JP6501962B1 - POWER GENERATION SYSTEM, CONTROL DEVICE, AND METHOD FOR SETTING POWER GENERATION TARGET VALUE - Google Patents
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Abstract
【課題】風力発電設備の有効活用を図るため、地域内での自家消費型への電力供給に切り替えて運用することができる発電システムを提供する。
【解決手段】発電システム100は、第1発電設備10と、第2発電設備20と、管理装置40と、を備え、管理装置40は、管理エリアにおける需要実績値、第1発電設備10における発電実績値に基づいて、第2発電設備20における第1目標値を算出する第1発電モードと、管理エリアの所定時間後の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する第1発電設備の予測値と第1発電設備の現在の第1出力値との差分を第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を、所定時間後の第2発電設備の目標値として設定する第2モードを有する。
【選択図】図1An object is to provide a power generation system capable of switching and operating power supply to a self-consumption type in an area in order to make effective use of a wind power generation facility.
A power generation system (100) includes a first power generation facility (10), a second power generation facility (20), and a management device (40). The management device (40) generates demand data in the management area and power generation in the first power generation facility (10). A first power generation mode for calculating a first target value in the second power generation facility 20 based on the actual performance value, and a first power generation determined by applying wind condition information after a predetermined time of the management area to a predetermined calculation method The second target value, which is a value determined by adding the difference between the predicted value of the equipment and the current first output value of the first power generation equipment to the current second output value of the second power generation equipment with an opposite sign, It has the 2nd mode set as a target value of the 2nd power generation equipment after time.
[Selected figure] Figure 1
Description
本発明は、発電システム、制御装置及び発電目標値の設定方法に関する。 The present invention relates to a power generation system, a control device, and a method of setting a power generation target value.
ある地域の既設の風力発電設備については、FIT(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)の契約で定められた20年間の電力系統への売電期間がまもなく終了する。売電期間終了後の風力発電設備の運用が望まれていた。 As for the existing wind power generation facilities in a certain area, the 20-year power sale period to the electric power grid defined by the contract of FIT (Renewable Energy Fixed Price Purchase System) contract will be ended soon. Operation of the wind power generation facility after the end of the sale of electricity was desired.
一方、風力発電の特徴として、季節ごと又はその当日の風況により発電量が大きく変動し、地域内に安定的に電力を供給することが困難となる場合もある。このため、特許文献1には、風力発電装置に接続された蓄電池と、風力発電装置の発電電力を検出し、前回の周期の発電電力から決定した基準値と検出した発電電力とから蓄電池の充放電制御を行う蓄電池制御器と、を有し、風速変動による風力発電機の発電出力変動を抑制する風力発電制御装置が開示されている。
On the other hand, as a feature of wind power generation, the amount of power generation may fluctuate significantly depending on the season or the wind conditions of the day, and it may be difficult to stably supply power within the region. For this reason, according to
しかしながら、特許文献1に示すように蓄電池を併設して、風が吹かないときには蓄電池から電力を放出して発電電力を平準化して需要先に供給する方法には、新たな設備投資が必要となり、コストアップを招いてしまう。また、既存の風力発電設備の有効活用を図るため、地域内での自家消費型への電力供給に切り替えて運用することが望まれていた。
However, as shown in
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、風力発電設備の有効活用を図るため、地域内での自家消費型への電力供給に切り替えて運用することができる発電システム、制御装置及び発電目標値の設定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a power generation system capable of switching to and using an electric power supply to a self-consumption type in an area to operate effectively the wind power generation facility, It is an object of the present invention to provide a control device and a method of setting a power generation target value.
前記目的を達成するため、本発明の発電システムは、再生可能エネルギーを利用して発電する第1発電設備と、熱機関を動作させて発電する第2発電設備と、第1発電設備の発電出力である第1出力値と第2発電設備を稼働して得られる第2出力値とを合計した合計出力値に基づいて、管理されたエリアに電力を供給する制御をする制御装置とを備える発電システムであって、制御装置は、第1発電モードと、第2発電モードとを有し、第1発電モードにおいて、エリアの所定期間の電力需要量実績から求める第1実績値と第1発電設備の所定期間の出力実績から求める第2実績値との差分により決定する第1目標値を第2発電設備の目標値として設定して、第2発電設備による発電を行い、第2発電モードにおいて、エリアの所定時間後の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する第1発電設備の予測値と第1発電設備の現在の第1出力値との差分を第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を、所定時間後の第2発電設備の目標値として設定して、第2発電設備による発電を行うことを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。 In order to achieve the above object, the power generation system of the present invention includes a first power generation facility that generates power using renewable energy, a second power generation facility that operates a heat engine to generate power, and a power generation output of the first power generation facility. Control device for controlling supply of electric power to the managed area based on a total output value obtained by summing the first output value and the second output value obtained by operating the second power generation facility. The control system has a first power generation mode and a second power generation mode, and in the first power generation mode, a first actual value and a first power generation facility obtained from the power demand amount performance of a predetermined period of the area The first target value determined by the difference with the second actual value obtained from the output results of the predetermined period of time is set as the target value of the second power generation facility, power is generated by the second power generation facility, and in the second power generation mode, After a certain time of the area The difference between the predicted value of the first power generation facility determined by applying the situation information to the predetermined calculation method and the current first output value of the first power generation facility is reversed to the current second output value of the second power generation facility A second target value, which is a value determined by addition with a code, is set as a target value of the second power generation facility after a predetermined time, and power generation by the second power generation facility is performed. Other aspects of the invention are described in the embodiments described below.
