JP4190393B2 - Power system - Google Patents

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Description

本発明は、指令された電源電力を電源装置にて出力するように構成された電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply system configured to output commanded power supply power by a power supply device.

かかる電源システムの電源装置としては、電力会社(一般電気事業者)や特定規模電気事業者などが商用電源として設置している発電所や、電気事業者以外の個人や団体などが住宅や様々な施設に設置している分散型電源装置などがある。これら電源装置から商用系統に電源電力を出力するとき、その電源電力の周波数は、基準周波数(50Hz又は60Hz)に合わせられて送出されている。その結果、商用系統に接続されている電力負荷装置による電力負荷合計と、電源装置から送出される電源電力合計とが釣り合っているときには、商用系統における電力の周波数(以下、「商用系統周波数」と記載することもある)は基準周波数に維持される。   As a power supply device of such a power supply system, a power plant installed as a commercial power source by an electric power company (general electric utility) or a specific scale electric utility, an individual or group other than the electric utility, etc. There are distributed power supplies installed in the facility. When power supply power is output from these power supply devices to a commercial system, the frequency of the power supply power is sent out in accordance with a reference frequency (50 Hz or 60 Hz). As a result, when the total power load by the power load device connected to the commercial system is balanced with the total power source power sent from the power unit, the frequency of power in the commercial system (hereinafter referred to as “commercial system frequency”) (Which may be described) is maintained at the reference frequency.

しかし、電源電力合計と電力負荷合計とが釣り合っていないときには商用系統周波数が基準周波数から逸脱することとなる。具体的には、電力負荷合計が電源電力合計よりも大きいとき、商用系統周波数は基準周波数よりも小さくなり、電源電力合計が電力負荷合計よりも大きいとき、商用系統周波数は基準周波数よりも大きくなるという周波数の逸脱が発生する。   However, when the total power source power and the total power load are not balanced, the commercial grid frequency deviates from the reference frequency. Specifically, when the total power load is greater than the total power supply power, the commercial grid frequency is smaller than the reference frequency, and when the total power supply power is greater than the total power load, the commercial grid frequency is greater than the reference frequency. A frequency deviation occurs.

商用系統周波数を基準周波数に維持して、上述のような周波数の逸脱の発生を防止することは電力の使用者利益保護のために必要であるので、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱が許容範囲内に収まるように、電力会社は発電所から出力される電源電力を増減させて電源電力合計と電力負荷合計とを釣り合わせるような周波数制御を行っている(例えば、非特許文献1参照)。   Maintaining the commercial grid frequency at the reference frequency to prevent the occurrence of frequency deviations as described above is necessary to protect the benefits of power users, so the deviation of the commercial grid frequency from the reference frequency is acceptable. In order to be within the range, the electric power company performs frequency control such that the power source power output from the power plant is increased or decreased to balance the total power source power and the total power load (for example, see Non-Patent Document 1). .

横山隆一監修「電力自由化と技術開発」、東京電機大学出版局、2001年9月20日、p.133〜135Supervised by Ryuichi Yokoyama, “Liberalization of Electricity and Technology Development”, Tokyo Denki University Press, September 20, 2001, p. 133-135

商用系統には、電力会社が維持管理する発電所(商用電源)のみから電源電力が出力されるのではなく、個人や団体などが設置している分散型電源装置からも電源電力が出力されている。そして、これら分散型電源装置から商用系統に出力される電源電力は、それらを設置している個人や団体などの都合により変動しがちであり、また分散型電源装置では商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような対策も行っていないため、商用系統における電源電力合計と電力負荷合計との釣り合いが崩れ、商用系統における商用系統周波数が基準周波数から逸脱するという問題が発生すると予想される。   In commercial systems, power is not only output from power plants (commercial power) maintained by the power company, but is also output from distributed power supplies installed by individuals and organizations. Yes. And the power source power output from these distributed power supply devices to the commercial system tends to fluctuate due to the circumstances of the individual or group installing them, and in the distributed power supply device from the reference frequency of the commercial system frequency Since no countermeasures have been taken to compensate for the deviation of the power system, the balance between the total power supply and the total power load in the commercial system is lost, and the problem that the commercial system frequency in the commercial system deviates from the reference frequency is expected to occur. .

