(57)【要約】【課題】系統の電力需要予測が正確でなくても複数の発電機に適正な負荷を分担させる。【解決手段】予測される需要電力および予め設定した予備電力をもとに所定期間内における需要電力パターンを予め作成し、前記需要電力の供給源となる複数の発電機のそれぞれにその出力容量あるいはエネルギ効率にしたがって、運転開始の順序、及び運転停止の順序を設定し、前記作成した需要電力パターンを需要電力のレベルで分割した各区間を、前記運転開始順序したがって並べた各発電機の出力容量に割り当て、前記需要電力パターンにしたがって複数の発電機を予め設定した順序で起動または停止する。  【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測される需要電力および予め設定した予備電力をもとに所定期間内における需要電力パターンを予め作成し、
前記需要電力の供給源となる複数の発電機のそれぞれにその出力容量あるいはエネルギ効率にしたがって、運転開始の順序、及び運転停止の順序を設定し、
前記作成した需要電力パターンを需要電力のレベルで分割した各区間を、前記運転開始順序したがって並べた各発電機の出力容量に割り当て、
前記需要電力パターンにしたがって複数の発電機を予め設定した順序で起動または停止することを特徴とする発電機の負荷分担方式。
【請求項２】
予測される需要電力および予め設定した予備電力をもとに所定期間内における需要電力パターンを予め作成し、
前記需要電力の供給源となる複数の発電機のそれぞれにその出力容量あるいはエネルギ効率にしたがって、運転開始の順序、及び運転停止の順序を設定し、
前記作成した電力需要パターンを需要電力のレベルに応じて順次分割し分割された区間をそれぞれ前記運転開始順序したがって並べた各発電機の出力容量に割り当て、
需要電力が増加するときは需要電力の低レベル区間に割り当てられた発電機から順次起動し、需要電力が減少するときは需要電力の高レベル区間に割り当てられた発電機から順次停止することを特徴とする発電機の運転方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機の負荷分担方式に係り、特に、系統に接続された複数の発電機に系統負荷を割り当てる発電機の負荷分担方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の制御は、メインコンピュータと複数台のサブコンピュータを備えた集中管理型の制御が行われている。ここでは、メインコンピュータにおいて、予測した負荷需要をもとに各発電機出力の最適スケジューリングを計算し、それぞれに指令を与えることにより、各発電機の最適コストでの運転を実現し、あるいは経済性を加味した系統運用が行われる。
【０００３】
例えば、メインコンピュータは、一日単位での長期電力需要、あるいは数時間または数十分単位での中期電力需要の予測に対して、発電機の運転計画を作成し、さらに数分または数十秒オーダーでの短期の電力需要予測を行い、発電機の運転パターンを決定し、サブコンピュータに指令することにより各発電機の負荷追従運転を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３５３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、系統に分散して設置されている複数の発電機を連携して運転する場合、負荷分担、すなわち、どの発電機をどのような出力で運転するかを決定するのは容易ではない。前述のように、負荷分担の決定に先立って、例えば１日の電力需要を予測して発電機の運転パターンを作成することになるが、前記電力需要は必ずしも正確に予測されるとは限らない。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、電力需要予測が正確でなくても複数の発電機を適正な負荷分担で運転することができる方式を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【０００８】
予測される需要電力および予め設定した予備電力をもとに所定期間内における需要電力パターンを予め作成し、前記需要電力の供給源となる複数の発電機のそれぞれにその出力容量あるいはエネルギ効率にしたがって、運転開始の順序、及び運転停止の順序を設定し、
