(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運用日の日付及び昼間の対象時間帯が入力されると電力系統の電力需要量データに基づいて運用日の対象時間帯の想定電力需要量を算定する想定電力需要量算定手段と、
運用日の日付及び昼間の対象時間帯が入力されると電力系統に連系される火力発電機の予備力データに基づいて運用日の対象時間帯の所要予備力を算定する予備力算定手段と、
前記運用日の対象時間帯毎に利用可能な蓄電池の容量を予め記憶する記憶装置と、
電力系統に連系される火力発電機毎の運転履歴に基づいて前記火力発電機毎に起動所要期間を算定する起動時間算定手段と、
前記予備力算定手段で算定された所要予備力と前記記憶装置に予め記憶された利用可能な蓄電池の容量との差分を修正予備力として前記運用日の対象時間帯毎に算定する修正予備力算定手段と、
前記想定電力需要量算定手段で算定された想定電力需要量と前記修正予備力算定手段で算定された修正予備力とを加算し前記運用日の対象時間帯毎の所要発電量として算定する所要発電量算定手段と、
前記電力系統に連系される火力発電機及び前記起動時間算定手段で算定された前記火力発電機毎の起動所要期間に基づいて前記所要発電量算定手段で算定された前記運用日の対象時間帯毎の所要発電量を満たすように前記火力発電機の運転計画を算定する運転計画算定手段とを備えたことを特徴とする火力発電機の運転計画立案装置。
【請求項２】
前記利用可能な蓄電池に予め充電する充電量を見直した運転計画を立案する運転計画見直し手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の火力発電機の運転計画立案装置。
【請求項３】
前記運転計画見直し手段は、運用日の前日または運用日の当日において、前記利用可能な蓄電池に予め充電する充電量を見直した運転計画を立案することを特徴とする請求項２記載の火力発電機の運転計画立案装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昼間における電力系統の電力需要に対して所定の予備力を確保するように火力発電機の運転計画を立案する火力発電機の運転計画立案装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１日の電力系統の電力需要は昼間に最大となり深夜に最低となるが、その昼夜格差は大きい。昼間の最大電力需要においても、安定して電力が供給できるように、１日の電力需要を想定し、一定の予備力を確保できるように火力発電機の運転計画を立案している。この運転計画は週間単位等で作成しているが、特に週明け等の電力需要の急変時への対応が重要である。電力需要に対応するのは揚水発電機を除いては、火力発電機の起動停止による出力変動で対応している。
【０００３】
火力発電機は停止期間が長いと、その分起動までの期間も長くなる。例えば１日の停止では１日で起動可能であるが、２日の停止では起動に２日〜３日の時間を要するので、１日の電力需要の変動に対応するには、予め火力発電機の運転計画を立案しておくことが必要となる。
【０００４】
ここで、深夜の需要が最小となるときの深夜下げ代と昼間の需要が最大となるときの火力予備力とが最適なものとなるように、昼間の電力供給に必要な揚水発電所の発電電力量（揚発容量）を確保し、揚発容量が設備容量限界（揚発容量限界）を超えないように、しかも火力発電機の燃料費用が最も小さくなる条件を満たすように、深夜下げ代と火力予備力とを算出するようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開特開２００７−１２４７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、火力発電機を立ち上げるには、１日〜３日の時間を要するので、１日〜３日前の電力需要の想定を元に火力発電機の運転計画を立案する必要がある。そのため、例えば火力発電機の起動後に需要想定が下方修正された場合、結果的に火力発電機を多めに起動することになるなど、起動する火力発電機の台数を必要最小限に抑えられないこともあり得る。
【０００７】
多めに火力発電機を立ち上げた場合には、立ち上げた火力発電機を定格運転した場合には電力が余剰となるので、定格出力よりも低出力で運転することになる。そうすると効率が悪くなり、また、無駄な起動停止が増加することになり、発電原価増の要因となる。