本発明によれば、風力発電設備の有効活用を図るため、地域内での自家消費型への電力供給に切り替えて運用することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in order to plan effective utilization of a wind-power-generation installation, it can switch and operate to the electric power supply to a self-consumption type | mold in an area.
本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る発電システム100の構成を示す図である。発電システム100は、特定の管理エリア(所定のエリア)に電力を供給する1以上の再生可能エネルギーである第1発電設備10と、熱機関を動作させて発電する1以上の第2発電設備20と、管理エリアへの電力供給量を制御する管理装置40(制御装置)とを含んで構成されている。管理エリアには、電力を消費する1以上の需要家30を有する。管理エリアの配電系統には、商用電力系統60も連系されている。気象情報提供機関50は、インターネット等の通信回線を介して、管理装置40に接続され、例えば、風況に関する情報等を管理装置40へと提供する。
Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with appropriate reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
管理エリアは、例えば、農業ハウス、工場、ホテル、病院等の比較的要求負荷が高い需要家、或いは、例えば、公共施設、学校、自治体等の比較的要求負荷が低い需要家等を備えている。 The management area includes, for example, relatively high demand customers such as agricultural houses, factories, hotels, and hospitals or low demand consumers such as public facilities, schools, and municipalities. .
第1発電設備10は、例えば、風力発電機である。風力発電機は、管理装置40からの発電指示に基づいて、例えば、風車の羽根の角度等が制御されて、発電電力が調整される。
The first
第2発電設備20は、例えば、木質ガス化発電機、液化天然ガス発電機、バイオガス発電機である。木質ガス化発電機は、廃棄する予定の間伐材等を利用して発電するため、発電システム100において低コスト化が図れるというメリットがある。
The second
第1発電設備10及び第2発電設備20の構成は、特に限定されるものではないが、第1発電設備10は、再生可能エネルギーを利用した発電機であることが好ましく、第2発電設備20は、発電コストが安い自家発電機であることが好ましい。
The configurations of the first
本実施形態では、管理エリア(地域)の既設の風力発電設備がFIT(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)の契約で定められた20年間の電力系統への売電期間がまもなく終了するため、売電期間終了後の風力発電設備を運用することを図った。風力発電設備の運用を行うことにより、燃料コストを掛けずに地域内へ電力を供給することが可能となる。 In the present embodiment, since the existing wind power generation facility in the management area (area) has a power sale period for the 20-year power grid defined by the contract of the FIT (fixed energy purchase system for renewable energy), it will soon be completed. We planned to operate wind power generation facilities after the end of the sale period. By operating the wind power generation facility, power can be supplied to the area without increasing the fuel cost.
また、風力発電設備における発電量が需要先の要求負荷に対して足りなくなった場合に木質ガス化発電機において追炊き運転を行って発電出力を上げると共に、地域内に供給している電力系統の供給先を切り替え、風力発電設備だけでは発電量が足りなくなっている需要先に対し、電力を追加で供給することができる。 In addition, when the amount of power generation in the wind power generation facility is not sufficient for the demand load of the demand destination, the wood gasification generator performs additional cooking operation to increase the power generation output, and of the power system supplied to the area. It is possible to switch the supply destination and additionally supply power to the demand destination whose power generation capacity is insufficient with the wind power generation facility alone.
