(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
夜間の系統の電力変動を火力発電機の出力で調整する際の前記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おいて、
運用日の日付及び夜間の対象時間帯が指定されると運用日の夜間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、
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に基づいて運用日の夜間の対象時間帯における電力変動を前記系統に連系される火力発電機の必要調整能力として算定する調整能力算定手段と、
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、
前記調整能力算定手段で算定された必要調整能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必要調整能力として前記運用日の夜間の対象時間帯毎に算定する修正調整能力算定手段と、
前記系統に連系される火力発電機が前記修正調整能力算定手段で算定された前記運用日の夜間の対象時間帯毎の修正必要調整能力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】
前記記憶装置に予め記憶する利用可能な蓄電池の容量は、運転計画の立案の度に更新する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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、夜間の系統の電力変動を火力発電機の出力で調整する際の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】
電力系統に連系されている火力発電機は、夜間の電力需要の微小変動にリルタイムで追随できるように一定の調整能力を確保している。この必要な調整能力は、夜間の電力需要の数％である。
【０００３】
夜間の電力需要の微小変動に対する追随は、火力発電機のうち特に最新式コンバインドサイクル発電ＡＣＣの出力調整（出力の急速可変）で対応するようにしている。火力発電機の１台あたりの出力調整量には制限がある。そこで、電力系統全体の出力調整量に対応できるように、複数の火力発電機を出力調整用の火力発電機として運転し、例えば、火力発電機の最低出力から定格出力の範囲の半分程度の中間出力で運転し、一定の必要調整能力を確保している。
【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、電力需要の昼夜格差は大きく深夜の電力需要は低いため、夜間の出力調整用の火力発電機の運転必要台数は本来少ないはずであるが、一定の調整能力を確保するために複数の火力発電機を必要としている。また、出力調整用の火力発電機は、出力増減のいずれにも対応できるように中間出力で運転しているので運転効率が悪く、環境の面からもCO2排出量が増えるので好ましくない。従って、出力調整用の火力発電機の運転台数は少ないほどよいが、出力調整用の火力発電機の運転台数が少なすぎると、夜間の電力需要の微小変動に対応することとができなくなる。また、多めに火力発電機を立ち上げた場合には、無駄な起動停止が増加することになり発電原価増やCO2排出量の増加の要因ともなる。
【０００７】
本発明の目的は、一定の調整能力を確保しながら夜間の出力調整用の火力発電機の運転台数を適正化し、環境負荷を最小限にすることが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】
【０００８】
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、夜間の系統の電力変動を火力発電機の出力で調整する際の前記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おいて、運用日の日付及び夜間の対象時間帯が指定されると運用日の夜間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、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に基づいて運用日の夜間の対象時間帯における電力変動を前記系統に連系される火力発電機の必要調整能力として算定する調整能力算定手段と、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、前記調整能力算定手段で算定された必要調整能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必要調整能力として前記運用日の夜間の対象時間帯毎に算定する修正調整能力算定手段と、前記系統に連系される火力発電機が前記修正調整能力算定手段で算定された前記運用日の夜間の対象時間帯毎の修正必要調整能力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。
【０００９】
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、前記記憶装置に予め記憶する利用可能な蓄電池の容量は、運転計画の立案の度に更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
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微少変動に対する必要調整能力と利用可能な蓄電池の容量との差分を修正必要調整能力として算定し、系統に連系される火力発電機が修正必要調整能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微少変動に対する必要調整能力が軽減される。従って、必要な調整能力を確保しながら火力発電機の運転台数を適正化し、かつ環境負荷も最小限にすることができ、全体として運転効率を向上できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、予め利用可能な蓄電池の容量を運転計画の立案の度に更新するので、最新の利用可能な蓄電池の容量を使用できるので、より精度のよい運転計画を立案できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】夜間のある対象時間帯における電力需要の微少変動の一例を示すグラフ。
