JPH06178451A - 発電機の系統連系運転方式 - Google Patents
発電機の系統連系運転方式Info
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- JPH06178451A JPH06178451A JP4350342A JP35034292A JPH06178451A JP H06178451 A JPH06178451 A JP H06178451A JP 4350342 A JP4350342 A JP 4350342A JP 35034292 A JP35034292 A JP 35034292A JP H06178451 A JPH06178451 A JP H06178451A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【目的】 逆潮流方式を採用せずに発電機と商用電源系
統とを系統連系運転するにあたり、最低買電電力をでき
るだけ少なくして省エネルギーおよびランニングコスト
の低減を図る。 【構成】 電力負荷の減少を検出する負荷変動検出手段
と、電力負荷が減少したとき所定の演算式に基づいて最
低買電電力を演算する演算手段と、演算した最低買電電
力に基づいて発電機の発電出力を制御する発電出力制御
手段とを設けた。
統とを系統連系運転するにあたり、最低買電電力をでき
るだけ少なくして省エネルギーおよびランニングコスト
の低減を図る。 【構成】 電力負荷の減少を検出する負荷変動検出手段
と、電力負荷が減少したとき所定の演算式に基づいて最
低買電電力を演算する演算手段と、演算した最低買電電
力に基づいて発電機の発電出力を制御する発電出力制御
手段とを設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱併給発電システム（コ
ージェネレーションシステム）に有効な発電機の系統連
系運転方式に関する。
ージェネレーションシステム）に有効な発電機の系統連
系運転方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、資源の保存と開発が極めて大きな
問題となっているが、既存エネルギーの有効活用もまた
重要である。こうした傾向の中で、一つの燃料源から電
気エネルギーと熱エネルギーという二つのエネルギーを
同時に取り出すことのできるコージェネレーションシス
テムは、既存のエネルギーの有効活用・資源保存に非常
に有効であり、積極的に表現すれば新しいエネルギー源
の創造であると評価され、確実に社会に貢献するエネル
ギー管理技術である。
問題となっているが、既存エネルギーの有効活用もまた
重要である。こうした傾向の中で、一つの燃料源から電
気エネルギーと熱エネルギーという二つのエネルギーを
同時に取り出すことのできるコージェネレーションシス
テムは、既存のエネルギーの有効活用・資源保存に非常
に有効であり、積極的に表現すれば新しいエネルギー源
の創造であると評価され、確実に社会に貢献するエネル
ギー管理技術である。
【０００３】コージェネレーションシステムそのものは
新しいものではないが、近年エネルギー保存の強調およ
びＮＯx やＳＯx に代表される地球環境汚染の問題が提
起されるに及んでその有効性が認識され、再浮上してき
た。
新しいものではないが、近年エネルギー保存の強調およ
びＮＯx やＳＯx に代表される地球環境汚染の問題が提
起されるに及んでその有効性が認識され、再浮上してき
た。
【０００４】そこでコージェネレーションシステムにお
ける電気エネルギーに着目すると、原動機としてガスタ
ービン、ガスエンジン、ディーゼルエンジンなどの回転
系を採用すると、原動機の軸動力を電気エネルギーに変
換するのに同期発電機や誘導発電機が使用されることは
よく知られている。さらにエネルギーの有効利用のため
にはコージェネレーションシステムと商用電源との連系
運転が不可欠であることもよく知られており、この系統
連系運転により少なくとも、電圧、周波数の安定；負荷
側回路構成の単純化；買電契約電力の低減；発電機負荷
率の改善；無停電で電力供給が可能；大型電動機の始動
が可能というようなメリットが得られる。
ける電気エネルギーに着目すると、原動機としてガスタ
ービン、ガスエンジン、ディーゼルエンジンなどの回転
系を採用すると、原動機の軸動力を電気エネルギーに変
換するのに同期発電機や誘導発電機が使用されることは
よく知られている。さらにエネルギーの有効利用のため
にはコージェネレーションシステムと商用電源との連系
運転が不可欠であることもよく知られており、この系統
連系運転により少なくとも、電圧、周波数の安定；負荷
側回路構成の単純化；買電契約電力の低減；発電機負荷
率の改善；無停電で電力供給が可能；大型電動機の始動
が可能というようなメリットが得られる。
【０００５】反面、系統連系運転においては技術上、法