具体的には、ある特定地域の過去の当該地域(管理エリア)における需要先の電力需要量の実績に応じた値を第1実績値とし、また、過去の季節毎の風力発電による発電量を第2実績値とする。第1実績値と第2実績値との差分を、木質ガス化発電機が発電すべき出力目標値として設定する。すなわち、当日の地域内において発電すべきトータル目標値は、第1発電設備10の発電出力である第1出力値と第2発電設備20を稼働して得られる第2出力値とを合計した合計出力値に基づいて管理エリアに電力を供給する。これを、第1発電モードM1(図4参照)という。
Specifically, a value corresponding to the actual amount of power demand of the demand destination in the past relevant area (management area) of a specific area is taken as the first actual value, and the amount of power generation by wind power generation for each past season This is the second actual value. The difference between the first actual value and the second actual value is set as an output target value to be generated by the wood gasification generator. That is, the total target value to be generated in the area of the day is the sum of the first output value, which is the generated output of the first
次に、地域内への当日の電力供給開始後に、当日の風況により風力発電による発電量が変動し、トータル目標値との差分が生じることが予測される場合、木質ガス化発電機による出力目標値を差分に応じた調整を行い、トータル目標値と等しくなるように安定した電力の供給を行う。これを、第2発電モードM2(図4参照)という。 Next, when it is predicted that the amount of power generation by wind power generation will fluctuate due to the wind conditions on the day after the start of power supply to the area on the day, and the difference with the total target value is expected, the output by the wood gasification generator The target value is adjusted according to the difference, and stable power supply is performed so as to be equal to the total target value. This is referred to as a second power generation mode M2 (see FIG. 4).
本実施形態において、発電システム100は、運転開始時に、過去の需要電力と、風力発電による発電量との差分を求めることにより、容易に木質ガス化発電機の追加発電量を決定することができ、地域内の自家消費型の電力供給においても、需要側へ安定した電力供給を行うことができる。
In the present embodiment, the
また、発電システム100は、地域内の自家消費型の電力供給においては、燃料コストが不要となる風力発電による電力を需要先へ優先して供給し、電力が不足する場合は木質ガス化発電機により発電した電力を追加で供給する。これにより、最小限のコストで地域内への電力供給を安定して行うことができる。
Further, the
また、輸入品である天然ガスや石油を燃料とする発電機に比べ、元々廃棄することとなる地域内の間伐材等を利用した木質ガス化発電機であれば、輸送コスト等を考慮すればコストパフォーマンスにすぐれたものであることはいうまでもない。
発電システム100の詳細については、図2〜図5を参照して説明する。
In addition, if it is a wood gasification generator that uses thinning material etc. in the area that will be originally discarded compared to a generator that uses natural gas and oil as its fuel, considering the transportation cost etc. It goes without saying that the cost performance is excellent.
The details of the
図2は、本実施形態に係る管理装置40の構成を示す図である。管理装置40は、処理部41、記憶部42、入力部43、表示部44、通信部45を有する。処理部41は、中央演算処理装置(CPU)であり、需要家30の電力需要量を取得する電力需要量取得部411、第1発電設備10の発電出力量を取得する第1発電設備出力取得部412、第2発電設備20の発電出力量を取得する第2発電設備出力取得部413、過去の電力需要量の実績値及び過去の第1発電設備10の発電量の実績値を算出する実績値算出部414、現在から所定時間ΔT後の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する第1発電設備10の予測値を算出する第1発電設備出力予測部415、第1発電モードM1(図4参照)における第2発電設備20の出力目標値である第1目標値を算出する第1目標値算出部416、第2発電モードM2(図4参照)における第2発電設備20の出力目標値である第2目標値を算出する第2目標値算出部417を有する。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the
記憶部42には、電力需要量取得部411で取得した電力需要量情報421、第1発電設備出力取得部412で取得した第1発電設備出力情報422、実績値算出部414で算出した実績値情報424(図3参照)、第1発電設備出力予測部415で算出した第1発電設備予測情報425、第1目標値算出部416で算出した第2発電設備20の第1目標値情報426、第2目標値算出部417で算出した第2発電設備20の第2目標値情報427等が記憶されている。
The
入力部43は、キーボードやマウス等のコンピュータに指示を入力するための装置であり、プログラム起動等の指示を入力する。表示部44は、ディスプレイ等であり、管理装置40による処理の実行状況や実行結果等を表示する。通信部45は、ネットワーク等を介して、他の装置と各種データやコマンドを交換する。
The input unit 43 is a device for inputting an instruction to a computer such as a keyboard and a mouse, and inputs an instruction such as program activation. The
例えば、管理装置40は、インターネット等の通信回線を介して、気象情報提供機関50から、気象情報を受信する。気象情報としては、平均風速、平均風向、最大瞬間風速、風速の標準偏差等を含む風況に関する情報等が挙げられる。
For example, the
図3は、管理エリアの電力需要量及び第1発電設備10の発電出力の実績値情報424を示す図である。適宜図2を参照する。ここでは、管理エリアの電力需要量を第1実績値といい、第1発電設備10の発電出力の実績値を第2実績値という。
FIG. 3 is a diagram showing the power demand amount of the management area and the
第1実績値は、エリアの所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し(例えば、1カ月毎、3カ月毎)、それぞれの同じ分割期間ごとの管理エリアの電力需要量実績の総和から求める単位時間当たりの平均値であり、第2実績値は、第1発電設備の所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、第1発電設備10の出力実績の総和から求める単位時間当たりの平均値である。実績値算出部414は、第1実績値および第2実績値を算出する。
The first actual value is obtained by dividing each one year of the predetermined period of the area into two or more periods according to a predetermined method (for example, every month or every three months), and the power of the management area for each same division period The second performance value is the average value per unit time determined from the sum of demand volume results, and the second performance value divides each one year of the predetermined period of the first power generation facility into two or more periods according to a predetermined method, and It is an average value per unit time obtained from the sum total of the output performance of the first
図3には、具体例として、1年を1カ月毎に分割し、過去の実績値として20年間(1998年〜2017年)の第1平均値(第1実績値)、第2平均値(第2実績値)を示している。 In FIG. 3, as a specific example, one year is divided every one month, and the first average value (first actual value) and the second average value (first actual value) for 20 years (1998 to 2017) as past actual values The second actual value) is shown.
