(57)【要約】      （修正有）【課題】電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つための装置を提供する。【解決手段】装置は、複数組の起動閾値を記憶するメモリと、命令を記憶する命令メモリと、命令メモリに記憶された命令の制御下で一若しくは複数の個別負荷１１２及び／又は一若しくは複数の連続負荷１１０を調整する負荷調整器１２０とを備え、個別負荷及び連続負荷は、第１のクライアント用地１０４に設けられている。負荷調整器は、複数組の起動閾値から第１組の起動閾値を選択し、電力供給網の不均衡の量を示す第１の信号と第１組の起動閾値とに基づき、第１の個別負荷の起動レベルを第１のレベルから第２のレベルに変更する選択・変更器と、起動レベルの変化から生じる少なくとも第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値を生成する生成器と、第１の推定値を第１の連続負荷の調整システムに送信する送信器とを実装する。【選択図】図１
0003230126.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つための装置であって、
複数組の起動閾値を記憶するメモリと、
命令メモリに記憶された命令の制御下の一若しくは複数の回路及び／又は一若しくは複数のプロセッサと
を備えており、前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、
−  前記複数組の起動閾値から第１組の起動閾値を選択し、
−  電力供給網の不均衡の量を示す第１の信号と前記第１組の起動閾値とに基づき、第１の個別負荷の起動レベルを第１のレベルから第２のレベルに変更し、
−  前記起動レベルの変化から生じる少なくとも前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値を生成し、
−  前記第１の推定値を第１の連続負荷の調整システムに送信する
ように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１の推定値は、前記第１の個別負荷の調整不良を示し、
前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、前記第１の推定値に基づき、前記複数組の起動閾値から第２組の起動閾値を選択するように更に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の信号は、前記電力供給網の供給電圧の系統周波数を示す周波数信号であることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の信号は、電力消費の要求された変化を示す電力変更コマンド信号であることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項５】
各起動レベルの無効化をヒステリシスを用いて適用し、各起動閾値は、対応する起動レベルを引き起こすラッチ閾値に対応し、対応する起動レベルを適用しなくなる更なるリリース閾値に関連付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記第１の個別負荷及び前記第１の連続負荷は第１のクライアント用地に設けられており、
前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、
−  前記第１の推定値及び前記第１の信号に基づき、一又は複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、
−  計算された余剰電力レベルに基づき、前記一又は複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の制御信号を生成する
ことにより、前記第１の連続負荷を制御するための調整ループを実装するように更に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つためのシステムであって、
−  第１のクライアント用地に設けられている請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置及び第１の個別負荷と、
−  第２のクライアント用地に設けられている第２の装置及び第１の連続負荷と
を備えており、
前記第２の装置は、前記第１の連続負荷を制御するための調整ループを実装しており、
前記第２の装置は、
−  前記第１の信号又は前記電力供給網の不均衡の量を示す更なる信号と、少なくとも前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値とに基づき、一又は複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、
−  計算された余剰電力レベルに基づき、一又は複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の制御信号を生成する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項８】
余剰電力レベルをフィードバック信号に基づき更に生成し、
前記フィードバック信号を生成するように構成された中央電力管理システムを更に備えていることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、電子式の電力管理装置及び電力管理システムの分野に関し、特に、送電網に亘って供給される電力の需要側の均衡のためのシステム及び装置に関する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００２】
電力供給送電網が繰り返し直面する課題は、停電の原因となり得る送電網の過負荷を避けるために供給及び需要の均衡を常に保つことである。
【０００３】
系統周波数は、送電網のある瞬間の電力不均衡の最も重要な指標である。実際、消費の増加は、同期製造機の電力需要を増加させ、ひいては同期製造機の回転速度を遅らせる。逆に、ある瞬間の電力需要の減少により、過剰生産、ひいては周波数の上昇が生じる。
【０００４】
欧州では、周波数制御に関連する実施及び機構を組織化して監督することにより、送電網の安定性を保証することは、送電系統運用者(TSO) の役割である。他の国々では、同様の役割を果たすエンティティがある。比較的大きな送電網では一般に、周波数偏差に対処するために使用される周波数制御の３つの層、つまり一次周波数制御、二次周波数制御及び三次周波数制御がある。周波数制御予備力(FCR) としても知られている一次周波数制御(PFC) は、大型の発電機のドループ特性によって主に与えられる。しかしながら、今日のスマートグリッド開発での需要反応(DR)の到来により、需要側が送電網の安定性における新たな関係者になった。実際、工業用地は、エネルギーコストの削減のような金銭的誘因と引き換えに工業用地の電力消費に積極的に柔軟性を持たせることが多い。
【０００５】
しかしながら、特に100 MW未満の電力を消費する比較的小さな工業用地の場合、需要側の有用な電力均衡機能を備えることは技術的に困難である。従って、工業用地が電力均衡機構に有効に寄与し得る方法、システム及び装置の必要性が本技術分野にある。
【０００６】
本開示の実施形態の目的は、本技術分野における一又は複数の必要性を少なくとも部分的に対応することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つ方法であって、第１のクライアント用地の第１の装置によって、電力供給網の不均衡の量を示す第１の信号と第１組の起動閾値とに基づき、第１の個別負荷の起動レベルを第１のレベルから第２のレベルに変更し、前記第１の装置によって、前記起動レベルの変化から生じる前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値を生成し、前記第１の推定値と前記第１の信号又は前記電力供給網の不均衡の量を示す第２の信号とに基づき、一又は複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、計算された余剰電力レベルに基づき、前記一又は複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の制御信号を生成することを特徴とする方法が提供される。
