JP2018504883A - 高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法 - Google Patents

Abstract

本発明は電力制御技術分野に属する高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法に関するものである。当該方法は、電力ネットワークのコントロールセンターは電力ネットワークにおける負荷予測値及び電力ネットワークにおける発電側の定格出力電力に基づいて、電力ネットワークにおける高エネルギー消費業界のユーザために支配できる電力を測定し、支配できる電力は定格出力電力と負荷予測値の差であり、高エネルギー消費業界のユーザは支配できる電力により電気作業を行う。当該方法により、高エネルギー消費業界を効率的な業界に変更し、企業の運営コストを低減すると同時に、電力ネットワークの安定的な運行を実現し、電力ネットワークの利用率を向上し、火力発電と原子力発電の高負荷運行を保証することで、負荷調整による火力発電企業と原子力発電企業の生産原価の増加を避けると同時に、再生可能エネルギーによる発電をすべて電力ネットワークに入れて利用することを保証する。

Description

本発明は電力ネットワークの運行方法に関するものである。電力制御技術分野に属する。

改革開放以来、中国経済は目覚しい勢いで進められてきた。1978年より2004年までの間、中国の一人当たりのGDPの年間伸び率は8.16%で、世界のGDP増加の前列に位置し、世間全体が注目する成績を取得した。当該段階における経済の高速成長に対し、産業構造の最適化、変遷は重要な役に立った。

第二次産業はわが国の柱としての産業である。しかし、中国経済産業の構造変化政策の指導の下で、我が国の柱としての産業である工業もモデルチェンジへの挑戦に直面している。生産能力過剰矛盾の解消などのコントロール政策の下で、高エネルギー消費業界は工業増加値におけるウェイトが2008年の32.2%から2013年の28.9%にまで下がった。

化学素材と化学製品製造業界、非金属鉱物製品業界、黒色金属の製錬と圧延加工業界、有色金属の製錬と圧延加工業界、石油加工コークスと原子燃料加工業界、電力・熱力の生産供給業界の6つの高エネルギー消費業界は、全社会の電気使用増加に対する寄与度が42.7%に達している。高エネルギー消費業界は、やはり全社会の電気使用量増加の主な牽引力となっている。

しかしながら、省エネ社会を建設し、電気使用量の削減を強調するために、次々と整備文書を発行し、多段階電気料金を実施して、高エネルギー消費量のプロジェクトに対しては電力単価を下げることを禁止した。工業用電力単価の調整に伴って、電力単価のアップは高エネルギー消費業界の利益にマイナス影響を与えている。それはさらに高エネルギー消費業界の生存にまで影響している。競争力がない落伍した生産能力がだんだんと退出することで、業界内の産業構造の調整を実現し、資源の再配分となる。

経済の成長に伴い、わが国の電力供給と電力需要も急速に増えている。2012年に、わが国の全社会の電気使用量は49591億キロワット時に達し、前年に比べて5.5%増している。1980年から2012年まで、わが国の全社会の電気使用量は16.8倍増加し、年間平均伸び率は9.2%である。全国の電力供給不足の問題は基本的には緩和されている。

わが国の主なエネルギーとしての石炭は一時エネルギーの消費総量の70%前後を占めていた。2012年に我が国の石炭専焼火力発電所の規模は7.58億キロワットで、総発電所の66.2%を占めた。石炭火力発電量は3.68万億キロワット時で、総発電量の73.9%を占めた。我が国の豊かな石炭資源は将来の長い期間で石炭発電をメインとした電源構造とすることを決定している。

石炭発電をメインとした電源構造はピークシフトを幅広く実施することはできない。そのため、我が国の電力ネットワークには電源分布が不合理である状況が存在している。それは電源の構造上（ベース負荷、ミドル負荷、ピーク負荷の電源）の矛盾をもたらす。即ち、電力ネットワークはピークシフト用電源が深刻に不足している。数年以来、我が国はずっと超臨界ユニットと超々臨界ユニットの60万-100万キロワット発電所に一定範囲のピークシフトを参与させている。ボトム時には50%の亜臨界で運行させ、低炭素の発電機ユニットに高炭素の運行を行わせる。都市化、工業化に伴い、電力ネットワークにおける毎年増加する電気使用負荷のピーク・ボトム差は50%を越える。

産業構造の調整に伴い、電気使用構造は根本的な変化が発生し、電気の使用・供給関係も変わったので、電力ネットワークのピーク・ボトム差はますます大きくなっている。一般的に発展途上国のピーク・ボトム比は1:0.63であり、先進国のピーク・ボトム比は1：0.25であるが、中国の省を跨ぐ電力システム負荷のピーク・ボトム差は最大負荷の約30%〜40%となっている。

我が国の国家状況とさまざまな原因による制限により、我が国は先進国と同じようにピークシフト用スマート発電所（PSH、ガス発電所、燃油発電所など）を大規模で利用してピーク・ボトム差を補填することはできない。電気使用の電力値を予測でき、ピークシフト用スマート発電所を利用することができても、そのエネルギーの転換効率は75%のみで、25%のエネルギーは浪費されている。そのため、我が国が直面しているピークシフトのタスクとプレッシャーは日々厳しくなっている。

本発明は以下の技術問題を解決する。即ち、既存技術の不足に対して高効率で利用率が高い電力ネットワークの運行仕組みを提案する。

本発明は上記の技術問題を解決するため、以下の技術方案を提案した。高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法のステップは以下の通りである。電力ネットワークのコントロールセンターは前記電力ネットワークにおける負荷予測値及び前記電力ネットワークにおける発電側の定格出力電力に基づいて、前記電力ネットワークにおける高エネルギー消費業界のユーザのために支配できる電力を測定する。前記支配できる電力は前記定格出力電力と前記負荷予測値の差である。前記高エネルギー消費業界のユーザは前記支配できる電力により電気作業を行う。