規上種々の制約が発生するのもまた事実である。その制
約の一つはコージェネレーションシステムから電力会社
の配電線側への電力逆送電である。これは、商用電源側
が停止したとき、それと連系運転しているコージェネレ
ーションシステムの発電電力が商用電源側に流出し、同
一配電線に接続されている他の需要家に悪影響を及ぼし
たり、電力会社側の電源再投入や配電線の保全に支障を
来すからである。これを防止するため「系統連系技術ガ
イドライン」で保護継電方式を規定している。今までの
系統連系方式では、たとえコージェネレーションシステ
ムで余剰電力が発生しても、系統側には余剰電力を流入
させないこと、すなわち逆潮流を認めない方式であっ
た。その限りにおいては前記ガイドラインで規定する保
護継電方式では、商用電源の喪失と同時に受電遮断器を
トリップし、かつ再送電時は配電線が無電圧であること
を確認して電力会社側の遮断器を投入していた。従って
コージェネレーションシステムで使用される発電機は使
用する継電器の種別や個数に若干の差異があったとして
も、同期発電機と誘導発電機はほぼ同じ扱いであった。
規上種々の制約が発生するのもまた事実である。その制
約の一つはコージェネレーションシステムから電力会社
の配電線側への電力逆送電である。これは、商用電源側
が停止したとき、それと連系運転しているコージェネレ
ーションシステムの発電電力が商用電源側に流出し、同
一配電線に接続されている他の需要家に悪影響を及ぼし
たり、電力会社側の電源再投入や配電線の保全に支障を
来すからである。これを防止するため「系統連系技術ガ
イドライン」で保護継電方式を規定している。今までの
系統連系方式では、たとえコージェネレーションシステ
ムで余剰電力が発生しても、系統側には余剰電力を流入
させないこと、すなわち逆潮流を認めない方式であっ
た。その限りにおいては前記ガイドラインで規定する保
護継電方式では、商用電源の喪失と同時に受電遮断器を
トリップし、かつ再送電時は配電線が無電圧であること
を確認して電力会社側の遮断器を投入していた。従って
コージェネレーションシステムで使用される発電機は使
用する継電器の種別や個数に若干の差異があったとして
も、同期発電機と誘導発電機はほぼ同じ扱いであった。
【０００６】ところが近年エネルギーの有効活用という
観点からコージェネレーションでの余剰電力を積極的に
電力会社の配電線に逆潮流させようとする傾向があり、
各電力会社も余剰電力を購入する機運になってきた。逆
潮流方式の場合においてもコージェネレーションの単独
運転防止は最大の課題の一つである。そのため逆潮流方
式における単独運転検出システムとして、同期発電機を
採用する場合、無効電力検出方式、力率検出方式、有効
電力検出方式、系統インピーダンス検出方式など多くの
方式が検討されているが、いずれの方式も保護継電方式
が複雑で価格が高くなる上に、検出が確実に行われるか
否かに問題があり、少なくとも現状では同期発電機での
逆潮流は技術的には解決されておらず、燃料電池や太陽
光発電のように直流出力をインバータにより交流電力に
変換するコージェネレーションに限定されている。
観点からコージェネレーションでの余剰電力を積極的に
電力会社の配電線に逆潮流させようとする傾向があり、
各電力会社も余剰電力を購入する機運になってきた。逆
潮流方式の場合においてもコージェネレーションの単独
運転防止は最大の課題の一つである。そのため逆潮流方
式における単独運転検出システムとして、同期発電機を
採用する場合、無効電力検出方式、力率検出方式、有効
電力検出方式、系統インピーダンス検出方式など多くの
方式が検討されているが、いずれの方式も保護継電方式
が複雑で価格が高くなる上に、検出が確実に行われるか
否かに問題があり、少なくとも現状では同期発電機での
逆潮流は技術的には解決されておらず、燃料電池や太陽
光発電のように直流出力をインバータにより交流電力に
変換するコージェネレーションに限定されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで逆潮流を行わ
ない運転方式では電力負荷の変動に充分注意する必要が
ある。電力負荷には図３に示すようにほぼ一定の固定負
荷Ｂと変動する変動負荷Ａとがある。いま図３（ａ）に
示すように固定負荷Ｂと変動負荷Ａの両方をコージェネ
レーションシステムの発電機からの発電出力Ｄで賄って
いるとすると、定常状態ではまったく問題はない。とこ
ろが、電動機負荷の始動や停止などのように急激な負荷
変動、特に負荷減少があった場合、図３（ｂ）に示すよ
うに変動負荷Ａが急激になくなり、電力負荷は固定負荷
Ｂのみとなる。このとき発電機を駆動している原動機は
この負荷変動に対応しようとしてガバナーが調整される
が、ガバナーの操作は一般にハンチングを防止するため
に、数秒から１０数秒程度かけて出力調整をするために
負荷が急変して発電出力の整定が終了するまでの間発電
出力と負荷電力との差すなはちＤ−Ｂは余剰電力となっ
