JPH03195327A - 発電所制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の発電ユニットで構成される発電所の制御
装置に係り、特に給電指令所からの給電指令信号を発電
所として一括して得、各発電ユニットに対する出力要求
を決定する発電所制御装置に関する。

〔従来の技術〕

電力系統はその安定運用のために、給電指令所からの給
電指令に沿って各発電ユニットの出力が調整される必要
がある。

特開昭６１−１５７２３３号は、給電指令所からの給電
指令に沿って運転される発電ユニットとして複数の複合
サイクル発電設備で構成される発電ユニットの例を示し
ている。ここではガスタービンと、その排ガスの保有す
る熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、蒸
気タービンと、ガスタービンと蒸気タービンにより駆動
される発電機とより成る複合サイクル発電設備は、その
総電気出力が１０万ＫＷ程度であることから、複数の複
合サイクル発電設備を１つの発電ユニットとして給電指
令所からの給電指令に沿って運転する。

尚、火力発電所はボイラとタービンと発電機とより成る
汽力発電設備（以下これも発電ユニットという）を通常
複数布しているが、給電指令所からの給電指令信号は発
電ユニットごとに与えられる。ちなみに、発電ユニット
とは汽力発電設備の場合には第Ｎ号機、複合サイクル発
電ユニットの場合には複数組をまとめて第Ｎ号系列と通
常称されるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の公知例においては、個々の発電ユニットに対して
給電指令所から給電指令が与えられており、複数の発電
ユニットを備える発電所という観点からみると統括的運
用のされていないのが実情である。このことをより詳細
に説明すると、第２図は複数の発電ユニットを備える典
型的な発電所設備を示したものであり、本例では複数台
の発電設備（軸と称す）から成る複合サイクル発電ユニ
ット（系列と称す）２セツｈ（１号系列及び２号系列）
と、従来の石炭を燃料とする汽力発電ユニット３セツト
（１号、２号及び３号機）の合計５セツ１−を発電ユニ
ットとして備える。なお、発電所とはこれら５セツトの
発電ユニットと開閉新設備、純水処理装置、排水処理装
置、燃料貯蔵設備。

揚貯運炭設備、取水設備といった上記発電ユニットに共
通の付帯設備を含めた発電設備全体を指す。

このように、この発電所は例えば５つの発電ユニットを
有するが、これらの各発電ユニットは公知例から明らか
なように給電指令所と第３図のように個々に結合されて
運転されている。つまり、給電指令所１からの給電指令
信号１２は、発電所２の各発電ユニット７ごとに個別に
夫々の制御装置５に印加され、制御装置５により各発電
ユニット７が制御される。発電ユニットが汽力発電所７
ａの場合、制御装置５は負荷調整装置を含み、ボイラ、
タービン、発電機等の出力を給電指令信号１２に応じて
制御すべく５と７ａ間で信号１０のやりとりをする。発
電ユニットが複合サイクル発電ユニット７　ｂの場合、
制御装置５は例えば上記特開昭６１−１５７２３３号の
ように構成され、給電指令信号１２は系列負荷制御装置
５１において各軸ごとの軸負荷制御信号１２′に分配さ
れる。軸負荷制御装置１ｔ５２では軸負荷制御信号１２
′に合致さ− せるべく、信号１０により各軸を構成するガスタービン
、排熱回収ボイラ、蒸気タービン、発電機等の出力を調
整する。そして、各発電ユニット７ごとに、このユニッ
ト内のプラント情報を監視し、かつプラント各部を制御
することのできる中央操作監視盤６が設けられる。第２
図の発電所の例では中央操作監視盤は第３図のように各
ユニットに１盤ずつ合計５盤設けられる。

このように、従来のシステムにおいては発電ユニット７
は個々に給電指令所１の指揮下にあり、発電所自体には
、その発電所内発電ユニットを統括的に制御・監視する
機能を持っていない。

このため、給電指令所ではその管理する発電ユニット数
が膨大のため内部演算処理が複雑となる。

また、発電ユニット側の事情を考慮せずに給電指令が一
方的に与えられるので、給電指令に応じきれないときは
電力系統の不要な周波数変動を生じる結果となる。

以上のことから本発明においては、簡単な装置で電力系
統の安定度向上に貢献することのできる発電所制御装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、発電所単位で給電指令所からの給電指令を
受け、発電所負荷調整装置において各発電ユニットの分
担する負荷を決定する。

