(57)【要約】【課題】データ伝送所要時間の影響を軽減することで電力系統の周波数調整の制御性能を改善した周波数調整システム、方法及びプログラムを提供する。【解決手段】変化の緩慢な系統定数やそれに基く分担係数は、中央給電指令所のような総合制御箇所で把握と各発電機への配分を定期的に行い、時々刻々と変化するが電力系統の全地点で同値とみなせる周波数偏差は各発電所で観測させ、調整量の計算も各発電所で行う。このため、各発電機へ定常的に調整量を伝送するよりもデータ伝送所要時間の影響が軽減されるので、電力系統の周波数調整の制御性能が改善される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整システムにおいて、
総合制御装置と一又は二以上の個別制御装置とが伝送路で結合され、
前記総合制御装置は、
前記現在の電力需要を検出する手段と、
前記定数及び前記電力需要に基いて、前記各発電機の調整分担係数を算出するとともに前記各個別制御装置へ伝送する分担係数配分伝送手段と、を備え、
前記個別制御装置は、前記周波数偏差を検出し、その周波数偏差と伝送された前記調整分担係数とに基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて前記発電機に負荷設定する周波数調整出力手段を備えたことを特徴とする周波数調整システム。
【請求項２】
予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整システムにおいて、
総合制御装置と一又は二以上の個別制御装置とが伝送路で結合され、
前記総合制御装置は、
前記現在の電力需要を検出する手段と、
前記定数と前記現在の電力需要とを、前記各個別制御装置へ伝送する伝送手段と、を備え、
前記個別制御装置は、
伝送された前記定数及び前記電力需要に基いて、対応する発電機の調整分担係数を算出する分担係数配分手段と、
前記周波数偏差を検出し、その周波数偏差と、その個別制御装置において算出した前記調整分担係数と、に基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて発電機に負荷設定する周波数調整出力手段と、を備えたことを特徴とする周波数調整システム。
【請求項３】
前記総合制御装置の前記伝送手段は、総合制御装置から前記定数と前記現在の電力需要に加え、日間予想総需要曲線データを前記個別制御装置に伝送するように構成され、
前記個別制御装置の前記分担係数配分手段は、前記総合制御装置又は前記伝送路の異常を検出し、その異常が認められない場合は前記現在の電力需要に基いて各発電機の調整分担係数を算出し、前記異常が認められる場合は前記日間予想総需要曲線データに基いて各発電機の前記調整分担係数を算出するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の周波数調整システム。
【請求項４】
少なくともいずれかの前記個別制御装置が、複数の発電機を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の周波数調整システム。
【請求項５】
前記総合制御装置は、前記個別制御装置の異常を検出するとともに異常がある個別制御装置を制御対象外とする個別制御装置異常時手段を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の周波数調整システム。
【請求項６】
前記総合制御装置は、
前記電力系統の分離を検出する系統分離監視手段と、
検出された分離系統毎に前記定数及び前記電力需要に基いて、各発電機の調整分担係数を算出するとともに前記各個別制御装置へ伝送する分担係数配分伝送手段と、を備えたことを特徴とする請求項１，４又は５のいずれかに記載の周波数調整システム。
【請求項７】
前記個別制御装置の前記周波数調整出力手段は、所定の規定値以上の周波数偏差を検出した場合に、予め規定された所定の出力指令値を出力するように構成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の周波数調整システム。
【請求項８】
前記総合制御装置の代替装置を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の周波数調整システム。
【請求項９】
前記個別制御装置の代替装置を備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の周波数調整システム。
【請求項１０】
予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整方法において、
総合制御装置と、一又は二以上の個別制御装置と、を伝送路で結合しておき、
前記総合制御装置において、
前記現在の電力需要を検出し、
前記定数及び前記電力需要に基いて、各発電機の調整分担係数を算出するとともに前記各個別制御装置へ伝送し、
前記個別制御装置では、周波数偏差を検出し、その周波数偏差と伝送された前記調整分担係数とに基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて発電機に負荷設定することを特徴とする周波数調整方法。
【請求項１１】
予め与えられた定数と、現在の電力需要と、電力系統の周波数偏差と、に基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整方法において、
総合制御装置と、一又は二以上の個別制御装置と、を伝送路で結合しておき、
前記総合制御装置において、
前記現在の電力需要を検出し、
前記定数と前記現在の電力需要とを、前記各個別制御装置へ伝送し、
前記個別制御装置では、
伝送された前記定数及び前記電力需要に基いて、対応する発電機の調整分担係数を算出し、
周波数偏差を検出し、その周波数偏差と、その個別制御装置において算出した前記調整分担係数と、に基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて発電機に負荷設定することを特徴とする周波数調整方法。
【請求項１２】
発電機を制御する一又は二以上の個別制御装置と伝送路で結合されたコンピュータを制御することにより、予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減させることによって定周波数制御を実施する周波数調整プログラムにおいて、
そのプログラムは前記コンピュータに、
前記定数及び前記現在の電力需要に基いて、各発電機の調整分担係数を算出させるとともに前記各個別制御装置へ伝送させることを特徴とする周波数調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送所要時間の影響を軽減することで電力系統の周波数調整の制御性能を改善した周波数調整システム、方法及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統は、現代社会の隅々に及ぶ一つの生命線であり、電圧だけでなく周波数も一定に維持する責務を負っている。電力系統の周波数（系統周波数とも呼ぶ）は、地域により６０Ｈｚ又は５０Ｈｚに定められ、周波数の変動は、電気時計の精度、系統周波数を利用した回転機により製造された製品の品質、電力系統の電圧制御、安定度など多くの点で抑制すべきである。電力系統の周波数は、電力の需給均衡と一体不可分で、例えば消費電力の方が発電電力より多ければ周波数は低下し、逆の場合は周波数が上昇する。したがって、電力系統の周波数は、需給均衡によって一定に維持されるものである。
