JP4369071B2

JP4369071B2 - 電力供給システムおよび無効電力供給方法および自家発電設備解列方法ならびに無効電力供給指令装置

Info

Publication number: JP4369071B2
Application number: JP2001099441A
Authority: JP
Inventors: 康宏岡田; 均佐野; 誉夫進士; 智之大野; 真紀子市ヶ谷
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002300726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統と並列運転する自家発電設備とからなる電力供給システム、および、該電力供給システムにおける無効電力供給方法ならびに該電力供給システムにおける自家発電設備解列方法、および、該電力供給システムを構成する無効電力供給指令装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
並列運転する発電機が接続された電力系統における無効電力供給量を制御する方法として、特開平９−９３８１５号公報に記載された方法がある。この方法が適用されるシステムは、電力系統と電力ラインを介して連携する発電機と、電力ラインに接続された負荷設備と、買電電力の無効電力を検出する無効電力検出器と、発電機の無効電力を検出する無効電力検出器と、発電機の有効電力を検出する有効電力検出器、買電最小無効電力を設定する買電最小無効電力設定器と、発電機の最大無効電力を設定する発電機最大無効電力設定器と、発電機の最小無効電力を設定する発電機最小無効電力設定器と、発電機の定格力率を設定する発電機定格力率設定器と、買電無効電力と発電機無効電力と発電機有効電力と買電最小無効電力設定値と発電機最大無効電力設定値と発電機最小無効電力設定値と発電機定格力率設定値とが入力され、発電機の励磁電流を制御する励磁制御装置とから構成される自家用発電機と電力系統との並列運転システムである。
【０００３】
この自家用発電機と電力系統との並列運転システムにおける需要家構内の無効電力調整を行う発電機励磁制御方法は、発電機の出力の有効電力値がＰＮのときに、負荷が要求する無効電力が発電機の有効電力が最大値ＰＭのときの発電機の無効電力の最大値と買電無効電力の最小値との和よりも大きい場合には、発電機の無効電力の最大値に保持し、負荷が要求する無効電力が買電無効電力の最小値より大きいが発電機の無効電力の最大値と無効電力の最小値の和より小さい場合には、無効電力を買電無効電力の最小値に保持する無効電力の制御方法である。
【０００４】
この無効電力の制御方法は、買電力率制御方式で無効電力が減少した場合に、発電無効電力が減少し同期化が弱まることがないように制御している。
【０００５】
また、特開平５−２３２１５８号公報には、無効電力に関連する交流電圧が入力される９０°移相器および周波数測定装置と、周波数を信号に変換する周波数／信号変換器と、無効電力に関連する交流電流および９０°移相器の出力が入力される乗算器と、信号／集端数変換器と、分周器と、表示器と、クロック発生器と、クロック分周器とを有して構成され、周波数／信号変換器が９０°移相器の伝達係数［Ｋ（ｆ）］に比例あるいは反比例する出力信号を有し、乗算器および信号／周波数変換器ならびに分周器からなるカスケード回路の出力信号が交流電圧の周波数に無関係であるように、周波数／信号変換器の出力が乗算器および信号／周波数変換器ならびに分周器の入力と接続される無効電力を測定する装置が提案されている。
【０００６】
また、特開平３−２４５７３９号公報には、商用電力系統と、系統連系される常用発電装置を備えた需要家電力装置において、受電点の無効電力を検出する無効電力検出器と、受電点の無効電力と設定無効電力の偏差を検出する無効電力調整器と、無効電力調整器が出力する無効電力調整信号により発電装置の発電機界磁を調整する自動電圧調整装置の設定電圧を調整することにより、受電点力率を安定にして高力率に維持して、買電費用を低減するようにした受電無効電力制御の需要家電力設備が提案されている。
【０００７】
現在の電力取引においては、有効電力（ｋＷ）が売買対象とされており、無効電力（ｋＶａｒ）は売買対象となっていない。無効電力（ｋＶａｒ）は、電力会社が電圧維持のため調相設備などで制御している。このため、電力会社は無効電力調整のための調相設備を設けることが必要となっている。また、一般需要家において、構内の力率を制御することで無効電力を制御し力率８５パーセント以上とすると電気料金が割引となる制度があり、電力会社の調相設備負担を軽減している。
