JP6781027B2 - Load distribution device and method for thermal power generation system - Google Patents
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本発明は複数の火力発電ユニットにより構成された火力発電システムの負荷配分装置及び方法に係り、特に発電機の発電電力帯域により出力変更する際に運用上の時間的制約を有する火力発電システムの負荷配分装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to a load distribution device and method of a thermal power generation system composed of a plurality of thermal power generation units, and in particular, a load of a thermal power generation system having an operational time constraint when the output is changed depending on the power generation power band of the generator. It relates to a distribution device and a method.
従来電力会社が担っていた電力供給は、発送電分離により発電事業者と送配電事業者により担われることになる。火力発電設備を有する発電事業者は、事前に提出する発電計画と発電実績の差であるインバランスの回避と、燃料費最小化を両立することで利潤を最大化することを目的とする。 The power supply that was conventionally carried out by the electric power company will be carried by the power generation company and the power transmission and distribution company due to the separation of power transmission and distribution. Power generation companies that have thermal power generation facilities aim to maximize profits by avoiding imbalance, which is the difference between the power generation plan submitted in advance and the actual power generation, and minimizing fuel costs.
複数の火力発電ユニットで構成された火力発電システムの各火力発電ユニットには、補機起動時間確保やタービンの熱応力抑制に起因する出力変化の時間的制約が存在する。そのため、発電事業者は当該時間的制約を遵守した火力発電ユニット毎の計画立案をしなければならない。 Each thermal power generation unit of a thermal power generation system composed of a plurality of thermal power generation units has a time constraint of output change due to securing of auxiliary machine start-up time and suppression of thermal stress of the turbine. Therefore, the power generation company must make a plan for each thermal power generation unit in compliance with the time constraint.
時間的制約とは、具体的には、除外バンドと呼ばれる火力発電ユニットの最低出力付近や最大出力付近での一定出力での所定時間運転継続制約や、連動バンドと呼ばれる連続的に出力変化が可能な出力範囲や除外バンドのバンド遷移を行う際の最低運転継続制約といったものである。このような出力帯域の遷移条件に対する時間的制約はバンド制約と呼ばれる。 Specifically, the time constraint is a constraint to continue operation for a predetermined time at a constant output near the minimum output or the maximum output of the thermal power generation unit called an exclusion band, and a continuous output change called an interlocking band is possible. It is a minimum operation continuation constraint when performing a band transition of an output range or an exclusion band. Such a time constraint on the transition condition of the output band is called a band constraint.
バンド制約を考慮した負荷配分装置の一例として、特許文献1で開示されたものがある。特許文献1の装置は、火力発電ユニットのバンド制約非考慮で発電コストを最小とするユニット毎の発電計画を算出し、火力発電ユニット毎発電計画から出力バンド割当てを行い、バンド制約違反がある場合は違反を回避するよう出力バンドを補正することでバンド制約を遵守する各火力発電ユニットの発電計画を立案するものである。
As an example of a load distribution device in consideration of band constraints, there is one disclosed in
特許文献1の手法では、バンド制約を遵守することが可能である一方、燃料費最小化のための最適出力配分から出力を補正することになるため、燃料費最小化が担保されない。また、本手法はバンド制約を回避しながら燃料費を最小化できる火力発電システム全体の発電計画補正案の立案、もしくは該補正案立案を補助するための情報提供をする手段を備えるものでもない。
In the method of
以上のことから本発明においては、上記実情に鑑み、与えられた火力発電システム全体の発電計画案に基づき、上記バンド制約を遵守する火力発電ユニット毎の発電計画を算出するとともに、バンド制約違反を回避できる発電計画補正案、もしくは補正案立案を補助するための情報を提供する手段を備えた火力発電システムの負荷配分装置及び方法を提供するものである。 From the above, in the present invention, in view of the above circumstances, based on the given power generation plan for the entire thermal power generation system, the power generation plan for each thermal power generation unit that complies with the above band constraints is calculated, and the band constraint violation is violated. It provides a load distribution device and method for a thermal power generation system provided with a power generation plan amendment that can be avoided or a means for providing information for assisting the amendment.
