JP6680711B2 - Power generation system and power generation system control method - Google Patents

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Description

本発明は、発電システム、及び、発電システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a power generation system and a method for controlling the power generation system .

消費者の需要に合った電力を発電し供給することは重要である。そこで、計画発電量や需要量と実際の発電量との差を小さくすることは、発電効率やコストの観点から重要となる。
例えば、特許文献１には、計画発電量や需要量と実際の発電量との差を小さくする技術が記載されている。 It is important to generate and supply electricity that meets consumer demand. Therefore, it is important from the viewpoint of power generation efficiency and cost to reduce the difference between the planned power generation amount and demand amount and the actual power generation amount.
For example, Patent Document 1 describes a technique for reducing the difference between the planned power generation amount or demand amount and the actual power generation amount.

特許第４１４８６６８号公報Japanese Patent No. 4148668

ところで、小売電力の自由化が進み、消費者は電力の小売事業者を選択することができるようになった。この小売電力の自由化に伴い、既定時間（３０分）単位で例えば発電事業者（発電者）が事前に策定した発電計画における電力量と同量の電力を実際に発電する同時同量制度が導入されている。発電事業者（発電者）は、この同時同量制度を守る必要がある。   By the way, with the liberalization of retail electricity, consumers can now choose a retailer of electricity. With the liberalization of retail electricity, a simultaneous and equal amount system that actually generates the same amount of electricity as the amount of electricity in a power generation plan that the power generation company (generator) has prepared in advance for each predetermined time (30 minutes) Has been introduced. Power producers (generators) need to comply with this simultaneous equal amount system.

そのため、事前に策定された電力量と実際の発電量との差（インバランス）をより小さくする技術が求められていた。   Therefore, there has been a demand for a technique for reducing the difference (imbalance) between the amount of power generated in advance and the actual amount of power generation.

本発明は、上記の課題を解決することのできる発電システム、及び、発電システムの制御方法を提供することを目的としている。 It is an object of the present invention to provide a power generation system and a power generation system control method that can solve the above problems.

本発明の第１の態様によれば、発電システムは、第１の発電機と、前記第１の発電機より出力安定性が高い第２の発電機と、単位時間を複数の制御期間に切り分け、前記第１の発電機の出力および前記第２の発電機の出力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、予測された前記第１の発電機の発電量の変化が小さくなるにつれて一の制御期間を短くし、予測された前記第１の発電機の発電量の変化が大きくなるにつれて前記一の制御期間を長くし、前記一の制御期間よりも後の次制御期間の長さは、前記単位時間の残り時間が所定のしきい値以下になった場合に前記一の制御期間の長さよりも短くし、前記一の制御期間内での前記第１の発電機の計画発電量と実績発電量との差を検出し、検出した差に相当する発電量を、前記次制御期間内での前記第２の発電機の発電量の増減量として設定する。 According to the first aspect of the present invention, the power generation system includes a first generator, a second generator having higher output stability than the first generator, and a unit time divided into a plurality of control periods. And a control unit that controls the output of the first generator and the output of the second generator, wherein the control unit reduces a predicted change in the amount of power generation of the first generator. As the one control period is shortened, the one control period is lengthened as the predicted change in the power generation amount of the first generator increases, and the length of the next control period after the one control period increases. That is, when the remaining time of the unit time becomes equal to or less than a predetermined threshold value, it is shorter than the length of the one control period, and the planned power generation of the first generator within the one control period. The difference between the power generation amount and the actual power generation amount is detected, and the power generation amount corresponding to the detected difference is calculated in the next control period. It is set as increasing or decreasing the amount of power generation by the second generator within.

本発明の第２の態様によれば、第１の態様における発電システムにおいて、前記制御部は、前記一の制御期間内での前記実績発電量の変化率に基づいて、前記次制御期間内での前記第２の発電機の発電量の増減量を設定してもよい。 According to a second aspect of the present invention, in a power generation system those of the first state-like, the control unit, on the basis of the said actual power generation rate of change in the one control period, the next control period You may set the increase / decrease amount of the electric power generation amount of the said 2nd generator inside.

本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様における発電システムにおいて、前記第１の発電機は複数備えられ、前記第２の発電機は１つのみ備えられていてもよい。 According to a third aspect of the present invention, in the power generation system according to the first aspect or the second aspect , a plurality of the first generators are provided and only one second generator is provided. Good.

本発明の第４の態様によれば、発電システムの制御方法は、第１の発電機と、前記第１の発電機より出力安定性が高い第２の発電機と、を備える発電システムの制御方法であって、予測された前記第１の発電機の発電量の変化が小さくなるにつれて一の制御期間が短くなるように単位時間を複数の制御時間に切り分け、予測された前記第１の発電機の発電量の変化が大きくなるにつれて前記一の制御期間が長くなるように単位時間を複数の制御時間に切り分け、前記単位時間の残り時間が所定のしきい値以下になった場合に前記一の制御期間よりも後の次制御期間の長さが前記一の制御期間の長さよりも短くなるように単位時間を複数の制御時間に切り分け、前記一の制御期間内での前記第１の発電機の計画発電量と実績発電量との差を検出し、検出した差に相当する発電量を、前記次制御期間内での前記第２の発電機の発電量の増減量として設定し、前記第２の発電機の出力を制御すること、を含む。 According to a fourth aspect of the present invention, a method for controlling a power generation system includes a first power generator and a second power generator having a higher output stability than the first power generator. A method, wherein the unit time is divided into a plurality of control times so that one control period becomes shorter as the predicted change in the amount of power generation of the first generator becomes smaller, and the predicted first power generation is performed. The unit time is divided into a plurality of control times so that the one control period becomes longer as the change in the amount of power generation of the machine becomes larger, and when the remaining time of the unit time becomes equal to or less than a predetermined threshold value, the one Unit time is divided into a plurality of control times so that the length of the next control period after the control period is shorter than the length of the one control period, and the first power generation is performed within the one control period. Detects the difference between the planned power generation amount and the actual power generation amount , The power generation amount corresponding to the detected difference, is set as the decrease amount of the power generation amount of the second generator within the next control period, comprising, for controlling the output of the second generator.

