JP5233477B2 - 分散電源系統の制御方式 - Google Patents

Description

本発明は、自律分散システムを適用した分散電源系統の制御方式に係り、特に発電機の台数制御に関する。

（１）電力系統の集中管理型制御
電力系統は、集中管理型の制御が行われている。集中管理型とはメインコンピュータと複数台のサブコンピュータで構成され、メインコンピュータにおいて、負荷需要予測から各発電機の最適スケジューリングを計算し、それぞれに指令を与えることにより、各発電機の最適コストの実現や経済性を加味した系統運用などを行う制御方式のことをいう。

例えば、図１２に集中管理型制御方式のブロック図を示すように、メインコンピュータは、一日単位での長期電力需要・数時間または数十分単位での中期電力需要の予測に対して、発電機の運転計画を作成し、さらに数分または数十秒オーダーでの短期の電力需要予測を行い、発電機の運転パターンを決定することで、負荷追従を可能とする。

（２）自律分散システム
上記の集中管理型による電力系統の制御に対し、自律分散システムはサブコンピュータのみで構成され、メインコンピュータの役割をサブコンピュータ（分散コンピュータ）に分散させ、サブコンピュータ同士の通信による協調動作を行い、分散電源系統の経済的運用などを図る。

この自律分散システムを採用した制御システムは中央集中型の制御方式と比べ、以下の点で優れている。

（ａ）サブコンピュータのインテリジェンス化を図ることにより、機器構成の動的な変化に対する対応が容易である（機器の削除だけでなく、追加にも対応する）。これに対し、中央集中型では機器の構成変化の度に、データの更新作業が必要となる。さらに機器構成の大規模化が進むにつれ、中央のコンピュータの制御プログラムは複雑化する。

（ｂ）中央集中型では中央のコンピュータがサブコンピュータの制御を一括で担うため、中央のコンピュータはスペックを高くする必要があり、一般的に高価なコンピュータが必要である。これに比べて、自律分散システムのサブコンピュータは安価である。

（ｃ）自律分散システムの１つのサブコンピュータの故障によって、システム全体の停止というクリティカルな状況に陥ることはない。残りのサブコンピュータのみでシステム運用を継続することが可能となる。

（ｄ）上記の（ａ）の性質を利用することで、サブコンピュータのメンテナンスが容易となる。

（３）現在の自律分散システム
一般的な電力系統に自律分散システムを適用したときのモデルは図１３のように、分散された電源区間毎に分散システム１０１，１０２，１０３が配置され、各分散システム１０１，１０２，１０３が互いに隣接するシステムと通信を行い、電源区間内の発電機の運転台数制御を行っている。各分散システムの主な機能としては、実機の発電機に制御指令を送信する発電機制御機能Ａ、他の分散システムの情報（系統に並列しているリソース情報、ロケーション情報など）が参照可能な機器情報管理機能Ｂ、他の分散システムとの協調処理により、各分散システムの最適な発電出力量を算出する発電量割り当て処理機能Ｃがある（例えば、非特許文献１参照）。

機器情報管理機能は、図１４に示すように、共有メモリ２００を持ち、各分散システム１０１，１０２，１０３はその共有メモリ２００を参照することで、他の分散システムの情報を参照可能になる。系統内の機器構成が変化した場合について、例えば、新たな分散システムが追加されたときは共有メモリにＩＤなどの情報を自動的に書き込まれるため、各分散システムはどこにどのような分散システムが存在するのかという情報を常に所持する必要がない。よって、自律分散システムでは容易な機器の追加および削除を実現することができる。

発電量割り当て処理では、系統内の全負荷の要求量を取得し、それをいくつかの分散システムに通知を行う。その通知を受けた分散システムは近隣の分散システムと協調し、コスト、発電状態などを加味した最適化計算が行われる（例えば、非特許文献２参照）。

