(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力負荷へ送電する電力を発電する発電機の送電電力制御方法において、
電力負荷が消費した所定期間の電力量の積算値及び発電機が送電した前記所定期間の電力量の積算値の差を示す偏差積算値を算出し、
算出した偏差積算値を微分した微分値を求め、
電力負荷が消費した消費電力の瞬時値及び偏差積算値の微分値に基づき送電電力の目標値を決定し、
決定した目標値に近付けるべく送電電力を制御する
ことを特徴とする送電電力制御方法。
【請求項２】
電力負荷へ送電線を介して送電する電力を発電する発電機の送電電力制御システムにおいて、
電力負荷が消費した消費電力の瞬時値を受け付ける手段と、
電力負荷が消費した所定期間の電力量を示す消費電力積算値を受け付ける積算値受付手段と、
発電機が送電した前記所定期間の電力量を示す送電電力積算値を受け付ける手段と、
受け付けた消費電力積算値及び送電電力積算値の差を示す偏差積算値を算出する手段と、
算出した偏差積算値を微分した微分値を求める手段と、
受け付けた瞬時値及び求めた微分値に基づいて送電電力の目標値を決定する決定手段と、
該決定手段が決定した目標値に基づいて送電電力を制御する手段と
を備えることを特徴とする送電電力制御システム。
【請求項３】
受け付けた消費電力の瞬時値を積分して消費電力積算値を算出する積算値算出手段を備え、
前記積算値受付手段は、前記積算値算出手段が算出した消費電力積算値を受け付けるべくなしてあることを特徴とする請求項２に記載の送電電力制御システム。
【請求項４】
前記送電線は、一般電気事業者が管理し、
前記発電機は、特定規模電気事業者が管理し、
前記発電機が発電した電力の送電は、前記一般電気事業者が管理する送電線を用いた託送である
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の送電電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
電力負荷へ送電線を介して送電する電力を発電する発電機の送電電力制御方法、及びその方法を適用した送電電力制御システムに関し、特に一般電気事業者が管理する送電線を用いた送電を行う場合に、電力負荷が消費する電力に一致させるべく発電機から送電する電力を制御する送電電力制御方法及び送電電力制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力の小売事業を行う特定規模電気事業者は、一般電気事業者である電力会社が管理する送電線を使用して、発電所に設置されている発電機が発電した電力を消費者が管理する電力負荷へ送電する。
そして発電所から送電する電力量が電力負荷にて消費される電力量より小さい場合、その不足分については電力会社から送電することで賄われ、大きい場合、過剰分については電力会社へ送電される。
【０００３】
発電所から送電する電力量及び電力負荷にて消費される電力量は３０分単位の積算値にて集計されており、その差が予め契約している±３％等の所定値内であれば、発電所から送電する電力が電力負荷にて消費されたものとして決済が行われる。
【０００４】
送電電力量及び消費電力量の差が所定値を外れた場合で、送電電力量が消費電力量より大きいとき、特定規模電気事業者は電力会社へ無料で送電したことになり、送電電力量が消費電力量より小さいとき、電力会社から割高な電力を購入することとなり、いずれにしても経済的な損失が生じる。
そのため発電所から送電する電力量は、電力負荷にて消費される電力量と一致するように制御されており、例えば５分等の所定の周期で消費電力の瞬時値を発電所へ送信し、発電所では受信した瞬時値に基づいて送電量を制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら瞬時値による制御では、発電機の追従性、短時間での消費電力変動、及び消費電力と送電電力との計測誤差等の要因により、送電電力量及び消費電力量の差が生じ易いという問題があり、このことは経済的な損失に繋がるという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、消費電力の瞬時値だけでなく、消費電力量の積算値及び送電電力量の積算値の差に基づいても送電電力を制御し、特に積算値の差を０にすべく消費電力の瞬時値を補正することで送電電力の制御目標値を決定することにより、送電電力量及び消費電力量の差を低減し、経済的な損失を防止する送電電力制御方法、及びその方法を適用した送電電力制御システムの提供を主たる目的とする。