〔作用〕

発電所負荷調整装置は発電所に設置されるので、各発電
ユニットにおける出力余裕等の事情を十分把握したうえ
で、給電指令を達成すべく各発電ユニットへの出力分担
を決定する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は給電指令所１と、第２図の発電所２に設けた発
電所負荷調整装置３、および発電ユニットごとの制御装
置５．５′　（各発電ユニット７の負荷制御を行う負荷
制御装置５１．５１’　、発電ユニットの自動化装置５
２．５２’　、軸負荷制御装置５３′を含む）との関係
を示す本発明の全体構成図である。

本発明では給電指令所１からの給電指令４を、性能、出
力、燃料等の異なる多種の発電ユニット７で構成される
発電所２単位の一括指令値として発電所負荷調整装置３
で受ける。そして、各発電ユニット７の現在の運転状態
を示す運転情報１０゜１０’　、１１．１１’や発電ユ
ニット７の特性等の運転情報を管理している負荷制御装
置５１゜５１′や発電ユニットの自動化装置５２．５２
’からの運転情報８．８’　、９．９’　に基づいて発
電所２のトータルとしての最適な各発電ユニット７の出
力分担あるいは運転スケジュールを決定し、各発電ユニ
ットの負荷制御装置５１．．５１’や発電ユニットの自
動化袋［５２，５２’にユニット出力要求指令８．８’
　、９．９’　を与える。各々の発電ユニットの負荷制
御装置５１．５１’や発電ユニットの自動化装置５２．
５２’は、要求指令８．８’　、９．９’　に基づき、
各発電ユニット７に出力制御指令を与え発電ユニット７
を運転する。

る。

他方、中央操作監視装置６は各発電ユニットごとに設け
られ、その発電ユニットの１転状態を示す情報が表示さ
れて運転員によるプラント監視が行なわれている。また
中央操作監視装置６を介して、運転員による操作信号、
許可信号等が制御装置５，５′に与えられプラント運転
される。

第４図は汽力発電プラント７ａの場合の第１図における
情報の流れを示したものである。第４図において、給電
指令所１から発電所負荷調整装置３に与えられる給電指
令４としては、発電所単位一括としての時々刻々の負荷
要求指令、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｆｒｅｑｕｅ
ｎｃｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）指令あるいは無効電力指令で
あったり、負荷予告指令、無効電力予告指令あるいは運
転台数予告指令であったりする。

各汽力発電ユニット７ａの負荷制御装置５１あるいは各
発電ユニットの自動化装置５２からは、発電所負荷調整
装置３において給電指令４（発電所の負荷要求指令、Ａ
ＦＣ指令、無効電力指令）にもとづき発電所トータルと
しての最適な発電ユニットの出力分担及び運転スケジュ
ールを決定するための発電ユニット運転情報８２．９２
として、各発電ユニットの出力調整に影響を与える熱効
率特性（第１０図）、許容負荷変化率特性（第１１図）
、許容負荷上、下限値特性（第１２図）、許容負荷変動
率特性（単位時間当りの負荷変動回数。

第１３図）、許容負荷変化率特性（第１４図）。

機器の寿命消費率２発電機の無効電力運転許容特性（第
１５図）、現在の運転状態（発電出力、無効電力など）
、運転中／起動あるいは停止操作中／停止中といった発
電ユニットの状態情報などが発電所負荷調整装置３に与
えられる。これらの特性については、その詳細を後述す
るが、発電ユニットごとの個別の特性として予め準備さ
れており、かつ必要に応じてその都度修正されている特
性である。

これらの情報に基づき、発電所負荷調整装置３において
、各発電ユニットの許容運転制限内で発電所トータルと
して最適な、各発電ユニットの出力分担及び運転スケジ
ュールを決定し、各発電ユニットの負荷制御装置５１．
．５１′あるいは各発電ユニットの自動化装置５２．５
２’に発電二ニット出力分担指令８１及び運転スケジュ
ール９１を与える。

発電所負荷調整装置３から給電指令所１への返信情報１
３の内容としては、給電指令４に対し発電所が許容出来
ない場合のその許容値である発電所としての実行可能負
荷、実行可能負荷変動ｒ１】。

実行可能無効電力、実行可能運転スケジュール。

発電ユニットの運転可能台数などである。

第５図は、複合サイクル発電ユニットの場合を説明した
図である。複合サイクル発電ユニット７ｂは複数の発電
設備（軸と称す）より構成されるため、各軸と発電所負
荷調整装置３の間に各軸の統括制御として負荷制御装置
５１′や自動化装置５２′が存在する。負荷制御装置５
１′や自動化装置５２′では発電所負荷調整装置３によ
り決定された系列としての出力分担指令８１′と運転ス
ケジュール指令９１′を受け、系列として最適な各軸の
分担指令１０’ａ　　あるいはスケジュール１１′ａ　
を軸制御装置５３′へ送る。一方、発電所としての最適
な発電ユニットの出力分担や系列としての最適な軸出力
分担を決定するための情報として第４図における発電ユ
ニッＩ〜からの情報と同様のデータ１０’ｂ、ｌｌ’ｂ
か各軸より与えられる。