【０００８】
さらに、規制緩和が進展し、コージェネなどの自家発電用発電設備の系統連系件数が増加すると、無効電力供給源も増加し、現状以上に適正な電圧維持、すなわち無効電力制御が困難となると予想される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題に鑑み、無効電力制御に関して一般需要家が所有する自家発電設備や調相設備などの無効電力供給源を有効活用して、電力系統運用の安定化と電力供給システムの設備コストの低下をはかることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、電力会社と無効電力供給能力を有する需要家との間を電力系統を介して連携した電力供給システムにおいて、該電力供給システムを、各需要家と電力系統との接続点における電圧および無効電力ならびに力率を計測する受電端電力計測手段と、各需要家から電力系統に向けて送出する無効電力を指令する無効電力供給指令装置と、各需要家および各需要家に設けた受電端電力計測手段と無効電力供給指令装置との間でデータを高速で送受信する高速通信網とを備えて構成するとともに、無効電力供給指令装置が情報処理装置を有し、この情報処理装置が、電力系統の各接続点間の区間のインピーダンスと、発電所および変電所ならびに各需要家の無効電力供給能力と、接続点とを記述した電力ネットワークマップを作成する機能と、発電所および変電所ならびに各需要家の現在の電圧および力率ならびに無効電力を高速通信網を介して常時収集するとともに電圧異常の発生を監視する機能と、前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常を検出した接続点である電圧異常発生点を検索し、該電圧異常発生点が必要とする無効電力である必要無効電力を現在の力率を用いて計算する機能と、前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点に最も近い無効電力を供給可能な需要家を検索し、無効電力供給需要家を特定する機能と、特定した無効電力供給需要家の無効電力供給能力と、当該無効電力供給需要家の現在の無効電力供給量である無効電力供給現在値から、当該無効電力供給需要家が電力系統へ供給することができる無効電力量である供給可能無効電力現在値を計算し、特定した無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す機能と、各需要家の無効電力送出量を積算し、無効電力積算値に基づいて売電料金を計算する機能と有することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記電力供給システムにおいて、前記無効電力供給指令装置が、前記特定した無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値量が必要無効電力量に足りないときに、不足する無効電力量を計算し、前記電力ネットワークマップ上で、無効電力を供給可能な需要家を検索して第２の無効電力供給需要家を特定する機能と、特定した第２の無効電力供給需要家の無効電力供給能力と無効電力供給現在値から、第２の無効電力供給需要家が電力系統へ供給することができる供給可能無効電力現在値を計算し、特定した第２の無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す機能を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記電力供給システムにおいて、前記無効電力供給指令装置が、第２の無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値が不足無効電力に足りないときに、さらに第３の無効電力供給需要家を前記電力ネットワークマップ上で検索して特定することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記電力供給システムにおける無効電力供給方法において、各需要家の接続点における電圧および力率ならびに無効電力を常時監視する過程と、電圧異常の発生を監視する過程と、電圧異常を検出すると電力ネットワークマップ上で電圧異常発生点を検索して特定し、特定した電圧異常発生点に最も近い無効電力供給需要家を検索して特定する過程と、特定した無効電力供給需要家の無効電力供給能力と無効電力供給現在値から、当該無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値を計算し、特定した無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す過程と、
