(57)【要約】【課題】送電端電力量と需要家使用電力量との偏差を低減し、独立発電事業者が電力会社から課されるペナルティを回避する。【解決手段】独立発電事業者による複数の発電所設備Ｇ１〜Ｇｎから需要家の複数の負荷設備Ｌ１〜Ｌｎに電力会社の送電線８を介して電力を供給する場合に、発電所設備Ｇ及び負荷設備Ｌとネットワーク２で結んで統括監視装置１を設け、負荷設備Ｌの使用電力と発電所設備Ｇの送電端電力を検出し、需要家使用電力量と送電端電力量の各総和の偏差に基づいて、偏差が予め定めた規定値を超えないように送電端電力指令を補正し、各発電所設備Ｇに配分して送信する。【選択図】　図１
2004112910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力会社の送電線を介して、独立発電事業者による複数の発電所設備から需要家の複数の負荷設備に電力を供給するときの送電端電力の監視方法において、
前記複数の発電設備からの送電端電力量及び前記複数の負荷設備からの需要家使用電力量を監視し、補正時期毎に前記送電端電力量の総和と前記需要家使用電力量の総和との送電端電力偏差を求め、前記偏差が予め定めた規定値を超えないように送電端電力指令値を補正することを特徴とする送電端電力の監視方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記送電端電力指令値は、補正時期毎に前記送電端電力量の総和と前記送電端電力指令値の指令値偏差を求め、この指令値偏差が正または負に継続している継続時間に応じて補正することを特徴とする送電端電力の監視方法。
【請求項３】
独立発電事業者による複数の発電所設備から需要家の複数の負荷設備に電力会社の送電線を介して電力を供給し、前記複数の発電所設備及び前記複数の負荷設備をネットワークで結んで送電端電力を制御する監視システムにおいて、
前記負荷設備の使用電力を検出して統括監視装置に送信する需要家通信設備と、前記発電所設備の送電端電力を検出して統括監視装置に送信すると共に、前記統括監視装置から送電端電力指令を受信する発電機通信設備を設け、
さらに前記統括監視装置に、前記需要家通信設備からの需要家使用電力量の総和を求めて次の補正時期までの予想需要家使用電力量を演算する予想演算器と、前記発電所設備からの送電端電力量の総和を求め、この送電端電力量の総和と前記需要家使用電力量の総和との送電端電力偏差に基づいて送電端電力指令値の補正値を求め、前記予想需要家使用電力量と前記補正値から前記送電端電力指令値を演算する送電端電力演算部を設けることを特徴とする送電端電力の監視システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記送電端電力演算部は、予め電力会社から指定される規定時間に対する現在の残時間及び／又は前記送電端電力量と前記送電端電力指令値の偏差が正または負に継続している継続時間に基づいて送電端電力指令値を補正する補正演算部を設けることを特徴とする送電端電力の監視システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記送電端電力演算部は分配演算器を設け、各発電機の定格出力がＭ１〜Ｍｎの場合に、前記送電端電力指令値に対する発電電力追従性に応じて指標Ｘ１〜Ｘｎ（ただし、ΣＸｉ・Ｍｉ＝１）を設定し、この指標に応じて各発電機の送電端出力指令値を分配することを特徴とする送電端電力の監視システム。
【請求項６】
独立発電事業者による複数の発電所設備から需要家の複数の負荷設備に電力会社の送電線を介して電力を供給する系統を監視する監視システムにおいて、