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、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点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to control the frequency of a commercial system frequency without significantly impairing the profit of the installer of the power supply device used for frequency control in the commercial system. It is in the point of providing the power supply system which can perform.

上記目的を達成するための本発明に係る電源システムの第1特徴構成は、指令された電源電力を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、前記電源装置が商用系統に接続され、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逸脱を補償するために、前記指令された電源電力に対する所定の比率範囲で設定される変動許容範囲内で変動させる変動電力を、前記指令された電源電力に加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段とが設けられている
点にある。
In order to achieve the above object, a first characteristic configuration of a power supply system according to the present invention is a power supply system configured to output a commanded power supply by a power supply device, wherein the power supply device is a commercial system. Connected to the power supply device, the frequency monitoring means for monitoring the commercial system frequency in the commercial system, and the command to compensate for the deviation of the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring means from the reference frequency Output control means for adding the commanded power supply power to the power supply device for changing the power fluctuation within a permissible fluctuation range set within a predetermined ratio range with respect to the supplied power supply power. It is in.

上記第1特徴構成によれば、周波数監視手段が、商用系統における商用系統周波数を監視し、出力制御手段が、周波数監視手段により監視される商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するために、指令された電源電力に対する所定の比率範囲で設定される変動許容範囲内で変動させる変動電力を、上記指令された電源電力に加算して、商用電源や分散型電源などの電源装置から出力させて、商用系統における電源電力合計と電力負荷合計とが釣り合うように調整する。その結果、商用系統における電源電力合計と電力負荷合計とが乖離していたときに発生していた商用系統における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱が補償される。
更に、上記変動電力には、指令された電源電力に対する所定の比率範囲で設定される変動許容範囲が設定され、商用系統における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するための変動電力はその変動許容範囲内にあるように構成されていることで、電源装置から出力される電力は、本来出力されるように指令された電源電力から大きく変動するようなことがない。つまり、商用系統における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するために上記変動電力を無制限に変動させるようにすると、本来出力されるように指令された電源電力よりも大きな変動を加算して電源装置から出力させる状態になる虞があるが、上記変動電力の変動範囲を制限することで、電源装置の設置者利益が大きく損なわれることもない。
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。
According to the first characteristic configuration, the frequency monitoring unit monitors the commercial system frequency in the commercial system, and the output control unit compensates the deviation of the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring unit from the reference frequency. Fluctuating power that fluctuates within a permissible fluctuation range set within a predetermined ratio range with respect to the commanded power supply power is added to the commanded power supply power and output from a power supply device such as a commercial power supply or a distributed power supply. Thus, adjustment is made so that the total power supply power and the total power load in the commercial system are balanced. As a result, the deviation from the reference frequency of the commercial system frequency in the commercial system, which occurred when the total power source power and the total power load in the commercial system were deviated, is compensated.
Further, the fluctuation power is set with a fluctuation allowable range set in a predetermined ratio range with respect to the commanded power supply power, and the fluctuation power for compensating for deviation from the reference frequency of the commercial system frequency in the commercial system is By being configured so as to be within the allowable fluctuation range, the power output from the power supply apparatus does not vary greatly from the power supply power commanded to be output originally. In other words, in order to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency in the commercial system, the fluctuation power is allowed to fluctuate indefinitely, adding a larger fluctuation than the power supply power commanded to be output originally. Although there is a possibility that the power is output from the power supply device, by limiting the fluctuation range of the fluctuating power, the profit of the installer of the power supply device is not greatly impaired.
Therefore, it is possible to provide a power supply system that can perform frequency control of the commercial system frequency without greatly impairing the profit of the installer of the power supply device used for frequency control in the commercial system.

上記目的を達成するための本発明に係る電源システムの第2特徴構成は、前記所定の比率範囲は、前記指令された電源電力の大きさに応じて異なる点にある。 The second characteristic configuration of the power supply system according to the present invention for achieving the above object is that the predetermined ratio range is different depending on the commanded power supply power .

