(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、ダミー負荷の設置容量をできるだけ小さくして、追加の設備投資を低減し、かつ、最小買電量をできるだけ小さくして、オンサイト発電設備の稼働率を上げ、その導入効果を向上する手段を提供することにある。【解決手段】  需要家の負荷設備の稼動状況を監視する設備稼働状況監視部を持ち、急激に減少する可能性のある電力消費量を評価し、これを用いて最小買電量を適宜更新する需要変動性同定部を持ち、適宜更新される最小買電量に基づいて、発電設備の発電出力を調整する。【効果】  ダミー負荷等の追加の設備投資をかけることなく、導入した需要家オンサイト発電設備の稼働率を上げ、その導入効果を向上することができる。【選択図】図１
2009136084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要家内に設置され商用電力系統に連系する発電設備の発電出力目標値を、商用電力系統からの受電電力が最小買電量以上になるように設定する発電設備運用システムにおいて、
前記需要家の負荷設備の稼動状況を監視して、監視結果を設備稼働状況データとして出力する設備稼働状況監視手段と、前記設備稼動状況データを用いて、発生する可能性のある電力消費量の減少量を推定して、前記最小買電量データを決定する需要変動性同定手段を備えることを特徴とする発電設備運用システム。
【請求項２】
需要家内に設置され商用電力系統に連系する発電設備の発電出力目標値を、商用電力系統からの受電電力が最小買電量以上になるように設定する発電設備運用システムにおいて、
前記需要家の負荷設備の稼動状況を監視して、監視結果を設備稼働状況データとして出力する設備稼働状況監視手段と、負荷設備間でそれぞれの停止が他の負荷設備の停止の可能性につながる関係を管理する設備ネットワークデータと、前記設備稼動状況データとを用いて、負荷設備毎に、その負荷設備の停止によって発生する可能性のある電力消費量の減少量と、その負荷設備の停止に連動して停止する可能性のある負荷設備の停止によって発生する可能性のある電力消費量の減少量を推定し、その推定結果に基づいて前記最小買電量データを決定する需要変動性同定手段を備えることを特徴とする発電設備運用システム。
【請求項３】
需要家内に設置され商用電力系統に連系する発電設備の発電出力目標値を、商用電力系統からの受電電力が、最小買電量以上になるように設定する発電設備運用システムにおいて、
前記需要家の負荷設備の稼動状況を監視して、監視結果を設備稼働状況データとして出力する設備稼働状況監視手段と、前記設備稼働状況データを記録管理する過去需要実績データと、負荷設備間でそれぞれの停止が他の負荷設備の停止の可能性につながる関係を管理する設備ネットワークデータを、過去需要実績データを用いて作成する設備ネットワーク生成手段と、前記設備稼動状況データと設備ネットワークデータを用いて、負荷設備毎に、その負荷設備の停止によって発生する可能性のある電力消費量の減少量と、その負荷設備の停止に連動して停止する可能性のある負荷設備によって発生する可能性のある電力消費量の減少量を推定し、その推定結果を用いて前記最小買電量データを決定する需要変動性同定手段を備えることを特徴とする発電設備運用システム。
【請求項４】
請求項３において、前記設備ネットワーク生成手段が、前記過去需要実績データを用いて、２つの負荷設備の停止の相関を分析して、前記設備ネットワークデータを作成することを特徴とする発電設備運用システム。
【請求項５】
請求項２，３，４のいずれか１項において、前記需要変動性同定手段が、負荷設備毎に、その負荷設備の停止によって発生する可能性のある電力消費量の減少量の推定値を、その負荷設備の電力消費量現在値，定格入力のいずれかとすることを特徴とする発電設備運用システム。
【請求項６】
