JP4622063B2 - 発電機制御装置及び発電機制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の監視制御システムのうち、発電機群の出力調整を行い、需給調整を目的とする電力系統監視制御システムの発電機制御装置及び発電機制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数制御を行う発電機制御装置では、基準となる周波数からの偏差を電力に換算し、更に需給調整対象外の系統間との電力融通がある場合は、融通のスケジュールと融通点を流れる潮流との偏差分を加えたＡＲ（Area Requirement）と呼ばれる電力を制御対象量とする。この制御対象量を需給調整可能な発電機群に対して配分し、その配分量を各発電機の現在の出力に加算または減算して、各発電機に指令する。発電機群は指令値に対する応動として出力変化を行い、その結果として電力系統の需給バランスが保たれ、系統の周波数が基準周波数に保たれる。
【０００３】
制御対象量であるＡＲを需給調整可能な各発電機に配分する場合、従来までは、出力変化速度と呼ばれる各発電機がある一定時間に出力変化可能な量と、各発電機毎の出力上下限を元に、出力変化速度による比例配分に上下限の制約を付した配分計算を行っていた。
【０００４】
その場合、水力系（揚水）の発電機は出力変化速度が十分速い為、周波数制御の対象とする制御周期（数秒から数十秒）間に変化可能な出力変化量が大きい為、出力指令値の変化分に対して、発電機の応動が得られ、周波数制御を行うことが出来る。これに対して火力系（石油、石炭）の発電機は出力変化速度が遅い為、制御周期間に変化可能な出力変化量が小さく、発電機の応動を得られない場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、微少な出力変化の指令でも発電機が応動することを前提としており、発電機の応動が得られない場合を考慮していない。そのため、実際に発電機が指令値に対して応動しない場合、周波数制御において周波数と基準周波数との偏差が解消されない問題が有った。
【０００６】
本発明の目的は、出力変化速度の小さい発電機に対しても、その制御周期内に変化することのできる出力変化を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では発電機が制御周期内に変化することの出来る出力変化量範囲内で配分された出力変化量に対して、ある量を上乗せして出力指令を行うことで発電機の応動を引き出し、結果として制御周期内に変化可能な出力変化を得ることが出来るようにしたものである。
【０００８】
また、本発明では、発電機の種類により応動の特性が異なることを考慮し、発電機の種類毎に指令値を上乗するか否か使い分ける機能を付加している。更に、上乗せ指令対象の種類の発電機の内でも出力変化速度の速い発電機は、上乗せ指令を行わなくても出力変化指令に対して応動することから、追従許容量と呼ばれる上乗せ指令値の上限を定め、過制御による不要な動揺を起こさないようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態による、周波数制御の処理フローを示している。
【００１１】
ＡＲは、現在の周波数と電力系統の基準周波数との偏差を電力に換算したもの、及び電力系統間で電力融通が有る場合は、融通点を流れる潮流と融通スケジュールとの偏差分、更に電力融通の過去の偏差実績分から求められる（１１）。
【００１２】
ＡＲはそのまま周波数制御に用いられることは無く、制御周期より短いフリンジ分をフィルタにより除去し、更にＡＲの積分ゲイン、微分ゲイン、比例ゲイン、及び配分対象の各発電機の現在出力とベース指令値の偏差を加えたものを制御対象量としている（１２）。
【００１３】
周波数制御では、このようにして求めた制御対象量を、配分計算対象である周波数制御対象の発電機に対して配分を行うことにより、発電機の指令値を求めている。まず、配分計算対象の各発電機の出力変化速度、及び出力上下限より各発電機に対する配分量ΔＰｉを算出する（１３）。
【００１４】
次に、各発電機のうち指令値の上乗せ指令対象の発電機に対して、上乗せを行った配分量を算出する。尚、配分量が負量の場合は、上乗せ量も絶対値が同じ負の値とする（１５）。
【００１５】
上乗せ指令を行った指令値が、追従許容量Ｌを逸脱している場合は、その許容量以内に抑える（１６）。
【００１６】
更に、各発電機の出力上下限と比較し、出力上下限を逸脱している場合は、その上下限値を配分値とする（１７）。
【００１７】
次制御周期までに、上乗せ指令を行った発電機が追従できる出力は出力変化速度、又は出力上下限値が限度である。従って次の制御周期では、その時点での各発電機の現在出力を基点として、上記１１〜１６のフローを実施する。
【００１８】
【発明の効果】
図２は本発明にて周波数制御を行った場合の発電機の指令値、並びに出力の関係を示している。
【００１９】
ある発電機の現在出力を２１、出力変化速度による出力変化可能幅を２２とする。
【００２０】
従来の方法で,発電機の出力変化可能幅で指令値を抑えると、最大でも２１又は２２の指令しか行うことが出来ず、変化幅が微小であるため発電機が応動しない。しかし、本発明の手法を用いることにより、２３、又は２４の指令を行うことができ、発電機は２２、または２３の出力変化を行うことが出来る。
【００２１】
これにより従来まで電力系統上は十分な周波数の調整力を持ちながら、十分な調整を行えなかった問題を解消でき、各発電機の持つ調整力を十分引き出して周波数制御を行うことができ、電力系統の周波数の品質を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理の流れを示すフロー図。
【図２】本発明による各発電機の出力変化を示す図。
【符号の説明】
２１…現在出力、２２…上側最大出力変化量、２３…下側最大出力変化量、２４…上側上乗せ指令値、２５…下側上乗せ指令値。

Claims (5)

1. 電力系統に接続する複数の発電機の出力調整を行うことで、電力系統の周波数制御を行う発電機制御装置において、前記電力系統の周波数を基準周波数と比較して制御対象量を演算する制御対象量演算手段と、前記演算された制御対象量から前記複数の発電機の各々の配分量を演算する配分量演算手段と、前記複数の発電機の各々のうちの応動遅れがあるものについて応動遅れ特性を補償するように前記配分量に上乗せを行った配分量を算出する前記配分量の補正をして、前記各々の複数の発電機の出力調整を行うための指令値を演算する指令値演算手段を有し、前記指令値により前記複数の発電機を制御する過制御を行うことを特徴とする発電機制御装置。
2. 出力調整を行う制御周期時間内の個別の発電機の出力変化可能幅が、発電機に対する不感帯に収まる場合に、前記過制御を行うことによって、発電機の出力変化を起こすことが出来る請求項１の発電機制御装置。
3. 出力変化速度の小さい種類の発電機に対してのみ前記過制御を行う請求項１の発電機制御装置。
4. 前記過制御による制御量に上限を持たせることで、不要な周波数動揺を抑制するように構成される請求項１の発電機制御装置。
5. 電力系統の周波数を基準周波数と比較して制御対象量を演算し、前記演算された制御対象量から、電力系統に接続する複数の発電機の各々の配分量を演算し、前記複数の発電機の各々のうちの応動遅れがあるものについて応動遅れ特性を補償するよう前記配分量に上乗せを行った配分量を算出する前記配分量の補正をして、前記各々の複数の発電機の出力調整を行うための指令値を演算し、前記指令値により前記発電機の出力調整を行うことで前記電力系統の周波数を制御する発電機制御方法。

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