即ち最新の消費電力の情報を得やすいという瞬時値に基づく制御の利点を生かしながらも、消費電力量及び送電電力量の偏差を小さくすることができるという積算値に基づく制御の利点をとりいれることにより、応答性及び精度共に優れた送電電力制御システムを構築する。
これにより瞬時値のみで制御した場合に生じる消費電力及び送電電力の計測誤差等の要因による送電電力量及び消費電力量の差の発生を抑えることも可能であり、さらに積算値のみで制御した場合に生じる積算値の蓄積不十分による制御遅れを要因とする送電電力量及び消費電力量の差の発生を抑えることも可能である。
【０００７】
また電力負荷から受け付けた消費電力の瞬時値を積算して、消費電力量の積算値を算出することにより、電力負荷から消費電力量の積算値が得られない場合でも、経済的な損失を防止する送電電力の制御を行うことが可能な送電電力制御方法及び送電電力制御システムの提供を他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る送電電力制御方法は、電力負荷へ送電する電力を発電する発電機の送電電力制御方法において、電力負荷が消費した所定期間の電力量の積算値及び発電機が送電した前記所定期間の電力量の積算値の差を示す偏差積算値を算出し、算出した偏差積算値を微分した微分値を求め、電力負荷が消費した消費電力の瞬時値及び偏差積算値の微分値に基づき送電電力の目標値を決定し、決定した目標値に近付けるべく送電電力を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る送電電力制御方法では、消費電力に係る瞬時値及び偏差積算値に基づいて決定した目標値に近付けるべく送電電力を制御することにより、短時間での消費電力変動等の要因により、送電電力量及び消費電力量の差を低減し、経済的な損失を防止することが可能である。しかも、瞬時値に基づいて目標値を決定している従来のシステムに、偏差積算値を微分した微分値を加減算して目標値を決定する処理を加えるだけでよいので、従来のシステムに簡単な改造を行うだけで、経済的な損失を防止するシステムを実現することが可能である。
【００１０】
第２発明に係る送電電力制御システムは、電力負荷へ送電線を介して送電する電力を発電する発電機の送電電力制御システムにおいて、電力負荷が消費した消費電力の瞬時値を受け付ける手段と、電力負荷が消費した所定期間の電力量を示す消費電力積算値を受け付ける積算値受付手段と、発電機が送電した前記所定期間の電力量を示す送電電力積算値を受け付ける手段と、受け付けた消費電力積算値及び送電電力積算値の差を示す偏差積算値を算出する手段と、算出した偏差積算値を微分した微分値を求める手段と、受け付けた瞬時値及び求めた微分値に基づいて送電電力の目標値を決定する決定手段と、該決定手段が決定した目標値に基づいて送電電力を制御する手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る送電電力制御システムでは、消費電力に係る瞬時値及び偏差積算値に基づき送電電力の目標値を決定して制御することにより、短時間での消費電力変動等の要因による送電電力量及び消費電力量の差を低減し、しかも電力会社との決済単位である３０分より短い５分等の周期にて偏差積算値を算出するように処理を行えば、補正のために発電機の出力を急激に変動させることなく、また決済単位を計時する時計にずれが生じている場合でも、送電電力量及び消費電力量の差を低減し、経済的な損失を防止することが可能である。しかも、瞬時値に基づいて目標値を決定している従来のシステムに、偏差積算値を微分した微分値を加減算して目標値を決定する処理を加えるだけでよいので、従来のシステムに簡単な改造を行うだけで、経済的な損失を防止するシステムを実現することが可能である。
【００１４】
第３発明に係る送電電力制御システムは、第２発明において、受け付けた消費電力の瞬時値を積分して消費電力積算値を算出する積算値算出手段を備え、前記積算値受付手段は、前記積算値算出手段が算出した消費電力積算値を受け付けるべくなしてあることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る送電電力制御システムでは、受け付けた瞬時値から消費電力積算値を算出することにより、電力負荷から消費電力積算値が得られないシステムにおいても、送電電力量及び消費電力量の差を低減し、経済的な損失を防止することが可能である。
【００１６】
