JP2020072552A - 発電システム、制御装置及び発電目標値の設定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る発電システム100の構成を示す図である。発電システム100は、特定の管理エリア(所定のエリア)に電力を供給する1以上の再生可能エネルギーである第1発電設備10と、熱機関を動作させて発電する1以上の第2発電設備20と、管理エリアへの電力供給量を制御する管理装置40(制御装置)とを含んで構成されている。管理エリアには、電力を消費する1以上の需要家30を有する。管理エリアの配電系統には、商用電力系統60も連系されている。気象情報提供機関50は、インターネット等の通信回線を介して、管理装置40に接続され、例えば、風況に関する情報等を管理装置40へと提供する。
発電システム100の詳細については、図2〜図5を参照して説明する。
(1)第1発電モードM1の立ち上げ時(毎日(Daily)、毎月(Monthly)等運用により異なる)
・Daily ・・・ 起動定刻に起動
・Monthly ・・・ 月初めの起動定刻に起動等
基本的に、第1発電設備10(風力発電設備)は、出力値0から定格までの範囲内で風況状況に基づいて自由に発電し、起動後は連続運転で運用する。
管理されたエリアにおける 過去の所定期間の同時期の電力需要量の平均値と、第1発電設備の発電出力の平均値の差分を第2発電設備の出力目標値として設定する。
現在において、風況等の条件から、次の時間経過後の第1発電設備の出力予測値を算出し、この予測値と 現在の第1発電設備の出力値との差分を現在の第2発電設備の出力に加減した値を次の経過時間のときの第2発電設備の出力目標値として設定する。
S1 :第1発電設備10(再生可能エネルギー)
S2 :第2発電設備20(熱機関)
PS1(t) :各時刻の第1出力値(第1発電設備の発電出力)
PS2(t) :各時刻の第2出力目標値(第2発電設備の発電出力目標値)
PS2現在(t):現時点における第2発電設備の発電出力
PDa(t) :各時刻の第1実績値(エリアの所定期間の電力需要量実績)
PS1a(t) :各時刻の第2実績値(第1発電設備の所定期間の出力実績)
PS1p(t) :各時刻の第1発電設備の予測値(稼働当日の予測値)
とすると、
第1出力値は、PS1(t0)
第2出力目標値は、PS2(t0)=第1目標値(t0)
=PDa(t0)−PS1a(t0) ・・・式1
第1出力値は、PS1(t1)
第2出力目標値は、PS2(t2)=PS2現在(t1)+差分 ・・・式2
差分=PS1p(t2)−PS1(t1) ・・・式3
である。
すなわち、〔PS1p(t2)>PS1(t1)〕の場合、時刻t2における第1発電設備の稼働当日の発電出力の予測値が、現時点の時刻t1の出力より大きい場合である。
この場合、第2発電設備20の発電出力を減らす必要がある。
これをPS2現在(t1)に逆符号で加算して、第2出力目標値PS2(t2)を決定するのだから、逆符号にするために式3に−1を乗算して、
差分=−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式4
この際、式4の値は、マイナス(−)となる。
式4を式2に代入すると、第2出力目標値 PS2(t2)は、
PS2(t2)=PS2現在(t1)+差分
PS2(t2)=PS2現在(t1)−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式5
すなわち、〔PS1p(t2)< PS1(t1)〕の場合、時刻t2における第1発電設備の稼働当日の発電出力の予測値が、現時点の時刻t1の出力より小さい場合である。
この場合、第2発電設備20の発電出力を増やす必要がある。
これをPS2現在(t1)に逆符号で加算して、第2出力目標値PS2(t2)を決定するのだから、逆符号にするために式3に−1を乗算して、
差分=−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式4
この際、式4の値は、プラス(+)となる。
式4を式2に代入すると、第2出力目標値 PS2(t2)は、
PS2(t2) =PS2現在(t1)+差分
PS2(t2) =PS2現在(t1)−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式5
すなわち、第2発電モードM2における第2出力目標値は、式5に基づいて運用されることになる。
PS1p(t2)=0(t2で風が吹かない状況を想定)とすると、式5は、
第2出力目標値PS2(t2)=PS2現在(t1)−(0−PS1(t1))
=PS2現在(t1)+PS1(t1) ・・・式5−1
式5−1により、第2発電設備20において、第1発電設備10の分も含めた過大な発電出力目標を、第2発電設備の出力目標値として設定することになる。しかし、第2発電設備の発電出力には限界(上限)があるので、
第2発電設備20の限界出力≧PS2現在(t1)+PS1(t1)
の条件を満たす場合のみ、第2発電設備に対して、第2出力目標値が設定される。
したがって、前記の期間は、需要側へ安定した電力供給を行うことはできない。その場合、第2目標値が第2発電設備20の最大出力を上回る時は、第2発電設備20を最大出力で運転する運用となる。
20 第2発電設備
30 需要家
40 管理装置(制御装置)
41 処理部
411 電力需要量取得部
412 第1発電設備出力取得部
413 第2発電設備出力取得部
414 実績値算出部
415 第1発電設備出力予測部
416 第1目標値算出部
417 第2目標値算出部
42 記憶部
421 電力需要量情報
422 第1発電設備出力情報
424 実績値情報
425 第1発電設備予測情報
426 第1目標値情報
427 第2目標値情報
43 入力部
44 表示部
45 通信部
50 気象情報提供機関
60 商用電力系統
100 発電システム
M1 第1発電モード
M2 第2発電モード
NW ネットワーク
Claims (9)