本発明に係る電源システムの第3特徴構成は、前記電源装置が、商用電源又は分散型電源にて構成されている点にある。 A third characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that the power supply device is configured by a commercial power supply or a distributed power supply .

本発明に係る電源システムの第4特徴構成は、前記分散型電源が、電力と熱とを併せて発生するコージェネレーション装置にて構成されている点にある。 A fourth characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that the distributed power supply is configured by a cogeneration device that generates both power and heat.

上記第4特徴構成によれば、商用系統に接続される分散型電源を用いて需要者に対して電力と熱とを併せて供給しながら、その分散型電源の設置者利益を大きく損なうこと無しに、商用系統における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償することができる。 According to the fourth characteristic configuration described above, while supplying both power and heat to a consumer using a distributed power source connected to a commercial system, the profit of the installer of the distributed power source is not significantly impaired. In addition, the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency in the commercial system can be compensated.

以下に、本発明の実施の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50にコージェネレーション式の電源システム10、発電専用式の電源システム20、発電所30、及び、商用系統50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40、41が接続されている。発電所30は、指令された電源電力を商用系統50に出力するように構成されている。尚、商用系統50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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the schematic diagram of the commercial system shown in FIG. 1, the commercial system 50 includes a cogeneration power supply system 10, a power generation dedicated power system 20, a power plant 30, and a power consumer who consumes power in the commercial system 50. The power load devices 40 and 41 are connected. The power plant 30 is configured to output the commanded power supply power to the commercial system 50. Further, a large number of power supply systems, power plants, power load devices, and the like may be connected to the commercial system 50.

コージェネレーション式の電源システム10では、指令された電源電力を電源装置としてのガスエンジン発電装置、燃料電池発電装置、太陽光発電装置、蓄電装置などの発電装置(分散型電源装置)13から出力するように構成され、電力会社などが維持管理する商用電源としての火力発電所、水力発電所、原子力発電所、風力発電所などの発電所30、23が接続された商用系統50における電力の周波数(以下、「商用系統周波数」と記載することもある)を監視する周波数監視手段11と、周波数監視手段11により監視される商用系統周波数の基準周波数(50Hz又は60Hz)からの逸脱を補償するための変動電力を、指令された電源電力に加算して発電装置13から出力させる出力制御手段12とが設けられている。発電装置13は、電力と熱とを併せて発生するガスエンジン発電装置、燃料電池発電装置などのコージェネレーション装置にて構成され、発生した電力を電力負荷装置14と商用系統50に供給可能であり、発生した熱を熱負荷装置15に供給可能である。更に、出力制御手段12が、指令された電源電力の大きさに応じて設定される変動許容範囲内で、上記変動電力を変動させるように構成しても構わない。   In the cogeneration type power supply system 10, the commanded power supply power is output from a power generation device (distributed power supply device) 13 such as a gas engine power generation device, a fuel cell power generation device, a solar power generation device, or a power storage device as a power supply device. The frequency of power in the commercial system 50 to which the power plants 30 and 23 such as a thermal power plant, a hydro power plant, a nuclear power plant, and a wind power plant as commercial power sources that are configured and maintained by an electric power company or the like are connected ( Hereinafter, frequency monitoring means 11 for monitoring (which may also be described as “commercial system frequency”), and compensation for deviation from the reference frequency (50 Hz or 60 Hz) of the commercial system frequency monitored by frequency monitoring means 11 There is provided output control means 12 for adding the fluctuating power to the commanded power supply power and outputting it from the power generator 13. The power generation device 13 is configured by a cogeneration device such as a gas engine power generation device or a fuel cell power generation device that generates both power and heat, and can supply the generated power to the power load device 14 and the commercial system 50. The generated heat can be supplied to the heat load device 15. Further, the output control means 12 may be configured to vary the fluctuating power within a fluctuating allowable range set according to the commanded power supply power.

