JP2021052546A - ネガワット取引支援装置、ネガワット取引システムおよびネガワット取引方法 - Google Patents
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Abstract
Description
電力需給のバランスが保たれているときには、電源周波数は基準周波数(例えば50Hz)に一致している。しかしながら、事故などにより電源周波数が大きく低下した場合には、停電につながるおそれがあるため、供給(発電量、放電量)を増加させるかまたは需要を減少させる必要がある。また、追加的には、電源周波数が大きく上昇した場合には、供給(発電量、放電量)を減少させるかまたは需要を増加させる必要がある。
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
ベースラインP0とは、ネガワット取引において、需要家がDR指令に応じて、受電電力を削減する際の基準となる値である。例えば、ベースラインP0は、その需要家における、所定時間における負荷電力または受電電力の過去数日間に亘る平均値である。例えば、過去5日間において30分毎に特定した負荷電力の平均値をその時間におけるベースラインP0の値とすることができる。DR発動時において、需要家における当日の負荷電力PLとベースラインP0とは近接した値となっていることが好ましい。
周波数偏差補正部34は、周波数偏差算出部341と、変換部344と、オフセット調整部345と、オフセット調整済周波数偏差算出部346とを含む。
周波数偏差算出部341は、電源周波数fおよび基準周波数(例えば50Hz)を受信し、周波数偏差Δfを算出する。
変換部344は、所定のゲイン(G)に基づき、周波数を電力値に変換する回路であり、周波数偏差Δfを第1の周波数偏差補正値Pcoに変換する。変換部344は、例えば上限+0.5Hz、下限−0.5Hzとしたリミッタ機能を有する。
オフセット調整部345は、電源周波数fを受信し、f≦f1の場合には、所定のオフセット値“+A”を出力し、f≧f2の場合には、所定のオフセット値“−A”を出力し、f1<f<f2の場合には、“0”を出力する。所定のオフセット値Aは、|Pco|<<|A|として設定している。なお、本例では、所定のオフセット値“+A”、“−A”は、絶対値が等しいが、絶対値が異なってもよい。また、f1は、変換部344のリミッタの下限より小さく、例えば、f1=49Hzであり、f2は、変換部344のリミッタの上限より大きく、例えば、f2=51Hzである。
なお、変換部344のリミッタの上限および下限ならびにf1、f2は、任意の値に設定することができる。
オフセット調整済周波数偏差算出部346は、第1の周波数偏差補正値Pcoにオフセット調整部345からの出力を加算し、第2の周波数偏差補正値Pcorrを出力する。
上述したように、周波数偏差補正後受電電力目標値算出部35は、受電電力目標値Psetから第2の周波数偏差補正値Pcorrを減算して、周波数偏差補正後受電電力目標値Psetcを算出する。
図3は、図2の周波数偏差補正回路により達成する目標削減量の変化を示すグラフであり、横軸は電源周波数を示し、縦軸は目標削減量を示している。
周波数偏差補正後受電電力目標値Psetcは、Psetc=Pset−Pcorrとなり、Pcorr分だけ減少し、目標削減量も減少する。
f=49.9Hzの場合、Δf=−0.1であり、変換部344のリミッタの内側にあるため、変換部344は、周波数偏差Δfを第1の周波数偏差補正値Pcoに変換する。f1(=49)<f<f2(=51)であるため、オフセット調整部345は、0を出力する。オフセット調整済周波数偏差算出部346は、第1の周波数偏差補正値Pcoを第2の周波数偏差補正値Pcorrとして出力する。
周波数偏差補正後受電電力目標値Psetcは、Psetc=Pset−Pcorrとなるが、Pcorrはマイナスの値のため、周波数偏差補正後受電電力目標値Psetcは、Pcorr分だけ増加し、目標削減量も増加する。
このように、周波数偏差を補正するための周波数偏差補正回路を設けたことにより、電源周波数の変動を電力の変動に変換し、目標削減量を制御することができる。
図3では、f1<f≦49.5または50.5≦f<f2の場合、目標削減量が一定値となることが示されている。
図3では、f≦f1の場合、目標削減量が大きく増加することが示されている。
このように、事故などにより電源周波数fが大きく低下した場合に、目標削減量を大きく増加するというEPPS機能を実行することにより、電源周波数fを基準周波数に戻すことができる。
図3では、f≧f2の場合、目標削減量が大きく減少することが示されている。
このように、事故などにより電源周波数fが大きく増加した場合に、目標削減量を大きく減少させることにより、電源周波数fを基準周波数に戻すことができる。
はじめに、電源周波数fが基準周波数に一致していると仮定する(すなわち、Pcorr=0)。
仮想受電電力算出部39は、受電電力目標バイアス値PbiasをT1の直前の時点における実受電電力PjAに加算して、仮想受電電力PjBを得る。
図5は、DR動作における目標削減量と電源周波数の変動の関係を説明するための図である。図5(a)(b)(c)において、横軸は時間を示し、図5(a)において、縦軸は周波数を示し、図5(b)(c)において、縦軸は電力を示している。
DR指令受信部31が、時点T1においてDRを開始するDR指令を受信するとともに、時点T8においてDRを終了するDR指令を受信している。
図5(a)に示すように、電源周波数fは、基準周波数(例えば50Hz)に対して変動している。
目標削減量は、ベースラインと受電電力との差分である。
図5(c)は、周波数偏差補正をしたときのベースラインおよび受電電力を示す。なお、図5(c)においても、周波数偏差補正をしないときの受電電力を一点鎖線で示している。