【０００８】
本発明の目的は、昼間の電力需要に対する一定の予備力を確保しながら火力運転台数を最適化できる火力発電機の運転計画立案装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係る火力発電機の運転計画立案装置は、運用日の日付及び昼間の対象時間帯が入力されると電力系統の電力需要量データに基づいて運用日の対象時間帯の想定電力需要量を算定する想定電力需要量算定手段と、運用日の日付及び昼間の対象時間帯が入力されると電力系統に連系される火力発電機の予備力データに基づいて運用日の対象時間帯の所要予備力を算定する予備力算定手段と、前記運用日の対象時間帯毎に利用可能な蓄電池の容量を予め記憶する記憶装置と、電力系統に連系される火力発電機毎の運転履歴に基づいて前記火力発電機毎に起動所要期間を算定する起動時間算定手段と、前記予備力算定手段で算定された所要予備力と前記記憶装置に予め記憶された利用可能な蓄電池の容量との差分を修正予備力として前記運用日の対象時間帯毎に算定する修正予備力算定手段と、前記想定電力需要量算定手段で算定された想定電力需要量と前記修正予備力算定手段で算定された修正予備力とを加算し前記運用日の対象時間帯毎の所要発電量として算定する所要発電量算定手段と、前記電力系統に連系される火力発電機及び前記起動時間算定手段で算定された前記火力発電機毎の起動所要期間に基づいて前記所要発電量算定手段で算定された前記運用日の対象時間帯毎の所要発電量を満たすように前記火力発電機の運転計画を算定する運転計画算定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係る火力発電機の運転計画立案装置は、請求項１の発明において、前記利用可能な蓄電池に予め充電する充電量を見直した運転計画を立案する運転計画見直し手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係る火力発電機の運転計画立案装置は、請求項２の発明において、前記運転計画見直し手段は、運用日の前日または運用日の当日において、前記利用可能な蓄電池に予め充電する充電量を見直した運転計画を立案することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、運用日の対象時間帯毎に利用可能な蓄電池の容量を予め記憶しておき、運用日の対象時間帯毎の電力需要の所要予備力と利用可能な蓄電池の容量との差分を修正予備力として算定し、電力系統に連系される火力発電機が修正予備力を満たすように火力発電機の運転計画を算定するので、利用可能な蓄電池の容量分だけ電力需要の所要予備力が軽減される。従って、必要な予備能力を確保しながら火力発電機の運転台数を適正化でき、全体として運転効率を向上できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、利用可能な蓄電池に予め充電する充電量を見直しできるので、当初の運転計画通りの火力発電機の運転台数で予備力を確保できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、利用可能な蓄電池への充電は、運用日の前日の夜間または運用日の当日の朝に充電可能であるので、運用日の前日または運用日の当日においても見直しが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る火力発電機の運転計画立案装置の構成図。
【図２】ある一日の電力需要量である日負荷曲線の一例を示すグラフ。
【図３】本発明の他の実施形態に係る火力発電機の運転計画立案装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る火力発電機の運転計画立案装置の構成図である。運転計画立案装置は、電力系統の昼間の需要が最大となるときの予備力を火力発電機の出力で確保する際の火力発電機の運転計画を立案するものであり、例えば、直近の１週間の火力発電機の運転計画を立案するには、入力装置１１から直近の１週間の運用日の日付ｘ及び昼間の対象時間帯ｙを演算制御装置１２に入力する。昼間の対象時間帯ｙは、例えば、電力需要が増大する午前１０時から１８時までの１時間おきの時間帯である。