本発明の実施形態による発電システムによれば、事前に策定された計画発電量と実際の発電量との差（インバランス）をより小さくすることができる。   According to the power generation system according to the embodiment of the present invention, it is possible to further reduce the difference (imbalance) between the planned power generation amount prepared in advance and the actual power generation amount.

本発明の第１の実施形態による電力システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the electric power system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態による発電システムの処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the electric power generation system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態による発電システムの処理を説明するための第１の図である。It is a 1st figure for demonstrating the process of the electric power generation system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態による発電システムの処理を説明するための第２の図である。It is a 2nd figure for demonstrating the process of the electric power generation system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態による電力システムの構成の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of a structure of the electric power system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態における所定時間を説明するための第１の図である。It is a 1st figure for demonstrating the predetermined time in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態における所定時間を説明するための第２の図である。It is a 2nd figure for demonstrating the predetermined time in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態における所定時間を説明するための第３の図である。It is a 3rd figure for demonstrating the predetermined time in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態による電力システムの構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the electric power system by another embodiment of this invention.

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による発電システムを含む電力システムの構成について説明する。
電力システム１は、図１に示すように、発電システム１０と、電力系統２０と、を備える。なお、電力系統２０には、需要家３０が接続されている。 <First Embodiment>
Hereinafter, the configuration of the power system including the power generation system according to the first embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the power system 1 includes a power generation system 10 and a power system 20. A customer 30 is connected to the power system 20.

発電システム１０は、第１の発電機１０１と、第２の発電機１０２と、制御部１０３と、を備える。発電システム１０は、電力の発電事業者（発電者）が発電に用いるシステムの一例であり、単位時間（例えば、３０分）ごとの計画発電量と、発電システム１０から電力系統２０へ実際に供給する単位時間ごとの電力量とを一致させるシステムである。計画発電量とは、電力の発電事業者（発電者）が事前に策定した電力量である。   The power generation system 10 includes a first power generator 101, a second power generator 102, and a control unit 103. The power generation system 10 is an example of a system used by a power generator (power generator) to generate power, and the planned power generation amount per unit time (for example, 30 minutes) and the power generation system 10 actually supplies the power to the power grid 20. It is a system that matches the amount of electricity per unit time. The planned amount of power generation is the amount of power that the power generation company (power generator) has formulated in advance.

第１の発電機１０１は、例えば、ゴミ焼却炉などごみや汚泥、バイオマスなどを燃料として発電する発電機である。
第１の発電機１０１は、発電した電力を電力系統２０を介して需要家３０に送電する。 The first power generator 101 is, for example, a power generator that uses dust, sludge, biomass, or the like as a fuel, such as a garbage incinerator.
The first generator 101 transmits the generated power to the customer 30 via the power system 20.

第２の発電機１０２は、第１の発電機１０１が発電した電力よりも出力の安定性が高い発電機であり、例えば、化石燃料を用いた火力、および、水力などを用いて発電する発電機である。
第２の発電機１０２は、後述する制御部１０３が生成する指令信号に基づいて発電する。
第２の発電機１０２は、発電した電力を電力系統２０を介して需要家３０に送電する。 The second power generator 102 is a power generator whose output is more stable than the electric power generated by the first power generator 101. For example, power generation that uses fossil fuel-based thermal power, hydraulic power, or the like. It is a machine.
The second power generator 102 generates power based on a command signal generated by the control unit 103 described later.
The second power generator 102 transmits the generated power to the customer 30 via the power system 20.

制御部１０３は、事前に策定した計画発電量と第１の発電機１０１が実際に発電した発電量とに基づいて、第２の発電機１０２へ発電を指示する指令信号を生成する。
具体的には、制御部１０３は、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の電力量との合計が計画発電量よりも少ない場合に、第２の発電機１０２の基準の発電量にその不足分の発電量を加えた電力量の発電を第２の発電機１０２に実行させる指令信号を生成し、第２の発電機１０２に送信する。
また、具体的には、制御部１０３は、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が計画発電量よりも多い場合に、第２の発電機１０２の基準の発電量にその過剰分の発電量を減じた電力量の発電を第２の発電機１０２に実行させる指令信号を生成し、第２の発電機１０２に送信する。 The control unit 103 generates a command signal for instructing the second power generator 102 to generate power, based on the planned power generation amount that has been formulated in advance and the power generation amount that the first power generator 101 has actually generated.
Specifically, the control unit 103 controls the second power generation when the total of the actual power generation amount of the first power generator 101 and the reference power amount of the second power generator 102 is smaller than the planned power generation amount. A command signal that causes the second power generator 102 to generate power with an amount of power that is the standard power generation amount of the machine 102 plus the shortfall power generation amount is transmitted to the second power generator 102.
In addition, specifically, the control unit 103 determines whether the second power generation amount of the first power generator 101 and the reference power generation amount of the second power generator 102 is greater than the planned power generation amount. Generates a command signal for causing the second power generator 102 to generate power with an amount of power obtained by subtracting the excess power generation amount from the reference power generation amount of the second power generator 102.

