WO2014057788A1 - 蓄電池システム及び発電プラント制御システム - Google Patents

蓄電池システム及び発電プラント制御システム Download PDF

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WO2014057788A1
WO2014057788A1 PCT/JP2013/075405 JP2013075405W WO2014057788A1 WO 2014057788 A1 WO2014057788 A1 WO 2014057788A1 JP 2013075405 W JP2013075405 W JP 2013075405W WO 2014057788 A1 WO2014057788 A1 WO 2014057788A1
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storage battery
power
house
power generation
function
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勝秀 北川
一安 朝倉
徹 赤津
洋人 武内
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株式会社日立製作所
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Publication date
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    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Definitions

  • the present invention relates to a storage battery system and a power plant control system, and relates to a technology for optimizing the operation of a power plant such as a commercial power plant, for example.
  • Patent Document 1 a generator for supplying power to a connected load device together with a commercial AC line is provided, and the generator is set to operate continuously with a constant output, and There is disclosed a power generation system provided with a storage battery for storing output power.
  • the storage battery is charged with the surplus output power of the generator not consumed by the load device, and the power of the storage battery is supplied to the load device when the power consumption of the load device exceeds the output power of the generator.
  • the present inventors propose a method of optimizing the operation of a power generation plant by storing the surplus power generated by the power generation plant and effectively utilizing the stored power.
  • One aspect of the present invention includes a storage battery for charging using surplus power generated by a power generation plant, and a database in which information on power consumption of at least each power generation plant device (hereinafter referred to as in-house device) is stored. .
  • the general control unit compares the power consumption of the power plant equipment that operates when each function is executed among the plurality of functions with the dischargeable amount of electricity of the storage battery, and within the range of the amount of dischargeable electricity of the storage battery. Select an executable function with. Then, control is performed to execute the selected function using the power supplied from the storage battery.
  • the combination of the power plant and the storage battery system achieves effective and efficient operation of the power plant.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the overall configuration of a power plant control system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the internal structural example of a storage battery control apparatus. It is a flowchart which shows the operation example of the in-house power reduction part shown in FIG. It is a figure where it uses for description of an in-house apparatus starting time shortening function. It is a flowchart which shows the operation example of an in-house apparatus starting time shortening part shown in FIG. It is a figure where it uses for description of a constant load driving assistance function. It is a flowchart which shows the operation example of the constant load driving
  • a storage battery system including a storage battery and its storage battery control device is applied to a power generation plant, and the storage battery control device and the power generation plant are connected by a network. Then, while the storage battery control device collects operation data and the like of the power generation plant, charge and discharge of the storage battery are optimally controlled based on the data.
  • achieve is not restricted to this example.
  • In-house power reduction function (2) In-house equipment startup time shortening function (3) Constant load operation support function
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a power plant control system according to an embodiment of the present invention.
  • a power plant control system 1 according to the present embodiment is configured by combining a conventional power plant 10 and a storage battery system 20 according to an embodiment of the present invention.
  • the power generation plant 10 includes, for example, a power generation plant device 11, an input / output device 12, control devices 13-1 to 13-n (n is a natural number), a control network 14, and monitoring operation terminals 15-1 to 15-m. (M: natural number) is comprised.
  • the power generation plant 10 is connected to the central feeding station 30 via a transmission system 16 for transmitting the generated power to the customer side.
  • the power plant equipment 11 includes a main unit (boiler, turbine, generator), an auxiliary unit (machines for generating power other than the main unit), other power generation facilities and instruments.
  • the input / output device 12 is disposed between the power plant equipment 11 and the control devices 13-1 to 13-n, and inputs and outputs signals and data to both.
  • the input / output device 12 may be provided alone as an interface board, or the function thereof may be incorporated in the control devices 13-1 to 13-n.
  • the control devices 13-1 to 13-n control the power plant equipment 11, particularly the main units of the boiler, the turbine and the generator.
  • the control devices 13-1 to 13-n include, for example, APC (Automatic Power Plant Control) for operating various control valves of a boiler, a main turbine drive control device (EHG), and AVR (Automatic Voltage) used for voltage control of a generator. Regulator) etc.
  • APC Automatic Power Plant Control
  • EHG main turbine drive control device
  • AVR Automatic Voltage
  • the monitoring operation terminals 15-1 to 15-m are so-called HMI (Human Machine Interface).
  • the monitor operation terminal 15 creates a display screen from a display device such as a liquid crystal panel for displaying a power generation plant state and information such as the operation status of the power generation plant device received from the control network 14 and outputs the display screen to the display device It consists of.
  • the monitoring operation terminal 15 includes an input operation unit, and as the input operation unit, for example, a touch panel integrated with a liquid crystal panel, a keyboard, a mouse or the like is used.
  • the control network 14 is a control communication network that communicably connects the power plant equipment 11 in the power plant 10, the monitoring operation terminals 15-1 to 15-m, and the like. In FIG. 1, control devices 13-1 to 13-n and monitoring operation terminals 15-1 to 15-m are connected. Further, the control network 14 is connected to the storage battery control device 22 of the storage battery system 20.
  • the control network 14 is generally an in-house network using a dedicated protocol, but can be communicated with the outside of the central feed station 30 or the like using an IP protocol, for example, by protocol conversion via a gateway.
  • the storage battery system 20 includes storage battery equipment 21, a storage battery control device 22, and a database 23.
  • the storage battery control device 22 collects, from the control network 14, data regarding the power generation plant 10, such as the operation status of the power generation plant device 11.
  • the storage battery control device 22 controls charging / discharging of the storage battery facility 21 based on the collected data on the power generation plant 10.
  • the storage battery control device 22 manages the database 23 and records and utilizes data.
  • the storage battery control apparatus 22 receives the data regarding the optimal operation of the power generation plant 10 from the control network 14, it may be made to receive from information system networks (not shown), such as the internet.
  • the storage battery facility 21 is equipped with necessary facilities such as a storage battery, a power conditioner (PCS: Power Conditioning Subsystem), a converter, etc., and under the control of the storage battery control device 22, the surplus power output by the power plant 10 through the in-house system is stored. To charge. In addition, the storage battery facility 21 supplies the power of the storage battery to the power plant equipment 11 of the power generation plant 10.
  • PCS Power Conditioning Subsystem
  • the database 23 is a non-volatile storage unit. Data acquired from the power generation plant 10 by the storage battery control device 22, rating information and setting information of the power generation plant equipment 11, and the like are stored in the database 23 as necessary.
  • the storage battery installation 21 described above can be configured using, for example, a storage battery and a power conditioner (PCS).
  • the PCS is optimally controlled by the storage battery control device 22.
  • the PCS is a device having a function of converting generated power of a solar cell, a fuel cell, a gas engine or the like into system power, and has the following functions.
  • Control of generated power Control of output power according to the amount of power generated by solar cells, fuel cells, gas engines, etc.
  • Operation control operation start / stop according to the power generation situation
  • Grid-connected protection function detects system abnormality and stops operation
  • the storage battery control device 22 is connected to the control network 14 of the power generation plant 10, and cooperates with the conventional control devices 13-1 to 13-n of the power generation plant 10 to optimize the storage battery via the PCS. To carry out.
  • the storage battery control device 22 acquires control data and operation data of the power generation plant 10, and based on the operation status of the power generation plant equipment 11 and the operation command corresponding to the supply and demand from the central feeding station 30, optimizes charging of the storage battery.
  • the purpose is to schedule the timing of discharge.
  • Another object of the present invention is to control the storage battery and the power plant equipment 11 to extend the life, and to perform control and information linkage according to the operation of the power plant 10.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the storage battery control device 22 of the storage battery system 20.
  • the storage battery control device 22 includes an input / output unit 221, an in-house power reduction unit 222, an in-house device start time shortening unit 223, a constant load driving support unit 224, an overall control unit 225, a storage battery control unit 226, and data management. And a recording unit 228.
  • the in-house power reduction unit 222, the in-house device start time shortening unit 223, the constant load driving support unit 224, the general control unit 225, and the storage battery control unit 226 indicate functions (blocks) executed by the processor It is.
  • the input / output unit 221 is an example of a communication interface unit, and transmits / receives data to / from the power generation plant 10 via the communication interface unit (not shown) of the power generation plant 10.
  • the input / output unit 221 outputs, to the in-house power reduction unit 222, the in-house equipment activation time shortening unit 223, and the constant load operation support unit 224, the data including the operation status of the power generation plant equipment 11 received from the power generation plant 10. Do.
  • the in-house power reduction unit 222 executes an in-house power reduction function that reduces the power required to drive the power generation auxiliary equipment of the power plant 10.
