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JP4540538B2 - Power supply output fluctuation control device - Google Patents
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JP4540538B2 - Power supply output fluctuation control device - Google Patents

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Description

本発明は、商用系統に接続されている電源装置が出力する電源電力を変動制御するための電源出力変動制御装置に関する。   The present invention relates to a power supply output fluctuation control apparatus for performing fluctuation control of power supply power output from a power supply apparatus connected to a commercial system.

商用系統に接続されている電源装置として、電力会社(一般電気事業者)や特定規模電気事業者などが商用電源として設置している発電所や、電気事業者以外の個人や団体などが住宅や様々な施設に設置している分散型電源装置などがある。これら電源装置から商用系統に電源電力を出力するとき、その電源電力の周波数は、基準周波数(50Hz又は60Hz)に合うように送出されている。その結果、商用系統に接続されている電力負荷装置による電力負荷合計と、電源装置から送出される電源電力合計とが釣り合っているときには、商用系統における電力の周波数(以下、「商用系統周波数」と記載することもある)は基準周波数に維持される。   As power supply devices connected to the commercial grid, power companies (general electric utilities) and specific-scale electric utilities, etc. installed as commercial power sources, individuals and groups other than electric utilities, There are distributed power supplies installed in various facilities. When power supply power is output from these power supply devices to a commercial system, the frequency of the power supply power is sent to match the reference frequency (50 Hz or 60 Hz). As a result, when the total power load by the power load device connected to the commercial system is balanced with the total power source power sent from the power unit, the frequency of power in the commercial system (hereinafter referred to as “commercial system frequency”) (Which may be described) is maintained at the reference frequency.

しかし、電源電力合計と電力負荷合計とが釣り合っていないときには商用系統周波数が基準周波数から逸脱することとなる。具体的には、電力負荷合計が電源電力合計よりも大きいとき、商用系統周波数は基準周波数よりも小さくなり、電源電力合計が電力負荷合計よりも大きいとき、商用系統周波数は基準周波数よりも大きくなるという周波数の逸脱が発生する。   However, when the total power source power and the total power load are not balanced, the commercial grid frequency deviates from the reference frequency. Specifically, when the total power load is greater than the total power supply power, the commercial grid frequency is smaller than the reference frequency, and when the total power supply power is greater than the total power load, the commercial grid frequency is greater than the reference frequency. A frequency deviation occurs.

商用系統周波数を基準周波数に維持して、上述のような周波数の逸脱の発生を防止することは電力の使用者利益保護のために必要であるので、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱が許容範囲内に収まるように、電力会社は発電所から出力される電源電力を増減させて電源電力合計と電力負荷合計とを釣り合わせるような周波数制御を行っている(例えば、非特許文献1参照)。   Maintaining the commercial grid frequency at the reference frequency to prevent the occurrence of frequency deviations as described above is necessary to protect the benefits of power users, so the deviation of the commercial grid frequency from the reference frequency is acceptable. In order to be within the range, the electric power company performs frequency control such that the power source power output from the power plant is increased or decreased to balance the total power source power and the total power load (for example, see Non-Patent Document 1). .

横山隆一監修「電力自由化と技術開発」、東京電機大学出版局、2001年9月20日、p.133〜135Supervised by Ryuichi Yokoyama, “Liberalization of Electricity and Technology Development”, Tokyo Denki University Press, September 20, 2001, p. 133-135

商用系統には、電力会社が維持管理する発電所のみから電源電力が出力されるのではなく、個人や団体などが設置している分散型電源装置からも電源電力が出力されている。そして、これら分散型電源装置から商用系統に出力される電源電力は、それらを設置している個人や団体などの都合により変動しがちであり、分散型電源の出力目標値は商用系統周波数の変動に関わらず決定されている。商用系統における電源電力合計と電力負荷合計との釣り合いにより商用系統周波数は決定されるため、商用系統周波数が変動した際にこれを補正する動きをする発電機が少ない場合、商用系統周波数が乱れやすく、需要家や系統全体にとって不利益が発生する可能性がある。   In commercial systems, power supply power is not only output from power plants maintained by power companies, but is also output from distributed power supply devices installed by individuals and organizations. The power supply power output from these distributed power supply devices to the commercial system tends to fluctuate due to the circumstances of the individual or organization installing them, and the output target value of the distributed power supply varies with the fluctuation of the commercial system frequency. It has been decided regardless. Since the commercial grid frequency is determined by the balance between the total power supply power and the total power load in the commercial grid, the commercial grid frequency is likely to be disturbed if there are few generators that correct this when the commercial grid frequency fluctuates. , There may be disadvantages for consumers and the entire grid.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、商用系統周波数の周波数制御に寄与できる電源出力変動制御装置を提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power output fluctuation control device that can contribute to frequency control of commercial system frequencies.