【００１７】
演算制御装置１２の想定電力需要量算定手段１３は、１週間の運用日の日付ｘ及び夜間の対象時間帯ｙが入力されると、記憶装置１４の電力需要量データベース１５に予め記憶されている電力需要量データＡを読み込み、その電力需要量データＡに基づいて、直近の１週間の各運用日における昼間の対象時間帯ｙの想定電力需要量ａを算定する。電力需要量データベース１５に予め格納されている電力需要量実績データＡは、例えば、過去数年間の電力需要量実績データを基に予め求められたデータである。
【００１８】
すなわち、季節や曜日によって夜間の対象時間帯の電力需要量が異なるので、想定電力需要量算定手段１３は、過去数年間の電力需要量実績データを基に予め求められた電力需要量データＡに基づき、直近の１週間の各運用日における夜間の対象時間帯の想定電力需要量ａを算定することになる。
【００１９】
また、演算制御装置１２の予備力算定手段１６は、運用日の日付ｘ及び昼間の対象時間帯ｙが入力されると、記憶装置１４の予備力データベース１７に予め記憶されている予備力データＢを読み込み、その予備力データＢに基づいて直近の１週間の各運用日における昼間の対象時間帯ｙの所要予備力ｂを算定する。予備力データベース１７に予め記憶されている予備力データＢは、例えば、起動中の火力発電機の発電余力や起動可能な火力発電機の情報などである。
【００２０】
次に、修正予備力算定手段１８は、予備力算定手段１６で算定された各対象時間帯ｙの所要予備力ｂを入力すると、記憶装置１４の利用可能蓄電池データベース１９に予め記憶されている利用可能蓄電池データＣを読み込み、該当する日付ｘの対象時間帯ｙにおける利用可能な蓄電池の容量ｃを取り出す。そして、予備力算定手段１６で算定された所要予備力ｂから利用可能な蓄電池の容量ｃを減算し、その差分を各運用日の昼間の対象時間帯ｙ毎の修正予備力ｄとして算定する。
【００２１】
利用可能蓄電池データベース１９に予め記憶されている利用可能蓄電池データＣは、昼間において電力系統運用者が自由に充放電制御できる蓄電池の情報であり、例えば、蓄電池を有した需要家との契約により、電力系統運用者が昼間の対象時間帯ｙにおいて利用できる蓄電池の容量が予め記憶されている。
【００２２】
修正予備力算定手段１８で算定された修正予備力ｄは、所要発電量算定手段２０に入力される。所要発電量算定手段２０には想定電力需要量算定手段１３で算定された想定電力需要量ａも入力され、所要発電量算定手段２０は想定電力需要量ａと修正予備力ｄとを加算し、運用日の対象時間帯ｙ毎の所要発電量ｅとして算定し、運転計画算定手段２１に出力される。
【００２３】
一方、起動時間算定手段２２は、記憶装置１４の発電機運転履歴データベース２３から発電機運転履歴データＤを入力し、電力系統に連系される火力発電機毎の発電機運転履歴データＤに基づいて、火力発電機毎に起動所要期間ｆを算定し、運転計画算定手段２１に出力する。前述したように、火力発電機は停止期間が長いと、その分起動までの期間も長くなるので、起動時間算定手段２２は発電機運転履歴データＤに基づいて、火力発電機毎に起動所要期間ｆを算定する。
【００２４】
運転計画算定手段２１は、修正予備力算定手段１８で算定された修正予備力ｄ及び起動時間算定手段２２で算定された火力発電機毎に起動所要期間ｆに基づいて、系統に連系される火力発電機が各運用日の中の対象時間帯ｙ毎の所要発電量ｅを満たすように、火力発電機の運転計画を算定する。運転計画算定手段２１で算定された運転計画は出力装置２４に出力される。
【００２５】
この算定された運転計画は、利用可能な蓄電池の容量分だけ電力需要の予備力が軽減された運転計画である。従って、火力発電機の運転台数を軽減することができ、全体として電力系統の火力発電機の運転効率を向上できる。
【００２６】
図２は、ある一日の電力需要量である日負荷曲線の一例を示すグラフである。図２に示すように、電力需要量Ｓ１は夜間は少なく昼間に多くなる。昼間において、特に１４時前後に最大需要電力Ｓｐとなる。この最大需要電力Ｓｐに対して、一定割合の予備力Ｓ２が設定される。
【００２７】
電力需要量Ｓ１は午前７時前後から増大するので、それに対応して火力発電機を順次起動していくことになる。そして、電力需要量Ｓ１のうち需要量が大きい午前１０時から午後１８時の間を予備力確保の対象時間帯ｙとし、この対象時間帯ｙにおいて、電力系統運用者が利用できる蓄電池から放電を行い、電力需要量Ｓ１の一部を負担する。これにより、予備力Ｓ２を保ちつつ火力発電機の運転台数を軽減できる。