【図３】電力系統運用者が夜間に利用できる蓄電池の充電深度の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、夜間の系統の電力変動を火力発電機の出力で調整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及び夜間の対象時間帯ｙを演算制御装置１２に入力する。夜間の対象時間帯ｙは、例えば、電力需要が減少する２１時から翌朝の午前６時までの１時間おきの時間帯である。
【００１４】
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夜間の対象時間帯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算出されたデータである。
【００１５】
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算出さ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。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は調整能力算定手段１６に入力される。
【００１６】
調整能力算定手段１６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を入力すると、記憶装置１４の電力変動率データベース１７に予め記憶されている電力変動率データＢを読み込む。電力変動率データベース１７に予め格納されている電力変動率データＢは、例えば、過去数年間の電力変動率実績データを基に予め算出されたデータであり、季節や曜日によって異なる夜間の対象時間帯の電力変動率である。
【００１７】
調整能力算定手段１６は、該当する日付ｘの対象時間帯ｙにおける電力変動率ｂを取り出し、想定電力需要量ａにその電力変動率ｂを乗算して各運用日の夜間の対象時間帯ｙにおける電力の微少変動Ｃを算定する。そして、その電力の微少変動Ｃを火力発電機の必要調整能力ｃとして修正調整能力算定手段１８に出力する。
【００１８】
次に、修正調整能力算定手段１８は、調整能力算定手段１６で算定された必要調整能力ｃ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Ｄ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ｄを取り出す。そして、火力発電機の必要調整能力ｃから利用可能な蓄電池の容量ｄを減算し、各運用日の夜間の対象時間帯ｙ毎の修正必要調整能力ｅを算定する。
【００１９】
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Ｄは、夜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、電力系統運用者が利用できる蓄電池の容量が予め記憶されている。
【００２０】
修正調整能力算定手段１８で算定された修正必要調整能力ｅは、運転計画算定手段２０に入力される。運転計画算定手段２０は、系統に連系される火力発電機が各運用日の夜間の対象時間帯ｙ毎の修正必要調整能力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２０で算定された運転計画は出力装置２１に出力される。
【００２１】
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微少変動に対する必要調整能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。
【００２２】
図２は、夜間のある対象時間帯ｙにおける電力需要の微少変動の一例を示すグラフである。ある対象時間帯ｙにおける電力需要は、想定電力需要量ａに対し、斜線部で示した微少変動を有している。想定電力需要量ａにその電力変動率ｂを乗算して求められる電力の微少変動Ｃは、当該対象時間帯の最大電力幅であり、この電力の微少変動Ｃが火力発電機の必要調整能力ｃとなる。
【００２３】
調整能力算定手段１６は、該当対象時間帯ｙの想定電力需要量ａに、その電力変動率ｂを乗算して該当対象時間帯における電力の微少変動Ｃを算定する。想定電力需要量ａや電力変動率ｂは、例えば、過去の実績データであり安全を見込んだ値であるので、調整能力算定手段１６により算定される電力の微少変動Ｃは、実際の電力微少変動よりも安全側である大きめの値となる。
【００２４】
図３は、電力系統運用者が夜間に利用できる蓄電池の充電深度の一例を示すグラフである。図３では、電力需要が減少する２１時から翌朝の午前６時までの時間帯で蓄電池の充放電制御を行った場合を示している。
【００２５】
通常、電力系統運用者が夜間に利用できる需要家の蓄電池は、夜間に充電し昼間に放電するように運用されている。このことから、２１時においては、蓄電池の充電深度は低となっており、翌朝の６時には充電深度は高となるように、全体として夜間に充電する特性で充放電制御が行われる。
【００２６】
すなわち、２１時から翌朝の６時の間において、蓄電池は電力需要量の微少変動Ｃの一部を吸収しつつ充放電を繰り返しながら全体として充電する特性で充放電制御される。
【００２７】
電力需要量の微少変動Ｃの一部を吸収できる蓄電池の容量は、記憶装置１４の利用可能蓄電池データベース１９に予め利用可能な蓄電池の容量として記憶しているので、修正調整能力算定手段１８は、その利用可能な蓄電池の容量分だけ電力需要の微少変動に対する必要調整能力が軽減した修正必要調整能力を算出することになる。
【００２８】
ここで、記憶装置１４の利用可能蓄電池データベース１９に予め記憶する利用可能な蓄電池の容量は、運転計画の立案の度に更新するようにすると、最新の利用可能な蓄電池の容量を使用できるので、より精度のよい運転計画を立案できる。
【符号の説明】
【００２９】
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…調整能力算定手段、１７…電力変動率データベース、１８…修正調整能力算定手段、１９…利用可能蓄電池データベース、２０…運転計画算定手段、２１…出力装置
【図１】
0005494279.tif 000002
【図２】
0005494279.tif 000003
【図３】
0005494279.tif 000004