  • the in-house motive power is the power necessary to drive the auxiliary equipment for power generation (boilers, turbines, mechanical devices for generating power other than the generator), and the in-house motive power is usually generated by the power generated by the power plant 10 Be scolded.
  • this internal power was supplied by the output of the generator, but since the total amount of power generation of the power plant 10 has an upper limit, the power actually transmitted to the transmission system 16 supplies only the power obtained by subtracting this internal power. I could not do that. Therefore, stable supply while reducing the power in the office has become an issue.
  • the power stored in the storage battery is controlled to be supplied from the storage battery at the time of equipment startup after periodic inspection of the plant or as individual power of auxiliary equipment.
  • the decision on how much internal power is to be supplied from the storage battery should be made in consideration of the number of auxiliary components operated, the required power consumption, the demand-supply balance, the demand forecast, the performance of the storage battery, etc.
  • An example of processing performed when the in-house power reduction function is executed will be described later (see FIG. 3).
  • the on-premises equipment startup time reducing unit 223 executes the on-premises equipment startup time shortening function to shorten the startup time of the plurality of power plant devices 11.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the in-house device activation time shortening function.
  • the power generation facility power generation plant equipment 11
  • FIG. 4 shows that when starting up the power generation plant 10 or the power generation facility in the office, there is a restriction on the amount of power that can be used within a fixed time, so conventionally the power generation facility (power generation plant equipment 11) is started sequentially. Was common (in this example, in the order of equipment ABC). For this reason, a considerable amount of time is required for starting the plant, and the power plant 10 can not be started in a short time when the power supply to the transmission grid 16 is urgently required.
  • the constant load operation support unit 224 executes a constant load operation support function that supports the operation of a constant load of the power generation plant 10.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the constant load driving support function.
  • the power generation facility including the turbine extends the life of the power generation facility when the operation with a constant load (set value) is performed rather than performing the load fluctuation operation corresponding to the fluctuation of the power supply and demand balance (demand value) It is possible to Not only that, power generation efficiency can be improved, and fuel savings can also be realized through efficient operation. Then, the electric power (difference) which runs short by supply-and-demand balance is complemented with the electric power stored in the storage battery so that the load of power generation equipment may become fixed. A processing example when executing the constant load driving support function will be described later (see FIG. 7).
  • the overall control unit 225 executes each function by determining which function group of the plurality of functions described above is most suitable to be executed from the limited discharge capacity of the storage battery by a preliminary simulation. For example, the general control unit 225 compares the power consumption of the power plant equipment 11 operating when each function is executed among the plurality of functions with the discharge capacity of the storage battery, and can be performed within the range of the discharge capacity of the storage battery Select the function. Then, control is performed such that the selected function is executed using the power supplied from the storage battery.
  • the general control unit 225 is not necessarily required for implementation, and individual functions of the in-house power reduction unit 222, the in-house device activation time shortening unit 223, and the constant load driving support unit 224 can be applied.
  • the storage battery control unit 226 controls charging and discharging of the storage battery facility 21 under the control of the general control unit 225.
  • the data management unit 227 writes and reads data in the database 23 under the control of the general control unit 225, and manages the database 23.
  • the recording unit 228 is, for example, a main storage device, and stores computer programs executed by the respective functional blocks.
  • the recording unit 228 may be a non-volatile recording unit.
  • FIG. 3 is a flow chart showing an operation example of the in-house power reduction unit 222 shown in FIG.
  • the in-house power reduction unit 222 continuously performs the loop process of steps S2 to S11 while receiving a command from the general control unit 225 (step S1).
  • the in-house power reduction unit 222 acquires information on the operating status of the power plant equipment 11 (in-house equipment) via the control network 14 (step S2).
  • step S3 determines whether or not there is a change in the operation status of the power plant equipment 11 in the previous loop processing. If there is a change in the operating status, the process proceeds to step S4, and if there is no change, the process proceeds to step S7.
  • the in-house power reduction unit 222 calculates the discharge capacity (discharge capacity) of the storage battery through the storage battery control unit 226 (step S4).
  • the in-house power reduction unit 222 reads out the power consumption of each power plant equipment 11 in operation from the database 23 through the data management unit 227. Then, based on the operation status of the power plant equipment 11 (in-house equipment) and the power consumption of the corresponding power plant equipment 11, the supply priority in the case of supplying power to the power plant equipment 11 in operation is set (step S5). Device characteristics such as the power consumption of each power plant device 11 are registered in the database 23 in advance. Also, the default supply priority may be registered in the database 23 in advance.
  • the in-house power reduction unit 222 cooperates with the storage battery control unit 226 to perform processing of power supply start from the storage battery to the power generation plant 10 (step S6).
  • Step S7 judges whether continuation of electric power supply by storage battery is possible based on discharge capacity of storage battery. If the power supply by the storage battery can be continued, the power supply process is continued (step S8). When the process of step S8 ends, the loop ends, and the process proceeds to step S2.
  • the in-house power reduction unit 222 stops the supply of the power from the storage battery and switches to the processing of supplying the power from the generator of the power plant 10 (step S9). Then, the process proceeds to charge control processing, and for example, the storage battery is charged at midnight, which has low power cost (step S10).
  • step S11 the in-house power reduction unit 222 stands by until charging of the storage battery is completed (step S11), and proceeds to the process of step S2 after charging is completed.
  • the in-house power reduction unit 222 ends the in-house power reduction process when there is no command from the general control unit 225.
  • the in-house power reduction unit 222 receives the execution command of the general control unit 225, and acquires information on the operating status of the power plant equipment 11 from the power plant 10. Next, based on the power consumption of each power plant device 11 in operation, the supply priority in the case of supplying power from the storage battery to the power plant device 11 in operation is set, and the range of the discharge capacity of the storage battery according to the supply priority Inside, it controls so that electric power is supplied to applicable power plant equipment 11 from a storage battery.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation example of the in-house device activation time reducing unit 223 shown in FIG.
  • the in-house equipment activation time reducing unit 223 determines the presence or absence of a command from the general control unit 225 (step S21), and when there is no command from the general control unit 225, the in-house equipment activation time shortening process ends.
  • the in-house device activation time reducing unit 223 reads out the in-house device activation order designed in advance from the database 23 (step S22). Further, the in-house equipment activation time reducing unit 223 reads out the power consumption of the power plant equipment 11 included in the information on the in-house equipment activation order from the database 23 (step S23).
  • the on-premises device activation time reducing unit 223 calculates the discharge capacity (discharge capacity) of the storage battery through the storage battery control unit 226 (step S24).
  • the on-premises device activation time reducing unit 223 performs parallel activation to start a part of the power generation plant equipment 11 in parallel based on the power consumption of the power generation plant equipment 11 and the discharge capacity of the storage battery included in the information on the in-house equipment activation sequence.
  • the order is calculated (step S25).
  • step S26 For example, combinations of power generation plant devices that adversely affect the operation of the power generation plant when simultaneously activated are registered in the database 23 in advance. Then, by allowing a combination of power plant equipment that does not fall under this combination, a combination of power plant equipment that can be started in parallel and that does not adversely affect the power plant is specified.
  • the on-premises device startup time reduction unit 223 executes the following loop processing by the number of power plant devices 11 listed as startup targets (step S27).
  • the on-premises equipment startup time reducing unit 223 performs processing of power supply start from the storage battery to the power generation plant 10 in cooperation with the storage battery control unit 226 in accordance with the reset on-site equipment activation order.
  • the on-premises equipment activation time reducing unit 223 transmits an activation instruction to the power plant equipment 11 to be activated (step S29).
  • the on-premises device startup time reduction unit 223 determines whether or not the power supply by the storage battery can be continued based on the discharge capacity of the storage battery (step S30). If the power supply by the storage battery can be continued, the power supply process is continued (step S31). When the process of step S31 is completed, the loop termination is performed, and the process proceeds to step S28 to perform the process on the power plant equipment 11 of the next rank.
  • the in-house device activation time reducing unit 223 resets the setting of the in-house device activation order (step S32). Thereafter, the on-premises device startup time reduction unit 223 stops supplying power from the storage battery, and switches to processing for supplying power from the generator of the power plant 10 (step S33). Then, the process shifts to charge control processing to charge the storage battery (step S34).
  • step S35 the on-premises device activation time reducing unit 223 stands by until charging of the storage battery is completed (step S35), and after charging is completed, the process proceeds to step S21.
