(57)【要約】      （修正有）【課題】電力網に周波数変調を行う方法とシステムを提供する。【解決手段】需要電力負荷データを受け、需要電力負荷データに基づき発電負荷の調整可能なレートについて上限値と下限値を設定する。発電負荷の調整可能なレートの上限値と下限値によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算し、偏差が所定の偏差値に等しいか否かを判断する。偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所で発電負荷を調整する必要があることを判定し、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷を調整する計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要電力負荷データを受けること、前記需要電力負荷データに基づき発電負荷の調整可能なレートについて上限値と下限値を設定すること、発電負荷の調整可能なレートの上限値と下限値によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算すること、前記偏差が所定の偏差値に等しいか否かを判断すること、前記偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所で発電負荷を調整する必要があることを判定すること、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷を調整する調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信すること、を含むことを特徴とする電力網に周波数変調を行う方法。
【請求項２】
前記偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷を調整する調整計画を選択することは、前記偏差が所定の偏差範囲より小さい場合、バッテリーの充放電や電極型ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷変化を調整して負荷の偏差調整の必要を満たし、且つ蒸気タービンとボイラーの負荷が不変なことを維持することを含む外部補助周波数変調設備調整計画を選択することと、前記偏差が所定の偏差範囲より大きい場合、優先的に外部補助周波数変調設備調整計画を選択するが、外部補助周波数変調設備調整計画が負荷偏差の調整の必要を満たすことができない場合、前記負荷偏差の調整の必要を満たすように、発電ユニット調整計画を追加すること、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発電ユニット調整計画は、蒸気タービンの蒸気吸入量の調整、ボイラーの燃料供給量の調整、通風量の調整、給水量の調節、熱供給の蒸気抜き量の調整、蒸気タービンのバイパス流量の調整の１種又は複数種の組合せを採用することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記外部補助周波数変調設備調整計画は、バッテリーから電力網に出力したり入力したりする電気量の調整、電気ボイラーの電力消費負荷の調整、電気コンプレッサーの電力消費負荷の調整、電解水素製造槽の電力消費負荷の調整の１種又は複数種の組合せを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
一次周波数変調指令を受けた時、発電機ユニットの回転数によって発電負荷を調整すること、発電負荷の調節変化レートの上限値と下限値及び発電機ユニットの回転数の調整後の発電負荷によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算すること、偏差が所定の偏差値に等しいか否かを判断して、偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所が発電負荷を調整する必要があることを判定すること、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷の調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信すること、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＤＣＳシステムで受ける需要電力負荷データは、ＡＧＣシステムが送信する需要電力負荷データ、あるいは作業者がマン・マシン相互システムに基づいてＤＣＳシステムに入力する需要電力負荷データを含むことを特徴とする請求項１−５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