また、システムの全体的な動作は、図１５に示す、以下の手順となる。

（Ｓ１）負荷要求量を取得する。

（Ｓ２）分散システムに状態（系統からの並列、解列情報や生存の確認など）を問い合わせる。

（Ｓ３）各発電機の最適な発電出力量を算出する。

以上の動作を定周期で実行するシステムとなっている。

（４）台数制御
上記の自律分散システムでは、サブコンピュータは、各発電機のコストを重視し、発電機の最適出力を求めようとするが、実際には、各発電機の台数制御により、系統全体で効率良い最適な出力を算出することができる。台数制御とは系統全体で経済性運転、環境性運転など目的に合わせた運転を行うために、機器ごとに起動／停止制御、出力抑制・促進制御などによる稼動設備を最適化することをいう。

一般的な台数制御には運転順序制御があり、以下のような種類が存在する。

（ａ）順序固定方式
投入台数の増段時と減段時の出力を固定した方式である。一般的に系統の周波数や電圧の基準となるベース機器が存在する。この電源では頻繁に電源の入り切りを行うことはないため、この方式を採用し、一台目として投入される。また、２台目以降、運転効率の良い発電機を投入することで、系統全体でコスト重視の運転方式を実現することができる。

図１６に示す順序固定方式は、発電機１，２，３を用いたときの動作の一例である
（ｂ）先発先停方式
起動した機器順に停止する台数制御方式である。この方式では、同容量の複数台の機器において、運転時間を均一化することができ、これにより、機器の機械的寿命が均一化できるメリットがある。また、稼動し続ける機器がないため、メンテナンスも停止している間に容易に行うことができる。

図１７に示す先発先停方式は、発電機１，２，３を用いたときの動作の一例である。

（ｃ）稼働時間積算方式
増段時は運転時間（稼働時間累計）が最も少ない機器から起動し、減段時は運転時間が最も多い機器を停止する。この台数制御方式は先発先停方式と同様の増減段状況となる。

（５）発電機の起動／停止制御
コンピュータは、各発電機の台数制御に際し、発電機の起動／停止制御には以下の制御条件の一部または全部について対応可能としている。

（ａ）渋滞時スキップ制御
運転対象機器がコントローラからの起動または停止命令に反した場合、および警告発生の場合、次順位の機器を起動または停止させる。

（ｂ）再起動・停止防止制御
各機器に対して、最小ＯＮ時間（ＯＦＦ状態からＯＮ状態になったときの状態を変えることができない最低限の時間）、最小ＯＦＦ時間（ＯＮ状態からＯＦＦ状態になったときの状態を変えることができない最低限の時間）を設定し、機器が頻繁に起動／停止することを防止する。

（ｃ）増減段安定制御
運転台数の増減段時に、一時的に負荷状況が不安定となるため、一定時間の増段減段を行わない。

（ｄ）エネルギー補償制御
温度や電力需要急変による計画外負荷に対応するため、強制的に増段減を行う。

（ｅ）固定ベース機制御
電力系統における周波数や電圧の基準となる発電機を停止しない。
明電時報、２００８年 Ｎｏ．１、第７頁、４．２マルチエージェントを用いた分散電源制御 明電時報、２００４年 Ｎｏ．３、「モバイルエージェントによる分散電源系統制御技術

（１）一般的な発電機特性
一般的に、発電機の特性は０から１００パーセントで稼動する種類は少なく、５０から１００などのように稼動範囲が限られている。また、ＯＦＦ状態からＯＮ状態となるときのモード（動作モード１）、ＯＮ状態からＯＦＦ状態となるときのモード（動作モード２）が存在し、ヒステリシス特性のような稼動範囲が設定される。図１８に一般的な発電機特性を示す。ただし、図中の発電機では、稼動範囲は動作モード１のときｍ〜１００、動作モード２のときはｎ〜１００となっている。（ｎ＜ｍ）
（２）順序固定方式による台数制御の動作例
上記のような特性の発電機が複数台存在し、それらを順序固定方式による台数制御を行うことを考える。例として、３台の発電機が負荷の要求に対して電力供給を行うとき、各発電機の特性を表１のように設定すると、図１９のような動作特性になる。

