JP4090189B2 - Generator control method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力小売事業における発電機の制御方法に関し、より特定的には、電力小売事業者が電力需要家に電力を供給するために、発電事業者が所有する複数の発電機を制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電力小売事業の実施は法令によって規制されていたので、電力小売事業における発電機の制御方法には従来の例がない。電力小売事業を行う電力小売事業者は、複数の電力需要家および複数の発電事業者との間で、電力の需給に関する契約を結ぶ。電力小売事業者は、電力需要家における電力需要を集計し、集計した需要を満たすように、発電事業者が所有する発電機の運転計画を作成する。電力小売事業者は、作成した運転計画に従って各発電機を制御し、これにより各電力需要家に必要な電力を供給する。
【0003】
電力需要家における電力需要は、1日のうちでも時刻によって変動する。しかし、多くの場合、電力需要の1日分の変動パターンは、過去のいずれかの日の変動パターンとほぼ一致する。このため、電力需要に合わせて発電機の運転計画を作成すると、発電機の運転計画も過去のいずれかの日の運転計画とほぼ一致する。また、曜日などの要因により、電力需要の1日分の変動パターンが前日の変動パターンと大きく異なる場合もある。このような点から、電力小売事業者は、少なくとも1日に1度、電力需要を集計して発電機の運転計画を作成する処理(以下、需給調整という)を行うことが必要とされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電力需要家における実際の電力使用量(以下、受電量という)は実時間で変動するため、1日に1度の需給調整では電力需要家における受電量と発電事業者における発電量との間に差が生じてしまう。受電量が発電量より多い場合には、不足分の電力は既存の電力会社から供給され、電力小売事業者はペナルティとして電力会社に対して料金を支払う。逆に、発電量が受電量より多い場合には、余分の電力は既存の電力会社側へ供給されるが、電力小売事業者は供給した電力に対して非常に安い料金しか受け取ることができない。
【0005】
また、発電事業者が所有する発電機は、最大発電量や発電コストや発電量の制御方法など、様々な特性を有する。これに加えて、電力小売事業者と発電事業者との間の契約により、電力小売事業者による発電機の制御形態に一定の制約が課せられることがある。
【0006】
それ故に、本発明は、発電事業者が所有する様々な特性を有する発電機を制御して、実時間で変動する受電量に追従した電力を供給することができる発電機の制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第1の発明は、電力小売事業者が電力需要家に対して電力を供給するために、発電事業者が所有する複数の発電機を制御する発電機の制御方法であって、
電力需要家から需要計画を取得する需要計画取得ステップと、
需要計画に基づき、発電機の運転計画を作成する運転計画作成ステップと、
各発電機に対して、発電機の運転計画を送信する運転計画送信ステップと、
電力需要家における実時間の受電量を受信する受電量受信ステップと、
発電事業者における実時間の発電量を受信する発電量受信ステップと、
受信した受電量と発電量とが一致するように発電機の運転計画を修正する運転計画修正ステップと、
各発電機に対して、発電機の修正後の運転計画を送信する実時間制御ステップと、
発電機に異常が生じたときに、異常発電機の運転状況を反映して発電機の運転計画を修正する異常処理ステップとを含む。
【0008】
このような第1の発明によれば、電力需要家における受電量と発電事業者における発電量とが一致するように、発電機の運転計画は実時間で修正され、各発電機は修正後の運転計画に従って発電する。これにより、電力小売事業者は、実時間で変動する受電量に追従する電力を発生させて、電力需要家に供給することができる。さらに、第1の発明によれば、発電機に異常が生じたときには運転計画が修正され、発電機は修正された運転計画に従って発電する。これにより、電力小売事業者は、発電機に異常が生じた場合にも、その後の発電量を正しく制御することができる。
【0009】
第2の発明は、第1の発明において、運転計画作成ステップは、第1の時間間隔で発電機の運転計画を作成し、
運転計画修正ステップは、第1の時間間隔よりも短い第2の時間間隔で発電機の運転計画を修正することを特徴とする。
【0010】
このような第2の発明によれば、発電機の運転計画は第1の時間間隔で作成され、これより短い時間間隔で修正される。このように短い時間間隔で発電機の発電量を変化させることにより、電力小売事業者は、実時間で変動する受電量に追従する電力を発生させて、電力需要家に供給することができる。
【0011】
第3の発明は、第1の発明において、運転計画修正ステップは、受信した受電量に基づき電力需要家における今後の電力需要を予測し、予測した電力需要に基づき発電機の運転計画を修正することを特徴とする。
【0012】
このような第3の発明によれば、発電機の運転計画を修正するに先立ち、受信した受電量に基づき、今後の電力需要が予測される。今後の電力需要の予測を用いることにより、電力小売事業者は、実時間で変動する受電量により追従性の高い電力を発生させて、電力需要家に供給することができる。
【0013】
第4の発明は、第1の発明において、運転計画修正ステップは、発電機を、あらかじめ定めた運転パターンに従ってのみ発電量を変化させることができるパターン運転用発電機と、実時間で発電量を制御することができる調整用発電機とに分類し、調整用発電機の運転計画を優先的に修正することを特徴とする。
【0014】
このような第4の発明によれば、発電機が2種類に分類され、調整用発電機の運転計画が優先的に修正される。これにより、電力小売事業者は、実時間で発電量を制御するときに、パターン運転用発電機の運転計画の変更を避けることができる。
【0015】
第5の発明は、第1の発明において、実時間制御ステップは、各発電機に対して、発電機の修正後の運転計画に基づき発電機が必要とする制御量を算出し、発電機が必要とするタイミングで制御量を送信することを特徴とする。
【0016】
このような第5の発明によれば、発電機が必要とする制御量が算出され、算出された制御量は発電機が必要とするタイミングで送信される。これにより、発電機の発電量の制御方法が異なる場合であっても、発電機を統一的に制御することができる。また、制御量は必要なタイミングでのみ送信されるので、小売事業者システムと発電事業者システムとの間の通信量を削減することができる。
【0017】