上記課題を解決するため、本発明においては、「発電機を含む火力発電ユニットが複数組で構成された火力発電プラントの負荷配分装置であって、与えられた合計発電計画から火力発電ユニットごとの個別発電計画を求める発電計画処理部と、各火力発電ユニットの出力バンド境界情報とバンド遷移時の時間制約を蓄えるバンド制約データベースと、各火力発電ユニットの前記個別発電計画と、バンド制約データベースに記憶した情報を用いて火力発電ユニットの出力バンドを算出し、当該出力バンドでの発電上下限値を算出する出力バンド演算手段と、出力バンド演算手段の出力を制約条件として火力発電ユニット合計での発電計画を実現するための火力発電ユニット出力配分を演算する発電計画立案手段を備え、出力バンド演算手段は、火力発電ユニットごとの個別発電計画と前記出力バンド境界情報を元に出力バンドを割振るバンド割振り手段と、バンド割振り手段の出力がバンド遷移時の時間制約であるバンド制約違反の有無を判定するバンド制約判定手段と、バンド制約判定手段により違反が検出された場合には違反を回避する出力バンドを選定して当該出力バンドでの出力上下限値を前記発電計画立案手段に出力する出力手段とを備えることを特徴とする火力発電プラントの負荷配分装置。」としたものである。 In order to solve the above problems, in the present invention, "a load distribution device for a thermal power generation plant in which a plurality of thermal power generation units including a generator are configured, and for each thermal power generation unit from a given total power generation plan. Stored in the power generation plan processing unit that obtains the individual power generation plan, the band constraint database that stores the output band boundary information of each thermal power generation unit and the time constraint at the time of band transition, the individual power generation plan of each thermal power generation unit, and the band constraint database. The output band of the thermal power generation unit is calculated using the above information, and the output band calculation means for calculating the upper and lower limit values of power generation in the output band and the power generation of the total thermal power generation unit with the output of the output band calculation means as a constraint condition. A power generation planning means for calculating the output distribution of the thermal power generation unit for realizing the plan is provided, and the output band calculation means is a band for allocating the output band based on the individual power generation plan for each thermal power generation unit and the output band boundary information. The allocation means, the band constraint determination means for determining the presence or absence of a band constraint violation whose output of the band allocation means is a time constraint at the time of band transition, and the output for avoiding the violation when the violation is detected by the band constraint determination means. A load distribution device for a thermal power generation plant, characterized in that a band is selected and an output means for outputting the upper and lower limits of the output in the output band to the power generation planning means is provided. "
また本発明は、「発電機を含む火力発電ユニットが複数組で構成された火力発電プラントの負荷配分方法であって、
与えられた合計発電計画から火力発電ユニットごとの個別発電計画を求め、各火力発電ユニットの出力バンド境界情報とバンド遷移時の時間制約を蓄え、各火力発電ユニットの前記個別発電計画と、前記出力バンド境界情報とバンド遷移時の時間制約の情報を用いて前記火力発電ユニットの出力バンドを算出し、当該出力バンドでの発電上下限値を算出し、前記火力発電ユニット合計での発電計画を実現するための火力発電ユニット出力配分を演算するとともに、
前記発電上下限値を算出するために、火力発電ユニットごとの前記個別発電計画と前記出力バンド境界情報を元に出力バンドを割振り、割振りられた出力バンドのバンド遷移時に、前記時間制約であるバンド制約違反の有無を判定し、バンド制約違反が検出された場合にはバンド制約違反を回避する出力バンドを選定し、当該出力バンドでの出力上下限値とすることを特徴とする火力発電プラントの負荷配分方法。」としたものである。
Further, the present invention is "a load distribution method for a thermal power plant in which a plurality of thermal power generation units including a generator are configured.
Obtain the individual power generation plan for each thermal power generation unit from the given total power generation plan, store the output band boundary information of each thermal power generation unit and the time constraint at the time of band transition, and store the individual power generation plan of each thermal power generation unit and the output. The output band of the thermal power generation unit is calculated using the band boundary information and the time constraint information at the time of band transition, the upper and lower limits of power generation in the output band are calculated, and the power generation plan for the total thermal power generation unit is realized. While calculating the output distribution of the thermal power generation unit to do
In order to calculate the upper and lower limit values of power generation, the output band is allocated based on the individual power generation plan for each thermal power generation unit and the output band boundary information, and the band that is the time constraint at the time of band transition of the allocated output band. A thermal power plant characterized in that the presence or absence of a constraint violation is determined, and if a band constraint violation is detected, an output band that avoids the band constraint violation is selected and the output upper and lower limit values in the output band are set. Load distribution method. ".
本発明によれば、元々の火力発電システム全体の発電計画を燃料費最小で実現する際の、各火力発電ユニットのバンド制約を回避できる発電計画を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a power generation plan that can avoid the band constraint of each thermal power generation unit when the original power generation plan of the entire thermal power generation system is realized with the minimum fuel cost.
