算式の一例を以下の数式１に示す。尚、数式１において、ＡＲは必要制御量、Ｋは電力系統の特性から定まる係数、Δｆは検出された周波数と周波数基準値との偏差、ΔＰは電力系統１から流出する連系線電力量である。

［数１］
ＡＲ＝Ｋ・Δｆ＋ΔＰ
発電電力が消費電力（負荷）より多くなると周波数が上昇することを踏まえれば、必要制御量ＡＲは、周波数偏差Δｆと符号が同一となり、発電電力を減少させるべき調整量と位置付けることができる。つまり、必要制御量ＡＲが正（ＡＲ＞０）の場合には、その大きさ分発電電力を減少させる一方、負（ＡＲ＜０）の場合には、その大きさ分発電電力を増加させることで周波数変動を抑制することができる。

必要制御量算出部２１が必要制御量を算出すると、必要制御量算出部２１は、電力系統３における発電機出力を制御する必要制御量信号を生成して経済負荷配分制御装置１９へ出力するとともに、必要制御量信号を処理部２２および減算器２５へ出力する。

信号処理部２２へ出力された必要制御量信号が信号処理部２２に入力されると、信号処理部２２は、ノイズの除去等の信号処理を必要制御量信号に施し、ＬＦＣに適した信号とする信号処理を行う。信号処理が施された必要制御量信号は、信号処理部２２から燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａへ出力される。

燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、図２に示すように、信号処理部２２から出力された信号処理済みの必要制御量信号とともに、配電線電力量情報およびＬＦＣ対象燃料電池群１２の各燃料電池の発電出力情報を受け取る。

燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、必要制御量信号、配電線電力量情報および発電出力情報を受け取ると、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の各燃料電池のＬＦＣを行うＬＦＣ指令としてのＬＦＣ信号を生成する。ＬＦＣ信号は、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡからＬＦＣ対象燃料電池群１２の各燃料電池および加算器２４へ出力される。

加算器２４は、燃料電池毎のＬＦＣ信号を加算する。ＬＦＣ信号は、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の各燃料電池に対する発電出力の指令値（制御目標値）の情報を有する。従って、ＬＦＣ信号を加算すれば、必要制御量のうち、ＬＦＣ対象燃料電池群１２が負担する制御量（以下、燃料電池群負担制御量とする）を算出することができる。燃料電池群負担制御量は、加算器２４から減算器２５へ出力される。

減算器２５は、必要制御量算出部２１から出力された必要制御量および加算器２４から出力された燃料電池群負担制御量を受け取り、必要制御量から燃料電池群負担制御量を減算した値、すなわち、ＬＦＣ対象発電機群８，１０が負担する制御量（以下、発電機群負担制御量とする）を算出する。減算器２５が算出した発電機群負担制御量は、減算器２５から発電機ＬＦＣ指令生成部２６へ出力される。

発電機ＬＦＣ指令生成部２６は、減算器２５の出力、すなわち、ＬＦＣ対象発電機群８，１０の発電機群負担制御量に基づき、ＬＦＣ対象燃料電池群１２による有効電力の出力調整不足分を配分する制御量を決定し、各発電機をＬＦＣするためのＬＦＣ信号を生成する。生成されたＬＦＣ信号は、発電機ＬＦＣ指令生成部２６からＬＦＣ対象発電機群８，１０の各発電機へ出力される。

このように構成される周波数制御装置１Ａでは、ＬＦＣ対象火力発電機群８の調整分の一部または全部をＬＦＣ対象燃料電池群１２が代行することができるので、運用コストおよび燃焼ガス排出量の削減に貢献することができる。

尚、周波数制御装置１Ａにおいて、情報の伝送を担う通信網は、必要な情報の伝送さえ可能であれば、どの様な通信網であっても良い。すなわち、専用通信網である必要は必ずしもなく、ヴァーチャルプライベートネットワークなどの公共の通信回線を利用した擬似的な専用通信回線であっても良い。

次に、周波数制御装置１が行う電力系統３の周波数制御方法について説明する。

図３に、周波数制御装置１が行う電力系統３の周波数制御方法（以下、ＬＦＣ処理手順）を表した処理フロー図を示す。

ＬＦＣ処理手順は、ＬＦＣ対象燃料電池群１２に対してＬＦＣを行う燃料電池ＬＦＣ処理行程（行程Ｐ１）と、ＬＦＣ対象燃料電池群１２以外のＬＦＣ対象発電機群８，１０に対してＬＦＣを行う発電機群ＬＦＣ処理行程（行程Ｐ２）とを具備する。

ここで、発電機群ＬＦＣ処理行程とは、例えば、上述した従来技術のように、火力発電または水力発電を行う発電機に対してＬＦＣを行う処理行程である。従って、ＬＦＣ処理手順の説明では、発電機群ＬＦＣ処理行程についての説明を省略し、燃料電池ＬＦＣ処理行程について以下に説明する。

また、図３に示したＬＦＣ処理手順は、周波数制御装置１Ａおよび後述する周波数制御装置１Ｂ，１Ｃが実施するかによって、燃料電池ＬＦＣ処理行程（行程Ｐ１）の処理内容が異なる。そこで、以下の説明では、周波数制御装置１Ａが行う燃料電池ＬＦＣ処理行程を第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程とし、後述する周波数制御装置１Ｂが行う燃料電池ＬＦＣ処理行程を第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程とし、周波数制御装置１Ｃが行う燃料電池ＬＦＣ処理行程を第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程とする。

図４および図５は、周波数制御装置１Ａが行うＬＦＣ処理手順における燃料電池ＬＦＣ処理行程、すなわち、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程についての処理フロー図である。

図４は、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程における前半部分の処理フローを、図５は、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程における後半部分の処理フローを示している。

図４および図５によれば、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程は、複数の処理ステップを備え、主に、ＬＦＣ指令を生成するＬＦＣ指令生成処理ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ２７）と、送配電線が過負荷とならないかを検証を行う送配電線過負荷検証処理ステップ（ステップＳ２８〜ステップＳ３８）とを備える。図４に示すように、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程が開始されると、ステップＳ１に進み、ステップＳ１からステップＳ２７でＬＦＣ指令生成処理ステップがなされる。

ＬＦＣ指令生成処理ステップは、必要制御量として発電出力の増減可能量を算出し設定する発電出力増減可能量設定ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ６）と、設定された発電出力増減可能量に基づいてＬＦＣ対象燃料電池群１２の各燃料電池の制御量を決定しＬＦＣ指令（ＬＦＣ信号）を生成する燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）とを備える。

発電出力増減可能量設定ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ６）では、まず、ステップＳ１で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、メモリ機能により記憶、保持可能なＩに１をセットする。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、記憶し保持されるＩの値を参照することでＬＦＣ対象燃料電池を識別することができる。換言すれば、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、ＬＦＣ対象燃料電池の識別番号（ここではＩの値）を用いて識別番号と対応するＬＦＣ対象燃料電池を特定することができる。

ここで、図４に示されるＮは、配電線に接続されＬＦＣ可能なＬＦＣ対象燃料電池の個数であり、１≦Ｉ≦Ｎを満たす任意の自然数となる。

尚、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、Ｉの数値情報以外にも燃料電池ＬＦＣ処理ステップの実行の際に必要となる数式や数値の情報を有している。

