JP6474017B2 - Frequency control method and frequency control system in power system - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統の周波数を安定的に制御する周波数制御方法及び周波数制御システムに関し、詳しくは、各種の再生可能エネルギー利用発電設備、蓄電設備、負荷設備等を備え、特に、特定の狭い地域に適用されるマイクログリッドやスマートグリッド等の中小規模の電力系統に適用して好適な制御方法及び制御システムに関するものである。 The present invention relates to a frequency control method and a frequency control system for stably controlling the frequency of an electric power system, and in particular, includes various types of renewable energy power generation equipment, power storage equipment, load equipment, etc. The present invention relates to a control method and a control system that are suitable for application to a small and medium-sized power system such as a microgrid and a smart grid.
近年、太陽光発電設備や風力発電設備など、出力の安定的な制御が困難な再生可能エネルギー利用発電設備が積極的に導入されており、わが国においては、2020年で2800万[kW]の太陽光発電設備、490万[kW]の風力発電設備が導入される計画となっている。しかし、これらの再生可能エネルギーを利用した発電量は天候に支配されるので、出力が不安定(不確定)であるという課題がある。
電力系統においては、発電電力と負荷電力との需給バランスが釣り合っていなければならないが、上述した再生可能エネルギー利用発電設備を電力系統に連系すると、発電電力と負荷電力との需給バランスが崩れてしまい、系統周波数の変動により、最悪の場合は電力系統の運用が停止される事態を招く。
In recent years, solar power generation facilities and wind power generation facilities such as power generation facilities using renewable energy, which are difficult to stably control output, have been actively introduced. In Japan, solar power of 28 million [kW] is expected in 2020. Photovoltaic power generation facilities, 4.9 million [kW] wind power generation facilities are planned to be introduced. However, since the amount of power generation using these renewable energies is controlled by the weather, there is a problem that the output is unstable (uncertain).
In the power system, the supply and demand balance between the generated power and the load power must be balanced, but if the above-mentioned renewable energy power generation facilities are connected to the power system, the supply and demand balance between the generated power and the load power will be lost. Therefore, in the worst case, the operation of the power system is stopped due to the fluctuation of the system frequency.
通常、系統周波数の制御は、短い周期の周波数変動に対しては、発電機単独で行われるガバナフリー運転が担い、これよりも周期の長い周波数変動に対しては、中央給電指令所からの出力制御が担っている。中央給電指令所からの出力制御としては、定周波数制御や周波数偏倚連系線電力制御等によるLFC(負荷周波数制御)が行われており、このLFCは、一つの電力会社管内の大規模な系統であって、再生可能エネルギー利用発電設備がほとんど導入されていない場合に有効な制御方法として知られている。 Normally, control of the system frequency is governed by governor-free operation that is performed by a single generator for frequency fluctuations with a short period, and output from the central power supply command center for frequency fluctuations with a longer period. Control is in charge. As the output control from the central power supply command center, LFC (load frequency control) is performed by constant frequency control, frequency deviation interconnection power control, etc., and this LFC is a large-scale system in one power company jurisdiction. Therefore, it is known as an effective control method when almost no renewable energy-use power generation facilities are introduced.
ここで、特許文献1では、LFC容量を確保するために、電力系統の周波数制御に蓄電設備を活用することが試みられている。
図6は、特許文献1に記載された周波数制御装置を示している。図6において、周波数制御装置200内の周波数検出手段203は、電力系統100の周波数fを検出する。電力系統100には蓄電設備として複数の二次電池301が接続されており、それぞれの充電深度が充電深度検出手段201により検出されて充電深度補正手段202に入力されている。
周波数偏差演算手段204は、基準周波数と系統周波数fとの偏差Δfを演算して充電深度補正手段202及び充放電制御手段205に送出する。充放電制御手段205は、二次電池301の充電深度が例えば50[%]になるように、充電深度補正手段202にて生成された充電深度補正信号と周波数偏差Δfとに基づいて二次電池301の充放電を制御し、周波数偏差Δfをなくすように系統周波数を制御している。
Here, in
FIG. 6 shows a frequency control device described in
The frequency deviation calculation means 204 calculates a deviation Δf between the reference frequency and the system frequency f and sends it to the charge depth correction means 202 and the charge / discharge control means 205. The charge / discharge control means 205 is based on the charge depth correction signal generated by the charge depth correction means 202 and the frequency deviation Δf so that the charge depth of the
この従来技術によれば、電力需給に不均衡が発生して系統周波数が変動した場合でも、二次電池の充電深度を所定値に維持しながらその充放電を制御することにより、発電機Gの出力の自動制御に代えてLFCを実現し、系統周波数の変動を抑制している。 According to this prior art, even when an imbalance occurs in the power supply and demand and the system frequency fluctuates, the charging / discharging of the generator G is controlled by maintaining the charging depth of the secondary battery at a predetermined value. Instead of automatic output control, LFC is implemented to suppress fluctuations in the system frequency.