第６図は第１図における発電所負荷調整装置３の機能を
表わした図である。発電所一括としての出力要求指令や
出力予告指令などの給電指令値Ａに対して現在の発電所
実状態値あるいはある時間後の予定発電所実状態値Ｉ３
との偏差（Ａ−Ｂ）を処理ブロック３３１て計算し、そ
の偏差分（Ａ−１’ｌ）が発電所の各発電ユニットの許
容値Ｃ内でかつ発電所トータルとして最適どなるよう停
止中や起動途中の発電ユニットを除いた配分可能な発電
ユニットに処理ブロック３２で最適配分し、その各発電
ユニットの配分値→−Δ１．＋Δ２．・、＋ΔＮを各発
電ユニットに指令値としで与える。この場合に、この指
令値子Δ１．＋Δ２．・・、＋ΔＮに対して追従出来な
い発電ユニッＩ・があった場合には、追従出来ない発電
ユニツｌ−を除いて、配力可能な発電ユニットに許容値
内でかつ最適配分となるよ５ う再配分し、その再配分値を各発電ユニットに指令値と
して与える。偏差分（Ａ−Ｂ）が前記の如く最適配分を
行ったとしても発電所１＝−タルとして吸収てきず、発
電ユニットの許容値を越えてしまう場合には、発電所と
して実行可能な出力あるいは実行可能な出力予告などの
情報」３（第１図。

第４図）を給電指令所」、へ返信することになる。

前記発電所１・−タルどしての各発電＝１−ツ１−への
最適配分の決定方法を第７図〜第９図を用いて説明する
。

これに先立ち、給電指令所１から発電所負荷調整装置：
３に与えられる給電指令を幾つかに分類してみると、第
１６図に示すように数七分以−１−の長期的オーダーで
発電ユニッＩ〜が追従することを求めるもの（通常、経
済負荷配分信号Ｆ：　Ｔ、　Ｉ）と称する）、分オーダ
ーでの発電ユごツトの追ｂＹ’　１．−・求めるもの（
通常自動周波数調整信４ＡＦＣと称する）、前２洛が発
電ユニットの有効電力の調整を指令Ｌ７たものであるの
に対して、発電所の無効電力の調整を指令するもの（通
常自動無効電力調整信号ＡＱＣと称し、前２者では発電
機の機械的入力を調整するに対し、発電機の界磁人力を
調整する）とに大別される。尚、予告指令とは所定時刻
に発電ユニットが到達すべき負荷を指示（通常、Ｅ　１
．、Ｄ信号の一部に含まれる）するものどが、発電ユニ
ットの計画的な起動／停止を指示するもの等がある。

給電指令口以十のように分類され夫々性格の異なるもの
であることから、各発電ユニットに負荷配分する際の観
点、つまり評価項目が相違する４、例えばＥ　１．Ｄ　
（ｉ？号シ、■、−度負荷設定されると長期間その負荷
で一定運転されろ、二どを前提としたものであるために
、評価項目として発電所全体としての熱効率をとりあげ
、こ右１を最大とする負荷配分をするのがよい。そして
これを実現するだめの制約条件としては、ＥＬＤが負荷
増減ｒ１．＋どして与えられるときには各発電ユニット
の許容負荷変化率、許容負荷」二下限値、許容負荷変動
率２機器の寿命消費率を考慮すべきであり、その許容値
内で評価項目で最良（熱効率最大）となる配分をすべき
である。またＥＬＤが負荷予告指令として与えられるど
きも同様の制約条件を考慮ｌ、て配分する。

次にＡＦＣ信号は、分オーダーで頻繁［Ｊ−変動するも
のであることから、負荷配分は発電コニッ１へ自体か、
？の変動に耐え得るか否かどいった観点から行なわれる
必要があり、例えば現状の負荷変動率実績値に対する許
容負荷変動率の余裕を評価項目とし、これを最良とすべ
く負荷配分する。この場合の制約条件としては許容負荷
変動ｌＪや機器の寿命消費率を考慮すべきである１、ム
ーＱＣ信号のとき七Ｉ゛、発１Ｂ１機のどり得る無効電
力に制限がある。二）−・かＩン】、現状運転無効電力
値と無効電力泊客値との差分（無効電力余裕）を評価項
１１どｔ、、：’、れ（１一応ｔ′−で負荷配分すべき
であり１．二のとぎには名発電ユニツＩの発電機運転許
容特性−」−の低励磁、過励磁制限を制約条件とする。