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施例1に係る火力発電システムの負荷配分装置1の構成例を図1に示す。負荷配分装置1は、N台の火力発電ユニットで構成された火力発電システムに対する合計発電計画を入力とし、各火力発電ユニット内の発電機についての発電上下限情報や出力バンド制約を遵守する範囲で各発電機の発電計画と、出力バンド制約回避が期待できる合計火力発電の発電計画補正結果を出力するものである。以下、データの処理手順に従って本発明の負荷配分装置1の構成を説明する。なお、以下では1台の火力発電機を火力発電ユニットとして示し、発電機群との差を明確にすることとする。
FIG. 1 shows a configuration example of the
負荷配分装置1は、入力インターフェースI/F1を介して1日分のN台の火力発電ユニットの合計発電計画を中央給電指令所などの上位システムから入力する。このインターフェースは、キーボードや合計発電計画情報を記録する電子ファイル入力手段などに該当する。なお、本発明の実施例では1日分の計画で説明しているが、この計画の時間は1週間や1年間の計画であっても良い。
The
バンド制約非考慮発電計画処理演算器10は、火力発電ユニットデータベースDB1に記憶されている各火力発電ユニットの発電上下限情報と発電に対する燃料費特性カーブと、上記合計発電計画を入力とし、等λ法を用いた発電計画を立案する。なお、本発明の実施例では各火力発電ユニットの発電計画を、等λ法を採用して求めているが、二次計画法など他の方法で発電計画を立てても良い。これにより中央給電指令所からの合計発電計画は、N台の火力発電ユニットに配分される。なお配分されたN台の火力発電ユニットの個別発電計画の合計は、中央給電指令所からの合計発電計画の値である。
The power generation
バンド制約非考慮発電計画処理演算器10は、各火力発電ユニットに対する個別発電計画をN台分算出し、その出力を火力発電ユニット毎の出力バンド演算器20A、20B〜20Nに出力する。なお出力バンド演算器20A、20B〜20Nは、同一構成とされているので以下においては、出力バンド演算器20Aを代表例として説明を行う。
The power generation
出力バンド演算器20A、20B〜20Nでは、バンド制約非考慮発電計画処理演算器10が出力する当該火力発電ユニットに対する個別発電計画以外に、バンド制約データベースDB2から入力する当該火力発電ユニットのバンド制約データを入力している。
In the
出力バンド演算器20A、20B〜20Nでは、これらのデータをもとにして、まず出力バンド割当て演算器21Aにおいて出力バンドの割振りを実施する。ここで、出力バンドは、除外バンド、連動バンド、そして連動バンドの上下限に相当する出力バンド境界のいずれかに分類されるものとする。
In the output
次にバンド制約違反判定演算器22Aにおいて、出力バンド遷移が当該火力発電ユニットのバンド制約に違反するか否かを判定する。出力バンド遷移が当該火力発電ユニットのバンド制約に違反する場合には、これを違反ログとして火力発電ユニットバンド制約違反ログデータベースDB3Aに記憶する。本バンド制約には、各出力バンドの最短運転継続時間と、バンド遷移時の出力バンド境界における最短運転継続時間が含まれている。なお違反ログとは、より具体的には、例えば出力バンド遷移に違反が検出された場合における、当該日の合計発電計画値と、バンド制約非考慮発電計画処理演算器10より入力した当該日分の火力発電ユニットに割振られた発電計画と、出力バンド割当て演算器の出力などである。
Next, the band constraint
バンド制約違反解消演算器23Aでは、上記違反判定により違反が検出された場合に、この違反を解消するような出力バンドに補正し、その出力を出力再配分処理演算器40と合計火力発電計画補正演算器50に出力する。
When a violation is detected by the above violation determination, the band constraint
出力バンド演算器20Aにおける上記一連の処理は、同様にして出力バンド演算器20B〜20Nにおいても実行されており、これらの出力も出力再配分処理演算器40と合計火力発電計画補正演算器50に与えられている。
The above series of processes in the
出力再配分処理演算器40においては、出力バンド演算器20A、20B〜20Nから入力する各時間ステップでの出力バンドを制約条件として、合計発電計画を各火力発電ユニットに再配分する。出力再配分処理演算器40の出力はインターフェースI/F3を介して演算結果を装置外部の各火力発電ユニットに出力する。各火力発電ユニットは、この発電計画に従い発電をすることにより、各火力発電ユニットの制約条件を遵守しながら、合計発電計画に近い火力発電システム全体としての発電を実現することが可能となる。
In the output
合計火力発電計画補正演算器50には、バンド制約違反解消演算器23Aで求めた出力バンドの他に、火力発電ユニットバンド制約違反ログデータベースDB3A、DB3B〜DB3Nに記憶された違反ログが入力されている。合計火力発電計画補正演算器50では、違反を回避するために各時間ステップで加減された発電計画を時間ごとに合計し、その和を元の合計発電計画に加算することで補正合計発電計画を算出する。算出された補正合計発電計画はインターフェースI/F2を介して装置外部に出力される。出力の形態としては、ディスプレイに表形式で補正後の合計計画が表示されることが想定される。なお、本補正前後の合計発電計画の表示方法は、グラフ表示や、外部取り出し可能なテキストデータとしてファイルに出力されても良い。
In addition to the output band obtained by the band constraint
以下、本発明のデータ処理について、N=2(火力発電ユニットUA、UB))として、具体的な数値を上げて説明する。 Hereinafter, the data processing of the present invention will be described with N = 2 (thermal power generation units UA, UB) and specific numerical values.