上記目的を達成するための本発明に係る電源出力変動制御装置の特徴構成は、電力と熱とを併せて発生させ、発生した電力を電力負荷装置に、発生した熱を熱負荷装置に供給するコージェネレーション装置に対する出力指令値が、前記コージェネレーション装置に備えられる発電機に対する出力指令値、若しくは前記熱負荷装置に供給する熱出力指令値にしたがって運転を行った場合に前記発電機から出力される電力の出力指令値であり、
前記出力指令値に基づく電源電力を前記発電機で出力するように構成される前記コージェネレーション装置が接続されている商用系統での商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するための電源出力変動目標値を導出する電源出力変動目標値導出手段と、
前記電源出力変動目標値導出手段により導出される前記電源出力変動目標値を前記コージェネレーション装置へ出力する電源出力変動目標値出力手段とを備える点にある。
The characteristic configuration of the power output fluctuation control device according to the present invention for achieving the above object is to generate both power and heat , supply the generated power to the power load device, and supply the generated heat to the heat load device. The output command value for the cogeneration device is output from the generator when the operation is performed according to the output command value for the generator provided in the cogeneration device or the heat output command value supplied to the thermal load device. Power output command value,
Frequency monitoring means for monitoring the commercial system frequency of the commercial system in which the output command value the cogeneration system configured to power the power output by the generator based on is connected,
Power supply output fluctuation target value deriving means for deriving a power supply output fluctuation target value for compensating for deviation from a reference frequency of the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring means;
Power supply output fluctuation target value output means for outputting the power supply output fluctuation target value derived by the power supply output fluctuation target value deriving means to the cogeneration apparatus .

上記特徴構成によれば、周波数監視手段が、出力指令値に基づく電源電力を発電機で出力するように構成されるコージェネレーション装置が接続されている商用系統での商用系統周波数を監視し、電源出力変動目標値導出手段が、上記周波数監視手段により監視される商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するための電源出力変動目標値を導出し、電源出力変動目標値出力手段が、上記電源出力変動目標値導出手段により導出される電源出力変動目標値をコージェネレーション装置に出力することで、商用系統における電源電力合計と電力負荷合計とを釣り合い状態に近づけることができる。その結果、商用系統に接続されるコージェネレーション装置を用いて需要者に対して電力と熱とを併せて供給しながら、商用系統における電源電力合計と電力負荷合計とが乖離していたときに発生していた商用系統における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱が補償される。また、本発明の電源出力変動制御装置は、外部からコージェネレーション装置の電源出力を制御可能な形態となっている、つまり、コージェネレーション装置に対して外付けの装置として追加することができるので、商用系統周波数の周波数制御に寄与できる機能をコージェネレーション装置に対して付加できることになる。 According to the above characteristic configuration, the frequency monitoring means monitors the commercial system frequency in the commercial system to which the cogeneration device configured to output the power source power based on the output command value is connected to the power generator, The output fluctuation target value deriving means derives a power supply output fluctuation target value for compensating for deviation from the reference frequency of the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring means, and the power output fluctuation target value output means is the power supply By outputting the power supply output fluctuation target value derived by the output fluctuation target value deriving means to the cogeneration apparatus , the total power supply power and the total power load in the commercial system can be brought close to a balanced state. As a result, when power and heat are supplied to the consumer using a cogeneration system connected to the commercial system, the total power supply power and total power load in the commercial system are different. The deviation of the commercial system frequency from the reference frequency in the commercial system is compensated. In addition, the power output fluctuation control device of the present invention has a form capable of controlling the power output of the cogeneration device from the outside, that is, it can be added as an external device to the cogeneration device , A function that can contribute to frequency control of the commercial system frequency can be added to the cogeneration apparatus .

本発明に係る電源出力変動制御装置の特徴構成は、前記電源出力変動目標値出力手段は、前記コージェネレーション装置において前記電源出力変動目標値が前記出力指令値に対して直接加算されるように出力する点にある。 The characteristic configuration of the power supply output fluctuation control device according to the present invention is such that the power supply output fluctuation target value output means outputs so that the power supply output fluctuation target value is directly added to the output command value in the cogeneration apparatus . There is in point to do.

上記特徴構成によれば、電源出力変動目標値出力手段が、上記電源出力変動目標値がコージェネレーション装置の本来の出力指令値に対して直接加算されるように出力するので、上記電源出力変動目標値がコージェネレーション装置側で外乱要因とはならないようにできる。 According to the characteristic configuration, the power output fluctuation target value output means outputs the power output fluctuation target value so that the power output fluctuation target value is directly added to the original output command value of the cogeneration apparatus. The value can be prevented from becoming a disturbance factor on the cogeneration system side.