前記複数の発電所設備及び前記複数の負荷設備とネットワークで結ぶ統括監視装置を設け、この統括監視装置は前記負荷設備の使用電力と前記発電所設備の送電端電力を検出し、予め前記電力会社から前記独立発電事業者に課せられているペナルティを回避するように、周期的に前記負荷設備の需要家使用電力量の総和と前記発電所設備の送電端電力量の総和との偏差に基づいて送電端電力指令値を補正し、この送電端電力指令値を目標指令として前記発電所設備に送信することを特徴とする監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は独立発電事業者等による発電所の制御方式に関わり、特に発電所の送電端電力を精度良く制御する方式及びそのビジネスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力の自由化により独立発電事業者（ＩＰＰ）や特定規模事業者（ＰＰＳ）が売電するビジネスが展開されるようになってきている。なお、以下ではＩＰＰ事業者及びＰＰＳ事業者をまとめて、独立発電事業者と呼ぶことにする。
【０００３】
このビジネスでは、独立発電事業者が電力会社から指定される負荷パターンに対し、規定偏差（例えば３％）を超えて送電出力を行なう時間が一定時間（例えば年間に１００時間）を超える場合や、規定時間毎にその時間内の送電電力量が一定偏差を超える場合等にペナルティが課せられる。
【０００４】
特開平１１−３５６０９６号公報は、送電端出力目標値に対して所内動力量分を加算して発電機出力目標値とし、この目標値に発電機出力を制御することで、系統側の要求する送電端出力を目標値に制御する例を開示している。これによれば、ＩＰＰ事業のような売電方式の場合に、契約電力量を超過した運転時間を大幅に低減できると述べている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術には、独立発電事業者が送電端電力量制御を行なう際、送電端目標電力量（指令値）と実電力量との偏差を監視して電力量補正を行なう制御方式は具備されていない。また、複数の独立発電事業者による発電が行なわれる場合の対策もなされていず、前述のようなペナルティを回避する機能は実施されていなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、独立発電事業者が電力会社からのペナルティを回避できる送電端電力の監視システムを提供することにある。また、各事業者に適切な目標指令を与えるビジネスを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、電力会社の送電線を介して、独立発電事業者による複数の発電所設備から需要家の複数の負荷設備に電力を供給するときの送電端電力の監視方法において、送電端電力量及び需要家使用電力量の各々の総和を監視し、補正時期毎にそれら総和の送電端電力偏差が予め定めた規定値を超えないように送電端電力指令値を補正することを特徴とする。
【０００８】
また、前記送電端電力指令値は、補正時期毎に前記送電端電力量の総和と前記送電端電力指令値との偏差を求め、この指令値偏差が正または負に継続している継続時間に応じて補正することを特徴とする。
【０００９】
本発明の送電端電力の監視システムは、独立発電事業者による複数の発電所設備から需要家の複数の負荷設備に電力会社の送電線を介して電力を供給し、前記複数の発電所設備及び前記複数の負荷設備をネットワークで結んで送電端電力を制御する監視システムにおいて、前記負荷設備の使用電力を検出して統括監視装置に送信する需要家通信設備と、前記発電所設備の送電端電力を検出して統括監視装置に送信すると共に、前記統括監視装置から送電端電力指令を受信する発電機通信設備を設け、さらに、前記統括監視装置に、前記需要家通信設備からの需要家使用電力量の総和を求めて次の補正時期までの予想需要家使用電力量を演算する予想演算器と、前記発電所設備からの送電端電力量の総和を求め、この送電端電力量の総和と前記需要家使用電力量の総和との送電端電力偏差に基づいて送電端電力指令値の補正値を求め、前記予想需要家使用電力量と前記補正値から前記送電端電力指令値を演算する送電端電力演算部を設けることを特徴とする。
【００１０】