第6の発明は、第5の発明において、実時間制御ステップは、発電機が制御量に従って直ちに発電量を切り替える機能を有する場合には、制御量を算出するごとに制御量を発電機に対して送信することを特徴とする。
【0018】
このような第6の発明によれば、制御量に従って直ちに発電量を切り替える機能を有する発電機に対して制御量を適切に供給し、発電量を正しく制御することができる。
【0019】
第7の発明は、第5の発明において、実時間制御ステップは、発電機が制御量を保持し、保持した制御量に従って発電量を切り替える機能を有する場合には、算出した制御量が変化したときに制御量を発電機に対して送信することを特徴とする。
【0020】
このような第7の発明によれば、制御量を保持し、保持した制御量に従って発電量を切り替える機能を有する発電機に対して制御量を適切に供給し、発電量を正しく制御することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態に係る発電機制御システム12を含んだ小売事業者システム10の構成を示す図である。図1に示す小売事業者システム10は、需要家システム20および発電事業者システム30と共働して、需要家設備21において必要とされる電力を発電機31から供給する。図1では省略されているが、このシステムには複数の需要家設備と複数の発電機とが含まれる。小売事業者システム10は、複数の発電機を制御して、複数の需要家設備において必要とされる電力を発生させる。
【0024】
典型的なシステムでは、需要家システム20は、需要家設備21の近くに、例えば同一の構内に設置される。同様に、発電事業者システム30は、発電機31の近くに設置される。小売事業者システム10は、需要家システム20や発電事業者システム30とは離れた場所に設置される。小売事業者システム10と需要家システム20との間、および、小売事業者システム10と発電事業者システム30との間は、いずれも通信ネットワークで接続される。
【0025】
需要家設備21と発電機31とは、いずれも、電力会社によって提供される電力送電網1に接続される。需要家設備21は、必要に応じて電力送電網1から電力の提供を受ける。発電機31は、発電事業者システム30からの制御に従って発電し、発生させた電力を電力送電網1に供給する。電力メータ22と32は、それぞれ、需要家設備21における受電量42と発電機31における発電量43とを測定する。なお、図1では発電機31は発生させた電力を電力送電網1に直接供給することとしたが、発電機31が工場内に設置され、発生させた電力の一部を自家用として工場に供給し、残りの電力を電力送電網1に供給する場合もある。以下の説明では、このような場合も含めて、発電機31における発電量というときには、発電機31が発生させた電力のうち電力送電網1へ供給される電力の量をさすものとする。
【0026】
電力小売事業者は、電力需要家との間の契約に従い、受電量42の全部または一部を供給する。図2は、電力小売事業者による電力の供給形態を示す図である。図2には、需要家設備21における受電量42と発電機31における発電量43の1日分の変動が示されている。受電量42は、図2に示すように実時間で変動し、一般的には昼間の時間帯では大きく、他の時間帯では小さくなる。電力小売事業者は、発電機31を制御して、図2の斜線部に示す発電量43を供給する。
【0027】
図2(a)から(c)に示す供給形態を、それぞれ、第1の部分供給、第2の部分供給、および、同時同量供給と呼ぶ。第1の部分供給(図2(a))では、電力小売事業者は、受電量42のうち、あらかじめ定めたパターンの電力を供給する。第2の部分供給(図2(b))では、予め定めたパターンの電力が電力会社から供給され、電力小売事業者は、受電量42と電力会社からの供給分との差に相当する電力を供給する。同時同量供給(図2(c))では、小売事業者システム10は、受電量42に等しい電力を供給する。
【0028】
同時同量供給を行う場合には、小売事業者システム10は、実時間で変動する受電量42と発電量43とが一致するように、発電事業者システム30を介して発電機31を制御する。この場合、受電量42と発電量43との差に相当する電力は、電力送電網1に接続された電力会社が所有する発電所(図示せず)から供給される。電力小売事業者は、電力会社から供給された電力についてペナルティとして電力会社に料金を払う。したがって、小売事業者システム10は、できる限り受電量42と発電量43とが一致するように発電機31を制御する必要がある。この事情は、電力小売事業者が第2の部分供給を行う場合についても、同様である。
【0029】
発電機31は、電力小売事業者と発電事業者との間の契約に従い、パターン運転用発電機と調整用発電機とに分類される。パターン運転用発電機とは、予め定めた運転パターンに従ってのみ、発電量を変化させることができる発電機をいう。調整用発電機とは、発電量を実時間で制御することができる発電機をいう。電力小売事業者は、電力需要家の固定的な電力需要に対して主にパターン運転用発電機を割り当て、残りの電力需要に対して調整用発電機を割り当てる。
【0030】
図3は、パターン運転用発電機の運転パターンの一例を示す図である。図3に示す運転パターンは、発電機の1日分の発電量を指定する。運転パターンに含まれる発電量は、30分ごとに切り替え可能であるとする。また、発電量は、発電機の最大発電量に対する割合を用いて表現されている。複数の運転パターンを有するパターン運転用発電機については、このうち一の運転パターンが選択されると、1日分の発電量が確定する。なお、調整用発電機に対して運転パターンを決定すれば、パターン運転用発電機として使用できることはいうまでもない。
【0031】
パターン運転用発電機を制御するためには、小売事業者システム10から運転パターンを供給する必要がある。パターン運転用発電機は、運転パターンの供給方法によって3種類に分類される。タイプAのパターン運転用発電機は、外部から設定された制御値に従って発電し、かつ、設定された制御値を保持する。小売事業者システム10は、運転パターンに含まれる制御値が変化したときに制御値を供給することにより、タイプAのパターン運転用発電機を制御する。タイプBのパターン運転用発電機は、外部から設定された制御値に従って発電し、かつ、設定された制御値を保持しない。小売事業者システム10は、所定の時間間隔で制御値を供給することにより、タイプBのパターン運転用発電機を制御する。タイプCのパターン運転用発電機は、外部から設定された運転パターンを保持し、保持した運転パターンに従って発電する。小売事業者システム10は、所定の時間間隔で運転パターンを供給することにより、タイプCのパターン運転用発電機を制御する。なお、調整用発電機の運転パターンの供給方法は、上記タイプBと同じである。
【0032】