本発明に係るシステムの特徴構成は、
電力と熱とを併せて発生させるコージェネレーション装置と、
先に説明した電源出力変動制御装置とを備え、
商用系統から電力が供給される電力負荷装置に前記コージェネレーション装置が発生させた電力を前記商用系統を介して供給し、前記コージェネレーション装置が発生させた熱を熱負荷装置に供給するシステムで、
前記コージェネレーション装置に対する出力指令値が、前記コージェネレーション装置に備えられる発電機に対する出力指令値、若しくは前記熱負荷装置に供給する熱出力指令値にしたがって運転を行った場合に前記発電機から出力される電力の出力指令値であり、
前記電源出力変動制御装置の前記周波数監視手段により前記商用系統での商用系統周波数を監視し、前記電源出力変動目標値導出手段により導出される前記電源出力変動目標値を前記電源出力変動目標値出力手段により前記コージェネレーション装置へ出力し、
前記コージェネレーション装置の前記発電機で、前記出力指令値と前記電源出力変動目標値とに応じた電力を発電して、前記電力負荷装置に供給する点にある。
The characteristic configuration of the system according to the present invention is as follows:
A cogeneration device that generates both electric power and heat,
With the power output fluctuation control device described above,
A system that supplies power generated by the cogeneration device to a power load device to which power is supplied from a commercial system via the commercial system, and supplies heat generated by the cogeneration device to a heat load device,
An output command value for the cogeneration device is output from the generator when operation is performed according to an output command value for a generator provided in the cogeneration device or a heat output command value supplied to the thermal load device. Power output command value
The commercial power system frequency in the commercial power system is monitored by the frequency monitoring means of the power output fluctuation control device, and the power output fluctuation target value derived by the power output fluctuation target value deriving means is output as the power output fluctuation target value output. Output to the cogeneration device by means,
The generator of the cogeneration apparatus generates electric power according to the output command value and the power supply output fluctuation target value and supplies the electric power to the power load apparatus .

上記特徴構成によれば、商用系統に接続されるコージェネレーション装置を用いて需要者に対して電力と熱とを併せて供給しながら、上述のように商用系統における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償することができる。 According to the above characteristic configuration, while supplying both power and heat to the consumer using a cogeneration device connected to the commercial system, as described above, from the reference frequency of the commercial system frequency in the commercial system. Deviations can be compensated.

以下に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図1に示す商用系統の概略図では、商用系統50に対して、コージェネレーション装置としての電源装置20、発電所30、及び、商用系統50における電力を消費する電力負荷装置22、40が接続されている。尚、商用系統50に対して、更に多数の電源装置20、発電所30、電力負荷装置40などが接続されていても構わない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the schematic diagram of the commercial system shown in FIG. 1, a power supply device 20 as a cogeneration device, a power plant 30, and power load devices 22 and 40 that consume power in the commercial system 50 are connected to the commercial system 50. ing. Note that a larger number of power supply devices 20, power plants 30, power load devices 40, and the like may be connected to the commercial system 50.

熱と電力とを併せて発生させるコージェネレーション装置としての電源装置20は、出力指令値に基づく電源電力をガスエンジン発電装置などの発電機21から出力するというような標準的な構成であり、発生した電力は電力負荷装置22及び商用系統50の少なくとも一方に供給され、発生した熱は、給湯装置、床暖房装置などの排熱利用式の熱負荷装置23に供給される。   The power supply device 20 as a cogeneration device that generates heat and electric power together has a standard configuration in which power supply power based on an output command value is output from a generator 21 such as a gas engine power generation device. The generated electric power is supplied to at least one of the electric power load device 22 and the commercial system 50, and the generated heat is supplied to an exhaust heat utilization type heat load device 23 such as a hot water supply device or a floor heating device.

また、電源装置20に対して外付けで電源出力変動制御装置10が追加されることで、後述する商用系統周波数の周波数制御に寄与できる機能が電源装置20に付加されている。この電源出力変動制御装置10は、上記電源装置20が接続されている商用系統50での商用系統周波数を監視する周波数監視手段11と、周波数監視手段11により監視される商用系統周波数の基準周波数(50Hz又は60Hz)からの逸脱を補償するための電源出力変動目標値を導出する電源出力変動目標値導出手段12と、電源出力変動目標値導出手段12により導出される電源出力変動目標値を電源装置20へ出力する電源出力変動目標値出力手段13とを備える。また、電源出力変動目標値導出手段12には電源装置20の出力指令値が提供される。   Further, by adding the power supply output fluctuation control device 10 externally to the power supply device 20, a function that can contribute to frequency control of a commercial system frequency described later is added to the power supply device 20. The power supply output fluctuation control device 10 includes a frequency monitoring unit 11 that monitors a commercial system frequency in a commercial system 50 to which the power supply device 20 is connected, and a reference frequency (the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring unit 11 ( Power supply output fluctuation target value deriving means 12 for deriving a power supply output fluctuation target value for compensating for a deviation from 50 Hz or 60 Hz), and the power supply output fluctuation target value derived by the power supply output fluctuation target value deriving means 12 Power supply output fluctuation target value output means 13 for output to 20. The power supply output fluctuation target value deriving means 12 is provided with the output command value of the power supply device 20.