以下具体的な配分手法について説明する。

第７０図は給電指令所］から発電所２全体としての負荷
増減の負荷要求指令Ａ’（ＥＬＤ信号）が来た場合を示
す。この負荷要求指令値Ａ′と発電所実状態値Ｂ′との
偏差分（Ａ’−Ｂ’　）は１００で比較され、これが正
でない場合には、１．０１において停止中あるいは起動
途中の発電ユニットを除いた発電ユニットの中で、許容
負荷変化率、許容負荷上下限値、許容負荷変動率２機器
の寿命消費率といった制約条件の許容値内で第７図に示
す各発電ユニットの熱効率の変化率が一番小さい順（す
なわち、発電ユニットの出力を減少させた時に熱効率の
下がり方が最も小さい）から優先的に偏差分（Ａ’−Ｂ
′）の配分値を決定していく。

偏差分（Ａ’　−Ｂ’　）が正の場合には、１０２にお
いて前記と同様に発電ユニットの制約条件の許容値内で
熱効率の変化率が一番大きい順（すなわち、発電ユニッ
トの出力を増加させた時に熱効率の」二かり方が最も大
きい）から優先的に偏差分（Ａ’　−Ｂ’　）の配分値
を決定していく。

この決定手法について、より詳細に説明すると、負荷配
分は熱効率最大となるように行なわれるが、熱効率は第
１０図に示すように発電ユニット負荷により異なり汽力
発電の場合は７ａに示すように負荷大なるほど効率が高
い傾向にある。また複合発電では軸台数制御を行なうと
７ｂのような傾向を示す。尚、熱効率の負荷に対する特
性は第１０図のようであるが、各発電ユニットの効率値
は同じ型式の発電ユニットであっても一般には相違して
いる。このことは以下の第１１図から第１５図でも同じ
であり、要するにこれらの特性は５つの発電ユニット分
準備されている。第１０図のみをみると、複合発電ユニ
ットに多くの負荷配分をすればよいように思えるが、こ
の複合発電ユニットは定格負荷で運転されていることが
多いと考えられ、これ以−ヒの負荷増大はできない場合
がありうる。このため、各発電ユニットごとにさらに以
下の制約条件も考慮する。制約条件を守れるか否かの検
討は、熱効率の高い発電ユニットから順に行なわれ、従
って例えば熱効率の高い３ユニツトで所定負荷要求を達
成できれば残りの２ユニツトについての負荷配分は行な
わない。

■６発発電ユニット負荷変化率特性 第１１図は発電ユニットの負荷変化率特性を表わした図
である。負荷変化率は発電ユニット毎にそれぞれの負荷
の大きさによって違った変化をする特性を有する。同図
中汽力発電ユニットの特性７ａは低負荷のとき１〜２％
／分、高負荷のとき３〜５％／分程度の負荷変化率で運
転可能であることを示しており、これ以上の負荷変化率
での運転は好ましくない。特性７ｂは複合発電ユニット
の負荷変化率であり、例えば４０％負荷以上のときは１
０数％／分程度の高変化率とできる反面、それ以下の負
荷では負荷変化率は低く抑えられている。この第１１図
の特性を用いて、熱効率の観点から選択された発電ユニ
ットが給電指令に速やかに応答できるユニットか否か判
断される。

■１発発電ユニット許容負荷上下限値 汽力発電ユニットは、そのボイラに空気・水・燃料を供
給するための系統が夫々並列の複数系統で構成され、そ
の一部が停止しても運転継続できるようにされている。

例えば汽力発電ユニットの石炭供給系統についてみると
例えば４台の石炭ミル（以下補機という）があり、補機
１台では０〜３５％、２台では７０−０％、３台では９
０〜２５％、４台では１００〜５０％負荷の範囲で運転
できる。第１２図は石炭ミルの台数と許容負荷」１下限
値との関係のみをとりあげて簡略化して示したものであ
るが、実際の汽力発電ユニットでは、その他の補機とし
て空気供給用ファン、給水ポンプ、給水加熱器等があり
、第１２図の特性は実際にはこれら個々の補機特性の合
成特性として表わされる。複合発電ユニットの場合は、
給水ポンプと給水加熱器台数で定まる上下限値のほかに
、複合発電ユニットの軸数により第１２図の特性が定ま
る。この特性によれば、石炭ミル３台で負荷５０％で運
転中に、この発電ユニット負荷を１００％負荷にしよう
とすると、４台目の石炭ミルを起動する必要があり、起
動に要する時間を考えると給電指令に速やかに応答でき
る限界は９０％負荷までということになる。この第１２
図の特性を用いて、熱効率の観点から選択された発電ユ
ニットが給電指令に速やかに応答できるユニットか否か
、また否としたらどこまで応答できるかが判断される。