て商用電力側に流出することとなる。
ない運転方式では電力負荷の変動に充分注意する必要が
ある。電力負荷には図３に示すようにほぼ一定の固定負
荷Ｂと変動する変動負荷Ａとがある。いま図３（ａ）に
示すように固定負荷Ｂと変動負荷Ａの両方をコージェネ
レーションシステムの発電機からの発電出力Ｄで賄って
いるとすると、定常状態ではまったく問題はない。とこ
ろが、電動機負荷の始動や停止などのように急激な負荷
変動、特に負荷減少があった場合、図３（ｂ）に示すよ
うに変動負荷Ａが急激になくなり、電力負荷は固定負荷
Ｂのみとなる。このとき発電機を駆動している原動機は
この負荷変動に対応しようとしてガバナーが調整される
が、ガバナーの操作は一般にハンチングを防止するため
に、数秒から１０数秒程度かけて出力調整をするために
負荷が急変して発電出力の整定が終了するまでの間発電
出力と負荷電力との差すなはちＤ−Ｂは余剰電力となっ
て商用電力側に流出することとなる。
【０００８】逆潮流運転方式を採用していない場合は、
前記ガイドラインにより逆電力継電器の取り付けが義務
付けられており、系統電源側にたとえば発電機定格出力
の１０％以上の電力が２秒以上流出すると数サイクルの
高速度で受電遮断器をトリップしなければならないこと
になっている。このために余剰電力により系統連系運転
が解列することになる。この状態で再び負荷（変動負荷
分）が急増し、発電出力よりも電力負荷の方が大きくな
るとコージェネレーションシステムは当然過負荷になる
ので、過負荷継電器により発電機用遮断器はトリップす
る。すなわち電源はすべて断たれ、いわゆるブラックア
ウト現象が発生する。
前記ガイドラインにより逆電力継電器の取り付けが義務
付けられており、系統電源側にたとえば発電機定格出力
の１０％以上の電力が２秒以上流出すると数サイクルの
高速度で受電遮断器をトリップしなければならないこと
になっている。このために余剰電力により系統連系運転
が解列することになる。この状態で再び負荷（変動負荷
分）が急増し、発電出力よりも電力負荷の方が大きくな
るとコージェネレーションシステムは当然過負荷になる
ので、過負荷継電器により発電機用遮断器はトリップす
る。すなわち電源はすべて断たれ、いわゆるブラックア
ウト現象が発生する。
【０００９】このブラックアウト現象はいかなるシステ
ムでも絶対に避けなければならず、そのために電力負荷
の中にエレベータ、ポンプ、ファンなどのように始動、
停止を繰り返す負荷があるか否かを検討し、このような
負荷変動が存在する場合はこの変動負荷を越える電力相
当分を電力会社から購入し、電力負荷にはコージェネレ
ーションシステムによる発電電力と商用電力との両方か
ら供給する必要がある。このことを図４で説明すると、
電力負荷中の最大変動負荷をＡとすると、電力会社から
購入する買電電力Ｃは常にＣ＞Ａとしなければならな
い。この場合は図４（ａ）に示すように次の数１の関係
が成立する。
ムでも絶対に避けなければならず、そのために電力負荷
の中にエレベータ、ポンプ、ファンなどのように始動、
停止を繰り返す負荷があるか否かを検討し、このような
負荷変動が存在する場合はこの変動負荷を越える電力相
当分を電力会社から購入し、電力負荷にはコージェネレ
ーションシステムによる発電電力と商用電力との両方か
ら供給する必要がある。このことを図４で説明すると、
電力負荷中の最大変動負荷をＡとすると、電力会社から
購入する買電電力Ｃは常にＣ＞Ａとしなければならな
い。この場合は図４（ａ）に示すように次の数１の関係
が成立する。
【００１０】
【数１】Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ この状態で図４（ｂ）に示すように電力負荷がそれまで
のＡ＋Ｂから最大変動負荷Ａだけ減少して固定負荷Ｂに
なっても次の数２の関係が成立するように買電電力が自
動的にＣからＣ′に減少するため、発電出力Ｄには何ら
の変化もなく余剰電力が発生することはない。
のＡ＋Ｂから最大変動負荷Ａだけ減少して固定負荷Ｂに
なっても次の数２の関係が成立するように買電電力が自
動的にＣからＣ′に減少するため、発電出力Ｄには何ら
の変化もなく余剰電力が発生することはない。
【００１１】
【数２】Ｂ＝Ｃ′＋Ｄ 従来、このように逆潮流方式を採用せずに系統連系運転
をする場合は、電力負荷に急激に変動する部分があると
きには、この最大変動電力値（上の例ではＡ）より大き
い買電電力（最低買電電力で、上の例ではＣ）を設定す
る必要があり、しかも最低買電電力の設定は原動機の調
速率などの特性を考慮せずに一律に行っていた。しかし
このように最低買電電力を設定することはコージェネレ
ーションシステムで全電力負荷を賄える場合でも、あえ
て高価な商用電力を購入することになるので、エネルギ
ー的にもランニングコスト上でも不利となり、これがコ
ージェネレーションシステムの導入効果を発揮しない理
由の一つにもなっている。