上記の技術方案は以下のようにすることができる。即ち、前記電力ネットワークにおける非高エネルギー消費業界のユーザは住民ユーザ、第一次産業ユーザ、第三次産業ユーザ及び通常工業ユーザを含み、前記負荷予測値は住民ユーザの負荷、第一次産業ユーザの負荷及び通常工業ユーザの負荷である。

上記の技術方案は、前記発電側の定格出力電力は定常又は基本的に定常とすることができる。

上記の技術方案は、前記発電側が原子力発電所、火力発電所と再生可能エネルギー発電所とすることができる。

本発明が上記の技術方案を用いるメリットは以下の通りである。当該方法により、高エネルギー消費業界が効率的な業界となる。高エネルギー消費業界の特性を利用し発電所で生じられる余剰電力を消費する。それにより、発電機ユニットは非通常のピークシフトによる損失を負担する必要がない。石炭などの再生不能エネルギーの使用量を減少しながら、発電機ユニットの運行保守コストも低減される。

当該方法を利用している高エネルギー消費業界の企業は他の企業に比べ、その生産コストが大幅に低減される。発電所は効率的に運行され、石炭の利用効率と発電企業と電力ネットワークの効率と利益を向上することができる。

図面を合わせて本発明に対して更に説明する。
図1は、従来の電力ネットワークの運行負荷カーブと本発明の実施例としての新規電力ネットワークの運行負荷の比較図である。 図2は、本発明の実施例としての高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法のプロセスイメージである。

＜実施例＞
図1、2に示している高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法において、電力ネットワークのコントロールセンター、発電側、電力ネットワークの電気使用側と高エネルギー消費の電気使用側を含む。発電側の定格出力電力は定常又は基本的に定常である。運行方法は以下のステップを含む。

1）電力ネットワークのコントロールセンターは電力ネットワークの負荷予測値及び発電側の定格出力電力により、高エネルギー消費業界のユーザのために、支配できる電力（図1中の符号４）を測定する。電力ネットワークは従来の電力ネットワークの予測負荷（図1中の符号１）から従来の高エネルギー消費業界の電気使用負荷を引いて、新規電力ネットワーク側のユーザ負荷（図1中の符号３）を得ている。火力発電所と原子力発電所は最適な出力負荷によって運行する。一部の小規模の火力発電所は利益が出ないのでクローズドし、電力ネットワークには加入されず、火力発電、原子力発電と水力発電は最大負荷の80%運行している。再生可能エネルギーによる発電は電気が発生し次第利用されて、平均発電負荷（図1中の符号２）には表されていない。再生可能エネルギーによる発電は直接高エネルギー消費ユーザにより消費される。
2）高エネルギー消費業界のユーザは、ステップ1）により測定された支配できる電力により電気利用作業を行う。高エネルギー消費業界は技術革新を通じて激しい変動負荷を実現することができる。
支配できる電力は定格出力電力と負荷予測値の差である。

当該実施例の電力ネットワークユーザ側は住民ユーザ、第一次産業ユーザ、第三次産業ユーザ及び通常工業ユーザを含む。負荷予測値は住民ユーザの負荷、第一次産業ユーザの負荷、第三次産業ユーザの負荷及び通常工業ユーザの負荷である。

当該実施例の発電側は原子力発電所、火力発電所、再生可能エネルギー発電所、ピークシフト発電所である。

図1に示すように、従来の電力ネットワークユーザの予測負荷カーブ、平均発電負荷カーブ、新規電力ネットワークユーザの予測負荷カーブと高エネルギー消費業界の使用可能な電気の負荷カーブから見れば、本発明の実施例で、従来の電力ネットワークユーザの予測負荷カーブと新規電力ネットワークユーザの予測負荷カーブの傾向は基本的に一致しているが、高エネルギー消費業界の使用可能な電気の負荷カーブはピークシフト用電気としてその傾向は前両者と全く逆となっている。しかし、最終的は電気の使用と供給の間でバランスを取ることで、発電側の平均発電負荷カーブを満たし、従って、エネルギーの転換効率が向上し、間接的に再生不能エネルギーの消耗を低減し、低炭素、エコに寄与する。

本発明は上記の実施例に限られない。同等代替の形で形成された技術方案はすべて本発明の保護範囲に属するべきである。

Claims (4)

1. 高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法であって、
   前記電力ネットワークのコントロールセンターは前記電力ネットワークにおける負荷予測値及び前記電力ネットワークにおける発電側の定格出力電力に基づいて、前記電力ネットワークにおける高エネルギー消費業界のユーザのために支配できる電力を測定し、前記支配できる電力は前記定格出力電力と前記負荷予測値の差であり、前記高エネルギー消費業界のユーザは前記支配できる電力により電気作業を行う、高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法。
2. 前記電力ネットワークにおける非高エネルギー消費業界のユーザは、住民ユーザ、第一次産業ユーザ、第三次産業ユーザ及び通常工業ユーザを含み、前記負荷予測値は、住民ユーザの負荷、第一次産業ユーザの負荷、第三次産業ユーザの負荷及び通常工業ユーザの負荷である、ことを特徴とする請求項１に記載の高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法。
3. 前記発電側の定格出力電力は定常又は基本的に定常である、ことを特徴とする請求項１に記載の高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法。
4. 前記発電側は、原子力発電所、火力発電所と再生可能エネルギー発電所である、ことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の高効率で省エネの電力ネットワークの運行方法。