図１９において、発電機１が動作モード１のときの稼動範囲が低領域であるため、３台の中で初めに動作する。しだいに負荷が増加し、発電機２が起動し、発電機２のみで発電機１の発電量を補うことができる場合は台数制御による切り替えが行われ、発電機２のみで発電を行う。さらに負荷が増大すると、発電機３も動作し始める。

また、上記のような発電機特性において、稼動範囲の大きさを稼動範囲容量とすると、順序固定方式の実現には稼動範囲容量が指標とされる。なぜならば、稼動範囲容量が大きいものは発電コストに対する発電効率が良いということが一般的だからである。つまり、増段時は稼動範囲容量の大きいものが優先され、逆に減段時はそれが小さいものが選定される。

（３）自律分散システムによる台数制御の問題
電力系統の集中管理型制御の場合、発電機の台数制御にはメインコンピュータによって集中管理されるため、系統運用の経済性（効率）、環境性の要求から系統構成の変更や系統運用条件を変更する場合には、メインコンピュータ側で集中管理する情報を使用してメインコンピュータ側で一括して対応することができる。

しかし、自律分散システムによる発電機の台数制御には、各自律分散モジュールが個々に発電情報と負荷情報の収集および制御条件（運転順序制御、発電機の起動、停止制御など）の管理を必要とし、さらにモジュール間の契約ネットプロトコル通信による協調動作を必要とし、速やかで確実な対応ができるものはなかった。また、対応できない場合もあった。

例えば、分散電源系統では、機器の並列および解列による構成の変化が頻繁に起きることが予想され、この場合には図１９において、発電機２が何らかの要因で突発的に系統から解列されたとすると、従来の順序固定方式のように機器構成が既知であることが前提の制御方法を適用することができない。

また、上記のように、順序固定方式による台数制御は稼動範囲容量を指標として、増減段を行う制御方法とする場合、同種の発電機が複数台存在した場合、つまり、稼動範囲容量が同じ値である場合、台数制御を行うことができない。この場合、先発先停方式や稼動時間積算方式を適用することになるが、所期の発電効率が得られない。

本発明の目的は、自律分散システムを適用した分散電源系統において、系統の構成や運用条件の変更／変化が生じた場合にも、効率良く確実な発電機台数制御ができる分散電源系統の制御方式および発電機の台数制御方式を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、以下の構成を特徴とする。

（１）分散された電源区間毎にそれぞれ分散システムを配置し、各分散システム互いに隣接する分散システムと通信を行って電源区間内の発電機を制御する、自律分散システムを適用した分散電源系統の制御方式であって、
前記各分散システムは、
電源区間内の発電機に制御指令を送信する発電機制御手段と、
搭載する共有メモリに保存される他の分散システムの情報を参照可能にし、該共有メモリ内に増段、減段候補となる発電機を優先順位付けした発電機リストを作成し、それを更新、並び替えしておく機器情報管理手段と、
他の分散システムとの協調処理により、各分散システムの最適な発電出力量を算出する発電量割り当て処理手段と、
前記共有メモリに更新・並び替えされている増段、減段候補の発電機リストに従って発電機を増段、減段制御する台数制御処理手段とを備えたことを特徴とする。

（２）前記機器情報管理手段は、前記発電機リストの更新指標として、発電機の起動回数が指標の場合は増段時および減段時は起動回数が少ない機器から優先設定し、発電機の稼働時間が指標の場合は稼働時間が少ないものから優先設定する手段を備え、
前記台数制御処理手段は、前記発電機リストに優先設定された発電機を先発先停方式で増段および減段制御することを特徴とする。

（３）前記機器情報管理手段は、前記発電機リストの更新指標として、発電機の起動回数が指標の場合は増段時は起動回数が少ない機器から優先設定し、減段時は起動回数が多い機器から優先設定し、発電機の稼働時間が指標の場合は稼働時間が多いものから優先設定する手段を備え、
前記台数制御処理手段は、前記発電機リストに優先設定された発電機を稼働時間積算方式で増段および減段制御することを特徴とする。