ステップＳ１でＩに１がセットされると、ステップＳ１からステップＳ２に進み、ステップＳ２で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、Ｉの値と配電線に接続されＬＦＣ可能なＬＦＣ対象燃料電池の個数Ｎの値を比較する。そして、Ｉ＞Ｎの場合（ステップＳ２でＮＯの場合）、ステップＳ２からステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、取得した発電出力情報に基づいて、Ｉ＝ｋ（１≦ｋ≦Ｎを満たす任意の自然数）に対応するＬＦＣ対象燃料電池が運転中か判定する。そして、運転中の場合（ステップＳ３でＹＥＳの場合）には、ステップＳ３からステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＬＦＣ対象燃料電池群１２における各ＬＦＣ対象燃料電池の発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤが設定される。

ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤを設定する考え方について図６を参照して説明する。

図６は、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力の増加可能量ＰＩ、減少可能量ＰＤ、有効電力の出力最大値Ｐmax、出力最小値Ｐminおよび有効電力ＰＦＣの関係を表した説明図である。

図６における横軸は時間を表しており、横軸上には、有効電力のデータ更新時ｔ_０およびｔ_０以降の有効電力のデータ更新時ｔ_０＋Δｔ，ｔ_０＋２Δｔ，ｔ_０＋３Δｔ，ｔ_０＋４Δｔ，ｔ_０＋５Δｔが示されている。ここで、Δｔはデータ更新周期である。また、縦軸は有効電力を表している。

図６に示すように、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力の増加可能量ＰＩは、有効電力の出力最大値がＰmaxであることから、有効電力の出力最大値Ｐmaxと有効電力ＰＦＣとの差、すなわち、Ｐmax−ＰＦＣで表すことができる。同様に、減少可能量ＰＤは、有効電力の出力最小値がＰminであることから、有効電力の出力最小値Ｐminとの差、すなわち、ＰＦＣ−Ｐminで表すことができる。

つまり、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、有効電力の出力情報（データ）の更新周期Δｔ毎に有効電力ＰＦＣの情報を受け取り、受け取った有効電力ＰＦＣの情報に基づいて増加可能量ＰＩ＝Ｐmax−ＰＦＣと減少可能量ＰＤ＝ＰＦＣ−Ｐminの設定を行う。なお、運転中ではない（停止中）の燃料電池における発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤは０とする。

ここで図４に戻り、ステップＳ４においてなされるＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤの設定について説明する。

ステップＳ４では、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の各ＬＦＣ対象燃料電池における発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤの設定がなされる。より詳細には、ステップＳ４で、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ＰＤ（Ｉ）にＰＦＣ（Ｉ）−Ｐmin（Ｉ）を代入し、ＰＩ（Ｉ）にＰmax（Ｉ）−ＰＦＣ（Ｉ）を代入する。ここで、Ｐmin（Ｉ）、ＰＦＣ（Ｉ）およびＰmax（Ｉ）は、それぞれ、Ｉ＝ｋに対応するＬＦＣ対象燃料電池における有効電力の出力最小値、有効電力および有効電力の出力最大値である。

ステップＳ４で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、発電出力の減少可能量ＰＤ（Ｉ）にＰＦＣ（Ｉ）−Ｐmin（Ｉ）を代入し、発電出力の増加可能量ＰＩ（Ｉ）にＰmax（Ｉ）−ＰＦＣ（Ｉ）を代入すると、ステップＳ４からステップＳ５に進み、ステップＳ５で現在（ステップＳ４が終了の時点）のＩの値に１を加えた値を代入する。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩに１を加え終えると、ステップＳ５からステップＳ２に戻り、Ｉ＞Ｎ（ステップＳ２でＹＥＳの場合）となるまでステップＳ２以降の処理ステップを行う。

また、Ｉ＝ｋに対応するＬＦＣ対象燃料電池が停止中の場合（ステップＳ３でＮＯの場合）には、ステップＳ３からステップＳ６に進む。そして、ステップＳ６では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ＰＤ（Ｉ）およびＰＩ（Ｉ）に０を代入する。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ＰＤ（Ｉ）およびＰＩ（Ｉ）に０を代入し終えると、ステップＳ６からステップＳ５に進み、ステップＳ５以降の処理ステップを実行する。

一方、ステップＳ２において、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、Ｉの値とＮの値とを比較して、Ｉ＞Ｎの場合（ステップＳ２でＹＥＳの場合）、ステップＳ２〜ステップＳ６のループを抜けてステップＳ７に進む。すなわち、発電出力増減可能量設定ステップを完了する。そして、ステップＳ７〜ステップＳ２７の処理ステップで燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップがなされる。

燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）では、まず、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力を増加させるのか減少させるのか、および、必要制御量は制御可能な範囲内にあるのか否かが判定される。そして、判定結果に応じたＬＦＣ指令が生成される。

具体的には、ステップＳ７と、ステップＳ９またはステップＳ１５との処理結果に応じて、第１のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ１０〜ステップＳ１３）、第２のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ１６〜ステップＳ１９）、第３のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ２０〜ステップＳ２３）および第４のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ２４〜ステップＳ２７）のいずれかの処理ステップがなされる。

燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）では、まず、ステップＳ７で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、入力される必要制御量信号に基づき必要制御量ＡＲの正負を判断する。そして、必要制御量ＡＲが正（ＡＲ＞０）と判断した場合（ステップＳ７でＹＥＳの場合）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、発電出力増減可能量設定ステップで設定したＰＤ（Ｉ）についてＩ＝１からＮまでの総和をＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力の減少可能量（以下、発電出力減少可能量とする）ＰＤＴとする。すなわち、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力減少可能量ＰＤＴにＰＤ（１）からＰＤ（Ｎ）までの総和を代入する。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、発電出力減少可能量ＰＤＴにＰＤ（１）からＰＤ（Ｎ）までの総和を代入すると、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、必要制御量ＡＲと発電出力減少可能量ＰＤＴとを比較し、ＡＲ＜ＰＤＴの場合（ステップＳ９でＹＥＳの場合）、ステップＳ１０に進む。そして、ステップＳ１０〜ステップＳ１３において、第１のＬＦＣ指令生成ステップがなされる。

第１のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ１０〜ステップＳ１３）は、必要制御量ＡＲが正かつＬＦＣ対象燃料電池の出力減少可能量の総和ＰＤＴより小さい場合に実行され、必要制御量ＡＲの符号を反転させた値（−ＡＲ）に出力減少可能量ＰＤとその総和ＰＤＴの比を乗じた値を燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする処理ステップである。

より詳細には、第１のＬＦＣ指令生成ステップでは、まず、ステップＳ１０で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、Ｉに１をセットしてＩの値を１とする。Ｉに１がセットされると、続いて、ステップＳ１１で、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、Ｉの値と配電線に接続されＬＦＣ可能なＬＦＣ対象燃料電池の個数Ｎの値を比較する。そして、Ｉ≦Ｎとなる場合（ステップＳ１１でＮＯの場合）、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＡＲ＊ＰＤ（Ｉ）／ＰＤＴを代入する。すなわち、必要制御量ＡＲの符号を反転させた値（−ＡＲ）を出力減少可能量ＰＤの比率で分割した負の値が燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする。