また、特許文献2には、マイクログリッドを対象として周波数の安定性を向上させるようにしたLFC及び経済負荷配分制御(EDC)に関する従来技術が開示されている。
図7は、この従来技術を示すものであり、400はマイクログリッド内系統制御装置、500はマイクログリッド、501は他の電力系統、601は内燃力発電設備、602は二次電池等の電力貯蔵設備、G1は太陽光発電設備、G2は風力発電設備、700は負荷である。また、マイクログリッド内系統制御装置400は、電力の需給予測を行う予測機能401、実績データベース402、需給計画403、経済負荷配分制御装置404、及び負荷周波数制御装置405を備えている。
Further, Patent Document 2 discloses a conventional technique related to LFC and economic load distribution control (EDC) in which frequency stability is improved for a microgrid.
FIG. 7 shows this prior art, in which 400 is a system control device in a microgrid, 500 is a microgrid, 501 is another power system, 601 is an internal combustion power generation facility, and 602 is a power storage such as a secondary battery. equipment, G 1 is photovoltaic installations, G 2 is a wind power installation, 700 is the load. The
この従来技術では、負荷周波数制御装置405において、図8に示すように基準周波数f0と系統周波数fとの偏差に定数Kを乗じ、更に連系線潮流変化量ΔPTとの加減算により地域要求量(AR)を算出する。そして、この地域要求量を、複数の配分手段410により、複数の電力貯蔵設備602と出力応答速度(低速,高速)に応じた複数の内燃力発電設備601とに配分してLFC指令を生成している。
In this prior art, the load
この従来技術では、地域要求量の周波数変動を各種フィルタにより除去した後に、図7の経済負荷配分制御装置404が演算した比率や内燃力発電設備601と電力貯蔵設備602との容量比などに従って複数設備に配分することにより、マイクログリッドにおける周波数安定性を向上させている。
In this prior art, after the frequency variation of the regional demand is removed by various filters, a plurality of values are determined according to the ratio calculated by the economic load
しかしながら、特定の狭い地域にて電力の発生、消費を行うマイクログリッドやスマートグリッド等の中小規模の電力系統であって、再生可能エネルギー利用発電設備が大量に導入されている系統では、これらの発電設備の出力変動が相対的に大きくなること、その変動周期は従来の変動周期に比べて相対的に短くなること、及び、発電設備の慣性モーメントが大規模系統に比べて小さいこと、などの理由から、対象系統内の周波数を的確に制御することは困難である。 However, in power grids such as microgrids and smart grids that generate and consume electricity in a specific small area, where a large amount of power generation equipment using renewable energy is introduced, these power generation systems The reason is that the output fluctuation of the equipment is relatively large, the fluctuation period is relatively short compared to the conventional fluctuation period, and the moment of inertia of the power generation equipment is smaller than that of the large-scale system. Therefore, it is difficult to accurately control the frequency in the target system.
中小規模の電力系統において周波数を的確に制御する方法としては、例えば特許文献2における電力貯蔵設備602等の蓄電設備を高速に制御することが考えられる。つまり、蓄電設備自身が対象系統内の周波数fを検出し、基準周波数f0との偏差をゼロにするように蓄電設備の出力を高速に制御するものである(以下、このような周波数制御をローカル制御という)。
しかし、ローカル制御を行うと、その高速性によってローカル制御のみで周波数変動を抑制してしまうことになり、既設のLFCとの協調を図ることができない。すなわち、ローカル制御のみで周波数制御を行う場合には、蓄電設備として非常に大きな容量が要求されるようになり、設備が大型かつ高価なものになるという問題があった。
As a method for accurately controlling the frequency in a small and medium-sized power system, for example, it is conceivable to control power storage equipment such as the
However, when local control is performed, frequency fluctuation is suppressed only by local control due to its high speed, and cooperation with an existing LFC cannot be achieved. That is, when frequency control is performed only by local control, a very large capacity is required as a power storage facility, and there is a problem that the facility becomes large and expensive.