需要電力負荷データを受けるための取得モジュールと、前記需要電力負荷データに基づき発電負荷の調整可能なレートについて上限値と下限値を設定するパラメータ設定モジュールと、発電負荷の調整可能なレートの上限値と下限値によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算する偏差計算モジュールと、前記偏差が所定の偏差値に等しいか否かを判断し、偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所で発電負荷を調整する必要があることを判定し、調整計画選択モジュールに選択開始指令を送信する判断モジュールと、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷を調整する調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信する調整計画選択モジュールと、を含むことを特徴とする電力網に周波数変調を行う制御装置。
【請求項８】
記憶媒体にコンピュータのプログラムが記憶され、前記プログラムがプロセッサーで実行される時に請求項１〜６のいずれの方法のステップを実施することを特徴とするコンピュータの読取可能な記憶媒体。
【請求項９】
発電ユニットと外部補助周波数変調設備を含んで、記憶装置、プロセッサー及び前記記憶装置に記憶されて前記プロセッサーで運用できるコンピュータのプログラムをさらに含んで、前記プロセッサーが前記プログラムを実行する時に請求項１〜６のいずれの方法のステップを実施することを特徴とする電力網に周波数変調を行うシステム。
【請求項１０】
発電ユニットと外部補助周波数変調設備が電力網の周波数変調要求を満たすように、ユニットの負荷の高速増減に関与し、電力網の周波数変調がユニットに高速に負荷を増加することを求める場合、蒸気タービンの蒸気吸入量の増加、バッテリーの放電、電気ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷の減少によって実施し、電力網の周波数変調がユニットに高速に負荷を減少することを求める場合、蒸気タービンの蒸気吸入量の減少、バッテリーの充電、電気ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷の増加によって実施することを特徴とする請求項９に記載の電力網に周波数変調を行うシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力網の周波数変調技術分野に関し、特に電力網に対して周波数変調を行う方法、装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力網の周波数を既定範囲内に安定させることを保証するように、発電所より電力網に入力されるパワーを調整する必要がある。当該調整は、通常、一次パワーの調整と二次パワーの調整を含んでいる。
【０００３】
ここで、一次パワーの調整とは、変化の幅が小さく、周期が短い偶発的な負荷変動が出た場合、発電ユニットの原動機械の調速機を利用して、原動機械で出力される機械的なパワーを負荷の変化に追従させるように、発電ユニットより出力されるパワーを調整することを指す。
【０００４】
二次パワーの調整とは、変化の幅が大きく、周期が長い負荷変動が出た場合、発電ユニットの原動機械の周波数変調機を利用して、原動機械で出力される機械的なパワーを負荷の変化に追従させるように、発電ユニットより出力されるパワーを調整することを指す。
【０００５】
従来技術では、一次パワーの調整は発電ユニットのＤＥＨシステムで行われるが、二次パワーの調整はＡＧＣシステムで行われる。具体的には、一次パワーの調整はユニットの一次周波数変調機能で完成するが、それが電力網の周波数変化を反映する回転数の差で発生する制御信号を利用して、直接、ユニットのＤＥＨ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ）を調整するため、調節速度が比較的速い。
【０００６】
電力網の実際の運転では、必ずパワーの調整方式をうまく調整しなければならない。電力網に一次パワーの調整機能を持っていない、あるいは投入が不足する場合、電力網の周波数の安定に不利であるとともに、ＡＧＣの調節の負担が増える。
【０００７】
ＡＧＣ機能の投入運転の状況はＡＧＣ制御論理、通信システム、ユニットの自動制御システム、ユニットの一次設備、運転方式、石炭の質などの要素と密接な関係を持っている。
【０００８】
現在では、電力網は主に発電所に対して単一のユニットのＡＧＣ負荷調整を実施しており、且つ配分センターで決められた負荷曲線とＡＧＣで決めた負荷曲線に比較的大きい差があって、ＡＧＣを投入した後でまた配分の許容範囲で負荷を調整することができない（通常、発電所でＡＧＣの不感帯調節を大きく設定しているが、このようにして不感帯内でＡＧＣを調節しないので、配分センターの配分指令がユニット負荷に対する調節の役割を果たさなくなる）ので、発電所で負荷調整誤差が比較的大きい問題があり、発電所の経済利益の最大化に不利である。更に、ＡＧＣで決めた負荷増減の速度が速く、発電所の発電ユニットの出力の調整が遅く、衝撃負荷の容量が大きいので、発電所の発電ユニットに比較的高い調節効果を達成させるように、第一時間に出力の調整を行う調節精度が高くて速度が速い補助設備を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、電力網に周波数変調を行う方法とシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、需要電力負荷データを受けること、前記需要電力負荷データに基づき発電負荷の調整可能なレートについて上限値と下限値を設定すること、発電負荷の調整可能なレートの上限値と下限値によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算すること、前記偏差が所定の偏差値に等しいか否かを判断すること、前記偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所で発電負荷を調整する必要があることを判定すること、前記偏差と所定の偏差値の比較結果により、発電負荷を調整する調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信すること、を含む電力網に周波数変調を行う方法を提供する。