また、前記送電端電力演算部は、予め電力会社から指定される規定時間に対する現在の残時間及び／又は前記送電端電力量と前記送電端電力指令値の偏差が正または負に継続している継続時間に基づいて送電端電力指令値を補正する補正演算部を設けることを特徴とする。
【００１１】
また、前記送電端電力演算部は分配演算器を設け、各発電機の定格出力がＭ１〜Ｍｎの場合に、前記送電端電力指令値に対する発電電力追従性に応じて指標Ｘ１〜Ｘｎ（ただし、ΣＸｉ・Ｍｉ＝１）を設定し、この指標に応じて各発電機の送電端出力指令値を分配することを特徴とする。
【００１２】
ここで、規定時間、送電端電力偏差及び残時間は以下のように定義する。規定時間とは、その時間内での発電電力量と消費電力量との偏差が一定値を超えないよう電力会社から指定される監視のための単位時間で、通常は１時間である。送電端電力偏差とは規定時間内の補正時刻（たとえば１分毎）での各発電機による送電端電力量総和と各需要家による使用電力量総和の偏差である。残時間とは各規定時間内における補正時期での規定時間終了までの残り時間である。
【００１３】
本発明によるビジネスは、独立発電事業者による複数の発電所設備から需要家の複数の負荷設備に電力会社の送電線を介して電力を供給する系統を監視する監視システムにおいて、前記発電所設備及び前記負荷設備とネットワークで結ぶ統括監視装置を設け、この統括監視装置は前記負荷設備の使用電力と前記発電所設備の送電端電力を検出し、予め前記電力会社から前記独立発電事業者に課せられているペナルティを回避するように、周期的に前記負荷設備の需要家使用電力量の総和と前記発電所設備の送電端電力量の総和との偏差に基づいて送電端電力指令値を補正し、この送電端電力指令値を目標指令として前記発電所設備に送信することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例による発電電力量監視システムの構成図を示す。図１において、１は統括監視装置、３は需要家通信装置、４は発電設備通信装置、２は統括制御装置１と需要家通信装置３及び発電設備通信装置４を結ぶ通信回線、６は需要家の負荷、７は発電所設備、８は電力会社の送電線系統である。
【００１５】
ここで、発電所設備７は独立発電事業者によるもの、また、負荷６は独立発電事業者から電力を買電する需要家によるものである。発電所設備７からの負荷６への電力供給は契約にしたがって行なわれる。また、送電線８借用する電力会社に対して外乱を及ぼさないように、独立発電事業者は上述したペナルティ契約を電力会社と結んでいる。
【００１６】
以下、本発明の実施例を説明する。まず、発電所設備７がＧ１とＧ２の２箇所であり、かつそれらの定格出力・起動停止特性等の発電能力が同一である系統を対象として説明する。
【００１７】
図１において、予め設定された通信周期毎に、複数の需要家通信装置３は演算周期毎の需要家使用電力及びその時間毎のログデータを受信し、通信回線２を経由して統括監視装置１に伝送する。また、発電設備通信装置４は演算周期毎の送電端電力（発電電力から所内消費負荷を差し引いている）とそのログデータを受信し、通信回線２を経由して統括監視装置１に伝送する。
【００１８】
統括監視装置１は通信設備と計算機装置を有している。需要家通信装置３と発電設備通信装置４からの情報を受信部１１で受信すると、電力積算演算部１２で各電力のログデータを積算し、周期的に送電端電力指令演算部１３を起動する。送電端電力指令演算部１３は需要家使用電力量の総和と送電端電力量の総和との偏差、すなわち送電端電力偏差などから送電端電力指令の補正値を求め、送電端電力指令値を演算する。さらに、発電機ごとの送電端電力指令値を演算し、送電端電力指令値送信部１４から通信回線２を経由して発電設備通信装置４に送信する。通信装置４は送電端電力指令を発電機Ｇ１の送電端電力制御装置に送信する。
【００１９】
これによれば、統括監視装置１は発電設備の送電端電力と需要家の負荷を監視し、補正された送電端電力指令値を各発電設備に送信するので、各発電設備は高精度の発電電力量制御が可能になり、電力会社によるペナルティの回避が可能になる。
【００２０】