図4は、管理装置40の制御処理を示すフローチャートである。適宜図2、図3を参照する。前記した第1発電モードM1は、ステップS41〜ステップS44に相当し、第2発電モードM2は、ステップS46〜ステップS49に相当する。
FIG. 4 is a flowchart showing control processing of the
実績値算出部414は、図3で示したように、管理エリアの所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、電力需要量実績の総和から単位時間当たりの第1平均値を求める(ステップS41)。そして、実績値算出部414は、第1発電設備10の所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、第1発電設備10の出力実績の総和から単位時間当たりの第2平均値を求める(ステップS42)。第1目標値算出部416は、第1平均値と第2平均値との差分により決定する第1目標値を求め、第2発電設備の発電目標値の初期値に設定する(ステップS43)。第1目標値算出部416は、所定時間ΔTを経過したか判定し(ステップS44)、所定時間ΔT経過しなければ(ステップS44,No)、ステップS44に戻り、所定時間ΔT経過したならば(ステップS44,Yes)、ステップS46に進む。
As shown in FIG. 3, the actual
ステップS46において、第1発電設備出力予測部415は、管理エリアの所定時間ΔT後の風況情報を所定の演算方法を適用して第1発電設備10の出力予測値を決定する。
In step S46, the first power generation facility
第2目標値算出部417は、第1発電設備10の予測値と第1発電設備10の現在の第1出力値との差分を第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を求め、所定時間後の前記第2発電設備の目標値として設定する(ステップS47)。
The second target
第2目標値算出部417は、第2発電設備20の発電の終了指令があるか否かを判定し(ステップS48)、終了指令がある場合(ステップS48,Yes)、処理を終了し、終了指令がない場合(ステップS48,No)、ステップS49に進む。
The second target
ステップS49において、第2目標値算出部417は、所定時間ΔTを経過したか判定し、所定時間ΔT経過しなければ(ステップS49,No)、ステップS49に戻り、所定時間ΔT経過したならば(ステップS49,Yes)、ステップS46に進む。
In step S49, the second target
図5は、第1発電モードM1及び第2発電モードM2の制御処理を示す説明図である。第1発電モードM1は起動時のモードであり、第2発電モードM2は、起動時以降のモードである。横軸は、経過時間であり、縦軸は第1発電設備10の発電出力を示す。時刻t1,t2,t3,・・・は、時刻t0を基準として所定時間ΔT毎の「相対時刻」である。原則として時刻t0で時刻t1の第1発電設備10の発電出力を予測し、時刻t1で時刻t2の第1発電設備10の発電出力を予測し、時刻t2で時刻t3の第1発電設備10の発電出力を予測する。
FIG. 5 is an explanatory view showing control processing of the first power generation mode M1 and the second power generation mode M2. The first power generation mode M1 is a mode at startup, and the second power generation mode M2 is a mode after startup. The horizontal axis represents the elapsed time, and the vertical axis represents the power generation output of the first
なお、起動時だけの問題であるが、理想的には、時刻t0において次の所定時間ΔT後の風況条件等から第1発電設備10の出力予測を行うべきであるが、第1発電設備10が起動してから出力目標値に到達するまでのタイムラグがあるために、時刻t0の第1発電設備の発電出力値に基づいた時刻t1の発電出力の予測ができない状況となる。よって、図4において、ステップS44において、所定時間ΔTを判定している。
In addition, although it is a problem only at the time of starting, ideally, the output prediction of the first
ここで、第2発電設備20の出力目標値の設定の考え方を説明する。
(1)第1発電モードM1の立ち上げ時(毎日(Daily)、毎月(Monthly)等運用により異なる)
・Daily ・・・ 起動定刻に起動
・Monthly ・・・ 月初めの起動定刻に起動等
基本的に、第1発電設備10(風力発電設備)は、出力値0から定格までの範囲内で風況状況に基づいて自由に発電し、起動後は連続運転で運用する。
管理されたエリアにおける 過去の所定期間の同時期の電力需要量の平均値と、第1発電設備の発電出力の平均値の差分を第2発電設備の出力目標値として設定する。
Here, the concept of the setting of the output target value of the second
(1) At the start of the first power generation mode M1 (different depending on the operation, such as every day (Daily), every month (Monthly), etc.)