【０００３】
昭和３０年代以前には、刻々と変化する需要に対する供給力の調整は、手動または局所的な調整装置によって行われていた。しかし、我が国の工業生産が質量ともに増大するのに伴って、系統周波数の安定維持への要請は高まり、電気事業者においては昭和３０年代後半から、中央給電指令所に周波数調整装置を設置して、多数の発電所を一元的に自動制御する方式を採用しており、この構成は現在も踏襲されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
現在、工業技術の精密化や効率追求を背景として、一層の周波数安定維持が要請されている一方、電気事業者においては、出力調整に対して社会的合意が得られていない原子力発電の増加や、日間格差の増大によって、特に夜間の需給調整余裕が相対的に減少するなど、周波数調整を取り巻く環境は厳しさを増している。また、電気事業自由化の今後の進展によっては、周波数調整義務をもたない電源の増加によって、厳しさが一層増加することも懸念される。
【０００５】
次に、中央給電指令所の周波数調整装置の概要を説明する。周波数調整装置は、電子計算機のプログラムとして実装され、商用周波数を観測して周波数偏差Δｆを検出する。この周波数偏差Δｆの解消に必要な供給増減量ΔＰは、検出された前記周波数偏差Δｆに系統定数Ｋを乗じることによって算出される。ここで、系統定数Ｋは、発電機特性や負荷特性に起因する特性定数と電力需要とから定まる定数である。そして、そのように算出された供給増減量ΔＰは、運用上、調整発電機として定められた所定の複数の発電機に配分され、その配分値が指令値として伝送設備経由で各発電所へ送信され、各発電機の速度制御系に負荷設定される。
【０００６】
なお、我が国で採用されている周波数制御方式は、自系統の周波数を一定に維持する定周波数制御方式（ＦＦＣ：Ｆｌａｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、自系統の周波数と連絡線潮流とを一定に維持する周波数バイアス連絡線電力制御方式（Ｔｉｅｌｉｎｅ  Ｂｉａｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）とに大別されるが、上の例は、前者の定周波数制御方式（ＦＦＣ）にもとづいて説明した。また、各発電機ごとにも調速機が備えられており、そのような個別のローカルな調速機は、上に説明した周波数調整装置が対象とする周波数変動よりも短時間の周波数変動を抑える役割を果たしている。
【０００７】
以上が従来の周波数調整装置の概要であり、続いて、その代表的な構成例を説明する。まず、図１５は、中央給電指令所に設置される周波数調整装置の代表的な構成図である。すなわち、周波数調整装置１０００は、電子計算機１０と、マンマシン入出力装置３０と、プロセス入出力装置６０と、伝送網３００に接続された伝送制御装置２０と、を備える。また、電子計算機１０ではプログラムの働きで、需給監視手段２と、周波数調整出力手段８と、伝送手段４と、が実現されている。
【０００８】
このような構成例では、専用線、フレームリレー、ＶＰＮなどによる伝送網３００を介して、系統各所の発電所から各発電機の出力が送信され、需給監視手段２がこれを受信して電子計算機１０のメモリに記憶し、さらに発電機出力の総和を現在の電力需要すなわち現在総需要として同じくメモリに記憶する。
【０００９】
マンマシン入出力装置３０は、ディスプレイと、キーボードと、マウスなどのポインティングデバイスを備えた電子計算機１０の端末装置で、運転員など人による調整発電機の指定や、系統定数Ｋの設定をつかさどり、その内容は電子計算機１０のメモリに記憶される。
【００１０】
また、プロセス入出力装置６０には、図示はしないが、商用電源に結ばれた周波数計測器が接続されており、周波数調整出力手段８が、このプロセス入出力装置６０を介して調整対象である電力系統の周波数を繰り返し読み込み、周波数偏差Δｆをリアルタイムに算出する。そして、この周波数偏差Δｆに、電子計算機１０のメモリに記憶された上記の現在総需要と系統定数Ｋとを乗じることにより、周波数偏差Δｆの解消に必要な需給調整量を算出してこれを各調整発電機ごとの調整量に配分し、伝送手段４に渡す。そして、伝送手段４が伝送網３００を介して各発電所に発電機毎の調整量を出力し、これに各発電機が応動することにより周波数偏差が解消する。
【００１１】
以上が従来の周波数調整装置の代表的構成例であるが、その特徴は、必要な手段が全て周波数調整装置に集約されている点である。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−２３８３５５
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来技術による調整制御によって、電力系統の周波数はほぼ満足な程度に安定化されているとも言えるが、連系によって容量が大きい欧米の電力系統と比べると、我が国の電力系統の周波数変動は比較的大きいことが認められており、上に述べたような周波数調整を取り巻く情勢の深刻化を踏まえると、さらなる改善が求められる状況である。
【００１４】
この点で問題となる上記のような従来技術の課題は、周波数調整装置が指令値を出力してから実際に発電機が出力増減を完了するまでに要する時間が長いため、これによって生じる制御遅延が周波数制御の的確性を損ねていることである。この制御遅延は、調整データの伝送所要時間と、発電機の応動時間とに大別されるが、前者のデータ伝送時間を改善するには、系統の変遷に応じて逐次拡張されてきた既存伝送網の再整備に相当のコストを必要とし、また、後者の応動時間の改善も、水車やボイラ等の機械的安全性の制約を払拭するための技術革新を必要とするもので、いずれも解決困難な課題である。
【００１５】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、データ伝送所要時間の影響を軽減することで電力系統の周波数調整の制御性能を改善した周波数調整システム、方法及びプログラムを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整システムにおいて、総合制御装置と一又は二以上の個別制御装置とが伝送路で結合され、前記総合制御装置は、前記現在の電力需要を検出する手段と、前記定数及び前記電力需要に基いて、前記各発電機の調整分担係数を算出するとともに前記各個別制御装置へ伝送する分担係数配分伝送手段と、を備え、前記個別制御装置は、前記周波数偏差を検出し、その周波数偏差と伝送された前記調整分担係数とに基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて前記発電機に負荷設定する周波数調整出力手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項１の発明を方法という見方から捉えたもので、予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整方法において、総合制御装置と、一又は二以上の個別制御装置と、を伝送路で結合しておき、前記総合制御装置において、前記現在の電力需要を検出し、前記定数及び前記電力需要に基いて、前記各発電機の調整分担係数を算出するとともに前記各個別制御装置へ伝送し