【０００８】
一実施形態によれば、前記第１の信号は、前記電力供給網の供給電圧の系統周波数を示す周波数信号である。
【０００９】
一実施形態によれば、前記第１の信号は、電力消費の要求された変化を示す電力変更コマンド信号である。
【００１０】
一実施形態によれば、各起動レベルの無効化をヒステリシスを用いて適用し、各起動閾値は、対応する起動レベルを引き起こすラッチ閾値に対応し、対応する起動レベルを適用しなくなる更なるリリース閾値に関連付けられている。
【００１１】
一実施形態によれば、前記方法では、前記第１の個別負荷の起動レベルを変更する前に、少なくとも１つの更なる個別負荷の少なくとも使用可能性に基づき、前記第１組の起動閾値を複数組の起動閾値から選択する。
【００１２】
一実施形態によれば、前記複数組の起動閾値は、前記第１の装置のメモリに記憶されている。
【００１３】
一実施形態によれば、前記第１の個別負荷及び前記第１の連続負荷は前記第１のクライアント用地に設けられており、前記余剰電力レベルの計算及び前記制御信号の生成を、前記第１のクライアント用地の第１の装置によって行う。
【００１４】
一実施形態によれば、前記第１の個別負荷は前記第１のクライアント用地に設けられており、前記第１の連続負荷は第２のクライアント用地に設けられており、前記制御信号の生成を、前記第２のクライアント用地の第２の装置によって行う。
【００１５】
一実施形態によれば、一又は複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルの計算を、中央電力管理システムによって少なくとも部分的に行う。
【００１６】
更なる態様によれば、電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つための装置であって、命令メモリに記憶された命令の制御下の一若しくは複数の回路及び／又は一若しくは複数のプロセッサを備えており、前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、電力供給網の不均衡の量を示す第１の信号と第１組の起動閾値とに基づき、第１の個別負荷の起動レベルを第１のレベルから第２のレベルに変更し、前記起動レベルの変化から生じる少なくとも前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値を生成し、前記第１の推定値を第１の連続負荷の調整システムに送信するように構成されていることを特徴とする装置が提供される。
【００１７】
一実施形態によれば、前記第１の信号は、前記電力供給網の供給電圧の系統周波数を示す周波数信号である。
【００１８】
一実施形態によれば、前記第１の信号は、電力消費の要求された変化を示す電力変更コマンド信号である。
【００１９】
一実施形態によれば、各起動レベルの無効化をヒステリシスを用いて適用し、各起動閾値は、対応する起動レベルを引き起こすラッチ閾値に対応し、対応する起動レベルを適用しなくなる更なるリリース閾値に関連付けられている。
【００２０】
一実施形態によれば、前記装置は複数組の起動閾値を記憶するメモリを更に備えており、前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、前記第１の個別負荷の起動レベルを変更する前に、少なくとも１つの更なる個別負荷の少なくとも使用可能性に基づき、前記第１組の起動閾値を複数組の起動閾値から選択するように更に構成されている。
【００２１】
一実施形態によれば、前記第１の個別負荷及び前記第１の連続負荷は第１のクライアント用地に設けられており、前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、前記第１の推定値及び前記第１の信号に基づき、少なくとも１つの連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、計算された余剰電力レベルに基づき、前記一又は複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の制御信号を生成することにより、前記第１の連続負荷を制御するための調整ループを実装するように更に構成されている。
【００２２】
更なる態様によれば、電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つためのシステムであって、第１のクライアント用地に設けられている上記の装置及び第１の個別負荷と、第２のクライアント用地に設けられている第２の装置及び第１の連続負荷とを備えており、前記第２の装置は、前記第１の連続負荷を制御するための調整ループを実装しており、前記第２の装置は、前記第１の信号又は前記電力供給網の不均衡の量を示す更なる信号と、少なくとも前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値とに基づき、一又は複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、計算された余剰電力レベルに基づき、一又は複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の制御信号を生成するように構成されていることを特徴とするシステムが提供される。
【００２３】
一実施形態によれば、余剰電力レベルをフィードバック信号に基づき更に生成し、前記システムは、前記フィードバック信号を生成するように構成された中央電力管理システムを更に備えている。
【００２４】
更なる態様によれば、電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つ方法であって、第１のクライアント用地の第１の装置によって、第１組の起動閾値を複数組の起動閾値から選択し、前記第１の装置によって、電力供給網の不均衡の量を示す第１の信号と前記第１組の起動閾値とに基づき、第１の個別負荷の起動レベルを第１のレベルから第２のレベルに変更し、前記第１の装置によって、前記起動レベルの変化から生じる前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値を生成し、前記第１の推定値と前記第１の信号又は前記電力供給網の不均衡の量を示す第２の信号とに基づき、一又は複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、計算された余剰電力レベルに基づき、第１の連続負荷(220) の制御信号を生成することを特徴とする方法が提供される。
【００２５】
一実施形態によれば、前記第１の推定値は、前記第１の個別負荷の調整不良を示し、前記方法では、前記第１の推定値に基づき、第２組の起動閾値を複数組の起動閾値から選択する。
【００２６】
更なる態様によれば、電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つための装置であって、複数組の起動閾値を記憶するメモリと、命令メモリに記憶された命令の制御下の一若しくは複数の回路及び／又は一若しくは複数のプロセッサとを備えており、前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、第１組の起動閾値を複数組の起動閾値から選択し、電力供給網の不均衡の量を示す第１の信号と前記第１組の起動閾値とに基づき、第１の個別負荷の起動レベルを第１のレベルから第２のレベルに変更し、前記起動レベルの変化から生じる少なくとも前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値を生成し、前記第１の推定値を第１の連続負荷の調整システムに送信するように構成されていることを特徴とする装置が提供される。
【００２７】
一実施形態によれば、前記一若しくは複数の回路及び／又は前記一若しくは複数のプロセッサは、前記第１の推定値に基づき、第２組の起動閾値を複数組の起動閾値から選択するように更に構成されており、前記第１の推定値は、前記第１の個別負荷の調整不良を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