請求項１，２，３，４，５のいずれか１項において、需要家内の総需要を監視する総需要監視手段を持ち、前記総需要監視手段で監視した総需要から前記最小買電量データの値を差し引いた値を、前記発電設備の発電出力目標値に設定する発電出力指令手段を持つことを特徴とする発電設備運用システム。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５のいずれか１項において、前記最小買電量データの値を前記発電設備の前記最小買電量値に設定する発電出力指令手段を持つことを特徴とする発電設備運用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、需要家オンサイトに設置され、商用電力系統に連系する発電設備の運用システムに係り、特に、オンサイト発電設備から商用電力系統への逆潮流を確実に防止する発電設備運用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
需要家オンサイトに設置される発電設備が、逆潮流なしで商用電力系統に連系する場合、急激な電力需要の減少に対して、発電設備の出力抑制が間に合わず、逆潮流が一定時間以上継続すると、発電設備全体の緊急停止につながることもある。このとき、商用電力系統からの受電電力が契約電力を超過する危険性や、急な起動停止の繰り返しが機器に与える影響が懸念される。
【０００３】
これを防止するため、従来、商用電力系統からの受電電力が常時一定以上になるように、発電設備の発電量を制御することが多い（以下、この受電電力量の最小値を最小買電量という）。これによって、ある程度の電力需要の急激な減少があっても、発電設備を停止することなく、逆潮流を防ぐことができる。また、特開２００６−２９６０９７号公報（特許文献１）に説明されているように、ダミー負荷を設置し、常時はそれを切り離しておき、電力需要の急激な減少時に投入することで、逆潮流を防ぐことも検討されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９６０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
逆潮流防止のために受電電力量を常時一定以上に確保すると、需要家内総需要が小さい時間帯では、発電設備の発電量が最大出力未満に抑制され、導入した設備の稼働率が低下する。排熱を回収して利用するコージェネレーションシステムのように、その設備稼働によって、総合的に省エネ効果，ＣＯ2排出削減効果を得ようとしている場合、稼働率が低下した分、その効果を逸失してしまうという課題がある。
【０００６】
また、ダミー負荷を緊急時に投入して余剰発電量を吸収する場合は、その設備の設置費用がかかるという課題があり、ダミー負荷で損失が生じるという課題もある。
【０００７】
本発明の目的は、ダミー負荷の設置容量をできるだけ小さくして、追加の設備投資を低減し、かつ、最小買電量をできるだけ小さくして、オンサイト発電設備の稼働率を上げ、その導入効果を向上する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による発電設備運用システムは、需要家の負荷設備の稼働状況を監視する設備稼働状況監視部を持ち、負荷設備の稼働状況に応じて、急激に減少する可能性のある電力消費量を推定し、これを用いて最小買電量を適宜更新する需要変動性同定部を持ち、適宜更新される最小買電量に基づいて、発電設備の発電出力を調整するための制御指令値を決定する。
【０００９】
なお、本発明のその他の特徴は、発明を実施するための最良の形態の欄で詳細に説明する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ダミー負荷等の追加の設備投資をかけることなく、導入した需要家オンサイト発電設備の稼働率を上げ、その導入効果を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態の発電設備運用システムの全体構成図である。
【００１３】