発電専用式の電源システム20は、指令された電源電力を電源装置としての発電所(商用電源)23から商用系統50に出力するように構成され、商用系統50における商用系統周波数を監視する周波数監視手段21と、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(50Hz又は60Hz)からの逸脱を補償するために、指令された電源電力の大きさに応じて設定される変動許容範囲内で変動させる変動電力を、指令された電源電力に加算して発電所23から出力させる出力制御手段22とが設けられている。   The power generation dedicated power supply system 20 is configured to output the commanded power supply power from a power plant (commercial power supply) 23 as a power supply device to the commercial grid 50, and monitors the commercial grid frequency in the commercial grid 50. In order to compensate for the deviation from the reference frequency (50 Hz or 60 Hz) of the commercial system frequency monitored by the means 21 and the frequency monitoring means 21, it is within a variation allowable range set according to the commanded power supply power level. And output control means 22 for adding the commanded power supply power to the commanded power supply power and outputting it from the power plant 23.

次に、コージェネレーション式の電源システム10及び発電専用式の電源システム20において行うことのできる商用系統周波数の周波数制御について説明するが、両電源システム10、20に設けられた周波数監視手段11、21と出力制御手段12、22との動作は同様であるので、以下に図1から図4を参照して説明する実施形態ではコージェネレーション式の電源システム10の動作について説明し、発電専用式の電源システム20の動作の説明は省略する。   Next, frequency control of the commercial system frequency that can be performed in the cogeneration type power supply system 10 and the power generation dedicated power supply system 20 will be described. The frequency monitoring means 11 and 21 provided in the both power supply systems 10 and 20 will be described. And the output control means 12 and 22 are the same, and in the embodiment described below with reference to FIGS. 1 to 4, the operation of the cogeneration type power supply system 10 will be described. A description of the operation of the system 20 is omitted.

コージェネレーション式の電源システム10の発電装置13には電源出力指令値が与えられており、出力制御手段12はその電源出力指令値に基づいて電力を出力するように発電装置13の運転を制御する。周波数監視手段11は、商用系統50における商用系統周波数を監視して、その値を出力制御手段12に渡している。出力制御手段12は、周波数監視手段11により監視される商用系統周波数と基準周波数(50Hz又は60Hz)とを比較し、商用系統周波数の基準周波数からの偏差(逸脱量)を導出する(図2のステップ100)。偏差が存在するということは、商用系統50における電力負荷合計と電源電力合計とが釣り合っていないことを示しているため、電源電力合計を増減させて両者が釣り合うようにすることで上記偏差の補償を行うことができる。従って、出力制御手段12は、商用系統周波数の基準周波数からの偏差を補償するために変動させるべき変動電力を、上記偏差の大きさに基づく電源出力変動目標値として導出する(ステップ102)。商用系統周波数の基準周波数からの偏差の大きさと、導出される電源出力変動目標値との関係は、発電設備13に固有の特性(定格出力、調定率、ガバナ不感帯、発電制御時定数、ガバナ制御時定数など)や、発電設備に求められる運転条件などに基づいて予め設定されている関係が用いられる。   A power output command value is given to the power generation device 13 of the cogeneration type power supply system 10, and the output control means 12 controls the operation of the power generation device 13 so as to output electric power based on the power output command value. . The frequency monitoring unit 11 monitors the commercial system frequency in the commercial system 50 and passes the value to the output control unit 12. The output control means 12 compares the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring means 11 with the reference frequency (50 Hz or 60 Hz), and derives the deviation (deviation amount) of the commercial system frequency from the reference frequency (FIG. 2). Step 100). The presence of a deviation indicates that the total power load and the total power supply power in the commercial grid 50 are not balanced, so that the above-mentioned deviation can be compensated by increasing or decreasing the total power supply power so that they are balanced. It can be performed. Therefore, the output control means 12 derives the fluctuation power to be fluctuated to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency as the power output fluctuation target value based on the magnitude of the deviation (step 102). The relationship between the magnitude of the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency and the derived power output fluctuation target value is characteristic of the power generation equipment 13 (rated output, settling rate, governor deadband, power generation control time constant, governor control). A time constant or the like) or an operation condition required for the power generation facility is used.