第４発明に係る送電電力制御システムは、第２発明又は第３発明において、前記送電線は、一般電気事業者が管理し、前記発電機は、特定規模電気事業者が管理し、前記発電機が発電した電力の送電は、前記一般電気事業者が管理する送電線を用いた託送であることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る送電電力制御システムでは、電力の託送に適用することで、送電電力量及び消費電力量の差を低減し、経済的な損失を防止することが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における送電電力制御システムを概念的に示す説明図である。
図中１００は特定規模電気事業者が管理する発電設備であり、発電設備１００には発電機１０が設置されており、発電機１０にて発電された電力は、一般電気事業者である電力会社が管理する送電線２０を使用して、複数の消費者が夫々管理する消費設備３００，３００，…に設置された電力負荷３０，３０，…へ送電される。
【００１９】
発電機１０及び電力負荷３０，３０，…は通信機能を備えており、インターネット等の公衆通信網ＮＷに接続し、発電機１０にて発電した電力を消費者に小売りする特定規模電気事業者が管理する管理設備４００に設置された管理装置４０と通信を行い、管理装置４０では、各電力負荷３０，３０，…が消費した電力に関する情報を前記特定規模電気事業者又は発電事業者が管理する発電設備１００へ送信する。
【００２０】
さらに送電線２０には、電力会社が管理する図示しない外部発電機等の装置及び設備も接続されており、各電力負荷３０，３０，…が消費する電力を発電機１０にて賄えない場合は、電力会社から不足分の電力が送電され、また発電機１０から送電した電力が各電力負荷３０，３０，…にて消費される電力を超える場合は、過剰分の電力が電力会社へ送電される。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態１における送電電力制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。
発電設備１００は、発電機１０にて発電された電力を送電すべく送電線２０に接続する内部電線１１を備え、内部電線１１には送電した電力の瞬時値を測定する電力計１２及び所定期間に送電した電力量の積算値を測定する電力量計１３が配設されている。
【００２２】
電力計１２が測定した送電電力の瞬時値は、発電機１０から送電される送電電力を目標値に近付けるべく発電機１０を制御する送電電力一定制御を行う発電機制御盤１４、及び発電機１０の各種制御に用いられるＰＬＣ(Programmable Logic Controller) １５へ送られる。
また電力量計１３が測定した送電電力量の積算値はＰＬＣ１５へ送られる。
【００２３】
発電機制御盤１４及びＰＬＣ１５は、ネットワークコンピュータ１６により管理されるＬＡＮ(Local Area Network)等の内部通信網１７に接続しており、内部通信網１７に接続するハブ１８を介してＴＡ(Terminal Adapter)等の通信装置１９により、公衆通信網ＮＷに接続する。
そして外部と各種情報通信を行う。
【００２４】
消費設備３００は、発電機１０にて発電された電力を受電すべく送電線２０に接続する内部電線３１を備え、内部電線３１により受電した電力は消費電力として電力負荷３０へ送電される。
内部電線３１には消費電力の瞬時値を測定する電力計３２及び所定期間に消費した電力量の積算値を測定する電力量計３３が配設されており、電力計３２及び電力量計３３が測定した消費電力の瞬時値である消費電力及び積算値である消費電力量は、ＰＬＣ３４へ送られる。
【００２５】
ＰＬＣ３４はネットワークコンピュータ３５により管理されるＬＡＮ等の内部通信網３６に接続しており、内部通信網３６に接続するハブ３７を介してＴＡ等の通信装置３８により、公衆通信網ＮＷに接続する。
そして外部と各種情報通信を行う。
【００２６】
管理設備４００は、サーバコンピュータ等の各種コンピュータを用いた管理装置４０，４０，…が設置されており、管理装置４０，４０，…はＬＡＮ等の内部通信網４１に接続し、内部通信網４１に接続するハブ４２を介してＴＡ等の通信装置４３により、公衆通信網ＮＷに接続する。
そして外部と各種情報通信を行う。
【００２７】
図３は本発明の実施の形態１における送電電力制御システムの処理を示すブロック線図である。
各消費設備３００，３００，…に夫々設置された電力負荷３０，３０，…にて消費された電力を、夫々の電力計３２，３２，…により測定して得られた消費電力の瞬時値、及び各電力負荷３０，３０，…にて消費された所定期間の電力量を、夫々の電力量計３３，３３，…により測定して得られた消費電力量の積算値は、５分等の所定の周期で公衆通信網ＮＷを介して管理設備４００へ送られる。
【００２８】