図4は、小売事業者システム10による発電機の制御方法を示す図である。図4に示すように、小売事業者システム10は、受電計画作成システム11と発電機制御システム12とを備え、計画制御および実時間制御の2種類の需給調整を異なる時間間隔で行う。小売事業者システム10は、1日に1度だけ計画制御を行い、5分ごとに実時間制御を行う。図4(a)および(b)は、それぞれ、計画制御および実時間制御におけるデータの流れを示している。
【0033】
計画制御(図4(a))では、小売事業者システム10は、1日分の発電機の運転計画を予め作成し、作成した運転計画を用いて発電機31を制御する。計画制御は、毎日一定の時刻、例えば23時30分に行なわれる。受電計画作成システム11は、需要家システム20から需要家設備21における翌日の需要量40を受信し、翌日の受電計画41を作成する。発電機制御システム12は、作成された受電計画41に基づき発電機31の1日分の運転計画44を作成し、発電事業者システム30に送信する。発電事業者システム30は、受信した運転計画44を確認する。
【0034】
実時間制御(図4(b))では、小売事業者システム10は、実時間で変動する受電量42に応じて発電機31を制御する。発電機制御システム12は、電力メータ22と32とから、それぞれ、受電量42と発電量43とを例えば5分ごとに受信し、受信した受電量42と発電量43とに基づき発電機の運転計画を修正する。その後、発電機制御システム12は、修正後の運転計画を発電機31の特性に応じて制御量45に変換し、発電事業者システム30に送信する。
【0035】
図5は、本発明の実施形態に係る発電機制御システム12の構成を示すブロック図である。図5に示す発電機制御システム12は、需要予測部50、需給調整部51、運転計画送信部52、制御量送信部53、制約条件データベース60、料金データベース61、発電機データベース62、運転パターンテーブル63、および、運転計画テーブル64を備える。
【0036】
制約条件データベース60、料金データベース61、および、発電機データベース62は、需給調整部51が発電機の運転計画を作成する際に必要とする各種のデータを蓄積する。制約条件データベース60は、発電機の運転計画が満たすべき制約条件を蓄積している。料金データベース61は、発電機の運転計画を評価するための料金計算用のデータを蓄積している。発電機データベース62は、発電機31について、パターン運転用/調整用のいずれかを示すデータや運転パターンなどを蓄積している。
【0037】
運転パターンテーブル63は、需給調整部51が選択した発電機の運転パターンを蓄積する。図6は、運転パターンテーブル63の一例を示す図である。図6に示す運転パターンテーブルは、各発電機に対して次のように運転パターンが選択されていることを示している。すなわち、パターン運転用発電機である発電機#1ないし#3に対しては、順に運転パターン1、4および2が選択されている。また、調整用発電機である発電機#4と#5に対しては運転パターンが選択されておらず、発電機#6は停止している。
【0038】
運転計画テーブル64は、需給調整部51が作成した発電機の運転計画を蓄積する。図7は、運転計画テーブル64の一例を示す図である。図7に示す運転計画テーブルは、各発電機が発電すべき発電量を5分ごとに1日分蓄積している。発電量は、各発電機の最大発電量に対する割合を用いて表現されている。運転計画テーブルに含まれる矢印は、発電量が5分前と同じであることを示す。
【0039】
図8は、発電機制御システム12の動作を示すフローチャートである。図9ないし図11は、図8に示すフローチャートから呼び出されるサブルーチンのフローチャートである。発電機制御システム12は、これらのフローチャートに従って計画制御と実時間制御とを行う。以下、需要予測部50、需給調整部51、運転計画送信部52および制御量送信部53の動作を含めて、これらのフローチャートについて説明する。
【0040】
発電機制御システム12は、始めに、現在時刻が計画制御を行う時刻(23時30分)であるか否かを判断する(ステップS101)。発電機制御システム12は、現在時刻が計画制御を行う時刻である場合にはステップS102へ進み、そうでない場合にはステップS105へ進む。
【0041】
計画制御を行う場合には、発電機制御システム12は、受電計画作成システム11から翌日の受電計画41を取得する(ステップS102)。取得された受電計画41は、需給調整部51に供給される。
【0042】
次に、発電機制御システム12は、翌日分の需給調整を行うサブルーチンを呼び出す(ステップS103)。ステップS103では、需給調整部51が、制約条件データベース60、料金データベース61および発電機データベース62を参照して、与えられた受電計画41を満たすように翌日の発電機の運転計画を作成する。作成された運転計画は、運転計画テーブル64に蓄積される。同時に、パターン運転用発電機については、運転パターンの識別番号が、運転パターンテーブル63に蓄積される。需給調整の詳細は、後述する。
【0043】
次に、発電機制御システム12は、各発電機に対して翌日の運転計画を送信するサブルーチンを呼び出す(ステップS104)。図9は、翌日の運転計画を送信するサブルーチンのフローチャートである。このサブルーチンでは、運転計画送信部52が、以下に示すように各発電機に対して翌日の運転計画を送信する。
【0044】
運転計画送信部52は、始めに、最初の発電機を選択する(ステップS201)。次に、運転計画送信部52は、選択した発電機に対して翌日の運転計画を送信する(ステップS202)。次に、運転計画送信部52は、すべての発電機へ翌日の運転計画を送信したか否かを調べる(ステップS203)。すべての発電機へ翌日の運転計画を送信した場合には、運転計画送信部52は、処理を終了する。そうでない場合には、運転計画送信部52は、次の発電機を選択して(ステップS204)、ステップS202へ戻る。
【0045】
次に、発電機制御システム12は、現在時刻が実時間制御を行う時刻(5分ごと)であるか否かを判断する(ステップS105)。発電機制御システム12は、現在時刻が実時間制御を行う時刻である場合にはステップS106へ進み、そうでない場合にはステップS110へ進む。
【0046】
実時間制御を行う場合には、発電機制御システム12は、電力メータ22から受電量42を受信する(ステップS106)。次に、発電機制御システム12は、受信した受電量42に基づき、今後30分間の電力需要を予測する(ステップS107)。ステップS107では、需要予測部50が、電力メータ22から受信した受電量42に基づき、今後30分間の電力需要を5分間隔で予測する。例えば、需要予測部50は、一定期間の受電量42の履歴を蓄積し、受電量が増加傾向にあるか、あるいは、減少傾向にあるかを判断して、今後30分間の電力需要を予測する。この予測を行うにあたって、需要予測部50は、受電量42の履歴に加えて、発電量43の履歴や先に提供された受電計画41を参照してもよい。求めた電力需要の予測値は、需給調整部51に提供される。