  • the in-house device activation time reducing unit 223 receives the execution command of the general control unit 225, and acquires information on the in-house device activation order from the database 23. Next, based on the power consumption of the power plant equipment 11 and the discharge capacity of the storage battery included in the information on the in-house equipment activation order, a parallel activation order for parallel activation of part of the power plant equipment 11 is calculated. And according to a parallel starting order, it controls so that electric power is supplied to the applicable power plant equipment 11 from the storage battery within the range of the discharge capacity of the storage battery.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the constant load driving support unit 224 shown in FIG.
  • an output value (set value: supply) to be made constant for operating with a constant load is set in advance so that the power generation plant equipment 11 such as a generator can have a long life efficiently (step S41).
  • This setting may be automatically set from the operating condition of the power generation plant 10 or may be manually set by an operator.
  • the constant load driving support unit 224 continuously performs the loop processing of steps S43 to S46 while receiving a command from the general control unit 225 (step S42).
  • the constant load driving support unit 224 acquires the required value (demand) of the power generation output amount obtained via the control network 14 or the information system network (step S43).
  • the constant load operation support unit 224 calculates the discharge capacity (discharge capacity) of the storage battery through the storage battery control unit 226 (step S44).
  • the constant load driving support unit 224 determines whether the discharge capacity of the storage battery can compensate for the difference power obtained by subtracting the setting value from the demand value, which is the demand (step S45). In order to support constant load operation, it is necessary to cover the difference between the demand value which is the demand value and the set value by supplying power from the storage battery.
  • step S46 When the difference power is to be supplied, the constant load operation support unit 224 cooperates with the storage battery control unit 226 to supply power from the storage battery to the power generation plant 10 (step S46).
  • step S46 ends, the loop ends, and the process proceeds to step S42.
  • the supply of electricity from the storage battery is continued while supplying the above-mentioned differential power.
  • the constant load driving support unit 224 stops the supply of the power from the storage battery, and switches to the power supply by the output adjustment control of the generator (step S47). Then, the process shifts to charge control processing to charge the storage battery (step S48).
  • step S49 the constant load driving support unit 224 stands by until charging of the storage battery is completed (step S49), and proceeds to the process of step S41 after charging is completed.
  • the constant load driving support unit 224 ends the constant load driving support process when there is no command from the general control unit 225.
  • the constant load operation support unit 224 receives the execution command of the general control unit 225 and acquires the set value of the power generation output of the power generation plant 10 and the required value of the power generation output for the power generation plant 10 Do. Then, when the required value of the power generation output exceeds the set value, control is performed so that power corresponding to the difference between the required value and the set value is supplied from the storage battery to the electric power grid within the range of the discharge capacity of the storage battery.
  • the load of a power plant is affected by the demand for power, and it is necessary to operate it with the load changed in the short or long term, but the output is obtained by interpolating the change with the battery power. Constant operation can be realized. Thereby, the improvement of the power generation efficiency and the improvement of the equipment life can be realized.
  • the general control unit 225 compares the power consumption of the power plant equipment 11 operated when each function is executed among the plurality of functions with the discharge capacity of the storage battery, and can execute the function that can be performed within the range of the discharge capacity of the storage battery. Select Then, control is performed to execute the selected function using the power supplied from the storage battery.
  • the in-house power reduction function will be described as function A
  • the in-house device start time shortening function as function B
  • the constant load driving support function as function C.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation example (first example) of the general control unit 225 shown in FIG.
  • the integrated control function by the integrated control unit 225 operates in a fixed cycle determined by the power generation plant 10 (step S51).
  • the overall control unit 225 carries out a cost evaluation in the case where each function A to C is applied to the power plant 10 by simulation (step S52).
  • the operation status of the power plant equipment 11 is acquired from the power plant 10
  • the information on power consumption is acquired from the database 23.
  • the cost concerning execution of each function at the time of applying each of a plurality of functions to power plant 10 is evaluated using information on an operating condition of power plant equipment 11 and power consumption.
  • the simulation may be performed by the general control unit 225 or may be performed separately by providing a simulator.
  • the general control unit 225 calculates the discharge capacity (discharge capacity) of the storage battery through the storage battery control unit 226 (step S53).
  • the general control unit 225 determines whether or not the power supply by the storage battery is possible when the function is executed, from the discharge capacity of the storage battery and the information on the operation status of the power plant equipment 11 and the power consumption. Then, a function with lower cost is selected among the functions that can be supplied with power by the storage battery (step S54). There is no problem if all functions are realized by the power supply from the storage battery, but if it can not be realized, the general control unit is performed so as to execute the combination of the functions that can meet the discharge capacity of the storage battery and reduce the cost most Output a command to each function from 225.
  • step S55 the overall control unit 225 determines whether the selected function is being executed. If the selected function is running, proceed to the end of the loop. If the function is already being executed, review the combination of the executed functions and give another execution instruction.
  • the overall control unit 225 determines whether the discharge capacity of the storage battery is sufficient for the selected function (step S56).
  • step S57 the overall control unit 225 outputs an execution instruction to the corresponding processing block to execute the selected function (step S57).
  • step S57 ends, the loop ends, and the process proceeds to step S51.
  • step S56 when the discharge capacity of the storage battery is not sufficient in the determination process of step S56, the overall control unit 225 reviews the selection of the execution function (step S58). Then, the general control unit 225 determines whether there is an executable function based on the discharge capacity of the storage battery (step S59). Here, if there is an executable function, the process proceeds to step S55, and it is determined whether the reselected function is being executed.
  • the general control unit 225 shifts to the charge control process and charges the storage battery (step S60).
  • step S61 the overall control unit 225 stands by until charging of the storage battery is completed (step S61), and proceeds to the process of step S52 after charging is completed.
  • the general control unit 225 acquires the operation status of the power plant equipment 11 from the power plant 10. Next, the cost of executing each function when each of the plurality of functions is applied to the power plant 10 is evaluated using the information on the operation status of the power plant equipment 11 and the power consumption. And the function which can be performed within the range of the discharge capacity of a storage battery and can reduce cost more is selected.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation example (second example) of the general control unit shown in FIG.
  • the integrated control function by the integrated control unit 225 operates in a fixed cycle determined by the power generation plant 10 (step S71).
  • the overall control unit 225 acquires information on the operating status of the power generation plant 10 (in-house device) via the control network 14 (step S72). This may acquire information on the operating status of the power plant equipment 11 (in-house equipment), and the general control unit 225 may determine the operating status of the power plant 10 from this information.
  • the overall control unit 225 reads out from the database 23 the priority (execution function priority) of the function to be executed in the power generation plant 10 corresponding to the operation situation of the power generation plant 10 designed in advance (step S73). . Further, the general control unit 225 reads out the power consumption of the power plant equipment 11 from the database 23 for each function of the execution function priority. In the database 23, information on the execution function priority of the power plant 10 is registered in advance.
  • the definition of the execution function priority table may be, for example, as follows. (1) Function B> Function A> Function C at power plant startup (2) At power plant rated operation, Function C> Function A> Function B (3) When supply and demand are tight, Function A> Function C> Function B
  • the general control unit 225 calculates the discharge capacity (discharge capacity) of the storage battery through the storage battery control unit 226 (step S74).
  • the general control unit 225 determines whether or not the power supply by the storage battery is possible when the function is executed, from the discharge capacity of the storage battery and the information on the operation status of the power plant equipment 11 and the power consumption. Then, among functions that can be supplied with power by the storage battery, a function with a lower priority is selected (step S75). There is no problem if all functions are realized by the power supply from the storage battery, but if it can not be realized, the general control unit is executed so that the combination of the functions with the highest priority is performed according to the discharge capacity of the storage battery. Output a command to each function from 225.
  • step S76 determines whether the selected function is being executed. If the selected function is running, proceed to the end of the loop. If the function is already being executed, review the combination of the executed functions and give another execution instruction.
  • the overall control unit 225 determines whether the discharge capacity of the storage battery is sufficient for the selected function (step S77).
  • step S77 If the discharge capacity of the storage battery is sufficient in the determination process of step S77, the overall control unit 225 outputs an execution instruction to the corresponding processing block to execute the selected function (step S78). When the process of step S78 ends, the loop ends, and the process proceeds to step S71.
  • step S77 when the discharge capacity of the storage battery is not sufficient in the determination process of step S77, the overall control unit 225 reviews the selection of the execution function (step S79). Then, the overall control unit 225 determines whether there is an executable function based on the discharge capacity of the storage battery (step S80). Here, if there is an executable function, the process proceeds to step S76, and it is determined whether the reselected function is being executed.
  • the general control unit 225 shifts to the charge control process and charges the storage battery (step S81).
  • step S82 the overall control unit 225 stands by until charging of the storage battery is completed.