（４）前記機器情報管理手段は、前記発電機リストの更新指標として、発電機の起動回数が指標の場合は増段時および減段時は起動回数が少ない機器から優先設定し、発電機の稼働時間が指標の場合は稼働時間が少ないものから優先設定する手段を備え、
前記台数制御処理手段は、前記発電機リストに優先設定された発電機を順序固定方式で増段および減段制御することを特徴とする。

（５）前記機器情報管理手段は、増段直後の決められた時間内は減段することができない発電機を前記共有メモリ内に登録した増段待機リストと、ある一定時間は増段することができない発電機を前記共有メモリ内に登録した減段待機リストを作成しておき、
前記台数制御処理手段は、発電機の台数制御に際して、前記増段待機リストおよび減段待機リストに挙げられた発電機の増減段の適否を監視、判断する手段を備えたことを特徴とする。

（６）前記機器情報管理手段は、前記増段待機リストおよび減段待機リストの更新指標として、それぞれの待機リストに挙げられる発電機の待機残り時間の少ないものから優先的に選択する手段を備えたことを特徴とする。

（７）前記共有メモリ内に設ける無視リストに、各発電機についてそれが正常であるか、異常であるかを登録しておく異常検知処理手段を備え、
前記台数制御処理手段は、発電機の台数制御に際して、前記無視リストに登録された発電機を除いて増減段処理を行う手段を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、各分散システムは、機器情報管理手段に搭載する共有メモリに保存される他の分散システムの情報を参照可能にし、該共有メモリ内に増段、減段候補となる発電機を優先順位付けしたリストを作成し、それを更新、並び替えしておき、台数制御処理手段では共有メモリに更新・並び替えされている増段、減段候補の発電機リストに従って発電機を増段、減段制御し、さらに更新・並び替えの指標の種類を区別することで先発先停方式または稼働時間積算方式あるいは順序固定方式を実現するようにしたため、系統の構成や運用条件の変更／変化が生じた場合にも、効率良く確実な発電機台数制御ができる。

（基本構成）
本発明は、自律分散システムを適用した分散電源系統の制御方式として、系統構成や運用条件の動的な変化にも、柔軟にかつ適確に発電機台数制御ができる方式を提案する。

図１は、自律分散システムに台数制御を適用した場合の基本構成を示す。主な機能としては、各分散システム１０１，１０２，１０３は、図１３と同様に、実機の発電機に制御指令を送信する発電機制御機能Ａ、他の分散システムの情報（系統に並列しているリソース情報、ロケーション情報など）が参照可能な機器情報管理機能Ｂ、他の分散システムとの協調処理により、各分散システムの最適な発電出力量を算出する発電量割り当て処理機能Ｃを搭載する。

機器情報管理機能Ｂは共有メモリを持ち、各分散システムはその共有メモリを参照することで、他の分散システムの情報を取得可能にする。系統内の機器構成が変化した場合について、例えば、新たな分散システムが追加されたときは共有メモリにＩＤなどの情報を自動的に書き込まれるため、各分散システムはどこにどのような分散システムが存在するのかという情報を常に所持する必要がない。よって、自律分散システムでは容易な機器の追加および削除を実現することができる。

発電量割り当て処理機能Ｃでは、系統内の全負荷の要求量を取得し、それをいくつかの分散システムに通知を行う。その通知を受けた分散システムは近隣の分散システムと協調し、コスト、発電状態などを加味した最適化計算が行われる。

ここで、本実施形態では、各分散システム１０１，１０２，１０３にそれぞれ台数制御処理機能Ｄを搭載する。この台数制御処理機能Ｄは、負荷が増加または減少し、いずれかの発電機が増段、減段を行う必要があるときに行う処理のことである。例えば、発電機の中にはＯＮするまでに準備が必要なものもあり、その事前処理などは台数制御処理機能の中で行われる。

