JP4030497B2 - 電源システム - Google Patents
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従って、商用系統における周波数制御のために使用される電源装置の設置者の利益を大きく損なうことなく、商用系統周波数の周波数制御を行うことができる電源システムを提供することができる。
従って、商用系統における周波数制御のために使用される電源装置の設置者の利益を大きく損なうことなく、商用系統周波数の周波数制御を行うことができる電源システムを提供することができる。
従って、商用系統における周波数制御のために使用される電源装置の設置者の利益を大きく損なうことなく、商用系統周波数の周波数制御を行うことができる電源システムを提供することができる。
従って、商用系統における周波数制御のために使用される電源装置の設置者の利益を大きく損なうことなく、商用系統周波数の周波数制御を行うことができる電源システムを提供することができる。
従って、商用系統における周波数制御のために使用される電源装置の設置者の利益を大きく損なうことなく、商用系統周波数の周波数制御を行うことができる電源システムを提供することができる。
従って、商用系統における周波数制御のために使用される電源装置の設置者の利益を大きく損なうことなく、商用系統周波数の周波数制御を行うことができる電源システムを提供することができる。
以下に、本発明に係る第1実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に示す商用系統の概略図では、商用系統60にコージェネレーション式の電源システム20、発電専用式の電源システム30、発電所40、及び、商用系統60における電力を消費する電力需要家としての電力負荷装置50、51が接続されている。発電所40は、指令される電源電力を商用系統60に出力するように構成されている。尚、商用系統60に更に多数の電源システム、発電所、電力負荷装置などが接続されていても構わない。
出力制御手段22には、周波数監視手段21により監視される周波数情報としての商用系統周波数と、発電装置23の運転情報としての発電機回転数、実発電電力値、発電指令値とが入力されている。そして、出力制御手段22は、発電装置23に対する電源出力指令をガバナ指令値として与えている。
変動電力目標値導出部26には、周波数監視手段21によって監視された商用系統周波数を解析する、特に、商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差の変動周波数を解析する周波数解析手段4と、上記周波数偏差を小さくするための変動電力を、周波数偏差の絶対値が大きくなるほど絶対値が設定変化率に従って大きくなる設定関係で定められる変動電力目標値に基づいて導出するに当たって、上記設定不感帯範囲を設定する不感帯設定手段1と、上記設定変化率を設定する変化率設定手段2と、変動電力目標値の変動許容範囲(つまり、変動電力の変動許容範囲)を設定する変動許容範囲設定手段3とが設けられている。
他方で、周波数偏差の変動周波数が高いとき(つまり、商用系統周波数が短い周期で頻繁に変動するとき)には、発電指令値に加算される変動電力の変動周波数が高くなるため、その周波数偏差に追随した変動電力を発電指令値に加算するためには、発電装置23の出力を上記周波数変動に合わせて頻繁に変動させるという負担の大きな運転を行う必要が生じる。従って、発電装置23の負担を小さくするためには、発電装置23の出力を上記周波数変動に合わせて頻繁に変動させないような対策を採ることが好ましい。
第1の方法としては図6(a)に示すように、不感帯設定手段1が、周波数解析手段4によってリアルタイムで解析された周波数偏差の変動周波数が高いほど設定不感帯範囲を増大させるように設定することである。つまり、周波数偏差が設定不感帯範囲にあるときには、周波数偏差を小さくさせるための変動電力の加算を行わないので、発電装置23の電源出力を本来の発電指令値に加えて変動させる必要もなくなる。
図8に例示する本発明の第2実施形態では、不感帯設定手段1が時刻に合わせて上記設定不感帯範囲を設定し、変化率設定手段2が時刻に合わせて上記設定変化率を設定する点で上記第1実施形態と異なる。以下に、第2実施形態に係る電源システムについて説明するが、第1実施形態と同様の説明は省略する。
<1>
上記実施形態では、周波数監視手段21によって監視された商用系統周波数が出力制御手段22においてそのまま利用される場合について説明したが、周波数監視手段21によって監視された商用系統周波数を加工した後で利用することもできる。例えば図9に示すように、周波数監視手段21により監視される商用系統周波数について、微小周期で変動する高周波成分を除去するフィルタ手段13を設けることもできる。また、周波数監視手段21により監視される商用系統周波数の基準周波数からの前記周波数偏差について、微小周期で変動する高周波成分を除去するようなフィルタ手段13を設けても同様である。その結果、出力制御手段22は、フィルタ手段によって高周波成分が除去されたあとの周波数偏差を小さくするように発電装置23を制御するので、発電装置23に対する電源電力の変動指令が高周波で繰り返されこともなく、安定な運転を行わせることができる。
上記実施形態では、図4に例示したように、周波数偏差と変動電力目標値との関係が、商用系統周波数が基準周波数から正方向に逸脱したときと、負方向に逸脱したときとで原点を中心に対称的な関係になるように設定していたが、図10に例示するように、周波数偏差と変動電力目標値との関係は原点を中心に非対称であっても構わない。具体的には、設定不感帯範囲A1とA2とは異なっていてもよく、変動許容範囲B1とB2とは異なっていてもよく、設定変化率C1とC2とは異なっていてもよい。また、設定不感帯範囲A1、A2及び変動許容範囲B1、B2の夫々は零であってもよい。
上記実施形態では、図5に例示したように周波数解析手段4が、商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差の変動周波数を解析する場合について説明したが、商用系統周波数の変動周波数を解析し、その変動周波数に基づいて設定不感帯及び設定変化率が変更設定されるように構成することもできる。また、変動周波数と実質的に同じである変動周期を解析してもよい。
21 周波数監視手段
22 出力制御手段
23 発電装置(電源装置)
30 電源システム
31 周波数監視手段
32 出力制御手段
33 発電所(電源装置)
Claims (10)
- 指令される電源電力を、商用系統に接続された電源装置にて出力するように構成された電源システムであって、
前記電源装置には、