例えば、図3に例示する周波数偏差と電源出力変動目標値とのグラフのように、電源出力変動目標値は偏差の関数で表される関係にあり、周波数偏差の大きさが所定の不感帯:A1、A2を越えると、電源出力変動目標値が偏差を関数とする一定の変化率:C1、C2で変化する。この不感帯A1、A2の値と変化率:C1、C2の値とは、発電設備13に固有の特性や発電設備13に求められる運転条件などに基づいて適宜設定される。   For example, as shown in the graph of the frequency deviation and the power supply output fluctuation target value illustrated in FIG. 3, the power supply output fluctuation target value has a relationship represented by a function of the deviation, and the magnitude of the frequency deviation is a predetermined dead zone: A1. When A2 is exceeded, the power supply output fluctuation target value changes at a constant rate of change C1 and C2 with the deviation as a function. The values of the dead zones A1 and A2 and the rate of change: the values of C1 and C2 are set as appropriate based on characteristics unique to the power generation facility 13, operating conditions required for the power generation facility 13, and the like.

従って、商用系統周波数の基準周波数からの偏差を補償するために発電装置13から商用系統50に出力するべき電源電力は、電源出力指令値によって指令された電力と上記電源出力変動目標値によって指令される上記変動電力との和になるのだが、電源出力指令値によって指令された本来出力されるべき電力に比べて上記変動電力の比率が大きくなると、発電装置13から出力される電力は、本来出力されるように指令された電源電力から大きく変動して、この発電装置13の設置者の利益を損なうことになるため、出力制御手段12は、上記電源出力変動目標値の大きさを、電源出力指令値の大きさに応じて設定される変動許容範囲内であるような変動幅に制限して、その変動幅を電源出力変動値として導出する(ステップ104)。例えば、図3のグラフに示すように、変動許容範囲:B1、B2としては、例えば、電源出力指令値の大きさの±3%の範囲などを設定することができる。以上の結果、本来出力されるように指令される電源出力指令値にこの電源出力変動値を加算するのであれば、発電装置13の設置者利益を損なうことなく、商用系統周波数を基準周波数に近づけるための周波数制御に貢献することができる。   Therefore, the power supply power to be output from the power generator 13 to the commercial system 50 in order to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency is commanded by the power commanded by the power supply output command value and the power supply output fluctuation target value. However, if the ratio of the fluctuating power is larger than the power that should be output by the power output command value, the power output from the power generator 13 is The output control means 12 changes the power output fluctuation target value to the power output because the power supply power commanded to be greatly fluctuated and the profit of the installer of the power generator 13 is impaired. Limiting the fluctuation range to be within the allowable fluctuation range set according to the magnitude of the command value, the fluctuation range is derived as a power supply output fluctuation value (step 104). For example, as shown in the graph of FIG. 3, as the allowable fluctuation ranges B1 and B2, for example, a range of ± 3% of the magnitude of the power output command value can be set. As a result, if this power supply output fluctuation value is added to the power supply output command value that is originally commanded to be output, the commercial system frequency is brought close to the reference frequency without impairing the profit of the installer of the power generation device 13. Can contribute to frequency control.

次に、出力制御手段12は、本来与えられている電源出力指令値にステップ104にて導出された電源出力変動値を加算する(ステップ106)。そして、電源出力変動値が加算された電源出力指令値に対して、発電装置13に設定されている出力指令値の制限値(上下限値)を考慮して、電源出力目標値を導出する。制限値(上限値)の例としてはこの発電装置13の定格出力値があり、定格出力値以上の出力を指令することはできないように制限されている。そして、出力制御手段12は、発電装置13の電源出力をこの電源出力目標値を目標として、実際に発電装置13を制御するための電源出力制御値をPI(比例積分)制御により導出して(ステップ110)、指令し、発電装置13の出力制御が行われる。   Next, the output control means 12 adds the power supply output fluctuation value derived in step 104 to the power supply output command value originally given (step 106). Then, with respect to the power supply output command value to which the power supply output fluctuation value is added, the power supply output target value is derived in consideration of the limit value (upper and lower limit values) of the output command value set in the power generation device 13. As an example of the limit value (upper limit value), there is a rated output value of the power generation device 13, which is limited so that an output exceeding the rated output value cannot be commanded. Then, the output control means 12 derives the power supply output control value for actually controlling the power generation apparatus 13 by PI (proportional integration) control with the power supply output of the power generation apparatus 13 as a target for this power supply output target value ( Step 110), and the output control of the power generator 13 is performed.