前述及び他の特徴及び利点を、添付図面を参照して本考案を限定するものではなく実例として与えられる具体的な実施形態について以下に詳細に説明する。
【００２９】
【図１】本開示の実施形態に係る電力供給システムを示すブロック図である。
【図２】本開示の実施形態に係る電気分解装置及び炉が設けられた用地を有する電力供給システムを示すブロック図である。
【図３】本開示の実施形態に係る電気分解システムを概略的に示す図である。
【図４】本開示の実施形態に係る連続負荷及び個別負荷のための調整システムを概略的に示す図である。
【図５】周波数の関数としての個別負荷の起動レベルを示す図表である。
【図６】経時的な周波数変化及び対応するシステム応答を示す図表である。
【図７】本開示の実施形態に係る周波数閾値及び応答プロファイルの例を示す図表である。
【図８】起動周波数の関数及びパーシステンスの関数としての個別負荷の各レベルの動きのシミュレートされた数を示す図表である。
【図９】本開示の実施形態に係る計算装置を示すブロック図である。
【図１０】本開示の更なる実施形態に係る連続負荷及び個別負荷のための調整システムを概略的に示す図である。
【図１１】本開示の更なる実施形態に係る連続負荷及び個別負荷のための調整装置を概略的に示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００３０】
様々な図面において、同様の特徴は同様の参照符号で示されている。特に、様々な実施形態に共通する構造的特徴及び／又は機能的特徴は、同一の参照符号を有して同一の構造特性、寸法特性及び材料特性を有する場合がある。
【００３１】
特に指定されていない限り、共に接続された２つの要素を参照するとき、これは、導体以外のいかなる中間要素も無い直接接続を意味し、共に連結された２つの要素を参照するとき、これは、これら２つの要素が接続可能であるか、又は一若しくは複数の他の要素を介して連結可能であることを意味する。
【００３２】
以下の開示では、特に指定されていない限り、「前」、「後ろ」、「最上部」、「底部」、「左」、「右」などの絶対位置の修飾語、「上方」、「下方」、「より高い」、「より低い」などの相対位置の修飾語、又は「水平方向」、「垂直方向」などの方向の修飾語を参照するとき、図面に示されている方向を参照する。
【００３３】
「約」、「略」、「実質的に」及び「程度」という表現は、特に指定されていない限り、１０％の範囲内、好ましくは５％の範囲内を意味する。
【００３４】
図１は、本開示の実施形態に係る電力供給システム100 を示すブロック図である。
【００３５】
図１の例では、電力供給システム100 は、３つのクライアント用地102, 103, 104 、中央電力管理システム106 、市場サーバ（市場）107 及び送電網運用者サーバ（送電網運用者）108 を備えている。
【００３６】
電力供給システム100 のクライアント用地は、一又は複数の電気負荷が設けられた用地に相当する。例えば、一又は複数の電力供給契約は、クライアント用地102, 103, 104 、及びエンティティ間の取引関係を定める送電網の運用者を適所に含んでいる。図１には示されていないが、クライアント用地に電力貯蔵部及び／又は発電機が更に設けられてもよい。３つのクライアント用地102, 103, 104 が図１の実施形態に示されているが、代替的な実施形態では、中央電力管理システム106 によって管理される任意の数のクライアント用地があってもよい。
【００３７】
クライアント用地102, 103, 104 には、一若しくは複数の連続負荷110 及び／又は一若しくは複数の個別負荷112 が夫々設けられている。図１の例では、クライアント用地102 には一又は複数の連続負荷110 が設けられており、クライアント用地103 には一又は複数の個別負荷112 が設けられており、クライアント用地104 には連続負荷110 及び個別負荷112 の両方が設けられている。
【００３８】
「個別負荷」という用語は、２つの状態の負荷、言い換えれば動作状態及び非動作状態に相当する２つの動作状態を有する負荷、又は互いに異なる電力消費レベルを有する複数ndの状態のいずれかで動作可能な負荷を意味すべく本明細書では使用されている。例えば、ndは２〜50の整数である。
【００３９】
個別負荷の例として、工業用のオーブン、炉又は加熱システムがあり、より一般的には温度自動調節負荷、個別に電力が設定される換気装置などがある。ある実施形態では、個別負荷は負荷時タップ切替装置(OLTC)を有している。当業者に知られているように、OLTCは、高圧変圧器の巻数比を動作中に動的に調節可能にすることにより、個別のレベルの出力電圧、ひいては出力電力を与える高圧変圧器である。一又は複数の個別負荷112 は、例えば100 kW〜400 MW以上の範囲の組み合わせた電力消費量を有する。
【００４０】
「連続負荷」という用語は、アナログ調整ループによって生成されるアナログ制御信号によって制御される負荷を意味すべく本明細書では使用されている。或いは、デジタル制御の粒度がアナログ制御の粒度と等価であるとみなされ得る場合、連続負荷は、デジタル制御信号によって制御され得るか、及び／又はデジタル調整ループを使用して制御され得る。これは、例えばデジタル制御信号又はデジタル調整ループが少なくとも12ビット、好ましくは少なくとも16ビットに基づいている場合である。
【００４１】
連続負荷の例として、電気分解システム、可変速電動機、例えば可変電力が設定される換気装置などがある。一又は複数の連続負荷110 は、例えば100 kW〜400 MW以上の範囲の組み合わせた電力消費量を有する。
【００４２】
各クライアント用地102, 103, 104 には、以下需要反応(DR)ボックス、又は単にDRボックスと称されるオンサイト監視制御インタフェース（DRボックス）114 が設けられている。DRボックス114 は、例えばプログラマブルロジックコントローラ(PLC) であり、例えば、エネルギー管理システム(EMS) の役割と同様にエネルギーを管理するように更に構成されている。
【００４３】
クライアント用地102 のDRボックス114 は、例えば連続負荷のための調整器（連続負荷調整器）115 を有しており、この調整器115 は、例えば一又は複数の連続負荷110 の動作を局所的に管理する連続負荷PLC 113 を介して、例えば一又は複数の連続負荷110 に制御信号を与える。クライアント用地103 のDRボックス114 は、例えば個別負荷のための調整器（個別負荷調整器）116 を有しており、この調整器116 は、例えば一又は複数の個別負荷112 の動作を局所的に管理する個別負荷PLC 117 を介して、例えば一又は複数の個別負荷112 に制御信号を与える。クライアント用地104 のDRボックス114 は、例えば連続負荷及び個別負荷の両方のための調整器（連続負荷＋個別負荷調整器）120 を有しており、この調整器120 は、例えば連続負荷PLC 113 を介して一又は複数の連続負荷110 に制御信号を与え、個別負荷PLC 117 を介して一又は複数の個別負荷112 に制御信号を与える。
【００４４】
DRボックス114 は、例えばインターネットを介して中央電力管理システム106 と通信することができ、一又は複数のフィールドバスを介してクライアント用地の機器と通信することができる。例えば、図１に示されていないが、DRボックス114 とインターネットとの接続は、地上通信線交換通信網を介した接続、例えばADSL（非対称デジタル加入者回線）モデムを介した接続、及び／又は、例えばセルラー方式の通信網を有する無線接続を介した接続である。
【００４５】
図１の例では、１つのDRボックス114 がクライアント用地102, 103, 104 毎に設けられているが、代替的な実施形態では、２以上のDRボックス114 が複数の用地に設けられてもよい。
【００４６】