まず図2は、中央給電指令所からこの火力発電システムに与えられた2台の火力発電ユニットによる合計発電計画の1日の時間計画値である。横軸に時間t、縦軸に火力発電システムに与えられた合計発電計画の値(MW)を示している。図2に示すように、火力発電システムに与えられた合計発電計画の値(MW)は、最低出力4MW、最高出力23MWの発電が合計発電計画として入力される。 First, FIG. 2 shows the daily time plan value of the total power generation plan by the two thermal power generation units given to the thermal power generation system by the central power supply command center. The horizontal axis shows the time t, and the vertical axis shows the value (MW) of the total power generation plan given to the thermal power generation system. As shown in FIG. 2, as the value (MW) of the total power generation plan given to the thermal power generation system, the power generation having the minimum output of 4 MW and the maximum output of 23 MW is input as the total power generation plan.
図3は、バンド制約非考慮発電計画処理演算器10において、2台の火力発電ユニットUA、UBに割り振りをした時の各個別計画の値(MW)を示している。図3上に示す火力発電ユニットUAは、時間帯ごとに変動する出力での終日運転が実施されている。図3下に示す火力発電ユニットUBは、時間帯ごとに変動する出力での昼間運転、夜間停止運転(デイリースタート、デイリーストップ)が実施されている。
FIG. 3 shows the values (MW) of each individual plan when the two thermal power generation units UA and UB are allocated in the power generation
図3の例では、火力発電ユニットUAに与えられた個別発電計画の値(MW)は、最低出力4MW、最高出力15MWの発電とされている。また火力発電ユニットUBに与えられた個別発電計画の値(MW)は、最低出力0MW、最高出力8MWの発電とされている。 In the example of FIG. 3, the value (MW) of the individual power generation plan given to the thermal power generation unit UA is assumed to be power generation with a minimum output of 4 MW and a maximum output of 15 MW. Further, the value (MW) of the individual power generation plan given to the thermal power generation unit UB is said to be power generation with a minimum output of 0 MW and a maximum output of 8 MW.
火力発電ユニットUAと火力発電ユニットUBは、上記のように運転態様が相違しており、かつ異なる定格発電容量のものとされている。これらの運転に際しては、互いに相違する大きさ或は幅での制約条件として除外バンドや連動バンドが設定されている。ここでは、火力発電ユニットUAと火力発電ユニットUBについて、出力上限側に一つ、出力下限側に一つの除外バンドを有し、その間に連動バンド一つを有するものとする。また、出力バンドに関する条件は以下に示すものとする。 As described above, the thermal power generation unit UA and the thermal power generation unit UB have different operation modes and different rated power generation capacities. In these operations, exclusion bands and interlocking bands are set as constraints on different sizes or widths. Here, it is assumed that the thermal power generation unit UA and the thermal power generation unit UB have one exclusion band on the output upper limit side and one exclusion band on the output lower limit side, and one interlocking band between them. The conditions for the output band are as follows.
<火力発電ユニットUA>
出力下限側除外バンドB1a:2MW
出力上限側除外バンドB2a:15MW
連動バンドBa:4〜13MW
バンド制約B11(バンド間でバンド遷移する際の最小境界運転時間):2タイムステップ(起動時除く)
バンド制約B12(バンド内最小連続運転期間):3タイムステップ
<火力発電ユニットUB>
出力下限側除外バンドB1b:1MW
出力上限側除外バンドB2b:9MW
連動バンドBb:2〜8MW
バンド制約B21(バンド遷移する際の最小境界運転時間):1タイムステップ(起動時除く)バンド制約B22(バンド内最小連続運転期間):2タイムステップ
ここで1タイムステップとは例えば10分である。従ってバンド制約B11の2タイムステップとは、起動時を除きバンド間でバンド遷移する際の最小境界運転時間が20分以上必要であることを規定しており、またバンド制約B12の3タイムステップとは、バンド内最小連続運転期間が30分以上必要であることを規定している。
図4は、火力発電ユニットUAと火力発電ユニットUBに設定された割当て出力バンドと、出力上限、出力下限の関係を表形式にして示したものである。連動のバンドのみが、出力上限、出力下限の値が相違して設定されており、連動以外のバンドでは出力上限、出力下限の値が一致している。
<Thermal power generation unit UA>
Output lower limit side exclusion band B1a: 2MW
Output upper limit side exclusion band B2a: 15MW
Interlocking band Ba: 4 to 13 MW
Band constraint B11 (minimum boundary operation time when band transitions between bands): 2 time steps (excluding startup)
Band constraint B12 (minimum continuous operation period in the band): 3 time steps <thermal power generation unit UB>
Output lower limit side exclusion band B1b: 1MW
Output upper limit side exclusion band B2b: 9MW
Interlocking band Bb: 2-8 MW
Band constraint B21 (minimum boundary operation time at band transition): 1 time step (excluding startup) Band constraint B22 (minimum continuous operation period within band): 2 time steps
Here, one time step is, for example, 10 minutes. Therefore, the two time steps of the band constraint B11 stipulate that the minimum boundary operation time for band transition between bands is required to be 20 minutes or more except at the time of activation, and the three time steps of the band constraint B12. Stipulates that the minimum continuous operation period in the band is required to be 30 minutes or more.