前記商用系統における商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差が設定不感帯範囲内にないとき、前記周波数偏差を小さくするための変動電力を、前記周波数偏差の絶対値が大きくなるほど絶対値が設定変化率に従って大きくなる設定関係で定められる変動電力目標値に基づいて導出し、前記指令される電源電力に前記変動電力を加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段と、
前記設定不感帯範囲を時刻に合わせて設定する不感帯設定手段とが設けられている電源システム。 - 指令される電源電力を、商用系統に接続された電源装置にて出力するように構成された電源システムであって、
前記電源装置には、
前記商用系統における商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差が設定不感帯範囲内にないとき、前記周波数偏差を小さくするための変動電力を、前記周波数偏差の絶対値が大きくなるほど絶対値が設定変化率に従って大きくなる設定関係で定められる変動電力目標値に基づいて導出し、前記指令される電源電力に前記変動電力を加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段と、
前記設定変化率を時刻に合わせて設定する変化率設定手段とが設けられている電源システム。 - 指令される電源電力を、商用系統に接続された電源装置にて出力するように構成された電源システムであって、
前記電源装置には、
前記商用系統における商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差が設定不感帯範囲内にないとき、前記周波数偏差を小さくするための変動電力を、前記周波数偏差の絶対値が大きくなるほど絶対値が設定変化率に従って大きくなる設定関係で定められる変動電力目標値に基づいて導出し、前記指令される電源電力に前記変動電力を加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段と、
前記設定不感帯範囲を時刻に合わせて設定する不感帯設定手段と、
前記設定変化率を時刻に合わせて設定する変化率設定手段とが設けられている電源システム。 - 指令される電源電力を、商用系統に接続された電源装置にて出力するように構成された電源システムであって、
前記電源装置には、
前記商用系統における商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差が設定不感帯範囲内にないとき、前記周波数偏差を小さくするための変動電力を、前記周波数偏差の絶対値が大きくなるほど絶対値が設定変化率に従って大きくなる設定関係で定められる変動電力目標値に基づいて導出し、前記指令される電源電力に前記変動電力を加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段と、
前記周波数偏差の変動周波数を解析する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により解析される前記周波数偏差の変動周波数が高いほど前記設定不感帯範囲を増大させるように設定する不感帯設定手段とが設けられている電源システム。 - 指令される電源電力を、商用系統に接続された電源装置にて出力するように構成された電源システムであって、
前記電源装置には、
前記商用系統における商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差が設定不感帯範囲内にないとき、前記周波数偏差を小さくするための変動電力を、前記周波数偏差の絶対値が大きくなるほど絶対値が設定変化率に従って大きくなる設定関係で定められる変動電力目標値に基づいて導出し、前記指令される電源電力に前記変動電力を加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段と、
前記周波数偏差の変動周波数を解析する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により解析される前記周波数偏差の変動周波数が高いほど前記設定変化率の絶対値を減少させるように設定する変化率設定手段とが設けられている電源システム。 - 指令される電源電力を、商用系統に接続された電源装置にて出力するように構成された電源システムであって、
前記電源装置には、
前記商用系統における商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの周波数偏差が設定不感帯範囲内にないとき、前記周波数偏差を小さくするための変動電力を、前記周波数偏差の絶対値が大きくなるほど絶対値が設定変化率に従って大きくなる設定関係で定められる変動電力目標値に基づいて導出し、前記指令される電源電力に前記変動電力を加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段と、
前記周波数偏差の変動周波数を解析する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により解析される前記周波数偏差の変動周波数が高いほど前記設定不感帯範囲を増大させるように設定する不感帯設定手段と、
前記周波数解析手段により解析される前記周波数偏差の変動周波数が高いほど前記設定変化率の絶対値を減少させるように設定する変化率設定手段とが設けられている電源システム。 - 前記変化率設定手段が、所定の変化率範囲内で前記設定変化率を設定するように構成されている請求項2、3、5及び6のいずれか1項に記載の電源システム。
- 前記変動電力目標値の変動許容範囲を設定する変動許容範囲設定手段が設けられ、
前記出力制御手段が、前記変動許容範囲設定手段によって設定された前記変動許容範囲内の前記変動電力目標値に基づいて導出される前記変動電力を前記指令される電源電力に加算して前記電源装置から出力させるように構成されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の電源システム。 - 前記変動許容範囲設定手段が、前記指令される電源電力の大きさに応じて変動許容範囲を設定するように構成されている請求項8記載の電源システム。
- 前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数について、又は、前記商用系統周波数の基準周波数からの前記周波数偏差について、微小周期で変動する高周波成分を除去するフィルタ手段が設けられ、
前記出力制御手段が、前記フィルタ手段によって高周波成分が除去されたあとの周波数偏差を小さくするように構成されている請求項1〜9のいずれか1項に記載の電源システム。
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