、前記個別制御装置では、周波数偏差を検出し、その周波数偏差と伝送された前記調整分担係数とに基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて前記発電機に負荷設定することを特徴とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１，１０の発明をコンピュータのプログラムという見方から捉えたもので、発電機を制御する一又は二以上の個別制御装置と伝送路で結合されたコンピュータを制御することにより、予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減させることによって定周波数制御を実施する周波数調整プログラムにおいて、そのプログラムは前記コンピュータに、前記定数及び前記現在の電力需要に基いて、各発電機の調整分担係数を算出させるとともに前記各個別制御装置へ伝送させることを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明は、予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整システムにおいて、総合制御装置と一又は二以上の個別制御装置とが伝送路で結合され、前記総合制御装置は、前記現在の電力需要を検出する手段と、前記定数と前記現在の電力需要とを、前記各個別制御装置へ伝送する伝送手段と、を備え、前記個別制御装置は、伝送された前記定数及び前記電力需要に基いて、対応する発電機の調整分担係数を算出する分担係数配分手段と、前記周波数偏差を検出し、その周波数偏差と、その個別制御装置において算出した前記調整分担係数と、に基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて発電機に負荷設定する周波数調整出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項２の発明を方法という見方から捉えたもので、予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整方法において、総合制御装置と一又は二以上の個別制御装置とを伝送路で結合しておき、前記総合制御装置において、前記現在の電力需要を検出し、前記定数と前記現在の電力需要とを、前記各個別制御装置へ伝送し、前記個別制御装置では、伝送された前記定数及び前記電力需要に基いて、対応する発電機の調整分担係数を算出し、前記周波数偏差を検出し、その周波数偏差と、その個別制御装置において算出した前記調整分担係数と、に基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて発電機に負荷設定することを特徴とする。
【００２１】
これらの態様では、変化の緩慢な系統定数やそれに基く分担係数は、中央給電指令所のような総合制御箇所で把握と各発電機への配分を定期的に行い、時々刻々と変化するが電力系統の全地点で同値とみなせる周波数偏差は各発電所で観測させ、調整量の計算も各発電所で行う。このため、各発電機へ定常的に調整量を伝送するよりもデータ伝送所要時間の影響が軽減されるので、電力系統の周波数調整の制御性能が改善される。
【００２２】
特に請求項２，１１の発明では、分担係数を算出する負荷についても個々の発電機や発電所に分散され、総合制御箇所に大きな処理能力を集中的に要求することがないので、ＣＰＵ利用率や処理サイクルごとのターンアラウンドタイムなどに余裕を持った構成及び運用が低コストに実現できる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項２記載の周波数調整システムにおいて、前記総合制御装置の前記伝送手段は、総合制御装置から前記定数と前記現在の電力需要に加え、日間予想総需要曲線データを前記個別制御装置に伝送するように構成され、前記個別制御装置の前記分担係数配分手段は、前記総合制御装置又は前記伝送路の異常を検出し、その異常が認められない場合は前記現在の電力需要に基いて各発電機の調整分担係数を算出し、前記異常が認められる場合は前記日間予想総需要曲線データに基いて各発電機の前記調整分担係数を算出するように構成されたことを特徴とする。
【００２４】
この態様では、総合制御装置や伝送路の障害時でも、予め個別制御装置に用意された日間予想総需要曲線データに基いて調整分担係数算出等の制御処理が続行できるのでシステムの耐障害性が向上する。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の周波数調整システムにおいて、少なくともいずれかの前記個別制御装置が、複数の発電機を制御することを特徴とする。この態様では、個別制御装置が複数の発電機を制御することにより、周波数制御に必要なコンピュータの台数を削減し、単純化、コスト削減、信頼性向上などの効果が得られる。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の周波数調整システムにおいて、前記総合制御装置は、前記個別制御装置の異常を検出するとともに異常がある個別制御装置を制御対象外とする個別制御装置異常時手段を備えたことを特徴とする。この態様では、一部の個別制御装置に異常が発生し調整不可能となっている発電機があるときでも、その存在を早期に検出するとともにその分の調整必要量を正常に調整できる他の発電機に負担させることで円滑な周波数制御をいつでも確実に実現可能となる。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１，４又は５のいずれかに記載の周波数調整システムにおいて、前記総合制御装置は、前記電力系統の分離を検出する系統分離監視手段と、検出された分離系統毎に前記定数及び前記電力需要に基いて、各発電機の調整分担係数を算出するとともに前記各個別制御装置へ伝送する分担係数配分伝送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この態様では、系統の分離を検出すると共に、各発電機の調整分担係数を分離系統ごとに算出し個別制御装置へ伝送する。このため、障害等により系統分離が発生している場合も、各々の分離系統に対して独立した適切な周波数調整を容易に実現可能となる。
【００２９】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の周波数調整システムにおいて、前記個別制御装置の前記周波数調整出力手段は、所定の規定値以上の周波数偏差を検出した場合に、予め規定された所定の出力指令値を出力するように構成されたことを特徴とする。この態様では、所定以上の周波数偏差に備えて、あらかじめ事情に応じたきめ細かな出力指令値の設定が可能となる。
【００３０】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の周波数調整システムにおいて、前記総合制御装置の代替装置を備えたことを特徴とする。この態様では、総合制御装置の代替装置により、総合制御装置の障害に起因する周波数制御の不能を防止でき、信頼性が向上する。