このように燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＡＲ＊ＰＤ（Ｉ）／ＰＤＴを代入するのは、ステップＳ７およびステップＳ９で共にＹＥＳの場合、すなわち、必要制御量ＡＲが正で系統内の発電量を減少させる必要があり、かつ、必要制御量ＡＲがＬＦＣ対象燃料電池群１２だけで調整できる場合なので、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の有効電力の出力を必要制御量ＡＲに相当する分だけ減少させれば良いからである。

ステップＳ１２において、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＡＲ＊ＰＤ（Ｉ）／ＰＤＴを代入すると、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、現在（ステップＳ１２が終了の時点）のＩに１を加えた値を代入する。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩに１を加え終わると、ステップＳ１１に進み、Ｉ＞Ｎ（ステップＳ１１でＹＥＳの場合）となるまでステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理ステップを行う。

ステップＳ１１でＩ＞Ｎ（ステップＳ１１でＹＥＳの場合）となると、ステップＳ１１〜ステップＳ１３のループを抜けてステップＳ２８に進む。すなわち、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップを完了する。

一方、ステップＳ７において、必要制御量ＡＲが負（ＡＲ＜０）と判断される場合（ステップＳ７でＮＯの場合）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、発電出力増減可能量設定ステップで設定したＰＩ（Ｉ）についてＩ＝１からＮまでの総和をＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力の増加可能量（以下、発電出力増加可能量とする）ＰＩＴとする。すなわち、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電出力増加可能量ＰＩＴにＰＩ（１）からＰＩ（Ｎ）までの総和を代入する。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、発電出力増加可能量ＰＩＴにＰＩ（１）からＰＩ（Ｎ）までの総和を代入すると、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、必要制御量ＡＲの絶対値と発電出力増加可能量ＰＩＴとを比較し、｜ＡＲ｜＜ＰＩＴの場合（ステップＳ１５でＹＥＳの場合）には、ステップＳ１６に進む。そして、ステップＳ１６〜ステップＳ１９で第２のＬＦＣ指令生成ステップがなされる。

第２のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ１６〜ステップＳ１９）は、必要制御量ＡＲが負かつ必要制御量ＡＲの大きさがＬＦＣ対象燃料電池の出力増加可能量の総和ＰＩＴより小さい場合に実行され、必要制御量ＡＲの符号を反転させた値（−ＡＲ）に出力増加可能量ＰＩとその総和ＰＩＴの比を乗じた値を燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする処理ステップである。

より詳細には、第２のＬＦＣ指令生成ステップでは、まず、ステップＳ１６で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、Ｉに１をセットしてＩの値を１とする。Ｉに１がセットされると、続いて、ステップＳ１７で、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、Ｉの値と配電線に接続されＬＦＣ可能なＬＦＣ対象燃料電池の個数Ｎの値を比較する。そして、Ｉ≦Ｎとなる場合（ステップＳ１７でＮＯの場合）、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＡＲ＊ＰＩ（Ｉ）／ＰＩＴを代入する。すなわち、必要制御量ＡＲの符号を反転させた値（−ＡＲ）を出力増加可能量ＰＩの比率で分割した正の値が燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする。

このように燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＡＲ＊ＰＩ（Ｉ）／ＰＩＴを代入するのは、ステップＳ７でＮＯかつステップＳ１５でＹＥＳの場合、すなわち、必要制御量ＡＲが負で系統内の発電量を増加させる必要があり、かつ、必要制御量ＡＲがＬＦＣ対象燃料電池群１２だけで調整できる場合なので、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の有効電力出力を必要制御量ＡＲに相当する分だけ増加させれば良いからである。

燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＡＲ＊ＰＩ（Ｉ）／ＰＩＴを代入すると、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、現在（ステップＳ１８が終了の時点）のＩに１を加えた値を代入する。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩに１を加え終わると、ステップＳ１７に進み、Ｉ＞Ｎ（ステップＳ１７でＹＥＳの場合）となるまでステップＳ１７〜ステップＳ１９の処理ステップを行う。

ステップＳ１７でＩ＞Ｎ（ステップＳ１７でＹＥＳの場合）となると、ステップＳ１７〜ステップＳ１９のループを抜けてステップＳ２８に進む。すなわち、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップを完了する。

また、ステップＳ９において、ＡＲ＞ＰＤＴの場合（ステップＳ９でＮＯの場合）、ステップＳ２０に進む。そして、ステップＳ２０〜ステップＳ２３で第３のＬＦＣ指令生成ステップがなされる。

第３のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ２０〜ステップＳ２３）は、必要制御量ＡＲが正、かつ、ＬＦＣ対象燃料電池の出力減少可能量の総和ＰＤＴ以上である場合に実行され、出力減少可能量ＰＤの符号をマイナスとした値（−ＰＤ）を燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする処理ステップである。

より詳細には、第３のＬＦＣ指令生成ステップでは、まず、ステップＳ２０で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、Ｉに１をセットしてＩの値を１とする。Ｉに１がセットされると、続いて、ステップＳ２１で、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、Ｉの値と配電線に接続されＬＦＣ可能なＬＦＣ対象燃料電池の個数Ｎの値を比較する。そして、Ｉ≦Ｎとなる場合（ステップＳ２１でＮＯの場合）、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＰＤ（Ｉ）を代入する。すなわち、出力減少可能量ＰＤの符号をマイナスとした値（−ＰＤ）を燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする。

このように、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＰＤ（Ｉ）を代入するのは、ステップＳ７でＹＥＳかつステップＳ９でＮＯの場合、すなわち、必要制御量ＡＲが正で系統内の発電量を減少させる必要があり、かつ、必要制御量ＡＲがＬＦＣ対象燃料電池群１２だけでは調整しきれない場合なので、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の有効電力出力を最大限減少させるためである。

燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）に−ＰＤ（Ｉ）を代入すると、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、現在（ステップＳ２２が終了の時点）のＩに１を加えた値を代入する。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩに１を加え終わると、ステップＳ２１に進み、Ｉ≦Ｎ（ステップＳ２１でＮＯの場合）となるまでステップＳ２１〜ステップＳ２３の処理ステップを行う。

ステップＳ２１でＩ≦Ｎ（ステップＳ２１でＮＯの場合）となると、ステップＳ２１〜ステップＳ２３のループを抜けてステップＳ２８に進む。すなわち、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップを完了する。

また、ステップＳ１５において、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、必要制御量ＡＲの絶対値と発電出力増加可能量ＰＩＴとを比較し、｜ＡＲ｜＞ＰＩＴの場合（ステップＳ１５でＮＯの場合）、ステップＳ２４に進む。そして、ステップＳ２４〜ステップＳ２７で第４のＬＦＣ指令生成ステップがなされる。

第４のＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ２４〜ステップＳ２７）は、必要制御量ＡＲが負、かつ、必要制御量ＡＲの大きさがＬＦＣ対象燃料電池の出力増加可能量の総和ＰＩＴ以上である場合に実行され、出力増加可能量ＰＩを燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする処理ステップである。

より詳細には、第４のＬＦＣ指令生成ステップでは、まず、ステップＳ２４で燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、Ｉに１をセットしてＩの値を１とする。Ｉに１がセットされると、続いて、ステップＳ２５で、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、Ｉの値と配電線に接続されＬＦＣ可能なＬＦＣ対象燃料電池の個数Ｎの値を比較する。そして、Ｉ≦Ｎとなる場合（ステップＳ２５でＮＯの場合）、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）にＰＩ（Ｉ）を代入する。

