(57)【要約】【課題】  負荷指令値を管理するための専用計算機を不要にし、保守管理を容易にするとともにコスト削減を可能にした負荷制御装置を実現する。【解決手段】  負荷指令値に基づいて発電設備を稼働し、発電設備にかかる負荷を制御する負荷制御装置において、分散型制御システムにある制御装置には、負荷指令値を管理する管理手段と、負荷指令値に基づいて発電設備を制御する制御手段とを設ける。分散型制御システムにある操作監視装置には、負荷指令値を表示する表示手段を設ける。これによって、負荷指令値に応じた発電量の監視と制御を分散型制御システムで行う。【選択図】                    図１
2005038183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷指令値に基づいて発電設備を稼働し、発電設備にかかる負荷を制御する負荷制御装置において、
分散型制御システムにある制御装置に、前記負荷指令値を管理する管理手段と、負荷指令値に基づいて発電設備を制御する制御手段とを設け、
分散型制御システムにある操作監視装置に、前記負荷指令値を表示する表示手段を設け、
前記負荷指令値に応じた発電量の監視と制御を前記分散型制御システムで行うことを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
前記表示手段に表示した負荷指令値を画面上で修正し、修正した負荷指令値を前記制御装置に戻す修正手段を前記操作監視装置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の負荷制御装置。
【請求項３】
前記負荷指令値は所定の時間刻みで定められていることを特徴とする請求項１または２に記載の負荷制御装置。
【請求項４】
前記表示手段の表示画面にマンマシンインタフェイス機能をもたせるマンマシンインタフェイス手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の負荷制御装置。
【請求項５】
負荷指令値と発電設備の出力値の偏差が所定値よりも大きくなるときは、負荷指令値を定める時間刻みを短くする演算手段を有することを特徴とする請求項３に記載の負荷制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、発電設備の出力値の積算値と前記時間刻みの負荷指令値の積算値の差が所定の範囲におさまるように発電設備への制御出力を調整することを特徴とする請求項３に記載の負荷制御装置。
【請求項７】
時間刻みの負荷指令値を他システムから受け取るときは、他システムと分散型制御システムとの間で時刻を同期させる時刻同期手段を有することを特徴とする請求項３に記載の負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷指令値に基づいて発電設備を稼働し、発電設備にかかる負荷を制御する負荷制御装置に関するものである。更に詳しくは、専用計算機を用いずに分散型制御装置で発電量の監視と制御を行えるような改良を施した負荷制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来における負荷制御装置の構成例を示した図である。
図４で、計算機１は負荷指令値を管理するための専用の計算機である。
分散型制御システム２は、制御装置３と操作監視装置４を制御ネットワーク５に接続した構成をとっている。制御装置３はプラントに分散配置されている。制御装置３は操作監視装置４の監視下で発電設備６を制御する。操作監視装置４は表示装置を備えている。オペレータは表示画面を見ながら発電設備の監視と操作を行う。
制御ネットワーク５には計算機１も接続されている。
【０００３】
図４の装置では、負荷指令値を専用の計算機１にて管理している。計算機１が負荷指令値を制御装置２へ送ると、制御装置２側で負荷指令値に従ったタービン発電機の制御を実行する。負荷指令値は、発電設備の送電端出力値を予め時系列に従って計画的に設定した値である。
【０００４】
専用の計算機１は、負荷指令値の管理機能を有するが、その基本的内容は、１日単位で３０分毎の負荷指令値を保管し、画面に表示し、表示データを修正する。
制御装置３は、計算機１から送られる３０分毎の負荷指令値に従って、発電設備６にあるタービン発電機の制御を実行すると同時に、各種データを操作監視装置４の表示装置に送信する。操作監視装置４の表示装置では、制御装置３から送信されたデータを表示し、監視する。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２７６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図４の従来例では負荷指令値を専用の計算機にて管理しているため、下記の問題点があった。
（ａ）専用の計算機が必要なため、機器の保守管理が煩雑となる。