中央電力管理システム106 は、例えば監視制御・データ収集システム(SCADA) である制御・データ収集システム128 を有しており、制御・データ収集システム128 は、各DRボックス114 からデータを受信して、DRボックス114 を介してクライアント用地102, 103, 104 に制御信号を与える役目を果たす。特に、SCADA 128 は、例えば制御信号をクライアント用地102, 103, 104 のDRボックス114 に送信する役目を果たす。更に、SCADA 128 は、例えばクライアント用地102, 103, 104 からデータ測定結果を得て記憶する役目を果たす。
【００４７】
中央電力管理システム106 は、例えば分散エネルギー資源管理システム(DERMS) 130 を更に有しており、DERMS 130 は、例えば電力供給システム100 の様々なクライアント用地の負荷に関連して資源動作を組織化するように構成されたコンピュータプラットフォームである。DERMS 130 は更に、例えば市場サーバ107 及び送電網運用者サーバ108 とのインタフェースを与える。
【００４８】
例えば、市場サーバ107 は、現在及び／又は今後の電力価格についての情報、更に送電系統運用者サーバ108 によって要求される起動についての情報を与える。
【００４９】
送電網運用者サーバ108 は、例えば電力をクライアント用地に供給する送電網の運用者のコンピュータプラットフォームに相当する。欧州では、送電網運用者は、例えばTSO 及び／又は配電系統運用者(DSO) に相当する。例えば、送電網運用者サーバ108 は起動順序をDERMS 130 に与え、DERMS 130 は、監視データ及び／又は負荷状態のような制御データを送電網運用者サーバ108 に与える。
【００５０】
本明細書に記載されている実施形態によれば、任意にはSCADA 128 と組み合わせたクライアント用地のDRボックス114 の内の一又は複数は、より詳細に記載されるように、個別負荷及び連続負荷を制御して一次予備力(R1)及び／又は二次予備力(R2)の機能性を与えるために使用される。一次予備力(R1)は、周波数制御予備力(FCR) としても知られており、二次予備力(R2)は、自動周波数回復予備力(aFRR)としても知られている。以下では、一次予備力(R1)及び二次予備力(R2)を夫々R1プール及びR2プールと称する。
【００５１】
図２は、図１の電力供給システム100 と同様の電力供給システム200 を示すブロック図であり、同様の特徴は同様の参照番号が付与されており、再度詳細に説明されない。図２の例では、電力供給システム200 は、クライアント用地102, 103、及びクライアント用地103 と同様の更なるクライアント用地204 を備えている。クライアント用地102 の連続負荷110 は２つの電気分解システム220 （電気分解_1）及び電気分解システム222 （電気分解_2）に相当し、クライアント用地103 の個別負荷112 は、例えば電気アーク炉である２つの炉224 （炉_1）及び炉226 （炉_2）に相当し、同様にクライアント用地204 の個別負荷112 は、例えばここでも電気アーク炉である２つの炉228 （炉_3）及び炉230 （炉_4）に相当する。
【００５２】
電気分解システム220, 222は夫々、例えば電気分解システムのセルを駆動するためのDC電流を生成するための高圧整流器206 を有している。
【００５３】
各電気アーク炉は、例えば各電気アーク炉によって消費される全電力を変えるように、一般に順番に有効化され得る複数の個別の出力電圧レベルを有する負荷時タップ切替装置208 を有している。
【００５４】
各クライアント用地102, 103, 204 には、例えば各クライアント用地102, 103, 204 に供給する電力供給網212 の不均衡の量を監視するための電力監視装置（変換器）210 が設けられている。一例では、例えば50Hzである公称レベルに対する電力供給網の電圧の周波数偏差△ｆを検出することにより、不均衡の量を検出し、電力監視装置210 は、この周波数偏差を検出するために使用される変換器である。しかしながら、他の実施形態では、不均衡の量を示す信号は、異なる方法で得られる異なるタイプの信号とすることができる。例えば、特にR2プールの場合、この信号は、使用可能電力の変動性の適用される量を示す、TSO のような送電網運用者によって与えられる電力変更コマンドとすることができる。例えば、この値を−１〜＋１の段階で与えることができ、ここで、−１は、下方発電、又は最大可能変化による電力消費の増加に相当し、＋１は、上方発電、又は最大可能変化による電力消費の減少に相当する。
【００５５】
信号のタイプが何であれ、例えば、毎秒少なくとも１つのサンプルのサンプリングレートで、ある実施形態では毎秒１サンプルと１０サンプルとの間で、例えば200 ms毎に１つのサンプルに相当する毎秒５サンプルで信号を与える。
【００５６】
図２の例では、SCADA 128 とDRボックス114 の各々との通信リンクは、安全なネットワーク214 を介して設けられている。
【００５７】
図２に表されているような３つのクライアント用地102, 103, 204 のプールにより、R1機能性及び／又はR2機能性を与えるために共に調整されてもよい個別負荷及び連続負荷の組み合わせの一例が挙げられている。例えば、電気分解システム220, 222の各々の電力消費量は、少なくとも１MWであり、例えば最大20MWまで又は20MW以上であり、電力消費量の少なくとも５％が、R1プール及び／又はR2プールのために連続的に変わり得る。炉（炉_1）〜炉（炉_4）の各々の電力消費量は、例えば少なくとも１MWであり、例えば最大15MWまで又は15MW以上であり、場合によっては最大30MWまで又は30MW以上であり、電力消費量の少なくとも５％が、R1プール及び／又はR2プールのために個別段階的に変わり得る。
【００５８】
図３は、実施形態に係る図２の電気分解システム220 をより詳細に概略的に示す。電気分解システム222 は、例えば同様の回路によって実装される。
【００５９】
工業用の電気分解システムは当業者によく知られている。電気分解の処理は、一列のセルC1〜セルCnを流れるDC電流Iline の管理に基づいている。例えば少なくとも１kAの電流、例えば25〜75 kA 以上の範囲の電流を生成する高圧整流器206 によって、DC電流を生成する。電解質の化学分解は、セル毎にセル電圧Ucell が分解設定値より高いという条件下で強度設定値で行われる。従って、電気分解システムの消費量を最大５％から15％の間で変えることにより、化学分解は、低い工業生産高から十分な工業生産高で維持され得る。
【００６０】
図４は、本開示の実施形態に係る連続負荷及び個別負荷のための調整システム400 を概略的に示す。例えば、図４は、図２の連続負荷220, 222及び個別負荷224, 226, 228, 230を調整するための調整システム400 を示す。
【００６１】
調整システム400 のブロック402 が、例えばクライアント用地102 に設けられている装置及び負荷に相当し、調整システム400 のブロック403 が、例えばクライアント用地103 に設けられている装置及び負荷に相当し、調整システム400 のブロック404 が、例えばクライアント用地204 に設けられている装置及び負荷に相当する。図４の他の要素は、他の場所、例えばクライアント用地102 でも実装され得るが、例えばSCADA 128 によって実装されている。
【００６２】
ブロック403 は、例えば負荷224 、負荷226 及び対応するPLC 117 を除いて、クライアント用地103 のDRボックス114 によって実装されている。ブロック403 は、例えば測定周波数偏差△ｆを受信する分配器406 を有しており、測定周波数偏差△ｆは、例えば図２のクライアント用地103 の変換器210 によって局所的に生成される。例えば、周波数偏差△ｆは△ｆ＝f−f0として計算され、ここで、ｆはクライアント用地103 の電力網の測定系統周波数であり、f0は、例えば50Hz、又は地域に応じた別のレベルに等しい目標周波数である。
【００６３】
分配器406 は、例えば個別負荷に夫々関連付けられたヒステリシスラッチ408, 410によって実装されているコンパレータに周波数偏差△ｆを供給する。分配器406 は、例えば作動する負荷に関連付けられたこれらのヒステリシスラッチ408, 410に周波数偏差△ｆを選択的に供給し、この場合、局所的又は集中的な起動規則によりR1調整又はR2調整に使用されないあらゆる負荷が制御されない。分配器406 及びヒステリシスラッチ408, 410は、ハードウェア実装が可能であるが、例えばDRボックス114 によって実行されるソフトウェアで実装されている。