図２は送電端電力量制御を実施する制御ブロック図を示す。５１は送電端電力設定部で、図１の統括監視装置１に相応する。５２は線形予想演算器、５３は送電端電力補正演算部、５４は負荷配分演算器である。５５は送電端電力制御装置で、各発電所設備７に設けられている。
【００２１】
各負荷から伝送された需要家使用電力量の総和は線形予想演算器５２に与えられ、次の補正周期までの需要家使用電力量を予測する。一方、送電端電力量補正演算部５３は、送電端電力偏差と残時間、及び送電端電力量と送電端電力指令値の偏差から算出した継続時間を受け取ると、それぞれを関数発生器に入力し、その結果を乗算器で演算して送電端電力補正値を演算する。需要家使用電力量予測値と送電端電力補正値は加算器で加減算され、負荷分配演算器５４で発電機毎に分配されて、各発電所の発電電力制御装置５５の送電端電力指令として与えられる。
【００２２】
本例のように、発電所設備がＧ１とＧ２の２箇所で、かつそれらの定格出力・起動停止特性等の発電能力が同一の系に適用している場合は、負荷配分演算器５４では入力を２等分割する。その値を図１の通信回線２を介してＧ１とＧ２の発電設備通信装置４に送信し、更に通信装置４から各々の送電端電力制御装置５５に与えられる。
【００２３】
図３は統括監視装置の制御手順を示すフローチャートである。統括監視装置１は補正周期（ここでは、１分）毎に送電端電力指令演算部１３を起動する。まず、補正周期毎に、受信した需要家使用電力量の総和と送電端電力量の総和を求め（ｓ１０１）、それら総和から送電端偏差を演算する（ｓ１０２）。さらに、規定値監視の単位時間である規定時間（ここでは１時間）に対し、その開始時間からの送電端偏差を積算し、総偏差量を求める（ｓ１０３）。
【００２４】
次に、この総偏差量（絶対値）が規定値以上か判定し（ｓ１０４）、規定値を超えていれば偏差量を低減するため送電端電力指令の補正値を求める（ｓ１０５）。送電端電力指令補正値はソフトウェアによっても算出可能であるが、本実施例ではハードウェアによる構成を示す。
【００２５】
図４に送電端電力補正演算部の制御ブロック図を示す。送電端電力量補正演算部５３は差分器１０１で、演算周期毎の送電端電力量の総和（ここでは２箇所）と需要家使用電力量の総和との偏差をとり、関数発生器１０３に入力する。関数発生器１０３は入力の偏差に比例（定数ａ）した出力となる。また、図示していないタイマーから規定時間に対する現時点の残時間を取り込み、関数発生器１０４に入力する。関数発生器１０４は残時間が少ないほど出力が大きくなる双曲線関数（関数１／ｂ）である。
【００２６】
さらに、偏差継続時間演算器１０２で、送電端電力総和の各演算時刻におけるログデータと送電端電力指令値総和の各演算時刻におけるログデータの偏差をとり、偏差が正または負に継続している時間を継続時間として出力する。すなわち、偏差継続時間演算器１０２の出力は送電端電力と送電端電力指令値のログデータの偏差が正または負に継続した時間を出力とする。この偏差継続時間は関数発生器１０５に入力され、偏差が０のとき一定値（ｄ）で、偏差に応じて大となる比例関数（定数ｃ）により出力が得られる。
【００２７】
これら、関数発生器１０３、１０４及び１０５の出力を乗算器１０６で乗算して、送電端電力指令補正値を演算する。これによれば、補正値の演算がハードウェアによって構成されるので、高速の処理が可能である。
【００２８】
次に、需要家使用電力量の予測を行なう（ｓ１０６）。線形予想演算器５２により、現時点の需要家使用電力量の総和を入力し、次の補正時期までの需要家使用電力量を予測する。そして、需要家使用電力量の予測値とステップｓ１０５で求めた補正値（正又は負）を加算して送電端電力指令値を演算する（ｓ１０７）。ステップｓ１０４で総偏差量が規定値未満のときは補正量は０である。最後に、送電端電力指令値を各発電機へ負荷配分して出力する（ｓ１０８）。
【００２９】