・ Daily ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ The first power generation facility 10 (wind power generation facility) has wind condition in the range from 0 to rated It generates electricity freely based on the situation, and operates in continuous operation after startup.
The difference between the average value of the electric power demand amount of the past predetermined period in the managed area and the average value of the power generation output of the first power generation facility is set as the output target value of the second power generation facility.
(2)第2発電モードM2では、立ち上げてから所定時間経過後、
現在において、風況等の条件から、次の時間経過後の第1発電設備の出力予測値を算出し、この予測値と 現在の第1発電設備の出力値との差分を現在の第2発電設備の出力に加減した値を次の経過時間のときの第2発電設備の出力目標値として設定する。
(2) In the second power generation mode M2, after a predetermined time has elapsed since startup,
At present, based on conditions such as wind conditions, the output predicted value of the first power generation facility after the next time lapse is calculated, and the difference between this predicted value and the current output value of the first power generation facility is the current second power generation. A value obtained by adding or subtracting the output of the facility is set as an output target value of the second power generation facility at the next elapsed time.
式を用いて、さらに詳細に説明する。
S1 :第1発電設備10(再生可能エネルギー)
S2 :第2発電設備20(熱機関)
PS1(t) :各時刻の第1出力値(第1発電設備の発電出力)
PS2(t) :各時刻の第2出力目標値(第2発電設備の発電出力目標値)
PS2現在(t):現時点における第2発電設備の発電出力
PDa(t) :各時刻の第1実績値(エリアの所定期間の電力需要量実績)
PS1a(t) :各時刻の第2実績値(第1発電設備の所定期間の出力実績)
PS1p(t) :各時刻の第1発電設備の予測値(稼働当日の予測値)
とすると、
This will be described in more detail using formulas.
S1: First power generation facility 10 (renewable energy)
S2: Second power generation facility 20 (heat engine)
PS1 (t): 1st output value of each time (generation output of 1st power generation facility)
PS2 (t): second output target value at each time (generation output target value of second power generation facility)
PS2 present (t): Power generation output PDa (t) of the second power generation facility at the current time: First actual value of each time (Amount of power demand for a predetermined period of area)
PS1a (t): Second actual value of each time (output of the first power generation facility for a predetermined period)
PS1p (t): Predicted value of the first generation facility at each time (estimated value on the day of operation)
If you
(1)第1発電モードM1(電力供給開始時:第2発電設備を起動する際)
第1出力値は、PS1(t0)
第2出力目標値は、PS2(t0)=第1目標値(t0)
=PDa(t0)−PS1a(t0) ・・・式1
(1) First power generation mode M1 (at the start of power supply: when starting the second power generation facility)
The first output value is PS1 (t0)
The second output target value is PS2 (t0) = first target value (t0)
= PDa (t0)-PS1a (t0) ...
(2)第2発電モードM2(時刻t1を現時点として、ΔT後の時刻t2における第2発電設備の出力目標値を設定)
第1出力値は、PS1(t1)
第2出力目標値は、PS2(t2)=PS2現在(t1)+差分 ・・・式2
(2) Second power generation mode M2 (set an output target value of the second power generation facility at time t2 after ΔT, with time t1 as the current time)
The first output value is PS1 (t1)
The second output target value is PS2 (t2) = PS2 present (t1) +
ここで、差分は、稼働当日の時刻t2における第1発電設備の発電出力の予測値PS1p(t2)と、現時点の時刻t1における第1発電設備の発電出力PS1(t1)との差である。
差分=PS1p(t2)−PS1(t1) ・・・式3
である。
Here, the difference is the difference between the predicted value PS1p (t2) of the power generation output of the first power generation facility at time t2 on the day of operation and the power generation output PS1 (t1) of the first power generation facility at current time t1.
Difference = PS1p (t2) −PS1 (t1)
It is.