そこで、本発明の解決課題は、再生可能エネルギー利用発電設備が中小規模の電力系統に大量に導入された状態においても、LFCとローカル制御とを協調させて蓄電設備の容量を低減し、しかも系統周波数を安定的に制御可能とした周波数制御方法及び周波数制御装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to reduce the capacity of power storage equipment by coordinating LFC and local control even when a large amount of power generation equipment using renewable energy is introduced into a small and medium-sized power system. An object of the present invention is to provide a frequency control method and a frequency control apparatus that can stably control the frequency.
上記課題を解決するために、請求項1に係る周波数制御方法は、再生可能エネルギー利用発電設備、内燃力発電設備、及び蓄電設備が少なくとも接続されて負荷設備に電力を供給する電力系統の周波数制御方法であって、
前記電力系統の上位に位置する需給制御システムが、系統周波数と前記各設備から送信された情報とに基づいて前記内燃力発電設備及び前記蓄電設備の出力を制御することにより系統周波数を制御する負荷周波数制御と、
前記蓄電設備が、系統周波数に基づいて自己の出力を制御することにより系統周波数を制御するローカル制御と、
を実行可能である周波数制御方法において、
前記系統周波数が規定範囲内にあるときは前記負荷周波数制御のみによって前記系統周波数を制御し、前記系統周波数が前記規定範囲を逸脱したときは前記負荷周波数制御及び前記ローカル制御によって前記系統周波数を制御するものである。
In order to solve the above problem, a frequency control method according to
A supply and demand control system positioned above the power system controls the system frequency by controlling the output of the internal combustion power generation facility and the power storage facility based on the system frequency and information transmitted from each facility. Frequency control,
The power storage facility, local control to control the system frequency by controlling its output based on the system frequency,
In a frequency control method capable of performing
When the system frequency is within a specified range, the system frequency is controlled only by the load frequency control, and when the system frequency deviates from the specified range, the system frequency is controlled by the load frequency control and the local control. To do.
請求項2に係る周波数制御システムは、再生可能エネルギー利用発電設備、内燃力発電設備、及び蓄電設備が少なくとも接続されて負荷設備に電力を供給する電力系統の周波数制御システムであって、
前記電力系統の上位に位置する需給制御システムが、系統周波数と前記各設備から送信された情報とに基づいて前記内燃力発電設備及び前記蓄電設備の出力を制御することにより系統周波数を制御する負荷周波数制御と、
前記蓄電設備が、系統周波数に基づいて自己の出力を制御することにより系統周波数を制御するローカル制御と、
を実行可能である周波数制御システムにおいて、
前記系統周波数の変動に関わらず前記負荷周波数制御を常に有効とする手段と、
前記系統周波数が規定範囲内にあることを検出して前記ローカル制御を無効とし、前記系統周波数が前記規定範囲を逸脱したことを検出して前記ローカル制御を有効とする手段と、を備えたものである。
The frequency control system according to claim 2 is a frequency control system of a power system that supplies power to a load facility by connecting at least a power generation facility using renewable energy , an internal combustion power generation facility, and a power storage facility,
A supply and demand control system positioned above the power system controls the system frequency by controlling the output of the internal combustion power generation facility and the power storage facility based on the system frequency and information transmitted from each facility. Frequency control,
The power storage facility, local control to control the system frequency by controlling its output based on the system frequency,
In a frequency control system capable of performing
Means for always enabling the load frequency control regardless of fluctuations in the system frequency;
Means for detecting that the system frequency is within a specified range and disabling the local control, and detecting that the system frequency has deviated from the specified range and enabling the local control. It is.
請求項3に係る周波数制御システムは、請求項2において、
前記系統周波数を検出する周波数検出手段と、
前記系統周波数から得た検出周波数と基準周波数との偏差を算出する手段と、
前記偏差がゼロになるように前記蓄電設備に対する出力指令を生成する手段と、を備え、
前記周波数検出手段は、
前記系統周波数が規定範囲内にあることを検出したときに前記検出周波数として前記基準周波数を出力することにより前記偏差をゼロにし、前記系統周波数が前記規定範囲を逸脱したことを検出したときに前記検出周波数として前記系統周波数をそのまま出力して前記偏差を有限の値にするものである。
A frequency control system according to a third aspect is the one according to the second aspect,
Frequency detection means for detecting the system frequency;
Means for calculating a deviation between a detection frequency obtained from the system frequency and a reference frequency;
Means for generating an output command for the power storage facility so that the deviation becomes zero,
The frequency detection means includes
When detecting that the system frequency is within a specified range, the deviation is made zero by outputting the reference frequency as the detection frequency, and when detecting that the system frequency has deviated from the specified range, The system frequency is directly output as a detection frequency, and the deviation is set to a finite value.