【００１１】
本発明はまた、需要電力負荷データを受けるための取得モジュールと、前記需要電力負荷データに基づき発電負荷の調整可能なレートについて上限値と下限値を設定するパラメータ設定モジュールと、発電負荷の調整可能なレートの上限値と下限値によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算する偏差計算モジュールと、前記偏差が所定の偏差値に等しいか否かを判断して、偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所で発電負荷を調整する必要があることを判定して、調整計画選択モジュールに選択開始指令を送信する判断モジュールと、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷を調整する計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信する調整計画選択モジュールと、を含む電力網に周波数変調を行う制御装置を提供する。前記調整計画は、外部補助周波数変調設備調整計画と発電ユニット調整計画を含む。
【００１２】
前記偏差が所定の偏差範囲より小さい場合、外部補助周波数変調設備調整計画を選択するが、前記外部補助周波数変調設備調整計画はバッテリーの充放電や電極型ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷変化を調整して負荷の偏差調整の必要を満たし、且つ蒸気タービンとボイラーの負荷が不変なことを維持することを含む。
【００１３】
前記偏差が所定の偏差範囲より大きい場合、優先的に外部補助周波数変調設備調整計画を選択するが、外部補助周波数変調設備調整計画が負荷偏差の調整の必要を満たすことができない場合、前記負荷偏差の調整の必要を満たすように、発電ユニット調整計画を追加する。
【００１４】
本発明は、前記記憶媒体にコンピュータのプログラムが記憶され、前記プログラムがプロセッサーで実行される時に前記電力網に周波数変調を行う方法のステップを実施するコンピュータの読取可能な記憶媒体を更に提供する。
【００１５】
本発明は、発電ユニットと外部補助周波数変調設備を含んで、記憶装置、プロセッサー及び前記記憶装置に記憶されて前記プロセッサーで運用できるコンピュータのプログラムを更に含んで、前記プロセッサーが前記プログラムを実行する時に前記電力網に周波数変調を行う方法のステップを実施する電力網に周波数変調を行うシステムを更に提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記技術案は次の通りの有益な技術的効果を有する。
【００１７】
１）ＡＧＣシステムで直接に外部補助周波数変調設備（バッテリー、ニュースボイラー、電解槽など）を制御することができ、電力網のピーク調整と周波数変調がピーク調整範囲を増大し、大幅に負荷変更速度を引上げ、ユニットの安定性も非常に良いという明らかな優位性を有するようになること。
【００１８】
２）伝統的なＡＧＣによる負荷調整の制限を克服し、調整の許容負荷規則で、ユニットの最適な経済負荷による長い時間・温度での運転に努め、負荷の短い時間における周波数変調の変動と長い時間におけるピーク調整変化がユニットの外部補助ピーク調整と周波数変調設備で対応すること。
【００１９】
３）論理改善と最適化及び新型設備の採用の後に、一次周波数変調とＡＧＣの調節の質が明らかに高まり、電力網のピーク調整と周波数変調などの補助サービスの奨励や補償を受けることができること。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明が提供する電力網に周波数変調を行う方法の第１実施例のステップのフローチャートである。
【図２】図２は通常見られる周波数差の関数であり、図２（ａ）は、不感帯がない線形周波数変調差の関数であり、図２（ｂ）は不感帯がある周波数差の関数であり、図２（ｃ）はステップ応答を備える周波数差の関数である。
【図３】図３は本発明が提供する電力網に周波数変調を行う方法の第２実施例のステップのフローチャートである。
【図４】図４は本発明が提供する電力網に周波数変調を行うシステムの第１実施例のモジュール説明図である。
【図５】図５は本発明が提供する電力網に周波数変調を行うシステムの第２実施例のモジュール説明図である。
【図６】図６は本発明が提供するコンピュータ設備のハードウエアの構造説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の目的、技術案と利点を更に明らかにするために、次に具体的な実施例を結び付けて添付図面を参照して本発明を更に詳しく説明する。これらの説明は単に例示的なものであり、決して本発明の範囲を制限するものではないことを理解するべきである。また、本発明との概念を混淆しないように、下記の説明には公知構造と技術に対する説明を省略する。