このように、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）にＰＩ（Ｉ）を代入するのは、必要制御量ＡＲがＬＦＣ対象燃料電池群１２だけでは調整しきれないためである。従って、ステップＳ７およびステップＳ１５で共にＮＯの場合、すなわち、必要制御量ＡＲが負で系統内の発電量を増加させる必要があり、かつ、必要制御量ＡＲの絶対値が発電出力増加可能量ＰＩＴ以上（｜ＡＲ｜≧ＰＩＴ）の場合には、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の有効電力出力を最大限増加させるべく、出力増加可能量ＰＩを燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｉ）にＰＩ（Ｉ）を代入すると、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、現在（ステップＳ２６が終了の時点）のＩに１を加えた値を代入する。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩに１を加え終わると、ステップＳ２５に進み、Ｉ＞Ｎ（ステップＳ２５でＹＥＳの場合）となるまでステップＳ２５〜ステップＳ２７の処理ステップを行う。

ステップＳ２５でＩ＞Ｎ（ステップＳ２５でＹＥＳの場合）となると、ステップＳ２５〜ステップＳ２７のループを抜けてステップＳ２８に進む。すなわち、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップを完了する。

つまり、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）では、周波数変動を抑制するために必要な発電電力の調整量、すなわち、必要制御量ＡＲがＬＦＣ対象燃料電池群１２の出力調整可能量の総和（ＰＤＴまたはＰＩＴ）以内ならば、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、必要制御量ＡＲに相当する有効電力の調整量のすべてをＬＦＣ対象燃料電池群１２に割り当てる。一方で、必要制御量ＡＲがＬＦＣ対象燃料電池群１２の出力調整可能量の総和（ＰＤＴまたはＰＩＴ）を超える時は、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＬＦＣ対象燃料電池の有効電力出力を最大限調整するように燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤを生成する。

ここで、具体例を挙げて燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップを説明する。例えば、ＬＦＣ対象燃料電池を３台有するＬＦＣ対象燃料電池群１２があり、個々のＬＦＣ対象燃料電池における出力減少可能量ＰＤがそれぞれＰＤ（１）＝３０ｋＷ、ＰＤ（２）＝４０ｋＷおよびＰＤ（３）＝５０ｋＷの場合を考える。

上記具体例において、必要制御量ＡＲが１００ｋＷであれば、発電出力減少可能量ＰＤＴは、１２０ｋＷ（＝３０＋４０＋５０）であり、ＡＲ（＝１００ｋＷ）＜ＰＤＴ（＝１２０ｋＷ）となる。従って、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、第１のＬＦＣ指令生成ステップを行い、生成される燃料電池ＬＦＣ指令は、ＯＤ（１）＝−１００＊３０／１２０、ＯＤ（２）＝−１００＊４０／１２０、ＯＤ（３）＝−１００＊５０／１２０となる。

また、必要制御量ＡＲが３００ｋＷであれば、ＡＲ（＝３００ｋＷ）＞ＰＤＴ（＝１２０ｋＷ）となるので、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、第３のＬＦＣ指令生成ステップを実行し、生成される燃料電池ＬＦＣ指令は、ＯＤ（１）＝−３０、ＯＤ（２）＝−４０、ＯＤ（３）＝−５０となる。

一方、他の具体例として、ＬＦＣ対象燃料電池を３台有するＬＦＣ対象燃料電池群１２があり、個々のＬＦＣ対象燃料電池における出力増加可能量ＰＩがそれぞれＰＩ（１）＝１０ｋＷ、ＰＩ（２）＝２０ｋＷ、ＰＩ（３）＝３０ｋＷの場合を考える。

上記具体例において、必要制御量ＡＲが−５０ｋＷであれば、発電出力増加可能量ＰＩＴは、６０ｋＷ（＝１０＋２０＋３０）であり、｜ＡＲ｜（＝５０ｋＷ）＜ＰＩＴ（＝６０ｋＷ）となる。従って、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、第２のＬＦＣ指令生成ステップを行い、生成される燃料電池ＬＦＣ指令は、ＯＤ（１）＝５０＊１０／６０、ＯＤ（２）＝５０＊２０／６０、ＯＤ（３）＝５０＊３０／６０となる。

また、必要制御量ＡＲが−１００ｋＷであれば、｜ＡＲ｜（＝１００ｋＷ）＞ＰＩＴ（＝６０ｋＷ）となるので、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、第４のＬＦＣ指令生成ステップを実行し、生成される燃料電池ＬＦＣ指令は、燃料電池ＬＦＣ指令はＯＤ（１）＝１０、ＯＤ（２）＝２０、ＯＤ（３）＝３０となる。

燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）が完了すると、ステップＳ２８に進む。そして、図５に示すように、ステップＳ２８以降で、送配電線過負荷防止処理ステップ（ステップＳ２８〜ステップＳ３８）がなされる。

送配電線過負荷防止処理ステップは、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤが実行された場合における送配電線の有効電力ＰＤＬを計算する燃料電池ＬＦＣ指令実行時送配電線有効電力計算ステップ（ステップＳ２８〜ステップＳ３０）と、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤが実行された場合送配電線の有効電力ＰＤＬが送配電線の送電容量ＲＭＷを超過しているかを判定し、超過している場合には送配電線の過負荷を防止するように燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤを調整する燃料電池ＬＦＣ指令調整ステップ(ステップＳ３１〜ステップＳ３８)とを備える。

送配電線過負荷防止処理ステップでは、まず、ステップＳ２８で、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩに１をセットする。Ｉに１がセットされると、ステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ＩとＬＦＣ対象燃料電池群１２が設置される送電線数Ｍとを比較する。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩ≦Ｍと判断した場合（ステップＳ２９でＮＯの場合）、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、図５に示すように、ＩＮＤＥＸ（Ｉ）をＮＳに、ＩＮＤＥＸ（Ｉ＋１）−１をＮＥに、ＯＤ（Ｊ）のＪ＝ＮＳからＮＥまでの総和をＯＤＴに、ＰＤ（Ｊ）のＪ＝ＮＳからＮＥまでの総和をＰＤＴＤに、ＰＩ（Ｊ）のＪ＝ＮＳからＮＥまでの総和をＰＩＤＴに、そして、ＰＩ（Ｊ）−ＯＤＴをＰＤＬにそれぞれ代入する。

ここで、ＩＮＤＥＸ（Ｉ）とは、送配電線１５毎のＬＦＣ対象燃料電池群１２を識別するための情報である。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、ＩＮＤＥＸ（Ｉ）を用いることで、送配電線１５に接続されるＬＦＣ対象燃料電池群１２を識別することができる。

送配電線１５に接続されるＬＦＣ対象燃料電池群１２の識別方法について、同一送配電線に設置されているＬＦＣ対象燃料電池群１２の情報が連続して記憶領域上に存在し、３本の送配電線（第１の送配電線、第２の送配電線および第３の送配電線とする）１５において、第１の送配電線に３台、第２の送配電線に２台、第３の送配電線に４台のＬＦＣ対象燃料電池群１２が接続されている場合を例に説明する。