本発明は、台数制御処理機能Ｄによって発電機の運転台数制御を行う際、機器情報管理機能Ｂに搭載する共有メモリ内に増段、減段候補となる発電機を優先順位付けしたリストを作成し、それを更新、並び替えしておくことにより、台数制御処理機能Ｄは共有メモリに更新・並び替えされている増段、減段候補の発電機リストに従って発電機を増段、減段制御する。さらに更新・並び替えの指標の種類を区別することで複数の制御方式を実現する。

（実施形態１）先発先停方式の適用
先発先停方式を実現するにあたり、上記の更新指標は発電機の起動回数もしくは稼働時間とする。起動回数が指標の場合は、増段時および減段時は起動回数が少ない機器から優先される。それに対して、稼働時間を指標とした場合は、稼働時間が少ないものから優先されるように設定を行う。共有メモリ内の割り当ての概略図を図２に示す。リスト内の各セルには分散システムのＩＤと稼動範囲容量の情報が含まれており、他の分散システムと比較参照し、優先順位を付け、並び替えを行う。

先発先停方式の動作フローチャートは図３のようになる。

（Ｓ１１）負荷データの取得
負荷要求量取得プログラムは系統に接続されている負荷の全要求量を取得する。

（Ｓ１２）全分散システムに状態の問い合わせ
共有メモリに登録されている分散システムのＩＤを参照し、連系または解列された分散システムの有無、各分散システムの増段状態、減段状態や生存の確認を問い合わせる。

（Ｓ１３）リストの更新の必要があるか
系統を構成する機器に変化があったかを判断する。

（Ｓ１４）リスト更新処理
構成に変化があった場合、共有メモリに書き込まれているリストを更新する。ただし、採用する台数制御の方式により、更新・並び替えの指標は異なり、その指標を元に更新される。

（Ｓ１５）発電機割り当て処理
各発電機出力量の算出を行う。各分散システムは共有メモリの登録されているＩＤ、増段リスト、減段リストを参照し、通信相手を決定し、最適出力量を求める。

本実施形態によれば、自律分散システムを用いた分散電源系統において、稼働時間や起動回数を指標とした並び替えを増段リストや減段リストを作成することにより、同容量発電機の先発先停方式の台数制御を実現することができ、系統全体での効率的な発電が可能となる。

（実施形態２）稼動時間積算方式の適用
稼働時間積算方式の共有メモリ内の構成内容は、先発先停方式と変わらない。共有メモリ内に増段リストおよび減段リストを作成し、それらに分散システムのＩＤと、更新・並び替えの指標となる起動回数や稼働時間を登録する。先発先停方式とは更新・並び替えの方法が異なる。

先発先停方式では、増段時は起動回数が少ないものを、減段時も起動回数が少ないものを優先させる。それに対して、稼働時間積算方式では増段時は先発先停方式と変わらないが、減段時は起動回数または稼働時間が多いものを優先させる。これにより、適用を可能とする。表２に先発先停方式と稼働時間積算方式の比較を示す。

システム全体の動作は、先発先停方式のときと動作に違いは無い。

本実施形態によれば、基本的には先発先停方式と同様のシステムとなる。ただし、リストの並び替え指標が異なり、先発先停方式では減段時は起動回数、稼働時間が多いものから、稼働時間積算方式は少ないものから並び替えが行われる。これにより、同容量発電機の台数制御を稼動積算方式で制御することができ、系統全体での効率的な発電が可能となる。

（実施形態３）再起動・停止防止制御の適用
実施形態１で述べたシステムに再起動・停止防止制御の機能を追加する。追加するにあたり、共有メモリ内に増段待機リスト、減段待機リストを作成する。共有メモリの概略図を図４に、リスト登録のサイクルを図５に示す。

ここで、増段待機リストとは増段直後の決められた時間内は減段することができない発電機が登録されるリスト、減段待機リストとはある一定時間は増段することができない発電機が登録されるリストのことをいう。