【００３１】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の周波数調整システムにおいて、前記個別制御装置の代替装置を備えたことを特徴とする。この態様では、個別制御装置の代替装置により、個別制御装置の障害に起因する出力調整の不能を防止でき、信頼性が向上する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の複数の実施の形態（以下「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照して具体的に説明する。なお、各実施形態は、必要な周辺装置を備えたコンピュータをプログラムで制御することにより実現できるが、この場合のハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能である。また、本発明は、装置、システム、方法及びプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体など複数のカテゴリとしても把握可能である。このように本発明の実現態様は各種考えられるので、以下の説明では、本発明及び各実施形態の各機能を実現する仮想的回路ブロックを用いる。なお、各実施形態において、従来の技術又はその実施形態以前に説明した実施形態で登場した構成要素と同一又は共通の構成要素については、原則として共通の符号を付し、重複説明は省略する。
【００３３】
〔１．第１実施形態〕
第１実施形態は、請求項１，１０，１２に対応するもので、予め与えられた定数と現在の電力需要と電力系統の周波数偏差とに基いて複数の発電機の出力を増減することによって定周波数制御を実施する周波数調整システムであって、図１の構成図に示すように、総合制御装置１１０と、発電所や発電機ごとの個別制御装置２１０とを、伝送路である伝送網３００で接続したものである。
【００３４】
〔１−１．構成〕
このうち、総合制御装置１１０については、電子計算機１０と、伝送制御装置２０と、マンマシン入出力装置３０と、を備え、さらに、分担係数配分伝送手段１と需給監視手段２とが、電子計算機１０において動作するプログラムにより実現される。これらのうち、マンマシン入出力装置３０は、電子計算機１０の端末装置であって、ディスプレイと、キーボードと、マウスなどのポインティングデバイスとを備え、図１には一台を示すが複数を実装してもよい。
【００３５】
また、伝送制御装置２０は、電子計算機１０から伝送網３００への交信を司る入出力装置で、例えばネットワークカードなどである。交信先の伝送網３００には、電力系統の発電所・変電所の自動化装置が接続されており、電子計算機１０は伝送制御装置２０を介して電力系統各所の電力・電圧等の観測値を受信する。
【００３６】
また、需給監視手段２は、前記現在の電力需要を検出する手段であり、分担係数配分伝送手段１は、前記定数及び前記電力需要に基いて、各発電機の調整分担係数を算出するとともに各個別制御装置２１０へ伝送する手段である。
【００３７】
一方、個別制御装置２１０については、電子計算機５０と、伝送制御装置４０と、プロセス入出力装置６０と、を備え、さらに、周波数調整出力手段３が電子計算機５０において動作するプログラムにより実現される。これらのうち、伝送制御装置４０は伝送制御装置２０と同等の装置でよい。また、プロセス入出力装置６０は、電子計算機５０における外部電気信号の入出力を司るインタフェースカードなどの装置で、電子計算機５０は、このプロセス入出力装置６０を介して発電所周波数の入力と、発電機への指令値出力を行う。なお、個別制御装置２１０については、図１では簡略化のためを１台だけ示すが、発電所毎または発電機毎に少なくとも１台の要領で複数実装するものである。
【００３８】
また、周波数調整出力手段３は、周波数偏差を検出し、その周波数偏差と伝送された前記調整分担係数とに基いて出力指令値を算出するとともに、その出力指令値に基いて発電機に負荷設定する手段である。
【００３９】
〔１−２．諸元〕
また、上に説明した総合制御装置１１０内では、処理に先立って予めマンマシン入出力装置３０から運転員などの人が次のようなデータ（以下「諸元」）を入力しておく。
【００４０】
（１）発電機特性データ
これは、発電機の出力帯に応じた周波数調整幅と出力変化速度とを人が入力しておくもので、一般に発電機の特性は出力によって変化するため、出力帯毎に定義する必要がある。これらのデータは原則的には、発電機の物理的構成に変化が生じなければ常時一定の数値である。このような発電機の特性に関するデータを人が入力するための画面例を図２に示す。なお、この例では周波数調整幅を下げ方向と上げ方向に区別し、出力変化速度は下げ方向と上げ方向で共通としているが、これらの内容は、電気事業者の運用管理方式や電力系統の構成その他の要素によって異なるものであり、また、図２における数値は単なる説明のための仮想例であるから、実際には自由に定義してよい。
【００４１】
（２）対象指定データ
これは、電力系統に複数設置されている各発電機ごとに、周波数調整対象とするか否かの指定を人が入力するもので、このデータは、電力需要や発電機の状態に応じて、人が適切な指定を実施すべきものである。一般的には、速い出力変化が可能な水力機や石油焚き火力機が周波数調整対象として指定されるべきである。また、想定し得る周波数変化に対して余裕ある数の発電機が指定されるべきである。このような発電機の運用に関するデータを人が入力するための画面例を図３に示す。
【００４２】
（３）系統定数と不感帯上下限値
これらは、周波数調整に関するデータであり、周波数偏差と需給不均衡の比例関係を示す系統定数と、周波数偏差に対する不感帯上下限値とを人が入力するものである。このうち系統定数は、総電力需要に依存するため、総電力需要に対する百分率で表現することが一般的で、系統定数の単位は［％ＭＷ／Ｈｚ］である。また、不感帯上下限値は、無視すべき微小な周波数偏差に対して自動周波数制御が応動することを防止するためのしきい値である。これら周波数調整に関するデータを人が入力するための画面例を図４に示す。
【００４３】
以上（１）〜（３）に説明した諸元は、マンマシン入出力装置３０から人が入力することで電子計算機１０のメモリ上に記憶され、分担係数配分伝送手段１が参照することになる。
【００４４】
〔１−３．需給監視〕
次に、需給監視手段２による需給監視の手順を説明する。すなわち、需給監視手段２は、各発電機の現在出力を定期的に伝送制御装置２０から受信し、電子計算機１０のメモリに記憶する。ここでいう各発電機の現在出力は、各発電所から送信されるデータに基く。また、需給監視手段２は、各発電機の出力の合計値を算出し、その合計値を現在総需要として電子計算機１０のメモリに記憶する。メモリ上に記憶されたこれらのデータは、分担係数配分伝送手段１が参照する。なお、ここに説明した需給監視手段２の作用は、中央給電指令所などに設置される周波数調整装置が一般的に備えているものを利用してもよい。
【００４５】
〔１−４．分担係数配分の原理〕
次に、分担係数配分伝送手段１による処理内容の原理を説明する。すなわち、分担係数配分伝送手段１の目的は、現在の電力系統において周波数偏差Δｆが発生したときに、それに応じ各発電機が担うべき出力調整量ΔＰを求めるための分担係数を各個別制御装置２１０に送信することである。ここで注意すべき点として、周波数偏差Δｆの量は事前には予見できず、個別制御装置２１０に送信するのは出力調整量ΔＰそのものではなく、周波数偏差Δｆから出力調整量ΔＰを求めるための分担係数であることである。この分担係数は、周波数偏差Δｆと出力調整量ΔＰの対応関係を表すものであれば形式は自由であるが、典型的には関数として表現される。以下、この関数を求めるための定式を説明する。
【００４６】