FIG. 4 shows the relationship between the allocated output band set in the thermal power generation unit UA and the thermal power generation unit UB, and the output upper limit and the output lower limit in a tabular form. Only the interlocking band is set with different output upper limit and output lower limit values, and the output upper limit and output lower limit values are the same in the non-interlocking bands.
図5は、出力計画値と割当て出力バンドの関係を示す図であり、図4の関係を横軸に出力計画値、縦軸に割当て出力バンドを採用して示している。また縦軸と横軸には、バンド名称が併記されている。この図によれば、出力計画値が0から定格まで増加する場合に、出力バンドは、停止→出力下限側除外バンドB1→連動下限→連動上限→出力上限側除外バンドB2→定格出力の順に状態遷移することになる。また出力計画値が任意に変動する場合には、互いに隣接する出力バンド間で状態遷移することになる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the output planned value and the allocated output band, and shows the relationship of FIG. 4 by adopting the output planned value on the horizontal axis and the allocated output band on the vertical axis. The band names are also written on the vertical and horizontal axes. According to this figure, when the output planned value increases from 0 to the rating, the output band is in the order of stop → output lower limit side exclusion band B1 → interlocking lower limit → interlocking upper limit → output upper limit side exclusion band B2 → rated output. It will be a transition. Further, when the output planned value fluctuates arbitrarily, the state transitions between the output bands adjacent to each other.
また図5は、出力バンド割当演算器21における出力バンドの決定手法の一例を示したものである。ここには火力発電ユニットUAの例を示しているが、火力発電ユニットUBについても同じ考えで決定することができる。出力バンド割当演算器21Aでは、図5に示すように各出力バンドの境界の中間を境とし、出力バンドを割振るが、この割り振り方は種々の考え方を採用することが可能である。
Further, FIG. 5 shows an example of an output band determination method in the output
結果として、出力バンド割当演算器21A、21Bの出力バンド割当ては、図3の各発電計画グラフ下段に示されるものとなる。これによれば、火力発電ユニットUAについて、2MW以下の期間は存在しないので出力下限側除外バンドB1aの適用期間は無しとされ、最低出力4MWの期間t0、t11、t12は連動下限とされ、4〜13MWの期間t1、t2、t5、t、8、t9、t10は連動バンドBaとされ、13MWの期間t3、t6は連動上限とされとされ、15MWの期間t4、t7は出力上限側除外バンドB2aとされる。また同様にして、火力発電ユニットUBについて、1MW以下の期間は停止期間とされ、2MWの期間t2は連動下限とされ、2〜8以下MWの期間t3、t5〜t10は連動バンドBbとされ、8MWの期間t4は連動上限とされる。
As a result, the output band allocations of the output
バンド制約違反判定演算器22A、22Bは、火力発電ユニットUA、UBに割振られた出力バンドに対し、それぞれ上記バンド制約B11、B12、B21、B22を満足するか判定する。図3の事例では、火力発電ユニットUAのバンド制約違反判定演算器22Aは、期間t4およびt7において、連動バンドから出力上限側除外バンドB2aに出力バンドが遷移しているが、火力発電ユニットUAのバンド制約条件B11、B12に違反しているため、違反検出をする。なおこの例では、期間t3から期間t4へのバンド遷移(連動バンドBaから除外バンドB2aへの遷移)に際し、バンド制約B11で規定する最小境界運転時間が20分以上必要である点に関して、20分以内の最小境界運転時間を要するものであったことからバンド制約条件B11の違反とされた。またこの例では、期間t7の除外運転の継続時間がバンド制約B12で規定する30分以上必要である点に関して、30分以内の運転時間を要するものであったことからバンド制約条件B12の違反とされた。本違反検出により、違反ログを火力発電ユニットバンド制約違反ログデータベースDB3Aに保存するとともに、バンド制約違反解消演算器23Aにバンド割振り訂正指令を出力する。
The band constraint
またバンド制約違反判定演算器22Bについてみると、期間t10、t11で連動バンドから除外バンドB1bを経由することなく、直接停止に遷移しており、バンド制約B21に違反しているため、違反検出をする。この場合には、バンド制約B21で規定する10分以上の最小境界運転時間よりも短い時間での除外バンド通過を検知することになる。本違反検出により、違反ログを火力発電ユニットバンド制約違反ログDB3Bに保存するとともに、バンド制約違反解消演算器23Bにバンド割振り訂正指令を出力する。 Looking at the band constraint violation determination calculator 22B, it has transitioned directly from the interlocking band to the stop without passing through the exclusion band B1b in the periods t10 and t11, and since it violates the band constraint B21, the violation is detected. To do. In this case, the passage of the excluded band is detected in a time shorter than the minimum boundary operation time of 10 minutes or more defined by the band constraint B21. By this violation detection, the violation log is saved in the thermal power generation unit band constraint violation log DB3B, and the band allocation correction command is output to the band constraint violation elimination calculator 23B.