【００６４】
３以上の状態を有する個別負荷の場合、例えば複数のヒステリシスラッチ408 及び複数のヒステリシスラッチ410 が設けられる。例えば、DRボックス114 は、ラッチ閾値及びリリース閾値がプログラム可能なシュミットトリガと同様に動作するように構成されている。
【００６５】
ヒステリシスラッチ408 は、対応する負荷を起動する個別のレベルを決定するために複数の閾値を周波数偏差に適用する。ヒステリシスラッチ408 の一組の閾値は{Fb}1 と称される。ある実施形態では、この一組の閾値は、一組の対の値{flatch(i), p(i)} によって定められ、ここで、ｉは１からndの範囲内であり、ndは、既に示したように個別負荷の個別のレベルの数と等しい。図５を参照して以下に説明するように、値flatch(i) は、例えばラッチ出力が高くなる周波数に相当し、p(i)は、ラッチ出力が低下する前に周波数偏差△ｆが周波数flatch(i) 未満にどの程度低下する必要があるかを示すパーシステンス値である。
【００６６】
図５は、周波数ｆの関数として個別負荷の起動レベル（レベル）を示す図表である。図５の例は、４つの個別のレベル１，２，３，４及び一組の対応する対の値{Fb}を有する負荷の例に基づいている。個別負荷の第１のレベルｉ＝１に関連付けられたヒステリシスラッチは、fl1 と等しい周波数flatchを有する。このヒステリシスラッチは、fr1 と等しいリリース周波数freleaseでリリースされ、パーシステンス値p1は、fl1 とfr1 との周波数差に等しい。他のレベルｉ＝２，３，４は同様の方法で定められる。
【００６７】
図５の例では、起動レベル１〜４の各々が異なるパーシステンス値に関連付けられている。しかしながら、ある実施形態では、同一のパーシステンス値が、例えば複数の起動レベルに使用され、従って、これらの起動レベルの各々のラッチ周波数及びリリース周波数は、例えばラッチ周波数及び対応する共通のパーシステンス値のみによって定められ得る。このため、各ラッチの一組の閾値を記憶するためのメモリ記憶要件が比較的低くなり、更にラッチの閾値レベルを定めるタスクが簡略化される。言うまでもなく、２つの状態の負荷の場合、一対の値のみが例えば定められる。
【００６８】
図４を再度参照すると、ヒステリシスラッチ410 も、例えば対応する負荷を起動する個別のレベルを決定するために複数の閾値を周波数偏差に適用する。ヒステリシスラッチ410 の一組の閾値は{Fb}2 と称される。
【００６９】
ヒステリシスラッチ408 の出力は、例えば負荷224 に連結されている。例えば、DRボックス114 は、ヒステリシスラッチによって行われる比較結果に基づきPLC 117 を介して、負荷224 を制御するための制御信号を生成する。負荷224 は、例えば選択されたレベルで負荷によって消費される実際の電力を決定する伝達関数HDB1(s) を有する。実際には、この実際の電力は、典型的には負荷の選択されたレベルに関連付けられた公称電力レベルの−65％〜＋20％の範囲内で多くの要因に基づき異なる場合がある。一又は複数の信号が、例えば負荷224 で及び／又はPLC 117 によって監視され、例えばDRボックス114 によってソフトウェアで実装される実電力抽出モジュール412 に与えられる。例えば、DRボックス114 は、負荷224 の起動レベルの変化の結果として負荷224 の消費電力の変化の推定値を決定するように構成されている。例えば、この推定値は、当業者に知られているように、監視電流及び／又は監視電圧の最大値及び勾配値のスライディングウィンドウ中に取り込まれる測定値に基づいている。ローパスフィルタリングが、例えばプロセス外乱に関連するノイズを除去するために適用される。その結果は、起動レベルの変化の結果として負荷224 によって消費される電力の実際の変化の推定値に対応する信号δPD1 である。
【００７０】
同様に、ヒステリシスラッチ410 の出力は、例えば負荷226 に連結されており、負荷226 は、選択されたレベルで負荷によって消費される実際の電力を決定する伝達関数HDB2(s) を有する。負荷226 によって消費される電力の実際の電力レベルは、例えばモジュール412 と同様のモジュール414 によって推定される。モジュール414 は、負荷226 の起動レベルの変化の結果として負荷226 によって消費される電力の実際の変化の推定値に対応する信号δPD2 を生成する。
【００７１】
モジュール412 からの電力推定値δPD1 及びモジュール414 からの電力推定値δPD2 を、例えば合計し、次にクライアント用地103 のDRボックス414 によって連続負荷調整ループに送信する。図４に示されているように、ある実施形態では、電力推定値δPD1 及び電力推定値δPD2 の合計を、例えば図１のSCADA 128 によって実行されるソフトウェアによって実装されているブロック420 に送信する。
【００７２】
ブロック404 は、例えば負荷228 、負荷230 及び対応するPLC 117 を除いて、クライアント用地204 のDRボックス114 によって実装されている。ブロック404 は、例えばブロック403 と同様の方法で実装されているが、例えば図２のクライアント用地204 の変換器210 によって局所的に生成される周波数偏差△f'を受信する分配器406'と、伝達関数HDC3(s) 及び伝達関数HDC4(s) を夫々有する負荷228 及び負荷230 に関連付けられたヒステリシスラッチ408', 410'と、負荷228 及び負荷230 の起動レベルへの変化の結果として、負荷228 及び負荷230 によって消費される電力の実際の変化の推定値に夫々対応する信号δPD3 及び信号δPD4 を生成するモジュール412', 414'とを有している。これらの信号δPD3 及び信号δPD4 を、例えばブロック404 によって合計し、例えばSCADA 128 を介して連続負荷調整ループに与える。
【００７３】
ブロック420 は、例えばブロック403 及びブロック404 によって生成される電力推定値を合計し、個別負荷224, 226, 228, 230によって消費される電力の変化全体の推定値δPDを生成するように構成されている。ブロック402 は、例えば負荷220 、負荷222 及び対応するPLC 113 を除いて、クライアント用地102 のDRボックス114 によって実装されている。ブロック402 は、例えばゲインを測定周波数偏差△f"に適用するゲインモジュール(Kreg) 422を有している。この周波数偏差△f"を、例えば周波数偏差△ｆと同様の方法で図２のクライアント用地102 の変換器210 によって局所的に生成する。
【００７４】
ゲインKregは、例えば目標制御ゲイン（MW/Hz ）に相当し、ブロック422 は、一群のクライアント用地102, 103, 204 のための目標電力差△Ｐを与える。連続負荷から得られる目標余剰電力差△PCを生成するために、クライアント用地103, 204の個別負荷によって生成された実際の電力差の推定値δPDc を、この目標電力差△Ｐから引く。ある実施形態では、推定値δPDc は推定値δPDに相当する。他の実施形態では、推定値δPDc は、以下により詳細に説明されるように、推定値δPDを変更することにより生成される補正推定値である。
【００７５】
この目標値△PCは、例えばブロック402 の分配器424 に与えられ、分配器424 は、例えば電気分解システム220, 222間の電力変化全体の所望の共有に基づき、対応するPLC 113 を介して電気分解システム220, 222の設定値を生成する。
【００７６】
ある実施形態では、連続負荷220, 222の電力消費は、以下により詳細に述べられるように、個別負荷の電力の推定変化δPDに基づくだけでなく、実態に対するクライアント用地102, 103, 204 の全体的な検出電力消費の差に基づいても制御される。このため、例えば、クライアント用地102, 103, 204 の所望の応答全体を保証するように、負荷220 〜230 に直接関連しないクライアント用地102, 103, 204 でのその他の消費量の変化を補償することが可能になる。