本発明の技術案を説明する前に、まず本発明に関わる用語を説明する。
【００２２】
用語１：ＤＥＨ、英文の正式名称はＤｉｇｉｔａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍであり、日本語の名称はデジタル電気油圧制御システムであるが、電気に油圧サーボアクチュエータを駆動してバルブの開度を制御することに用いられる。ＤＥＨはもっぱら蒸気タービンの回転数を調節するのに用いられる。
【００２３】
用語２：ＤＣＳで、英文の正式名称はＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍであり、日本語の名称は集散制御システムで、また分散制御システムとも称される。このシステムは少数の上位機（サーバー）と大量の下位機（サブコントローラ）を経由して設備グループに対する共同制御を実現するが、すべてのサブコントローラは単に一部の設備だけを制御する。すべてのサブコントローラの運転は上位機にモニタリングされており、作業者はサーバーを経由してすべてのコントローラの運転状態をモニタリングすることができる。
【００２４】
用語３：ＡＧＣで、英文の正式名称は  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌであり、日本語の名称は自動発電制御システムである。このシステムは電力網配分センターの制御目標によって指令を関連発電所や発電ユニットに送信し、発電所や発電ユニットの自動制御調節装置を経由して、発電機のパワーに対する自動制御を実現する。
図１は、本発明が提供する電力網に周波数変調を行う方法の第１実施例のステップのフローチャートである。
【００２５】
図１のように、本実施例が提供する電力網に周波数変調を行う方法は、本実施例で、以下の方法をＤＣＳシステムに配置することができるが、本実施例の方法は下記のステップＳ１−Ｓ５を含む。Ｓ１、需要電力負荷データを受けること。このステップでは、需要電力負荷データは現在の発電所の需要電力負荷データである。
【００２６】
需要電力負荷データを受けることは、ＡＧＣシステムが送信する需要電力負荷データを受けること、あるいは作業者がマン・マシン相互システムに基づいてＤＣＳシステムに入力する需要電力負荷データを受けることを含む。
Ｓ２、需要電力負荷データに基づいて発電負荷の調整可能な速度に上限値と下限値を設定すること。
【００２７】
Ｓ３、発電負荷の調整可能な速度の上限値と下限値によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算すること。
【００２８】
図２は通常見られる周波数差の関数である。ここで、図２（ａ）は、不感帯がない線形周波数変調差の関数である。図２（ｂ）は、不感帯がある周波数差の関数である。図２（ｃ）は、ステップ応答を備える周波数差の関数である。
【００２９】
国内の大多数のメーカーで発電する電気は、図２（ｂ）に示される周波数差の関数を利用して電力網の周波数を調節している。国内の少数のメーカーは図２（ｃ）に示される周波数差の関数を利用して電力網の周波数を調節している。
【００３０】
ユニットの一次周波数変調に周波数調節の不感帯があるとは、特にシステムが定格の回転数の近くで回転数に対する鋭敏ではないエリアを指す。電力網の周波数変化のより小さい状況で、ユニットの運転の安定性を高めるために、通常、電気調整システムに周波数の不感帯を設けている。
【００３１】
中国の具体的な状況によれば、図２（ｂ）の周波数差の関数を電力網の周波数調節方法として、そして周波数の不感帯を±２  ｒ／ｍｉｎ（±０．０３４Ｈｚ）に設定するのは比較的適当である。主に下記のことを考慮に入れている。
【００３２】
１）電力網の周波数が５０±０．０３４Ｈｚにバイアスした場合、調整し始めるが、区域の電力網に求められる５０±０．１Ｈｚまで比較的大きい余裕があること。
２）火力発電ユニットの負荷調整精度が低く、小さい範囲で負荷を調整する正確性が悪く、一定の偏差があることを許すこと。
３）回転数の測定、周波数の測定データに一定の誤差と不確定性があって、不感帯を設けると、避けることができること。
４）ユニットの不要な負荷変動を減らすこと。
Ｓ４、偏差が所定の偏差に等しいか否かを判断すること。偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所に発電負荷の調整を必要とすることを判定する。
Ｓ５、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷の調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信すること。
【００３３】