期間P1では、図5(a)に示すように、電源周波数fは、基準周波数より高く、図5(c)に示すように、受電電力は、周波数偏差補正をしないときの受電電力(一点鎖線)より高い。それゆえ、図5(b)の場合と比較して、目標削減量は減少している。
期間P2では、図5(a)に示すように、電源周波数fは、基準周波数より低く、図5(c)に示すように、受電電力は、周波数偏差補正をしないときの受電電力(一点鎖線)より低い。それゆえ、図5(b)の場合と比較して、目標削減量は増加している。
以上より、ネガワット取引装置100に周波数調整機能(ガバナフリー機能)を搭載することにより、電源周波数fの変動を受電電力の変動とみなして充放電電力を制御することができる。
なお、追加的に、電源周波数fがf≧f2の範囲で基準周波数から偏差している場合、目標削減量を大きく減少させることにより、電源周波数fを基準周波数に戻すことができる。
例えば、エアコンのような負荷は、緊急時に一定時間だけ電力供給を中断しても、需要家に与える影響は小さいと考えられる。それゆえ、需要家との契約において、緊急時に切り離すことのできる負荷を予め選定しておき、緊急時に、上述した目標削減量の増加だけでは電源周波数fを基準周波数に戻すことができなかった場合、選定した負荷への電力供給を中断する。
このように、目標削減量を増加(電力供給を増加)させることに加えて、負荷への電力供給を中断する(需要を減少させる)ことにより、確実に電源周波数fを基準周波数に戻すことができる。
例えば、上述した実施形態では、DR指令受信部が、DR指令として目標削減量Ptを受信したが、受電電力目標値Psetを受信することもできる。
また、上述した実施形態では、周波数偏差補正部34および周波数偏差補正後受電電力目標値算出部35を含む周波数偏差補正回路が、蓄電池システム1の制御装置10の前段に設けられるネガワット取引支援装置内に追加されたが、同様の周波数偏差補正部を、発電機システムの制御装置の前段に設けられるネガワット取引支援装置内に追加することもできる。
Claims (5)
- 受電点を介して外部から電力の供給を受ける負荷における負荷電力が変動する際に、前記受電点における受電電力の値が所定の閾値である負荷追従閾値を超えないように、前記受電電力の値を入力として、前記受電電力とは別に前記負荷に電力を供給する補助電力源の出力の値をフィードバック制御する制御装置の前段に設けられたネガワット取引支援装置であって、
ネガワット取引におけるデマンドレスポンス指令として前記受電電力の削減量を指定の値にする旨の目標削減量を受信するDR指令受信部と、
前記受電電力を削減する際の基準となるベースラインの値を算出するベースライン算出部と、
前記ベースラインから前記目標削減量を減算して、受電電力目標値を算出する受電電力目標値算出部と、
受電点における電源周波数と基準周波数との差分である周波数偏差を、電力値である第1の周波数偏差補正値に変換し、前記第1の周波数偏差補正値に所定のオフセット値を加算して第2の周波数偏差補正値を算出する周波数偏差補正部と、
前記受電電力目標値から前記第2の周波数偏差補正値を減算して、周波数偏差補正後受電電力目標値を算出する周波数偏差補正後受電電力目標値算出部と、
前記負荷追従閾値から前記周波数偏差補正後受電電力目標値を減算して、受電電力目標バイアス値を算出するバイアス値算出部と、
前記受電電力目標バイアス値を前記受電電力の値に加算して仮想受電電力を算出して、前記算出した仮想受電電力の値を前記受電点における受電電力の値に代えて前記制御装置に入力する仮想受電電力算出部と、
を備えたことを特徴とするネガワット取引支援装置。 - 前記負荷のうち、予め選定された所定の負荷を切り離すことを特徴とする、
請求項1に記載のネガワット取引支援装置。 - 前記補助電力源は、蓄電池であることを特徴とする、
請求項1または2に記載のネガワット取引支援装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のネガワット取引支援装置にデマンドレスポンス指令を送信するネガワット取引システムであって、
前記デマンドレスポンス指令を受信する複数の前記ネガワット取引支援装置のそれぞれに対応する受電点における受電電力を管理する手段と、
前記管理する手段で管理された受電電力に基づいて、対応するネガワット取引支援装置に対して送信するデマンドレスポンス指令を生成する手段と、
を有することを特徴とするネガワット取引システム。 - 受電点を介して外部から電力の供給を受ける負荷における負荷電力が変動する際に、前記受電点における受電電力の値が所定の閾値である負荷追従閾値を超えないように、前記受電電力の値を入力として、前記受電電力とは別に前記負荷に電力を供給する補助電力源の出力の値をフィードバック制御する制御装置をネガワット取引に適合させるためのネガワット取引支援方法であって、
ネガワット取引におけるデマンドレスポンス指令として前記受電電力の削減量を指定の値にする旨の目標削減量を受信するステップと、
前記受電電力を削減する際の基準となるベースラインの値を算出するステップと、
前記ベースラインから前記目標削減量を減算して、受電電力目標値を算出するステップと、
受電点における電源周波数と基準周波数との差分である周波数偏差を、電力値である第1の周波数偏差補正値に変換し、前記第1の周波数偏差補正値に所定のオフセット値を加算して第2の周波数偏差補正値を算出するステップと、
前記受電電力目標値から前記第2の周波数偏差補正値を減算して、周波数偏差補正後受電電力目標値を算出するステップと、
前記負荷追従閾値から前記周波数偏差補正後受電電力目標値を減算して、受電電力目標バイアス値を算出するステップと、
前記受電電力目標バイアス値を前記受電電力の値に加算して仮想受電電力を算出して、前記算出した仮想受電電力の値を前記受電点における受電電力の値に代えて前記制御装置に入力するステップと、
を含むことを特徴とするネガワット取引支援方法。
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