バンド制約違反解消演算器23Aは期間t4およびt7の出力バンドを除外バンドB2aから連動バンド上限に訂正することにより違反解消を行う。またバンド制約違反解消演算器23Bは期間t11を連動バンドBbから連動下限に変更し、期間t12は停止から除外バンドB1bに出力バンドを訂正することにより違反解消を行う。バンド制約違反解消演算器23A、23Bは図4に示される出力バンドと該当する出力バンドでの発電上下限を対応づけ、出力再配分処理演算器40に出力する。なお、図4の上段には火力発電ユニットUAにおける対応を表形式で示し、図4の下段には火力発電ユニットUBにおける対応を表形式で示しているが、これは先に述べた出力バンドに関する条件を火力発電ユニットごとに表形式で整理したものである。
The band constraint
出力再配分処理演算器40は、上記出力バンド変更を受け、全体発電計画を後述の合成火力発電計画補正演算器50の出力である補正合計発電計画を満たすよう出力再配分を実施する。
In response to the output band change, the output
出力再分配処理演算器40の出力を図6に示す。この修正例によれば、図3上段と図6上段を対比して明らかなように、図6上段の火力発電ユニットUAでは、期間t4、t7についてこの期間を除外バンドから連動上限に再定義することで出力を13MWに制限している。またこの修正例によれば、図3下段と図6下段を対比して明らかなように、図6下段の火力発電ユニットUBでは、期間t7についてこの期間を連動から連動上限に再定義することで出力を8MWに上昇させている。また火力発電ユニットUBでは、期間t11についてこの期間を停止から連動下限に再定義することで出力を2MWに上昇させ、期間t12についてこの期間を停止から除外バンドB1bに再定義し、出力を1MWに上昇させている。係る修正により、出力バンド変更による火力発電ユニット上下限値設定により、バンド制約違反が解消される。
The output of the output
図7、図8を用いて、合計火力発電計画補正演算器50の処理について説明する。図7は、各火力発電ユニットUA、UBにおける発電計画差分とその合計差分の時系列に示す図であり、図8は、合計差分を反映した補正合計発電計画を時系列に示す図である。
The processing of the total thermal power generation
図7によれば、火力発電ユニットUAでは期間t4、t7において2MW減少され、火力発電ユニットUBでは期間t7において2MW増加され、かつ期間t11で2MW増加、期間t12で1MW増加とされる、差分を発生させている。また、合計発電計画差分としては、期間t4において2MW減少され、期間t11で2MW増加、期間t12で1MW増加とされたものとなる。 According to FIG. 7, the difference is that the thermal power generation unit UA decreases by 2 MW in the period t4 and t7, the thermal power generation unit UB increases by 2 MW in the period t7, and increases by 2 MW in the period t11 and increases by 1 MW in the period t12. It is occurring. The total power generation plan difference is 2 MW decreased in the period t4, increased by 2 MW in the period t11, and increased by 1 MW in the period t12.
本発明の負荷配分装置1は図7に示すように、合計火力発電計画補正演算器50によりバンド制約違反の解消のために調整した発電計画差分を合算し、さらにその和を元の合計発電計画に加算することで図6に示す補正合計発電計画を算出する。この図6、図7に示す例では、期間t4での合計出力の低下は避けられないが、期間t7では合計出力の低下を阻止して、当初計画を維持できている。時刻t11、t12について火力発電ユニットUBの出力期間が延長されることで、火力発電ユニットUB停止時における熱的条件緩和運転実行時の発電量も考慮されたものとなる。
As shown in FIG. 7, the
負荷配分装置の操作者は、図2に示した元の全体火力発電計画と図8に示す修正後の全体火力発電計画を対比することで、修正前後の対応が確認できる。図8ではこれらを1葉に対比表示しているが、差分を破線で示した補正合計発電計画に見直すことで、バンド制約違反の発生を合計発電計画の段階で回避する補正案を提示することができる。発電事業者は、本補正案を発電入札に適用することで、火力発電ユニットのバンド制約回避と、発電計画とのインバランス回避を両立することができる。 The operator of the load distribution device can confirm the correspondence before and after the modification by comparing the original overall thermal power generation plan shown in FIG. 2 with the modified overall thermal power generation plan shown in FIG. In FIG. 8, these are displayed in comparison with one leaf, but by reviewing the difference to the corrected total power generation plan shown by the broken line, a correction plan for avoiding the occurrence of band constraint violation at the stage of the total power generation plan should be presented. Can be done. By applying this amendment to power generation bidding, power generation companies can achieve both avoidance of band restrictions on thermal power generation units and avoidance of imbalance with power generation plans.