このステップでは、偏差と所定の偏差値の比較結果によって発電負荷の調整計画を選択することは、偏差が所定の偏差範囲より小さい場合、バッテリーの充放電や電極型ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷変化を調整して発電負荷の偏差に応答し、且つ蒸気タービンとボイラーの負荷が不変なことを維持することを含む外部補助周波数変調設備調整計画を選択することと、偏差が所定の偏差範囲より大きい場合、優先的に外部補助周波数変調設備調整計画を選択するが、外部補助周波数変調設備調整計画が負荷偏差の調整の必要を満たすことができない場合、前記負荷偏差の調整の必要を満たすように、発電ユニット調整計画を追加すること、を含む。
【００３４】
前記発電機ユニットの調整計画は、蒸気タービンの蒸気吸入量の調整、ボイラーの燃料供給量の調整、通風量の調整、給水量の調節、熱供給の蒸気抜き量の調整、蒸気タービンのバイパス流量の調整の１種又は複数種の組合せを採用する。ここで、ボイラーの燃料供給量の調整は、石炭粉砕機の駆動装置の駆動力の調整を含む。通風量の調整は、一次ファン及び／又は二次ファンの回転数を制御してバリア板の開度を調整することを含む。給水量の調節は、給水ポンプの周波数変換器の回転数と給水ポンプの再循環流量の調整を含む。
【００３５】
外部補助周波数変調設備は、バッテリー、電気ボイラー、電解水素製造設備、電気コンプレッサーを含む。ここで、バッテリーは、それぞれ発電機ユニットと電力網と電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの貯蔵に用いられ、また電力網に電気エネルギーを送り込むことに用いられる。電気ボイラーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電解水素製造設備は、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電気コンプレッサーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。
【００３６】
外部補助周波数変調設備調整計画は、バッテリーから電力網に出力したり入力したりする電気量の調整、電気ボイラーの電力消費負荷の調整、電気コンプレッサーの電力消費負荷の調整、電解水素製造槽の電力消費負荷の調整の１種又は複数種の組合せを含む。
【００３７】
図３は、本発明が提供する電力網に周波数変調を行う方法の第２実施例のステップのフローチャートである。
【００３８】
図３のように、本実施例が提供する電力網に周波数変調を行う方法は、下記のステップＳ１０１−Ｓ１０５を含む。
【００３９】
Ｓ１０１、需要電力負荷データを受けること。
【００４０】
このステップでは、需要電力負荷データは現在の発電所の需要電力負荷データである。
【００４１】
需要電力負荷データを受けることは、ＡＧＣシステムが送信する需要電力負荷データ、あるいは作業者がマン・マシン相互システムに基づいてＤＣＳシステムに入力する需要電力負荷データを含む。
【００４２】
Ｓ１０２、需要電力負荷データに基づいて発電負荷の調整可能な速度について上限値と下限値を設定すること。
【００４３】
Ｓ１０３、一次周波数変調指令を受け取った場合、発電機ユニットの回転数によって発電の負荷を調整すること。
【００４４】
Ｓ１０４、発電負荷の調整可能な速度の上限値と下限値、及び発電機ユニットの回転数の調整後の発電負荷によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算すること。
【００４５】
Ｓ１０５、偏差が所定の偏差に等しいか否かを判断するが、偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所に発電負荷の調整を必要とすることを判定すること。
【００４６】
Ｓ１０６、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷の調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信すること。
【００４７】
このステップでは、偏差と所定の偏差値の比較結果によって発電負荷の調整計画を選択することは、偏差が所定の偏差範囲より小さい場合、バッテリーの充放電や電極型ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷変化を調整して発電負荷の偏差に応答し、且つ蒸気タービンとボイラーの負荷が不変なことを維持することを含む外部補助周波数変調設備調整計画を選択することと、偏差が所定の偏差範囲より大きい場合、優先的に外部補助周波数変調設備調整計画を選択するが、外部補助周波数変調設備調整計画が負荷偏差の調整の必要を満たすことができない場合、前記負荷偏差の調整の必要を満たすように、発電ユニット調整計画を追加すること、を含む。
【００４８】
前記発電機ユニットの調整計画は、燃料供給量の調整、通風量の調整、給水量の調節の１種又は複数種の組合せを採用する。ここで、燃料供給量の調整は、石炭粉砕機の駆動装置の駆動力の調整を含む。通風量の調整は、一次ファン及び／又は二次ファンの回転数を制御してバリア板の開度の調整を含む。給水量の調節は、給水ポンプの周波数変換器の回転数と給水ポンプの再循環流量の調整を含む。
【００４９】