をする場合は、電力負荷に急激に変動する部分があると
きには、この最大変動電力値（上の例ではＡ）より大き
い買電電力（最低買電電力で、上の例ではＣ）を設定す
る必要があり、しかも最低買電電力の設定は原動機の調
速率などの特性を考慮せずに一律に行っていた。しかし
このように最低買電電力を設定することはコージェネレ
ーションシステムで全電力負荷を賄える場合でも、あえ
て高価な商用電力を購入することになるので、エネルギ
ー的にもランニングコスト上でも不利となり、これがコ
ージェネレーションシステムの導入効果を発揮しない理
由の一つにもなっている。
【００１２】従って本発明の目的は、逆潮流方式を採用
せずに発電機を商用電源系統と系統連系運転するにあた
り、最低買電電力をできるだけ少なくして、省エネルギ
ーおよびランニングコストの低減を図ることにある。
せずに発電機を商用電源系統と系統連系運転するにあた
り、最低買電電力をできるだけ少なくして、省エネルギ
ーおよびランニングコストの低減を図ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、電力負荷の減少を検出する負荷変動検出
手段と、電力負荷が減少したとき所定の演算式に基づい
て最低買電電力を演算する演算手段と、演算した最低買
電電力に基づいて発電機の発電出力を減少するように制
御する発電出力制御手段とを設けた。
成するために、電力負荷の減少を検出する負荷変動検出
手段と、電力負荷が減少したとき所定の演算式に基づい
て最低買電電力を演算する演算手段と、演算した最低買
電電力に基づいて発電機の発電出力を減少するように制
御する発電出力制御手段とを設けた。
【００１４】
【作用】電力負荷が所定値まで減少したとき、下記の数
３で示す演算式に基づいて最低買電電力を演算し、この
演算した最低買電電力に基づいて発電機の発電出力を減
少するように制御することにより、いかなる負荷変動に
対しても逆潮流を起こすことなく最低の買電電力で系統
連系運転ができる。
３で示す演算式に基づいて最低買電電力を演算し、この
演算した最低買電電力に基づいて発電機の発電出力を減
少するように制御することにより、いかなる負荷変動に
対しても逆潮流を起こすことなく最低の買電電力で系統
連系運転ができる。
【００１５】
【数３】 Ｃ1 ≧Ａ＋ＵＰ−Ｄ｛（Ｔ3 −Ｔ1 ）／Ｔ2 ｝ Ｃ2 ≧Ａ−ＲＰ ここでＡは変動負荷、Ｃ1 およびＣ2 は買電電力、Ｄは
発電機出力、Ｔ1 は原動機のガバナーが動作し始める時
間、Ｔ2 は全負荷から無負荷への負荷移行時間、Ｔ3は
逆潮流時間、ＲＰは逆電力継電器の設定電力値、ＵＰは
不足電力継電器の設定電力値。
発電機出力、Ｔ1 は原動機のガバナーが動作し始める時
間、Ｔ2 は全負荷から無負荷への負荷移行時間、Ｔ3は
逆潮流時間、ＲＰは逆電力継電器の設定電力値、ＵＰは
不足電力継電器の設定電力値。
【００１６】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【００１７】実施例の説明に先立って、図５を用いて本
発明による系統連系運転方式の原理を説明する。
発明による系統連系運転方式の原理を説明する。
【００１８】図５は横軸に時間、縦軸に電力値をとって
負荷電力、発電電力および買電電力の時間変化を表した
ものである。図中の符号は図３および図４と同じで、Ａ
は変動負荷、Ｂは固定負荷、Ｃは買電電力、Ｄは定格発
電電力である。
負荷電力、発電電力および買電電力の時間変化を表した
ものである。図中の符号は図３および図４と同じで、Ａ
は変動負荷、Ｂは固定負荷、Ｃは買電電力、Ｄは定格発
電電力である。
【００１９】いまある時点Ｐ1 で電力負荷Ａ＋Ｂと、買
電電力Ｃと，定格発電電力Ｄとが次の数４で示すように
平衡しているものとする。
電電力Ｃと，定格発電電力Ｄとが次の数４で示すように
平衡しているものとする。
【００２０】
【数４】Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ このとき時刻ｔ1 で電力負荷のうち変動負荷Ａが０にな
ったとすると、電力負荷曲線は図５に示すようにＡ＋Ｂ
からＢに大きく減少する。この負荷変動が発生して電力
変化の値を検出し電気信号で伝送しても原動機のガバナ
ーが動作し始めるまでに若干の時間を要し、この時間を
Ｔ1 とする。また原動機が１００％負荷から０％負荷ま
で負荷移行するのに要する時間をＴ2 とする。したがっ
て時点Ｐ2 ではＣ＝Ｂ−ＤからＣ＜０となり、，図に示
すように買電電力Ｃは負となり、商用電源側に流出す
る。電力会社での逆潮流の許容時間をＴ3 とし、逆電力
継電器ＲＰの設定電力値をＲＰ（ｋＷ）、不足電力継電
器ＵＰの設定電力値をＵＰ（ｋＷ）とすると、逆潮流許
容時間内に逆潮流がなくなって受電遮断器をトリップし
ないためには、 （１）逆潮流の許容時間Ｔ3 の間、逆電力の値が逆電力