【００２８】
図３は、本発明の他の実施形態に係る火力発電機の運転計画立案装置の構成図である。この他の実施形態は、図１に示した実施形態に対し、利用可能な蓄電池に予め充電する運転計画を見直しする運転計画見直し手段２５を追加して設けたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２９】
運転計画は、例えば１週間単位で立案される場合、運用日の直前になって火力発電機のトラブルが発生してしまうと、当初の計画通りに火力発電機を起動できなくなることがある。そのような場合、予備力の確保のために、運転計画見直し手段２５により、利用可能な蓄電池に予め充電する充電量の見直しを行う。
【００３０】
入力装置１１から運転計画見直し手段２５に対し、計画立案時の状況から変化した状況変化情報ｇを入力する。状況変化情報ｇは、例えば、予定していた火力発電機が起動できなくなったことの情報、天気予報の変更情報、前日の実績電力需要量や前日の実績予備力が計画通りでなかったことの情報などである。
【００３１】
運転計画見直し手段２５は状況変化情報ｇを入力すると、想定電力需要量算定手段１３及び予備力算定手段１６を起動し、想定電力需要量算定手段１３は状況変化に伴って変化する想定電力需要量を算定し、予備力算定手段１６は状況変化に伴って変化する所要予備力を算出する。例えば、想定電力需要量は天気予報の変更情報で変化し、所要予備力は発電機のトラブル情報で変化する。
【００３２】
運転計画見直し手段２５は、算定された想定電力需要量や所要予備力に基づいて、減少すると予想される予備力の分だけ、利用可能な蓄電池に予め充電しておく運転計画を算定する。
【００３３】
例えば、状況変化情報ｇが運用日の前日の夕方に発生した場合には、前日の夕方に運転計画見直し手段２５を起動する。そして、運用日当日の予備力が通常の予備力より小さいと算定された場合には、減少すると予想される予備力の分だけ、運用日の前日の夜間に蓄電池に充電するようにする。
【００３４】
また、状況変化情報ｇが運用日の前日の朝に発生した場合には、当時の朝に運転計画見直し手段２５を起動する。そして、運用日当日の予備力が通常の予備力より小さいと算定された場合には、減少すると予想される予備力の分だけ、運用日の当日の午前中（例えば午前１０以前）に蓄電池に充電するようにする。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、運用日の対象時間帯毎に利用可能な蓄電池の容量を予め記憶しておき、運用日の対象時間帯毎の電力需要の所要予備力と利用可能な蓄電池の容量との差分を修正予備力として算定し、電力系統に連系される火力発電機が修正予備力を満たすように火力発電機の運転計画を算定するので、利用可能な蓄電池の容量分だけ電力需要の所要予備力が軽減される。従って、必要な予備能力を確保しながら火力発電機の運転台数を適正化でき、全体として運転効率を向上できる。
【００３６】
また、運転計画を立案したときから状況変化があったときは、その状況変化に基づき、利用可能な蓄電池に予め充電する充電量を見直し、状況変化により変化した予備力を蓄電池で確保するので、当初の運転計画通りの火力発電機の運転台数で予備力を確保できる。
【００３７】
また、利用可能な蓄電池への充電は、運用日の前日の夜間または運用日の当日の朝に充電可能であるので、運用日の前日の夕方または運用日の当日の早朝においても、利用可能な蓄電池に予め充電する充電量の見直しが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１１…入力装置、１２…演算制御装置、１３…想定電力需要量算定手段、１４…記憶装置、１５…電力需要量データベース、１６…予備力算定手段、１７…予備力データベース、１８…修正予備力算定手段、１９…利用可能蓄電池データベース、２０…所要発電量算定手段、２１…運転計画算定手段、２２…起動時間算定手段、２３…発電機運転履歴データベース、２４…運転計画見直し手段
【図１】
0005494282.tif 000002
【図２】
0005494282.tif 000003
【図３】
0005494282.tif 000004