発電事業者（発電者）は、電力の発電事業者（発電者）が事前に策定した計画発電量、すなわち、単位時間（例えば３０分）ごとの計画発電量を発電システム１０に報知する。   The power generation company (power generator) notifies the power generation system 10 of the planned power generation amount that the power generation company (power generator) of electric power has prepared in advance, that is, the planned power generation amount per unit time (for example, 30 minutes).

次に、第１の実施形態による発電システム１０の処理について説明する。
ここでは、図２に示す発電システム１０の処理フローについて説明する。 Next, the processing of the power generation system 10 according to the first embodiment will be described.
Here, the processing flow of the power generation system 10 shown in FIG. 2 will be described.

発電事業者（発電者）は、単位時間（例えば３０分）ごとの計画発電量の計画値を策定する。例えば、電力の発電事業者（発電者）の社員がごみや汚泥、バイオマスなどの供給量や発熱量などから策定された計画発電量の情報を取得し、取得した情報を、キーボードなどの入力装置などを介して制御部１０３に送信する。   The power generation company (power generator) formulates a planned value of the planned power generation amount per unit time (for example, 30 minutes). For example, an employee of an electric power generator (power generator) acquires information on a planned power generation amount, which is determined from the amount of waste, sludge, biomass, etc. supplied and the amount of heat generated, and the acquired information is input to an input device such as a keyboard. And the like to the control unit 103.

制御部１０３は、例えば、電力の発電事業者（発電者）の社員がごみや汚泥、バイオマスなどの供給量や発熱量などから計画発電量の情報を受信することによって取得する（ステップＳ１）。   The control unit 103 is acquired by, for example, an employee of a power generation operator (power generator) of electric power receiving information on the planned power generation amount from the supply amount of heat such as dust, sludge, and biomass, and the heat generation amount (step S1).

制御部１０３は、例えば、図３に示すような、計画発電量を単位時間（例えば３０分）で除算した平均値である発電計画値を特定する。制御部１０３は、所定時間（例えば１分）の計画発電量を特定する。   The control unit 103 specifies a power generation plan value that is an average value obtained by dividing the planned power generation amount by a unit time (for example, 30 minutes) as illustrated in FIG. The control unit 103 specifies the planned power generation amount for a predetermined time (for example, 1 minute).

また、制御部１０３は、所定時間ごとに第１の発電機１０１の実際の発電量の情報を取得する（ステップＳ２）。
具体的には制御部１０３は、例えば第１の発電機１０１の出力に設けられた電力量計から所定時間ごとに実際の発電量の情報を取得する。 Further, the control unit 103 acquires information on the actual power generation amount of the first power generator 101 every predetermined time (step S2).
Specifically, the control unit 103 acquires information on the actual power generation amount at predetermined time intervals, for example, from a power meter provided at the output of the first power generator 101.

制御部１０３は、取得した計画発電量の情報と、取得した第１の発電機１０１の実際の発電量とに基づいて、所定時間ごとに指令信号を生成する（ステップＳ３）。
より具体的には、制御部１０３は、図４に示すように、単位時間のうち最初の所定時間（０から１分まで）では、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が事前に策定された計画発電量よりも少ないため、第２の発電機１０２の基準の発電量にその不足分の電力量を加えた電力量の発電を次の制御期間の間に第２の発電機１０２に実行させる指令信号を生成する。
また、より具体的には、制御部１０３は、図４に示すように、次の所定時間（１分から２分まで）では、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が事前に策定された計画発電量よりも多いため、第２の発電機１０２の基準の発電量にその過剰分の発電量を減じた電力量の発電を次の制御期間の間に第２の発電機１０２に実行させる指令信号を生成する。
制御部１０３は、生成した指令信号を第２の発電機１０２に送信する。 The control unit 103 generates a command signal at predetermined time intervals based on the acquired information about the planned power generation amount and the acquired actual power generation amount of the first power generator 101 (step S3).
More specifically, as illustrated in FIG. 4, the control unit 103 controls the actual power generation amount of the first generator 101 and the second power generation amount in the first predetermined time (from 0 to 1 minute) of the unit time. Since the sum of the power generation amount of the generator 102 and the standard power generation amount is less than the planned power generation amount that was previously formulated, the power generation amount of the power amount obtained by adding the shortage power amount to the standard power generation amount of the second power generator 102. Is generated during the next control period by the second generator 102.
Further, more specifically, as shown in FIG. 4, the control unit 103 controls the actual power generation amount of the first power generator 101 and the second power generator for the next predetermined time (from 1 minute to 2 minutes). Since the total power generation amount with the standard power generation amount of 102 is larger than the planned power generation amount that has been formulated in advance, the power generation amount of the second power generator 102 is calculated by subtracting the excess power generation amount from the standard power generation amount. The command signal to be executed by the second power generator 102 during the control period is generated.
The control unit 103 transmits the generated command signal to the second power generator 102.

第２の発電機１０２は、制御部１０３から指令信号を受信する。
第２の発電機１０２は、受信した指令信号に基づいて発電する（ステップＳ４）。
具体的には、
第２の発電機１０２は、指令信号に含まれる発電量の情報が示す発電量、すなわち、１つ前の所定時間内で計画発電量に対して発電できなかった場合には不足分の発電量を次の所定時間内で補うように発電し、１つ前の所定時間内で計画発電量に対して過剰に発電した場合には余剰分の発電量を次の所定時間内で吸収するように発電する。 The second power generator 102 receives the command signal from the control unit 103.
The second power generator 102 generates power based on the received command signal (step S4).
In particular,
The second power generator 102 has a power generation amount indicated by the information of the power generation amount included in the command signal, that is, the shortage power generation amount when the power generation cannot be performed with respect to the planned power generation amount within the preceding predetermined time. Is generated within the next predetermined time, and if excess power is generated with respect to the planned power generation within the previous predetermined time, the surplus power generation amount is absorbed within the next predetermined time. Generate electricity.