需要家内には負荷設備３と発電設備２が設置され、商用電力系統４に連系している。発電設備２は、与えられた出力指令値に追従するように発電出力を制御する発電設備制御部２１を備えている。発電設備運用システム１は、発電出力の出力指令値を発電設備制御部２１に与えることで、発電設備２の出力を変化させる。特に、最小買電量データ１６１を管理し、受電電力がその最小買電量よりも大きくなる範囲で最大出力になるように、発電設備２の出力指令値を設定する。この最小買電量データ１６１の設定により、負荷設備３の急な停止などの緊急時に、発電設備２の出力抑制が間に合わない場合にも、確実に逆潮流を防止することができる。
【００１４】
この最小買電量データ１６１は従来固定的に運用されている。これに対し、本実施例においては、負荷設備３の稼働状況に基づいて、時々刻々の需要変動性を同定し、それに応じてアダプティブに最小買電量データ１６１を調節する点にある。これにより、確実な逆潮流防止を実現しつつ、発電設備２の最小買電量制約による出力抑制をできるだけ少なくして、稼働率を向上させることができる。
【００１５】
発電設備運用システム１は、発電出力指令部１２，需要変動性同定部１３，総需要監視部１４，設備稼働状況監視部１５，記録装置１６，入力装置１７，出力装置１８，設備ネットワーク生成部１９を備える。
【００１６】
入力装置１７は、本発電設備運用システム１のユーザもしくは設計者が、データ入力やシステム起動停止の指示を入力する装置である。
【００１７】
出力装置１８は、記録装置１６に格納されているデータを表示する装置である。
【００１８】
総需要監視部１４は、需要家内の個々の負荷設備３における電力消費量を計測して合計するか、すべての負荷設備３の電源側に位置し、かつ発電設備２の接続点より負荷側の位置を計測するかによって、電力総需要の現在値を監視し、記録装置の現在総需要データ１６２を更新する。図２（１）にその例を示す。
【００１９】
設備稼働状況監視部１５は、補機等も含む個々の負荷設備３について、その稼働状況として、オンオフ状態や電力消費量の状態値を監視し、記録装置１６に設備稼働状況データ１６３として格納する。図２（２）にその例を示す。各設備の設備ＩＤに対して、オンオフ状態，電力消費量，監視時刻を記録する。設備稼働状況監視部１５は、このほかに、後述する設備別需要変動性監視テーブル１６４の更新処理を行う。
【００２０】
記録装置１６には、現在総需要データ１６２，設備稼働状況データ１６３のほかに、過去需要実績データ１６６，設備ネットワークデータ１６７，生産ライン稼働スケジュールデータ１６５，設備別需要変動性監視テーブル１６４，最小買電量データ１６１の各データを格納する。
【００２１】
過去需要実績データ１６６は、現在総需要データ１６２、および設備稼働状況データ１６３の履歴を記録保存したデータである。
【００２２】
設備ネットワークデータ１６７は、負荷設備３間でそれぞれの停止が他の設備の停止の可能性につながる関係を管理するデータである。図２（３）にその例を示す。影響を与える設備ＩＤは、自設備の停止に影響を受けて停止する可能性のある設備を示す。また、影響を受ける設備ＩＤは、その設備の停止の影響を受けて、自設備が停止する可能性のある設備を示す。設備ネットワークデータ１６７は、入力装置１７を介して、本発電設備運用システム１のユーザもしくは設計者が与える。あるいは、設備ネットワークデータ生成部１９が、過去需要実績データ１６６に格納されている設備稼働状況の履歴を分析して、設定するようにしてもよい。設備ネットワークデータ生成部１９の処理の詳細は後述する。
【００２３】
生産ライン稼働スケジュールデータ１６５は、個々の設備の起動時刻，停止時刻の予定を管理するデータである。本発電設備運用システム１のユーザが、入力装置１７を介して、スケジュール策定や変更に応じて、適宜設定する。
【００２４】
設備別需要変動性監視テーブル１６４は、個々の設備毎に需要が変動する可能性を管理するデータである。図２（４）にその例を示すように、各設備毎に、その定格入力，現在電力消費量，稼働停止状態，負荷急増可能性，連鎖停止設備ＩＤ，単独需要急落可能性，連動需要急落可能性の各データを管理する。定格入力は、入力装置１７を介して、本発電設備運用システム１のユーザもしくは設計者が設定する。現在電力消費量と稼働停止状態のデータは、設備稼働状況データ１６３と同様に、設備稼働状況監視部１５が監視結果に基づいて更新する。
【００２５】