管理設備４００では、各電力負荷３０，３０，…から送られた各消費電力の瞬時値を受け付け（ステップＳ１）、受け付けた瞬時値の総和を求め（ステップＳ２）、求めた瞬時値の総和を、送電損失等の減衰率を考慮した定数にて除す補正を行い（ステップＳ３）、更に消費電力の動向を予測する補正ロジックにて算出した補正値による補正を行い（ステップＳ４）、ステップＳ３及びＳ４による補正後の瞬時値の総和を給電指令として、公衆通信網ＮＷを介して発電設備１００へ送る。
【００２９】
また各電力負荷３０，３０，…から送られた消費電力量の積算値を受け付け（ステップＳ５）、受け付けた消費電力量の積算値の総和を求め（ステップＳ６）、求めた積算値の総和を、ステップＳ３にて用いた定数にて除す補正を行い（ステップＳ７）、ステップＳ６及びＳ７による補正後の積算値の総和を、公衆通信網ＮＷを介して発電設備１００へ送る。
【００３０】
発電設備１００では、発電機１０から送電した電力量の積算値を電力量計１３により測定して得られた送電電力量の積算値をＰＬＣ１５へ送り、ＰＬＣ１５で送電電力積算値として受け付け（ステップＳ８）、更に管理設備４００から送られた補正後の消費電力の総和を、消費電力積算値として受け付け（ステップＳ９）、ステップＳ８で受け付けた送電電力積算値及びステップＳ９で受け付けた消費電力積算値の差を偏差積算値として算出し（ステップＳ１０）、算出した偏差積算値を微分する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１の微分処理は、偏差積算値を所定値、例えば０に近付けるべく、変動を抑制する補正値を求めるための処理である。
【００３１】
そして管理設備４００から給電指令として瞬時値の総和を受け付け（ステップＳ１２）、受け付けた瞬時値の総和及びステップＳ１１にて微分した偏差積算値に基づいて、発電機１０の送電電力の目標値を決定し（ステップＳ１３）、決定した送電電力の目標値を送電指令として発電制御盤１４へ送り（ステップＳ１４）、発電機制御盤１４では受け付けた目標値に送電電力を近付けるべく発電機１０を制御する送電電力一定制御を行う（ステップＳ１５）。
なお発電機１０から送電する送電電力の瞬時値は、発電機制御盤１４へ送られ、フィードバック制御がなされる。
【００３２】
またステップＳ８、Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１４、及びＳ１５については、公衆通信網ＮＷを介さずに行われる処理であるため、測定した送電電力積算値に基づく実時間に近い状態で高精度の制御を行うことができる。
【００３３】
そして送電電力積算値は、発電設備１００から公衆通信網ＮＷを介して管理設備４００へも送られ（ステップＳ１６）、管理設備４００では、発電設備１００から受け付けた送電電力積算値、並びにステップＳ６及びＳ７による補正後の積算値の総和により示される消費電力積算値の差を偏差積算値として算出し（ステップＳ１７）、算出した偏差積算値に基づいて、消費電力の動向を予測する補正ロジックにて補正値を算出し（ステップＳ１８）、算出した補正値をステップＳ４の補正に用いる。
【００３４】
次に本発明の実施の形態１における送電電力制御システムにて送電電力一定制御を行った場合の送電電力の変化を説明する。
図４は送電電力一定制御を行った場合の送電電力の変化を示すグラフであり、図４（ａ）が瞬時値のみで制御を行う従来の送電電力制御方法での変化を示し、図４（ｂ）が積算値を含めた制御を行う本発明の送電電力制御方法での変化を示している。
【００３５】
図４（ａ），（ｂ）のいずれも横軸に時間をとり、縦軸に電力をとってその関係を示したものであり、実線が送電電力一定制御の目標値を示し、点線が実績値として送電電力の瞬時値を示し、そして実線及び点線で囲まれた斜線の領域がその差を示している。
図４（ａ）では、瞬時値に基づいて送電制御を行っているため、発電機の追従性等の要因により、目標値と実績値との差が解消されない状態が継続し、図４（ａ）に示す例では送電電力が消費電力に対して小さい状態が継続している。
図４（ｂ）では、積算値を加味しているため、追従性等の要因により、送電電力が過小である状態の直後に送電電力を過剰にして、所定期間での電力量が一定になるように補正されている。
即ち、目標値を低い値から高くした場合、目標値が高くなった時点においては、実績値は、目標値より低い状態であり、そこから上昇して目標値を超えた後、目標値と一致する値まで下がり、目標値と一致した値で推移することにより、所定期間での電力量を示す目標値の積算値と実績値の積算値とは同値又は近似値を示す。
このことは図４（ｂ）において、目標値を低い値から高くした場合、実績値が目標値より低い時に目標値の下方に出現する目標値及び実績値の差異を示す実線及び点線で囲まれた斜線の領域と、実績値が目標値より高い時に目標値の上方に出現する斜線の領域とが当面積であることによっても示される。