発電システム１０は、単位時間ごとに上記のステップＳ２〜ステップＳ４（ステップＳ１は初回のみ行えばよい）の処理を行うことにより、発電期間中の計画発電量と第１の発電機１０１と第２の発電機１０２との合計の実際の発電量とを一致させることができる。   The power generation system 10 performs the processing of the above steps S2 to S4 (step S1 may be performed only for the first time) for each unit time, so that the planned power generation amount during the power generation period, the first power generator 101, and the second power generator It is possible to match the total amount of actual power generation with the generator 102 of.

以上、本発明の第１の実施形態による発電システム１０を備える電力システム１について説明した。
第１の発電機１０１と、第１の発電機１０１より出力安定性が高い第２の発電機１０２とを備える本発明の第１の実施形態による発電システム１０において、制御部１０３は、第２の発電機１０２の出力を制御する。制御部１０３は、単位時間を複数の制御期間に切り分け、一の制御期間内での第１の発電機１０１の計画発電量と実績発電量との差を検出する。制御部１０３は、検出した差に相当する発電量を、次制御期間内での第２の発電機１０２の発電量の増減量として設定する。言い換えると、制御部１０３は、単位時間内における所定時間（ｔ〜ｔ＋Δｔ）内での第１の発電機１０１の計画発電量と実績発電量との差を検出し、検出した差に相当する発電量を、所定時間（ｔ〜ｔ＋Δｔ）に続く所定時間（ｔ＋Δｔ〜ｔ＋ｎΔｔ）内での第２の発電機１０２の発電量の増減量として設定し、第２の発電機１０２の出力を制御する。なお、ｔは、単位時間における時刻を表す。Δｔは、一の制御期間を表す。ｎは１よりも大きい実数であり、（ｎ−１）Δｔは、次制御期間を表す。
こうすることで、発電システム１０は、事前に策定された計画発電量と実際の発電量との差（インバランス）をより小さくすることができる。 The power system 1 including the power generation system 10 according to the first embodiment of the present invention has been described above.
In the power generation system 10 according to the first embodiment of the present invention, which includes the first power generator 101 and the second power generator 102 having higher output stability than the first power generator 101, the control unit 103 includes the second power generator The output of the generator 102 is controlled. The control unit 103 divides the unit time into a plurality of control periods, and detects a difference between the planned power generation amount and the actual power generation amount of the first generator 101 within one control period. The control unit 103 sets the amount of power generation corresponding to the detected difference as the amount of increase or decrease in the amount of power generation of the second power generator 102 within the next control period. In other words, the control unit 103 detects the difference between the planned power generation amount and the actual power generation amount of the first generator 101 within the predetermined time (t to t + Δt) within the unit time, and the power generation corresponding to the detected difference. The amount is set as an increase / decrease amount of the power generation amount of the second power generator 102 within a predetermined time period (t + Δt to t + nΔt) following the predetermined time period (t to t + Δt), and the output of the second power generator 102 is controlled. In addition, t represents the time in a unit time. Δt represents one control period. n is a real number larger than 1, and (n-1) Δt represents the next control period.
By doing so, the power generation system 10 can further reduce the difference (imbalance) between the planned power generation amount that is formulated in advance and the actual power generation amount.

例えば、具体的には、小売電力の自由化が進み、消費者は電力の小売事業者を選択することができるようになった。この小売電力の自由化に伴い、例えば、２０１７年４月からは、既定時間（３０分）単位で発電事業者（発電者）が事前に策定した発電計画における電力量と同量の電力を実際に発電する同時同量制度が導入されている。発電事業者（発電者）は、この同時同量制度を守る必要がある。なお、２０１７年４月から導入された同時同量制度では、３つの要件をいずれも満たす発電設備（系統への連系点単位で判断）について、発電設備ごとの託送契約上の同時最大受電電力の値を亊業者単位で合計し、その値が１万ｋＷを超える事業者を「発電事業者」とすることとされている。ここで、３つの要件のうちの１つは、「当該発電設備の発電容量（ｋＷ）に占める託送契約上の同時最大受電電力（ｋＷ）の割合が５割を超えること。ただし、発電容量が１０万ｋＷを超える場合には、上記の値が１割を超えること。」という要件である。また、３つの要件のうちの別の１つは、「当該発電設備の年間の発電量（ｋＷｈ）（所内消費量を除く）に占める系統への逆潮流量（ｋＷｈ）（特定供給等分を除く）の割合が５割を超えることが見込まれること。ただし、発電容量が１０万ｋＷを超える場合には、上記の値が１割を超えることが見込まれること。」という要件である。また、３つの要件のうちの残りの１つは、「当該発電設備の発電容量が１０００ｋＷ以上であること。」という要件である。
ところで、バイオマス（ごみや汚泥などの廃棄物を含む）を燃料とした場合、計画発電量の策定は、原料となるバイオマスの投入量、性状、運転パターンおよび過去の実績データ等により決定される。そのため、発電システム１０のように、第１の発電機１０１がバイオマスを燃料とする発電機である場合、原料となるバイオマスの性状が均一でないことや一時的な焼却不適物の混入等により出力が安定しない（インバランスが生じやすい）。
このような場合に、本発明の第１の実施形態による発電システム１０のような構成とすることにより、例えば性状が不安定なバイオマスを原料とする出力が不安定な第１の発電機１０１の出力の変動を、例えば燃料として化石燃料などを用いる出力安定性が高い第２の発電機１０２の出力を調整することで打ち消す。その結果、計画値通りの発電が可能であり、事前に策定された計画電力量と実際の発電量との差（インバランス）をより小さくすることができる。 For example, specifically, the liberalization of retail electricity has advanced, and consumers have become able to select electricity retailers. With the liberalization of this retail electricity, for example, from April 2017, the same amount of electricity as the electricity amount in the electricity generation plan prepared in advance by the electricity generator (generator) will be used in units of a predetermined time (30 minutes). Introducing the same amount of electricity generation system. Power producers (generators) need to comply with this simultaneous equal amount system. In addition, in the simultaneous equal amount system introduced from April 2017, for the power generation facilities that meet all three requirements (judgment on a grid connection point basis to the grid), the maximum simultaneous received power under the consignment contract for each power generation facility It is said that the value of is summed up for each supplier, and an operator whose value exceeds 10,000 kW is defined as a "power generation operator". Here, one of the three requirements is that "the ratio of the simultaneous maximum received power (kW) in the consignment contract to the power generation capacity (kW) of the power generation facility exceeds 50%. If it exceeds 100,000 kW, the above value must exceed 10%. " In addition, another one of the three requirements is that "reverse power flow (kWh) to the grid in the annual power generation amount (kWh) (excluding on-site consumption) of the power generation facility (specific supply equal amount) Except) is expected to exceed 50%, provided that the above value is expected to exceed 10% when the power generation capacity exceeds 100,000 kW. ” The remaining one of the three requirements is a requirement that "the power generation capacity of the power generation facility is 1000 kW or more."
By the way, when biomass (including waste such as garbage and sludge) is used as a fuel, the planned power generation amount is determined by the input amount of biomass as a raw material, the property, the operation pattern, past performance data, and the like. Therefore, when the first power generator 101 is a power generator that uses biomass as a fuel, like the power generation system 10, the output is not obtained due to the fact that the properties of the raw material biomass are not uniform, the temporary incompatible materials are mixed, and the like. Not stable (imbalance easily occurs).
In such a case, by adopting the configuration of the power generation system 10 according to the first embodiment of the present invention, for example, the output of the first power generator 101 whose raw material is biomass whose properties are unstable is unstable. The fluctuation of the output is canceled by adjusting the output of the second generator 102 having a high output stability using fossil fuel or the like as the fuel. As a result, it is possible to generate electricity according to the planned value, and it is possible to further reduce the difference (imbalance) between the planned amount of power generated in advance and the actual amount of power generation.