前記作成した需要電力パターンを需要電力のレベルで分割した各区間を、前記運転開始順序にしたがって並べた各発電機の出力容量に割り当て、前記需要電力パターンにしたがって複数の発電機を予め設定した順序で起動または停止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上の構成を備えるため、系統の電力需要予測が正確でなくても複数の発電機に適正な負荷を分担させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】系統の電力需要のパターンを説明する図である。
【図２】電力需要パターンと、設定された各発電機の運転区間レベルを説明する図である。
【図３】ベース出力発電機が２台、変動出力発電機が１台の場合の出力分担を示す図である。
【図４】負荷分担（負荷の割り当て）処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、系統の電力需要のパターン（一日分）を説明する図であり、１は電力需要の予測値、３は前記電力需要の予測値に予備電力２を考慮して得られる電力需要パターンであり、前記一日の電力需要予測値１に予備電力２を考慮して（加算して）決定される。前記電力需要パターン３は発電機が出力可能な、つまり、電力需要実績がここまで変動しても運転台数を変更することなく運転できる一日の電力需要パターンである。
【００１２】
ここで、複数台の発電機が運転可能な場合において、これら運転可能な発電機により消費される燃料量を少なくしたい場合は発電機の発電効率が大きい順に、また、運転台数を少なくしたい場合は発電機の定格容量の大きい順に運転開始の優先順位を付与する。なお、運転停止の順位は前記とは逆順にすればよい。
【００１３】
図２は、一日の電力需要パターン３と、需要電力パターン３を需要電力レベル４，５，６，７，・・で分割して各発電機の運転区間レベルを設定した例を示す図である。
【００１４】
何れかの発電機により供給しなければならない一日の電力需要パターン３のうち、需要が増加する区間では、この区間を需要電力レベル４，５，６，７，で分割して運転区間レベル(1)、（２）、（３）、（４）、（５）設定する。
【００１５】
また、需要が減少する区間では、この区間を需要電力レベル８，９，１０，１１により分割して、運転区間レベル(1’)、（２’）、（３’）、（４’）、（５’）を設定する。
【００１６】
前記需要が増加する区間において、運転区間レベル(1)は優先順位１位の発電機の出力範囲で、運転区間レベル(2)は優先順位２位までの発電機の合計出力範囲で、運転区間レベル(3)は優先順位３位までの発電機の合計出力範囲で、運転区間レベル(５)は優先順位５位までの発電機の合計出力範囲である。
【００１７】
需要が減少する区間では、運転区間レベル(1')は優先順位１位の発電機の出力範囲で、運転区間レベル(2')は優先順位２位までの発電機の合計出力範囲で、運転区間レベル(3')は優先順位３位までの発電機の合計出力範囲で、運転区間レベル(４')は優先順位４位までの発電機の合計出力範囲である。需要の減少区間では増加区間よりも、図中に１２で示すヒステリシス分だけ需要電力レベルを小さく設定する。
【００１８】
なお、各区間での運転台数およびその増減台数は１台である必要はなく、複数であっても良い。また、運転区間の数は任意に設定することができる。
【００１９】
図３は、運転される各発電機の出力分担を示す図である。図の例では、系統に接続して運転される発電機は、一定の出力Ｐａで運転されるベース出力発電機Ａ、一定の出力Ｐbで運転されるベース出力発電機Ｂ、および変動出力Ｐｖで運転される変動出力発電機Ｃである。なお、電力需要の細かな変動に対しては各発電機の持つ瞬動予備力により対応することができる。
【００２０】
発電機をベース出力発電機Ａ，Ｂあるいは変動出力発電機Ｃのいずれに割り当てるかについては、燃費が良い順、あるいは出力が大きい順に割り当てる等のさまざまな方式がある。
【００２１】
図３は、ベース出力発電機が２台、変動出力発電機が１台の場合の出力分担を示しており、全発電機の出力合計は、ベース出力発電機Ａの出力Ｐａ、ベース出力発電機Ｂの出力Ｐｂ、変動出力発電機の出力Ｐｖの和となる。図３において、ベース出力発電機Ｂの出力が少なくなっている区間があるが、これは変動出力発電機Ｃの出力が出力可能下限を下回らないようにするためにベース出力発電機Ｂの出力を抑制したためである。
【００２２】