各需要家の無効電力送出量を積算する過程と、該無効電力積算量に基づいて売電料金を計算する過程とを有して構成した。
【００１４】
本発明は、上記電力供給システムにおける自家発電設備解列方法において、各需要家に無効電力の時間変化率を検出する時間変化率検出手段を設け、検出した時間変化率が一定値を超えたときに、当該需要家を電力系統から解列して、当該需要家の自家発電設備を単独運転することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記電力供給システムにおける自家発電設備解列方法において、変電所から出力される無効電力または出力電圧を監視する過程と、変電所から出力される無効電力の方向が変化するかまたは出力電圧が０Ｖとなったことを検出すると、高速通信網を介して各需要家に対し各需要家の自家発電設備を電力系統から解列し、自家発電設備を単独運転させる指令を出力する過程とを有している。
【００１６】
本発明は、各需要家と電力系統との接続点における電圧および無効電力ならびに力率を計測する受電端電力計測手段と、各需要家から電力系統に向けて送出する無効電力を指令する無効電力供給指令装置と、各需要家および各需要家に設けた受電端電力計測手段と無効電力供給指令装置との間でデータを高速で送受信する高速通信網とから構成され、電力会社と無効電力供給能力を有する需要家との間を電力系統を介して連携した電力供給システムを構成する無効電力供給指令装置において、電力系統の各接続点間の区間のインピーダンスと、発電所および変電所ならびに各需要家の無効電力供給能力と、接続点とを記述した電力ネットワークマップを作成する手段と、発電所および変電所ならびに各需要家の現在の電圧および力率ならびに無効電力を高速通信網を介して常時収集する手段と、電圧異常の発生を監視する手段と、前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点を検索し、該電圧異常発生点の必要無効電力を現在の力率を用いて計算する手段と、前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点に最も近い無効電力を供給可能な需要家を検索し、無効電力供給需要家を特定する手段と、特定した無効電力供給需要家の無効電力供給能力と無効電力供給現在値から、当該無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値を計算し、特定した無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す手段と、各需要家の無効電力送出量を積算する手段と、該無効電力積算値に基づいて売電料金を計算する手段とを有して構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる電力供給システムの構成を、図１を用いて説明する。本発明にかかる電力供給システムは、電力会社が設置する発電機を設置した発電所１と、各種の需要家２−１〜２−ｋおよび発電事業者２ｎとを電力系統３で接続するとともに、発電機１と需要家２の間の変電所４などに設けた電力会社が設置する調相設備４１と、調相設備４１の出力端の電圧Ｖ_０、有効電力Ｐｆ_０と、無効電力Ｑ_０を計測するネットワーク変電所電力計測手段５と、各需要家２−１〜２−ｋの受電点となる電力系統との接続点３ａ１〜３ａｋにおける買電力または売電力の電圧Ｖ_１〜Ｖ_ｋ、力率Ｐｆ_１〜Ｐｆ_ｋ、無効電力Ｑ_１〜Ｑ_ｋをそれぞれ計測する受電端電力計測手段６−１〜６−ｋと、発電事業者２−ｎの接続点３ａｎにおける売電力の電圧Ｖ_ｎ、力率Ｐｆ_ｎ、無効電力Ｑ_ｎをそれぞれ計測する発電事業者電力計測手段６−ｎとを有して構成される。
【００１８】