なお、発電システム１０は、第１の発電機１０１の発電量のばらつきが想定の範囲を超えても大丈夫なように、図５に示すように、蓄電装置１０４を備え、制御部１０３の指令により蓄電装置１０４に過剰電力を吸収させてもよい。また、発電システム１０は、第１の発電機１０１の発電量のばらつきが想定の範囲を超えても大丈夫なように、蓄電装置１０４を備え、電力不足時に制御部１０３の指令により蓄電装置１０４から電力を補填するものであってもよい。   Note that the power generation system 10 includes a power storage device 104 as illustrated in FIG. 5 and is controlled by a command from the control unit 103 so that variation in the power generation amount of the first power generator 101 may exceed the expected range. The power storage device 104 may absorb excess power. Further, the power generation system 10 includes the power storage device 104 so that the variation in the amount of power generated by the first power generator 101 may exceed the assumed range, and the power storage device 104 receives a command from the power storage device 104 when power is insufficient. It may be one that supplements electric power.

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態による発電システム１０を含む電力システムの構成について説明する。
本発明の第２の実施形態による電力システム１は、本発明の第１の実施形態による電力システム１と同様に、発電システム１０と、電力系統２０と、を備える。なお、電力系統２０には、需要家３０が接続されている。
ただし、本発明の第１の実施形態における所定時間は一定の時間であったのに対して、本発明の第２の実施形態における所定時間は、変化する。 <Second Embodiment>
The configuration of the power system including the power generation system 10 according to the second embodiment of the present invention will be described below.
The electric power system 1 according to the second embodiment of the present invention includes a power generation system 10 and an electric power system 20, similarly to the electric power system 1 according to the first embodiment of the present invention. A customer 30 is connected to the power system 20.
However, the predetermined time in the first embodiment of the present invention is a fixed time, whereas the predetermined time in the second embodiment of the present invention changes.