外部補助周波数変調設備は、バッテリー、電気ボイラー、電解水素製造設備、電気コンプレッサーを含む。ここで、バッテリーは、それぞれ発電機ユニットと電力網とに電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの貯蔵に用いられ、また電力網に電気エネルギーを送り込むことに用いられる。電気ボイラーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電解水素製造設備は、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電気コンプレッサーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。
【００５０】
外部補助周波数変調設備調整計画は、バッテリーから電力網に出力したり入力したりする電気量の調整、電気ボイラーの電力消費負荷の調整、電気コンプレッサーの電力消費負荷の調整、電解水素製造槽の電力消費負荷の調整の１種又は複数種の組合せを含む。
図４は、本発明が提供する電力網に周波数変調を行うシステムの第１実施例のモジュール説明図である。
【００５１】
図４のように、本実施例では、電力網に周波数変調を行うシステムは、取得モジュール、パラメータ設定モジュール、偏差計算モジュール、判断モジュールと調整計画選択モジュールを含む。
【００５２】
ここで、取得モジュールは需要電力負荷データを受ける。
【００５３】
パラメータ設定モジュールは、需要電力負荷データに基づいて発電負荷の調整可能な速度に上限値と下限値を設定する。
【００５４】
偏差計算モジュールは、発電負荷の調整可能な速度の上限値と下限値によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算する。
【００５５】
判断モジュールは、偏差が所定の偏差に等しいか否かを判断する。偏差が所定の偏差値に等しくない場合、発電所に発電負荷の調整を必要とすることを判定し、そして調整計画選択モジュールに選択開始指令を送信する。
調整計画選択モジュールは、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷の調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信する。
【００５６】
このステップでは、偏差と所定の偏差値の比較結果によって発電負荷の調整計画を選択することは、偏差が所定の偏差範囲より小さい場合、発電機ユニット調整計画を選択することと、偏差が所定の偏差範囲より大きい場合、外部補助周波数変調設備調整計画を選択すること、を含む。
【００５７】
前記発電機ユニットの調整計画は、蒸気タービンの蒸気吸入量の調整、ボイラーの燃料供給量の調整、通風量の調整、給水量の調節、熱供給の蒸気抜き量の調整、蒸気タービンのバイパス流量の調整の１種又は複数種の組合せを採用する。ここで、ボイラーの燃料供給量の調整は、石炭粉砕機の駆動装置の駆動力の調整を含む。通風量の調整は、一次ファン及び／又は二次ファンの回転数を制御してバリア板の開度を調整することを含む。給水量の調節は、給水ポンプの周波数変換器の回転数と給水ポンプの再循環流量の調整を含む。
【００５８】
外部補助周波数変調設備は、バッテリー、電気ボイラー、電解水素製造設備、電気コンプレッサーを含む。ここで、バッテリーは、それぞれ発電機ユニットと電力網と電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの貯蔵に用いられ、また電力網に電気エネルギーを送り込むことに用いられる。電気ボイラーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電解水素製造設備は、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電気コンプレッサーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。
【００５９】
外部補助周波数変調設備調整計画は、バッテリーから電力網に出力したり入力したりする電気量の調整、電気ボイラーの電力消費負荷の調整、電気コンプレッサーの電力消費負荷の調整、電解水素製造槽の電力消費負荷の調整の１種又は複数種の組合せを含む。
図５は、本発明が提供する電力網に周波数変調を行うシステムの第２実施例のモジュール説明図である。
【００６０】
図５のように、本実施例では、電力網に周波数変調を行うシステムは、取得モジュール、パラメータ設定モジュール、発電負荷調整モジュール、偏差計算モジュール、判断モジュールと調整計画選択モジュールを含む。
ここで、取得モジュールは需要電力負荷データを受ける。
【００６１】
パラメータ設定モジュールは、需要電力負荷データに基づいて発電負荷の調整可能な速度について上限値と下限値を設定し、そして設定した上限値と下限値を偏差計算モジュールに送信する。
【００６２】
発電負荷調整モジュールが一次周波数変調指令を受け取った場合、発電機ユニットの回転数によって発電の負荷を調整し、そして調整後の発電負荷を偏差計算モジュールに送信する。
【００６３】
偏差計算モジュールは、発電負荷の調整可能な速度の上限値と下限値、及び発電機ユニットの回転数の調整後の発電負荷によって、現在の電力網の発電所に対する需要電力負荷データと発電所のリアルタイムの発電量との偏差を計算する。
【００６４】
判断モジュールは、偏差が所定の偏差に等しいか否かを判断する。偏差は所定の偏差値に等しくない場合、発電所に発電負荷の調整を必要とすることを判定し、そして調整計画選択モジュールに選択開始指令を送信する。