- 再生可能エネルギーを利用して発電する第1発電設備と、熱機関を動作させて発電する第2発電設備と、前記第1発電設備の発電出力である第1出力値と前記第2発電設備を稼働して得られる第2出力値とを合計した合計出力値に基づいて、管理されたエリアに電力を供給する制御をする制御装置とを備える発電システムであって、
前記制御装置は、第1発電モードと、第2発電モードとを有し、
前記第1発電モードにおいて、前記エリアの所定期間の電力需要量実績から求める第1実績値と前記第1発電設備の所定期間の出力実績から求める第2実績値との差分により決定する第1目標値を前記第2発電設備の目標値として設定して、前記第2発電設備による発電を行い、
前記第2発電モードにおいて、前記エリアの所定時間後の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する前記第1発電設備の予測値と前記第1発電設備の現在の第1出力値との差分を前記第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を、所定時間後の前記第2発電設備の目標値として設定して、前記第2発電設備による発電を行う
ことを特徴とする発電システム。 - 前記制御装置は、前記第1発電モードで前記エリアに電力の供給を開始し、所定の時間経過後に前記第2発電モードに移行して前記エリアに電力を供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 - 前記第1実績値は、前記エリアの所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの前記エリアの電力需要量実績の総和から求める単位時間当たりの平均値であり、
前記第2実績値は、前記第1発電設備の所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、前記第1発電設備の出力実績の総和から求める単位時間当たりの平均値である
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 - 前記第2目標値が前記第2発電設備の最大出力を上回る時は、前記第2発電設備を最大出力で運転する
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 - 前記第2発電設備は、前記第2目標値に基づき発電を行うとともに、前記エリアからの要求に基づいて熱量を前記エリアに供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 - 再生可能エネルギーを利用して発電する第1発電設備の現在の発電出力である第1出力値と、前記第1発電設備の所定期間の出力実績値と、管理されたエリアの所定期間の電力需要量実績値と、を取得する入力部と、
熱機関を動作させて発電する第2発電設備に発電目標を出力する出力部と、
前記入力部から入力された前記第1出力値と、前記出力実績値と、前記電力需要量実績値と、を記憶する記憶部と、
前記第2発電設備の発電目標の初期値である第1目標値と、その後の所定時間毎の発電目標である第2目標値と、を決定する演算部と、を備え、
前記演算部は、前記エリアの所定期間の電力需要量実績値から求める第1実績値と前記第1発電設備の所定期間の出力実績から求める第2実績値との差分により前記第1目標値を決定する
ことを特徴とする制御装置。 - 前記演算部は、所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの電力需要量実績の総和から求める単位時間当たりの第1平均値と、前記第1発電設備の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの前記第1発電設備の出力実績の総和から求める単位時間当たりの第2平均値と、の差分を算出して第1目標値を求める
ことを特徴とする請求項6に記載の制御装置。 - 前記演算部は、前記エリアの所定時間毎の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する前記第1発電設備の予測値と前記第1発電設備の現在の第1出力値との差分を算出し、該差分を前記第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を、所定時間後の前記第2発電設備の目標値として設定する
ことを特徴とする請求項6に記載の制御装置。 - 再生可能エネルギーを利用して発電する第1発電設備と、熱機関を動作させて発電する第2発電設備と、制御装置とを備え、管理されたエリアに電力を供給する発電システムであって、
前記制御装置は、
前記エリアの所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、電力需要量実績の総和から単位時間当たりの第1平均値を求めるステップと、
前記第1発電設備の所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、前記第1発電設備の出力実績の総和から単位時間当たりの第2平均値を求めるステップと、
前記第1平均値と前記第2平均値との差分により決定する第1目標値を求め、前記第2発電設備の発電目標値の初期値に設定するステップと、
前記エリアの所定時間後の風況情報を所定の演算方法を適用して前記第1発電設備の予測値を決定するステップと、
前記第1発電設備の予測値と前記第1発電設備の現在の第1出力値との差分を前記第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を求め、所定時間後の前記第2発電設備の目標値として設定するステップと、を有する
ことを特徴とする発電目標値の設定方法。
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- 2018-10-31 JP JP2018204681A patent/JP6501962B1/ja active Active
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