具体的には、例えば、制御部１０３は、図６に示すように、単位時間内の後半に近づくにつれて所定時間を短くする。
また、具体的には、例えば、制御部１０３は、図７に示すように、第１の発電機１０１の発電量の変化、すなわち、傾きに従って所定時間を変化させてもよい。より具体的には、制御部１０３は、第１の発電機１０１の発電量の変化を予測し、変化が小さい場合には、第２の発電機１０２の発電量の変化が小さくなるため所定時間を短くし、第１の発電機１０１の発電量の変化が大きい場合には、第２の発電機１０２の発電量の変化が大きくなるため所定時間を長くしてもよい。
また、具体的には、例えば、制御部１０３は、図８に示すように、第１の発電機１０１の実際の発電量に従って所定時間を変化させてもよい。より具体的には、制御部１０３は、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が所定時間の計画発電量を超えている場合には、第２の発電機１０２の発電量は小さくなり変化に対応しやすくなるため所定時間を短くし、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が所定時間の計画発電量未満である場合には、第２の発電機１０２の発電量は大きくなり変化に対応しづらくなるため所定時間を長くする。
また、所定時間を変化させる場合に、所定時間を長くするか短くするかのどちらかのみを採用してもよい。具体的には、例えば第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が所定時間の計画発電量を超えている場合には所定時間を変化させず、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が所定時間の計画発電量未満である場合だけ、所定時間を長くしてもよい。また、具体的には、例えば第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が所定時間の計画発電量未満である場合には次の所定時間を変化させず、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が所定時間の計画発電量を超えている場合のみ、所定時間を短くしてもよい。
こうすることで、発電システム１０において、第２の発電機１０２による発電量を安定させることができると共に、第１の発電機１０１の発電量と第２の発電機１０２の実際の発電量との合計と、計画発電量との差が所定の範囲内の差を小さくするための追従性とを両立することができる。
なお、制御部１０３は、第１の発電機１０１と第２の発電機１０２の実際の発電量との合計と、計画発電量とを一致させるという観点から、最終調整量が小さくなるように、単位時間の終わりに近くなった場合には、所定時間を短くすることが望ましい。具体的には、制御部１０３は、例えば、単位時間の残り１０パーセントにおいては、所定時間を設定可能な最小の時間とする。
なお、所定時間が変化する以外は、本発明の第２の実施形態による発電システム１０の処理は、本発明の第１の実施形態による発電システム１０の処理と同様であるため、処理の説明は省略する。 Specifically, for example, the control unit 103 shortens the predetermined time as it approaches the latter half of the unit time, as shown in FIG.
In addition, specifically, for example, as shown in FIG. 7, the control unit 103 may change the amount of power generation of the first power generator 101, that is, change the predetermined time according to the inclination. More specifically, the control unit 103 predicts a change in the amount of power generated by the first power generator 101, and if the change is small, the change in the amount of power generated by the second power generator 102 is small, so the predetermined time When the change in the power generation amount of the first power generator 101 is large, the predetermined time may be lengthened because the change in the power generation amount of the second power generator 102 is increased.
In addition, specifically, for example, the control unit 103 may change the predetermined time according to the actual power generation amount of the first power generator 101 as illustrated in FIG. 8. More specifically, the control unit 103 determines that the total of the actual power generation amount of the first power generator 101 and the reference power generation amount of the second power generator 102 exceeds the planned power generation amount of the predetermined time. Indicates that the second generator 102 has a smaller amount of power generation and can easily respond to changes, so the predetermined time is shortened, and the actual amount of power generation of the first power generator 101 and the reference amount of power generation of the second power generator 102 are reduced. Is less than the planned power generation amount for the predetermined time, the power generation amount of the second generator 102 becomes large and it becomes difficult to respond to the change, and therefore the predetermined time is lengthened.
Further, when changing the predetermined time, it is possible to adopt only the lengthening or shortening of the predetermined time. Specifically, for example, when the total of the actual power generation amount of the first power generator 101 and the reference power generation amount of the second power generator 102 exceeds the planned power generation amount of the predetermined time period, the predetermined time period is changed. Instead, the predetermined time may be lengthened only when the total of the actual power generation amount of the first power generator 101 and the reference power generation amount of the second power generator 102 is less than the planned power generation amount of the predetermined time period. . Further, specifically, for example, when the total of the actual power generation amount of the first power generator 101 and the reference power generation amount of the second power generator 102 is less than the planned power generation amount of the predetermined time, the next predetermined power generation amount is set. The predetermined time is shortened only when the total of the actual power generation amount of the first power generator 101 and the reference power generation amount of the second power generator 102 exceeds the planned power generation amount of the predetermined time without changing the time. You may.
By doing so, in the power generation system 10, the amount of power generated by the second power generator 102 can be stabilized, and the amount of power generated by the first power generator 101 and the actual amount of power generated by the second power generator 102 can be It is possible to achieve both the totality and the followability for reducing the difference in the planned power generation amount within a predetermined range.
Note that the control unit 103 reduces the final adjustment amount from the viewpoint of matching the total of the actual power generation amounts of the first power generator 101 and the second power generator 102 with the planned power generation amount, When the end of the unit time is approached, it is desirable to shorten the predetermined time. Specifically, for example, in the remaining 10% of the unit time, the control unit 103 sets the predetermined time as the settable minimum time.
Note that the process of the power generation system 10 according to the second embodiment of the present invention is the same as the process of the power generation system 10 according to the first embodiment of the present invention, except for the change of the predetermined time, and thus the description of the process will be omitted. Omit it.