調整計画選択モジュールは、偏差と所定の偏差値の比較結果によって、発電負荷の調整計画を選択し、そして選択した調整計画をパワー調節器に送信する。
【００６５】
このステップでは、偏差と所定の偏差値の比較結果によって発電負荷の調整計画を選択することは、偏差が所定の偏差範囲より小さい場合、バッテリーの充放電や電極型ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷変化を調整して発電負荷の偏差に応答し、且つ蒸気タービンとボイラーの負荷が不変なことを維持することを含む外部補助周波数変調設備調整計画を選択することと、偏差が所定の偏差範囲より大きい場合、優先的に外部補助周波数変調設備調整計画を選択するが、外部補助周波数変調設備調整計画が負荷偏差の調整の必要を満たすことができない場合、前記負荷偏差の調整の必要を満たすように、発電ユニット調整計画を追加すること、を含む。
【００６６】
前記発電機ユニットの調整計画は、蒸気タービンの蒸気吸入量の調整、ボイラーの燃料供給量の調整、通風量の調整、給水量の調節、熱供給の蒸気抜き量の調整、蒸気タービンのバイパス流量の調整の１種又は複数種の組合せを採用する。ここで、ボイラーの燃料供給量の調整は、石炭粉砕機の駆動装置の駆動力の調整を含む。通風量の調整は、一次ファン及び／又は二次ファンの回転数を制御してバリア板の開度を調整することを含む。給水量の調節は、給水ポンプの周波数変換器の回転数と給水ポンプの再循環流量の調整を含む。
【００６７】
外部補助周波数変調設備は、バッテリー、電気ボイラー、電解水素製造設備、電気コンプレッサーを含む。ここで、バッテリーは、それぞれ発電機ユニットと電力網とに電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの貯蔵に用いられ、また電力網に電気エネルギーを送り込むことに用いられる。電気ボイラーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電解水素製造設備は、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。電気コンプレッサーは、発電機ユニットと電気的に接続しており、発電機ユニットから出た電気エネルギーの消費に用いられる。
【００６８】
外部補助周波数変調設備調整計画は、バッテリーから電力網に出力したり入力したりする電気量の調整、電気ボイラーの電力消費負荷の調整、電気コンプレッサーの電力消費負荷の調整、電解水素製造槽の電力消費負荷の調整の１種又は複数種の組合せを含む。
図６は、本発明が提供するコンピュータ設備のハードウエアの構造説明図である。
【００６９】
図６のように、本発明の実施例では、記憶装置、プロセッサー及び前記記憶装置に記憶されて前記プロセッサーで運用できるコンピュータのプログラムを含んでおり、プロセッサーが前記プログラムを実行する時に前記電力網に周波数変調を行う方法のステップを実現するコンピュータの設備を提供する。
【００７０】
本分野の技術者は、図６に示されるコンピュータ設備の構造が本発明の実施例に対する限定を決して構成しないが、それは総括的な線形構造でもよいし、星型の構造でもよく、更に図の説明より多い又は少ない部品や、いくつかの部品の組み合わせ、あるいは異なる部品の配置を含むと理解することができる。
【００７１】
プロセッサーは集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＩＣと略称する）から構成できるが、例えば単一のパッケージング化ＩＣから構成できるし、いくつかの同一の機能や異なる機能を備えるパッケージング化ＩＣを接続して構成できる。例を挙げると、プロセッサーは中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、ＣＰＵと略称する）のみを含むことができるし、ＣＰＵ、デジタル・シグナル・プロセッサー（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰと略称する）、グラフィックス・プロセッシング・ユニット（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、ＧＰＵと略称する）と各種類の制御チップの組合せでもよい。本発明の実施例では、ＣＰＵは単一演算コアでもよいし、多演算コアを含むこともできる。
【００７２】
記憶装置は、非一時的記録媒体として、非一時的ソフトウェアプログラム、非一時的コンピュータ実行プログラム及びモジュール、例えば、本出願の実施例におけるシステムに対応するプログラムモジュール（例えば、図５に示される取得モジュール、パラメータ設定モジュール、偏差計算モジュール、判断モジュールと計画調整選択モジュール）を記憶する。プロセッサーは記憶装置に記憶されている非一時的ソフトウェアのプログラムとモジュールを運転することによって、サーバーの各種類の機能アプリケーションとデータ処理を実行することで、上記の電力網に周波数変調を行う方法の実施例の処理方法を実現するようになる。
【００７３】