負荷急増可能性データは、需要変動性同定部１３が更新設定する。具体的には、現在電力消費量が定格入力以下で、稼働状態にある場合は、負荷急増可能性ありとし、そうでない場合には負荷急増可能性なしと設定する。連鎖停止設備ＩＤは、需要変動性同定部１３が、設備ネットワークデータ１６７を参照して設定する。具体的には、設備別需要変動性監視テーブル１６４の設備ＩＤがＸの連鎖停止設備ＩＤデータは、設備ネットワークデータ１６７の自設備ＩＤがＸの「影響を与える設備ＩＤ」データを設定する。
【００２６】
単独需要急落可能性データと連動需要急落可能性データは、需要変動性同定部１３が、設備別需要変動性監視テーブル１６４の他のデータを参照して設定する。その処理の詳細について、図３のフローチャートを用いて以下に説明する。なお、各処理ステップを、処理する順に、ステップ１，ステップ２・・・と称する（図４，図５も同様）。
【００２７】
（ステップ１）各設備の単独需要急落可能性データの設定
・各設備について、負荷急増可能性データがありの場合は、定格入力データの値を      単独需要急落可能性データに設定し、負荷急増可能性データがなしの場合は、現在      電力消費量データの値を単独需要急落可能性データに設定する。
【００２８】
（ステップ２）設備を１つ選択
・これを設備Ａとおく。
【００２９】
（ステップ３）設備Ａの連鎖停止設備の単独需要急落可能性の合計
・設備Ａの全ての連鎖停止設備について、単独需要急落可能性を抽出し、合計する      。
【００３０】
（ステップ４）設備Ａの連動需要急落可能性データの設定
・設備Ａの単独需要急落可能性と（ステップ３）で求めた連鎖停止設備の単独需要      急落可能性を合計して、設備Ａの連動需要急落可能性データに設定する。
【００３１】
（ステップ５）設備Ａに関するループ
・（ステップ２）の設備Ａとして、全ての設備を対象に処理が完了するまで、（ス      テップ３）（ステップ４）の処理を繰り返す。
【００３２】
最小買電量データ１６１は、発電設備運用システム１が、発電設備制御部２１に与える出力指令値を決める際に参照するデータである。発電設備運用システム１は、受電電力量がこの最小買電量よりも大きくなる範囲で最大出力になるように、出力指令値を決定する。最小買電量データ１６１は、需要変動性同定部１３が、設備別需要変動性監視テーブル１６４を参照して、連動需要急落可能性データの最大値を抽出して設定する。
【００３３】
発電出力指令部１２は、入力装置１７から起動指令が与えられた後、停止指令が与えられるまでの間、予め定められた周期で、最小買電量データ１６１と現在総需要データ１６２を参照して、現在総需要から最小買電量を差し引いた値以下で、かつ、定格出力以下で、最大となるように出力指令値を決定し、発電設備制御部２１に与える処理を繰り返す。
【００３４】
次に、設備ネットワークデータ生成部１９が、過去需要実績データ１６６に格納されている設備稼働状況の履歴を分析して、設備ネットワークデータ１６７を設定するロジックについて、図４を用いて詳細に説明する。
【００３５】
（ステップ１）設備を１つ選択
・これを設備Ａとおく。
【００３６】
（ステップ２）設備Ａ停止後に停止した設備を１つ選択
・設備Ａのオンオフ状態がオンからオフに切り替わった後、予め定めた一定時間内      に、オンオフ状態がオンからオフに切り替わった設備から、１つ選択する。
・これを設備Ｂとおく。
【００３７】
（ステップ３）設備Ａの停止回数のカウント
・設備Ａのオンオフ状態がオンからオフに切り替わった全回数を数える。これをＮ      ＿ａｌｌとおく。
【００３８】
（ステップ４）設備Ａ停止後に設備Ｂ停止の回数のカウント
・設備Ａのオンオフ状態がオンからオフに切り替わった後、予め定めた一定時間内      に、設備Ｂのオンオフ状態がオンからオフに切り替わった回数を数える。これをＮ      ＿ｂとおく。
【００３９】
（ステップ５）設備ネットワークデータの更新
・Ｎ＿ｂのＮ＿ａｌｌに対する比率が、予め定めた一定値以上の場合には、設備ネ      ットワークデータ１６７の中の、自設備が設備Ａのデータの「影響を与える設備Ｉ      Ｄ」に設備Ｂを追加し、自設備が設備Ｂのデータの「影響を受ける設備ＩＤ」に設      備Ａを追加する。