周波数監視手段11は、商用系統50における電圧の商用系統周波数を監視して、その値を電源出力変動目標値導出手段12に渡している。
電源出力変動目標値導出手段12は、周波数監視手段11により監視される商用系統周波数と基準周波数(50Hz又は60Hz)とを比較し、商用系統周波数の基準周波数からの偏差(逸脱量)を導出する。偏差が存在するということは、商用系統50における電力負荷合計と電源電力合計とが釣り合っていないことを示しているが、電源電力合計を増減させて両者が釣り合うような制御を行えば上記偏差の補償を行うことができる。従って、電源出力変動目標値導出手段12は、上記偏差の補償に寄与するべく、商用系統周波数の基準周波数からの偏差を補償するために変動させるべき変動電力を、上記偏差の大きさに基づく電源出力変動目標値として導出する。
The frequency monitoring unit 11 monitors the commercial system frequency of the voltage in the commercial system 50 and passes the value to the power supply output fluctuation target value deriving unit 12.
The power output fluctuation target value deriving unit 12 compares the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring unit 11 with the reference frequency (50 Hz or 60 Hz), and derives the deviation (deviation amount) of the commercial system frequency from the reference frequency. . The presence of a deviation indicates that the total power load and the total power supply power in the commercial grid 50 are not balanced. However, if the control is performed so that the total power supply power is increased and decreased to balance both, Compensation can be performed. Accordingly, the power supply output fluctuation target value deriving means 12 supplies the fluctuation power to be varied in order to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency in order to contribute to the compensation of the deviation based on the magnitude of the deviation. Derived as the output fluctuation target value.

具体的には、商用系統周波数の基準周波数からの偏差の大きさと、上記電源出力変動目標値との関係は、発電機21に固有の特性(定格出力、調定率、発電制御時定数、ガバナ制御時定数など)や、発電機21に求められる運転条件などに基づいて予め設定されている関係が用いられる。
例えば、図2に例示する周波数偏差(商用系統周波数の基準周波数からの逸脱)と電源出力変動目標値との関係のグラフのように、電源出力変動目標値は偏差の関数で表される関係にあり、周波数偏差の大きさが所定の不感帯:A1、A2を越えると、電源出力変動目標値が偏差を関数とする一定の変化率:C1、C2で変化する。この不感帯A1、A2の値と変化率:C1、C2の値とは、発電機21に固有の特性や発電機21に求められる運転条件などに基づいて適宜設定される。
Specifically, the relationship between the magnitude of the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency and the power output fluctuation target value is a characteristic unique to the generator 21 (rated output, settling rate, power generation control time constant, governor control). A time constant or the like) or a preset relationship based on the operating condition required for the generator 21 is used.
For example, as shown in the graph of the relationship between the frequency deviation illustrated in FIG. 2 (deviation from the reference frequency of the commercial system frequency) and the power supply output fluctuation target value, the power supply output fluctuation target value has a relation represented by a function of deviation. Yes, when the magnitude of the frequency deviation exceeds a predetermined dead zone: A1, A2, the power supply output fluctuation target value changes at a constant rate of change: C1, C2 with the deviation as a function. The values of the dead zones A1 and A2 and the rate of change: the values of C1 and C2 are set as appropriate based on characteristics unique to the generator 21, operating conditions required for the generator 21, and the like.

但し、出力指令値によって指令された本来出力されるべき電力に比べて上記電源出力変動目標値の比率が大きくなると、発電機21から出力される電力は、本来出力されるように指令された電源電力から大きく変動して、この発電機21の設置者の利益を損なうことになってしまう。
そこで、電源出力変動目標値導出手段12は、図2及び図3に示すように、上記電源出力変動目標値の大きさを、出力指令値の大きさに応じて設定される変動許容範囲内であるような変動幅に制限している。つまり、図2のグラフに示す変動許容範囲:B1、B2は、電源装置20から提供される出力指令値に応じて変動する値であり、例えば、出力指令値の大きさの±3%の範囲などを設定することができる。以上の結果、本来出力されるように指令される出力指令値にこの電源出力変動目標値を加算する程度であれば、発電装置20の設置者利益を損なうことなく、商用系統周波数を基準周波数に近づけるための周波数制御に貢献できる。
However, when the ratio of the power supply output fluctuation target value is larger than the power that should be originally output commanded by the output command value, the power output from the generator 21 is the power supply commanded to be output originally. If it fluctuates greatly from electric power, the profit of the installer of this generator 21 will be impaired.
Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the power supply output fluctuation target value deriving means 12 sets the magnitude of the power supply output fluctuation target value within the fluctuation allowable range set according to the magnitude of the output command value. Limited to a certain range of fluctuation. That is, the fluctuation allowable ranges B1 and B2 shown in the graph of FIG. 2 are values that vary according to the output command value provided from the power supply device 20, and are, for example, a range of ± 3% of the magnitude of the output command value. Etc. can be set. As a result, if the power supply output fluctuation target value is added to the output command value that is originally commanded to be output, the commercial system frequency is set to the reference frequency without impairing the installer's profit. Contributes to frequency control to bring it closer.