さらに、電力供給システムは、無効電力供給指令装置８と、各需要家２−１〜２−ｋ、発電事業者２ｎおよびネットワーク出力端電力計測手段５ならびに受電端電力計測手段６−１〜６−ｋ、発電事業者電力計測手段６−ｎを、高速通信網９を介して接続して構成される。
【００１９】
需要家２は、自家発電機２１を所有するとともに負荷２２と調相設備２３を有する自家発電所有需要家Ａ２−１や、自家発電機を所有せず負荷２２と調相設備２３を有する調相設備所有需要家Ｂ２−２や、卸売り事業者などの発電設備２１を所有する発電事業者２−ｎなどである。各需要家２−１〜２−ｋおよび発電事業者２−ｎは、各々最大無効電力供給量（以下、無効電力供給能力という）Ｑ_０１±〜Ｑ_０ｋ±，Ｑ_０ｎ±を有している。ここで、無効電力供給量の＋は進み無効電力を、−は遅れ無効電力を示す。さらに需要家２は、無効電力供給指令装置８からの無効電力供給指令に基づいて、例えば、発電機２１の励磁電流を制御して発生する無効電力量を変化させることができる。
【００２０】
電力系統３には、発電機１と調相設備４１間に値Ｚ_０のインピーダンス３０が、各受電点間に値Ｚ_１〜Ｚ_ｎのインピーダンス３１〜３ｎが、それぞれ存在する。
【００２１】
例えば、変電所４に設けられる調相設備４１としては、調相器、電力用コンデンサ、分流リアクトル、静止形無効電力補償装置などを用いることができる。調相設備４１は、無効電力供給能力Ｑ_００±を有しており、系統全体に分散配置されてよい。
【００２２】
ネットワーク変電所電力計測手段５は、調相設備４１の出力端の電圧Ｖ_０、有効電力Ｐｆ_０、無効電力Ｑ_０の瞬時値すなわち現在値を計測する手段とともに、該計測値を無効電力供給指令装置８へ送信する通信手段を有している。
【００２３】
受電端電力計測手段６−１〜６−ｎは、各需要家２−１〜２−ｎの受電点３ａ１〜３ａｎにおける受電電力（買電力）または送出電力（売電力）の電圧Ｖ_１〜Ｖ_ｎ、力率Ｐｆ_１〜Ｐｆ_ｎ、無効電力Ｑ_１〜Ｑ_ｎの瞬時値をそれぞれ計測するとともに、該計測値を無効電力供給指令装置８へ高速通信網９を介して送信する通信手段を有している。
【００２４】
無効電力供給指令装置８は、図２に示すように、情報処理装置８１、電力ネットワークマップ８２、電力系統監視手段８３、無効電力供給制御手段８４、計料手段８５、通信制御手段８６とを有して構成される。
【００２５】
情報処理装置８１は、無効電力供給指令装置全体を制御する手段であり、各手段の動作を制御する。さらに、情報処理装置８１は、上記働きに加えて、電力ネットワークマップを作成する電力ネットワークマップ作成機能８１１を有している。
【００２６】
電力ネットワークマップ８２は、図３に示されるように、電力系統の各区間のインピーダンスＺ０〜Ｚｎ、発電機（発電所）１および変電所４の調相設備４１ならびに各需要家２−１〜２−ｎの無効電力供給能力Ｑ_０１〜Ｑ_０ｎと、接続点（受電点３ａ１〜３ａｎ）などを記述したマップであり、無効電力供給可能現在値などが書き替えられる。
【００２７】
電力系統監視手段８３は、電力系統の現在の状態および電力系統における電圧異常の発生を監視し、電圧異常発生時に供給すべき無効電力量(必要無効電力)を計算する手段である。電力系統監視手段８３は、現在値収集機能８３１と、電圧異常発生監視機能８３２と、電圧異常発生点特定機能８３３と、必要無効電力計算機能８３４とを有している。
【００２８】
現在値収集機能８３１は、発電機１および調相設備４１ならびに各需要家２−１〜２−ｎの現在の無効電力Ｑ、力率Ｐｆ、電圧Ｖを高速通信網９を介して常時収集する機能である。電圧異常発生監視機能８３２は、電力系統３上の電圧異常発生を監視する機能である。電圧異常発生点特定機能８３３は、電力ネットワークマップ８２上で異常な電圧低下を起こした接続点または異常な電圧上昇を起こした接続点をサーチし、電圧異常発生点を特定する機能である。必要無効電力計算機能８３４は、電圧異常発生点の現在の力率ｐｆを用いて必要無効電力量を計算する機能である。
【００２９】
無効電力供給制御手段８４は、電力供給システムを構成する需要家から無効電力を供給する需要家を特定し、無効電力供給を指令する手段である。無効電力供給制御手段８４は、無効電力供給需要家特定機能８４１、供給可能無効電力現在値計算機能８４２と、無効電力供給指令発生機能８４３と、無効電力不足時対応機能８４４とを有している。
【００３０】
