JP7430167B2 - 地域マイクログリッドの復電方法 - Google Patents
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Description
1.地域マイクログリッド3の運用
図1に示すように、地域マイクログリッド3は、系統遮断器6を介して電気事業者(例えば、電力会社等)の運営する電力系統5に接続され、発電機遮断器7を介して小規模木質バイオマス発電設備10に接続されている。電力系統5は、系統電源(図略)を有しており、電力を供給する。
図4は、小規模木質バイオマス発電設備10の概略構成図である。小規模木質バイオマス発電設備10は、発電機出力2000kW未満(配電用)であり、送電線を介さず、地域マイクログリッド(6600Vの配電網)3に直接接続されている。
地域マイクログリッド3が電力系統5から切り離された場合に、地域マイクログリッド3を無停電で地域マイクログリッド運転に切替えるのではなく、短期間の停電を許容することとして、上記の小規模木質バイオマス発電設備運転上の課題を考慮の上、早期かつ確実に地域マイクログリッド3を復電させ、停電期間の長期化を抑止する運転方法について、記載する。
電力系統事故発生により、事故を検出した電力系統側の検出器から系統遮断器開放信号が送信され、系統遮断器6が自動的に開放して単独運転となると、単独運転検出装置11が動作して発電機遮断器7を自動的に開放し、小規模木質バイオマス発電設備10は自立運転に移行する。尚、単独運転検出装置11は、小規模バイオマス発電設備10に設置され、単独運転を検出した場合に、発電機遮断器7に切り離し信号を出力して発電機遮断器7を投入状態から開放状態に切り換える装置である。単独運転は、発電設備等が連系されている系統が、事故等によって系統電源から切り離された状態において、発電設備等の運転が継続し線路負荷(発電設備設置者以外の需要家負荷の総合)に電力供給している状態を言う。単独運転は、例えば、発電設備10の発電機周波数や発電機出力の変化量から検出することが出来る。
(b)同期発電機25の出力電圧
(c)主蒸気圧力
配電事業者は、地域マイクログリッド3の健全性(すなわち、グリッド内における配電線の異常の有無)を確認するとともに、発電事業者から復電準備完了の連絡を受けると、復電の準備を行う。具体的には、小規模木質バイオマス発電設備10に最も近いブロックBの開閉器SWのみ投入状態とし、それ以外のブロックBの開閉器SWを開放状態とする。この例では、ブロックB1の開閉器SW1のみ投入状態とし、それ以外のブロックB2~B4の開閉器SW2~SW4を開放状態とする。そして、開閉器SWの切り換えが完了すると、配電事業者は、発電事業者に発電機遮断器投入準備完了を連絡する(図7のS2:第2ステップ)。
電力系統5が事故から復旧した後に、「地域マイクログリッド運転」から「通常運転」に切替える際には、地域マイクログリッド運転中の地域マイクログリッド3は、電力系統5に対して周波数、位相にずれが生じているため、電力系統の非同期接続によるトラブルを避けるため一旦、地域マイクログリッド3を停電させ、電力系統5に接続する必要がある。その間、発電事業者は、発電機遮断器7を開放し、小規模木質バイオマス発電設備10を自立運転にて待機させる。
通常、小規模バイオマス発電設備は、固定価格買取制度(FIT制度)による売電目的で作られており、定格出力一定運転をベースに設計されているため、地域マイクログリッド3が電力系統5から切り離され、「地域マイクログリッド運転」になった場合、電力の需要と供給のバランスをとり、周波数を安定させて運転することが困難である。
地域マイクログリッド運転となった場合、地域マイクログリッド3には、小規模木質バイオマス発電設備10以外の他の発電機が接続されていないため、小規模バイオマス発電設備単独で、需給バランスをとり、電気の周波数を一定に制御する必要がある。しかし、APC100Aは、発電機出力を指令値に制御することはできるが、電力の需給バランスをとり、周波数を一定に制御することはできない(課題1)。
地域マイクログリッド運転では、電力の需給バランスがずれると、発電機周波数(=タービン回転数)が変動する。具体的には、需要が供給を上回れば、電気の周波数は低下し、逆に、供給が需要を上回れば、電気の周波数は上昇する。なお、地域マイクログリッド3の周波数は、発電機周波数(回転数)に同期する。
復電開始に伴い電気の需要が急増した場合は、ボイラ蒸発量が一時的に不足する。APC100Bによれば、需要の急増に伴うボイラ蒸発量の一時的な不足に対する対応として、第2制御モードの選択により、第1制御モード時の設定値よりも+α高い閾値で、大気放出弁29を開放する。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
5 電力系統
6 系統遮断器
7 発電機遮断器
10 小規模木質バイオマス発電設備
11 単独運転検出装置
21 ボイラ
23 蒸気タービン
25 発電機
27 蒸気加減弁
29 大気放出弁
70 制御装置
100 プラント制御装置(APC)
105 切替スイッチ
110 第1制御部
111 発電機出力制御部
113 回転数制御部
115 切替器
200 タービン制御装置(GOV)
Claims (1)
- 系統遮断器を介して電力系統に連系するとともに、発電機遮断器を介して発電機出力2000kW未満の小規模バイオマス発電設備が接続された地域マイクログリッドの復電方法であって、
電力系統事故発生により、前記発電機遮断器が自動的に開放するため、発電事業者は、前記小規模バイオマス発電設備を所内負荷に対してのみ電力供給する自立運転へ移行後、前記小規模バイオマス発電設備の運転が安定していることを条件として、配電事業者に復電準備完了を連絡する第1ステップと、
復電準備完了の連絡を受けた配電事業者は、前記地域マイクログリッドが健全であることを確認後、前記地域マイクログリッドのうち、優先度の最も高い第1ブロックの開閉器を投入状態とし、それ以外のブロックの開閉器を開放状態とし、発電事業者に発電機遮断器投入準備完了を連絡する第2ステップと、
配電事業者から発電機遮断器投入準備完了の連絡を受けた発電事業者は、前記発電機遮断器を投入し、前記小規模バイオマス発電設備を前記地域マイクログリッドに対して単独で電力供給する地域マイクログリッド運転に移行し、前記地域マイクログリッドの第1ブロックへの復電を開始する第3ステップと、
発電事業者は、前記第1ブロックの復電開始に伴い需要急増後の小規模バイオマス発電設備の運転状態が安定していることを条件として、配電事業者に対して、前記第1ブロックの次に優先度の高い第2ブロックへの電力供給操作が可能であることを連絡する第4ステップと、
電力供給操作可能の連絡を受けた配電事業者は、前記第2ブロックの開閉器を開放状態から投入状態に切り換え、発電事業者に連絡する第5ステップと、を含み、
前記第1ステップから前記第5ステップの実行後、停電中のブロックを対象として前記第4ステップと前記第5ステップを繰り返すことにより、優先度の高いブロックから順々に、前記地域マイクログリッドの復電範囲を拡大する、地域マイクログリッドの復電方法。
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柳田 高志,エネルギー事情,クリーンエネルギー 第24巻 第10号 ,日本,日本工業出版株式会社,第24巻 |
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