本発明の実施例2に係る火力発電システムの負荷配分装置1の構成例を図9に示す。実施例1では、合計発電計画の補正案を負荷配分装置1内部で実施する構成としたが、実施例2では、図9に示すようにログデータをファイル保管するファイル保管処理演算器60およびファイル保管処理演算器60の出力であるログデータファイルを外部に取り出すインターフェースI/F4を備える構成としている。
FIG. 9 shows a configuration example of the
本構成により、ログデータファイルの分析を外部装置等で補正案を算出でき、負荷配分装置1内部の計算負荷を軽減しながら同様の効果を奏することが可能となる。
With this configuration, it is possible to calculate a correction plan for the analysis of the log data file by an external device or the like, and it is possible to achieve the same effect while reducing the calculation load inside the
本発明の実施例3に係る火力発電システムの負荷配分装置1の構成例を図10に示す。実施例3では、図10に示すように、ファイル保管したログデータをネットワーク経由で送信するファイル送信処理器70および外部ネットワークとのインターフェースI/F5を備える構成としている。
FIG. 10 shows a configuration example of the
本構成とすることで、ログデータの分析を遠隔地にいる分析担当者もしくは分析装置で実施することが可能となり、負荷配分装置1内部の計算負荷を軽減しながら同様の効果を奏することが可能となる。
With this configuration, it is possible to analyze log data by an analyst or an analyzer at a remote location, and it is possible to achieve the same effect while reducing the computational load inside the
本発明の実施例4に係る火力発電システムの負荷配分装置1の構成例を図11に示す。実施例4ではバンド制約違反が発生したときはそのときのログを残す機構としているが、上記バンド制約違反が発生した場合は図11に示すように、各火力発電ユニットのバンド制約違反発生を集計する違反集計器80を備え、インターフェースI/F6を介して負荷配分装置1の操作者にアラームを出力する機構としている。
FIG. 11 shows a configuration example of the
インターフェースI/F6は負荷配分装置のディスプレイであり、バンド制約違反が発生したことを可視的に表示することで全体発電計画を見直すよう促すことが可能となる。 The interface I / F6 is a display of the load distribution device, and it is possible to prompt the review of the overall power generation plan by visually displaying the occurrence of the band constraint violation.
1:負荷配分装置
10:バンド制約非考慮発電計画処理演算器
20A、20B〜20N:出力バンド演算器
40:出力再配分処理演算器
50:合計火力発電計画補正演算器
21A:出力バンド割当て演算器
22A:バンド制約違反判定演算器
23A:バンド制約違反解消演算器
60:バンド制約違反ログ保存演算器
70:バンド制約違反ログ送信処理演算器
I/F1、I/F2、I/F3、I/F4、I/F5、I/F6:入出力インターフェース
DB1:火力発電ユニットデータベース
DB2:バンド制約データベース
DB3A、DB3B〜DB3N:火力発電ユニットバンド制約違反ログデータベース
1: Load allocation device 10: Power generation
Claims (5)
与えられた合計発電計画から火力発電ユニットごとの個別発電計画を求める発電計画処理部と、各火力発電ユニットの出力バンド境界情報とバンド遷移時の時間制約を蓄えるバンド制約データベースと、火力発電ユニットごとに設けられ、各火力発電ユニットの前記個別発電計画と、前記バンド制約データベースに記憶した情報を用いて前記火力発電ユニットの出力バンドを算出し、当該出力バンドでの発電上下限値を算出する出力バンド処理部と、火力発電ユニットごとに設けられた前記出力バンド処理部の出力を制約条件として前記火力発電ユニット合計での発電計画を実現するための火力発電ユニット出力配分を演算する出力再配分処理部と、合計火力発電計画補正処理部を備え、
前記出力バンド処理部は、火力発電ユニットごとの前記個別発電計画と前記出力バンド境界情報を元に出力バンドを割振るバンド割振り手段と、該バンド割振り手段の出力がバンド遷移時の前記時間制約であるバンド制約違反の有無を判定するバンド制約判定手段と、バンド制約違反が発生したときの発電計画と上記バンド割振り手段の出力をログデータとして記録する違反ログ記録手段と、該バンド制約判定手段により違反が検出された場合には違反を回避する出力バンドを選定して当該出力バンドでの出力上下限値を前記出力再配分処理部に出力する出力手段とを備え、
前記合計火力発電計画補正処理部は、火力発電ユニットそれぞれの前記違反ログ記録手段の出力を入力とし、バンド制約違反を回避するよう火力発電プラント全体の発電計画を補正することを特徴とする火力発電プラントの負荷配分装置。 It is a load distribution device for a thermal power plant consisting of multiple sets of thermal power generation units including a generator.