【0047】
次に、発電機制御システム12は、電力メータ32から発電量43を受信する(ステップS108)。次に、発電機制御システム12は、今後30分間の需給調整を行うサブルーチンを呼び出す(ステップS109)。ステップS109では、需給調整部51が、制約条件データベース60、料金データベース61および発電機データベース62を参照して、求めた電力需要の予測値と受信した発電量43とに基づき、今後30分間の発電機の運転計画を作成する。運転計画では、各発電機について5分ごとの発電量が指定される。作成された運転計画は、運転計画テーブル64に蓄積される。
【0048】
図10は、需給調整を行うサブルーチンのフローチャートである。このサブルーチンは、ステップS103およびS109から呼び出される。需給調整では、与えれた需要量を満たすように、かつ、発電コストが最小となるように、各発電機の発電量が割り当てられる。需給調整部51は、ステップS103から呼び出されたときには翌日1日分の運転計画を作成し、ステップS109から呼び出されたときは今後30分間の運転計画を作成する。図10に示す需給調整処理は、調整用発電機のみの運転計画を作成する部分調整処理(ステップS301〜S305)と、パターン運転用発電機も含めてすべての発電機の計画を作成する全体調整処理(ステップS307〜S310)とからなる。全体調整処理は、部分調整処理で満足すべき結果が得られなかったときにのみ行われる。
【0049】
需給調整部51は、部分調整処理では、始めに運転計画テーブル64を初期化する(ステップS301)。次に、需給調整部51は、計画制御を実行中か否か、すなわち、このサブルーチンがステップS103から呼び出されたか否かを判断する(ステップS302)。発電機制御システム12が計画制御を実行中である場合(ステップS103からの呼び出しである場合)には、需給調整部51は、過去の運転パターンから受電計画41を満たす運転パターンを選択して、運転パターンテーブル63に設定する(ステップS303)。発電機制御システム12が実時間制御を実行中である場合(ステップS109からの呼び出しである場合)には、需給調整部51は、運転パターンテーブル63によって指定されている運転パターンをそのまま使用するため、何も処理を行わずにステップS304へ進む。
【0050】
次に、需給調整部51は、運転パターンテーブル63によって指定された運転パターンを運転計画テーブル64に設定する(ステップS304)。すなわち、需給調整部51は、運転パターンテーブル63の内容を順次読み出し、読み出した識別番号を有する運転パターンを発電機データベース62から読み出して、運転計画テーブル64に書きこむ。次に、需給調整部51は、調整用発電機に対して残りの電力需要を割り当てる(ステップS305)。このようにパターン運転用発電機の運転計画はステップS304において作成され、調整用発電機の運転計画はステップS305において作成される。
【0051】
次に、需給調整部51は、部分調整処理によって作成した運転計画が所定の条件を満たしているか否かを判断する(ステップS306)。運転計画が所定の条件を満たしているか否かは、制約条件データベース60などを用いて判断される。需給調整部51は、運転計画が所定の条件を満たしている場合は処理を終了し、そうでなければ全体調整処理を行うためステップS307へ進む。
【0052】
需給調整部51は、部分調整処理によって作成した運転計画が所定の条件を満たしていない場合には、全体調整処理(ステップS307〜S310)により、発電機の運転計画を再度作成する。このため、需給調整部51は、始めに運転計画テーブル64を再び初期化する(ステップS307)。次に、需給調整部51は、与えられた需要を満たすようにパターン運転用発電機を自由に割り当て、その結果を運転パターンテーブル63に蓄積する(ステップS308)。次に、需給調整部51は、ステップS304とS305と同様に、運転パターンテーブル63によって指定された運転パターンを運転計画テーブル64に設定し(ステップS309)、調整用発電機に対して残りの電力を割り当てる(ステップS310)。
【0053】
このように図10に示す需給調整処理では、調整用発電機の運転計画を優先的に修正することにより、パターン運転用発電機の運転計画の変更を避けることができる。なお、図10に示す需給調整処理では実時間制御を実行している場合にも全体調整処理を行い、パターン運転用発電機の運転パターンを変更することができることとしたが、実時間制御のときには全体調整処理を行わないこととしもよい。
【0054】
次に、発電機制御システム12は、各発電機に対して修正後の運転計画に基づく制御量を算出して送信するサブルーチンを呼び出す(ステップS110)。図11は、発電機に対して制御量を送信するサブルーチンのフローチャートである。このサブルーチンでは、制御量送信部53が、各発電機の運転パターンの供給方法に応じて、修正後の運転計画を制御量に変換して送信する。
【0055】
制御量送信部53は、始めに、最初の発電機を選択する(ステップS401)。次に、制御量送信部53は、発電機の種類による場合分けを行う(ステップS402)。制御量送信部53は、発電機がパターン運転用発電機である場合にはステップS403へ、発電機が調整用発電機である場合にはステップS406へ進む。発電機がパターン運転用発電機である場合には、制御量送信部53は、運転パターンの供給方法により、さらに場合分けを行う(ステップS403)。制御量送信部53は、運転パターンの供給方法がタイプA、BおよびCである場合には、それぞれ、ステップS404、S406およびS408へ進む。
【0056】
発電機がタイプAのパターン運転用発電機である場合には、制御量送信部53は、運転計画テーブル64に蓄積された制御量が前回と変化したか否かを調べる(ステップS404)。次に、制御量送信部53は、制御量に変化があったときには、変化後の制御量を発電機31へ送信する(ステップS405)。次に、制御量送信部53は、ステップS408へ進む。
【0057】
発電機がタイプBのパターン運転用発電機または調整用発電機である場合には、制御量送信部53は、現在時刻が制御量を送信する時刻であるか否かを調べる(ステップS406)。次に、発電機制御システム12は、現在時刻が制御量を送信する時刻であるときには、制御量を発電機31へ送信する(ステップS407)。次に、制御量送信部53は、ステップS408へ進む。
【0058】
発電機がタイプCのパターン運転用発電機である場合には、制御量送信部53は、この発電機に対しては実時間制御を行わないため、何も処理を行わずにステップS408へ進む。
【0059】
次に、制御量送信部53は、すべての発電機へ修正後の運転計画を送信したか否かを調べる(ステップS408)。すべての発電機へ修正後の運転計画を送信した場合には、制御量送信部53は、処理を終了する。そうでない場合には、制御量送信部53は、次の発電機を選択して(ステップS409)、ステップS402へ戻る。