（ｂ）専用の計算機はエンジニアリングに特別なスキルが要求されるため、高コストになる。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、負荷指令値を分散型制御システムの制御装置で管理することにより、負荷指令値を管理するための専用計算機を不要にし、保守管理を容易にするとともにコスト削減を可能にした負荷制御装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を達成するために、本発明は次のとおりの構成になっている。
（１）負荷指令値に基づいて発電設備を稼働し、発電設備にかかる負荷を制御する負荷制御装置において、
分散型制御システムにある制御装置に、前記負荷指令値を管理する管理手段と、負荷指令値に基づいて発電設備を制御する制御手段とを設け、
分散型制御システムにある操作監視装置に、前記負荷指令値を表示する表示手段を設け、
前記負荷指令値に応じた発電量の監視と制御を前記分散型制御システムで行うことを特徴とする負荷制御装置。
【０００９】
（２）前記表示手段に表示した負荷指令値を画面上で修正し、修正した負荷指令値を前記制御装置に戻す修正手段を前記操作監視装置に設けたことを特徴とする（１）に記載の負荷制御装置。
【００１０】
（３）前記負荷指令値は所定の時間刻みで定められていることを特徴とする（１）または（２）に記載の負荷制御装置。
【００１１】
（４）前記表示手段の表示画面にマンマシンインタフェイス機能をもたせるマンマシンインタフェイス手段を有することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の負荷制御装置。
【００１２】
（５）負荷指令値と発電設備の出力値の偏差が所定値よりも大きくなるときは、負荷指令値を定める時間刻みを短くする演算手段を有することを特徴とする（３）に記載の負荷制御装置。
【００１３】
（６）前記制御手段は、発電設備の出力値の積算値と前記時間刻みの負荷指令値の積算値の差が所定の範囲におさまるように発電設備への制御出力を調整することを特徴とする（３）に記載の負荷制御装置。
【００１４】
（７）時間刻みの負荷指令値を他システムから受け取るときは、他システムと分散型制御システムとの間で時刻を同期させる時刻同期手段を有することを特徴とする（３）に記載の負荷制御装置。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１乃至３に記載の発明では、分散型制御システムの制御装置で負荷指令値を管理しているため、負荷指令値を管理するための専用計算機が不要になる。これにより、分散型制御システムの保守管理機能は分散型制御システムのエンジニアリング機能にて構築が可能となるため、保守管理が容易になる。エンジニアリングに特別なスキルは要しないため、コストを削減できる。
また、専用計算機が不要になることから、下記の理由により従来例に比べて信頼性を向上できる。
（ａ）ハードディスク等の稼働部分を使用しない。
（ｂ）分散型制御システムの制御装置は標準機能にて演算部や電源部の冗長化が実現されていて、オンライン状態で故障品を交換できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、表示手段の表示画面にマンマシンインタフェイス機能をもたせているため、負荷制御の操作をしやすくなる。
請求項５に記載の発明では、負荷指令値と発電設備の出力値の偏差が所定値よりも大きくなるときは、負荷指令値を求める時間刻みを短くするため、きめ細かい制御を実現できる。
請求項６に記載の発明では、発電設備の出力値の積算値と時間刻みの負荷指令値の積算値の差が所定の範囲におさまるように発電設備への制御出力を調整するため、発電設備の過大出力、過小出力の発生を防止できる。
請求項７に記載の発明では、時間刻みの負荷指令値を他システムから受け取るときは、他システムと分散型制御システムとの間で時刻を同期させるため、他システムで生成した負荷指令値を容易に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。図１で前出の図と同一のものは同一符号を付ける。
【００１８】
図１で、分散型制御システム２０は、制御装置２１と操作監視装置２２を制御ネットワーク５に接続した構成をとっている。制御装置２１はプラントに分散配置されている。制御装置２１は操作監視装置２２の監視下で発電設備６を制御する。操作監視装置２２は表示装置を備えていて、表示画面を介して発電設備の監視と操作が行われる。
【００１９】
制御装置２１は負荷指令値の管理機能を備えている。制御装置２１内にある負荷指令値の管理機能は、操作監視装置２２にある表示装置をマンマシンインタフェイスとして利用する。
制御装置２１にて負荷指令値を管理し、これに基づいて発電設備６を制御する。制御装置２１は操作監視装置２２に監視データを送り、操作監視装置２２は制御装置２１に対してデータの設定変更を行う。