以下に、電源装置20において行われる発電機21の電源出力制御について説明する。
電源装置20では、電源出力変動制御装置10から出力された電源出力変動目標値が加算器1において本来の出力指令値に直接加算されて、図3に示すような出力制御値が得られる。つまり、出力指令値に対して後述するような他の処理が行われる前に、電源出力変動目標値が出力指令値に加算されている。従って、電源出力変動制御装置10から電源装置20に対して出力される電源出力変動目標値が、電源装置20において外乱要因とはならないようにできる。また、電源出力変動制御装置10の電源出力変動目標値出力手段13は、電源装置20での出力指令値に対して加算可能であるように、その出力指令値の信号形式に合わせた形態で出力する。例えば、上記電源出力変動目標値は、4〜20mA、0〜5Vのアナログ信号で出力される。
次に、減算器2は、発電機21での現在の電源出力を示す実出力電力値を加算器1の出力から差し引いて、周波数偏差を小さくするために、現在の電源出力に対してどれだけ電源出力を変動させる必要があるのかを表す偏差を導出する。
Below, the power supply output control of the generator 21 performed in the power supply device 20 is demonstrated.
In the power supply device 20, the power supply output fluctuation target value output from the power supply output fluctuation control apparatus 10 is directly added to the original output command value in the adder 1, and an output control value as shown in FIG. 3 is obtained. That is, the power supply output fluctuation target value is added to the output command value before other processing as will be described later is performed on the output command value. Therefore, it is possible to prevent the power supply output fluctuation target value output from the power supply output fluctuation control apparatus 10 to the power supply apparatus 20 from being a disturbance factor in the power supply apparatus 20. Further, the power supply output fluctuation target value output means 13 of the power supply output fluctuation control apparatus 10 outputs the output command value in a form that matches the signal format of the output command value so that it can be added to the output command value in the power supply apparatus 20. To do. For example, the power supply output fluctuation target value is output as an analog signal of 4 to 20 mA and 0 to 5V.
Next, the subtractor 2 subtracts the actual output power value indicating the current power supply output from the generator 21 from the output of the adder 1 to reduce the frequency deviation by how much the current power output is. A deviation indicating whether the power output needs to be varied is derived.

ゲイン設定器3は、減算器2にて計算された、電源電力の変化量を表す偏差をエンジン回転数速度へ変換する。また、減算器4では、現在の発電機21のエンジン回転数が定格回転数に対してどの程度の回転数速度であるのかを導出する。そして、減算器5は、ゲイン設定器3の出力から減算器4の出力を減算して、周波数偏差を小さくするために、発電機21に与えられるエンジン回転数速度の指令値を導出する。   The gain setting unit 3 converts the deviation, which is calculated by the subtracter 2 and represents the amount of change in power supply power, into the engine speed. Further, the subtractor 4 derives how much the rotational speed of the current engine speed of the generator 21 is relative to the rated speed. Then, the subtracter 5 subtracts the output of the subtracter 4 from the output of the gain setting device 3 and derives a command value for the engine rotational speed given to the generator 21 in order to reduce the frequency deviation.

ゲイン設定器6には発電機21の調定率が設定されており、減算器5から入力されたエンジン回転数速度を燃料量指令信号(ガバナ開度)へと変換する。その後、低値選択器7は、ゲイン設定器6にて得られた燃料量指令信号、又は、その燃料量指令信号に数%〜10%負荷相当分加算されたロードリミッタ制御信号の最低値を選択し、ガバナ指令値として発電機21の燃料関係弁を制御する。そして、発電機21から所望の電源電力が出力されることになる。   The gain setter 6 is set with the settling rate of the generator 21, and converts the engine speed input from the subtractor 5 into a fuel amount command signal (governer opening). Thereafter, the low value selector 7 determines the minimum value of the fuel amount command signal obtained by the gain setting device 6 or the load limiter control signal obtained by adding the fuel amount command signal by an amount corresponding to several percent to 10% load. The fuel-related valve of the generator 21 is controlled as a governor command value. Then, desired power supply power is output from the generator 21.

以上のように、電源出力変動制御装置10は、商用系統50において発生する周波数偏差を小さくするための電源出力変動目標値を導出し、その電源出力変動目標値を電源装置20に出力することで、電源装置20では、本来の出力指令値にその電源出力変動目標値を加算して得られる出力制御値で、発電機21の運転制御が行われることになる。その結果、商用系統50における電源電力合計と電力負荷合計とが釣り合い状態に近づくことになり、商用系統50における電源電力合計と電力負荷合計とが乖離していたときに発生していた商用系統50における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱が補償されることになる。   As described above, the power supply output fluctuation control device 10 derives the power supply output fluctuation target value for reducing the frequency deviation generated in the commercial system 50 and outputs the power supply output fluctuation target value to the power supply device 20. In the power supply device 20, the operation control of the generator 21 is performed with the output control value obtained by adding the power supply output fluctuation target value to the original output command value. As a result, the total power supply power and the total power load in the commercial grid 50 approach a balanced state, and the commercial grid 50 generated when the total power supply power and the total power load in the commercial grid 50 are deviated. The deviation of the commercial system frequency from the reference frequency is compensated.