本発明によれば、再生可能エネルギー利用発電設備が大量に導入されたマイクログリッドやスマートグリッド等、中小規模の電力系統において、ローカル制御の高速応答性を活用することにより、LFCとローカル制御との協調によって蓄電設備の容量を低減しつつ系統周波数を安定的に制御することができる。 According to the present invention, by utilizing the high-speed responsiveness of local control in a small and medium-sized power system such as a microgrid or a smart grid in which a large amount of power generation facilities using renewable energy are introduced, The system frequency can be stably controlled while reducing the capacity of the power storage facility through cooperation.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図1は、この実施形態が適用される系統構成を示しており、10はマイクログリッドやスマートグリッド等の中小規模の電力系統である。この電力系統10には、出力電力を調整可能な内燃力発電設備Ga1,Ga2,・・・,Gan、二次電池等の蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Ban、太陽光発電設備や風力発電設備等の再生可能エネルギー利用発電設備Gb1,Gb2,・・・,Gbn、及び、電力を消費する負荷設備L1,L2,・・・,Lnが接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 shows a system configuration to which this embodiment is applied, and
ここで、再生可能エネルギー利用発電設備Gb1,Gb2,・・・,Gbはその出力が天候に左右されるため不安定であり、系統周波数を変動させる原因となる。この実施形態では、系統周波数を安定させるために、内燃力発電設備Ga1,Ga2,・・・,Gan及び蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banを対象として系統周波数制御を行う。 Here, the renewable energy utilization power generation facilities Gb 1 , Gb 2 ,..., Gb are unstable because their outputs depend on the weather, and cause the system frequency to fluctuate. In this embodiment, in order to stabilize the grid frequency, the internal combustion power generation facilities Ga 1, Ga 2, ···, Ga n and storage equipment Ba 1, Ba 2, · · ·, system frequency control targeting the Ba n It is carried out.
図1における内燃力発電設備Ga1,Ga2,・・・,Gan、蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Ban、再生可能エネルギー利用発電設備Gb1,Gb2,・・・,Gbn、及び、負荷設備L1,L2,・・・,Lnは、電力ケーブル21を介して電力系統10に接続されていると共に、通信ケーブル22により通信ネットワーク30に接続されている。
また、通信ネットワーク30には、通信ケーブル22を介して上位システムとしての需給制御システム40が接続されている。この需給制御システム40は、LFCを行うために、電力系統10の周波数fを検出すると共に、内燃力発電設備Ga1,Ga2,・・・,Ganから送信される現時点の出力電力や蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banから送信される現時点の蓄電量などを通信ネットワーク30を介して受信し、これらの受信情報を用いて各設備の出力を制御するべく各種指令を送信する。同時に、需給制御システム40は、再生可能エネルギー利用発電設備Gb1,Gb2,・・・,Gbnの出力電力や負荷設備L1,L2,・・・,Lnの消費電力等の情報を受信し、系統全体の需給バランスを制御している。
1, internal combustion power generation facilities Ga 1 , Ga 2 ,..., G n , power storage facilities Ba 1 , Ba 2 ,..., Ba n , renewable energy utilization power generation facilities Gb 1 , Gb 2 ,. , Gb n and load facilities L 1 , L 2 ,..., L n are connected to the
In addition, a supply and
需給制御システム40は、LFCを1〜3秒程度の周期によって実行することにより系統周波数を制御する。このLFCでは、需給制御システム40が電力系統10の周波数fを検出し、基準周波数(50[Hz]または60[Hz])f0と検出周波数との偏差Δfに基づいて地域要求量(AR)を算出すると共に、この地域要求量を所定の配分比に従って配分することにより内燃力発電設備Ga1,Ga2,・・・,Ganや蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banの出力を決定し、指令として出力するものである。
The supply and
また、蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banは、需給制御システム40からの出力指令の他に、蓄電設備自身が系統周波数fを検出して蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banの出力を制御するローカル制御機能を備えている。すなわち、蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banの出力をインバータにより制御すれば高速に出力電力の制御が可能であることを利用し、需給制御システム40によるLFCの制御周期(1〜3秒)よりも短時間、例えば数十〜数百[ms]程度の制御周期により、蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banの出力を高速にローカル制御する。
Further, power storage equipment Ba 1, Ba 2, ···, Ba n , in addition to the output command from the supply and