図4に例示するのは、商用系統周波数の時間推移と、商用系統周波数と基準周波数(60Hz)との偏差(逸脱量)に応じて制御される電源出力の時間推移とをグラフ表示したものである。図示するように、周波数監視手段11によって監視されている商用系統周波数が基準周波数から逸脱すると、発電装置13にとっての本来の電源出力指令値(図中では破線で示す)に対して変動が加えられていることが分かる。また、変動許容範囲(図中では一点破線で示す)が電源出力指令値の大きさに応じて設定されており、電源出力指令値を変動させるときの電源出力変動値の上限値と下限値とが設定されている。   Illustrated in FIG. 4 is a graph display of the time transition of the commercial system frequency and the time transition of the power supply output controlled according to the deviation (deviation amount) between the commercial system frequency and the reference frequency (60 Hz). is there. As shown in the figure, when the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring means 11 deviates from the reference frequency, a fluctuation is added to the original power supply output command value (indicated by a broken line in the figure) for the power generator 13. I understand that In addition, the fluctuation allowable range (indicated by a one-dot broken line in the figure) is set according to the magnitude of the power supply output command value, and the upper limit value and lower limit value of the power supply output fluctuation value when the power supply output command value is changed, Is set.

例えば、時刻t1において、商用系統周波数は基準周波数(60Hz)から逸脱しているため、次に発電装置13に対して制御値を与えるときに、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような電源出力変動値を電源出力指令値に加算する。具体的には、時刻t1において商用系統周波数が基準周波数よりも大きくなっている、つまり、商用系統50における電源出力合計が電力負荷合計よりも大きくなっているので、出力制御手段12は、時刻t2で電源出力指令値に対して負の値を持つ電源出力変動値を加算して、発電装置13から出力される電力を減少させている。その結果、商用系統50における電源電力合計と電力負荷合計とが釣り合うようにして、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱量を小さくさせることが可能となる。   For example, since the commercial system frequency deviates from the reference frequency (60 Hz) at time t1, the next time the control value is given to the power generator 13, the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency is compensated. Add the correct power supply output fluctuation value to the power supply output command value. Specifically, since the commercial system frequency is higher than the reference frequency at time t1, that is, the total power output in the commercial system 50 is larger than the total power load, the output control means 12 The power output fluctuation value having a negative value with respect to the power output command value is added to reduce the power output from the power generator 13. As a result, the amount of deviation of the commercial system frequency from the reference frequency can be reduced by balancing the total power supply power and the total power load in the commercial system 50.