以上、本発明の第２の実施形態による発電システム１０を備える電力システム１について説明した。
本発明の第２の実施形態による電力システム１は、本発明の第１の実施形態による電力システム１と同様に、発電システム１０と、電力系統２０と、を備える。なお、電力系統２０には、需要家３０が接続されている。
ただし、本発明の第１の実施形態における所定時間は一定の時間であったのに対して、本発明の第２の実施形態における所定時間は変化する。
制御部１０３は、単位時間内における所定時間（ｔ〜ｔ＋Δｔ）内での第１の発電機１０１の計画発電量と実績発電量との差を検出し、検出した差に相当する発電量を、所定時間（ｔ〜ｔ＋Δｔ）に続く所定時間（ｔ＋Δｔ〜ｔ＋ｎΔｔ）内での第２の発電機１０２の発電量の増減量として設定し、第２の発電機１０２の出力を制御する。制御部１０３は、単位時間内の後半に近づくにつれてｎを２よりも小さくする。
または、制御部１０３は、第１の発電機１０１の発電量の変化、すなわち、傾きに従ってｎを変化させる。具体的には、制御部１０３は、第１の発電機１０１の発電量の変化を予測し、変化が小さい場合には、第２の発電機１０２の発電量の変化が小さくなるためｎを大きくし、第１の発電機１０１の発電量の変化が大きい場合には、第２の発電機１０２の発電量の変化が大きくなるためｎを小さくする。
または、制御部１０３は、第１の発電機１０１の実際の発電量に従ってｎを変化させる。制御部１０３は、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が計画発電量を超えている場合には、第２の発電機１０２の発電量は小さくなり変化に対応しやすくなるためｎを小さくし、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の基準の発電量との合計が計画発電量未満である場合には、第２の発電機１０２の発電量は大きくなり変化に対応しづらくなるためｎを大きくする。
こうすることで、発電システム１０において、第２の発電機１０２による発電量を安定させることができると共に、第１の発電機１０１の発電量と第２の発電機１０２の実際の発電量との合計と、計画発電量との差が所定の範囲内の差を小さくするための追従性とを両立することができる。
また、制御部１０３は、最終調整量が小さくなるように、単位時間の終わりに近くなった場合には、所定時間を短くする。
こうすることで、発電システム１０において、第１の発電機１０１と第２の発電機１０２の実際の発電量との合計と、計画発電量とをより近づけることができる。 The power system 1 including the power generation system 10 according to the second embodiment of the present invention has been described above.
The electric power system 1 according to the second embodiment of the present invention includes a power generation system 10 and an electric power system 20, similarly to the electric power system 1 according to the first embodiment of the present invention. A customer 30 is connected to the power system 20.
However, while the predetermined time in the first embodiment of the present invention was a fixed time, the predetermined time in the second embodiment of the present invention changes.
The control unit 103 detects a difference between the planned power generation amount and the actual power generation amount of the first power generator 101 within a predetermined time (t to t + Δt) within a unit time, and outputs a power generation amount corresponding to the detected difference, The output of the second power generator 102 is controlled by setting it as an increase / decrease amount of the power generation amount of the second power generator 102 within a predetermined time (t + Δt to t + nΔt) following the predetermined time (t to t + Δt). The control unit 103 makes n smaller than 2 as it approaches the latter half of the unit time.
Alternatively, the control unit 103 changes n according to the change in the power generation amount of the first power generator 101, that is, the slope. Specifically, the control unit 103 predicts a change in the power generation amount of the first power generator 101, and if the change is small, the change in the power generation amount of the second power generator 102 is small, so that n is increased. However, when the change in the amount of power generated by the first power generator 101 is large, the change in the amount of power generated by the second power generator 102 is large, so n is reduced.
Alternatively, the control unit 103 changes n according to the actual power generation amount of the first power generator 101. When the total of the actual power generation amount of the first power generator 101 and the reference power generation amount of the second power generator 102 exceeds the planned power generation amount, the control unit 103 controls the second power generator 102. Since the amount of power generation is small and it is easy to respond to changes, n is made small, and the total of the actual amount of power generation of the first power generator 101 and the reference amount of power generation of the second power generator 102 is less than the planned amount of power generation. In this case, the power generation amount of the second power generator 102 becomes large and it becomes difficult to cope with the change, so that n is increased.
By doing so, in the power generation system 10, the amount of power generated by the second power generator 102 can be stabilized, and the amount of power generated by the first power generator 101 and the actual amount of power generated by the second power generator 102 can be It is possible to achieve both the totality and the followability for reducing the difference in the planned power generation amount within a predetermined range.
Further, the control unit 103 shortens the predetermined time when the end of the unit time is approached so that the final adjustment amount becomes small.
By doing so, in the power generation system 10, it is possible to bring the total of the actual power generation amounts of the first power generator 101 and the second power generator 102 closer to the planned power generation amount.

なお、本発明の実施形態により発電システム１０は、図９に示すように、第１の発電機１０１を複数備え、第２の発電機１０２を単数備えるものであってもよい。
こうすることで、バランシンググループを形成する廃棄物・バイオマス発電施設を含めた複数の発電者の計画値同時同量において、第１の発電機１０１により発電した電力と第２の発電機１０２の実際の発電量とを全量送配電事業者へ給電することができ、かつ蓄電装置を用いず電力を直接需要家３０に供給することができるため、第１の発電機１０１の実際の発電量と第２の発電機１０２の実際の発電量との合計を損失なく最小限にすることができる。 The power generation system 10 according to the embodiment of the present invention may include a plurality of first power generators 101 and a single second power generator 102, as shown in FIG. 9.
By doing so, the electric power generated by the first power generator 101 and the actual power of the second power generator 102 are actually equal to the planned values of a plurality of power generators including the waste / biomass power generation facility forming the balancing group. The total amount of electric power generated by the first generator 101 can be supplied to the power transmission and distribution company, and the electric power can be directly supplied to the customer 30 without using the power storage device. The sum of the actual power generation amount of the two generators 102 can be minimized without loss.

なお、本発明の実施形態による第２の発電機１０２は、バイオガスを燃料としたガスエンジン（メタンガスの濃度計測と流量調整）あるいは水素ガスを燃料とした燃料電池による発電機であってもよい。この場合、発電システム１０は、メタンガス（あるいは水素ガス）の濃度計測と流量制御により、計画値に対し、ほぼ安定した出力が可能であり、メタンガス（あるいは水素ガス）は貯留できることから、補正に必要な電力量のみをリアルタイムに発電することができる。   The second power generator 102 according to the embodiment of the present invention may be a gas engine using biogas as fuel (measuring methane gas concentration and adjusting flow rate) or a fuel cell power generator using hydrogen gas as fuel. . In this case, the power generation system 10 can output a substantially stable output with respect to the planned value by measuring the concentration of methane gas (or hydrogen gas) and controlling the flow rate, and the methane gas (or hydrogen gas) can be stored. It is possible to generate only the amount of electric power in real time.