継電器ＲＰの設定値ＲＰ（ｋＷ）以内であること （２）逆潮流の許容時間Ｔ3 以内に、不足電力継電器Ｕ
Ｐの設定値ＵＰ（ｋＷ）以上であること の条件を満足しなければならない。
ったとすると、電力負荷曲線は図５に示すようにＡ＋Ｂ
からＢに大きく減少する。この負荷変動が発生して電力
変化の値を検出し電気信号で伝送しても原動機のガバナ
ーが動作し始めるまでに若干の時間を要し、この時間を
Ｔ1 とする。また原動機が１００％負荷から０％負荷ま
で負荷移行するのに要する時間をＴ2 とする。したがっ
て時点Ｐ2 ではＣ＝Ｂ−ＤからＣ＜０となり、，図に示
すように買電電力Ｃは負となり、商用電源側に流出す
る。電力会社での逆潮流の許容時間をＴ3 とし、逆電力
継電器ＲＰの設定電力値をＲＰ（ｋＷ）、不足電力継電
器ＵＰの設定電力値をＵＰ（ｋＷ）とすると、逆潮流許
容時間内に逆潮流がなくなって受電遮断器をトリップし
ないためには、 （１）逆潮流の許容時間Ｔ3 の間、逆電力の値が逆電力
継電器ＲＰの設定値ＲＰ（ｋＷ）以内であること （２）逆潮流の許容時間Ｔ3 以内に、不足電力継電器Ｕ
Ｐの設定値ＵＰ（ｋＷ）以上であること の条件を満足しなければならない。
【００２１】よって定格発電電力Ｄを時間Ｔ3 以内にこ
の条件を満足するようにその出力をＤ′まで減少させる
必要があり、この所定時間をＴ4 とすると、Ｔ4 は数５
により求めることができる。
の条件を満足するようにその出力をＤ′まで減少させる
必要があり、この所定時間をＴ4 とすると、Ｔ4 は数５
により求めることができる。
【００２２】
【数５】Ｔ4 ＝Ｔ3 −Ｔ1 そこで上の条件（１）および（２）を満足するために
は、次の数６および数７が成立しなければならない。
は、次の数６および数７が成立しなければならない。
【００２３】
【数６】 Ｃ1 ≧Ａ＋ＵＰ−Ｄ（Ｔ4 ／Ｔ2 ） ＝Ａ＋ＵＰ−Ｄ｛（Ｔ3 −Ｔ1 ）／Ｔ2 ｝ ・・・（１）
【００２４】
【数７】 Ｃ2 ≧Ａ−ＲＰ ・・・（２） したがって最低買電電力としては上の買電電力Ｃ1 およ
びＣ2 のいずれか大きい方をとる。
びＣ2 のいずれか大きい方をとる。
【００２５】たとえば、 最大変動負荷Ａ：５００ｋＷ 発電機定格出力Ｄ：２０００ｋＷ 原動機のガバナーが動作し始める時間Ｔ1 ：１．２秒 負荷移行時間Ｔ2 ：５．０秒 逆潮流時間Ｔ3 ：２．０秒 逆電力継電器ＲＰの設定値ＲＰ：２００ｋＷ 不足電力継電器ＵＰの設定電力値ＵＰ：５０ｋＷ とすると、買電電力Ｃ1 およびＣ2 は上記式（１）およ
び（２）により次のように求めることができる。
び（２）により次のように求めることができる。
【００２６】Ｃ1 ＝５００＋５０−２０００（２．０−
１．２）／５．０＝２３０ｋＷ Ｃ2 ＝５００−２００＝３００ｋＷ となり、この場合の最低買電電力は大きい方の３００ｋ
Ｗとすればよいことになる。
１．２）／５．０＝２３０ｋＷ Ｃ2 ＝５００−２００＝３００ｋＷ となり、この場合の最低買電電力は大きい方の３００ｋ
Ｗとすればよいことになる。
【００２７】従来の最大変動負荷＝最低買電電力とする
一律的な考え方によれば、上の例では５００ｋＷが最低
買電電力となるが、本発明の原理によれば３００ｋＷと
なり、２００ｋＷの買電が節約され、年間では相当量の
ランニングコストの節減となる。
一律的な考え方によれば、上の例では５００ｋＷが最低
買電電力となるが、本発明の原理によれば３００ｋＷと
なり、２００ｋＷの買電が節約され、年間では相当量の
ランニングコストの節減となる。
【００２８】負荷電力と発電電力との差が最低買電電力
量であるから、最低買電量は図５の時点Ｐ2 において上
記演算を行うことによって自動的に決定される。通常ひ
とつのシステム内には多くの負荷があり、これらの負荷
はアットランダムに始動、停止するため負荷変動量は一
定とは限らない。そこで最低買電量をいずれの時点も逆
潮流とならない最小値に保持するためには時々刻々変動
する各電力値を検出して演算を行う必要がある。
量であるから、最低買電量は図５の時点Ｐ2 において上
記演算を行うことによって自動的に決定される。通常ひ
とつのシステム内には多くの負荷があり、これらの負荷
はアットランダムに始動、停止するため負荷変動量は一
定とは限らない。そこで最低買電量をいずれの時点も逆
潮流とならない最小値に保持するためには時々刻々変動
する各電力値を検出して演算を行う必要がある。
【００２９】さて、図１は本発明を商用電力系統とコー
ジェネレーションシステムとの系統連系運転に適用した
システム図を示す。
ジェネレーションシステムとの系統連系運転に適用した
システム図を示す。
【００３０】商用電力系統１と、原動機５により駆動さ
れる発電機３とは遮断器２および４を介して系統連系運
転を行っているものとする。６は原動機５のガバナー装
置である。この電源系統には負荷１２、１３、１４が接
続されており、商用電源側の受電部分には計器用変流器
１０および計器用変圧器１１を介して不足電力継電器Ｕ