無効電力供給需要家特定機能８４１は、前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点に最も近い無効電力を供給可能な需要家をサーチし、無効電力供給需要家を特定する機能である。供給可能無効電力現在値計算機能８４２は、特定した無効電力供給需要家の無効電力供給能力と、無効電力供給現在値から、当該無効電力供給需要家が電力系統へ供給することができる無効電力供給可能量を計算する機能である。無効電力供給指令発生機能８４３は、特定した無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を発生する機能である。無効電力不足時対応機能８４４は、特定した無効電力供給需要家の無効電力供給可能量が必要無効電力量に足りないときに、さらに、マップ８２上で、無効電力を供給可能な需要家をサーチし、第２の無効電力供給需要家を特定する機能である。
【００３１】
計料手段８５は、各需要家や発電事業者から電力系統に供給された無効電力量を記録し売電料金を計算する手段であり、各需要家２−１〜２−ｎの無効電力送出量を積算する供給無効電力積算機能８５１と、該無効電力積算値に基づいて売電料金を計算する売電料金計算機能８５２とを有している。
通信制御手段８６は、高速通信網９を介した通信を制御する手段であり、各電力計測手段からデータを収集したり各需要家に無効電力供給を指令する通信を制御する。
【００３２】
このような構成を有する電力供給システムにおいて、無効電力を売買する電力系統の動作を、図４を用いて説明する。
【００３３】
無効電力供給指令装置８において、電力系統３の各区間のインピーダンスＺ_０〜Ｚ_ｎおよび発電所Ｇ_１の接続点３ａ_ｇ、変電所４の接続点３ａ_０、各需要家２−１〜２−ｋの接続点３ａ_１〜３ａ_ｋ、発電事業者２ｎの接続点３ａ_ｎを入力して電力系統３のマップを作成する（Ｓ１）。
【００３４】
次いで、該電力ネットワークマップに、発電所、変電所、各需要家、発電事業者の進み無効電力供給可能量Ｑ_０ｓ＋と遅れ無効電力供給可能量Ｑ_０ｓ−、発電所および発電事業者の発電パターン、各需要家のロードパターンを登録する（Ｓ２）。
【００３５】
変電所電力計測手段５、各受電端電力計測手段６−１〜６−ｋ、発電事業者電力計測手段６−ｎからそれぞれの電圧Ｖ_０〜Ｖ_ｎ，力率Ｐｆ_０〜Ｐｆ_ｎ、無効電力Ｑ_０〜Ｑ_ｎの現在値を常時取得し（Ｓ３）、電圧Ｖの異常の発生の有無を監視する（Ｓ４）。
【００３６】
各接続点３ａ_０〜３ａ_ｎのいずれかに電圧Ｖの異常低下（進み無効電力供給能力の不足）または異常上昇（遅れ無効電力供給能力の不足）が発生すると、電力ネットワークマップ上で電圧Ｖの電圧異常発生点Ｘをサーチし、場所を特定する（Ｓ５）。電圧異常発生点Ｘの検出値を、それぞれ電圧Ｖ_ｘ、力率Ｐｆ_ｘ、無効電力Ｑ_ｘとする。
【００３７】
電圧異常発生点Ｘにおける電圧異常が電圧低下の場合、力率Ｐｆ_ｘから必要とする無効電力である必要無効電力Ｑｐ_ｘを計算する（Ｓ６）。電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点Ｘに最も近い自家発電設備または進相コンデンサもしくはリアクトルなどの調相設備が設置された無効電力供給可能点Ｙをサーチし、特定する（Ｓ７）。
【００３８】
無効電力供給可能点Ｙの無効電力供給可能量Ｑ_０ｙと無効電力現在値Ｑ_ｙから供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙ＝Ｑ_ｎｙ＋Ｑ_ｙを計算する（Ｓ８）。
【００３９】
無効電力供給可能点Ｙの供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙが、電圧異常発生点Ｘが必要とする無効電力Ｑｐ_ｘ以上であるか否か（Ｑ_ｎｙ≧Ｑｐ_ｘ）を判定する（Ｓ９）。
【００４０】
無効電力供給可能点Ｙの供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙが、電圧異常発生点Ｘが必要とする必要無効電力Ｑｐ_ｘ以上である場合（Ｑ_ｎｙ≧Ｑｐ_ｘ）、無効電力供給可能点Ｙに必要無効電力Ｑｐ_ｘを電力系統に供給する必要無効電力Ｑｐ_ｘ供給指令を出す（Ｓ１０）。
【００４１】