【００７７】
負荷220, 222は、所望の設定値でこれらの負荷によって消費される実際の電力を決定する伝達関数HCL1(s), HCL2(s)を有する。負荷220, 222の各々によって消費される実際の電力を、例えば負荷で測定し、負荷220, 222の設定値の変化の結果として、これらの負荷220, 222によって消費される電力の実際の変化の推定値を示す推定値δPC1 ，δPC2 を、夫々の負荷220, 222によって与える。
【００７８】
クライアント用地102 のための全体の推定値δPCを与えるために推定値δPC1 及び推定値δPC2 を例えば合計し、SCADA 128 のブロック420 に与える。ブロック420 では、推定値δPCを、例えば推定値δPDに加えて、３つのクライアント用地102, 103, 204 の連続負荷及び個別負荷からの電力変化の全体的な推定値δＰを与える。
【００７９】
推定値δＰを、例えば性能制御モジュール（性能制御）426 に与える。性能制御モジュール426 は、例えば図１の送電網運用者サーバ108 によって検出されるクライアント用地102, 103, 204 の全体的な電力差の推定値Σ△Ｐを更に受信する。この推定値Σ△Ｐは、例えばクライアント用地102, 103, 204 で記録されるメータ値に基づき与えられる。性能制御モジュール426 は、例えば周波数偏差△ｆを更に受信する。周波数偏差△ｆは、クライアント用地102, 103, 204 の一又は複数で測定される周波数偏差に相当してもよく、又はこれらのクライアント用地の一部又は全てで測定される周波数偏差の平均値に相当してもよい。この周波数偏差△ｆに基づき、性能制御モジュール426 は、例えばゲインモジュール428 によって周波数偏差△ｆに適用されるゲイン値
0003230126.tif 000003
が電力推定値Σ△Ｐ及び電力推定値δＰの一致をもたらすように、このゲイン値を調節する。ブロック420 は、例えばゲインモジュール(Kreg) 430を更に有しており、ゲインモジュール430 は、例えば目標電力差△Ｐを生成するために、ブロック402 のゲインモジュール422と同一のゲインを周波数偏差△ｆに適用する。誤差信号を生成するために、ゲインモジュール428 の出力を、例えばゲインモジュール430 の出力から引く。この誤差信号を、例えば制御を平滑化して補正の時定数を調節する伝達関数(Hcorr) 432 によって補正する。ブロック402 に与えられる補正推定値δPDc を生成するために、伝達関数432 の出力を、例えば推定値δPDから引く。
【００８０】
図６は、実施形態に係る、曲線602 によって経時的に（時間[s] ）示された系統周波数ｆの周波数変化（周波数[Hz]）、及び対応するシステム応答を示す図表である。図６の例は、以下に記載する図７に示されているように、ラッチ周波数及びリリース周波数に関連付けられた個別のレベルを有する一又は複数の個別負荷に基づいている。図６及び図７の例は、例えば図４の調整システム400 を使用して得られ得る。
【００８１】
ヒステリシスラッチは、例えば約50.02 Hzのラッチ周波数flatch、つまり＋20 mHzの偏差を有する。そのため、周波数がこのレベルを超過すると、個別負荷の起動レベルが網掛け帯604 によって表されているように調節される。しかしながら、ヒステリシスの結果として、周波数が50.02 Hzを大きく下回るレベルfrelease、例えば図６の例では50Hzより少し低いレベルに低下するまで、この起動レベルを除去しないことが分かる。更なるヒステリシスラッチは、例えば約50.04 Hzのラッチ周波数flatch、つまり＋40 mHzの偏差を有する。そのため、周波数がこのレベルを超過すると、個別負荷の起動レベルが更なる網掛け帯606 によって表されているように再度調節される。
【００８２】
同様に、ヒステリシスラッチは、例えば約49.98 Hzのラッチ周波数flatch、つまり−20 mHzの偏差を有する。そのため、周波数がこのレベルを下回ると、個別負荷の起動レベルが網掛け帯608 によって表されているように調節される。しかしながら、ヒステリシスの結果として、周波数が49.98 Hzを大きく上回るレベルfrelease、例えば図６の例では50Hzより少し高いレベルに再度上昇するまで、この起動レベルを除去しないことが分かる。更なるヒステリシスラッチは、例えば約49.96 Hzのラッチ周波数flatch、つまり−40 mHzの偏差を有する。そのため、周波数がこのレベルを下回ると、個別負荷の起動レベルが更なる網掛け帯610 によって表されているように再度調節される。
【００８３】
言うまでもなく、20 mHzの周波数段階に基づく例は単に一例であり、周波数段階は、例えば個別負荷の所望の動的応答、所望の動きの数及びレベルの数に応じて、例えば10 mHzと50 mHzとの間にあるように選択される。
【００８４】
図７は、周波数（周波数[Hz]）の関数としてのR1応答プロファイル（R1％）を示す図表であり、本開示の実施形態に係る周波数閾値及び応答プロファイルの例を示す。ライン702 は所望の応答を示し、周波数が49.8 Hz であるとき、R1予備力の−100 ％の電力低減が適用され、周波数が50.2 Hz であるとき、R1予備力の＋100 ％の電力増加が適用され、R1予備力の百分率は、これらの設定値間の周波数の関数として線形的に変わる。
【００８５】
図７の実線の階段パターン704 は、図４のヒステリシスラッチ408 のようなヒステリシスラッチが50 Hz からの偏差の増加を相殺するために反応するラッチ周波数閾値flatchの例を表す一方、破線の階段パターン706 は、周波数が50 Hz のレベルの方に戻るにつれて、ヒステリシスラッチが負荷制御を緩和するためにリリースされるリリース周波数閾値frelease の例を表す。
【００８６】
図７の曲線708 は、例えば50 Hz からの周波数偏差が増加するにつれて、線形的に増加又は減少する連続負荷の応答の例を表す。更に、個別負荷が変わる毎に、連続負荷の電力消費は、例えば等しい量だけ逆向きに急変する。
【００８７】
図７は、周波数flatch(i) 及び周波数frelease(i) の、ｉ番目のヒステリシスラッチの例を更に示し、これらの周波数間の間隔がラッチのパーシステンス値p(i)に対応する。
【００８８】
パーシステンス値p(i)が大きいほど、周波数変化の関数としての個別負荷のレベルの変化の数は少なくなる。一方では、このことは多くのタイプの個別負荷に有利である。例えば、電気アーク炉の場合、タップ切替装置は、個別のレベル間で電力消費量を変えるために使用されるが、タップ切替装置の可動部は摩耗し易く、ある数の動きを適用すると保守に手間がかかる。従って、所与の期間に亘る動きの数を制限することが望ましい場合があり、典型的な例では、１年当たり１つのタップ切替装置につき動きの数を25000 回の切替えに制限する。他方では、パーシステンス値が大きいほど、反応がより遅くなり、予備力調整の応答の線形性が低くなる。
【００８９】
図８は、個別負荷のレベルを有効化するために使用される周波数flatchの関数及びパーシステンスの関数としての個別負荷の各レベルのシミュレートされた動きの数を１年間に亘って表す図表である。特に、曲線801 は50 mHzのパーシステンスを表し、曲線802 は45 mHzのパーシステンスを表し、曲線803 は40 mHzのパーシステンスを表し、曲線804 は35 mHzのパーシステンスを表し、曲線805 は30 mHzのパーシステンスを表し、曲線806 は25 mHzのパーシステンスを表し、曲線807 は20 mHzのパーシステンスを表し、曲線808 は15 mHzのパーシステンスを表し、曲線809 は10 mHzのパーシステンスを表し、曲線810 は５mHz のパーシステンスを表し、曲線811 は０mHz のパーシステンスを表す。ライン812 は、ラッチ又はリリースに対応する個別負荷の動きの累積合計を表し、ライン814 は動きの最大数Cmを示し、最大数は例えば、４つの個別負荷224, 226, 228, 230のために100kの動き、つまり１つの負荷毎に25k の動きに設定されている。