【００４０】
（ステップ６）設備Ｂに関するループ
・（ステップ２）の設備Ｂとして、（ステップ２）で抽出した全ての設備の処理が      完了するまで、（ステップ３）（ステップ４）（ステップ５）の処理を繰り返す。
【００４１】
（ステップ７）設備Ａに関するループ
・（ステップ１）の設備Ａとして、全ての設備を対象に処理が完了するまで、（ス      テップ２）（ステップ３）（ステップ４）（ステップ５）（ステップ６）の処理を      繰り返す。
【００４２】
前述した、需要変動性同定部１３の処理の流れの概要を図５に示す。
【００４３】
（ステップ１）設備ネットワークデータの設定
・過去需要実績データ１６６に格納されている設備稼働状況の履歴を分析して、負      荷設備３間でそれぞれの停止が相互に影響を与える関係を管理するデータを設定す      る。
【００４４】
（ステップ２）設備別需要変動性監視テーブル１６４／連鎖停止設備ＩＤデータの設定
・設備ネットワークデータ１６７を参照して設定する。
【００４５】
（ステップ３）設備別需要変動性監視テーブル１６４／負荷急増可能性データの設定
・設備別需要変動性監視テーブル１６４の現在電力消費量データ，定格入力データ      ，稼働停止状態データを参照して設定する。
【００４６】
（ステップ４）設備別需要変動性監視テーブル１６４／単独需要急変可能性データの設    定
・設備ネットワークデータ１６７を参照して設定する。
【００４７】
（ステップ５）設備別需要変動性監視テーブル１６４／連動需要急変可能性データの設    定
・設備別需要変動性監視テーブル１６４の単独需要急落可能性データと連鎖停止設      備ＩＤデータを参照して設定する。
【００４８】
（ステップ６）最小買電量データ１６１の設定
・設備別需要変動性監視テーブル１６４を参照して設定する。
【００４９】
以上では、発電設備制御部２１が、外部から与えられた出力指令値に追従するように発電設備２を制御する場合について説明した。ほかの実施形態として、発電設備制御部２１が、受電電力を監視し、それが外部から与えられた最小買電量以上になる範囲で最大出力となるように、発電設備２を制御する形態も考えられる。この形態では、発電設備運用システム１の発電出力指令部１２は、最小買電量データ１６１をそのまま発電設備制御部２１に与える処理を行う。それ以外は、第一の実施形態と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態の発電設備運用システムの全体構成図である。
【図２】現在総需要データ，設備稼働状況データ，設備ネットワークデータ，設備別需要変動性監視テーブルの例を示す図である。
【図３】需要変動性同定部の、単独需要急落可能性データと連動需要急落可能性データを設定する処理の説明図である。
【図４】設備ネットワークデータ生成部の、設備ネットワークデータを設定する処理の説明図である。
【図５】需要変動性同定部の処理の全体を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  発電設備運用システム
２  発電設備
３  負荷設備
４  商用電力系統
５  連系点
１２  発電出力指令部
１３  需要変動性同定部
１４  総需要監視部
１５  設備稼働状況監視部
１６  記録装置
１７  入力装置
１８  出力装置
１９  設備ネットワークデータ生成部
２１  発電設備制御部
１６１  最小買電量データ
１６２  現在総需要データ
１６３  設備稼働状況データ
１６４  設備別需要変動性監視テーブル
１６５  生産ライン稼働スケジュールデータ
１６６  過去需要実績データ
１６７  設備ネットワークデータ
【図１】
2009136084.tif 000003
【図２】
2009136084.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009136084.tif 000007