よって、本実施形態のシステムでは、増段したときは必ず増段待機リストを仮登録され、その後減段リストに登録される。逆に、減段したときは減段待機リストを経由し、増段リストに登録される。ただし、ここでいう、一定の時間とは発電機ごとの特性により異なるものである。さらにそれから算出される残存増段待機時間や残存減段待機時間は待機リスト内での並び替えの指標となり、リスト更新の際には、それらの少ないものから優先順位が付けられる。

システム全体の動作は、図３と基本的には差異はないが、図３のＳ１２からＳ１４における処理の中に、増段待機リストおよび減段待機リストに挙げられた発電機の台数制御に際して増減段の適否を監視、判断、更新を行う処理が追加されたものとなる。

本実施形態によれば、自律分散システムにおいて、増段待機リスト、減段待機リストを設け、それに登録を行うことで、発電機のチャタリングを防止する再起動・停止防止制御を適用する。増段待機リスト、減段待機リストの並び替えの指標はそれぞれの待機リストに挙げられる発電機の待機残り時間の少ないものから優先的に選択するシステムである。

（実施形態４）渋滞時スキップ制御の適用
本実施形態は、実施形態２で述べたシステムに渋滞時スキップ制御の機能を追加する。

ある分散システムの制御対象発電機に何らかの異常が見られたとき、その発電機および分散システムを一連の処理の流れから隔離する必要がある。図６にシステムの概要を、図７に共有メモリの割り当て構成を示す。

制御対象発電機が正常であるか、異常であるかは追加された異常検知処理機能（破線部分）Ｅにより判断される。異常状態となる原因としては、突発的なシステムの停止や分散システムの手動運転などが考えられる。無視リストヘの登録はそのような状態を確認したときに登録され、それ以降の処理は登録された分散システムを除いて処理が進められる。自動復帰が確認できたときは、登録された分散システムのＩＤを無視リストからＩＤなどを削除する。

システム全体の動作は、図３と基本的には差異はないが、図３における（Ｓ１２）「全分散システムの状態の問い合わせ」の処理では、無視リストからの復帰確認処理が必要とされる。

本実施形態によれば、自律分散システムにおいて、無視リストと呼ぶリストを作成し、分散システムの異常時にそのリストに登録を行う。それを各分散システムが参照することにより、異常のある分散システムを除いた処理を行うことを可能とし、渋滞時スキップ制御を実現することができる。これにより、トラブルに対して頑強なシステムを構築することが可能となる。

（実施形態５）
本実施形態ではＰ２Ｐ方式のプロトコルを採用した自律分散システムのアーキテクチャに機器構成の動的な変化に対応する順序固定方式の台数制御の適用を行う。

自律分散システムに台数制御を適用した場合の概略図は図１と同等になる。台数制御処理機能Ｄは、負荷の増加または減少し、いずれかの発電機が増段、減段を行う必要があるときに行う処理のことである。例えば、発電機の中にはＯＮするまでに準備が必要なものもあり、その事前処理などは台数制御処理機能の中で行われる。

本実施形態では、台数制御を行う際、共有メモリ内に増段、減段候補となる発電機を優先順位付けしたリストを作成し、それを更新、並び替えすることにより、順序固定方式を自律分散システムに適用する。共有メモリの内容を示した概略図を図８に示す。リスト内の各セルには分散システムのＩＤと稼動範囲容量の情報が含まれており、他の分散システムと比較参照し、優先順位を付け、並び替えを行う。増段リストは稼動範囲容量の大きいものから、減段リストの更新時は稼動範囲容量が小さいものから更新を行うシステムとなっている。

台数固定方式の動作フローチャートは図９のようになる。

（Ｓ２１）負荷データの取得
負荷要求量取得プログラムは系統に接続されている負荷の全要求量を取得する。

（Ｓ２２）全分散システムに状態の間い合わせ
共有メモリに登録されている分散システムのＩＤを参照し、連系または解列された分散システムの有無、各分散システムの増段状態、減段状態や生存の確認を問い合わせる。