ステップＳ９の判定の結果、無効電力供給可能点Ｙの供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙが、電圧異常発生点Ｘが必要とする必要無効電力Ｑｐ_ｘに満たない場合（Ｑ_ｎｙ＜Ｑｐ_ｘ）、無効電力供給可能点Ｙに供給可能無効電力現在値Ｑ_ｘを電力系統に供給する供給可能無効電力現在値Ｑ_ｘ供給指令を出し（Ｓ１１）た後、電圧異常発生点Ｘで未だに不足する無効電力である不足無効電力Ｑｕ_ｘ（＝Ｑｐ_ｘ−Ｑ_ｎｙ）を算出し（Ｓ１２）、この不足無効電力Ｑｕ_ｘを供給可能な無効電力供給可能量を有する第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１を電力ネットワークマップ上でサーチし、特定する（Ｓ１３）。
【００４２】
第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１の無効電力供給可能量Ｑ_０ｙ＋１と無効電力現在値Ｑ_ｙ＋１から、第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１の供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙ＋１（＝Ｑ_０ｙ＋１−Ｑ_ｙ＋１）を計算する（Ｓ１４）。
【００４３】
第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１の供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙ＋１が、不足無効電力Ｑｕ_ｘ（＝Ｑｐ_ｘ−Ｑ_ｎｙ）以上であるか否か（Ｑ_ｎｙ＋１≧Ｑｐ_ｘ−Ｑ_ｎｙ）を判定する（Ｓ１５）。
【００４４】
第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１の供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙ＋１が、不足無効電力Ｑｕ_ｘ以上である場合（Ｑ_ｎｙ＋１≧Ｑｕ_ｘ）、第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１に不足無効電力Ｑｕ_ｘ供給指令を出す（Ｓ１６）。
【００４５】
ステップＳ１５の判定で、第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１の供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙ＋１が、不足無効電力Ｑｕ_ｘに満たない場合（Ｑ_ｎｙ＋１＜Ｑｕ_ｘ）、第２の無効電力供給可能点Ｙ＋１に供給可能無効電力現在値Ｑ_ｎｙ＋１供給指令を出し、ステップＳ１１からステップＳ１５の処理を繰返す。
【００４６】
このようにして、電力系統における無効電力供給量が不足して電圧異常を検出した場合に、電力系統に接続された電圧異常発生点Ｘに最も近い無効電力供給能力を有する需要家や発電業者から無効電力の供給を受けることができ、電力系統に準備する調相設備の増大を抑制することができる。
【００４７】
各需要家や発電事業者が電力系統に供給した無効電力量をそれぞれ積算し、該無効電力積算値に基づいて、各需要家や発電業者は無効電力の余裕分を電力系統に売ることができ、調相設備の有効利用を図ることができる。
【００４８】
上記の説明においては、電圧異常を引き起こす無効電力が進み無効電力である場合を説明したが、電力が遅れ無効電力の場合であっても、上記と同様な手法によって、必要とする無効電力とこの無効電力を供給することができる需要家を特定して、必要とする無効電力を直近の無効電力供給能力を有する個所から供給して、同様な動作をすることができる。
【００４９】
次いで、電力系統における停電発生時単独運転検出と自家用発電設備の解列方法について説明する。
【００５０】
上記のように、無効電力を需要家の構外（電力系統）に送り出すように構成すると、電力系統に停電が発生したときに、自家発電設備を電力系統から解列しないと自家発電設備に過大な負荷がかかり単独運転することが困難となる。
【００５１】
以下、電力系統に停電が発生したときの解列方法と単独運転方法について説明する。
【００５２】
電力系統に停電が発生すると、需要家２から電力系統３に向けて出力される無効電力Ｑが急激に増加する。したがって、例えば自家発電を有する需要家Ａ２−１に設けた受電端電力計測手段６−１の検出値Ｑを常時監視し、その時間変化率ΔＱ／ΔＴ（ｄＱ／ｄＴ）が一定値Ｊ以上になったときに需要家Ａ２−１の自家発電機２１を電力系統３から解列させるようにする。
【００５３】