A power generation plan processing unit that obtains an individual power generation plan for each thermal power generation unit from a given total power generation plan, a band constraint database that stores output band boundary information of each thermal power generation unit and time constraints at the time of band transition, and each thermal power generation unit. Output that calculates the output band of the thermal power generation unit using the individual power generation plan of each thermal power generation unit and the information stored in the band constraint database, and calculates the upper and lower limit values of power generation in the output band. Output redistribution processing that calculates the output distribution of the thermal power generation unit to realize the power generation plan for the total thermal power generation unit with the output of the band processing unit and the output band processing unit provided for each thermal power generation unit as a constraint condition. Equipped with a unit and a total thermal power generation plan correction processing unit
The output band processing unit has a band allocation means for allocating an output band based on the individual power generation plan and the output band boundary information for each thermal power generation unit, and the time constraint when the output of the band allocation means is band transition. By a band constraint determining means for determining the presence or absence of a certain band constraint violation, a violation log recording means for recording the power generation plan when a band constraint violation occurs and the output of the band allocation means as log data, and the band constraint determining means. When a violation is detected, an output band for avoiding the violation is selected, and an output means for outputting the upper and lower limit values of the output in the output band to the output redistribution processing unit is provided.
The total thermal power generation plan correction processing unit receives the output of the violation log recording means of each thermal power generation unit as an input, and corrects the power generation plan of the entire thermal power plant so as to avoid a band constraint violation. Plant load distribution device.
発電機を含む複数の火力発電ユニットは、前記出力再配分処理部で求めた火力発電ユニット出力配分に従い運転され、合計火力発電計画補正処理部で求めた補正された火力発電プラント全体の発電計画は、外部出力されて提供されることを特徴とする火力発電プラントの負荷配分装置。 The load distribution device for a thermal power plant according to claim 1.
A plurality of thermal power generation units including a generator are operated according to the output distribution of the thermal power generation unit obtained by the output redistribution processing unit, and the power generation plan of the entire corrected thermal power generation plant obtained by the total thermal power generation plan correction processing unit is A load distribution device for a thermal power plant, characterized by being externally output and provided.
前記違反ログ記録手段の出力を、通信ネットワークを介して外部に送信する手段を備えることを特徴とする火力発電プラントの負荷配分装置。 The load distribution device for the thermal power plant according to claim 1 or 2.
A load distribution device for a thermal power plant, comprising means for transmitting the output of the violation log recording means to the outside via a communication network.
バンド制約違反の検出情報を集約し、バンド制約違反が発生した場合には違反が発生したことを操作者に表示するインターフェースを備えることを特徴とする火力発電プラントの負荷配分装置。 The load distribution device for the thermal power plant according to any one of claims 1 to 3.
A load distribution device for a thermal power plant, which is provided with an interface that aggregates detection information of band constraint violations and displays to the operator that the violation has occurred when a band constraint violation occurs.
与えられた合計発電計画から火力発電ユニットごとの個別発電計画を求め、各火力発電ユニットの出力バンド境界情報とバンド遷移時の時間制約を蓄え、各火力発電ユニットの前記個別発電計画と、前記出力バンド境界情報とバンド遷移時の時間制約の情報を用いて前記火力発電ユニットの出力バンドを算出し、当該出力バンドでの発電上下限値を算出し、火力発電ユニットごとの前記当該出力バンドでの発電上下限値を制約条件として、前記火力発電ユニット合計での発電計画を実現するための火力発電ユニット出力配分を演算するとともに、
前記発電上下限値を算出するために、火力発電ユニットごとの前記個別発電計画と前記出力バンド境界情報を元に出力バンドを割振り、割振られた出力バンドのバンド遷移時に前記時間制約であるバンド制約違反の有無を判定し、バンド制約違反が発生したときの発電計画と前記割振られた出力バンドをログデータとして記録し、バンド制約違反が検出された場合にはバンド制約違反を回避する出力バンドを選定して当該出力バンドでの発電上下限値とし、
バンド制約違反が発生したときの発電計画と前記割振られた出力バンドを用いて、バンド制約違反を回避するよう火力発電プラント全体の発電計画を補正することを特徴とする火力発電プラントの負荷配分方法。 It is a load distribution method for a thermal power plant consisting of multiple sets of thermal power generation units including a generator.
Obtain the individual power generation plan for each thermal power generation unit from the given total power generation plan, store the output band boundary information of each thermal power generation unit and the time constraint at the time of band transition, and store the individual power generation plan of each thermal power generation unit and the output. The output band of the thermal power generation unit is calculated using the band boundary information and the time constraint information at the time of band transition, the upper and lower limit values of power generation in the output band are calculated, and each thermal power generation unit is in the output band. With the upper and lower limits of power generation as a constraint condition, the output distribution of the thermal power generation unit for realizing the power generation plan for the total thermal power generation unit is calculated, and at the same time.
In order to calculate the upper and lower limit values of power generation, the output band is allocated based on the individual power generation plan for each thermal power generation unit and the output band boundary information, and the band constraint which is the time constraint at the time of band transition of the allocated output band. The presence or absence of a violation is determined, the power generation plan when a band constraint violation occurs and the allocated output band are recorded as log data, and when a band constraint violation is detected, an output band that avoids the band constraint violation is recorded. Select and use it as the upper and lower limit of power generation in the output band .
A load distribution method for a thermal power plant, which comprises correcting the power generation plan of the entire thermal power plant so as to avoid the band constraint violation by using the power generation plan when a band constraint violation occurs and the allocated output band. ..
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