まず、各発電機の現在出力における周波数調整幅と変化速度とが明らかなとき、時間軸上において最短で調整可能な出力曲線を図５のように表すことができる。この図５では、発電機１、発電機２、発電機３という３機の発電機があるものとし、それぞれの周波数調整幅を上限とし、変化速度を傾きとして出力増加したときの調整出力Ｐについて、各発電機１，２，３個別の曲線を、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）に示している。これらの曲線を関数ｆ１（ｔ）、ｆ２（ｔ）、ｆ３（ｔ）とするとき、電力系統全体での出力曲線はΣｆｎ（ｔ）＝ｆ１（ｔ）＋ｆ２（ｔ）＋ｆ３（ｔ）として図５（ａ）に示すことができる。
【００４７】
いま、周波数偏差が発生してこれを解消するために電力系統全体で、図５（ａ）のＰａなる調整出力が必要になった場合、発電機１、発電機２、発電機３の調整出力はそれぞれ、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）にそれぞれ示すＰａ１、Ｐａ２、Ｐａ３として求めることができる。同様に、図５（ａ）のＰｂなる調整出力が必要になった場合の各発電機の調整出力を考えると、発電機１と発電機２は調整幅が限界であるが、調整幅を残す発電機３については図５（ｄ）に示すＰｂ３として求めることができる。なお、この図５では、出力増加方向のみを例示したが、出力減少方向についても同様に考えることができることは言うまでもない。
【００４８】
ところで、ここでは電力系統全体の調整出力に基いて説明したが、実際に与えられるのは周波数偏差Δｆであり、これに系統定数Ｋを乗じて調整出力が算出される。以上を定式化すると以下の通りである。
【００４９】
【数１】
系統全体の調整出力Ｐ［ＭＷ］＝Δｆ［Ｈｚ］×Ｋ［％ＭＷ／Ｈｚ］×Ｓ［ＭＷ］／１００［％］  …式（１）
但し、Δｆ：周波数偏差、Ｋ：系統定数、Ｓ：総需要
【００５０】
【数２】
発電機ｎの必要調整量Ｐｎ［ＭＷ］＝ｆｎ（Ｇ（Ｐ［ＭＷ］））  …式（２）
但し、ｆｎ（ｔ）：図５に示す各発電機の出力曲線を時刻ｔの関数で表現
Ｇ（Ｐ）：図５（ａ）に示すΣｆｎ（ｔ）の逆関数
【００５１】
式（１）を式（２）に代入すると、周波数偏差Δｆが発生したときの各発電機の出力調整量を求めることができるが、式（２）に現れる関数Ｇ（Ｐ）は、図５（ａ）に示すΣｆｎ（ｔ）の逆関数であるから、区間毎に定めた１次関数の集合として定義され、ここに周波数偏差Δｆの１次関数であるＰを代入すれば、結局、発電機ｎの必要調整量Ｐｎと周波数偏差Δｆとの関係は、図６に示すように、区間毎に定めた周波数偏差Δｆの１次関数として定義される。この関数が前記分担係数の典型例であり、個別分担関数データとも呼ぶものとする。
【００５２】
〔１−５．分担係数の配分と伝送〕
以上のような作用原理に基く分担係数配分伝送手段１は、定周期で起動し、前記諸元のうち系統定数と、各発電機の発電機特性データと、対象指定データに加え、需給監視手段２が収集した各発電機の現在出力と現在総需要とを、電子計算機１のメモリ上で参照する。そして、周波数調整対象として指定されている発電機を対象として、図５に説明した出力曲線を求め、式（１）および式（２）に従って、発電機毎に調整出力Ｐｎと周波数偏差Δｆの前記個別分担関数データを求める。
【００５３】
これは前記のように図６に示す折れ線として求められる関係であり、図７に示すようなデータ構成でこれを表現する。そして、分担係数配分伝送手段１は、この関係を伝送制御装置２０を介して各個別制御装置２１０に送出する。なお、このときに、マンマシン入出力装置３０を介して人が設定した不感帯上下限値を電子計算機１０のメモリから読み、併せて送出する。したがって、個々の個別制御装置２１０が受信するのは、個別分担関数データ及び不感帯上下限値となり、これらが調整分担係数の役割を果たす。
【００５４】
〔１−６．個別制御装置での処理〕
一方、上記のような個別分担関数データ及び不感帯上下限値を受信する個別制御装置２１０の側では、周波数調整出力手段３が定周期で起動し、総合制御装置１１０からの個別分担関数データ及び不感帯上下限値を受信し、また、プロセス入出力装置６０を介して発電所の周波数計の観測値を読み込んで周波数偏差Δｆを得る。そして、周波数調整出力手段３は、このように得た周波数偏差Δｆが不感帯上限または下限値を逸脱しているときには、図６と図７に示す関数に周波数偏差Δｆを代入することにより、調整出力Ｐｎを求める。そして、調整出力Ｐｎをプロセス入出力装置６０を介し、周波数調整指令として発電機の速度制御系に出力する。
【００５５】
〔１−７．第１実施形態の効果〕
以上のように、第１実施形態では、変化の緩慢な系統定数に基く分担係数は、中央給電指令所のような総合制御箇所で把握と各発電機への配分を定期的に行い、時々刻々と変化するが電力系統の全地点で同値とみなせる周波数偏差は各発電所で観測させ、調整量の計算も各発電所で行う。このため、各発電機へ定常的に調整量を伝送するよりもデータ伝送所要時間の影響が軽減されるので、電力系統の周波数調整の制御性能が改善される。
【００５６】
より詳細には、従来技術についても説明したように、周波数偏差Δｆを解消するために必要な発電機個々の出力調整量は、周波数偏差Δｆに系統定数Ｋを乗じた結果を発電機毎に配分して算出される。このうち周波数偏差Δｆは時々刻々と変化するが、系統定数Ｋは電力需要に応じて変化するものの、その変化は周波数偏差Δｆに比べて緩慢である。また周波数偏差Δｆは定常的には電力系統の全ての地点で同値とみなしてさしつかえない。したがって、系統定数Ｋの把握と発電機毎への配分を中央給電指令所のような総合制御箇所で実施して、これを拡張性発電機に配分した系統定数配分値である分担係数の形に変換して各発電所へ定期的に送信し、各発電所においては周波数偏差Δｆを自所で観測して、系統定数配分値を乗じて出力調整量を算出する構成とすれば、従来と同様の性能を有する伝送設備のもとでも、周波数制御の性能向上を図ることができる。
【００５７】
〔２．第２実施形態〕
次に図８は、第２実施形態における周波数調整システムの一構成例である。この第２実施形態は請求項２に対応するもので、請求項１に対応する第１実施形態との大まかな違いは、周波数偏差Δｆに対する各発電機の調整出力Ｐｎを計算するための分担係数である個別分担関数データの算出を、第１実施形態では総合制御装置側で行ったが、第２実施形態では個別制御装置２２０側で行う点である。
【００５８】
したがって、例えば、図８に示す第２実施形態における総合制御装置１２０とその電子計算機１０、伝送制御装置２０、マンマシン入出力装置３０、また、個別制御装置２２０とその電子計算機５０、伝送制御装置４０、プロセス入出力装置６０は、図１に示した第１実施形態におけるものと同じハードウェアで実現することもできる。また、第１実施形態との他の共通点として、マンマシン入出力装置３０から人が入力する諸元も、第１実施形態について図２〜４で示したものと同一でよく、需給監視手段２も第１実施形態と同様でよい。
【００５９】
但し、第２実施形態の伝送手段４２は、前記定数と前記現在の電力需要とを、前記各個別制御装置２２０へ伝送する手段である。また、分担係数配分手段７２は、伝送された前記定数及び前記電力需要に基いて、対応する発電機の調整分担係数を算出する手段である。
【００６０】