<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、図2及び図3に示した変動許容範囲B1、B2として、電源装置20の本来の出力指令値の±3%の値とする場合について例示したが、その±3%という比率を適宜変更して設定することができる。例えば、出力指令値の±5%の範囲を変動許容範囲として設定するような改変も可能である。また、その比率の大きさを固定値とするのではなく、出力指令値の大きさに応じて変化させても構わない。例えば、出力指令値が4000(kW)であるときの比率は±3%と設定し、出力指令値が5000(kW)であるときの比率は±4%とするような改変も可能である。
その際、比率を大きな値に設定して、変動許容範囲が大きくなることを許容すると、例えば、電力負荷装置22で使用されるために発電機21から電力が出力されるというよりも、むしろ商用系統50における商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するために発電機21から電力が出力されることとなってしまい、発電機21に余分な燃料コスト、メンテナンスコストなどが必要になるという設置者の不利益が生じる。他方で、変動許容範囲が大きいほど、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償する能力が大きくなる。従って、変動許容範囲は、電源装置20の発電機21の設置者の不利益にならない範囲で可能な限り大きく設定することが好ましい。
<Another embodiment>
<1>
In the above embodiment, the variation allowable ranges B1 and B2 shown in FIG. 2 and FIG. 3 are exemplified as a value of ± 3% of the original output command value of the power supply device 20, but the ratio of ± 3% is shown. Can be appropriately changed and set. For example, a modification in which a range of ± 5% of the output command value is set as the allowable fluctuation range is possible. Further, the magnitude of the ratio may be changed according to the magnitude of the output command value instead of a fixed value. For example, the ratio can be set such that the ratio when the output command value is 4000 (kW) is set to ± 3%, and the ratio when the output command value is 5000 (kW) is ± 4%.
At this time, if the ratio is set to a large value and the variation allowable range is allowed to increase, for example, power is output from the generator 21 for use in the power load device 22, rather than commercial power. Installation in which power is output from the generator 21 to compensate for deviation of the commercial system frequency from the reference frequency in the system 50, and the generator 21 needs extra fuel costs, maintenance costs, and the like. The disadvantage of the person. On the other hand, the greater the variation tolerance, the greater the ability to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency. Therefore, it is preferable to set the variation allowable range as large as possible without causing a disadvantage to the installer of the generator 21 of the power supply device 20.

或いは、電源装置20の設置者の利益・不利益に拘わらずに変動許容範囲を設定しても構わない。そして、商用系統50を維持管理して、商用系統50での商用周波数を基準周波数に維持する電力会社などが、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償したときの電源装置20の設置者による貢献度に応じて、設置者が被った不利益を金銭などにより補償するような仕組み構築することもできる。   Alternatively, the variation allowable range may be set regardless of the profit / disadvantage of the installer of the power supply device 20. Then, an electric power company or the like that maintains and manages the commercial system 50 and maintains the commercial frequency in the commercial system 50 at the reference frequency is determined by the installer of the power supply device 20 when the deviation from the reference frequency of the commercial system frequency is compensated. Depending on the degree of contribution, it is also possible to construct a mechanism that compensates the disadvantage suffered by the installer with money or the like.

<2>
上記実施形態及び上記別実施形態では、電源出力変動目標値導出手段12が、上記電源出力変動目標値の大きさを、出力指令値の大きさに応じて設定される変動許容範囲内であるような変動幅に制限している構成について説明したが、本発明は上記構成に限定されない。例えば、電源出力変動目標値導出手段12が、上記電源出力変動目標値の大きさを、発電機定格に対してあらかじめ定めた割合(±3%、±5%など)の変動許容範囲内であるような変動幅に制限する構成にしてもよい。
<2>
In the embodiment and the other embodiment, the power output fluctuation target value deriving unit 12 seems to have the magnitude of the power output fluctuation target value within the allowable fluctuation range set according to the magnitude of the output command value. Although the configuration limited to such a fluctuation range has been described, the present invention is not limited to the above configuration. For example, the power supply output fluctuation target value deriving means 12 has the magnitude of the power supply output fluctuation target value within a fluctuation allowable range of a predetermined ratio (± 3%, ± 5%, etc.) with respect to the generator rating. You may make it the structure restrict | limited to such a fluctuation range.