■０発発電ユニット許容負荷変動率 第１３図は発電ユニットの許容負荷変動率特性を表わし
た図である。各発電ユニットの出力運転時間積算値に対
し、出力運転での負荷変化回数の積算値の比として求め
れば負荷変動率は常に出力運転での平均値を示すことに
なり、また発電ユニットの機器耐用年数は負荷変化回数
に大きく依存するも１回の負荷変化をみた時には負荷変
化量の大きさによって機器寿命損耗度が異なることから
負荷変化回数を負荷変化量の大きさで補正し、補正され
た負荷変化回数をもとにして求めた許容負荷変動率特性
（ａ）に対し、現時点までの運転実績負荷変動率特性を
（、ｂ）とした場合、現時点での負荷変動率の許容負荷
変化回数は、（ａ−ｂ）となる。従って、発電ユニット
への指令に対し現時点での負荷変動率が許容負荷変動率
特性を越え、負荷変化制限領域にある発電ユニットは正
常運転領域に引き戻すべく、負荷変化をさせず、負荷変
化許容回数に余裕のある他の発電ユニッ１〜に委ね２３
− ることになる。以上の観点から、熱効率上選択された発
電ユニットであっても、負荷変化を許容しないことがあ
る。

■１機器の寿命消費率 特に図示しないが、例えば蒸気タービン又はガスタービ
ンの高温メタル部分の熱応力に基づいて、これらの機器
の寿命消費率を求め、これを負荷変化の際の制約条件と
する。

本発明においては、経済負荷配分信号Ｅ　Ｌ　Ｄを受信
するとき熱効率を最大とすべく負荷を分配するが、この
具体例を第１９図を用いて説明する。

イリし１、同図（ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々〕−〜３号機
の熱効率特性を示しており、夫々の現在負荷をＸ。

Ｙ、Ｚとしている。

（Ａ’　−Ｂ’　）＞Ｏの時 １号機−３号機の現在運転量ノ月、こむしｉろ熱効率の
変化率を、α、β、γとし、今α〈β〈γであるとする
。

中給指令Ａ′と現在の発電飯台ｉｉ’ｌｌ′Ｂ　７Ｊ　
Ｂ　’　との偏差ΔＫＷ　（＝Ａ’　−Ｂ’　）をまず
、熱効率の変　２４ 化率が最も大きい３号機へ配分する３、（ただし、定格
出力以−にの要求はしない、定格出力以−１−の要求が
あった場合には、配分出来なかった分を次に熱効率の変
化率が大ぎい２号機へ配分する。以下同様に配分してい
く。） ３号機へΔＫＷを配分した結果の出力（２＋ΔＫＷ）に
おける熱効率の変化率γ′が２号機の熱効率の変化率β
よりも小さくなる時には３号機への配分値ΔＫＷの一部
ΔＫＷ’　　い・とγ′の接線の交点ａに当たる出力ど
の差分）を２号機へ配分する。この時（Ｙ＋ΔＫＷ’　
）の熱効率の変化率をβ′、また７３号機のａ点におけ
る出力２＋（ΔＫＷ−ΔＫＷ’　）における熱効率の変
化率をγ″とする。γ″〈β′の時は、以下、」１記と
同様の方法で配分計算をし決定する。γ″〉β′の時は
、２号機のβとβ′の接線の交点すに当たる出力ｙ＋（
ΔＫＷ′−ΔＫＷ“）との差分ΔＫＷ“を３号機側へ戻
し、以下同様に熱効率の変化率を比較する。以下同様に
繰返し計算を行い、例えば調整量がＩＭＷ以下となった
ら終了し最終配分値を決定する。