上記例において、ＩＮＤＥＸは以下の数式２に示すように、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが読み出す記憶領域には、第１の送配電線の３台、第２の送配電線の２台、第３の送配電線の４台の順で情報が格納される。

［数２］
ＩＮＤＥＸ（１）＝１
ＩＮＤＥＸ（２）＝３＋１＝４
ＩＮＤＥＸ（３）＝３＋２＋１＝６
ＩＮＤＥＸ（４）＝３＋２＋４＋１＝１０
すなわち、第１の送配電線に接続されている３台のＬＦＣ対象燃料電池群１２の情報は、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ＩＮＤＥＸ（１）＝１からＩＮＤＥＸ（２）−１＝３の範囲にあるものとして読み出すことができる。

同様にして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａは、第２の送配電線に接続されている２台のＬＦＣ対象燃料電池群１２の情報を、ＩＮＤＥＸ（２）＝４からＩＮＤＥＸ（３）−１＝５の範囲にあるものとして読み出すことができる。また、第３の送配電線に接続されている４台のＬＦＣ対象燃料電池群１２の情報を、ＩＮＤＥＸ（３）＝６からＩＮＤＥＸ（４）−１＝９の範囲にあるものとして読み出すことができる。

尚、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の情報が不連続に記憶領域上に存在する場合でも、送配電線１５とＬＦＣ対象燃料電池群１２の識別番号からＬＦＣ対象燃料電池群１２の情報が格納されている位置を導き出す関数または配列を予め用意することにより、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の情報を読み出すことが可能である。

ステップＳ３０において、ＮＳ、ＮＥ、ＯＤＴ、ＰＤＴＤ、ＰＩＤＴおよびＰＤＬへの代入を完了すると、ステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、出力変更後の有効電力ＰＤＬの絶対値｜ＰＤＬ｜と各送電線の送電容量ＲＭＷ（Ｉ）との大小比較を行う。その結果、ＰＤＬの絶対値が各送電線の送電容量ＲＭＷ（Ｉ）よりも大きい、すなわち、｜ＰＤＬ｜＞ＲＭＷ（Ｉ）場合（ステップＳ３１でＹＥＳの場合）、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ＫにＮＳを代入する。ＫにＮＳを代入すると、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、Ｋの値とＮＥの値との大小を比較する。比較した結果、Ｋ≦ＮＥの場合（ステップＳ３３でＮＯの場合）、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、必要制御量ＡＲが正であるか判断する。そして、ＡＲ＞０の場合（ステップＳ３４でＹＥＳの場合）、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｋ）に、（ＲＭＷ（Ｉ）−Ｐ（Ｉ））＊ＰＤ（Ｋ）／ＰＤＴＤを代入し、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、現在（ステップＳ３５が終了の時点）のＫに１を加えた値を代入する。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＫに１を加え終わると、ステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３以降の処理ステップを実行する。

そして、ステップＳ３３でＫの値とＮＥの値との大小を比較した結果、Ｋ＞ＮＥとなると（ステップＳ３３でＹＥＳの場合）、ステップＳ３３〜ステップＳ３６および後述するステップＳ３８から構成される処理ループを抜けてステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、現在（ステップＳ３１またはステップＳ３３終了の時点）のＩに１を加えた値を代入する。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩに１を加え終わると、ステップＳ２９に戻り、ステップＳ２９以降の処理ステップを実行する。

そして、ステップＳ２９において、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡがＩ＞Ｍと判断した場合（ステップＳ２９でＹＥＳの場合）、送配電線過負荷防止処理ステップを終了する（終了）。

一方、ステップＳ３１において、｜ＰＤＬ｜≦ＲＭＷ（Ｉ）場合（ステップＳ３１でＮＯの場合）、ステップＳ３７に進み、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ステップＳ３７以降の処理ステップを実行する。

また、ステップＳ３４で、ＡＲ≦０の場合（ステップＳ３４でＮＯの場合）、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（Ｋ）に、（ＲＭＷ（Ｉ）＋Ｐ（Ｉ））＊ＰＩ（Ｋ）／ＰＩＴＤを代入し、ステップＳ３６に進む。そして、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが、ステップＳ３６以降の処理ステップを実行する。

このように、送配電線過負荷防止処理ステップでは、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤが実行された場合における送配電線の有効電力ＰＤＬを計算し（ステップＳ２８〜ステップＳ３０）、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤが実行された場合における送配電線１５の有効電力ＰＤＬが送配電線１５の送電容量ＲＭＷを超過しているか否かを判定する（ステップＳ３１）。

その結果、超過していない場合（ステップＳ３１でＮＯの場合）には、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップで生成された燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤをそのまま使用し、超過している場合（ステップＳ３１でＹＥＳの場合）には、送配電線１５の送電余裕（ＲＭＷ（Ｉ）とＰ（Ｉ）の差）を同一送配電線に設置されているＬＦＣ対象燃料電池の出力減少可能量ＰＤとその総和ＰＤＴＤの比または出力増加可能量ＰＩとその総和ＰＩＴＤの比で配分したものを燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとする（ステップＳ３５、ステップＳ３８）。

つまり、送配電線過負荷防止処理ステップを実行することによって、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップで生成された燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ通りにＬＦＣ対象燃料電池群１２が制御された場合に起こり得る送配電線１５の過負荷を防止することができる。

次に、上述した第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程が実行されることによって制御されるＬＦＣ対象燃料電池群１２の燃料電池について説明する。

図７は、ＬＦＣ対象となるＬＦＣ対象燃料電池群１２の燃料電池３０の構成を表す概略図である。

燃料電池３０は、発電出力を設定する発電出力設定器３１と、発電出力を制御するプラントコントローラ３３と、発電時に使用する燃料の調節を行う燃料調節弁３４と、直流発電を行う燃料電池ユニット３５と、発電された電力を直流から交流に変換するインバータ３６とを備える。

発電出力設定器３１は、燃料電池ユニット３５が発電する電力を設定するための機器である。発電出力設定器３１は、発電出力設定信号を生成し、加算器３８を介してプラントコントローラ３３に送る。

プラントコントローラ３３は、燃料電池ユニット３５に供給される燃料量を調節することによって、燃料電池ユニット３５の発電出力を制御する機器である。より詳細には、燃料調節弁３４の開度を制御することで燃料電池ユニット３５に供給される燃料量の調節を行う。

プラントコントローラ３３は、発電出力設定信号を加算器３８から受け取る。加算器３８には、発電出力設定器３１からの発電出力設定信号と、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＡからのＬＦＣ信号（発電出力設定信号）が入力されるので、プラントコントローラ３３は、発電出力設定器３１からの発電出力設定値と燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａからの発電出力設定値（ＬＦＣ信号が無い時は０）とを加えた値を発電出力設定値（目標値）とする発電出力設定信号を加算器３８から受け取る。

また、プラントコントローラ３３は、現在の燃料電池ユニット３５が発電している電力を表す発電出力信号をインバータ３６から受け取る。すなわち、プラントコントローラ３３は、インバータ３６から制御量を表す発電出力の情報を受け取る。

プラントコントローラ３３は、加算器３８を介して受け取った発電出力設定信号およびインバータ３６から受け取った発電出力信号に基づき、燃料調節弁３４の開度を制御するための弁開度指令信号を生成する。そして、プラントコントローラ３３が生成した弁開度指令信号は、燃料調節弁３４へ送られる。