（Ｓ２３）リストの更新の必要があるか
系統を構成する機器に変化があったかを判断する。

（Ｓ２４）リスト更新処理
構成に変化があった場合、共有メモリに書き込まれているリストを更新する。

（Ｓ２５）発電量割り当て処理
発電機出力量の最適化を行う。各分散システムは共有メモリの登録されているＩＤ、増段リスト、減段リストを参照し、通信を行う。

本実施形態によれば、自律分散システムを適用した分散電源系統において、共有メモリ内に増段リストと減段リストを作成し、それに増減段対象となる分散システムの登録を行う。リストには分散システムＩＤと並び替え指標の情報が記録され、それらを各分散システムがリストを更新し、それを参照することで発電量割り当てを行う。これにより、本システムにおける自律分散システムにおいて、先発先停方式の台数制御の実装を可能とし、系統全体での効率的な発電を行うことができる。

（実施形態６）再起動・停止防止制御の適用
本実施形態は、実施形態５で述べたシステムに、再起動・停止防止制御の機能を追加する。追加するにあたり、共有メモリ内に増段待機リスト、減段待機リストを作成する。共有メモリの概略図を図１０に、リスト登録のサイクルを図１１に示す。

なお、増段待機リストとは増段直後の決められた時間内は減段することができない分散システムが登録されるリスト、減段待機リストとはある一定時間は増段することができない分散システムが登録されるリストのことをいう。

よって、本実施形態のシステムは、発電機を増段したときは必ず増段待機リストが仮登録され、その後減段リストに登録される。逆に、減段したときは減段待機リストを経由し、増段リストに登録されるものである。ただし、ここでいう、一定の時間とは発電機ごとの特性により異なるものである。さらにそれから算出される残存増段待機時間や残存減段待機時間は待機リスト内での並び替えの指標となり、リスト更新の際には、それらの少ないものから優先順位が付けられる。

システム全体の動作は図９と基本的には差異はないが、図９のＳ２２からＳ２４における処理の中に、増段待機リストおよび減段待機リストに対しても監視、判断、更新を行う処理が追加されたものとなる。

本実施形態によれば、自律分散システムにおいて、増段待機リストおよび減段待機リストを作成し、それに分散システムを登録することにより、再起動・停止防止制御の実装を行う。リストの並び替えの指標は残存待機時間を採用する。それにより、発電機のチャタリングを考慮した制御が可能となる。

（実施形態７）渋滞時スキップ制御の適用
本実施形態は、実施形態６で述べたシステムに、渋滞時スキップ制御の機能を追加する。

ある分散システムの制御対象発電機に何らかの異常が見られたとき、その発電機および分散システムを一連の処理の流れから隔離する必要がある。システムの概要は図６と同様になり、共有メモリの構成は図７と同様になる。

制御対象発電機が正常であるか、異常であるかは追加された異常検知処理機能（破線部分）Ｅにより判断される。異常状態となる原因としては、突発的なシステムの停止や分散システムの手動運転などが考えられる。無視リストヘの登録はそのような状態を確認したときに登録され、それ以降の処理は登録された分散システムを除いて処理が進められる。自動復帰が確認できたときは、登録された分散システムのＩＤを無視リストからＩＤなどを削除する。

システム全体の動作は、図９と基本的には差異はないが、図９における（Ｓ２２）「全散システムの状態の問い合わせ」の処理では、無視リストからの復帰確認処理が必要とされる。

本実施形態によれば、自律分散システムにおいて、無視リストを作成し、異常検知処理機能で異常のあると判断された分散システムの登録を行い、発電量割り当て処理時にそれらを除外し実行を行うことで、渋滞時スキップ制御を実現することができる。これにより、頑強なシステムを構築することが可能となる。