この解列方法は、需要家２に、電力系統３との間を開閉する開閉手段７１と、受電端３ａ−１の無効電力の時間変化率ΔＱ／ΔＴを検出する時間変化率検出手段７２と、基準値Ｊが設定される基準値メモリとを設け、受電端３ａの無効電力Ｑを常時監視してその時間変化率を計算し、時間変化率が一定値Ｊ以上となったときに電力系統３と需要家２との間に設けた開閉手段７２を開くことによって自家発電機２１を電力系統３から解列させ、自家発電機２１を需要家２内で単独運転させるようにすることができる。
【００５４】
また、変電所４の無効電力Ｑ_０の方向が変化するか、または変電所４の出力端電圧Ｖ_０が０Ｖとなると、電力系統３に停電が発生したと判断して、高速回線９を介して各需要家２−１〜２−ｋや発電事業者２−ｎの発電設備２１を解列させるよう指示することによって、電力系統３〜各需要家や発電事業者の発電設備を解列させることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、効電力制御に関して一般需要家が所有する自家発電設備や調相設備などの無効電力供給源を有効活用して、電力系統運用の安定化と電力供給システムの設備コストの低下をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる無効電力売買方法が適応される電力供給システムの構成を説明する図。
【図２】本発明にかかる電力供給システムを構成する無効電力供給指令装置の構成を説明するブロック図。
【図３】本発明にかかる無効電力供給指令装置の電力ネットワークマップの例を説明する図。
【図４】本発明にかかる電力供給システムにおける無効電力供給方法の処理の流れを説明するフロー図。
【符号の説明】
１：電力会社発電所
２：需要家（発電事業者）
３：電力系統
３Ａ：接続点
３０：ネットワークインピーダンス
４：変電所
４１:調相設備
５：変電所電力計測手段
６:受電端電力計測手段（発電事業者電力計測手段）
７１：開閉手段
７２：時間変化率検出手段
８:無効電力供給指令装置
８１：情報処理装置
８２：電力ネットワークマップ
８３：電力系統監視手段
８４：無効電力供給指令手段
８５：計料手段
８６：通信制御手段
９：高速通信網

Claims

電力会社と無効電力供給能力を有する需要家との間を電力系統を介して連携した電力供給システムにおいて、
各需要家と電力系統との接続点における電圧および無効電力ならびに力率を計測する受電端電力計測手段と、
各需要家から電力系統に向けて送出する無効電力を指令する無効電力供給指令装置と、
各需要家および各需要家に設けた受電端電力計測手段と無効電力供給指令装置との間でデータを高速で送受信する高速通信網とを有し、
無効電力供給指令装置は情報処理装置を有し、この情報処理装置が、
電力系統の各接続点間の区間のインピーダンスと、発電所および変電所ならびに各需要家の無効電力供給能力と、接続点とを記述した電力ネットワークマップを前記情報処理装置で作成する機能と、
発電所および変電所ならびに各需要家の現在の電圧および力率ならびに無効電力を高速通信網を介して常時収集するとともに電圧異常の発生を監視する機能と、前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常を検出した接続点（以下、電圧異常発生点という）を検索し、該電圧異常発生点が必要とする無効電力（以下、必要無効電力という）を現在の力率を用いて計算する機能と、
前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点に最も近い無効電力を供給可能な需要家を検索し、無効電力供給需要家を特定する機能と、
特定した無効電力供給需要家の無効電力供給能力と、当該無効電力供給需要家の現在の無効電力供給量（以下、無効電力供給現在値という）から、当該無効電力供給需要家が電力系統へ供給することができる無効電力量（以下、供給可能無効電力現在値という）を計算し、特定した無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す機能と、
各需要家の無効電力送出量を積算し、無効電力量に基づいて売電料金を計算する機能とを
有することを特徴とする電力供給システム。