<3>
上記実施形態では、図1に例示したように、発電機21に対して本来の出力指令値が与えられ、その出力指令値に対して電源出力変動目標値が加算されて、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような出力制御値を導出するような演算処理が行われる場合について説明したが、例えば、電源装置20には熱負荷装置23が設けられているため、発電機21に電力に関する出力指令値が与えられるのではなく、熱に関する出力指令値が与えられることもある。発電機21に熱出力指令値が与えられるとき、その熱出力指令値にしたがって運転を行ったときに発電機21から併せて出力される電力を出力指令値と見なすこともできるので、電源出力変動目標値導出手段12は、電源装置20から受け取った熱出力指令値を上記出力指令値に換算し、その出力指令値に対して、上記実施形態と同様の手法によって商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような出力制御値を加算して、商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するような制御が行われる。
<3>
In the above-described embodiment, as illustrated in FIG. 1, the original output command value is given to the generator 21, and the power output fluctuation target value is added to the output command value. Although the case where the arithmetic processing for deriving the output control value that compensates the deviation from the frequency is performed has been described, for example, since the power load device 23 is provided with the thermal load device 23, An output command value related to heat may be given instead of an output command value related to electric power. When a heat output command value is given to the generator 21, the power output from the generator 21 when the operation is performed according to the heat output command value can be regarded as the output command value. The target value deriving means 12 converts the heat output command value received from the power supply device 20 into the output command value, and the output command value is obtained from the reference frequency of the commercial system frequency by the same method as in the above embodiment. Control is performed so as to compensate for the deviation of the commercial system frequency from the reference frequency by adding output control values that compensate for the deviation.

<4>
上記実施形態において、図2に例示した周波数偏差と電源出力変動目標値との関係を示すグラフでは、不感帯A1、A2、変動許容範囲:B1、B2、及び、変化率:C1、C2の夫々の値の絶対値を同じにした対称形状としているが、不感帯A1の値と不感帯A2の値は絶対値が異なっていてもよく、また、変動許容範囲B1の値と変動許容範囲B2の値、変化率C1の値と変化率C2の値とは絶対値が異なっていてもよい。また、不感帯A1、A2、変動許容範囲:B1、B2、及び、変化率:C1、C2の値は適宜設定可能であり、例えば、不感帯A1、A2を零にしてもよい。
また、不感帯A1、A2、変動許容範囲:B1、B2、及び、変化率:C1、C2の値が、時刻によって変動するように設定してもよい。例えば、朝と夕方に大きな電力を使用し、昼間にはほとんど電力を使用しない需要家の場合、自分自身が電源装置20を使用する朝と夕方には、不感帯A1、A2を大きく、変動許容範囲:B1、B2を小さく、変化率:C1、C2を小さくすることで、商用系統周波数の周波数制御にあまり寄与しないように設定し、自分自身が電源装置20をほとんど使用しない昼間には、不感帯A1、A2を小さく、変動許容範囲:B1、B2を大きく、変化率:C1、C2を大きくすることで、商用系統周波数の周波数制御に大きく寄与するように設定する形態が考えられる。
<4>
In the embodiment described above, in the graph illustrating the relationship between the frequency deviation and the power supply output fluctuation target value illustrated in FIG. 2, the dead zones A1 and A2, the fluctuation allowable ranges: B1 and B2, and the change rates: C1 and C2, respectively. The absolute values are the same, but the absolute value of the dead zone A1 may be different from the value of the dead zone A2, and the value of the fluctuation allowable range B1 and the value of the fluctuation allowable range B2 and the change thereof may be different. The absolute value may be different between the value of the rate C1 and the value of the change rate C2. The values of the dead zones A1 and A2, the allowable fluctuation ranges: B1 and B2, and the change rates: C1 and C2 can be set as appropriate. For example, the dead zones A1 and A2 may be zero.
In addition, the dead zones A1 and A2, the allowable fluctuation ranges: B1 and B2, and the change rates C1 and C2 may be set so as to change depending on the time. For example, in the case of a consumer who uses a large amount of power in the morning and evening and uses little power in the daytime, the dead zones A1 and A2 are increased in the morning and evening when the power supply device 20 is used, and the fluctuation tolerance range : B1 and B2 are made small, and change rates: C1 and C2 are made small so as not to contribute much to the frequency control of the commercial system frequency, and in the daytime when the power supply device 20 is hardly used by itself, the dead zone A1 , A2 may be set to be small so as to greatly contribute to the frequency control of the commercial system frequency by increasing the allowable fluctuation ranges B1 and B2 and increasing the change rates C1 and C2.

<5>
上記実施形態では、ガスエンジン発電装置などの発電機21が設けられた電源装置20を例に挙げて本発明の説明を行ったが、燃料電池などの他の発電機が設けられた電源装置20であってもよい。
<5>
In the above embodiment, the power supply device 20 provided with the generator 21 such as a gas engine power generation device has been described as an example. However, the power supply device 20 provided with another power generator such as a fuel cell is described. It may be.