なお目標値を高い値から低くした場合、実績値は目標値より高い状態から目標値より低くなった後、目標値と一致する。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、管理設備４００から発電設備１００へ、瞬時値の総和を給電指令として送るが、積算値の総和は送らない形態であり、発電設備１００にて、受け付けた瞬時値を積算することにより、積算値の総和を代替する形態である。
なお実施の形態２における送電電力制御システムの構成は、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１を参照するものとし、その説明を省略する。
【００３７】
図５は本発明の実施の形態２における送電電力制御システムの処理を示すブロック線図である。
実施の形態２では、実施の形態１のステップＳ９にて行われる消費電力積算値を管理設備４００から発電設備１００へ送り、発電設備１００にて受け付ける処理は行われず、ステップＳ１２にて受け付けた瞬時値の総和を積分し（ステップＳ１９）、得られた値を消費電力積算値として、ステップＳ８にて受け付けた送電電力積算値との差を偏差積算値として算出する（ステップＳ１０）。
なお実施の形態１と同様の処理については、実施の形態１と同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
前記実施の形態では、発電設備１００及び管理設備４００を公衆通信網ＮＷにて接続する形態を示したが、両設備を管理する事業体が同一の事業体である場合、内部通信網にて接続することで、高速な通信環境を実現し、より精度の高い制御を行うことも可能である。
【００３９】
また前記実施の形態では、電力負荷における消費電力の瞬時値及び積算値、又は瞬時値のみにおいて制御する形態を示したが、本発明はこれに限らず積算値のみを電力負荷から受信し、基準となる目標値に対して過不足を決定する処理により、送電目標値を決定して制御する形態でもよい。
【００４０】
さらに前記実施の形態では、消費電力積算値及び送電電力積算値の差を示す偏差積算値を０に近付けるべく、微分を行う形態を示したが、本発明はこれに限らず、偏差積算値を０に近付けることができれば、他の演算及び／又は制御を用いてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る送電電力制御方法及び送電電力制御システムでは、消費電力量の積算値及び送電伝電力量の積算値の差を示す偏差積算値を所定値、例えば０に近付けるべく送電電力の目標値を決定して制御することにより、短時間での消費電力変動等の要因による送電電力量及び消費電力量の差を低減し、しかも電力会社との決済単位である３０分より短い５分等の周期にて偏差積算値を算出するように処理を行えば、補正のために発電機の出力を急激に変動させることなく、また決済単位を計時する時計にずれが生じている場合でも、送電電力量及び消費電力量の差を低減し、経済的な損失を防止することが可能である等、優れた効果を奏する。
【００４２】
また本発明では、消費電力の瞬時値から消費電力積算値を算出することにより、電力負荷から消費電力積算値が得られないシステムにおいても、送電電力量及び消費電力量の差を低減し、経済的な損失を防止することが可能である等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における送電電力制御システムを概念的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１における送電電力制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における送電電力制御システムの処理を示すブロック線図である。
【図４】送電電力一定制御を行った場合の送電電力の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２における送電電力制御システムの処理を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１０  発電機
１００  発電設備
２０  送電線
３０  電力負荷
３００  消費設備
４０  管理装置
４００  管理設備
【図１】
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【図２】
0004412865.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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