すなわち、第２実施形態におけるプログラムやそれに基く作用は、以下のように第１実施形態と異なる。まず、伝送手段４２は定周期で起動すると、予め入力された前記諸元のうち系統定数と、各発電機の発電機特性データと、対象指定データに加え、不感帯上下限値と、需給監視手段２が収集した各発電機の現在出力及び現在総需要と、を電子計算機１０のメモリから読み、伝送制御装置２０を介して個別制御装置２２０に送出する。
【００６１】
これらのデータを受信する個別制御装置２２０では、分担係数配分手段７２が定周期で起動すると、総合制御装置１２０から送出された系統定数、各発電機の発電機特性データ、対象指定データ、不感帯上下限値、各発電機の現在出力及び現在総需要を、伝送制御装置４０を介して受信する。そして、制御対象の発電機が周波数調整機として制御対象データで指定されていたら、第１実施形態と同様のアルゴリズムで図５に説明した出力曲線を求め、式（１）および式（２）に従って、発電機毎に調整出力Ｐｎと周波数偏差Δｆの関係を求める。その結果は図６と図７で示したものに準じた個別分担関数データとなり、これを電子計算機５０のメモリに記憶する。
【００６２】
一方、制御対象の発電機が制御対象データにおいて周波数調整機として指定されていないときは、その発電機の前記個別分担関数データについては、図７に示すデータ構造の１行目にＥＯＦを書きこむ。なおＥＯＦは「Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｆｉｌｅ」の略称でファイル終端記号を意味する。
【００６３】
そして、周波数調整出力手段３は定周期で起動して、電子計算機５０のメモリに記憶された前記個別分担関数データと不感帯上下限値を得て、図７に示す個別分担関数データのデータ構造の１行目がＥＯＦの場合は以降処理を行わず終了するが、ＥＯＦでない場合、周波数調整出力手段３は、プロセス入出力装置６０を介して発電所の周波数計の観測値を読み込んで周波数偏差Δｆを得る。そして、周波数調整出力手段３は、このように得た周波数偏差Δｆが不感帯上限または下限値を逸脱しているときには、図６と図７に示す個別分担関数データで表される関数に周波数偏差Δｆを代入することにより、調整出力Ｐｎを求める。そして、調整出力Ｐｎをプロセス入出力装置６０を介し、周波数調整指令として発電機の速度制御系に出力する。
【００６４】
以上のように第２実施形態では、まず第１実施形態と基本的に共通の効果として、変化の緩慢な系統定数は、中央給電指令所のような総合制御箇所で把握と各発電機への配分を定期的に行い、時々刻々と変化するが電力系統の全地点で同値とみなせる周波数偏差は各発電所で観測させ、調整量の計算も各発電所で行う。このため、各発電機へ定常的に調整量を伝送するよりもデータ伝送所要時間の影響が軽減されるので、電力系統の周波数調整の制御性能が改善される。
【００６５】
また、特に第２実施形態では、分担係数を算出する負荷について、個々の発電機や発電所に分散され総合制御箇所に大きな処理能力を集中的に要求することがないので、ＣＰＵ利用率や処理サイクルごとのターンアラウンドタイムなどに余裕を持った構成及び運用が低コストに実現できる。
【００６６】
〔３．第３実施形態〕
第３実施形態は、請求項３に対応するものであるが、そのハードウェア構成は図８に示した第２実施形態（図８）と共通でよく、異なるのは総合制御装置（１３０と読み替える）の伝送手段（４３と読み替える）と、個別制御装置（２３０と読み替える）の分担係数配分手段（７３と読み替える）との作用であるから、図８に基いて説明する。
【００６７】
この第３実施形態においては、まず概略としては、総合制御装置１３０の伝送手段４３は、総合制御装置１３０から前記定数と前記現在の電力需要に加え、日間予想総需要曲線データを各個別制御装置２３０に伝送するように構成される。
【００６８】
また、個別制御装置２３０の分担係数配分手段７３は、総合制御装置１３０又は伝送網３００の異常を検出し、その異常が認められない場合は前記現在の電力需要に基いて各発電機の調整分担係数を算出するが、前記異常が認められる場合は前記日間予想総需要曲線データに基いて各発電機の前記調整分担係数を算出するように構成される。
【００６９】
具体的には、まず、第３実施形態において人が予め入力しておく諸元は、第１実施形態で説明した内容（図２〜４）に加え、図９に示す日間予想総需要曲線データを含む。この日間予想総需要曲線データは、図９に示すように、１日の間の時刻毎に予想総需要を入力するもので、その内容は電子計算機１０のメモリに記憶される。なお、中央給電指令所などの自動給電システムには通常、同様のデータが格納されているので、これを記憶媒体や通信回線を介して自動的に反映する構成としてもよい。
【００７０】
このような第３実施形態では、総合制御装置１３０の伝送手段４３は、定周期で起動し、予め入力された前記諸元のうち系統定数と、各発電機の発電機特性データと、対象指定データと、不感帯上下限値と、需給監視手段２が収集した各発電機の現在出力及び現在総需要とに加えて、上記のような日間予想総需要曲線データを、電子計算機１０のメモリから読み、伝送制御装置２０を介して個別制御装置２３０に送出する。
【００７１】
これに対応し、個別制御装置２３０の分担係数配分手段７３は、定周期で起動し、総合制御装置１３０から送出された系統定数と、各発電機の発電機特性データと、対象指定データに加え、不感帯上下限値と、各発電機の現在出力及び現在総需要と、に加えて、日間予想総需要曲線データを、伝送制御装置４０を介して受信する。そして、この受信内容が一定時間以上更新されていないとき、分担係数配分手段７３は、総合制御装置１３０又は伝送網３００に何らかの異常が生じているものと判定し、現在総需要の代わりに日間予想総需要曲線データの現在時刻の値を用いて、調整出力Ｐｎと周波数偏差Δｆの個別分担関数データを求める。以降の分担係数配分手段７３および周波数調整出力手段３の作用は第２実施形態と同様である。
【００７２】
このような第３実施形態では、総合制御装置や伝送路の障害時でも、予め個別制御装置に用意された日間予想総需要曲線データに基いて調整分担係数算出等の制御処理が続行できるのでシステムの耐障害性が向上する。
【００７３】
すなわち、第３実施形態のように構成しない場合は、総合制御装置または伝送網に異常が生じた場合、個別制御装置は現在総需要を把握することができなくなり、電力需要が急増する早朝の時間帯に異常が発生した場合や、異常が長時間に及んだ場合には的確な周波数制御が困難となる。これに対し、第３実施形態では、現在の技術水準のもとでは電気事業者の予想総需要の誤差は数％程度に収まることから、異常直前までの予想総需要にもとづいて現在総需要を算出することによって、上記のような異常が生じた場合でも、実用に堪える満足な周波数制御が可能となるものである。
【００７４】
〔４．第４実施形態〕
第４実施形態は、請求項４に対応するもので、図１０の構成図に示すように、少なくともいずれかの個別制御装置２４０が複数の発電機を制御するものである。すなわち、図１０に示す個別制御装置２４０では、電子計算機５０のオペレーティングシステムが管理する論理空間として、グループ７０１とグループ７０２が存在する。
【００７５】
すなわち、近年の電子計算機のオペレーティングシステムは、マルチユーザ、マルチグループ、マルチプロセス、マルチスレッド、マルチタスクなどと称し、複数の論理空間や同時並行的に個別実行される複数の処理を管理する機能を標準的に装備しており、これらの機能によれば、１台の電子計算機をあたかも複数の電子計算機のごとく使用できるので、上記グループ７０１やグループ７０２は例えばそのような機能で実現できる。