前記無効電力供給指令装置が、前記特定した無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値量が必要無効電力量に足りないときに、不足する無効電力量を計算し、前記電力ネットワークマップ上で、無効電力を供給可能な需要家を検索して第２の無効電力供給需要家を特定する機能と、特定した第２の無効電力供給需要家の無効電力供給能力と無効電力供給現在値から、第２の無効電力供給需要家が電力系統へ供給することができる供給可能無効電力現在値を計算し、特定した第２の無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す機能を有することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
前記無効電力供給指令装置が、第２の無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値が不足無効電力に足りないときに、さらに第３の無効電力供給需要家を前記電力ネットワークマップ上で検索して特定することを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
請求項１ないし請求項３に記載の電力供給システムにおける無効電力供給方法において、
各需要家の接続点における電圧および力率ならびに無効電力を常時監視する過程と、
電圧異常を検出すると電力ネットワークマップ上で電圧異常発生点を検索して特定し、特定した電圧異常発生点に最も近い無効電力供給需要家を検索して特定する過程と、
特定した無効電力供給需要家の無効電力供給能力と無効電力供給現在値から、当該無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値を計算し、特定した無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す過程と、
各需要家の無効電力送出量を積算した過程と、
上記積算した無効電力量から売電料金を計算する過程と
からなる電力供給システムにおける無効電力供給方法。
請求項１ないし請求項３に記載の電力供給システムにおける自家発電設備解列方法において、
各需要家に無効電力の時間変化率を検出する時間変化率検出手段を設け、
検出した無効電力の時間変化率が一定値を超えたときに、当該需要家の自家発電設備を電力系統から解列して、当該自家発電設備を単独運転することを特徴とする電力供給システムにおける自家発電設備解列方法。
請求項１ないし請求項３に記載の電力供給システムにおける自家発電設備解列方法において、
変電所から出力される無効電力または出力電圧を監視する過程と、
変電所から出力される無効電力の方向が変化するかまたは出力電圧が０Ｖとなったことを検出すると、高速通信網を介して各需要家に対し各需要家の自家発電設備を電力系統から解列し、当該自家発電設備を単独運転させる指令を出力する過程とを有することを特徴とする電力供給システムにおける自家発電設備解列方法。
各需要家と電力系統との接続点における電圧および無効電力ならびに力率を計測する受電端電力計測手段と、各需要家から電力系統に向けて送出する無効電力を指令する無効電力供給指令装置と、各需要家および各需要家に設けた受電端電力計測手段と無効電力供給指令装置との間でデータを高速で送受信する高速通信網とから構成され、電力会社と無効電力供給能力を有する需要家との間を電力系統を介して連携した電力供給システムを構成する無効電力供給指令装置において、
電力系統の各接続点間の区間のインピーダンスと、発電所および変電所ならびに各需要家の無効電力供給能力と、接続点とを記述した電力ネットワークマップを作成する手段と、
発電所および変電所ならびに各需要家の現在の電圧および力率ならびに無効電力を高速通信網を介して常時収集するとともに電圧異常の発生を監視する手段と、前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点を検索し、該電圧異常発生点の必要無効電力を現在の力率を用いて計算する手段と、
前記電力ネットワークマップ上で、電圧異常発生点に最も近い無効電力を供給可能な需要家を検索し、無効電力供給需要家を特定する手段と、
特定した無効電力供給需要家の無効電力供給能力と無効電力供給現在値から、当該無効電力供給需要家の供給可能無効電力現在値を計算し、特定した無効電力供給需要家に対して無効電力供給指令を出す手段と、
各需要家の無効電力送出量を積算する手段と、
該無効電力積算値に基づいて売電料金を計算する手段と
を有することを特徴とする無効電力供給指令装置。