このように、一方で、一日の電力需要予測値に対して、予備電力を考慮して発電機の出力パターンを決定し、他方で点検中や故障中の発電機を除外するなどして運転可能発電機を決定し、発電効率などから運転および停止の優先順位を決定する。その上で、さらに、出力パターンを満足するように運転可能な発電機出力を割り当てて運転区間レベル（負荷分担）を決定する。このとき、運転区間レベル間での連続性が保たれるように、また、潮流量や電圧変動が正常になるように各レベル毎に運転する発電機を決定し、各発電機の出力を決定する。このような手順により、運転する発電機及び該発電機の出力分担を決定することができる。
【００２３】
図４は、負荷分担処理を説明する図である。例えば、一日の電力需要を予測し、あるいは予測値を取り込み、予備電力を考慮して発電機の出力パターン（需要パターン）を決定する（ステップＳ１）。点検中や故障中の発電機を除外するなどして運転可能発電機を決定し、発電効率などから運転および停止の優先順位を決定する（ステップＳ２）。
【００２４】
次に、前述した手順により決定された負荷分担にしたがって運転した場合における各発電機間の潮流量および電圧変動を計算し、それらが規定範囲内であるか否か判定する。これにより、発電機が各所に分散されて設置されている場合における逆潮流あるいは電圧変動を抑制することができる。ここで前記潮流量あるいは電圧変動が規定範囲内でない場合は、各発電機の負荷分担を変更して、前記潮流量あるいは電圧変動を再計算する。この再計算は、潮流量および電圧変動が規定範囲内になるまで、負荷分担を変更して繰り返し行う（ステップＳ２，３，４，５）。
【００２５】
潮流量および電圧変動が規定範囲内になると、このときの負荷分担あるいは運転区間レベルに基づき、発電機の例えば１日の運転パターンを作成する（ステップＳ６）。
【００２６】
運転に際しては、実際の電力需要と電力需要予測値との間の誤差が無視できる場合には、各発電機を発電機を前記決定された負荷分担（前記作成された運転パターン）にしたがって運転すればよい。
【００２７】
実際の電力需要と電力需要予測値との間に誤差がある場合は、１０秒程度の周期で誤差の判定を行い、有意な誤差が存在する場合、実際の電力需要に合わせて負荷分担を変更した（運転区間レベルを変更した）運転パターを作成して、潮流量および電圧変動を計算する。また、計算の結果が規定範囲内であるか否かの判定を行い、規定範囲内でない場合は、再度運転区間レベルを変更する。この操作（運転区間レベル変更、潮流量および電圧変動の計算及び計算結果の判定）は、潮流量や電圧変動が規定範囲内になるまで繰り返す。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、需要電力パターンを予測するとともに、需要電力の供給源となる複数の発電機のそれぞれをその出力容量あるいはエネルギ効率にしたがって、運転開始の順序、及び運転停止の順序を予め設定し、さらに電力需要パターンを需要電力のレベルに応じて順次分割した区間を、それぞれ前記運転開始順序したがって並べた各発電機の出力容量に割り当て、需要電力が増加するときは需要電力の低レベル区間に割り当てられた発電機から順次起動し、需要電力が減少するときは需要電力の高レベル区間に割り当てられた発電機から順次停止する。この際、需要電力が減少する区間では増加する区間よりも、所定量（ヒステリシス分）だけ需要電力が低下した時点で該当する発電機の運転を停止する。
【００２９】
このように、入力される一日の電力需要予測値に対して、予備電力を考慮して発電機の出力パターンを決定し、点検中や故障中の発電機を除外するなどして運転可能発電機を決定し、発電効率などから運転および停止の優先順位を決定し、出力パターンと運転可能な発電機により運転区間レベルを決定し、運転区間レベル間での連続性が保たれるように、また、潮流量や電圧変動が正常になるように各レベル毎に運転する発電機を決定し、各発電機の出力を決定し運転する。このため、系統に接続された発電機の運転台数及び出力を、電力需要予測誤差に影響を受けることなく決定することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  電力需要予測値
２  予備電力
３  電力需要パターン
４〜１１  電力需要レベル
【図１】
2013027285.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013027285.tif 000005
【図４】
2013027285.tif 000006