JP2014204577A - 電力系統の需給制御システム及び需給制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の方式は、周波数変化量(ΔF)を検出して、これを少なくするように発電機の出力を調整し、系統周波数のみを規定値に保とうとする定周波数制御方式(FFC:Flat Frequency Control)である。
(システムの全体構成)
図1は、本発明の各実施形態で用いられる電力系統の需給制御システムの構成を示すブロック図である。
発電機出力信号入力部20−1、20−2、…、20−nは、それぞれ、目標指令値作成部22−1、22−2、…、22−nに各発電機出力信号を出力する。目標指令値作成部22−1、22−2、…、22−nは、受信した信号に基づいて各発電機出力信号を作成し、それぞれ、指令部23−1、23−2、…、23−nに伝送する。
指令部23−1、23−2、…、23−nは、各発電機に指令値を発する機能と、発電機をLFC発電機またはELD発電機のどちらかに切替える指令を発する機能を備えている。
自然エネルギ考慮AR計算部24は、電力系統のデータ検出部10から検出された周波数変化量(ΔF)と連系線潮流変化量(ΔPT)と、電力系統に並列する自然エネルギ検出部からの自然エネルギ(N1〜NX)の出力値とを入力して、AR値の計算を行う。自然エネルギ考慮AR計算部24からの出力は、AR平滑部25に入力され、AR配分部26を経由して、各発電機への目標指令値作成部22−1、22−2、…、22−nに入力される。
発電端総需要計算部27は、各発電機出力信号入力部20−1、20−2、…、20−nからの発電機出力を取り込んで、発電端総需要を計算する。そして、オンライン予測需要部28によるオンライン予測需要と前日運転計画部29による前日運転計画がELDスケジュール計算部30に入力される。ELDスケジュール計算部30による経済負荷配分の計算結果(ELD値)は、各目標指令値作成部22−1、22−2、…、22−nへ入力される。
図2は、図1の電力系統の需給制御システムを用いた発電機への地域要求電力(AR)の配分手順を示すフローチャートである。
(自然エネルギと一般負荷を分離したARの算出方法)
本実施形態では、図1に示す電力系統の需給制御システムの自然エネルギ考慮AR計算部24によって、自然エネルギと一般負荷を分離して地域要求電力(AR)を算出する点を特徴とする。以下、LFC方式によりARを算出する方法を例にして説明する。
LFCを行う場合、周波数変化量(ΔF)と連系線潮流変化量(ΔPT)により地域要求電力(AR)を算出することになるが、今後、自然エネルギが増大すると、需給アンバランス量が増大することが予想され、自然エネルギの急激な出力変動により、地域要求電力(AR)も短時間で急激な増加/減少が行われることになる。従来のLFC方式では、(1)式により地域要求電力(AR)を算出した後、図5に示すような平滑化処理により、短周期成分(例えば、10秒以下)を除去し、各発電機に地域要求電力(AR)を配分する処理がされていた。
これに対して、本実施形態に係る需給制御方法では、図6に示すように、系統Iを一般負荷、系統IIを自然エネルギとして分離し、別々に平滑化処理を施す。平滑化処理は、例えば、一般負荷では10秒以下の短周期性分を除去し、自然エネルギでは2秒以下の短周期性分を除去するように、それぞれ別の平滑化処理にて地域要求電力(AR)が必要とする電力量を求める。この際、図6に示すように、グループ1〜Xに分けて個々のグループ毎に自然エネルギ出力データを合算後、各平滑化処理1〜Xを施すこともできる。また、自然エネルギにおいては、中央給電指令所にて直接監視可能な場合は、自然エネルギの出力をそのまま用いることができるが、直接計測できない場合は自然エネルギの出力予測値などを用いることも可能である。
本実施形態によれば、自然エネルギ考慮AR計算部24により、自然エネルギによる出力変動と一般負荷による需要変動を切り分けて地域要求電力(AR)を算出することにより、自然エネルギの急激な出力変動に対してもLFC発電機の出力追従が可能となり、需給制御性能を向上させることが可能となる。
(ELD対象発電機からELD除外発電機への切替え、及びLFC除外発電機からLFC対象発電機への切替え手順)
本実施形態では、図7乃至図9に従い、ELD対象発電機からELD除外発電機への切替え、及びLFC除外発電機からLFC対象発電機への切替え手順について説明する。
本実施形態によれば、地域要求電力(AR)が過多にプラス方向、若しくはマイナス方向にずれた場合に、ELD対象発電機台数を減らし、かつ、LFC対象発電機台数を増やすことで、配分残が少なくなり、需給制御性能を向上させることが可能となる。また、自動的にLFC及びELD発電機の対象/除外の切り替えが可能となり運用者の負担軽減となる。
(LFC対象発電機からLFC除外発電機への切替え、及びELD除外発電機からELD対象発電機への切替え手順)
本実施形態では、図10及び図11に従い、LFC対象発電機からLFC除外発電機への切替え、及びELD除外発電機からELD対象発電機への切替え手順について説明する。
本実施形態によれば、ELDスケジュール等のベース出力付近にいる発電機に対して地域要求電力(AR)を配分しないことになり、最経済に近い運用が可能となり、経済性向上に有効なものとなる。また、自動的にLFC及びELD発電機の対象/除外の切り替えが可能となり運用者の負担軽減となる。