図2は、図1の電力系統10における周波数制御の概念図であり、系統周波数の時間推移と周波数制御の内容とを対応させて示したものである。ここでは、基準周波数f0を60.0[Hz]とし、周波数規定範囲を59.8[Hz](不感帯下限値)〜60.2[Hz](不感帯下限値)として系統周波数fを制御する。なお、これらの基準周波数及び周波数規定範囲はあくまで一例であり、本発明がこの例に限定されないことは言うまでもない。
FIG. 2 is a conceptual diagram of frequency control in the
図2に示すように、この実施形態において、LFCは系統周波数fの大きさに関わらず常に動作させる(有効とする)一方で、ローカル制御は、系統周波数fが周波数規定範囲内にあるときは停止し(無効とし)、規定範囲を逸脱した場合に動作させる(有効とする)。すなわち、図2において、時間帯Ta,Tc,Teでは系統周波数fが規定範囲の59.8[Hz]〜60.2[Hz]に入っているので、ローカル制御を停止し、LFCのみで系統周波数を制御する。また、時間帯Tbでは系統周波数fが規定範囲の下限値である59.8[Hz]を下回っているので、ローカル制御を動作させ、時間帯Tdでは系統周波数fが規定範囲の上限値である60.2[Hz]を上回っているので、ローカル制御を動作させる。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, the LFC is always operated (enabled) regardless of the magnitude of the system frequency f, while the local control is performed when the system frequency f is within the frequency regulation range. Stop (invalidate) and operate when it deviates from the specified range (validate). That is, in FIG. 2, the time zone T a, T c, since T e the system frequency f is within the 59.8 [Hz] ~60.2 [Hz] of the specified range, stops the local control, LFC Only the system frequency is controlled. Further, since the time period T b in the power system frequency f is below the which is the lower limit of the specified range 59.8 [Hz], to operate the local control, the upper limit of the specified range the time zone T d in the power system frequency f Therefore, the local control is activated.
上記のように、周波数偏差Δfを是正するための周波数制御に際し、系統周波数fの大きさに応じて蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banによるローカル制御を動作/停止させれば、常に蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banのみで系統周波数fを制御するような事態を避けることができる。
従って、LFCとローカル制御とを協調させながら系統周波数fの変動を抑制することが可能になり、系統周波数fの変動を吸収するために蓄電設備の容量のみを増大させる必要がないので、設備の大型化や高価格化を招くおそれもない。
As described above, when frequency control to correct the frequency deviation Delta] f, the energy
Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the grid frequency f while coordinating LFC and local control, and it is not necessary to increase only the capacity of the storage facility in order to absorb fluctuations in the grid frequency f. There is no risk of increasing the size and price.
次に、図3はローカル制御の処理を示すフローチャートである。
ローカル制御においては、最初に系統周波数fを検出し(ステップS1)、次に系統周波数fが周波数規定範囲内に収まっているか否かを判断する(ステップS2)。系統周波数fが規定範囲内に収まっている場合は、ローカル制御を停止して終了する(ステップS2 Yes,S3)。系統周波数fが規定範囲を逸脱している場合は、ローカル制御を動作させて終了する(ステップS2 No,S4)。
Next, FIG. 3 is a flowchart showing local control processing.
In the local control, the system frequency f is first detected (step S1), and then it is determined whether or not the system frequency f is within the frequency regulation range (step S2). If the system frequency f is within the specified range, the local control is stopped and terminated (steps S2 Yes, S3). When the system frequency f deviates from the specified range, the local control is operated and terminated (steps S2 No, S4).
ローカル制御の具体的な動作としては、例えば、図4に示すごとく、周波数偏差ΔfをゼロとするようにPI制御を行えば良い。
図4は、ローカル制御のブロック図である。図4において、51は系統周波数fに応じた検出周波数を出力する周波数検出器、52は基準周波数f0と検出周波数との偏差Δfを求める減算手段、53は周波数偏差Δfが入力される比例演算要素、54は周波数偏差Δfが入力される積分演算要素、55は比例演算要素53と積分演算要素54との出力を加算して蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banに対する出力指令を生成する加算手段である。
As a specific operation of the local control, for example, as shown in FIG. 4, PI control may be performed so that the frequency deviation Δf is zero.