<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、変動許容範囲として電源出力指令値の±3%の値とする場合について例示したが、その±3%という比率を適宜変更して設定することができる。例えば、電源出力指令値の±5%の範囲を変動許容範囲として設定するような改変も可能である。また、その比率の大きさを固定値とするのではなく、電源出力指令値の大きさに応じて変化させても構わない。例えば、電源出力指令値が4000(kW)であるときの比率は±3%と設定し、電源出力指令値が5000(kW)であるときの比率は±4%とするような改変も可能である。
その際、比率を大きな値に設定して、変動許容範囲が大きくなることを許容すると、例えば、電力負荷装置14で使用されるために発電装置13から電力が出力されるというよりも、むしろ商用系統50における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するために発電装置13から電力が出力されることとなってしまい、発電装置13に余分な燃料コスト、メンテナンスコストなどが必要になるという設置者の不利益が生じる。他方で、変動許容範囲が大きいほど、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償する能力が大きくなる。従って、変動許容範囲は、電源システム10、20の発電装置13、発電所23の設置者の不利益にならない範囲で可能な限り大きく設定することが好ましい。
<Another embodiment>
<1>
In the above-described embodiment, the case where the variation allowable range is set to a value of ± 3% of the power supply output command value is exemplified, but the ratio of ± 3% can be appropriately changed and set. For example, such a modification that a range of ± 5% of the power supply output command value is set as the allowable fluctuation range is also possible. Further, the magnitude of the ratio may be changed according to the magnitude of the power supply output command value instead of a fixed value. For example, the ratio when the power output command value is 4000 (kW) is set to ± 3%, and the ratio when the power output command value is 5000 (kW) is ± 4%. is there.
At that time, if the ratio is set to a large value and the variation allowable range is allowed to increase, for example, power is output from the power generation device 13 for use in the power load device 14, rather than commercial power. Installation in which power is output from the power generation device 13 to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency in the system 50, and extra fuel costs and maintenance costs are required for the power generation device 13. The disadvantage of the person. On the other hand, the greater the variation tolerance, the greater the ability to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency. Therefore, it is preferable to set the allowable fluctuation range as large as possible without causing a disadvantage to the installer of the power generation systems 13 and 20 of the power supply systems 10 and 20.

或いは、電源装置13、23の設置者の利益・不利益に拘わらずに変動許容範囲を設定しても構わない。そして、商用系統50を維持管理して、商用系統50での商用周波数を基準周波数に維持する義務を有する電力会社などが、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償したときの電源装置13、23の設置者による貢献度に応じて、設置者が被った不利益を金銭などにより補償するような仕組み構築することもできる。   Alternatively, the variation allowable range may be set regardless of the profit / disadvantage of the installer of the power supply devices 13 and 23. Then, the power company 13 that maintains and manages the commercial system 50 to maintain the commercial frequency in the commercial system 50 at the reference frequency compensates for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency, It is also possible to construct a mechanism that compensates the disadvantage suffered by the installer with money or the like according to the degree of contribution by the 23 installers.

<2>
上記実施形態では、図4に例示したように、発電設備13に対して電源出力指令値が与えられ、その電源出力指令値に対して、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような電源出力変動値を加算するような演算処理が行われる場合について説明したが、例えば、電源システム10には熱負荷装置15が設けられているため、発電装置13に電源出力指令値が与えられるのではなく、熱出力指令値が与えられることもある。発電装置13に熱出力指令値が与えられるとき、その熱出力指令値にしたがって運転を行ったときに発電装置13から併せて出力される電力を電源出力指令値と見なすこともできるので、出力制御手段12は熱出力指令値を電源出力指令値に換算し、その電源出力指令値に対して、上記実施形態と同様の手法によって商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような電源出力変動値を加算して、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような制御が行われる。
<2>
In the above embodiment, as illustrated in FIG. 4, a power output command value is given to the power generation facility 13, and the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency is compensated for the power output command value. Although the case where the arithmetic processing for adding the power supply output fluctuation value is performed has been described, for example, the power supply system 10 is provided with the thermal load device 15, and therefore the power supply output command value is given to the power generation device 13. Instead, a heat output command value may be given. When a heat output command value is given to the power generation device 13, the power output from the power generation device 13 when the operation is performed according to the heat output command value can be regarded as the power supply output command value. The means 12 converts the heat output command value into a power supply output command value, and the power supply output fluctuation that compensates for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency by the same method as in the above embodiment for the power supply output command value. Control is performed so as to compensate the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency by adding the values.