燃料調節弁３４は、燃料電池ユニット３５の燃料供給元から燃料電池ユニット３５間に設けられており、開度を調節することによって、燃料電池ユニット３５に供給される燃料の量を調節する。

燃料電池ユニット３５は、燃料の供給を受けて、直流電力を発生させる。

インバータ３６は、燃料電池ユニット３５と電気的に接続されており、燃料電池ユニット３５で発電された直流電力を交流電力に変換する役割を担う。インバータ３６が変換した交流電力は、負荷３９（図１に示す負荷群１４の一部または全部）に供給される。

また、インバータ３６は、燃料電池ユニット３５の発電出力を表す発電出力信号を出力し、プラントコントローラ３３に送っている。

このように構成される燃料電池３０では、図４および図５で示した第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程が実行されることによって生成された燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤに基づいて発電出力が制御される。

より詳細に説明すれば、燃料電池３０において、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤ（発電出力設定信号）は、まず、加算器３８に入力され、加算器３８において、発電出力設定器３１が生成した発電出力設定信号と加算される。そして、加算後の発電出力設定信号は、プラントコントローラ３３に送られる。

プラントコントローラ３３は、発電出力設定信号の他、インバータ３６から発電出力信号を受け取る。そして、受け取った発電出力設定信号および発電出力信号に基づいて、燃料電池ユニット３５の発電出力が発電出力設定値となるように燃料調節弁３４の開度を制御する弁開度指令信号を生成し燃料調節弁３４へ送る。

燃料電池ユニット３５には、燃料調節弁３４の開度によって量が調節された燃料が供給される。燃料電池ユニット３５は、供給される燃料の量に応じて発電を行い、発電された直流電力をインバータ３６が交流に変換して交流電力を負荷３９に供給する。

本実施の形態によれば、周波数変動の抑制に必要な発電電力の調整量である必要制御量ＡＲの一部または全部を燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤとして送信し、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電電力を増減させてＬＦＣ対象火力発電機群８による調整分の一部を代行することにより、燃料電池等よりも環境負荷の高い（二酸化炭素排出量が多い）ＬＦＣ対象火力発電機群８の総量を低減することができる。この結果、運用コストの低減と二酸化炭素排出量の削減を図ることができる。

また、ＬＦＣ対象燃料電池３０の設置されている送配電線１５の送電容量を考慮した燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤを生成することにより、ＬＦＣ対象燃料電池３０の発電電力を増減させることによる送配電線の過負荷を防止できる。

さらに、ＬＦＣ対象燃料電池３０との情報の授受には、専用の通信網のみならず、ヴァーチャルプライベートネットワークなどの公共の通信網を用いた擬似的な専用通信網を使用することもできる。このような公共の通信網を用いた擬似的な専用通信網を使用すれば、通信系の設備投資を抑制することができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る周波数制御装置１Ｂは、図２に示す第１の実施形態に係る周波数制御装置１Ａに対して、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａの代わりに燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂを備える点で異なるが、その他の点については実質的に同一の構成である。

つまり、図２において、周波数制御装置１Ａを周波数制御装置１Ｂと、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａを燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂと読み替えれば、読み替えた図２を周波数制御装置１Ｂの構成図とすることができる。従って、周波数制御装置１Ｂの構成については、図２を読み替えて説明を省略する。

周波数制御装置１Ｂは、一般需要家所有の燃料電池に対してＬＦＣ可能な固定の調整量を確保した場合に適用される。つまり、自己の電力系統３に含まれるＬＦＣ対象燃料電池群１２とは別にＬＦＣ可能な燃料電池の電力を確保している場合に適用される。

周波数制御装置１Ｂの燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂは、周波数制御装置１Ａの燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程を実行するのに対して第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程を実行するという点で相違する。そこで、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂでなされる処理、すなわち、第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程について図８を参照して説明する。

図８は、第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程における一部の処理フローを表した部分処理フロー図である。

第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程は、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程に対し、発電出力増減可能量設定ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ６）の代わりに、第２の発電出力増減可能量設定ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ３、ステップＳ５〜ステップＳ６、および、ステップＳ４１）を備える点以外は実質的に同一の処理ステップを備える。そこで、図８では、実質的に同一である燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）および送配電線過負荷防止処理ステップ（ステップＳ２８〜ステップＳ３８）の説明を省略する。

図８に示すように、第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程は、説明を省略した処理ステップに加え、第２の発電出力増減可能量設定ステップを備える。また、第２の発電出力増減可能量設定ステップは、第１の発電出力増減可能量設定ステップに対し、ステップＳ４の代わりにステップＳ４１を備える点で相違するが、その他の処理ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ３およびステップＳ５）については、実質的に同一である。

第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂが、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程と同様に、ステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３の順に実行する。そして、ステップＳ３において、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂが、Ｉ＝ｋ（１≦ｋ≦Ｎを満たす任意の自然数）に対応するＬＦＣ対象燃料電池が運転中か判定する。そして、運転中の場合（ステップＳ３でＹＥＳの場合）には、ステップＳ３からステップＳ４１へ進む。

ステップＳ４１では、各ＬＦＣ対象燃料電池の発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤが設定される。各ＬＦＣ対象燃料電池の発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤが設定されるという点でステップＳ４と同様であるが、設定対象となる燃料電池が、一般需要家と契約を結ぶこと等によって確保したＬＦＣ可能な固定の調整量を供給する一般需要家所有の燃料電池である点で相違する。

燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＢがＬＦＣを行う燃料電池における発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤを設定する考え方について図９を参照して説明する。

図９は、第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程において設定される発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤと、有効電力の出力最大値Ｐmaxおよび最小値Ｐminと、契約等により確保した発電出力の増加可能量（以下、増加契約量とする）ＣＰＩおよび減少可能量（以下、減少契約量とする）ＣＰＤとの関係を表した説明図である。

周波数制御装置１Ｂは、一般需要家所有の燃料電池に対し、ＬＦＣ指令によって調整できる固定の調整量を例えば契約等を結んで確保する。契約等により確保した増加契約量ＣＰＩおよび減少契約量ＣＰＤは、運転中であればいつでも契約分の出力を増減させることができるものとする。

つまり、図９に示すように、需要家が設定できる発電出力設定値の範囲を、有効電力の出力最小値Ｐｍｉｎ＋減少契約量ＣＰＤから有効電力の出力最大値Ｐｍａｘ−増加契約量ＣＰＩの範囲とすることにより、常に、増加契約量ＣＰＩおよび減少契約量ＣＰＤ分の余力を確保する。

ここで、図８に戻り、ステップＳ４１においてなされるＬＦＣ対象燃料電池の発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤの設定について説明する。

ステップＳ４１では、各ＬＦＣ対象燃料電池における発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤの設定がなされる。より詳細には、ステップＳ４１で、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂが、ＰＤ（Ｉ）に−ＣＰＤ（Ｉ）を代入し、ＰＩ（Ｉ）にＣＰＩ（Ｉ）を代入する。

燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｂが、ＰＤ（Ｉ）に−ＣＰＤ（Ｉ）を代入し、ＰＩ（Ｉ）にＣＰＩ（Ｉ）を代入すると、ステップＳ４１からステップＳ５に進み、ステップＳ５で現在（ステップＳ４１が終了の時点）のＩの値に１を加えた値を代入する。燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３ＢがＩに１を加え終えると、ステップＳ５からステップＳ２に戻り、Ｉ＞Ｎ（ステップＳ２でＹＥＳの場合）となるまで、ステップＳ２以降の処理ステップを行う。

また、Ｉ＝ｋに対応するＬＦＣ対象燃料電池が停止中の場合（ステップＳ３でＮＯの場合）には、ステップＳ３からステップＳ６に進む。ステップＳ６以降は、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程と同様である。

このような処理ステップを経て第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程が完了すると、続いて、設定された発電出力の増加可能量ＰＩ＝出力増加契約量ＣＰＩおよび減少可能量ＰＤ＝出力減少契約量ＣＰＤに基づいて、燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）、および送配電線過負荷防止処理ステップ（ステップＳ２８〜ステップＳ３８）がなされる。

本実施の形態によれば、運転状態によらず、発電電力の調整量が確保できるので、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤの通りにＬＦＣ対象燃料電池の発電電力を変更することができ、周波数の制御性能を向上させることができる。

また、第１の実施の形態と同様に、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電電力を増減させてＬＦＣ対象火力発電機群８による調整分の一部を代行することにより、ＬＦＣ対象火力発電機群８の総量低減に寄与することができ、その結果、運用コストの低減と二酸化炭素排出量の削減を図ることができる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る周波数制御装置１Ｃは、図２に示す第１の実施形態に係る周波数制御装置１Ａに対して、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａの代わりに燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃを備える点で異なるが、その他の点については実質的に同一の構成である。

つまり、図２において、周波数制御装置１Ａを周波数制御装置１Ｃと、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａを燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃと読み替えれば、読み替えた図２を周波数制御装置１Ｃの構成図とすることができる。従って、周波数制御装置１Ｃの構成については、図２を読み替えて説明を省略する。

周波数制御装置１Ｃの燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃは、周波数制御装置１Ａの燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程を実行するのに対して第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程を実行するという点で相違する。そこで、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃでなされる処理、すなわち、第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程について図１０を参照して説明する。

図１０は、第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程における一部の処理フローを表した部分処理フロー図である。

第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程は、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程に対し、発電出力増減可能量設定ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ６）の代わりに、第３の発電出力増減可能量設定ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ３、ステップＳ５〜ステップＳ６、および、ステップＳ４５）を備える点以外は実質的に同一の処理ステップを備える。そこで、図１０では、実質的に同一である燃料電池ＬＦＣ指令生成ステップ（ステップＳ７〜ステップＳ２７）および送配電線過負荷防止処理ステップ（ステップＳ２８〜ステップＳ３８）の説明を省略する。

図１０に示すように、第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程は、説明を省略した処理ステップに加え、第３の発電出力増減可能量設定ステップを備える。また、第３の発電出力増減可能量設定ステップは、第１の発電出力増減可能量設定ステップに対し、ステップＳ４の代わりにステップＳ４５を備える点で相違する。

ステップＳ４とステップＳ４５との相違は、ステップＳ４では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ａが発電出力の出力減少可能量ＰＤおよび増加可能量ＰＩを補正処理することなく設定するのに対し、ステップＳ４５では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃが発電出力の出力減少可能量ＰＤおよび増加可能量ＰＩを補正処理して設定する点である。尚、その他の処理ステップ（ステップＳ１〜ステップＳ３およびステップＳ５）については、実質的に同一である。

第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃが、第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程と同様に、ステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３の順に実行する。そして、ステップＳ３において、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃが、Ｉ＝ｋ（１≦ｋ≦Ｎを満たす任意の自然数）に対応するＬＦＣ対象燃料電池が運転中か判定する。そして、運転中の場合（ステップＳ３でＹＥＳの場合）には、ステップＳ３からステップＳ４５へ進む。

ステップＳ４５では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃが、過去の燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤに対してＬＦＣ対象燃料電池の発電電力を増減させた実績の比（以下、補正係数とする）Ｋｃ（≦１．０）を用いて補正処理を行い、発電出力の減少可能量ＰＤ（Ｉ）および増加可能量ＰＩ（Ｉ）を設定する。

補正処理とは、図４に示すステップＳ４において、発電出力の減少可能量ＰＤ（Ｉ）に代入していたＰＦＣ（Ｉ）−Ｐmin（Ｉ）および発電出力の増加可能量ＰＩ（Ｉ）に代入していたＰmax（Ｉ）−ＰＦＣ（Ｉ）の両者に対して補正係数Ｋｃを乗算することである。すなわち、ステップＳ４５では、燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃが、発電出力の減少可能量ＰＤ（Ｉ）には、Ｋｃ（Ｉ）×｛ＰＦＣ（Ｉ）−Ｐmin（Ｉ）｝を、発電出力の増加可能量ＰＩ（Ｉ）には、Ｋｃ（Ｉ）×｛Ｐmax（Ｉ）−ＰＦＣ（Ｉ）｝を代入する。

燃料電池ＬＦＣ指令生成部２３Ｃが補正処理を行うことにより、出力減少可能量ＰＤおよび出力増加可能量ＰＩを、ＬＦＣ対象燃料電池が燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤに応じて実際に増減できる発電電力の変化分により近い値とすることができる。

次に、補正係数Ｋｃの計算式の一例を数式３に示す。ここで、Ｐ_０は発電電力設定値、ＯＤは燃料電池ＬＦＣ指令、ＰＦＣはＬＦＣ対象燃料電池の有効電力出力、Δｔは燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤの生成周期（制御周期）、ｎは平均値を計算するサンプル数である。（１）式は、発電電力の増減量の目標値に対する実際に増減した発電電力の比率であり、（２）式は、（１）式で求めた比率ｎ個分の平均を計算している。

図１１は、補正係数Ｋｃの計算例を説明する説明図である。

図１１において、制御周期０から制御周期１にかけて増減させるべき有効電力出力は、（１）式の分母に相当する。従って、制御周期０の発電電力設定値Ｐ_０（＝８０）、ＬＦＣ指令ＯＤ（＝＋５）、有効電力出力ＰＦＣ（＝８０）に基づき制御周期０から制御周期１にかけて増減させるべき有効電力出力を算出すれば、８０＋５−８０＝＋５％となる。

また、制御周期０と制御周期１の有効電力出力ＰＦＣから実際に変化した有効電力は、（１）式の分子に相当する。つまり、制御周期１の有効電力出力ＰＦＣ（＝８３）と制御周期０の有効電力出力ＰＦＣ（＝８０）との差であるから、８３−８０＝＋３％となる。

従って、目標に対する実際の変化率は、３／５＝０．６となる。他の制御周期についても同様に計算され、平均値を計算するサンプル数ｎを、例えば６とすれば、制御周期６における補正係数Ｋｃは、以下の数式４に示すように約０．６３３となる。

［数４］
（０．６＋０．７５＋０．６＋０．６＋０．５＋０．７５）／６≒０．６３３
本実施の形態によれば、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤに対するＬＦＣ対象燃料電池の有効電力出力変化の実績に基づいた発電出力の減少可能量ＰＤと増加可能量ＰＩを用いて燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤを生成することによって、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤの通りにＬＦＣ対象燃料電池の有効電力出力を変更することが期待でき、制御性能を向上させることができる。この結果、第１の実施の形態と同様に、ＬＦＣ対象火力発電機群８の総量低減に寄与することができ、その結果、運用コストの低減と二酸化炭素排出量の削減を図ることができる。