【００９０】
図８から、100kの動きの最大数未満を依然として維持しながら、20 mHzの値のような比較的低いパーシステンスを選択し得ることが分かり得る。
【００９１】
動きの所与の最大数に基づきパーシステンスを決定するためのアルゴリズムは、E. Perroy 等著の「Provision of frequency containment reserve through large industrial end-users pooling」という題名の刊行物（IEEE Transactions on Smart Grid（Volume: 11, Issue: 1, Jan. 2020））に記載されている。
【００９２】
図９は、本開示の実施形態に係る図２のクライアント用地102, 103, 204 のDRボックス114 を示すブロック図である。上述したように、DRボックスは、例えば図４のブロック403, 404, 402 の機能の内の少なくとも一部を実装している。
【００９３】
DRボックス114 は、例えば一又は複数のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラのような一又は複数のプロセッサを有する処理装置(P) 902 を有している。DRボックス114 は、メモリ904 、及び入出力インタフェース（I/O インタフェース）906 、及び／又はバス908 を介して処理装置902 に接続されたルータ／モデム（モデム）907 を更に有している。例えば、メモリ904 はフラッシュメモリのような不揮発性メモリであり、DRボックス114 の機能を実装するために処理装置902 によって実行されるファームウェアを記憶している。DRボックス114 のメモリ904 は、RAM （ランダムアクセスメモリ）のような揮発性メモリ、例えばDRAM（ダイナミックRAM ）又はSRAM（スタティックランダムアクセスメモリ）を更に有してもよい。
【００９４】
例えば図４の調整システム400 のオフサイト機能を実装する図２のSCADA 128 は、例えば図９の例と同様のハードウェアによって実装され、一又は複数の仮想化された機械によって実装されてもよい。
【００９５】
図１０は、本開示の更なる実施形態に係る連続負荷及び個別負荷のための調整システム1000を概略的に示す。図１０の実施形態に係る調整システム1000は図４の調整システム400 と同様であり、同様の特徴は同様の参照番号が付与されており、再度詳細に説明されない。
【００９６】
しかしながら、図１０の例では、ブロック403 及びブロック404 は、ヒステリシスラッチ408, 410に連結されたメモリ1002及びヒステリシスラッチ408', 410'に連結されたメモリ1004を夫々有している。例えば、ブロック403 のメモリ1002は、ヒステリシスラッチ408, 410の複数の異なるバージョンのパラメータ組{Fb}1, {Fb}2を記憶し、同様に、ブロック404 のメモリ1004は、ヒステリシスラッチ408', 410'の複数の異なるバージョンのパラメータ組{Fb}3, {Fb}4を記憶する。更にブロック420 は、例えばヒステリシスラッチのラッチ周波数及びリリース周波数を確認して更新するためのモジュール（負荷確認／更新）1006を有している。
【００９７】
モジュール1006は、例えばクライアント用地103, 204の一又は複数の個別負荷の状態を示す信号（負荷の状態）、例えば一又は複数の負荷が保守のために作動していないとき、又は他の態様では周波数調整で使用するために使用不可能であるときを示す信号（負荷の状態）を受信する。加えて又は或いは、モジュール1006は、例えばブロック403, 404から電力推定値δPD1 ，δPD2 ，δPD3 ，δPD4 を受信し、これらの電力レベルに基づき、負荷のいずれかの挙動が予測されるレベルから一定量を超えて逸脱するときを検出するように構成されている。逸脱を検出する場合、対応するヒステリシスラッチによって適用されるメモリ1002, 1004に記憶されたパラメータ組のバージョンを変更するために、例えばモジュール1006からヒステリシスラッチ408, 410, 408', 410'に信号を送信することにより、結果としてパラメータ組{Fb}1, {Fb}2, {Fb}3, {Fb}4の一又は複数を、例えば更新する。例えば、電力推定値δPD1 に基づき、負荷224 が予測通りに機能していないこと、又はその他の理由で使用不可能であることを検出した場合、新たなバージョンのパラメータ組{Fb}1, {Fb}2, {Fb}3, {Fb}4を、例えばメモリ1002, 1004内で有効化し、これらのバージョンは負荷224 を除外し、負荷226, 228, 230 のみに基づき個別負荷の調整を行う。この利点は、周波数調整を、変化する負荷の状態に適合させ得ることである。
【００９８】
負荷の内の１つのレベルの所与の変化から生じる電力低減が予測より遥かに低いと判明した場合、レベルのこの変更に関連付けられたラッチ周波数flatch(i) を、結果として動的に調節し得ることが更に可能である。
【００９９】
図２〜１０に関連して上述された解決策は、全体的な解決策を提供するために複数のクライアント用地での個別負荷及び連続負荷のプールを必要とする。しかしながら、図１のクライアント用地104 のような個別負荷及び連続負荷の両方を有するクライアント用地では、電力均衡を行うために、個別負荷及び連続負荷に適用される設定値を現場で調整する１つの装置を設けることが可能である。このような装置の実施形態を、図１１を参照して述べる。
【０１００】
図１１は、本開示の更なる実施形態に係る連続負荷及び個別負荷のための調整装置1100を概略的に示す。ある実施形態では、調整装置1100は、図１のクライアント用地104 のDRボックス114 に埋め込まれた解決策として実装されている。例えば、調整装置1100は、図４のブロック402, 403, 404 の機能、場合によってはブロック420 の機能の内の一部を局所的に実装している。
【０１０１】
調整装置1100は、例えば設定値（出力）を個別負荷及び連続負荷に供給するために負荷制御部1102を有している。例えば、個別制御信号生成器（個別制御信号生成）1104によって生成される段階目標信号stg_tgt によって個別負荷を制御し、個別制御信号生成器は、例えば図４のヒステリシスラッチ408, 410, 408', 410'と同様のヒステリシスラッチを実装している。現在の設定値Sp0 に対して適用される変化を示す連続的なデルタ設定信号△Spによって、連続負荷を例えば制御する。或いは、連続負荷を直接処理設定値Spによって制御する。例えば連続的なデルタ設定信号△Spを生成する場合に負荷制御部1102から入力として現在の設定値Sp0 を受信する調整器1106によって、これらの設定値を例えば生成する。
【０１０２】
個別制御信号生成器1104は、例えば周波数偏差△ｆを受信し、周波数偏差△ｆは、例えばセンサ（周波数＋電力センサ）1110によって測定されて入力として受信された系統周波数ｆに基づき周波数信号処理要素（周波数信号処理）1108によって生成される。個別制御信号生成器1104は、例えば周波数flatch及びパーシステンス値によって定められた、個別負荷を制御するために個別制御信号生成器1104のヒステリシスラッチによって適用されるパラメータ組を示す行列{Fb}D を、例えばパラメータ更新モジュール1114からライン1112を介して更に受信する。個別制御信号生成器1104は、例えば検出された周波数偏差△ｆに適用されるヒステリシスラッチのパラメータ組を記憶するためのメモリを有している。
【０１０３】
調整器1106は、例えば適用される電力変化を示す信号△Ｐを受信し、この信号は、例えば個別負荷によって消費される実際の電力を示す、例えばセンサ1110からの一又は複数の電力測定値Ｐに基づき生成される。ある実施形態では、例えば図４のモジュール422, 426, 428, 430, 432 と同様の機能を実行する補正器モジュール（補正器）1114、連続設定値生成器1116及び性能制御モジュール（性能制御）1120によって、信号△Ｐを生成する。例えば、補正器モジュール1114は、連続設定値生成器1116から信号△Pcons.を受信し、性能制御モジュール1120からゲイン値