  • the general control unit 225 acquires information on the operating condition of the power generation plant 10 from the power generation plant 10, and the priority of the execution function priorities corresponding to the operating condition of the power generation plant 10 from the database 23. Get information. And, it is possible to execute within the range of the discharge capacity of the storage battery, and the function with higher execution function priority is selected.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a computer that executes the above-described series of processes by a program.
  • a CPU 101 In the computer 100, a CPU 101, a ROM (Read Only Memory) 102, and a RAM 103 are mutually connected by a bus 104.
  • a bus 104 In the computer 100, a CPU 101, a ROM (Read Only Memory) 102, and a RAM 103 are mutually connected by a bus 104.
  • the input / output interface 105 is connected to the bus 104.
  • the input / output interface 105 includes an input unit 106 including a keyboard, a mouse and a microphone, an output unit 107 including a display and a speaker, a recording unit 108 including a hard disk and a non-volatile memory, and a communication unit 109 including a network interface.
  • a drive 110 for driving a removable medium 111 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory is connected.
  • the CPU 101 loads, for example, the program recorded in the recording unit 108 into the RAM 103 via the input / output interface 105 and the bus 104 and executes the program. Processing is performed.
  • the program executed by the computer (CPU 101) is, for example, a magnetic disk (including a flexible disk), an optical disk (CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), etc.), a magneto-optical disk, or a semiconductor It is recorded on a removable medium 111 which is a package medium including a memory or the like, or is provided via a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, and digital satellite broadcasting.
  • the program can be installed in the recording unit 108 through the input / output interface 105 by mounting the removable media 111 in the drive 110.
  • the program can be received by the communication unit 109 via a wired or wireless transmission medium and installed in the recording unit 108.
  • the program can be installed in advance in the ROM 102 or the recording unit 108.
  • the program executed by the computer may be a program that performs processing in chronological order according to the order described in this specification, in parallel, or when necessary, such as when a call is made. It may be a program to be processed.

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Abstract

　発電プラントのさらなる運用最適化を図る。発電プラント１０により発電された余剰電力を利用して充電を行う蓄電池と、少なくとも発電プラント機器１１（以下、所内機器と記す）ごとの消費電力の情報が蓄積されるデータベース２３を備える。統括制御部２２５は、複数の機能のうち、各機能を実行した場合に稼動する発電プラント機器１１の消費電力と蓄電池の放電容量を比較し、蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能な機能を選定する。そして、選定した機能を蓄電池から供給される電力を利用して実行すべく制御を行う。

Description

蓄電池システム及び発電プラント制御システム
　本発明は、蓄電池システム及び発電プラント制御システムに関し、例えば事業用発電所など発電プラントの運用最適化の技術に係わる。
　従来、発電プラントの最適運転に関して、発電プラントの運転状態や燃焼効率に対応した最適な制御パラメータチューニングに関する技術や、発電方式の組み合わせによって発電効率を高める技術などが知られている。
　現在、発電プラントへの蓄電池システムの適用については、発電所内の重要な設備や制御装置のための非常用バックアップ電源としての活用がほとんどを占めている。しかし、近年、蓄電池の技術的な進歩（長寿命化や容量増加、コスト低下など）により、非常用電源としての用途以外の利用方法が期待されている。
　例えば、特許文献１に、接続された負荷機器に対して商用交流ラインと共に電力を供給する発電機が設けられ、その発電機が、一定出力で連続運転するように設定されると共に、発電機の出力電力を貯蔵する蓄電池が設けられた発電システムが開示されている。
　この発電システムでは、負荷機器に消費されない発電機の余剰出力電力を蓄電池に充電し、且つ、負荷機器の消費電力が発電機の出力電力を超えているときに蓄電池の電力を負荷機器に供給するように構成されている。
特開２００３－１５３４４８号公報
　ところで、環境問題や電力不足を背景に、電力需要家側の節電対策のみならず、供給側のさらなる効率発電や設備寿命の向上など、発電プラントに対するライフサイクル全体での運用最適化へのニーズは大きい。
　従来、発電プラントに設置されている発電設備や機器などの、発電プラント機器そのものを効率的に制御することにより、発電プラントの運用最適化を達成しようとする動きはあった。しかし、発電プラント機器の特性による性能限界やコスト対効果を満足しないなどの理由から、発電プラント機器の最適制御や運用には限界があった。
　以上の状況から、発電プラントのさらなる運用最適化が要望されていた。
　本発明者らは、発電プラントにより発電された余剰電力を蓄電し、その蓄電した電力を有効に活用することで、発電プラントの運用を最適化する方法を提案する。
　本発明の一側面は、発電プラントにより発電された余剰電力を利用して充電を行う蓄電池と、少なくとも発電プラント機器（以下、所内機器と記す）ごとの消費電力の情報が蓄積されるデータベースを備える。そして、統括制御部は、複数の機能のうち、各機能を実行した場合に稼動する発電プラント機器の消費電力と蓄電池の放電可能な電気量を比較し、蓄電池の放電可能な電気量の範囲内で実行可能な機能を選定する。そして、選定した機能を蓄電池から供給される電力を利用して実行すべく制御を行う。
　本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、発電プラントと蓄電池システムとの組み合わせにより、発電プラントの効果的で効率的な運転を実現する。