同様のことを以下他号機（１号ｎ）も含めて計算し、最
適配分値を決定する。

（Ａ’　−Ｂ’　、ｌ　＜Ｏの時 前記（Ａ’　−Ｂ’　）＞Ｏの時と最適配分値の計算手
段は同じであるが、（Ａ’　−Ｂ’　）（Ｏの今回の場
合には、中給指令Ａ′と現在の発電所合計出Ｊ：Ｐ、　
’　どの偏差分ΔＫＷは負で府・ｊ；、減少力の配分値
を決定することになる為、（ハ□　−ｙｓ゛））・Ｏの
場合と異なり熱効率の変化率（′）小さい順に減少分配
分値を決定してい・く、 第′ｉ図の、経済負荷配分信ＷＬＩ　Ｔ、　Ｄ　ｉ入力
才ろ場合の発電所負荷調整装置にお＋−Ｊろ配分は、以
上のようにして決定されるが、決定された配分値に対し
て故障等で現状出力を維持せざるを得ない発電ユニット
が生じた時は、この発電ユーットを除いた配分可能な発
電ユニットの中で発電所１・−タルどして最も熱効率が
良くなるよう前記同様に各発電−１ニツトの負荷配分値
を再配分する。前記のような過程を経て、決定された名
発電ユニットヘの負荷配分されたことを１０３で判断し
、この結果、偏差（Ａ’　−Ｂ’　）が全て吸収された
場合には１０４において調整不可分は零、給電指令に追
従出来ると判断し、偏差（Ａ’　−Ｂ’　）が全て吸収
されない場合には、１０５において発電所の実行可能な
負荷値を給電指令所１へ返信する。次に給電指令所から
出されるＥ　Ｌ　Ｄ信号が、負荷予告指令（発電ユニッ
トの運転台数指令も含む）であるとき、これに対して各
発電ユニットの最適な運転スケジュールを決定する方法
も、基本的には前記負荷増減幅の要求指令に対する各発
電ユニットの負荷分担の決定方法と同様に行う。

第８図は給電指令所］から発電所全体としてのＡＦＣ指
令が来た場合を示す。このＡＦＣ指令値の負荷変動幅（
Ａ“）と発電所の該実状態値（Ｂ“）との偏差分（Ａ”
−Ｂ“）に対しては、１０６において停止中あるいは起
動途中の発電ユニットを除いた発電ユニットの中で、第
１４図に示す許容負荷急変変動幅や他に機器の寿命消費
率といった制約条件の許容値内で第１３図より得られる
現状の負荷変動率実績値に対し許容負荷変動率の余裕が
一番大きい発電ユニットの順から優先的に偏差分（Ａ″
−Ｂ”）の配分値を決定していく。決定された配分値に
対して故障等で現状運転を維持せざるを得ない発電ユニ
ットがあった場合には、この発電ユニットを除き、配分
可能な発電ユニットの中で再配分を行う。ここで、ＡＦ
Ｃ指令に対して最適負荷配分するための評価項目は、許
容負荷変動率余裕であり、余裕の大きい順から負荷配分
するということは、各発電ユニットの運転時間に対する
負荷変化回数を管理することである。これは発電ユニッ
トに設定された耐用年限のときに寿命がくるように発電
ユニットを運用しようとの考えに基づく。別の言い方を
すると、どの発電ユニッＩ〜も均一に寿命消費させると
いう運転を行なうものである。尚、第１４図は発電ユニ
ットの許容負荷急変変動幅特性を表わした図である。許
容負荷急変変動幅特性は発電ユニットの負荷の大きさに
より変化し、その特性は上、１り限共に高負荷帯域では
低負荷帯域に比べ大きい特性となる。

前記のような過程を経て決定された各発電ユニットへの
配分が行なわれたことを１０７で確認し、この結果、偏
差（Ａ”−＋３“）が全て吸収された場合は１．０８に
おいて調整不可分が零、給電指令に追従出来ると判断し
、偏差（Ａ“−Ｂ″）が全て吸収されない場合には、１
０９において吸収出来ない分を調整不可分として発電所
の実行可能な負荷変動幅を給電指令所へ返信する。

第９図は給電指令所から発電所全体としての無効電力指
令が来た場合を示す。この無効電力指令値（Ａ’″）と
発電所の実状態値（Ｂ′″）との偏差分（Ａ”−Ｂ”）
に対しては、１１０において停止中あるいは起動途中の
発電ユニットを除いた発電ユニットの中で、第」５図に
示す各発電ユニットの発電機の運転許容特性上の過励磁
制限および低励磁制限内の無効電力運転許容範囲といっ
た制約条件の許容値内で各発電ユニットの発電機の現在
運転無効電力値と無効電力許容値との差分て余裕率が決
まり、この余裕率の一番大きい発電ユニットの順から優
先的にかつ各発電ユニットの余裕率が等しくなるように
偏差分（Ａ″′−Ｂ”）の配分値を決定していく。この
配分は、各発電ユニットの発電機の現在運転無効電力値
と無効電力許容値との差分を余裕率として捉え、この余
裕率の一番犬きい発電ユニットの順から優先かつ各発電
ユニットの余裕率が平均するように配分値を決定する。