FIG. 4 is a block diagram of local control. In FIG. 4, 51 is a frequency detector that outputs a detection frequency corresponding to the system frequency f, 52 is a subtracting means for obtaining a deviation Δf between the reference frequency f 0 and the detection frequency, and 53 is a proportional calculation in which the frequency deviation Δf is input. element, integral computing elements that frequency deviation Δf is
周波数検出器51は、系統周波数fとその規定範囲との大小関係を判断して以下のように動作する。
・系統周波数f>不感帯上限値のとき、検出周波数として系統周波数fを出力する。
・不感帯下限値≦系統周波数f≦不感帯上限値のとき、検出周波数として基準周波数f0を出力する。
・系統周波数f<不感帯下限値のとき、検出周波数として系統周波数fを出力する。
The
When the system frequency f> the dead band upper limit value, the system frequency f is output as the detection frequency.
When the dead band lower limit value ≦ system frequency f ≦ dead band upper limit value, the reference frequency f 0 is output as the detection frequency.
When the system frequency f <the dead band lower limit value, the system frequency f is output as the detection frequency.
すなわち、系統周波数fが規定範囲を逸脱している場合は、検出周波数として系統周波数fをそのまま出力することにより、基準周波数f0と系統周波数fとの偏差Δfが有限な値になり、図4に示したPI制御により偏差Δfがゼロになるように蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banに対する出力指令が生成される。
また、系統周波数fが規定範囲内に収まっている場合は、検出周波数として基準周波数f0を出力することによって偏差Δfはゼロとなり、蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banへの出力指令はゼロになる。これは、ローカル制御機能が停止していることを意味する。
In other words, when the system frequency f deviates from the specified range, the system frequency f is output as it is as the detection frequency, whereby the deviation Δf between the reference frequency f 0 and the system frequency f becomes a finite value.
Also, if the system frequency f is within the specified range, the deviation Δf becomes zero by outputting a reference frequency f 0 as the detected frequency, power storage equipment Ba 1, Ba 2, · · ·, to the Ba n The output command becomes zero. This means that the local control function is stopped.
次いで、図5はLFCの処理を示すフローチャートである。
LFCにおいては、ローカル制御と同様に最初に系統周波数fを検出し(ステップS11)、次に、周波数偏差Δfを求めて地域要求量(AR)を算出する(ステップS12)。ここでは、ARを以下のように定義する。
AR[kW]=−系統定数[%kW/Hz]×系統容量[kW]×周波数偏差Δf[Hz]
最後に、求めた地域要求量に基づき、各設備の容量比などの所定のロジックに従って内燃力発電設備Ga1,Ga2,・・・,Gan及び蓄電設備Ba1,Ba2,・・・,Banの出力配分を計算して指令を生成し(ステップS13)、処理を終了する。
Next, FIG. 5 is a flowchart showing the LFC processing.
In the LFC, the system frequency f is first detected in the same manner as in the local control (step S11), and then the regional deviation (AR) is calculated by obtaining the frequency deviation Δf (step S12). Here, AR is defined as follows.
AR [kW] = − system constant [% kW / Hz] × system capacity [kW] × frequency deviation Δf [Hz]
Finally, on the basis of the regional demand determined, the internal combustion power generation facilities Ga 1, Ga 2 according to a predetermined logic, such as the volume ratio of each facility, · · ·, Ga n and
本発明は、大量の再生可能エネルギー利用発電設備が連系されることにより系統周波数が変動する恐れのある各種の電力系統において、系統周波数を安定的に制御するために利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to stably control the system frequency in various power systems in which the system frequency may fluctuate when a large amount of renewable energy power generation facilities are connected.