【0060】
次に、発電機に異常が生じた場合の発電機制御システム12の動作について説明する。図12は、発電機に異常が生じた場合の発電機制御システム12の動作を示すフローチャートである。図12に示す処理は、発電機に異常が生じた場合に割り込み処理ルーチンとして実行される。
【0061】
発電機の異常が発生すると、発電機制御システム12は、まず、異常発電機についての情報を受信する(ステップS501)。ステップS501では、発電機制御システム12は、発電事業者システム30から通信ネットワークを介して発電機31に異常が生じた旨の通知を受け取る。あるいは、発電機制御システム12は、発電機31の発電量43が指定した発電量と大きく異なることを検知することにより、発電機31に異常が生じたことを自ら検出してもよい。
【0062】
次に、発電機制御システム12は、運転パターンテーブル63の異常発電機の欄を「停止中」に設定し(ステップS502)、割り込み処理を終了する。
【0063】
その後、発電機制御システム12は、実時間制御を行う時刻になると、図10に示すステップS105からS109の実時間制御を行う。ただし、運転パターンテーブル63に含まれる異常発電機の欄はすでに「停止中」とされているので、異常発電機の状況に応じた需給調整が行われる。
【0064】
図13は、発電機制御システム12によって複数の発電機が制御される様子を示す図である。図13において、発電機制御システム12は4つの発電事業者システム30a〜dに接続され、各発電事業者システム30a〜dは,それぞれ発電機31a〜dを制御する。発電機31a〜cは、それぞれ、タイプA、BおよびCのパターン運転用発電機であり、発電機31dは調整用発電機である。このように運転パターンの供給方法が異なる複数の発電機が接続された場合であっても、発電機制御システム12は、統一した手順でこれらの発電機を制御することができる。
【0065】
図14は、図13に示す発電機制御システム12と発電事業者システム30a〜dとの間の通信量を示す図である。図13に示す発電機31a〜dの発電量が図14(a)に示すように変化した場合に、発電機制御システム12と発電事業者システム30a〜dとの間では、図14(b)に示すタイミングで通信が行われる。図14(b)において、時間軸上に示したパルスは、その時刻に通信が行われることを表している。
【0066】
発電機制御システム12は、計画制御を1日1回、例えば毎日23時30分に行う。このため、発電機制御システム12は、毎日23時30分に発電事業者システム30a〜dに対して運転計画44a〜dを同じように送信する。
【0067】
発電機制御システム12は、実時間制御を5分ごとに行う。このため、発電機制御システム12は、発電事業者システム30bに対して30分ごとに制御量45bを送信する。一方、タイプAのパターン運転用発電機31aは制御量を保持する機能を有するので、発電機制御システム12は、制御量が変化するとき、すなわち、8時と14時と22時とに、発電事業者システム30aに対して制御量45aを送信する。また、タイプCのパターン運転用発電機31cには実時間制御を行うことができないので、発電機制御システム12は、発電事業者システム30cに対しては実時間で制御量を送信しない。また、発電機制御システム12は、調整用発電機31dに対しては5分ごとに制御量45dを送信する。このように発電機の特性に応じて修正後の運転計画の供給方法を切り替えることにより、発電機制御システム12と発電事業者システム30との間の通信量を削減することができる。
【0068】
以上に示すように、本実施形態に係る発電機制御システムは、1日に1度の頻度で電力需要家から需要計画を取得し、取得した需要計画に基づき発電機の運転計画を作成して各発電機に送信するとともに、5分ごとに電力需要家における受電量と発電事業者における発電量を受信し、受電量と発電量とが一致するように発電機の運転計画を修正して各発電機に送信する。これにより、実時間で変動する受電量に追従する電力を発生させて、電力需要家に供給することができる。
【0069】
なお、本実施形態では、発電事業者システムと発電機とが一対一に配置されることとしたが、1つの発電事業者システムが複数の発電機を制御することとしてもよい。また、小売事業者システムが制御する発電機には、発電事業者が所有する発電機に加えて、自らが所有する発電機が含まれていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る発電機制御システムを含んだ小売事業者システムの構成を示す図である。
【図2】電力小売事業者による電力の供給形態を示す図である。
【図3】発電機の運転パターンの一例を示す図である。
【図4】小売事業者システムによる発電機の制御方法を示す図である。
【図5】本発明の実施形態に係る発電機制御システムの構成を示すブロック図である。
【図6】運転計画テーブルの一例を示す図である。
【図7】運転パターンテーブルの一例を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る発電機制御システムの動作を示すメインフローチャートである。
【図9】本発明の実施形態に係る発電機制御システムの運転計画送信サブルーチンのフローチャートである。
【図10】本発明の実施形態に係る発電機制御システムの需給調整サブルーチンのフローチャートである。
【図11】本発明の実施形態に係る発電機制御システムの制御量送信サブルーチンのフローチャートである。
【図12】本発明の実施形態に係る発電機制御システムの異常発生時の処理を示すフローチャートである。
【図13】本発明の実施形態に係る発電機制御システムによって複数の発電機が制御される様子を示す図である。
【図14】本発明の実施形態に係る発電機制御システムと発電事業者システムとの間の通信量を示す図である。
【符号の説明】
1…電力送電網
10…小売事業者システム
11…受電計画作成システム
12…発電機制御システム
20…需要家システム
21…需要家設備
22、32…電力メータ
30…発電事業者システム
31…発電機
40…翌日の需要量
41…受電計画
42…受電量
43…発電量
44…運転計画
45…制御量
50…需要予測部
51…需給調整部
52…運転計画送信部
53…制御量送信部
60…制約条件データベース
61…料金データベース
62…発電機データベース
63…運転パターンテーブル