上記では補正周期毎に、総偏差量が規定値を超えたか判定している。しかし、一般には規定時間に対して、初期の段階よりも後半の段階で規定値を超える恐れが高い。したがって、補正時間に応じて重み付けした規制値を規定値の範囲内で設定し、この規制値を超えないように制御することも可能である。これによれば、比較的初期段階から適正な補正が実行されるので、後半になってから強引な補正をすることがなく、円滑な制御が可能になる。
【００３０】
送電端電力制御装置５５の制御方式としては、送電端電力制御を精度良く行なう必要がある。このため、従来採用されていた発電機出力を目標値として設定する方式ではなく、例えば、特開平１１−３５６０９６号に開示されているような所内電力の変動分を考慮した送電端電力制御方式を採用し、送電端電力指令と所内電力を加算して、発電機の負荷指令としている。
【００３１】
送電端電力制御装置５５では１台分の送電端電力指令補正値が設定されると所内負荷電力と加算され、ボイラ入力ディマンド要求を演算し、ボイラ制御装置（ＡＢＣ）に送られて、負荷に見合ったプロセス量制御を実施する。また、ディマンド要求（負荷指令信号）が発電機出力信号と比較され、偏差が零となるようにガバナ制御装置（ＥＨＧ）を用いて制御を行なう。この結果として、送電端電力を需要家使用電力に追従させ、各規定時間毎に送電端電力量を許容範囲内に制御することができる。
【００３２】
また、独立発電事業者が需要家に売電する場合、送電端電力量と需要家使用電力量との偏差が低減される。このため、送電線を貸与する電力会社では、独立発電事業者と契約関係にある需要家に対する負荷変動への配慮を軽減でき、負荷計画を簡易にできる効果がある。
【００３３】
次に、発電所設備が複数（Ｇ１〜Ｇｎ）あり、それらの定格出力（Ｍ１〜Ｍｎ）及び起動停止特性等の発電能力が異なる系の実施例を説明する。このような場合、各発電機の指令値に対する発電電力追従性に応じて、予めＧ１〜Ｇｎに指標（ｘ１〜ｘｎ：ただしΣｘｉＭｉ＝１（ｉ＝１，２，…ｎ））を設定する。この指標に応じ、（トータルの送電端電力指令値）×ｘｉ×Ｍｉを負荷配分演算器５４で演算し、発電機Ｇｉへの送電端電力指令値とする。
【００３４】
この実施例によれば、統括監視装置１は各独立発電事業者の発電設備の発電状態を監視する。ある発電設備で上述の方法による需要家の負荷変動予測に基づく発電計画に追従できない場合には、監視下にある他の発電設備に相応する負荷指令を付与し、当該の不足電力をまかなう。これにより、電力会社から課せられるペナルティを回避して、複数発電設備トータルの同時同量制御を実現できるように負荷指令を計算・付与するサービスを提供する。本サービスに対して統括監視装置１は、各独立発電事業者から所定の課金を受け取る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、送電端電力量偏差や、残時間あるいは継続時間を用いて補正を行なうので、規定時間内における送電端電力偏差を低減でき、独立発電事業者は電力会社から課されるペナルティを回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる送電端電力量監視システムの構成図。
【図２】送電端電力量制御を行なう制御ブロック図。
【図３】一実施形態に係わる送電端電力監視方法の手順を示すフローチャート。
【図４】送電端電力量補正の制御ブロック図。
【符号の説明】
１…統括監視装置、２…通信回線、３…需要家通信設備、４…発電設備通信設備、６…需要家負荷、７…発電設備、８…電力会社の送電線系統、１２…電力積算演算部（ログデータの積算）、１３…送電端電力指令演算部、１４…送電端電力指令値送信部、５１…送電端電力設定部、５２…線形予想演算器、５３…送電端電力補正演算部、５４…負荷配分演算器、５５…送電端電力制御装置、１０１…減算器、１０２…偏差継続時間演算器、１０３−１０５…関数発生器、１０６…乗算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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