本発明の電源出力変動制御装置は、商用系統における商用系統周波数を基準周波数に維持するために使用可能である。   The power supply output fluctuation control device of the present invention can be used to maintain the commercial system frequency in the commercial system at the reference frequency.

商用系統の概略図Schematic diagram of commercial system 周波数偏差と電源出力変動目標値との関係を示すグラフGraph showing the relationship between frequency deviation and power output fluctuation target value 商用系統周波数と電源出力制御値の時間推移を示すグラフGraph showing time transition of commercial system frequency and power output control value

符号の説明Explanation of symbols

10 電源出力変動制御装置
20 電源装置
50 商用系統
11 周波数監視手段
12 電源出力変動目標値導出手段
13 電源出力変動目標値出力手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply output fluctuation control apparatus 20 Power supply apparatus 50 Commercial system 11 Frequency monitoring means 12 Power supply output fluctuation target value derivation means 13 Power supply output fluctuation target value output means

Claims (3)

電力と熱とを併せて発生させ、発生した電力を電力負荷装置に、発生した熱を熱負荷装置に供給するコージェネレーション装置に対する出力指令値が、前記コージェネレーション装置に備えられる発電機に対する出力指令値、若しくは前記熱負荷装置に供給する熱出力指令値にしたがって運転を行った場合に前記発電機から出力される電力の出力指令値であり、
前記出力指令値に基づく電源電力を前記発電機で出力するように構成される前記コージェネレーション装置が接続されている商用系統での商用系統周波数を監視する周波数監視手段と、
前記周波数監視手段により監視される前記商用系統周波数の基準周波数からの逸脱を補償するための電源出力変動目標値を導出する電源出力変動目標値導出手段と、
前記電源出力変動目標値導出手段により導出される前記電源出力変動目標値を前記コージェネレーション装置へ出力する電源出力変動目標値出力手段とを備える電源出力変動制御装置。
An output command value for a cogeneration device that generates electric power and heat together, supplies the generated power to the power load device, and supplies the generated heat to the heat load device is an output command for a generator provided in the cogeneration device. Value, or an output command value of power output from the generator when operation is performed according to a heat output command value supplied to the thermal load device,
Frequency monitoring means for monitoring the commercial system frequency of the commercial system in which the output command value the cogeneration system configured to power the power output by the generator based on is connected,
Power supply output fluctuation target value deriving means for deriving a power supply output fluctuation target value for compensating for deviation from a reference frequency of the commercial system frequency monitored by the frequency monitoring means;
A power supply output fluctuation control device comprising power supply output fluctuation target value output means for outputting the power supply output fluctuation target value derived by the power supply output fluctuation target value deriving means to the cogeneration apparatus.
前記電源出力変動目標値出力手段は、前記コージェネレーション装置において前記電源出力変動目標値が前記出力指令値に対して直接加算されるように出力する請求項1記載の電源出力変動制御装置。 The power supply output fluctuation target device according to claim 1, wherein the power supply output fluctuation target value output means outputs the power generation output fluctuation target value so as to be directly added to the output command value in the cogeneration apparatus. 電力と熱とを併せて発生させるコージェネレーション装置と、A cogeneration device that generates both electric power and heat,
請求項1又は2に記載の電源出力変動制御装置とを備え、A power output fluctuation control device according to claim 1 or 2,
商用系統から電力が供給される電力負荷装置に前記コージェネレーション装置が発生させた電力を前記商用系統を介して供給し、前記コージェネレーション装置が発生させた熱を熱負荷装置に供給するシステムで、  A system that supplies power generated by the cogeneration device to a power load device to which power is supplied from a commercial system via the commercial system, and supplies heat generated by the cogeneration device to a heat load device,
前記コージェネレーション装置に対する出力指令値が、前記コージェネレーション装置に備えられる発電機に対する出力指令値、若しくは前記熱負荷装置に供給する熱出力指令値にしたがって運転を行った場合に前記発電機から出力される電力の出力指令値であり、An output command value for the cogeneration device is output from the generator when operation is performed according to an output command value for a generator provided in the cogeneration device or a heat output command value supplied to the thermal load device. Power output command value
前記電源出力変動制御装置の前記周波数監視手段により前記商用系統での商用系統周波数を監視し、前記電源出力変動目標値導出手段により導出される前記電源出力変動目標値を前記電源出力変動目標値出力手段により前記コージェネレーション装置へ出力し、The commercial system frequency in the commercial system is monitored by the frequency monitoring means of the power output fluctuation control device, and the power output fluctuation target value derived by the power output fluctuation target value deriving means is output as the power output fluctuation target value output. Output to the cogeneration device by means,
前記コージェネレーション装置の前記発電機で、前記出力指令値と前記電源出力変動目標値とに応じた電力を発電して、前記電力負荷装置に供給するシステム。A system that generates electric power according to the output command value and the power output fluctuation target value with the generator of the cogeneration apparatus and supplies the electric power to the power load apparatus.
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