記憶装置は、プログラム記憶エリアとデータ記憶エリアを含んでおり、ここで、プログラム記憶エリアは、オペレーティングシステム、少なくとも１つの機能に必要なアプリケーションを記憶することができる。本発明の実施例では、オペレーティングシステムは、ｌｉｎｕｘシステム、Ａｎｄｒｏｉｄシステム、ｉＯＳシステムやＷｉｎｄｏｗｓオペレーティングシステムなどでもよい。データ記憶エリアは、電力網に周波数変調を行うシステムの利用に基づき作成されるデータなどを記憶することができる。また、記憶装置は高速ランダムアクセスメモリを含むことができるが、更に非一時的記憶装置、例えば、少なくとも１つのディスク・メモリー素子、フラッシュメモリ素子や、その他の非一時的ソリッドステート素子を含むことができる。一部の実施例では、記憶装置は、オプションとしてプロセッサーに長距離に設定する記憶装置を含むことができる。上記のネットワークの実施例は、インターネット、企業のイントラネット、ＬＡＮ、移動通信ネットとその組合せを含むが、それに限らない。
【００７４】
本実施例では、発電ユニットと外部補助周波数変調設備は、電力網の周波数変調要求を満たすように、ユニットの負荷の高速増減に関与するが、電力網の周波数変調がユニットに高速に負荷を増加することを求める場合、蒸気タービンの蒸気吸入量の増加、バッテリーの放電、電気ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷の減少によって実現する。電力網の周波数変調がユニットに高速に負荷を減少することを求める場合、蒸気タービンの蒸気吸入量の減少、バッテリーの充電、電気ボイラー、電気圧縮冷凍ユニットや電解水素製造槽の電力消費負荷の増加によって実現する。
【００７５】
本発明は、外部補助周波数変調設備の追加によって、パラメータ対応の高速で安定的な取得を高め、同時にＤＣＳ制御論理でプライオリティも設定して、発電所の内外部補助ピーク調整と周波数変調設備に精確な負荷調整を行うように制御するが、負荷（速度）の調節が比較的大きい場合、ＤＣＳの有する調整制御システムを利用して、ユニットの主要設備と補助設備によって負荷の調整を行う。ユニットの負荷容量の調整が比較的小さい場合、バッテリー、電気ボイラー、電気コンプレッサーや電解水素製造槽の電力消費を利用して負荷低減、ピーク調整と周波数変調を行って、主要設備と補助設備の調節頻度を減らして、ユニットの安定的な運転を確保して、また、ユニット調節の速度と質も満たすことができる。
【００７６】
特に注意すべきことは、ユニットで一次周波数変調とＡＧＣの機能を投入する時に、ＡＧＣの負荷指令変化方向と一次周波数変調要求の負荷指令変化方向が一致しないことがよく現れることである。出力の調節は、一次周波数変調の正しい動作に対する審査がＡＧＣの調節精度と速度に対する審査より厳しいので、ＡＧＣの負荷指令変化方向と一次周波数変調要求の負荷指令変化方向が一致しない場合、ＡＧＣ命令の調節を制限して、優先的に一次周波数変調の制御の必要を満たすものとする。周波数変調パワー曲線を修正して、周波数の差が不感帯の比較的小さい範囲を超える場合、周波数変調パワー曲線が初期に比較的に急になるように、適切に周波数変調パワーの増分を増加する。周波数の差の小さい変動を高める場合、一次周波数変調の動作の幅が、ＡＧＣの調節に「埋没」されないように、一次周波数変調の正しい動作率を高める。
【００７７】
同時に、もとの一次周波数変調は、完全にユニットの速度調節ＤＥＨシステムに頼って周波数変調の必要を満たすことを変えて、それに代わって高速な対応特性を有する高速充放電のバッテリーや、高速に負荷を増減できる電極型ボイラー、電解水素製造槽などの外部設備を利用して一次周波数変調の必要を満たし、それによってユニットの蒸気タービン速度調節システムの動作の幅と回数に減少して、ユニットをできるだけ長時間安定的な負荷で運転させて、三大主要機械の使用寿命を延長する。外部補助周波数変調設備が一次周波数変調に関与することによって、バルブ調節動作、蒸気抜き量の調節やオンオフ、凝結水の絞りなどの運転難度が比較的高く、ユニットの寿命や安全な運転に対してマイナスの影響を与えるユニットの一次周波数変調措置を避けることができる。
【００７８】
同時に重要なメーターと信号チャンネルの較正を保証して、信号が同じソースから生まれるので、ＡＧＣ制御用パワーの信号とネットワークでの審査用パワーの信号が同一のソースから生まれるようにして、同時にメーターから信号のチャンネルまで精確な較正、検定を行って、信号が正確に電力網に送られることを保証して、最大限度で信号の精度による誤差を減少させる。
演算後の制御論理によって、外部補助ピーク調整と周波数変調設備に精確な負荷調整制御を行う。
【００７９】
本発明の上記の具体的な実施例は、例示的な説明や本発明の原理の説明や釈明に用いられ、本発明に対する制限を構成しないことを理解すべきである。そのため、本発明の範囲を逸脱しない上で、いかなる修正、代替、改善などは、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるべきである。また、本発明に添付された請求項は、特許請求の範囲と制限、あるいはこのような範囲と制限と同一の形式内のすべての変化と修正例をカバーすることを目指すものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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