本発明の一実施形態に係る発電プラント制御システムの全体構成例を示す概要図である。 蓄電池制御装置の内部構成例を示すブロック図である。 図２に示す所内動力低減部の動作例を示すフローチャートである。 所内機器起動時間短縮機能の説明に供する図である。 図２に示す所内機器起動時間短縮部の動作例を示すフローチャートである。 一定負荷運転支援機能の説明に供する図である。 図２に示す一定負荷運転支援部の動作例を示すフローチャートである。 図２に示す統括制御部の動作例（第１例）を示すフローチャートである。 図２に示す統括制御部の動作例（第２例）を示すフローチャートである。 コンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
　以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
　本実施形態では、発電プラントに蓄電池とその蓄電池制御装置を含む蓄電池システムを適用し、蓄電池制御装置と発電プラントをネットワークで接続する。そして、蓄電池制御装置が発電プラントの運転データ等を収集しながら、そのデータを基に蓄電池の充放電を最適に制御する。以下、蓄電池制御装置が次の３つの機能を実現する例を説明するが、実現する機能はこの例に限られない。
（１）所内動力低減機能
（２）所内機器起動時間短縮機能
（３）一定負荷運転支援機能
蓄電池制御装置は、これら（１）～（３）の機能を適切に統括制御する。各機能の詳細については後述する。
［発電プラント制御システムの全体構成例］
　図１は、本発明の一実施形態に係る発電プラント制御システムの全体構成例を示す概要図である。
　本実施形態に係る発電プラント制御システム１は、従来の発電プラント１０と本発明の一実施形態に係る蓄電池システム２０を組み合わせて構成されている。
　発電プラント１０は、例えば発電プラント機器１１と、入出力装置１２と、制御装置１３－１～１３－ｎ（ｎ：自然数）と、制御用ネットワーク１４と、監視操作端末１５－１～１５－ｍ（ｍ：自然数）を備えて構成される。発電プラント１０は、発電した電力を需要家側へ送るための送電系統１６を経由して中央給電所３０と接続している。
　発電プラント機器１１は、主機（ボイラー、タービン、発電機）と、補機（主機以外の発電に供する諸機械装置）、その他の発電設備及び計器類が含まれる。
　入出力装置１２は、発電プラント機器１１と制御装置１３－１～１３－ｎの間に配置され、双方に対し信号やデータの入力及び出力を行う。入出力装置１２は、インターフェース盤として単独で設けられたり、その機能が制御装置１３－１～１３－ｎ内に組み込まれたりする。
　制御装置１３－１～１３－ｎは、発電プラント機器１１、特にボイラ、タービン及び発電機の主機を制御する。制御装置１３－１～１３－ｎには、例えばボイラの各種調節弁を操作するＡＰＣ（Automatic Power Plant Control）、主タービン駆動制御装置（ＥＨＧ）、発電機の電圧制御に用いられるＡＶＲ（Automatic Voltage Regulator）などがある。その他にも電気保護インターロック盤やシーケンサ盤などがある。
　監視操作端末１５－１～１５－ｍは、いわゆるＨＭＩ（Human Machine Interface）である。監視操作端末１５は、発電プラント状態を表示する液晶パネルなどの表示装置と、制御用ネットワーク１４より受信した発電プラント機器の稼働状況等の情報から表示画面を作成し、表示装置に出力するコンピュータ装置より構成される。また監視操作端末１５は、入力操作部を備え、入力操作部としては例えば液晶パネルと一体構成とされたタッチパネルやキーボードもしくはマウス等が用いられる。
　制御用ネットワーク１４は、発電プラント１０内の発電プラント機器１１や監視操作端末１５－１～１５－ｍなどを相互に通信可能に接続する制御用の通信ネットワークである。図１では、制御装置１３－１～１３－ｎと監視操作端末１５－１～１５－ｍが接続されている。また制御用ネットワーク１４は、蓄電池システム２０の蓄電池制御装置２２と接続している。この制御用ネットワーク１４は、一般に専用プロトコルを利用した所内ネットワークであるが、ゲートウェイを介したプロトコル変換により、例えばＩＰプロトコルを用いて中央給電所３０等の外部と通信可能である。
［蓄電池システムの構成例］
　次に、蓄電池システム２０について説明する。
　図１に示すように、蓄電池システム２０は、蓄電池設備２１と、蓄電池制御装置２２と、データベース２３を備えている。
　蓄電池制御装置２２は、発電プラント機器１１の稼働状況など、発電プラント１０に関するデータを制御用ネットワーク１４から収集する。蓄電池制御装置２２は、収集した発電プラント１０に関するデータに基づいて、蓄電池設備２１の充放電を制御する。また蓄電池制御装置２２は、データベース２３の管理を行い、データを記録及び活用する。なお、蓄電池制御装置２２は、発電プラント１０の最適運用に関するデータを、制御用ネットワーク１４から受信しているが、インターネット等の情報系ネットワーク（図示略）から受信するようにしてもよい。
　蓄電池設備２１は、蓄電池やパワーコンディショナー（ＰＣＳ：Power Conditioning Subsystem）、変換器など必要な設備を備え、蓄電池制御装置２２の制御の下で、所内系
統を通じて発電プラント１０により出力された余剰電力を蓄電池に充電する。また、蓄電池設備２１は、発電プラント１０の発電プラント機器１１へ蓄電池の電力を供給したりする。
　データベース２３は、不揮発性の記憶手段である。蓄電池制御装置２２が発電プラント１０から入手したデータ、発電プラント機器１１の定格情報や設定情報などは、必要に応じてデータベース２３に格納される。
　以降に説明する蓄電池制御装置２２の各機能を実行することにより、蓄電池の充放電制御などを行い、蓄電池から発電プラント１０に対して最適な電力供給を実施する。
　上述した蓄電池設備２１は、例えば蓄電池とパワーコンディショナー（ＰＣＳ）を用いて構成することができる。ＰＣＳは蓄電池制御装置２２により最適制御される。
　一般的にＰＣＳは、太陽電池、燃料電池、ガスエンジン等の発電電力を系統電力に変換する機能を備えた装置であり、以下の機能がある。
　・発電電力の制御
　（太陽電池、燃料電池、ガスエンジン等の発電量に応じて出力電力を制御）
　・運転制御（発電状況に応じて運転開始／停止）
　・系統連系保護機能（系統の異常を検出して動作を停止）
　また、蓄電池制御装置２２は、発電プラント１０の制御用ネットワーク１４に接続されており、従来の発電プラント１０の制御装置１３－１～１３－ｎと連係しながら、蓄電池の最適制御をＰＣＳ経由にて実施する。
　蓄電池制御装置２２は、発電プラント１０の制御データや運転データを取得し、発電プラント機器１１の運転状況や、中央給電所３０からの需給に対応する運用指令をもとに、蓄電池の最適な充放電のタイミングをスケジューリングすることを目的とする。また、蓄電池並びに発電プラント機器１１の寿命を延長させる制御をしたり、発電プラント１０の運用に応じた制御と情報連係を行なったりすることを目的とする。
　図２は、蓄電池システム２０の蓄電池制御装置２２の内部構成例を示すブロック図である。
　蓄電池制御装置２２は、入出力部２２１と、所内動力低減部２２２と、所内機器起動時間短縮部２２３と、一定負荷運転支援部２２４と、統括制御部２２５と、蓄電池制御部２２６と、データ管理部２２７と、記録部２２８を備えて構成される。上述した所内動力低減部２２２と、所内機器起動時間短縮部２２３と、一定負荷運転支援部２２４と、統括制御部２２５と、蓄電池制御部２２６は、プロセッサが実行する機能（ブロック）を示したものである。
　入出力部２２１は、通信インターフェース部の一例であり、発電プラント１０の図示しない通信インターフェース部を介して、発電プラント１０とデータの送受信を行う。入出力部２２１は、発電プラント１０から受信した、発電プラント機器１１の稼動状況等を含むデータを、所内動力低減部２２２と、所内機器起動時間短縮部２２３と、一定負荷運転支援部２２４へ出力する。
（所内動力低減部）
　所内動力低減部２２２は、発電プラント１０の発電用補機を駆動するのに必要な電力を低減する所内動力低減機能を実行する。
　所内動力とは、発電用補機類（ボイラ、タービン、発電機以外の発電に供する諸機械装置）を駆動するために必要な電力であり、通常、所内動力は発電プラント１０の発電する電力により賄われる。従来はこの所内動力を発電機の出力により賄っていたが、発電プラント１０の総発電量には上限があるため、実際に送電系統１６へ送電する電力はこの所内動力を引いた電力しか供給することが出来なかった。そのため、所内動力を削減しつつ安定供給することは、課題となっている。
　従来は、発電プラント内にインバータを導入し、モータなどの回転数を効率的に制御することで、補機の低消費電力化を図ったり、所内動力を発電プラント１０外の別系統から入手することで、非常時の電力の安定供給を可能としたりする方法などが実施されてきた。
　本実施形態では、従来の発電設備や発電プラント１０そのものに対する改造を必要とせず、蓄電池と蓄電池制御装置２２を従来の発電プラント１０に付加することにより、設備的には容易に所内動力の低減を実現することができる。
　この目的を達成するための蓄電池の制御方法としては、発電プラント停止段階の負荷降下時における最終負荷電力を用いた充電や、夜間の余剰電力を用いて充電を制御することを考える。充電する際には、現在の蓄電池の充電状況やこれまでの充放電回数を考慮して、蓄電池の寿命が短くならないような充電のタイミングと、蓄電池設備２１内の複数の蓄電池のうち対象蓄電池の特定を制御するとよい。蓄電池に充電された電力は、プラント定期点検後の設備起動時や補機類の個別電力として蓄電池から供給されるように制御する。ただし、どれだけの所内動力を蓄電池から供給するかの決定は、補機の稼動数や必要な消費電力量、需給バランス、需要予測、蓄電池の性能などを考慮した上で決定する。所内動力低減機能を実行時の処理例については、後述する（図３参照）。