なお、本発明の実施形態において、所定時間は、第２の発電機１０２による電力の補正に必要な時間に基づいて設定されてもよい。例えば、第２の発電機１０２が指令信号を読み取り、その指令信号が示す発電を実行するまでに１秒かかる場合には、所定時間を１秒以上に設定する。
こうすることで、第２の発電機１０２による電力の補正の追従性を確保することができる。 In addition, in the embodiment of the present invention, the predetermined time may be set based on the time required for the correction of the electric power by the second generator 102. For example, when it takes 1 second for the second power generator 102 to read the command signal and execute the power generation indicated by the command signal, the predetermined time is set to 1 second or more.
By doing so, it is possible to ensure the followability of the power correction by the second generator 102.

なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。   The order of the processes in the embodiment of the present invention may be changed within a range in which appropriate processes are performed.

記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。   Each of the storage units may be provided anywhere within a range where appropriate information is transmitted and received. Further, each of the storage units may have a plurality of storages in a range in which appropriate information is transmitted / received and store the data in a distributed manner.

本発明の実施形態について説明したが、上述の発電システム１０は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータがそのプログラムを実行するようにしてもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described, the power generation system 10 described above may include a computer system therein. The above-described process steps are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing the program. Here, the computer-readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Further, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer receiving the distribution may execute the program.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。   Further, the program may implement a part of the above-mentioned functions. Further, the above program may be a file that can realize the above-mentioned function in combination with a program already recorded in the computer system, that is, a so-called difference file (difference program).

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。   Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are examples and do not limit the scope of the invention. Various additions, omissions, replacements, and changes may be made to these embodiments without departing from the spirit of the invention.

１・・・電力システム
１０・・・発電システム
２０・・・電力系統
３０・・・需要家
１０１、１０１ａ、１０１ｂ・・・第１の発電機
１０２・・・第２の発電機
１０３・・・制御部
１０４・・・蓄積装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power system 10 ... Electric power generation system 20 ... Electric power system 30 ... Consumers 101, 101a, 101b ... 1st generator 102 ... 2nd generator 103 ... Control unit 104 ... Storage device

Claims (4)

第１の発電機と、
前記第１の発電機より出力安定性が高い第２の発電機と、
単位時間を複数の制御期間に切り分け、前記第１の発電機の出力および前記第２の発電機の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
予測された前記第１の発電機の発電量の変化が小さくなるにつれて一の制御期間を短くし、
予測された前記第１の発電機の発電量の変化が大きくなるにつれて前記一の制御期間を長くし、
前記一の制御期間よりも後の次制御期間の長さは、前記単位時間の残り時間が所定のしきい値以下になった場合に前記一の制御期間の長さよりも短くし、
前記一の制御期間内での前記第１の発電機の計画発電量と実績発電量との差を検出し、検出した差に相当する発電量を、前記次制御期間内での前記第２の発電機の発電量の増減量として設定する、
発電システム。 A first generator,
A second generator having higher output stability than the first generator;
A control unit that divides the unit time into a plurality of control periods and controls the output of the first generator and the output of the second generator;
Equipped with
The control unit is
One control period is shortened as the predicted change in the power generation amount of the first generator becomes smaller,
As the change in the predicted power generation amount of the first generator increases, the one control period is lengthened,
The length of the next control period after the one control period is shorter than the length of the one control period when the remaining time of the unit time is equal to or less than a predetermined threshold value,
Detecting a difference between the planned power generation amount and the actual power generation amount of the first generator within said one control period, the power generation amount corresponding to the detected difference, the second within the next control period Set as the amount of increase or decrease of the power generation of the generator,
Power generation system. 前記制御部は、
前記一の制御期間内での前記実績発電量の変化率に基づいて、前記次制御期間内での前記第２の発電機の発電量の増減量を設定する、
請求項１に記載の発電システム。 The control unit is
Based on the rate of change of the actual power generation amount within the one control period, an increase / decrease amount of the power generation amount of the second generator within the next control period is set.
The power generation system according to claim 1 . 前記第１の発電機は複数備えられ、
前記第２の発電機は１つのみ備えられる、
請求項１または請求項２に記載の発電システム。 A plurality of the first generators are provided,
Only one second generator is provided,
The power generation system according to claim 1 . 第１の発電機と、前記第１の発電機より出力安定性が高い第２の発電機と、を備える発電システムの制御方法であって、
予測された前記第１の発電機の発電量の変化が小さくなるにつれて一の制御期間が短くなるように単位時間を複数の制御時間に切り分け、
予測された前記第１の発電機の発電量の変化が大きくなるにつれて前記一の制御期間が長くなるように単位時間を複数の制御時間に切り分け、
前記単位時間の残り時間が所定のしきい値以下になった場合に前記一の制御期間よりも後の次制御期間の長さが前記一の制御期間の長さよりも短くなるように単位時間を複数の制御時間に切り分け、
前記一の制御期間内での前記第１の発電機の計画発電量と実績発電量との差を検出し、検出した差に相当する発電量を、前記次制御期間内での前記第２の発電機の発電量の増減量として設定し、前記第２の発電機の出力を制御すること、
を含む発電システムの制御方法。 A method for controlling a power generation system, comprising: a first power generator; and a second power generator having a higher output stability than the first power generator.
The unit time is divided into a plurality of control times so that one control period becomes shorter as the predicted change in the power generation amount of the first generator becomes smaller,
The unit time is divided into a plurality of control times so that the one control period becomes longer as the predicted change in the power generation amount of the first power generator increases,
When the remaining time of the unit time becomes less than or equal to a predetermined threshold value, the unit time is set so that the length of the next control period after the one control period becomes shorter than the length of the one control period. Divide into multiple control times,
Detecting a difference between the planned power generation amount and the actual power generation amount of the first generator within said one control period, the power generation amount corresponding to the detected difference, the second within the next control period Controlling the output of the second generator by setting it as an increase / decrease in the amount of power generation of the generator,
A method for controlling a power generation system including the.
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