64…運転計画テーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling a generator in a power retail business, and more specifically, controls a plurality of generators owned by a power generator in order for the power retailer to supply power to a power consumer. Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, since the implementation of the power retail business has been regulated by laws and regulations, there is no conventional example of a generator control method in the power retail business. A power retailer that conducts a power retail business enters into a contract for power supply and demand with a plurality of power consumers and a plurality of power generation businesses. The electric power retailer aggregates the electric power demands of the electric power consumers, and creates an operation plan for the generator owned by the electric power generator so as to satisfy the aggregated demand. The electric power retailer controls each generator according to the created operation plan, thereby supplying necessary electric power to each electric power consumer.
[0003]
The electric power demand in the electric power consumer fluctuates depending on the time of day. However, in many cases, the fluctuation pattern for one day of the power demand almost coincides with the fluctuation pattern of any past day. For this reason, when a generator operation plan is created in accordance with the power demand, the generator operation plan substantially matches the operation plan of any day in the past. In addition, due to factors such as the day of the week, the fluctuation pattern for one day of power demand may differ greatly from the fluctuation pattern of the previous day. From this point of view, the power retailer is required to perform a process (hereinafter referred to as supply and demand adjustment) of generating a generator operation plan by collecting the power demand at least once a day.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the actual power consumption (hereinafter referred to as “received power”) at the power consumer fluctuates in real time, the supply / demand adjustment once a day makes the difference between the received power at the power consumer and the generated power at the power generation company. There will be a difference between them. If the amount of power received is greater than the amount of power generated, the insufficient power is supplied from the existing power company, and the power retailer pays the power company as a penalty. Conversely, if the amount of power generation is greater than the amount of power received, excess power is supplied to the existing power company, but the power retailer can only receive a very cheap fee for the supplied power.
[0005]
In addition, a generator owned by a power generation company has various characteristics such as maximum power generation amount, power generation cost, and power generation amount control method. In addition, a contract between the electric power retailer and the power generation company may impose certain restrictions on the control mode of the generator by the electric power retailer.