（所内機器起動時間短縮部）
　図２の説明に戻る。所内機器起動時間短縮部２２３は、複数の発電プラント機器１１の起動時間を短縮する所内機器起動時間短縮機能を実行する。
　図４は、所内機器起動時間短縮機能の説明に供する図である。
　図４に示すように、発電プラント１０もしくは所内の発電設備を起動時には、一定時間内に使用できる電力量の制約があるため、従来はシーケンシャルに発電設備（発電プラント機器１１）を起動していくことが通例であった（この例では、設備ＡＢＣの順）。このため、プラント起動のためにはかなりの時間を必要とし、緊急に送電系統１６側への電力供給が必要とされる場合に短時間で発電プラント１０を起動することはできない。
　そこで、発電プラント起動や設備起動のための電力を蓄電池から供給することにより、上記の制約を回避することが可能となり、同時に起動できる発電設備（この例では、設備Ａ，Ｂを同時起動）を増やすことができる。それによって、発電プラント１０もしくは発電設備の起動時間を大幅に短縮することが可能となる。この場合にも、どの発電設備を組み合わせて同時に起動するべきかなど、蓄電池の充電量（放電容量）をもとに設備起動のスケジューリングを行なうことで実現を可能とする。所内機器起動時間短縮機能を実行時の処理例については、後述する（図５参照）。
（一定負荷運転支援部）
　図２の説明に戻る。一定負荷運転支援部２２４は、発電プラント１０の一定負荷の運転を支援する一定負荷運転支援機能を実行する。
　図６は、一定負荷運転支援機能の説明に供する図である。
　タービンをはじめとする発電設備は、電力需給バランス（需要値）の変動に対応した負荷変動運転を実施するより、負荷（設定値）を一定とした運転を行なう方が、発電設備の寿命を延長させることが可能となる。それだけではなく、発電効率が改善され、効率的な運転による燃料の節約も実現することができる。
　そこで、発電設備の負荷が一定となるよう、需給バランスによって不足する電力（差分）を蓄電池に蓄えた電力により補完する。一定負荷運転支援機能を実行時の処理例については、後述する（図７参照）。
（統括制御部）
　統括制御部２２５は、限られた蓄電池の放電能力から、上述した複数の機能のうちどの機能群を実行することが最適なのかを事前のシミュレーションによって判断して各機能を実行する。例えば、統括制御部２２５は、複数の機能のうち、各機能を実行した場合に稼動する発電プラント機器１１の消費電力と蓄電池の放電容量を比較し、蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能な機能を選定する。そして、選定した機能が蓄電池から供給される電力を利用して実行されるよう制御を行う。ただし、統括制御部２２５は、実施にあたって必ずしも必要ではなく、所内動力低減部２２２、所内機器起動時間短縮部２２３、一定負荷運転支援部２２４の個別の機能を適用することも可能である。
　蓄電池制御部２２６は、統括制御部２２５の制御のもと、蓄電池設備２１の充放電を制御する。
　データ管理部２２７は、統括制御部２２５の制御のもと、データベース２３にデータの書き込み及び読み込みを行い、データベース２３の管理を行う。
　記録部２２８は、一例として主記憶装置であり、各機能ブロックが実行するコンピュータプログラムが記録されている。記録部２２８は、不揮発性の記録部でもよい。
［所内動力低減部の動作例］
　図３は、図２に示す所内動力低減部２２２の動作例を示すフローチャートである。
　所内動力低減部２２２は、統括制御部２２５から指令がある間、継続してステップＳ２～Ｓ１１のループ処理を行う（ステップＳ１）。
　まず所内動力低減部２２２は、発電プラント機器１１（所内機器）の稼働状況の情報を、制御用ネットワーク１４経由で取得する（ステップＳ２）。
　次に、所内動力低減部２２２は、前回のループ処理における発電プラント機器１１の稼働状況と変化があるか否かを判定する（ステップＳ３）。稼働状況に変化があればステップＳ４に進み、変化がなければステップＳ７に進む。
　次に、所内動力低減部２２２は、蓄電池制御部２２６を通じて蓄電池の放電能力（放電容量）を計算する（ステップＳ４）。
　次に、所内動力低減部２２２は、データ管理部２２７を通じて、稼働中の各発電プラント機器１１の消費電力をデータベース２３から読み出す。そして、発電プラント機器１１（所内機器）の稼働状況と該当発電プラント機器１１の消費電力から、稼働中の発電プラント機器１１へ電力を供給する場合の供給優先順位を設定する（ステップＳ５）。各発電プラント機器１１の消費電力などの機器特性は、予めデータベース２３に登録しておく。また、データベース２３にデフォルトの供給優先順位を予めに登録しておいてもよい。
　次に、所内動力低減部２２２は、蓄電池制御部２２６と連係して蓄電池から発電プラント１０への電力供給開始の処理を行う（ステップＳ６）。
　そして、所内動力低減部２２２は、蓄電池の放電容量をもとに蓄電池による電力供給の継続が可能であるか否かを判定する（ステップＳ７）。蓄電池による電力供給の継続が可能であれば、電力供給処理を継続する（ステップＳ８）。このステップＳ８の処理が終了するとループ終端となり、ステップＳ２に進む。
　一方、蓄電池による電力供給の継続が不可能と判定した場合、所内動力低減部２２２は、蓄電池から電力を供給することを停止し、発電プラント１０の発電機から電力を供給する処理に切り替える（ステップＳ９）。そして、充電制御処理へ移行し、例えば電力コストが安い深夜などに蓄電池を充電する（ステップＳ１０）。
　次に、所内動力低減部２２２は、蓄電池の充電が完了するまで待機し（ステップＳ１１）、充電完了後にステップＳ２の処理へ移行する。
　所内動力低減部２２２は、統括制御部２２５の指令がなくなったら所内動力低減処理を終了する。
　なお、本機能を実現するために必要とする初期の蓄電池の放電容量は、所内動力などに基づいて事前に決めておく必要があるが、発電プラント１０の規模などにより変化する。また、蓄電池の放電容量が足りないときは、設定した供給優先順位の最上位ではなく、例えば２番目以降の供給先から電力を供給する、あるいは供給優先順位のとびとびの順番に電力を供給してもよい。
　以上説明したように本実施形態では、所内動力低減部２２２は、統括制御部２２５の実行指令を受けて、発電プラント１０から発電プラント機器１１の稼働状況の情報を取得する。次に、稼働中の各発電プラント機器１１の消費電力に基づいて蓄電池から稼働中の発電プラント機器１１へ電力を供給する場合の供給優先順位を設定し、供給優先順位に従い蓄電池の放電容量の範囲内において、蓄電池から該当発電プラント機器１１へ電力が供給されるよう制御する。
　蓄電池を活用し、所内動力に必要な動力を蓄電池から供給するように制御することにより、送電できる電力量に余裕をもたせることができる。すなわち、所内電力を補うだけでなく、発電出力を増大させることができる。
［所内機器起動時間短縮部の動作例］
　図５は、図２に示す所内機器起動時間短縮部２２３の動作例を示すフローチャートである。
　まず所内機器起動時間短縮部２２３は、統括制御部２２５からの指令の有無を判定し（ステップＳ２１）、統括制御部２２５からの指令がない場合は、所内機器起動時間短縮処理を終了する。
　次に、統括制御部２２５からの指令がある場合、所内機器起動時間短縮部２２３は、予め設計されている所内機器起動順序をデータベース２３から読み出す（ステップＳ２２）。また、所内機器起動時間短縮部２２３は、所内機器起動順序の情報に含まれる発電プラント機器１１の消費電力をデータベース２３から読み出す（ステップＳ２３）。
　次に、所内機器起動時間短縮部２２３は、蓄電池制御部２２６を通じて蓄電池の放電能力（放電容量）を計算する（ステップＳ２４）。
　次に、所内機器起動時間短縮部２２３は、所内機器起動順序の情報に含まれる発電プラント機器１１の消費電力及び蓄電池の放電容量に基づいて、発電プラント機器１１の一部を並列起動する並列起動順序を計算する（ステップＳ２５）。
　ここでは、当初の所内機器起動順序と各発電プラント機器１１の消費電力をもとに、並列で起動でき、かつ、発電プラント１０へ悪影響を与えない発電プラント機器１１を特定しながら、新たに最適な所内機器起動順序を再設定する（ステップＳ２６）。例えば、同時起動すると発電プラントの運転に悪影響がある発電プラント機器の組み合わせを予めデータベース２３に登録しておく。そして、この組み合わせに該当しない発電プラント機器の組み合わせを可とすることで、並列で起動でき、かつ、発電プラントへ悪影響を与えない発電プラント機器の組み合わせを特定する。
　次に、所内機器起動時間短縮部２２３は、起動対象に挙げられた発電プラント機器１１の数だけ以下のループ処理を実行する（ステップＳ２７）。まず所内機器起動時間短縮部２２３は、再設定した所内機器起動順序に従い、蓄電池制御部２２６と連係して蓄電池から発電プラント１０への電力供給開始の処理を行う（ステップＳ２８）。
　次に、所内機器起動時間短縮部２２３は、起動対象の発電プラント機器１１に対し、起動指令を送信する（ステップＳ２９）。
　そして、所内機器起動時間短縮部２２３は、蓄電池の放電容量をもとに蓄電池による電力供給の継続が可能であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。蓄電池による電力供給の継続が可能であれば、電力供給処理を継続する（ステップＳ３１）。このステップＳ３１の処理が終了するとループ終端となり、ステップＳ２８に進んで次の順位の発電プラント機器１１に対する処理を行う。
　ここで、起動対象の数だけ発電プラント機器１１に対する処理が完了したら、所内機器起動時間短縮処理を終了する。
　一方、蓄電池による電力供給の継続が不可能と判定した場合、所内機器起動時間短縮部２２３は、所内機器起動順序の設定をリセットする（ステップＳ３２）。その後、所内機器起動時間短縮部２２３は、蓄電池から電力を供給することを停止し、発電プラント１０の発電機から電力を供給する処理に切り替える（ステップＳ３３）。そして、充電制御処理へ移行し、蓄電池を充電する（ステップＳ３４）。