第１５図は発電ユニットの発電機無効電力運転許容特性
を表わした図である。各発電ユニットの発電機の無効電
力運転許容特性は発電機の有効電力と無効電力の大きさ
に依存した発電機運転許容特性上に遅れ無効電力に対す
る過励磁制限曲線と進み無効電力に対する低励磁制限曲
線で示される特性内の範囲となる。

この範囲内において、現状運転点の無効電力を（ｄ）、
この時の許容無効電力を（Ｃ）とした時−ｄ に余裕率（％）は　　　Ｘ１００で表わされる。

前記のような過程を経て決定された各発電ユニットへの
配分が完了したことを１１１で確認し、この結果、偏差
（Ａ”−Ｂ＃′）が全て吸収された場合は１１２で調整
不可分が零、給電指令に追従出来ると判断し、偏差（Ａ
”−Ｂ”）が全て吸収されない場合には１１３において
発電所の実行可能な無効電力値を給電指令所へ返信する
。

給電指令所から出される無効電力予告指令（発電ユニッ
トの運転台数指令も含む）に対して各発電ユニットの最
適運転スケジュールを決定する方法も前記無効電力要求
指令に対する各発電ユニットへの配分決定法と同様に行
うが、ある期間内の運転スケジュールを決定する為、各
発電ユニットの制約条件の許容値としては第１５図に示
す発電ユニットの発電機無効電力運転許容特性といった
特性を用い、無効電力変動に対しても判断できるように
している。

このようにして得られた各発電ユニットの運転スケジュ
ールにおいて発電所全体として給電指令に対して吸収で
きない分を調整不可分として給電指令所へ発電所の実行
可能な運転スケジュール及び運転予定発電ユニット台数
を返信する。

−ｑ＋　− 〔発明の効果〕 上記の発電所負荷調整装置を備える本発明によれば給電
指令所からの給電指令を発電所一括の指令として発電所
負荷調整装置で受は各発電ユニットの運転情報を基に各
発電ユニットの出力分担を決定するので、発電所として
最適な運転を行なうことができかつ系統運用性を大幅に
向上させることができる。

本発明の効果を第１７図と第１８図にて説明すると、ま
ず第１７図は従来技術における給電指令と各発電ユニッ
トの対応結果を説明した図である。

給電指令１２は、各発電ユニット単位に送られ、１号発
電ユニットにおいては給電指令に対して運転状況からこ
れを守って運転することが出来ている。２号発電ユニッ
トにおいては給電指令に対して許容値を越えるため給電
指令を守れない運転となっている。Ｎ号発電ユニットに
おいては給電指令が許容値に対して余裕のあるものであ
るため給電指令を守れる運転となっている。しかし発電
所トータルとしては給電指令を守れない運転状況となる
。

第１８図は本発明における給電指令４と各発電ユニット
の対応結果を説明した図である。給電指令値４は発電所
一括で発電所負荷調整装置３に送られ、各発電ユニット
の運転情報に基づき、各発電ユニットの運転状況に合わ
せ最適な分担を決定しているため、１号発電ユニット、
２号発電ユニット及びＮ号発電ユニットのいずれの発電
ユニットにおいても各発電ユニットの許容値内でしかも
発電所トータルでも給電指令を守った運転となる。

このように同じ給電指令値に対して発電所全体からみる
と従来技術ではこれを守れず、本発明によれば守ること
ができる。この結果、発電所の各発電ユニット群に最適
でかつ系統運用性向」二に大きく貢献できるものである
。

また、従来の中給運用は発電ユニットと１対１の対応で
あり、出力指令を一方的に（発電ユニット側の事情、状
況は知らない。）発電ユニットに与え、発電ユニット側
でこれに応えられなければ過不足分を他の発電ユニット
に賄わせ最適な系統運用となるように、調整していた。

本発明による中給運用は、発電所と１対１の対応となり
発電所との信号のやりとり（出力指令や出力値等）が従
来に比べ少なくて済み、又、発電所の各発電ユニットの
出力配分は、発電所で自由に決定できる為中給指令に対
して、各発電ユニット間の出力配分を調整することによ
り、従来しこ比べ中給指令を満足できる運用が出来る。