Ｐおよび逆電力継電器ＲＰが接続されている。前述した
ガイドラインではこの他に種々の保護継電器の設置が規
定されているが、ここでは省略してある。
れる発電機３とは遮断器２および４を介して系統連系運
転を行っているものとする。６は原動機５のガバナー装
置である。この電源系統には負荷１２、１３、１４が接
続されており、商用電源側の受電部分には計器用変流器
１０および計器用変圧器１１を介して不足電力継電器Ｕ
Ｐおよび逆電力継電器ＲＰが接続されている。前述した
ガイドラインではこの他に種々の保護継電器の設置が規
定されているが、ここでは省略してある。
【００３１】一方、コージェネレーションシステムの発
電機３にはその発電電力を検出するための電力検出装置
１５が計器用変流器１６を介して接続され、負荷１２、
１３、１４には各負荷電力を連続して検出するためにそ
れぞれ電力検出装置１６、１７、１８が接続されてい
る。７は電力検出装置１５、１６、１７、１８で検出し
た電力値と、不足電力継電器ＵＰおよび逆電力継電器Ｒ
Ｐの設定値と、図５に関して説明した各時間Ｔ1 、Ｔ
2 、Ｔ3 、Ｔ4 をメモリ８から取り込んで、発電機３の
発電出力を制御するためのガバナー装置６に制御信号を
供給するコントローラであり、ＣＰＵで構成されてい
る。メモリ８には、ガバナー装置６および発電機３の特
性で決まる時間Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 の他に、不足電
力継電器ＵＰおよび逆電力継電器ＲＰの設定値が記憶さ
れている。
電機３にはその発電電力を検出するための電力検出装置
１５が計器用変流器１６を介して接続され、負荷１２、
１３、１４には各負荷電力を連続して検出するためにそ
れぞれ電力検出装置１６、１７、１８が接続されてい
る。７は電力検出装置１５、１６、１７、１８で検出し
た電力値と、不足電力継電器ＵＰおよび逆電力継電器Ｒ
Ｐの設定値と、図５に関して説明した各時間Ｔ1 、Ｔ
2 、Ｔ3 、Ｔ4 をメモリ８から取り込んで、発電機３の
発電出力を制御するためのガバナー装置６に制御信号を
供給するコントローラであり、ＣＰＵで構成されてい
る。メモリ８には、ガバナー装置６および発電機３の特
性で決まる時間Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 の他に、不足電
力継電器ＵＰおよび逆電力継電器ＲＰの設定値が記憶さ
れている。
【００３２】次に図２を用いて本発明による系統連系運
転方式を説明する。
転方式を説明する。
【００３３】図２は本発明による系統連系運転方式のフ
ローチャートを示しており、このフローチャートは遮断
器４を閉成することによって発電機３と商用電源系統１
との系統連系運転が開始したところでスタートする。
ローチャートを示しており、このフローチャートは遮断
器４を閉成することによって発電機３と商用電源系統１
との系統連系運転が開始したところでスタートする。
【００３４】まずコントローラ７は電力検出装置１５、
１６、１７、１８で検出した電力値Ｐ、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ
3 を読み込む（Ｆ−１）。この状態でＰ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3
＝Ｃ＋Ｐであったとする。またこの時点でＰ0 ＝Ｐ1 ＋
Ｐ2 ＋Ｐ3 であるとする（Ｆ２）。次に負荷Ｐ1 、Ｐ
2 、Ｐ3 が変動して今までの合計負荷Ｐ0 より減少して
Ｐ´0 となったとすると（Ｆ−３）、メモリ８から時間
Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 と不足電力継電器ＵＰおよび逆電力継
電器ＲＰの設定値ＵＰおよびＲＰを読み出す（Ｆ−
４）。これらのデータを用いて上記式（１）および
（２）に基づいて買電電力Ｃ1 とＣ2 を演算する（Ｆ−
５）。演算は次の数８および数９のようになる。
１６、１７、１８で検出した電力値Ｐ、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ
3 を読み込む（Ｆ−１）。この状態でＰ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3
＝Ｃ＋Ｐであったとする。またこの時点でＰ0 ＝Ｐ1 ＋
Ｐ2 ＋Ｐ3 であるとする（Ｆ２）。次に負荷Ｐ1 、Ｐ
2 、Ｐ3 が変動して今までの合計負荷Ｐ0 より減少して
Ｐ´0 となったとすると（Ｆ−３）、メモリ８から時間
Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 と不足電力継電器ＵＰおよび逆電力継
電器ＲＰの設定値ＵＰおよびＲＰを読み出す（Ｆ−
４）。これらのデータを用いて上記式（１）および
（２）に基づいて買電電力Ｃ1 とＣ2 を演算する（Ｆ−