　次に、所内機器起動時間短縮部２２３は、蓄電池の充電が完了するまで待機し（ステップＳ３５）、充電完了後にステップＳ２１の処理へ移行する。
　なお、本機能を実現するために必要とする初期の蓄電池の放電容量は、所内動力などに基づいて事前に決めておく必要があるが、発電プラント１０の規模などにより変化する。
　以上説明したように本実施形態では、所内機器起動時間短縮部２２３は、統括制御部２２５の実行指令を受けて、データベース２３から所内機器起動順序の情報を取得する。次に、所内機器起動順序の情報に含まれる発電プラント機器１１の消費電力及び蓄電池の放電容量に基づいて、発電プラント機器１１の一部を並列起動する並列起動順序を計算する。そして、並列起動順序に従い蓄電池の放電容量の範囲内において、蓄電池から該当発電プラント機器１１へ電力が供給されるよう制御する。
　発電プラント機器の起動時に蓄電池から電力を供給することにより、起動電力の上限を超えた発電プラント機器の同時起動を可能にできる。それにより、発電プラントや発電設備の起動時間を短縮することができる。
［一定負荷運転支援部の動作例］
　図７は、図２に示す一定負荷運転支援部２２４の動作例を示すフローチャートである。
　まず、発電機などの発電プラント機器１１を効率よく長寿命になるよう、事前に一定負荷で運転するための一定にすべき出力値（設定値：供給）を設定する（ステップＳ４１）。この設定は、発電プラント１０が運転状況から自動で設定してもよいし、運転員からの手動による設定でもよい。
　一定負荷運転支援部２２４は、統括制御部２２５から指令がある間、継続してステップＳ４３～Ｓ４６のループ処理を行う（ステップＳ４２）。
　次に、一定負荷運転支援部２２４は、制御用ネットワーク１４や情報系ネットワーク経由で入手される、発電出力量の要求値（需要）を取得する（ステップＳ４３）。
　次に、一定負荷運転支援部２２４は、蓄電池制御部２２６を通じて蓄電池の放電能力（放電容量）を計算する（ステップＳ４４）。
　次に、一定負荷運転支援部２２４は、蓄電池の放電能力が、需要である要求値から設定値を引いた差分の電力を賄えるかどうかを判定する（ステップＳ４５）。一定負荷運転を支援するためには，需要である要求値から設定値を引いた差分を蓄電池からの電力供給で賄う必要がある。
　差分の電力を賄える場合、一定負荷運転支援部２２４は、蓄電池制御部２２６と連係して蓄電池から発電プラント１０への電力供給を行う（ステップＳ４６）。このステップＳ４６の処理が終了するとループ終端となり、ステップＳ４２に進む。蓄電池からの電力供給によって，上述の差分の電力をまかなえる間は供給を継続する。
　一方、差分の電力を賄えないと判定した場合、一定負荷運転支援部２２４は、蓄電池から電力を供給することを停止し、発電機の出力調整制御による電力供給に切り替える（ステップＳ４７）。そして、充電制御処理へ移行し、蓄電池を充電する（ステップＳ４８）。
　次に、一定負荷運転支援部２２４は、蓄電池の充電が完了するまで待機し（ステップＳ４９）、充電完了後にステップＳ４１の処理へ移行する。
　一定負荷運転支援部２２４は、統括制御部２２５の指令がなくなったら一定負荷運転支援処理を終了する。
　以上説明したように本実施形態では、一定負荷運転支援部２２４は、統括制御部２２５の実行指令を受けて、発電プラント１０の発電出力の設定値及び発電プラント１０に対する発電出力の要求値を取得する。そして、発電出力の要求値が設定値を上回る場合、蓄電池の放電容量の範囲内において、蓄電池から要求値と設定値の差分に相当する電力が電力系統に供給されるよう制御する。
　通常、発電プラントの負荷は電力の需要の影響を受け、短期的あるいは長期的に負荷を変化させた運転をさせることが必要であるが、その変化分を蓄電池の電力で補間することにより、出力一定運転を実現することができる。それにより、発電効率の向上や設備寿命の向上を実現できる。
［統括制御部の動作例（第１例）］
　統括制御部２２５は、複数の機能のうち、各機能を実行した場合に稼動する発電プラント機器１１の消費電力と蓄電池の放電容量を比較し、蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能な機能を選定する。そして、選定した機能を蓄電池から供給される電力を利用して実行すべく制御を行う。以下、具体的な処理の例を説明する。なお、以下の説明において、所内動力低減機能を機能Ａ、所内機器起動時間短縮機能を機能Ｂ、一定負荷運転支援機能を機能Ｃとして説明する。
　図８は、図２に示す統括制御部２２５の動作例（第１例）を示すフローチャートである。
　統括制御部２２５による統括制御機能は、発電プラント１０によって決定する一定周期で動作する（ステップＳ５１）。
　まず、統括制御部２２５は、シミュレーションによって、各機能Ａ～Ｃを発電プラント１０に適用した場合のコスト評価を実施する（ステップＳ５２）。本例では、発電プラント１０から発電プラント機器１１の稼働状況を取得し、データベース２３から消費電力の情報を入手する。そして、発電プラント機器１１の稼働状況と消費電力の情報を用いて、複数の機能のそれぞれを発電プラント１０に適用した場合の各機能の実行にかかるコストを評価する。このシミュレーションは、統括制御部２２５が実施してもよいし、別途シミュレータを設けて実施してもよい。
　次に、統括制御部２２５は、蓄電池制御部２２６を通じて蓄電池の放電能力（放電容量）を計算する（ステップＳ５３）。
　次に、統括制御部２２５は、蓄電池の放電能力と、発電プラント機器１１の稼働状況と消費電力の情報から、機能を実行したときに蓄電池による電力供給が可能かどうかを判定する。そして、蓄電池による電力供給が可能な機能のうち、よりコストの低い機能を選定する（ステップＳ５４）。すべての機能が蓄電池からの電力供給で実現すれば問題ないが、実現できない場合は，蓄電池の放電能力に見合った、かつ、最もコスト低減可能な機能の組み合わせにて実行するように、統括制御部２２５から各機能に指令を出力する。
　次に、統括制御部２２５は、選定した機能が実行中であるかどうかを判定する（ステップＳ５５）。選定した機能が実行中である場合は、ループ終端に進む。機能がすでに実行中の場合には、実行機能の組合せを見直しして、再度、実行指示を行う。
　一方、実行中でない場合は、統括制御部２２５は、選定した機能に対して蓄電池の放電容量が十分であるかどうかを判定する（ステップＳ５６）。
　ステップＳ５６の判定処理において蓄電池の放電容量が十分である場合、統括制御部２２５は、選定した機能を実行するよう対応する処理ブロックに実行指令を出力する（ステップＳ５７）。このステップＳ５７の処理が終了するとループ終端となり、ステップＳ５１に進む。
　一方、ステップＳ５６の判定処理において蓄電池の放電容量が十分ではない場合、統括制御部２２５は、実行機能の選定を見直す（ステップＳ５８）。そして、統括制御部２２５は、蓄電池の放電容量をもとに実行可能な機能があるか否かを判定する（ステップＳ５９）。ここで、実行可能な機能がある場合には、ステップＳ５５へ進み、再選定した機能が実行中であるかどうかを判定する。
　他に実行可能な機能がない場合は、統括制御部２２５は、充電制御処理へ移行し、蓄電池を充電する（ステップＳ６０）。
　次に、統括制御部２２５は、蓄電池の充電が完了するまで待機し（ステップＳ６１）、充電完了後にステップＳ５２の処理へ移行する。
　以上説明したように本実施形態では、統括制御部２２５は、発電プラント１０から発電プラント機器１１の稼働状況を取得する。次に、発電プラント機器１１の稼働状況と消費電力の情報を用いて、複数の機能のそれぞれを発電プラント１０に適用した場合の各機能の実行にかかるコストを評価する。そして、蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能であって、よりコストを低減できる機能を選定する。
　上記構成によって、より低コストの機能を選定して、発電プラントの最適な運転制御が可能である。
［統括制御部の動作例（第２例）］
　図９は、図２に示す統括制御部の動作例（第２例）を示すフローチャートである。
　統括制御部２２５による統括制御機能は、発電プラント１０によって決定する一定周期で動作する（ステップＳ７１）。
　まず、統括制御部２２５は、発電プラント１０（所内機器）の運転状況の情報を、制御用ネットワーク１４経由で取得する（ステップＳ７２）。これは、発電プラント機器１１（所内機器）の稼働状況の情報を取得し、統括制御部２２５がこの情報から発電プラント１０の運転状況を判断してもよい。
　次に、統括制御部２２５は、予め設計されている発電プラント１０の運転状況に対応する、発電プラント１０において実行される機能の優先順位（実行機能優先順位）をデータベース２３から読み出す（ステップＳ７３）。また、統括制御部２２５は、実行機能優先順位の機能ごとに発電プラント機器１１の消費電力をデータベース２３から読み出す。データベース２３には、発電プラント１０の実行機能優先順位の情報が予め登録されている。
　実行機能優先順位のテーブルの定義は、例えば以下のようなものが考えられる。
（１）発電プラント起動時は、機能Ｂ＞機能Ａ＞機能Ｃ
（２）発電プラント定格運転時は、機能Ｃ＞機能Ａ＞機能Ｂ
（３）需給逼迫時は、機能Ａ＞機能Ｃ＞機能Ｂ
　次に、統括制御部２２５は、蓄電池制御部２２６を通じて蓄電池の放電能力（放電容量）を計算する（ステップＳ７４）。
　次に、統括制御部２２５は、蓄電池の放電能力と、発電プラント機器１１の稼働状況と消費電力の情報から、機能を実行したときに蓄電池による電力供給が可能かどうかを判定する。そして、蓄電池による電力供給が可能な機能のうち、より優先順位の低い機能を選定する（ステップＳ７５）。すべての機能が蓄電池からの電力供給で実現すれば問題ないが、実現できない場合は，蓄電池の放電能力に見合った、かつ、最も優先順位の高い機能の組み合わせにて実行するように、統括制御部２２５から各機能に指令を出力する。