【００２０】
図２は図１の装置の機能ブロック図である。
図２で、管理手段２１１は負荷指令値を管理する。負荷指令値は所定の時間刻みで求められている。演算手段２１２は、負荷指令値と発電設備の出力値の偏差が所定値よりも大きくなるときは、負荷指令値を定める時間刻みを短くする。
制御手段２１３は負荷指令値をもとに発電設備６を制御する。制御手段２１３は、発電設備の出力値の積算値が時間刻みの負荷指令値の差が所定の範囲におさまるように発電設備６への制御出力を調整する。
【００２１】
入出力手段（Ｉ／Ｏとする）２１４は、負荷指令値等を制御装置２１に読み込むときに用いる。
時刻同期手段２１５は、時間刻みの負荷指令値を他システムから受け取るときは、他システムと分散型制御システムとの間で時刻同期を行う。
【００２２】
表示手段２２１は、演算手段２１２で求めた負荷指令値を表示する。表示手段２２１は、操作監視装置２２にある表示装置である。
修正手段２２２は、表示手段２２１に表示した負荷指令値を画面上で修正し、修正した負荷指令値を制御装置２１に戻す。
マンマシンインタフェイス手段２２３は表示手段２２１の表示画面にマンマシンインタフェイス機能をもたせる。
このようにして負荷指令値に応じた発電量の監視と制御を分散型制御システム２０で行う。
【００２３】
図３は図１及び図２の装置の動作説明図である。この図では各装置の処理分担を示している。
【００２４】
（１）翌日における３０分単位の負荷指令値の取扱い
事前に、制御装置２１へ翌日における３０分単位の負荷指令値（１日分４８点）を読み込む。読み込みのしかたとしては、基本的にはプロセスＩ／Ｏ、通信Ｉ／Ｏ等のＩ／Ｏ２１４を使用する。なお、表示手段２２１からの画面入力により負荷指令値を制御装置２１に事前設定してもよい。
表示手段２２１では、制御装置２１にある翌日における３０分単位の負荷指令値をグラフィカルに表示可能になっている。
表示手段２２１では、表示された制御装置２１上の翌日における３０分単位の負荷指令値を修正し、再度制御装置２１に書き込むことが可能となっている。
【００２５】
（２）当日における３０分単位の負荷指令値の取扱い
当日になると、制御手段２１では、前日保管された３０分単位の負荷指令値を当日における３０分単位の負荷指令値とする。
表示手段２２１では、制御装置２１にある当日における３０分単位の負荷指令値をグラフィカルに表示可能になっている。
表示手段２２１では、表示された制御装置２１上の当日における３０分単位の負荷指令値を修正し、再度制御装置２１に書き込むことが可能となっている。この際、負荷制御で負荷指令値を用いる関係上、書き込み制限を設ける。
【００２６】
（３）発電機の負荷制御
（ａ）自動制御
当日における３０分単位の負荷指令値を用い、発電設備の送電端出力値との偏差をなくすようにタービン発電機を制御する。このとき、指令値の急激な変化を避けるため、指令値の変化率に制限を設ける。
３０分単位の負荷指令値による制御では、実際の電力の需要量と供給量に偏差が生じる場合があるため、必要であれば５分単位の負荷指令値に切り換えて制御を行うこともある。当日における５分単位の負荷指令値は、プロセスＩ／Ｏ、通信Ｉ／Ｏ等により制御装置２１に読み込まれる。
当日における５分単位の負荷指令値を読み込まない場合においても、送電端出力値の積算値と、当日における３０分単位の負荷指令値の積算値の差が所定値を超えないように、発電設備に与える制御出力を調整する。これは制御手段２１３が行う。
（ｂ）手動操作
表示手段２２１の画面に対する手動設定にて、当日における３０分単位の負荷指令値や当日における５分単位の負荷指令値と連動せずにタービン発電機の出力設定が可能である。
【００２７】
（４）時刻同期
翌日における３０分単位の負荷指令値や当日における５分単位の負荷指令値を他システムから受け取る場合には、他システムと負荷制御装置の間で時刻を同期させる。これは時刻同期手段２１５が行う。
【００２８】
なお、発電設備は火力発電、風力発電、燃料電池発電等である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の装置の機能ブロック図である。
【図３】図１及び図２の装置の動作説明図である。
【図４】従来における負荷制御装置の構成例を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
５  制御ネットワーク
６  発電設備
２０  分散型制御システム
２１  制御装置
２２  操作監視装置
２１１  管理手段
２１２  演算手段
２１３  制御手段
２１５  時刻同期手段
２２１  表示手段
２２２  修正手段
２２３  マンマシンインタフェイス手段
【図１】
2005038183.tif 000003
【図２】
2005038183.tif 000004
【図３】
2005038183.tif 000005
【図４】
2005038183.tif 000006