0003230126.tif 000004
を受信する。連続設定値生成器1116は、例えば周波数信号処理要素1108から周波数偏差△ｆを受信し、例えば周波数の関数として一又は複数の連続負荷の電力消費の静的ゲインＫ、ある実施形態では連続負荷の起動の範囲を示すベクトル
0003230126.tif 000005
をパラメータ更新モジュール1114からライン1118を介して受信する。例えば、ある実施形態では、静的ゲインＫは区分的連続関数であり、ゲインのレベルは異なる周波数範囲間で異なる。補正器モジュール1114及び性能制御モジュール1120は両方共、例えば図１のSCADA 128 と通信する、例えばSCADA インタフェース1122から入力によって与えられる補正値△Pcorr を受信する。例えば、補正値△Pcorr は、例えば図１の送電網運用者サーバ108 によって検出される、クライアント用地104 に関連付けられた電力の実際の差の推定値を示す。従って、この推定値は、図４のΣ△Ｐに基づくブロック432 のオフセット推定出力と同様であるが、クライアント用地104 に適合されている。
【０１０４】
センサ1110からの電力測定値Ｐ、及び起動段階の解放された電力レベルstg_△Ｐを、例えばSCADA への出力として与える。例えば、解放された電力レベルstg_△Ｐは、図４の値δPD1 〜値δPD4 と同様であり、クライアント用地104 の個別負荷に関連付けられた制御すべき一又は複数の他のオフサイト連続負荷がある場合、及び／又はクライアント用地104 に連続負荷がない場合に使用され得る。例えば、SCADA 128 は、このような場合、値stg_△Ｐを他のクライアント用地からの同様の値と合計し、別のクライアント用地で対応する装置1100の入力△Pcorr によって一又は複数の他の連続負荷を制御するように構成されている。
【０１０５】
性能制御モジュール1120は、例えばセンサ1110から電力測定値Ｐ及び周波数測定値ｆを受信して、ライン1118を介してベクトル
0003230126.tif 000006
を受信する。このベクトルは、例えば線形回帰モデルを使用して、例えば性能制御のための局所的な基準線を決定するために性能制御モジュール1120によって使用される。
【０１０６】
本明細書に記載されている実施形態の利点は、一又は複数のクライアント用地での個別負荷及び連続負荷の組み合わせに基づき、電力均衡を効率的に行うことができるということである。
【０１０７】
更に、周波数偏差の局所的なリアルタイム測定を各クライアント用地で行うことによって、各クライアント用地のリアルタイム調整の独立性を保証することが可能である。
【０１０８】
様々な実施形態及び変形例が述べられている。当業者は、これらの実施形態のある特徴を組み合わせることができ、他の変形例が当業者に容易に想起されることを理解する。例えば、本明細書に記載されているシステム及び装置は、一又は複数の用地に設けられているあらゆる数の個別負荷及び連続負荷に適用され得ることは、当業者に明らかである。電力供給網の不均衡を検出するための根拠として周波数偏差の局所的な測定を使用する実施形態が記載されているが、他の実施形態では、例えばR2プールの場合、不均衡を検出するための根拠として別のタイプの信号を使用できることは、当業者に明らかである。
【０１０９】
更に、集中型負荷確認モジュール1006を図１１の調整装置1100と共に使用し得ることは、当業者に明らかである。
【０１１０】
最後に、本明細書に記載されている実施形態及び変形例の実際の実施は、上記に記載されている機能的な表示に基づく当業者の技能の範囲内である。
【図１】
0003230126.tif 000007
【図２】
0003230126.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月30日(2020.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つための装置であって、
複数組の起動閾値を記憶するメモリと、
命令を記憶する命令メモリと、
前記命令メモリに記憶された命令の制御下で一若しくは複数の個別負荷及び／又は一若しくは複数の連続負荷を調整する負荷調整器と
を備えており、
前記装置及び前記一若しくは複数の個別負荷は、第１のクライアント用地に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記負荷調整器は、
前記複数組の起動閾値から第１組の起動閾値を選択し、電力供給網の不均衡の量を示す第１の信号と前記第１組の起動閾値とに基づき、前記一若しくは複数の個別負荷の内の第１の個別負荷の起動レベルを第１のレベルから第２のレベルに変更する選択・変更器と、
前記起動レベルの変化から生じる少なくとも前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値を生成する生成器と、
前記第１の推定値を前記一若しくは複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の調整システムに送信する送信器と
を実装していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の推定値は、前記第１の個別負荷の調整不良を示し、
前記負荷調整器の選択・変更器は、前記第１の推定値に基づき、前記複数組の起動閾値から第２組の起動閾値を選択することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の信号は、前記電力供給網の供給電圧の系統周波数を示す周波数信号であることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の信号は、電力消費の要求された変化を示す電力変更コマンド信号であることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
【請求項６】
各起動レベルの無効化をヒステリシスを用いて適用し、各起動閾値は、対応する起動レベルを引き起こすラッチ閾値に対応し、対応する起動レベルを適用しなくなる更なるリリース閾値に関連付けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記第１の連続負荷は前記第１のクライアント用地に設けられており、
前記負荷調整器は、
−  前記第１の推定値及び前記第１の信号に基づき、前記一若しくは複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、
−  計算された余剰電力レベルに基づき、前記一若しくは複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の制御信号を生成する
ことにより、前記第１の連続負荷を制御する調整ループを実装していることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
電力供給網での電力の供給及び需要の均衡を保つためのシステムであって、
−  第１のクライアント用地に設けられている請求項２〜６のいずれか１つに記載の装置及び第１の個別負荷と、
−  第２のクライアント用地に設けられている第２の装置及び第１の連続負荷と
を備えており、
前記第２の装置は、
命令を記憶する命令メモリと、
前記命令メモリに記憶された命令の制御下で一又は複数の連続負荷を調整する負荷調整器と
を備えており、
前記負荷調整器は、
−  前記第１の信号又は前記電力供給網の不均衡の量を示す更なる信号と、少なくとも前記第１の個別負荷によって消費される電力の電力レベルの変化の第１の推定値とに基づき、前記一又は複数の連続負荷によって消費される電力の余剰電力レベルを計算し、
−  計算された余剰電力レベルに基づき、前記一又は複数の連続負荷の内の第１の連続負荷の制御信号を生成する
ことにより、前記第１の連続負荷を制御する調整ループを実装していることを特徴とするシステム。
【請求項９】
余剰電力レベルをフィードバック信号に基づき更に生成し、
前記フィードバック信号を生成するように構成された中央電力管理システムを更に備えていることを特徴とする請求項８に記載のシステム。