【００７６】
そして、第４実施形態では、分担係数配分手段７と周波数調整出力手段３とのセットを、グループ７０１とグループ７０２の双方にそれぞれ配置して、それぞれを異なる発電機の制御を司る構成とすることにより、１台の個別制御装置２４０により複数の発電機の制御を実現している。
【００７７】
このような第４実施形態では、各個別制御装置２４０が複数の発電機を制御することにより、周波数制御に必要なコンピュータの台数を削減し、単純化、コスト削減、信頼性向上などの効果が得られる。特に、第４実施形態では、周波数制御の上で必要とされる電子計算機の性能や容量を満足しつつ、個別制御装置の必要台数を減らすことができる。
【００７８】
〔５．第５実施形態〕
第５実施形態は、請求項５に対応するもので、図１１に示すように、第１実施形態（図１）に個別制御装置異常時手段５を付加したもので、この個別制御装置異常時手段５は電子計算機１０のプログラムにより実現すればよい。この個別制御装置異常時手段５は、個別制御装置２１０の異常を検出するとともに異常がある個別制御装置２１０を制御対象外とする手段である。
【００７９】
また、このような第５実施形態における周波数調整出力手段３５は、定周期に起動する都度、第１実施形態に示した作用に加え、伝送制御装置４０を介して、自らの正常性を通知する所定の健全性確認電文を総合制御装置１５０に送信し、本来の周波数調整処理はその後で実行するように構成される。
【００８０】
そして、個別制御装置異常時手段５は、定周期に起動し、伝送制御装置２０を介して個別制御装置２１０からの前記健全性確認電文の着信有無を確認し、もし着信していれば処理を終了するが、着信が無しの結果が所定回数続いた場合は、該当する個別制御装置２１０に異常が発生したものと判定し、その個別制御装置２１０が制御対象とする発電機を周波数調整対象外とする。
【００８１】
このとき、周波数調整対象か否かのフラグは、マンマシン入力装置３０を介して人が設定を行い、対象指定データとして電子計算機１０のメモリ上に記憶されているので、個別制御装置異常時手段５はこれを書き換えることにより、該当する発電機を周波数調整対象外とする。以後、分担係数配分伝送手段１は、制御異常を生じているそのような発電機を周波数調整対象外として演算等の処理を行う。
【００８２】
このような第５実施形態では、一部の個別制御装置に異常が発生し調整不可能となっている発電機があるときでも、その存在を早期に検出するとともにその分の調整必要量を正常に調整できる他の発電機に負担させることで円滑な周波数制御をいつでも確実に実現可能となる。
【００８３】
〔６．第６実施形態〕
第６実施形態は、請求項６に対応するもので、図１２の構成図に示すように、図１に示した第１実施形態の総合制御装置に、系統分離監視手段６を付加することで総合制御装置１６０としたもので、この系統分離監視手段６は、電子計算機１０のプログラムにより実現される。
【００８４】
この系統分離監視手段６は、電力系統の分離を検出するもので、電力系統設備の接続関係を定義するデータを有していて、定周期で起動し、伝送制御装置２０を介して伝送網３００に送信される発電所・変電所の開閉器の状態を受信する。これによって電力系統に分離系統があるか否かを認識し、分離系統がある場合には分離系統に対して系統１、系統２・・・のごとく番号を与え、そして監視対象の電力系統に所属する設備がどの系統を構成しているかを認識してメモリに記憶する作用をするものである。そのメモリデータの一構成例を図１３に示す。
【００８５】
なお、常時の電力系統では分離系統が存在することはなく、通常、分離系統が発生する場合は、電力系統に重大な事故が発生している場合である。この系統分離監視手段６については、それのみを単独で取り出してみれば、自動給電システムや集中制御システムが一般的に装備する機能であって、その実施形態は公知であるから詳細な説明は省略する。
【００８６】
そして、系統分離監視手段６によって、図１３のような情報がメモリに記憶されるため、需給監視手段２６は、系統１、系統２といった単位で各々の系統に所属する発電機の出力合計を算出すれば、各々の系統の電力総需要を求めることができるので、これを電子計算機１０のメモリに記憶する。
【００８７】
続いて、分担係数配分伝送手段１６は、検出された分離系統毎に前記定数及び前記電力需要に基いて、各発電機の調整分担係数を算出するとともに前記各個別制御装置へ伝送する手段である、すなわち、上記のような各々の系統に対して第１実施形態と同様の演算を行なう。
【００８８】
その結果、例えば図１３に示すように系統が２つに分離されているときには、系統１に該当する個別制御装置２１０には系統１に対する演算結果を送信し、系統２に該当する個別制御装置２１０には系統２に対する演算結果を送信する。また、個別制御装置２１０は自身が該当する系統の周波数を自ら検出することにより入力する。
【００８９】
以上のように、第６実施形態では、系統の分離を検出すると共に、各発電機の調整分担係数を分離系統ごとに算出し個別制御装置２１０へ伝送する。このため、障害等により系統分離が発生している場合も、各々の分離系統に対して独立した適切な周波数調整を容易に実現可能となる。
【００９０】
〔７．第７実施形態〕
第７実施形態は、請求項７に対応するものであるが、その概略構成は第１実施形態（図１）や第２実施形態（図８）と共通でよく、異なるのは、個別制御装置（２７０と読み替える）の周波数調整出力手段（３７と読み替える）の作用で、具体的には、規定値を超える周波数偏差を検出したとき、分担係数配分手段７の演算結果を参照せずに、予め規定された所定の出力指令値をプロセス入出力装置６０を介して発電機に出力する点である。
【００９１】
一方、周波数調整出力手段３７は、周波数偏差が規定値内に回復したときは、分担係数配分手段７の演算結果にもとづいた処理を行う。ここでいう規定値は、例えば基準周波数の１％の偏差があったときに定格出力の１５％、のごとく定め、電子計算機５０のメモリに格納しておく。
【００９２】
このように第７実施形態では、所定以上の周波数偏差に備えて、あらかじめ事情に応じたきめ細かな出力指令値の設定が可能となる。なお、電気事業者の運用方針にもよるが一般に、常時の周波数調整に許容される発電機変化速度は発電機の物理的限界に対して余裕をもって規定されていることから、大幅な周波数変動のような緊急時には、所定の出力指令値として、物理的限界までの出力指令が可能であるため、第７実施形態のような構成が可能である。
【００９３】
〔８．第８実施形態〕
〔８−１．全体構成〕
第８実施形態は、請求項８及び請求項９に対応するものである。すなわち、請求項８は総合制御装置の多重化、請求項９は個別制御装置の多重化に関し、図１４は双方を多重化した構成を示す。すなわち、図１４の構成は、第１実施形態（図１）をもとに、総合制御装置は総合制御代替装置１８１及びＬＡＮ４００の追加により多重化し、個別制御装置は個別制御代替装置２８１及びＬＡＮ５００の追加により多重化したものである。
【００９４】
ここで、第１実施形態（図１）に代え、第２実施形態（図８）をもとに同様な構成追加によって総合制御装置と個別制御装置の少なくとも一方を多重化してもよいが、説明の簡潔化のためここでは割愛する。また、総合制御装置又は個別制御装置のいずれか一方だけ多重化してもよい。したがって、まず、総合制御装置の多重化について説明する。
【００９５】
〔８−２．総合制御装置の多重化に関する構成〕