[0006]
Therefore, the present invention provides a method for controlling a generator that can control a generator having various characteristics owned by a power generation company and supply power that follows the amount of power received that varies in real time. For the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
A first invention is a generator control method for controlling a plurality of generators owned by a power generation company in order for an electric power retailer to supply electric power to an electric power consumer,
A demand plan acquisition step for acquiring a demand plan from an electric power consumer;
An operation plan creation step for creating a generator operation plan based on the demand plan,
An operation plan transmission step for transmitting an operation plan of the generator to each generator,
A received power amount receiving step for receiving a received power amount in real time in a power consumer;
A power generation reception step of receiving real-time power generation by a power generation company;
An operation plan correction step for correcting the operation plan of the generator so that the received amount of received power and the amount of generated power match,
A real-time control step for sending to each generator a modified operation plan of the generator;,
An abnormality processing step for correcting the operation plan of the generator to reflect the operation status of the abnormal generator when an abnormality occurs in the generator;including.
[0008]
According to the first invention as described above, the operation plan of the generator is corrected in real time so that the amount of power received by the electric power consumer and the amount of power generation by the power generation company coincide with each other. Power is generated according to the operation plan. Thereby, the electric power retailer can generate the electric power which follows the amount of electric power received which fluctuates in real time, and can supply it to an electric power consumer.Further, according to the first invention, when an abnormality occurs in the generator, the operation plan is corrected, and the generator generates power according to the corrected operation plan. Thereby, the power retailer can correctly control the subsequent power generation amount even when an abnormality occurs in the generator.
[0009]
In a second aspect based on the first aspect, the operation plan creating step creates a generator operation plan at the first time interval,
The operation plan correction step is characterized in that the operation plan of the generator is corrected at a second time interval shorter than the first time interval.
[0010]
According to the second aspect, the generator operation plan is created at the first time interval, and is corrected at a shorter time interval. By changing the power generation amount of the generator at such a short time interval, the power retailer can generate power that follows the power reception amount that fluctuates in real time and supply it to the power consumer.
[0011]
In a third aspect based on the first aspect, the operation plan correction step predicts a future power demand in the power consumer based on the received amount of received power, and corrects the operation plan of the generator based on the predicted power demand. It is characterized by that.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, prior to correcting the operation plan of the generator, future power demand is predicted based on the received power reception amount. By using the prediction of future power demand, a power retailer can generate power with high follow-up by the amount of power received that varies in real time and supply it to the power consumer.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the operation plan correcting step includes a generator for pattern operation that can change the power generation amount only in accordance with a predetermined operation pattern, and a power generation amount in real time. The control generator is classified into control generators that can be controlled, and the operation plan of the adjustment generator is preferentially corrected.
[0014]
According to the fourth aspect, the generator is classified into two types, and the operation plan of the adjustment generator is corrected with priority. Thereby, the power retailer can avoid changing the operation plan of the pattern operation generator when controlling the amount of power generation in real time.
[0015]
In a fifth aspect based on the first aspect, the real-time control step calculates, for each generator, a control amount required by the generator based on an operation plan after the correction of the generator, The control amount is transmitted at a necessary timing.
[0016]
According to the fifth aspect, the control amount required by the generator is calculated, and the calculated control amount is transmitted at a timing required by the generator. Thereby, even if it is a case where the control methods of the electric power generation amount of a generator differ, a generator can be controlled uniformly. Further, since the control amount is transmitted only at a necessary timing, the communication amount between the retailer system and the power generation company system can be reduced.
[0017]
In a sixth aspect based on the fifth aspect, when the generator has a function of immediately switching the power generation amount according to the control amount, the real time control step sends the control amount to the generator every time the control amount is calculated. And transmitting.
[0018]
According to the sixth aspect of the invention, it is possible to appropriately control the power generation amount by properly supplying the control amount to the generator having the function of immediately switching the power generation amount according to the control amount.
[0019]
In a seventh aspect based on the fifth aspect, the real-time control step changes the calculated control amount when the generator has a function of holding the control amount and switching the power generation amount according to the held control amount. The control amount is sometimes transmitted to the generator.
[0020]
According to the seventh aspect of the invention, the control amount is appropriately supplied to the generator having the function of holding the control amount and switching the power generation amount according to the held control amount, and the power generation amount can be correctly controlled. it can.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
[0024]
In a typical system, the
[0025]
The customer facility 21 and the
[0026]
The power retailer supplies all or a part of the amount of received
[0027]
The supply forms shown in FIGS. 2A to 2C are respectively referred to as a first partial supply, a second partial supply, and a simultaneous equal amount supply. In the first partial supply (FIG. 2A), the power retailer supplies a predetermined pattern of power out of the amount of power received 42. In the second partial supply (FIG. 2 (b)), a predetermined pattern of electric power is supplied from the electric power company, and the electric power retailer sets the electric power corresponding to the difference between the amount of power received 42 and the supply from the electric power company. Supply. In the same amount supply (FIG. 2C), the
[0028]
In the case of simultaneous supply of the same amount, the
[0029]
The
[0030]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an operation pattern of the generator for pattern operation. The operation pattern shown in FIG. 3 specifies the power generation amount for one day of the generator. It is assumed that the power generation amount included in the operation pattern can be switched every 30 minutes. Further, the power generation amount is expressed using a ratio to the maximum power generation amount of the generator. For a pattern operation generator having a plurality of operation patterns, when one of these operation patterns is selected, the power generation amount for one day is determined. Needless to say, if an operation pattern is determined for the generator for adjustment, it can be used as a generator for pattern operation.