以上、本発明に係る周波数制御装置によれば、ＬＦＣ対象燃料電池群１２の発電電力を増減させてＬＦＣ対象火力発電機群８による調整分の一部を代行することにより、燃料電池等よりも環境負荷の高い（二酸化炭素排出量が多い）ＬＦＣ対象火力発電機群８の総量を低減することができる。また、ＬＦＣ対象の燃料電池３０が設置される送配電線１５の送電容量を考慮した燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤを生成することにより、燃料電池３０の発電電力を増減させる際に起こり得る送配電線１５の過負荷を防止できる。

従って、周波数安定性を維持しつつ、ＬＦＣ対象火力発電機群８の総量低減に寄与することができ、運用コストの低減と二酸化炭素排出量の削減を図ることができる。

また、一般需要家所有の燃料電池に対してＬＦＣ可能な固定の調整量を確保した場合、運転状態によらず、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤの通りにＬＦＣ対象燃料電池の発電電力を変更することができ、周波数の制御性能を向上させることができる。

さらに、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤに対するＬＦＣ対象燃料電池の有効電力出力変化の実績に基づいた発電出力の減少可能量ＰＤと増加可能量ＰＩを用いて燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤを生成することによって、燃料電池ＬＦＣ指令ＯＤの通りにＬＦＣ対象燃料電池の有効電力出力を変更することが期待でき、周波数の制御性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る周波数制御装置の適用場面を説明する説明図。 本発明の第１実施形態に係る周波数制御装置の構成を表した構成図。 本発明の実施の形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順を表した処理フロー図。 本発明の第１実施形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順の燃料電池ＬＦＣ処理行程（第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程）における前半部の処理フロー図。 本発明の第１実施形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順の燃料電池ＬＦＣ処理行程（第１の燃料電池ＬＦＣ処理行程）における後半部の処理フロー図。 本発明の第１実施形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順において設定されるＬＦＣ対象燃料電池群の発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤと、有効電力の出力最大値Ｐmax、出力最小値Ｐminおよび有効電力ＰＦＣとの関係を表した説明図。 本発明の実施の形態に係る周波数制御装置がＬＦＣを行うＬＦＣ対象燃料電池群の燃料電池の構成を表す概略図。 本発明の第２実施形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順の燃料電池ＬＦＣ処理行程（第２の燃料電池ＬＦＣ処理行程）における一部の処理フローを表した部分処理フロー図。 本発明の第２実施形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順において設定される発電出力の増加可能量ＰＩおよび減少可能量ＰＤと、有効電力の出力最大値Ｐmax、および最小値Ｐminと、出力増加契約量ＣＰＩおよび出力減少契約量ＣＰＤとの関係を表した説明図。 本発明の第３実施形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順の燃料電池ＬＦＣ処理行程（第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程）における一部の処理フローを表した部分処理フロー図。 本発明の第３実施形態に係る周波数制御装置が行うＬＦＣ処理手順の燃料電池ＬＦＣ処理行程（第３の燃料電池ＬＦＣ処理行程）においてなされる補正処理の際に用いられる補正係数Ｋｃを計算する例を示した説明図。

符号の説明

１ 負荷周波数制御装置
３ 電力系統
５ 他の電力系統
７ 原子力発電機群
８ ＬＦＣ対象火力発電機群
９ ＬＦＣ非対象火力発電機群
１０ ＬＦＣ対象水力発電機群
１１ ＬＦＣ非対象水力発電機群
１２ ＬＦＣ対象燃料電池群
１３ ＬＦＣ非対象燃料電池群
１４ 負荷群
１５ 送配電線
１６ 周波数検出器
１７ 連結線電力検出器配
１８ 電線電力検出器
１９ 経済負荷配分制御装置
２１ 必要制御量算出部
２２ 信号処理部
２３ 燃料電池ＬＦＣ指令生成部
２４ 加算器
２５ 減算器
２６ 発電機ＬＦＣ指令生成部
３０ 燃料電池
３１ 発電出力設定器
３３ プラントコントローラ
３４ 燃料調節弁
３５ 燃料電池ユニット
３６ インバータ
３８ 加算器
３９ 負荷

Claims (6)

1. 電力を発生させる少なくとも１台以上のクリーンエネルギー発電機を含む発電機群と電力を消費する負荷を有する負荷群とを電力融通可能な送配電線路により接続して構成された電力系統の周波数の情報、前記電力系統とは別の電力系統との連系線を流れる電力潮流の情報および前記クリーンエネルギー発電機が設置された送配電線の電力潮流の情報に基づいて生成した前記発電機群に対する発電電力の増減指令を、前記クリーンエネルギー発電機を含む前記発電機群の各発電機に伝送することを特徴とする周波数制御装置。
2. 前記電力系統の周波数の情報および前記電力系統とは別の電力系統との連系線を流れる電力潮流の情報に基づいて周波数の一定化に必要な発電電力の調整量を計算する必要制御量算出手段と、
   前記クリーンエネルギー発電機が設置された送配電線の電力潮流の情報およびクリーンエネルギー発電機群の運転情報に基づいて各クリーンエネルギー発電機に対する発電電力の増減指令を生成するクリーンエネルギー発電機ＬＦＣ指令生成手段と、
   前記各クリーンエネルギー発電機に対する発電電力の増減指令の総和を計算する加算手段と、
   前記必要制御量算出手段の出力と前記加算手段の出力との差を計算する減算手段と、
   前記減算手段の出力に基づき前記クリーンエネルギー発電機群以外の発電機群に対する発電電力の増減指令を生成する非クリーンエネルギー発電機ＬＦＣ指令生成手段とを備えることを特徴とする周波数制御装置。
3. 前記電力系統の周波数の情報、前記電力系統とは別の電力系統との連系線を流れる電力潮流の情報および前記クリーンエネルギー発電機が設置された送配電線の電力潮流の情報を伝達するための通信網として公共の通信網を用いることを特徴とする請求項１または２記載の周波数制御装置。
4. 前記クリーンエネルギー発電機ＬＦＣ指令生成手段は、各送配電線の送電容量を超えない範囲に前記クリーンエネルギー発電機群に対する発電電力の増減指令を調整可能に構成されることを特徴とする請求項２記載の周波数制御装置。
5. 前記クリーンエネルギー発電機ＬＦＣ指令生成手段は、各クリーンエネルギー発電機に対して各々一定の制御可能量を定めておき、前記制御可能量と各クリーンエネルギー発電機の運転情報に基づき前記クリーンエネルギー発電機群に対する発電電力の増減指令を生成するように構成されることを特徴とする請求項２記載の周波数制御装置。
6. 前記クリーンエネルギー発電機ＬＦＣ指令生成手段は、発電電力の増減指令と発電電力の増減実績の履歴から計算した補正係数と運転情報から算出した各クリーンエネルギー発電機の制御可能量をもとに前記クリーンエネルギー発電機群に対する発電電力の増減指令を生成するように構成されることを特徴とする請求項２記載の周波数制御装置。

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