又、中給も管理すべきデータが発電所単位となる為、少
なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御系統の一実施例図、第２図は典型
的な発電所構成を示す図、第３図は従来の給電指令所と
発電所内制御装置との関係を示す制御系統図、第４図は
汽力発電ユニットの場合の各部装置間で授受される信号
の説明図、第５図は複合発電ユニットの場合の各部装置
間で授受される信号の説明図、第６図は発電所負荷調整
装置３における給電指令配分を説明するための図、第７
図、第８図、第９図は給電指令が夫々ＥＬＤ信号。 ＡＦＣ信号、ＡＱＣ信号であるときの給電指令配分を説
明するための図、第１０図から第１５図は夫々発電ユニ
ットの熱効率特性、負荷変化率特性。 許容負荷上下限値特性、負荷変化積算回数特性。 許容負荷急変変動幅特性、無効電力特性を示す図、第１
６図は給電指令の種別とそのときの評価項目並びに制約
条件との関係を示す図、第１７図は従来方式において給
電指令を遵守できぬ発電ユニットが生じることを説明す
る図、第１８図は発電所一括で給電指令を受けることに
よりトータルとして給電指令を遵守できることを説明す
る図、第１９図は給電指令配分の具体手法を説明する図
である。 １・・・給電指令所、２・・・発電所、３・・・発電所
負荷調整装置、４・・・給電指令、５・・・制御装置、
７・・発電ユニット、８，９・・発電ユニット出力配分
指令並びに運転情報、１０．１１・・・運転情報、１３
・・・返３５− 駆蒜ｅメ 蕪 ！Ｉｌ！ｌヰ鴫−−鴫一製や ＆１ＩｌｒＨＩＥ′ＶＩＬＱ 川ｉｆｉ！Ｇ 紘紳挑は一ト醇壊 楓欺撚と冊 （ａ）） Ｘ 出力−− １号機 （Ｃ） 出力−〉 １９図 （ｂ） Ｗ ΔＫＷ”） Ｘ；１号機の現在運転出力 Ｙ；２号機の　　　／ノ ｚ；３号機の　　Ｉ／ 中給指令値；Ａ′ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝Ｂ’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて発電ユニ
   ットが運転される発電所において、 給電指令所から発電所として達成すべき給電指令をうけ
   とり、各発電ユニットが達成可能な負荷を演算して、各
   発電ユニットに配分する発電所負荷調整装置を設けたこ
   とを特徴とする発電所制御装置。 ２、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて発電ユニ
   ットが運転される発電所において、 給電指令所から発電所として達成すべき給電指令をうけ
   とり、給電指令の種別に応じた評価項目を最適化すべく
   各発電ユニットの負荷を演算して、各発電ユニットに配
   分する発電所負荷調整装置を設けたことを特徴とする発
   電所制御装置。 ３、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて発電ユニ
   ットが運転される発電所において、 給電指令所から発電所として達成すべき給電指令として
   経済負荷配分信号をうけとり、熱効率を最大とすべく各
   発電ユニットの負荷を演算して、各発電ユニットに配分
   する発電所負荷調整装置を設けたことを特徴とする発電
   所制御装置。 ４、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて発電ユニ
   ットが運転される発電所において、 給電指令所から発電所として達成すべき給電指令として
   自動周波数調整信号をうけとり、各発電ユニットの許容
   負荷変動率余裕を均一化すべく各発電ユニットの負荷を
   演算して、各発電ユニットに配分する発電所負荷調整装
   置を設けたことを特徴とする発電所制御装置。 ５、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて発電ユニ
   ットが運転される発電所において、 給電指令所から発電所として達成すべき給電指令として
   自動無効電力調整信号をうけとり、各発電ユニットの無
   効電力余裕を均一化すべく各発電ユニットの負荷を演算
   して、各発電ユニットに配分する発電所負荷調整装置を
   設けたことを特徴とする発電所制御装置。 ６、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備える発電所に対して、発電所として達成すべき一
   括の給電指令を与える給電指令所。 ７、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備える発電所に対して発電所として達成すべき一括
   の給電指令を与え、発電所側において個々の発電ユニッ
   トの運転状態を考慮して各発電ユニットに配分する給電
   指令システム。 ８、複数の発電ユニットと、該発電ユニットごとに設け
   られた制御装置と、発電ユニットごとに設けられ、当該
   発電ユニットの運転状態を表示し、前記制御装置を介し
   て当該発電ユニットへ操作信号を与える中央操作監視装
   置を備える発電所に対して給電指令所から発電所として
   達成すべき一括の給電指令を与え、発電所内に設けられ
   た発電所負荷調整装置は前記一括の給電指令を個々の発
   電ユニットの運転状態を考慮して各発電ユニットに配分
   するとともに、発電所として一括の給電指令を達成でき
   ないときはこの旨を給電指令所に連絡する給電システム
   。