[0031]
In order to control the generator for pattern operation, it is necessary to supply an operation pattern from the
[0032]
FIG. 4 is a diagram illustrating a generator control method performed by the
[0033]
In the plan control (FIG. 4A), the
[0034]
In the real time control (FIG. 4B), the
[0035]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the
[0036]
The
[0037]
The operation pattern table 63 stores the operation pattern of the generator selected by the supply and
[0038]
The operation plan table 64 stores the generator operation plan created by the supply and
[0039]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the
[0040]
The
[0041]
When performing the plan control, the
[0042]
Next, the
[0043]
Next, the
[0044]
First, the operation
[0045]
Next, the
[0046]
When performing real-time control, the
[0047]
Next, the
[0048]
FIG. 10 is a flowchart of a subroutine for adjusting supply and demand. This subroutine is called from steps S103 and S109. In the supply and demand adjustment, the power generation amount of each generator is assigned so as to satisfy a given demand amount and to minimize the power generation cost. The supply and
[0049]
In the partial adjustment process, the supply and
[0050]
Next, the supply and
[0051]
Next, the supply and
[0052]
When the operation plan created by the partial adjustment process does not satisfy the predetermined condition, the supply and
[0053]
As described above, in the supply and demand adjustment process shown in FIG. 10, it is possible to avoid a change in the operation plan of the pattern operation generator by preferentially correcting the operation plan of the adjustment generator. In addition, in the supply and demand adjustment process shown in FIG. 10, the entire adjustment process is performed even when the real-time control is being executed, and the operation pattern of the pattern operation generator can be changed. The overall adjustment process may not be performed.
[0054]
Next, the
[0055]
The controlled
[0056]
When the generator is a type A pattern operation generator, the control
[0057]
When the generator is a type B pattern operation generator or an adjustment generator, the control
[0058]
When the generator is a type C pattern operation generator, the control
[0059]
Next, the control
[0060]
Next, the operation of the
[0061]
When an abnormality occurs in the generator, the
[0062]
Next, the
[0063]
Thereafter, the
[0064]
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a plurality of generators are controlled by the
[0065]
FIG. 14 is a diagram illustrating the amount of communication between the
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
As described above, the generator control system according to the present embodiment acquires a demand plan from a power consumer at a frequency of once a day, and creates a generator operation plan based on the acquired demand plan. Transmit to each generator and receive the amount of power received by the power consumer and the amount of power generated by the power generation company every 5 minutes, and modify the generator operation plan so that the amount of received power and the amount of power generation match each Send to generator. Thereby, the electric power which follows the amount of electric power received which fluctuates in real time can be generated, and it can supply to an electric power consumer.
[0069]
In the present embodiment, the power generator system and the generator are arranged one-on-one, but one power generator system may control a plurality of generators. The generator controlled by the retailer system may include a generator owned by itself in addition to the generator owned by the generator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a retailer system including a generator control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a power supply form by a power retailer.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation pattern of a generator.
FIG. 4 is a diagram showing a generator control method by a retailer system.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a generator control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation plan table.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation pattern table.
FIG. 8 is a main flowchart showing the operation of the generator control system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart of an operation plan transmission subroutine of the generator control system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart of a supply and demand adjustment subroutine of the generator control system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart of a control amount transmission subroutine of the generator control system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing a process when an abnormality occurs in the generator control system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a plurality of generators are controlled by the generator control system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a communication amount between the generator control system and the power generation company system according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Electric power transmission network
10 ... Retailer system
11 ... Power reception plan creation system
12 ... Generator control system
20 ... Consumer system
21 ... Consumer equipment
22, 32 ... Electric power meter
30 ... Power generation system
31 ... Generator
40 ... Demand for next day
41 ... Receiving plan
42 ... Amount of power received
43 ... Power generation
44 ... Operation plan
45 ... Control amount
50 ... Demand forecasting department
51 ... Supply and demand adjustment department
52. Operation plan transmission unit
53. Control amount transmitter
60 ... Constraint database
61 ... Rate database
62 ... Generator database
63 ... Driving pattern table
64 ... Operation plan table
Claims (7)
電力需要家から需要計画を取得する需要計画取得ステップと、
前記需要計画に基づき、前記発電機の運転計画を作成する運転計画作成ステップと、
各前記発電機に対して、当該発電機の運転計画を送信する運転計画送信ステップと、
電力需要家における実時間の受電量を受信する受電量受信ステップと、
発電事業者における実時間の発電量を受信する発電量受信ステップと、
受信した受電量と発電量とが一致するように前記発電機の運転計画を修正する運転計画修正ステップと、
各前記発電機に対して、当該発電機の修正後の運転計画を送信する実時間制御ステップと、
前記発電機に異常が生じたときに、異常発電機の運転状況を反映して前記発電機の運転計画を修正する異常処理ステップとを含む、発電機の制御方法。A generator control method for controlling a plurality of generators owned by a power generation company in order for an electric power retailer to supply electric power to a power consumer,
A demand plan acquisition step for acquiring a demand plan from an electric power consumer;
An operation plan creation step for creating an operation plan for the generator based on the demand plan;
An operation plan transmission step for transmitting an operation plan of the generator to each of the generators;
A received power amount receiving step for receiving a received power amount in real time in a power consumer;
A power generation reception step of receiving real-time power generation by a power generation company;
An operation plan correction step for correcting the operation plan of the generator so that the received power amount and the generated power amount match,
A real-time control step for transmitting to each of the generators a modified operation plan of the generator ;
And an abnormality processing step of correcting an operation plan of the generator to reflect an operation state of the abnormal generator when an abnormality occurs in the generator.
前記運転計画修正ステップは、前記第1の時間間隔よりも短い第2の時間間隔で前記発電機の運転計画を修正することを特徴とする、請求項1に記載の発電機の制御方法。The operation plan creation step creates an operation plan of the generator at a first time interval,
2. The generator control method according to claim 1, wherein in the operation plan correction step, the operation plan of the generator is corrected at a second time interval shorter than the first time interval.
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