(優先順位モードへの変更手順)
本実施形態では、図12に従い、優先順位モードへの変更手順について説明する。
本実施の形態によれば、該当するLFC対象発電機又はLFC除外発電機、ELD対象発電機又はELD除外発電機を任意に選択できることが可能となる。従って、運転状況に応じた運用が可能となる。
(1)図6において自然エネルギをグループ毎に纏めて平滑化処理を行う際、設置されている場所によって同じグループとすることもできる。
2…計算機
3…他系統
4…連系線
5…MMI
10…データ検出部
11…検出用の信号線
12…制御用の信号線
13、13’…信号線
20−1、20−2、・・・、20−n…発電機出力信号入力部
22−1、22−2、・・・、22−n…目標指令値作成部
23−1、23−2、・・・、23−n…指令部
24…自然エネルギ考慮AR計算部
25…AR平滑部
26…AR配分部
27…発電端総需要計算部
28…オンライン予測需要部
29…前日運転計画部
30…ELDスケジュール計算部
Claims (8)
- 負荷周波数制御(LFC)発電機又は経済負荷配分制御(ELD)発電機として使用される複数の発電機と、電力系統において周波数変化量(ΔF)を検出するΔF検出部と、連系線潮流変化量(ΔPT)を検出するΔPT検出部と、自然エネルギ(N)を検出する自然エネルギ検出部と、を備え、かつ、
前記周波数変化量(ΔF)と前記連系線潮流変化量(ΔPT)と自然エネルギ検出部(N)の出力を用いて地域要求電力(AR)を算出するAR計算部と、算出した地域要求電力(AR)を平滑化処理するAR平滑部と、平滑化した地域要求電力(AR)を発電機毎に配分するAR配分部と、当該配分された地域要求電力(AR)及び経済負荷配分制御(ELD)にて算出したELDスケジュールから目標指令値を算出する目標指令値算出部と、各発電機に前記目標指令値を発すると共に、発電機をLFC発電機又はELD発電機のどちらかに切替える指令を発する指令部と、を有する電力系統の需給制御システムにおいて、
前記AR計算部は、自然エネルギの出力変動と一般負荷の需要変動を分離した上でAR算出を行うことを特徴とする電力系統の需給制御システム。 - 前記指令部は、前記地域要求電力(AR)がプラス方向の所定の値の閾値を超えたとき又はマイナス方向の所定の値の閾値を下回ったときに、該当するELD対象発電機をELD除外発電機に切替え、かつLFC除外発電機からLFC対象発電機に切替えることを特徴とする請求項1記載の電力系統の需給制御システム。
- 前記指令部は、前記地域要求電力(AR)が所定の値の第1の閾値未満で、当該第1の閾値より小さい値の第2の閾値を超えるときに、該当するLFC対象発電機をLFC除外発電機に切替え、かつ、ELD除外発電機からELD対象発電機に切替えることを特徴とする請求項1記載の電力系統の需給制御システム。
- 該当するLFC対象発電機若しくはLFC除外発電機、又はELD対象発電機若しくはELD除外発電機が複数台の場合は、運用者が付した優先順位に応じた発電機を選択して当該発電機の切替えを行なうことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の電力系統の需給制御システム。
- 電力系統における周波数変化量(ΔF)と連系線潮流変化量(ΔPT)と自然エネルギ検出部(N)の出力を用いて地域要求電力(AR)を算出するAR計算部と、算出した地域要求電力(AR)を平滑化処理するAR平滑部と、平滑化した地域要求電力(AR)を発電機毎に配分するAR配分部と、当該配分された地域要求電力(AR)及び経済負荷配分制御(ELD)にて算出したELDスケジュールから目標指令値を算出する目標指令値算出部と、各発電機に前記目標指令値を発すると共に、発電機をLFC発電機またはELD発電機のどちらかに切替える指令を発する指令部と、を有する電力系統の需給制御装置において、
前記AR計算部は、自然エネルギの出力変動と一般負荷の需要変動を分離した上でAR算出を行うことを特徴とする電力系統の需給制御装置。 - 前記指令部は、前記地域要求電力(AR)がプラス方向の所定の値の閾値を超えたとき又はマイナス方向の所定の値の閾値を下回ったときに、該当するELD対象発電機をELD除外発電機に切替え、かつLFC除外発電機からLFC対象発電機に切替えることを特徴とする請求項5記載の電力系統の需給制御装置。
- 前記指令部は、前記地域要求電力(AR)が所定の値の第1の閾値未満で、当該第1の閾値より小さい値の第2の閾値を超えるときに、該当するLFC対象発電機をLFC除外発電機に切替え、かつ、ELD除外発電機からELD対象発電機に切替えることを特徴とする請求項5記載の電力系統の需給制御装置。
- 該当するLFC対象発電機若しくはLFC除外発電機、又はELD対象発電機若しくはELD除外発電機が複数台の場合は、運用者が付した優先順位に応じた発電機を選択して当該発電機の切替えを行なうことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項記載の電力系統の需給制御装置。
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