(2−1)差分がプラス(+)になる場合(式3が+)
すなわち、〔PS1p(t2)>PS1(t1)〕の場合、時刻t2における第1発電設備の稼働当日の発電出力の予測値が、現時点の時刻t1の出力より大きい場合である。
この場合、第2発電設備20の発電出力を減らす必要がある。
これをPS2現在(t1)に逆符号で加算して、第2出力目標値PS2(t2)を決定するのだから、逆符号にするために式3に−1を乗算して、
差分=−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式4
この際、式4の値は、マイナス(−)となる。
式4を式2に代入すると、第2出力目標値 PS2(t2)は、
PS2(t2)=PS2現在(t1)+差分
PS2(t2)=PS2現在(t1)−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式5
(2-1) When the difference is plus (+) (
That is, in the case of [PS1p (t2)> PS1 (t1)], the predicted value of the power generation output of the first power generating facility on the day of operation at time t2 is larger than the output at time t1.
In this case, it is necessary to reduce the power generation output of the second
Since this is added to PS2 present (t1) by the reverse code to determine the second output target value PS2 (t2),
Difference = − (PS1p (t2) −PS1 (t1))
At this time, the value of
Substituting the
PS2 (t2) = PS2 present (t1) + difference PS2 (t2) = PS2 present (t1)-(PS1 p (t2)-PS1 (t1))
(2-2)差分がマイナス(−)になる場合(式3が−)
すなわち、〔PS1p(t2)< PS1(t1)〕の場合、時刻t2における第1発電設備の稼働当日の発電出力の予測値が、現時点の時刻t1の出力より小さい場合である。
この場合、第2発電設備20の発電出力を増やす必要がある。
これをPS2現在(t1)に逆符号で加算して、第2出力目標値PS2(t2)を決定するのだから、逆符号にするために式3に−1を乗算して、
差分=−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式4
この際、式4の値は、プラス(+)となる。
式4を式2に代入すると、第2出力目標値 PS2(t2)は、
PS2(t2) =PS2現在(t1)+差分
PS2(t2) =PS2現在(t1)−(PS1p(t2)−PS1(t1)) ・・・式5
(2-2) When the difference is minus (-) (
That is, in the case of [PS1 p (t2) <PS1 (t1)], the predicted value of the power generation output of the first power generation facility at time t2 on the day of operation is smaller than the output at time t1.
In this case, it is necessary to increase the power generation output of the second
Since this is added to PS2 present (t1) by the reverse code to determine the second output target value PS2 (t2),
Difference = − (PS1p (t2) −PS1 (t1))
At this time, the value of
Substituting the
PS2 (t2) = PS2 present (t1) + difference PS2 (t2) = PS2 present (t1)-(PS1 p (t2)-PS1 (t1))
最終的に、式3が+であっても、−であっても、上記の式5となる。
すなわち、第2発電モードM2における第2出力目標値は、式5に基づいて運用されることになる。
Finally, even if
That is, the second output target value in the second power generation mode M2 is operated based on
ここで、前記の式5において、極端な場合を想定する。すなわち、時刻t2における第1発電設備10の発電出力の予測値が0となる場合、
PS1p(t2)=0(t2で風が吹かない状況を想定)とすると、式5は、
第2出力目標値PS2(t2)=PS2現在(t1)−(0−PS1(t1))
=PS2現在(t1)+PS1(t1) ・・・式5−1
式5−1により、第2発電設備20において、第1発電設備10の分も含めた過大な発電出力目標を、第2発電設備の出力目標値として設定することになる。しかし、第2発電設備の発電出力には限界(上限)があるので、
第2発電設備20の限界出力≧PS2現在(t1)+PS1(t1)
の条件を満たす場合のみ、第2発電設備に対して、第2出力目標値が設定される。
したがって、前記の期間は、需要側へ安定した電力供給を行うことはできない。その場合、第2目標値が第2発電設備20の最大出力を上回る時は、第2発電設備20を最大出力で運転する運用となる。
Here, an extreme case is assumed in
Assuming that PS 1 p (t 2) = 0 (it is assumed that the wind does not blow at t 2),
Second output target value PS2 (t2) = PS2 present (t1)-(0-PS1 (t1))
= PS2 present (t1) + PS1 (t1) · · · Formula 5-1
According to Expression 5-1, in the second
Limit output of the second
The second output target value is set for the second power generation facility only when the above condition is satisfied.