<3>
上記実施形態では、コージェネレーション式の電源システム10と発電専用式の電源システム20における動作として、両電源システム10、20に設けられた出力制御手段12、22が、指令された電源電力の大きさに応じて設定される変動許容範囲内で変動電力を変動させるように構成した場合について説明したが、コージェネレーション式の電源システム10では、上記変動許容範囲を設けずに、無制限で変動電力を変動させても構わない。その場合、図2に示した動作制御フローを参照すると、ステップ104が省略され、ステップ106において、ステップ102で導出された電源出力変動目標値がそのまま電源出力変動値として電源出力指令値に加算されることとなる。
<3>
In the above embodiment, as operations in the cogeneration power supply system 10 and the power generation dedicated power supply system 20, the output control means 12 and 22 provided in both the power supply systems 10 and 20 have the commanded power supply magnitude. However, in the cogeneration type power supply system 10, the fluctuation power is fluctuated without limitation without providing the fluctuation allowance range described above. It does n’t matter. In that case, referring to the operation control flow shown in FIG. 2, step 104 is omitted, and in step 106, the power supply output fluctuation target value derived in step 102 is directly added to the power supply output command value as the power supply output fluctuation value. The Rukoto.

<4>
上記実施形態において、図3に例示した周波数偏差と電源出力変動目標値との関係を示すグラフでは、不感帯A1、A2、変動許容範囲:B1、B2、及び、変化率:C1、C2の夫々の値の絶対値を同じにした対称形状としているが、不感帯A1の値と不感帯A2の値は絶対値が異なっていてもよく、また、変動許容範囲B1の値と変動許容範囲B2の値、変化率C1の値と変化率C2の値とは絶対値が異なっていてもよい。
<4>
In the above embodiment, in the graph illustrating the relationship between the frequency deviation and the power supply output fluctuation target value illustrated in FIG. 3, the dead zones A1 and A2, the fluctuation allowable ranges: B1 and B2, and the change rates: C1 and C2, respectively. The absolute values are the same, but the absolute value of the dead zone A1 may be different from the value of the dead zone A2, and the value of the fluctuation allowable range B1 and the value of the fluctuation allowable range B2 and the change thereof may be different. The absolute value may be different between the value of the rate C1 and the value of the change rate C2.

商用系統の概略図Schematic diagram of commercial system 動作制御フローOperation control flow 周波数偏差と電源出力変動目標値との関係を示すグラフGraph showing the relationship between frequency deviation and power output fluctuation target value 商用系統周波数と電源出力制御値の時間推移を示すグラフGraph showing time transition of commercial system frequency and power output control value

符号の説明Explanation of symbols

10 電源システム
11 周波数監視手段
12 出力制御手段
13 発電装置(電源装置)
20 電源システム
21 周波数監視手段
22 出力制御手段
23 発電所(電源装置)
50 商用系統
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply system 11 Frequency monitoring means 12 Output control means 13 Power generation device (power supply device)
20 power supply system 21 frequency monitoring means 22 output control means 23 power plant (power supply device)
50 Commercial system

Claims (4)

指令された電源電力を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、
前記電源装置が商用系統に接続され、
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逸脱を補償するために、前記指令された電源電力に対する所定の比率範囲で設定される変動許容範囲内で変動させる変動電力を、前記指令された電源電力に加算して前記電源装置から出力させる出力制御手段とが設けられている電源システム。
A power supply system configured to output commanded power supply by a power supply device,
The power supply is connected to a commercial system;
In the power supply device,
Frequency monitoring means for monitoring the commercial system frequency in the commercial system;
In order to compensate for a deviation from the reference frequency of the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring means, the fluctuation power that fluctuates within a fluctuation allowable range set in a predetermined ratio range with respect to the commanded power supply power, A power supply system provided with output control means for adding to the commanded power supply power and outputting from the power supply device.
前記所定の比率範囲は、前記指令された電源電力の大きさに応じて異なる請求項1記載の電源システム。The power supply system according to claim 1, wherein the predetermined ratio range is different depending on a magnitude of the commanded power supply power. 前記電源装置が、商用電源又は分散型電源にて構成されている請求項1又は2記載の電源システム。The power supply system according to claim 1, wherein the power supply device is configured by a commercial power supply or a distributed power supply. 前記分散型電源が、電力と熱とを併せて発生するコージェネレーション装置にて構成されている請求項3記載の電源システム。 The power supply system according to claim 3 , wherein the distributed power source is configured by a cogeneration device that generates both electric power and heat.
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