10:電力系統
21:電力ケーブル
22:通信ケーブル
30:通信ネットワーク
40:需給制御システム
51:周波数検出器
52:減算手段
53:比例演算要素
54:積分演算要素
55:加算手段
Ga1〜Gan:内燃力発電設備
Ba1〜Ban:蓄電設備
Gb1〜Gbn:再生可能エネルギー利用発電設備
L1〜Ln:負荷設備
10: Power system 21: Power cable 22: Communication cable 30: Communication network 40: Supply and demand control system 51: Frequency detector 52: Subtraction means 53: Proportional calculation element 54: Integration calculation element 55: Addition means G a1 to G an : Internal power generation facilities B a1 to B an : Power storage facilities G b1 to G bn : Renewable energy utilization power generation facilities L 1 to L n : Load facilities
Claims (3)
前記電力系統の上位に位置する需給制御システムが、系統周波数と前記各設備から送信された情報とに基づいて前記内燃力発電設備及び前記蓄電設備の出力を制御することにより系統周波数を制御する負荷周波数制御と、
前記蓄電設備が、系統周波数に基づいて自己の出力を制御することにより系統周波数を制御するローカル制御と、
を実行可能である周波数制御方法において、
前記系統周波数が規定範囲内にあるときは前記負荷周波数制御のみによって前記系統周波数を制御し、前記系統周波数が前記規定範囲を逸脱したときは前記負荷周波数制御及び前記ローカル制御によって前記系統周波数を制御することを特徴とする、電力系統における周波数制御方法。 A frequency control method for a power system that supplies power to a load facility by connecting at least a renewable energy power generation facility , an internal combustion power generation facility, and a power storage facility,
A supply and demand control system positioned above the power system controls the system frequency by controlling the output of the internal combustion power generation facility and the power storage facility based on the system frequency and information transmitted from each facility. Frequency control,
The power storage facility, local control to control the system frequency by controlling its output based on the system frequency,
In a frequency control method capable of performing
When the system frequency is within a specified range, the system frequency is controlled only by the load frequency control, and when the system frequency deviates from the specified range, the system frequency is controlled by the load frequency control and the local control. A frequency control method for an electric power system.
前記電力系統の上位に位置する需給制御システムが、系統周波数と前記各設備から送信された情報とに基づいて前記内燃力発電設備及び前記蓄電設備の出力を制御することにより系統周波数を制御する負荷周波数制御と、
前記蓄電設備が、系統周波数に基づいて自己の出力を制御することにより系統周波数を制御するローカル制御と、
を実行可能である周波数制御システムにおいて、
前記系統周波数の変動に関わらず前記負荷周波数制御を常に有効とする手段と、
前記系統周波数が規定範囲内にあることを検出して前記ローカル制御を無効とし、前記系統周波数が前記規定範囲を逸脱したことを検出して前記ローカル制御を有効とする手段と、
を備えたことを特徴とする、電力系統における周波数制御システム。 A frequency control system for a power system that supplies power to a load facility by connecting at least a power generation facility using renewable energy , an internal power generation facility, and a power storage facility,
A supply and demand control system positioned above the power system controls the system frequency by controlling the output of the internal combustion power generation facility and the power storage facility based on the system frequency and information transmitted from each facility. Frequency control,
The power storage facility, local control to control the system frequency by controlling its output based on the system frequency,
In a frequency control system capable of performing
Means for always enabling the load frequency control regardless of fluctuations in the system frequency;
Means for detecting that the system frequency is within a specified range and invalidating the local control, detecting that the system frequency has deviated from the specified range and enabling the local control;
A frequency control system in an electric power system, comprising:
前記系統周波数を検出する周波数検出手段と、
前記系統周波数から得た検出周波数と基準周波数との偏差を算出する手段と、
前記偏差がゼロになるように前記蓄電設備に対する出力指令を生成する手段と、
を備え、
前記周波数検出手段は、
前記系統周波数が規定範囲内にあることを検出したときに前記検出周波数として前記基準周波数を出力することにより前記偏差をゼロにし、前記系統周波数が前記規定範囲を逸脱したことを検出したときに前記検出周波数として前記系統周波数をそのまま出力して前記偏差を有限の値にすることを特徴とする、電力系統における周波数制御システム。 The frequency control system according to claim 2,
Frequency detection means for detecting the system frequency;
Means for calculating a deviation between a detection frequency obtained from the system frequency and a reference frequency;
Means for generating an output command for the power storage facility so that the deviation becomes zero;
With
The frequency detection means includes
When detecting that the system frequency is within a specified range, the deviation is made zero by outputting the reference frequency as the detection frequency, and when detecting that the system frequency has deviated from the specified range, A frequency control system in an electric power system, wherein the system frequency is output as it is as a detection frequency and the deviation is made a finite value.
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