すなわち、図１４に示す総合制御代替装置１８１は、そのハードウェア構成や、周波数調整機能すなわち分担係数配分伝送手段１及び需給監視手段２を備える点については、総合制御装置１８０と共通であり、総合制御装置１８０とＬＡＮ４００によって接続される。
【００９６】
但し、第８実施形態では電子計算機１０で動作するプログラムにより、総合制御装置１８０では健全性応答手段９１及びメモリ内容送信手段９２が、また総合制御代替装置１０１では健全性確認手段９３及びメモリ内容受信手段９４が実現され、総合制御代替装置１０１における分担係数配分伝送手段１及び需給監視手段２は、システム起動時の初期状態としては起動しないものとする。
【００９７】
〔８−３．総合制御装置の多重化に関する作用及び効果〕
上記のように総合制御装置が多重化された構成に関する各手段の作用を次に説明する。まず、総合制御装置１８０からは、メモリ内容送信手段９２が電子計算機１０のメモリ内容を定期的にＬＡＮ４００を経由して総合制御代替装置１８１のメモリ内容受信手段９４へ送信し、このメモリ内容受信手段９４は受信内容を総合制御代替装置１８１の電子計算機１０のメモリへ書き込む。これによって総合制御装置１８０と総合制御代替装置１８１の各々の電子計算機１０のメモリ内容は等しく保たれる。
【００９８】
一方、総合制御代替装置１８１側からは、健全性確認手段９３がＬＡＮ４００を経由して総合制御装置１８０の健全性応答手段９１に所定の健全性確認電文を定期的に送信し、健全性応答手段９１は健全性確認手段９３に返信を行う。健全性確認手段９３は返信が規定時間内に到着したら総合制御装置１８０は健全と認識するが、規定時間内に返信が到着しない場合は、総合制御装置１８０に例えば電子計算機１０の停止のような障害が発生したものと判定し、総合制御代替装置１８１の分担係数配分伝送手段１と需給監視手段２を起動する。
【００９９】
以上のように第８実施形態によれば、総合制御装置１８０の代替装置である総合制御代替装置１８１の実現により総合制御装置の障害に起因する周波数制御の不能を防止でき、信頼性が向上する。
【０１００】
〔８−４．個別制御装置の多重化に関する構成〕
また、図１４に示す個別制御代替装置２８１は、そのハードウェア構成や、周波数調整機能すなわち周波数調整出力部３を備える点については、個別制御装置２８０と共通であり、個別制御装置２８０とＬＡＮ５００によって接続される。
【０１０１】
但し、第８実施形態では電子計算機５０で動作するプログラムにより、個別制御装置２８０では健全性応答手段９１及びメモリ内容送信手段９２が、また個別制御代替装置２８１では健全性確認手段９３及びメモリ内容受信手段９４が実現され、個別制御代替装置２８１における周波数調整出力手段３は、システム起動時の初期状態としては起動しないものとする。
【０１０２】
〔８−５．個別制御装置の多重化に関する作用及び効果〕
上記のように個別制御装置が多重化された構成に関する各手段の作用を次に説明する。まず、個別制御装置２８０からは、メモリ内容送信手段９２が電子計算機５０のメモリ内容を定期的にＬＡＮ５００を経由して個別制御代替装置２８１のメモリ内容受信手段９４へ送信し、このメモリ内容受信手段９４は受信内容を個別制御代替装置２８１の電子計算機５０のメモリへ書き込む。これによって個別制御装置２８０と個別制御代替装置２８１の各々の電子計算機５０のメモリ内容は等しく保たれる。
【０１０３】
一方、個別制御代替装置２８１側からは、健全性確認手段９３がＬＡＮ５００を経由して個別制御代替装置２８０の健全性応答手段９１に所定の健全性確認電文を定期的に送信し、健全性応答手段９１は健全性確認手段９３に返信を行う。健全性確認手段９３は返信が規定時間内に到着したら個別合制御装置２８０は健全と認識するが、規定時間内に返信が到着しない場合は、個別制御装置２８０に例えば電子計算機５０の停止のような障害が発生したものと判定し、個別制御代替装置２８１の周波数調整出力手段３を起動する。
【０１０４】
以上のように第８実施形態によれば、個別制御装置２８０の代替装置である個別制御代替装置２８１の実現により個別制御装置の障害に起因する出力調整の不能を防止でき、信頼性が向上する。
【０１０５】
なお、ＬＡＮ４００，５００に代えてＦＲ（フレームリレー）、セルリレー、専用線といった高速回線等による広域ネットワーク（ＷＡＮ）を用いれば代替装置が遠隔地にあっても障害時の代替装置への切替動作等における優れたレスポンスが得られ十分に実用に供し得る。なお、総合制御装置又は個別制御装置の代替装置への切替えに際しては、切替えを通信の相手方に通知し通信先の切替えを促す構成が考えられる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、データ伝送所要時間の影響を軽減することで電力系統の周波数調整の制御性能を改善した周波数調整システム、方法及びプログラムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における周波数調整システムの構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態における発電機の特性に関するデータ入力画面の一例を示す説明図。
【図３】本発明の第１実施形態における発電機の運用に関するデータ入力画面の一例を示す説明図。
【図４】本発明の第１実施形態における周波数調整に関するデータ入力画面の一例を示す説明図。
【図５】本発明の第１実施形態における調整可能曲線を示す概念図。
【図６】本発明の第１実施形態における周波数偏差の関数である個別分担関数データによる調整出力を示す概念図。
【図７】本発明の第１実施形態における周波数偏差の関数である個別分担関数データのデータ構造を示す説明図。
【図８】本発明の第２実施形態における周波数調整システムの構成を示す機能ブロック図。
【図９】本発明の第３実施形態における日間予想総需要曲線データ入力画面の一例を示す説明図。
【図１０】本発明の第４実施形態における周波数調整システムの構成を示す機能ブロック図。
【図１１】本発明の第５実施形態における周波数調整システムの構成を示す機能ブロック図。
【図１２】本発明の第６実施形態における周波数調整システムの構成を示す機能ブロック図。
【図１３】本発明の第６実施形態における系統分離監視結果の説明図。
【図１４】本発明の第８実施形態における周波数調整システムの構成を示す機能ブロック図。
【図１５】従来の代表的な周波数調整装置の構成を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
１…分担係数配分伝送手段
２…需給監視手段
３…周波数調整出力手段
４，４２…伝送手段
５…個別制御装置異常時手段
６…系統分離監視手段
７，７２…分担係数配分手段
８…周波数調整出力手段
１０，５０…電子計算機
２０，４０…伝送制御装置
３０…マンマシン入出力装置
６０…プロセス入出力装置
７０１，７０２…グループ
９１…健全性応答手段
９２…メモリ内容送信手段
９３…健全性確認手段
９４…メモリ内容受信手段
１１０，１２０，１４０，１５０，１６０，１８０…総合制御装置
１８１…総合制御代替装置
２１０，２２０，２４０，２８０…個別制御装置
２８１…個別制御代替装置
３００…伝送網
４００，５００…ＬＡＮ
１０００…周波数調整装置
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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