５）。演算は次の数８および数９のようになる。
【００３５】
【数８】
【００３６】
【数９】 こうして演算したＣ1 およびＣ2 のうち大きい方を最低
買電電力Ｃ´とする。コ 演算することによって発電機３が賄うべき発電電力Ｐ´
を次の数１０に基づいて演算し、この発電電力となるよ
うにガバナー装置６に制御信号を送る（Ｆ−６）。
買電電力Ｃ´とする。コ 演算することによって発電機３が賄うべき発電電力Ｐ´
を次の数１０に基づいて演算し、この発電電力となるよ
うにガバナー装置６に制御信号を送る（Ｆ−６）。
【００３７】
【数１０】 その結果原動機５の回転数が制御され、それによって発
電機３の発電出力が演 終了指令が出るまでステップ（Ｆ−１）から（Ｆ−７）
までの動作を繰り返す。終了指令が出たところで（Ｆ−
８）負荷移行を行ない（Ｆ−９）、遮断器４が開放され
（Ｆ−１０）、系統連系運転は終了する。
電機３の発電出力が演 終了指令が出るまでステップ（Ｆ−１）から（Ｆ−７）
までの動作を繰り返す。終了指令が出たところで（Ｆ−
８）負荷移行を行ない（Ｆ−９）、遮断器４が開放され
（Ｆ−１０）、系統連系運転は終了する。
【００３８】このように時々刻々変動する負荷に応じて
最低買電電力を演算し、発電機の発電電力を制御するよ
うにすれば、常に逆潮流によって系統解列になることな
く買電電力を最低値に抑えることができる。
最低買電電力を演算し、発電機の発電電力を制御するよ
うにすれば、常に逆潮流によって系統解列になることな
く買電電力を最低値に抑えることができる。
【００３９】上記実施例は商用電源系統とコージェネレ
ーションシステムとの系統連系運転であるが、本発明は
これに限らず自家発電設備の発電機などの一般の発電機
と商用電源系統との系統連系運転にも適用することがで
きることはもちろんである。
ーションシステムとの系統連系運転であるが、本発明は
これに限らず自家発電設備の発電機などの一般の発電機
と商用電源系統との系統連系運転にも適用することがで
きることはもちろんである。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、商用電源系統と発電機との系統連系運転を行う系に
おいて、いかなる負荷変動に対しても逆潮流による系統
解列を起こすことなく最低の買電電力で発電機と系統連
系運転ができるので、省エネルギーおよび経済運転が可
能になる。
は、商用電源系統と発電機との系統連系運転を行う系に
おいて、いかなる負荷変動に対しても逆潮流による系統
解列を起こすことなく最低の買電電力で発電機と系統連
系運転ができるので、省エネルギーおよび経済運転が可
能になる。
【図１】本発明を商用電力系統とコージェネレーション
システムとの系統連系運転に適用したシステム図を示
す。
システムとの系統連系運転に適用したシステム図を示
す。
【図２】本発明による系統連系運転方式のフローチャー
トを示す。
トを示す。
【図３】逆潮流方式を採用しない場合の系統連系運転に
おいて、（ａ）は定常運転状態、（ｂ）は電力負荷変動
時の状態をそれぞれ示す。
おいて、（ａ）は定常運転状態、（ｂ）は電力負荷変動
時の状態をそれぞれ示す。
【図４】買電電力の変化を示しており、（ａ）は定常運
転状態、（ｂ）は電力負荷変動時の状態をそれぞれ示
す。
転状態、（ｂ）は電力負荷変動時の状態をそれぞれ示
す。
【図５】負荷電力、発電電力および買電電力の時間変化
を示す。
を示す。
１ 商用電力系統 ２、４ 遮断器 ３ 発電機 ５ 原動機 ６ ガバナー装置 ７ コントローラ ８ メモリ １０、１６計器用変流器 １１ 計器用変圧器 １２、１３、１４ 負荷 １５、１６、１７、１８ 電力検出装置
Claims (3)
- 【請求項１】 商用電源と連系運転される発電機の系統
連系運転方式において、電力負荷の減少を検出する負荷
変動検出手段と、電力負荷が減少したとき所定の演算式
に基づいて最低買電電力を演算する演算手段と、演算し
た最低買電電力に基づいて発電機の発電出力を制御する
発電出力制御手段とを有することを特徴とする発電機の
系統連系運転方式。 - 【請求項２】 前記発電機が原動機によって駆動され、
前記原動機の回転数が前記発電出力制御手段によって制
御される請求項１に記載の発電機の系統連系運転方式。 - 【請求項３】 前記所定の演算式は次の２式であり、該
２式を満足する買電電力Ｃ1 、Ｃ2 のうち大きい方を最
低買電電力とする請求項２に記載の発電機の系統連系運
転方式。 Ｃ1 ≧Ａ＋ＵＰ−Ｄ｛（Ｔ3 −Ｔ1 ）／Ｔ2 ｝ Ｃ2 ≧Ａ−ＲＰ ここでＡは変動負荷、Ｃ1 およびＣ2 は買電電力、Ｄは
発電機出力、Ｔ1 は原動機のガバナーが動作し始める時
間、Ｔ2 は全負荷から無負荷への負荷移行時間、Ｔ3は
逆潮流時間、ＲＰは逆電力継電器の設定電力値、ＵＰは