本発明の基本構成を示す自律分散システムの構成図。 共有メモリ内の割り当ての概略図。 先発先停方式の動作フローチャート。 共有メモリの概略図。 リスト登録のサイクル図。 渋滞時スキップ制御のシステムの概要。 共有メモリの割り当て構成図。 台数固定方式の共有メモリ内の割り当ての概略図。 台数固定方式の動作フローチャート。 再起動・停止防止制御時の共有メモリの割り当て構成図。 リスト登録のサイクル図。 集中管理型制御方式のブロック図。 自律分散システムの適用例。 共有メモリの参照説明。 システム全体の動作フローチャート。 順序固定方式の発電機投入順。 先発先停方式の発電機投入順。 一般的な発電機特性。 ３台の発電機による台数制御の例。

符号の説明

１０１，１０２，１０３ 分散システム
Ａ 発電機制御機能
Ｂ 機器情報管理機能
Ｃ 発電量割り当て処理機能
Ｄ 台数制御処理機能
Ｅ 異常検知処理機能

Claims (7)

1. 分散された電源区間毎にそれぞれ分散システムを配置し、各分散システム互いに隣接する分散システムと通信を行って電源区間内の発電機を制御する、自律分散システムを適用した分散電源系統の制御方式であって、
   前記各分散システムは、
   電源区間内の発電機に制御指令を送信する発電機制御手段と、
   搭載する共有メモリに保存される他の分散システムの情報を参照可能にし、該共有メモリ内に増段、減段候補となる発電機を優先順位付けした発電機リストを作成し、それを更新、並び替えしておく機器情報管理手段と、
   他の分散システムとの協調処理により、各分散システムの最適な発電出力量を算出する発電量割り当て処理手段と、
   前記共有メモリに更新・並び替えされている増段、減段候補の発電機リストに従って発電機を増段、減段制御する台数制御処理手段とを備えたことを特徴とする分散電源系統の制御方式。
2. 前記機器情報管理手段は、前記発電機リストの更新指標として、発電機の起動回数が指標の場合は増段時および減段時は起動回数が少ない機器から優先設定し、発電機の稼働時間が指標の場合は稼働時間が少ないものから優先設定する手段を備え、
   前記台数制御処理手段は、前記発電機リストに優先設定された発電機を先発先停方式で増段および減段制御することを特徴とする請求項１に記載の分散電源系統の制御方式。
3. 前記機器情報管理手段は、前記発電機リストの更新指標として、発電機の起動回数が指標の場合は増段時は起動回数が少ない機器から優先設定し、減段時は起動回数が多い機器から優先設定し、発電機の稼働時間が指標の場合は稼働時間が多いものから優先設定する手段を備え、
   前記台数制御処理手段は、前記発電機リストに優先設定された発電機を稼働時間積算方式で増段および減段制御することを特徴とする請求項１に記載の分散電源系統の制御方式。
4. 前記機器情報管理手段は、前記発電機リストの更新指標として、発電機の起動回数が指標の場合は増段時および減段時は起動回数が少ない機器から優先設定し、発電機の稼働時間が指標の場合は稼働時間が少ないものから優先設定する手段を備え、
   前記台数制御処理手段は、前記発電機リストに優先設定された発電機を順序固定方式で増段および減段制御することを特徴とする請求項１に記載の分散電源系統の制御方式。
5. 前記機器情報管理手段は、増段直後の決められた時間内は減段することができない発電機を前記共有メモリ内に登録した増段待機リストと、ある一定時間は増段することができない発電機を前記共有メモリ内に登録した減段待機リストを作成しておき、
   前記台数制御処理手段は、発電機の台数制御に際して、前記増段待機リストおよび減段待機リストに挙げられた発電機の増減段の適否を監視、判断する手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の分散電源系統の制御方式。
6. 前記機器情報管理手段は、前記増段待機リストおよび減段待機リストの更新指標として、それぞれの待機リストに挙げられる発電機の待機残り時間の少ないものから優先的に選択する手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の分散電源系統の制御方式。
7. 前記共有メモリ内に設ける無視リストに、各発電機についてそれが正常であるか、異常であるかを登録しておく異常検知処理手段を備え、
   前記台数制御処理手段は、発電機の台数制御に際して、前記無視リストに登録された発電機を除いて増減段処理を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の分散電源系統の制御方式。

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