Therefore, stable power supply can not be performed on the demand side during the above period. In that case, when the second target value exceeds the maximum output of the second
以上まとめると、発電システム100は、再生可能エネルギーを利用して発電する第1発電設備10(例えば、S1)と、熱機関を動作させて発電する第2発電設備20(例えば、S2)と、第1発電設備10の発電出力である第1出力値(例えば、PS1(t))と第2発電設備20を稼働して得られる第2出力値(例えば、PS2(t))とを合計した合計出力値に基づいて、管理エリアに電力を供給する制御をする制御装置(例えば、管理装置40)とを備える。
In summary, the
制御装置は、第1発電モードM1と、第2発電モードM2とを有する。第1発電モードM1において、管理エリアの所定期間の電力需要量実績から求める第1実績値(例えば、PDa(t0))と第1発電設備10の所定期間の出力実績から求める第2実績値(例えば、PS1a(t0))との差分により決定する第1目標値を第2発電設備20の目標値として設定して、第2発電設備20による発電を行う。第2発電モードM2において、管理エリアの所定時間後(例えば、時刻t2)の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する第1発電設備10の予測値(例えば、PS1p(t2))と第1発電設備10の現在の第1出力値(例えば、PS1(t1))との差分を第2発電設備20の現在の第2出力値(例えば、PS2現在(t1))に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を、所定時間後の第2発電設備10の目標値として設定して、第2発電設備20による発電を行う。
The control device has a first power generation mode M1 and a second power generation mode M2. In the first power generation mode M1, a first actual value (for example, PDa (t0)) obtained from the actual power demand amount in the management area for a predetermined period, and a second actual value obtained from the output actual for the first
本実施形態に係る発電システム100によれば、燃料コストが不要となる既設の再生可能エネルギー発電機(例えば、風力発電機)によって、優先的に管理エリアへと電力を供給し、電力が不足する場合に、燃料を要する他の発電機(例えば、木質ガス化発電機)によって、追加的に管理エリアへと電力を供給することができる。これにより、コストを抑えつつ、需要家30等に安定した電力を供給することが可能な発電システム100を実現できる。
According to the
第2発電設備20は、第2目標値に基づき発電を行うとともに、管理エリアからの要求に基づいて熱量を管理エリアに供給してもよい。これにより、コストを抑えつつ、需要家30等に熱量を供給することができる。
The second
10 第1発電設備
20 第2発電設備
30 需要家
40 管理装置(制御装置)
41 処理部
411 電力需要量取得部
412 第1発電設備出力取得部
413 第2発電設備出力取得部
414 実績値算出部
415 第1発電設備出力予測部
416 第1目標値算出部
417 第2目標値算出部
42 記憶部
421 電力需要量情報
422 第1発電設備出力情報
424 実績値情報
425 第1発電設備予測情報
426 第1目標値情報
427 第2目標値情報
43 入力部
44 表示部
45 通信部
50 気象情報提供機関
60 商用電力系統
100 発電システム
M1 第1発電モード
M2 第2発電モード
NW ネットワーク
10 first
41
Claims (8)
前記制御装置は、第1発電モードと、第2発電モードとを有し、
前記第1発電モードにおいて、前記エリアの所定期間の電力需要量実績から求める第1実績値と前記第1発電設備の所定期間の出力実績から求める第2実績値との差分により決定する第1目標値を前記第2発電設備の目標値として設定して、前記第2発電設備による発電を行い、
前記第2発電モードにおいて、前記エリアの所定時間後の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する前記第1発電設備の予測値と前記第1発電設備の現在の第1出力値との差分を前記第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を、所定時間後の前記第2発電設備の目標値として設定して、前記第2発電設備による発電を行う
ことを特徴とする発電システム。 A first power generation facility that generates power using renewable energy, a second power generation facility that operates a heat engine to generate power, a first output value that is a power generation output of the first power generation facility, and the second power generation facility A control system for controlling supply of power to a managed area based on a total output value obtained by summing up the second output value obtained by operation and the control system.
The control device has a first power generation mode and a second power generation mode,
In the first power generation mode, a first target determined based on a difference between a first actual value obtained from the actual power demand amount in the predetermined period of the area and a second actual value obtained from the output result of the first power generation facility for the predetermined period Setting a value as a target value of the second power generation facility to generate power by the second power generation facility,
In the second power generation mode, the predicted value of the first power generation facility and the current first output value of the first power generation facility determined by applying wind condition information after a predetermined time of the area to a predetermined calculation method Setting a second target value, which is a value determined by adding the difference between the second power generation facility and the current second output value of the second power generation facility with a reverse sign, as a target value of the second power generation facility after a predetermined time A power generation system, wherein power generation is performed by the second power generation facility.
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 The control device starts supplying power to the area in the first power generation mode, shifts to the second power generation mode after a predetermined time has elapsed, and supplies power to the area. The power generation system described in.
前記第2実績値は、前記第1発電設備の所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、前記第1発電設備の出力実績の総和から求める単位時間当たりの平均値である
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 The first actual value is a unit time obtained by dividing each one year of a predetermined period of the area into two or more periods according to a predetermined method, and calculating from the sum of the power demand amount records of the area for each same division period. It is the average value of per,
The second actual value is obtained by dividing each one year of a predetermined period of the first power generation facility into two or more periods according to a predetermined method, and the output performance of the first power generation facility for each of the same divided periods. It is an average value per unit time calculated | required from a total. The electric power generation system of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 The power generation system according to claim 1, wherein when the second target value exceeds the maximum output of the second power generation facility, the second power generation facility is operated at the maximum output.
ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 The power generation system according to claim 1, wherein the second power generation facility generates power based on the second target value, and supplies heat to the area based on a request from the area.
熱機関を動作させて発電する第2発電設備に発電目標を出力する出力部と、
前記入力部から入力された前記第1出力値と、前記出力実績値と、前記電力需要量実績値と、を記憶する記憶部と、
前記第2発電設備の発電目標の初期値である第1目標値と、その後の所定時間毎の発電目標である第2目標値と、を決定する演算部と、を備え、
前記演算部は、前記エリアの所定期間の電力需要量実績値から求める第1実績値と前記第1発電設備の所定期間の出力実績から求める第2実績値との差分により前記第1目標値を決定し、
前記演算部は、前記エリアの所定時間毎の風況情報を所定の演算方法に適用することにより決定する前記第1発電設備の予測値と前記第1発電設備の現在の第1出力値との差分を算出し、該差分を前記第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を、所定時間後の前記第2発電設備の目標値として設定する
ことを特徴とする制御装置。 The first output value that is the current power generation output of the first power generation facility that generates power using renewable energy, the output result value of the first power generation facility for a predetermined period, and the power demand for a predetermined period of the managed area An input unit for acquiring a quantity actual value,
An output unit that outputs a power generation target to a second power generation facility that generates heat by operating a heat engine;
A storage unit that stores the first output value, the output actual value, and the power demand amount actual value input from the input unit;
And a calculation unit that determines a first target value that is an initial value of a power generation target of the second power generation facility, and a second target value that is a power generation target for each predetermined time thereafter.
The calculation unit calculates the first target value based on a difference between a first actual value obtained from a power demand amount actual value of a predetermined period of the area and a second actual value obtained from an output result of the first power generation facility for a predetermined period. determined,
The calculation unit is configured to determine the predicted value of the first power generation facility and the current first output value of the first power generation facility, which are determined by applying wind condition information for each predetermined time of the area to a predetermined calculation method. A second target value, which is a value determined by calculating a difference and adding the difference to the current second output value of the second power generation facility with a reverse sign, a target value of the second power generation facility after a predetermined time A control device characterized by being set as
ことを特徴とする請求項6に記載の制御装置。 The arithmetic unit divides each one year of a predetermined period into two or more periods according to a predetermined method, and calculates a first average value per unit time obtained from the sum of the actual power demand amount for each same division period; Each second year of the first power generation facility is divided into two or more periods by a predetermined method, and a second average value per unit time is obtained from the sum of the output results of the first power generation facility for each same divided period. The control device according to claim 6, wherein the first target value is obtained by calculating the difference between and.
前記制御装置は、
前記エリアの所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、電力需要量実績の総和から単位時間当たりの第1平均値を求めるステップと、
前記第1発電設備の所定期間の各1年を所定の方法により二つ以上の期間で分割し、それぞれの同じ分割期間ごとの、前記第1発電設備の出力実績の総和から単位時間当たりの第2平均値を求めるステップと、
前記第1平均値と前記第2平均値との差分により決定する第1目標値を求め、前記第2発電設備の発電目標値の初期値に設定するステップと、
前記エリアの所定時間後の風況情報を所定の演算方法を適用して前記第1発電設備の予測値を決定するステップと、
前記第1発電設備の予測値と前記第1発電設備の現在の第1出力値との差分を前記第2発電設備の現在の第2出力値に逆符号で加算して決定する値である第2目標値を求め、所定時間後の前記第2発電設備の目標値として設定するステップと、を有する
ことを特徴とする発電目標値の設定方法。 A power generation system comprising a first power generation facility that generates power using renewable energy, a second power generation facility that operates a heat engine to generate power, and a controller, and supplies power to a managed area,
The controller is
Dividing each one year of the predetermined period of the area into two or more periods according to a predetermined method, and obtaining a first average value per unit time from the sum of the power demand amount performance for each same division period ,
Each one year of the predetermined period of the first power generation facility is divided into two or more periods by a predetermined method, and the first output power of the first power generation facility is summed from the sum of the output results of the first power generation facility for each same divided period 2 determining the mean value,
Obtaining a first target value determined by a difference between the first average value and the second average value, and setting the first target value as an initial value of a power generation target value of the second power generation facility;
Applying a predetermined calculation method to wind condition information after a predetermined time of the area to determine a predicted value of the first power generation facility;
A value determined by adding the difference between the predicted value of the first power generation facility and the current first output value of the first power generation facility to the current second output value of the second power generation facility with a reverse sign (2) obtaining a target value and setting the target value as a target value of the second power generation facility after a predetermined time.
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