　次に、統括制御部２２５は、選定した機能が実行中であるかどうかを判定する（ステップＳ７６）。選定した機能が実行中である場合は、ループ終端に進む。機能がすでに実行中の場合には、実行機能の組合せを見直しして、再度、実行指示を行う。
　一方、実行中でない場合は、統括制御部２２５は、選定した機能に対して蓄電池の放電容量が十分であるかどうかを判定する（ステップＳ７７）。
　ステップＳ７７の判定処理において蓄電池の放電容量が十分である場合、統括制御部２２５は、選定した機能を実行するよう対応する処理ブロックに実行指令を出力する（ステップＳ７８）。このステップＳ７８の処理が終了するとループ終端となり、ステップＳ７１に進む。
　一方、ステップＳ７７の判定処理において蓄電池の放電容量が十分ではない場合、統括制御部２２５は、実行機能の選定を見直す（ステップＳ７９）。そして、統括制御部２２５は、蓄電池の放電容量をもとに実行可能な機能があるか否かを判定する（ステップＳ８０）。ここで、実行可能な機能がある場合には、ステップＳ７６へ進み、再選定した機能が実行中であるかどうかを判定する。
　他に実行可能な機能がない場合は、統括制御部２２５は、充電制御処理へ移行し、蓄電池を充電する（ステップＳ８１）。
　次に、統括制御部２２５は、蓄電池の充電が完了するまで待機し（ステップＳ８２）、充電完了後にステップＳ７２の処理へ移行する。
　以上説明したように本実施形態では、統括制御部２２５は、発電プラント１０から該発電プラント１０の運転状況の情報を取得し、データベース２３から発電プラント１０の運転状況に対応する実行機能優先順位の情報を取得する。そして、蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能であって、実行機能優先順位がより上位の機能を選定する。
　上記構成によって、発電プラント１０の運転状況に合ったより優先順位の高い機能を選定して、発電プラントの最適な運転制御が可能である。
［コンピュータのハードウェアの構成例］
　上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
　図１０は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
　コンピュータ１００において、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ１０３は、バス１０４により相互に接続されている。
　バス１０４には、さらに、入出力インターフェース１０５が接続されている。入出力インターフェース１０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記録部１０８、ネットワークインターフェースなどよりなる通信部１０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１を駆動するドライブ１１０が接続されている。
　以上のように構成されるコンピュータでは、ＣＰＵ１０１が、例えば、記録部１０８に記録されているプログラムを、入出力インターフェース１０５及びバス１０４を介して、ＲＡＭ１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
　コンピュータ（ＣＰＵ１０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
　そして、プログラムは、リムーバブルメディア１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インターフェース１０５を介して、記録部１０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記録部１０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ＲＯＭ１０２や記録部１０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
　なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。
　以上、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の変形例、応用例を取り得ることは勿論である。
　１…プラント制御システム、１０…発電プラント、２０…蓄電池システム、２１…蓄電池設備、２２…蓄電池制御装置、２３…データベース、２２１…入出力部、２２２…所内動力低減部、２２３…所内機器起動短縮部、２２４…一定負荷運転支援部、２２５…統括制御部、２２６…蓄電池制御部、２２７…データ管理部

Claims (8)

  1. 　発電プラントにより発電された余剰電力を利用して充電を行う蓄電池と、
    　少なくとも発電プラント機器（以下、所内機器と記す）ごとの消費電力の情報が蓄積されるデータベースと、
    　複数の機能のうち、各機能を実行した場合に稼動する前記所内機器の消費電力と前記蓄電池の放電容量を比較し、前記蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能な機能を選定し、選定した機能を前記蓄電池から供給される電力を利用して実行すべく制御を行う統括制御部と、該統括制御部の制御に応じて前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御部とを含む蓄電池制御装置と、を備える
    　蓄電池システム。
  2. 　前記統括制御部は、前記発電プラントから所内機器の稼働状況を取得し、前記所内機器の稼働状況と消費電力の情報を用いて、前記複数の機能のそれぞれを前記発電プラントに適用した場合の各機能の実行にかかるコストを評価し、前記蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能であって、よりコストを低減できる機能を選定する
    　請求項１に記載の蓄電池システム。
  3. 　前記複数の機能は、少なくとも、前記発電プラントの発電用補機を駆動するのに必要な電力を低減する所内動力低減機能と、複数の前記所内機器の起動時間を短縮する所内機器起動時間短縮機能と、前記発電プラントの一定負荷の運転を支援する一定負荷運転支援機能のうちの２以上の機能を含む
    　請求項２に記載の蓄電池システム。
  4. 　前記蓄電池制御装置は、前記所内動力低減機能を実行する所内動力低減部、を更に備え、
    　前記所内動力低減部は、前記統括制御部の実行指令を受けて、前記発電プラントから前記所内機器の稼働状況の情報を取得し、稼働中の各所内機器の消費電力に基づいて前記蓄電池から前記稼働中の所内機器へ電力を供給する場合の供給優先順位を設定し、前記供給優先順位に従い前記蓄電池の放電容量の範囲内において、前記蓄電池から該当所内機器へ電力が供給されるよう制御する
    　請求項３に記載の蓄電池システム。
  5. 　前記データベースに所内機器起動順序の情報が蓄積されており、
    　前記蓄電池制御装置は、前記所内機器起動時間短縮機能を実行する所内機器起動時間短縮部、を更に備え、
    　前記所内機器起動時間短縮部は、前記統括制御部の実行指令を受けて、前記データベースから所内機器起動順序の情報を取得し、前記所内機器起動順序の情報に含まれる所内機器の消費電力及び前記蓄電池の放電容量に基づいて、前記所内機器の一部を並列起動する並列起動順序を計算し、前記並列起動順序に従い前記蓄電池の放電容量の範囲内において、前記蓄電池から該当所内機器へ電力が供給されるよう制御する
    　請求項３に記載の蓄電池システム。
  6. 　前記蓄電池制御装置は、前記一定負荷運転支援機能を実行する一定負荷運転支援部、を更に備え、
    　前記一定負荷運転支援部は、前記統括制御部の実行指令を受けて、前記発電プラントの発電出力の設定値及び前記発電プラントに対する発電出力の要求値を取得し、前記発電出力の要求値が設定値を上回る場合、前記蓄電池の放電容量の範囲内において、前記蓄電池から前記要求値と前記設定値の差分に相当する電力が電力系統に供給されるよう制御する
    　請求項３に記載の蓄電池システム。
  7. 　前記データベースには、更に前記発電プラントにおいて実行される機能の優先順位（以下、実行機能優先順位と記す）の情報が蓄積され、
    　前記統括制御部は、前記発電プラントから該発電プラントの運転状況の情報を取得し、前記データベースから前記発電プラントの運転状況に対応する前記実行機能優先順位の情報を取得し、前記蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能であって、前記実行機能優先順位がより上位の機能を選定する
    　請求項２に記載の蓄電池システム。
  8. 　発電プラントと、
    　前記発電プラントにより発電された余剰電力を利用して充電を行う蓄電池と、
    　少なくとも発電プラント機器（以下、所内機器と記す）ごとの消費電力の情報が蓄積されるデータベースと、
    　複数の機能のうち、各機能を実行した場合に稼動する前記所内機器の消費電力と前記蓄電池の放電容量を比較し、前記蓄電池の放電容量の範囲内で実行可能な機能を選定し、選定した機能を前記蓄電池から供給される電力を利用して実行すべく制御を行う統括制御部と、該統括制御部の制御に応じて前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御部とを含む蓄電池制御装置と、を備える
    　発電プラント制御システム。
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