不足電力継電器の設定電力値。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350342A JP2506302B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 発電機の系統連系運転方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350342A JP2506302B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 発電機の系統連系運転方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06178451A true JPH06178451A (ja) | 1994-06-24 |
| JP2506302B2 JP2506302B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=18409840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4350342A Expired - Lifetime JP2506302B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 発電機の系統連系運転方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506302B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001069669A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Hitachi Ltd | 受電電力の制御装置 |
| JP2009213186A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Toshiba Corp | 異系統間電力系統連系装置 |
| JP2012080680A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Shimizu Corp | 電源出力制御装置、需要電力制御システム、電源出力制御方法、および電源出力制御プログラム |
| JP2012217240A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Kobe Steel Ltd | 発電システムを備えたローカル電力系統の制御方法及びローカル電力系統 |
| US11158672B2 (en) | 2018-12-28 | 2021-10-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic tunnel junction elements and magnetic resistance memory devices including the same |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4350342A patent/JP2506302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001069669A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Hitachi Ltd | 受電電力の制御装置 |
| JP2009213186A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Toshiba Corp | 異系統間電力系統連系装置 |
| JP2012080680A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Shimizu Corp | 電源出力制御装置、需要電力制御システム、電源出力制御方法、および電源出力制御プログラム |
| JP2012217240A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Kobe Steel Ltd | 発電システムを備えたローカル電力系統の制御方法及びローカル電力系統 |
| US11158672B2 (en) | 2018-12-28 | 2021-10-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic tunnel junction elements and magnetic resistance memory devices including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2506302B2 (ja) | 1996-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960124 |