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JP7553288B2 - CONTROL DEVICE AND LOAD CONTROL METHOD - Google Patents
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特許法第30条第2項適用 〔1〕 ▲1▼発行日 令和2年3月1日(web公開期間:2020年3月6日~2020年8月28日) ▲2▼刊行物 令和2年電気学会全国大会講演論文集、第124~125頁 一般社団法人電気学会 発行 (Web公開URL:https://gakkai-web.net/iee/program/2020/index.html) <資 料> 令和2年電気学会全国大会講演論文公開案内 <資 料> 令和2年電気学会全国大会講演論文集 掲載論文 〔2〕 ▲1▼発行日 令和2年8月28日 ▲2▼刊行物 令和2年電気学会電力・エネルギー部門大会講演論文集、1WEB2-1~1WEB2-10 一般社団法人電気学会 発行 (Web公開URL:https://www.iee.jp/pes/b_event/r02/ https://gakkai-web.net/p/pes/pes/mod2.php) <資 料> 令和2年電気学会電力・エネルギー部門大会講演論文公開案内 <資 料> 令和2年電気学会電力・エネルギー部門大会講演論文集 掲載論文Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies [1] ▲1▼Publication date March 1, 2020 (Web publication period: March 6, 2020 to August 28, 2020) ▲2▼Publications Ordinance Proceedings of the 2020 National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, pp. 124-125 Published by the Institute of Electrical Engineers of Japan (Web public URL: https://gakkai-web.net/iee/program/2020/index.html) <References > Information on publication of papers presented at the 2020 National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan 2020 <References> Collection of papers presented at the 2020 National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan Published papers [2] ▲1▼Publication date August 28, 2020 ▲2▼Published thing Proceedings of the 2020 Electrical Engineering Society Conference on Electric Power and Energy, 1WEB2-1 to 1WEB2-10, Published by the Institute of Electrical Engineers of Japan (Web URL: https://www.iee.jp/pes/b_event/r02/ https ://gakkai-web.net/p/pes/pes/mod2.php) <Materials> Information on the publication of presentation papers at the 2020 Electrical Engineering Society of Japan Power and Energy Division Conference <Materials> Information on the publication of presentation papers at the 2020 Electrical Engineering Society of Japan Power and Energy Division Conference Papers published in the Energy Society Conference Proceedings

本発明は、制御装置及び負荷制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a load control method.

自然災害による大規模停電を契機に、電力系統におけるレジリエンス強化の重要性が再認識されている。また、脱炭素化の要請の高まりを背景に、将来的な再生可能エネルギー電源(以下、「再エネ電源」という。)の主力電源化が期待されている。 The importance of strengthening the resilience of power grids has been reaffirmed in the wake of large-scale power outages caused by natural disasters. In addition, with the growing demand for decarbonization, it is expected that renewable energy sources (hereinafter referred to as "renewable energy sources") will become the main source of power in the future.

将来の電力系統においてレジリエンス強化と脱炭素化を両立するには、災害時など周波数が大幅に変動した際の周波数安定性の低下要因として懸念される、再エネ電源の脱落に対して的確に対処可能な周波数制御技術の開発が重要となる。最近の周波数制御技術として、多様な系統条件を考慮した周波数低下リレーの整定方法が以下の非特許文献1に開示されている。 In order to achieve both enhanced resilience and decarbonization in future power grids, it will be important to develop frequency control technology that can appropriately deal with the loss of renewable energy sources, which is a concern as a factor in reducing frequency stability when frequencies fluctuate significantly during disasters and other such events. As a recent frequency control technology, a method for setting under-frequency relays that takes into account a variety of grid conditions is disclosed in the following non-patent document 1.

Turaj. Amraee, Mohammad. Ghaderi. Darebaghi, Alireza. Soroudi and Andrew. Keane, "Probabilistic Under Frequency Load Shedding Considering RoCoF Relays of Distributed Generators," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 33, no. 4, pp. 3587-3598 (2018).Turaj. Amraee, Mohammad. Ghaderi. Darebaghi, Alireza. Soroudi and Andrew. Keane, "Probabilistic Under Frequency Load Shedding Considering RoCoF Relays of Distributed Generators," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 33, no. 4, pp. 3587 -3598 (2018).

しかしながら、再エネ電源の脱落量は、そのときの再エネ電源の出力すなわち日射量や風速等に応じて変化するため、従来の周波数制御技術では、再エネ電源の脱落に対して的確に対処することが困難となっていくと考えられる。 However, because the amount of renewable energy source dropout varies depending on the output of the renewable energy source at the time, i.e., the amount of solar radiation and wind speed, it is thought that it will become difficult to respond appropriately to the dropout of renewable energy sources using conventional frequency control technology.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、再エネ電源の脱落によって発生する供給力不足による周波数安定性の低下を抑制することである。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to suppress the decline in frequency stability caused by a supply shortage resulting from the disconnection of renewable energy sources.

(1)本発明の一態様は、再エネ電源及び負荷が接続されている電力系統の周波数を安定化させる制御装置であって、一つ以上の前記再エネ電源が脱落した場合には、一つ以上の前記負荷を前記電力系統から切り離すことで電力需給のアンバランスを解消させる制御装置である。 (1) One aspect of the present invention is a control device that stabilizes the frequency of a power grid to which renewable energy sources and loads are connected, and in the event that one or more of the renewable energy sources are lost, the control device eliminates the imbalance in power supply and demand by disconnecting one or more of the loads from the power grid.

(2)上記(1)の系統安定化システムであって、前記制御装置は、前記再エネ電源が脱落した場合には、前記再エネ電源の脱落量に応じた前記負荷を前記電力系統から切り離してもよい。 (2) In the grid stabilization system of (1) above, when the renewable energy power source is lost, the control device may disconnect the load from the power grid in an amount corresponding to the amount of the renewable energy power source lost.

(3)上記(2)の制御装置であって、前記制御装置は、前記再エネ電源が脱落した場合には、前記再エネ電源の脱落量と同程度の負荷制御量の前記負荷を前記電力系統から切り離してもよい。 (3) In the control device of (2) above, when the renewable energy power source is lost, the control device may disconnect the load from the power grid with a load control amount equivalent to the amount of the renewable energy power source lost.

(4)上記(3)の制御装置であって、前記再エネ電源の出力に基づいて、電力系統の周波数変化率に応じた再エネ電源の脱落量を示す再エネ脱落特性を求める特性生成部と、前記特性生成部が生成した前記再エネ脱落特性に合わせて前記再エネ電源の脱落量と同程度の前記負荷制御量の負荷を前記電力系統から切り離す制御部と、を備えてもよい。 (4) The control device of (3) above may include a characteristic generating unit that determines a renewable energy shedding characteristic that indicates the amount of shedding of the renewable energy power source according to the rate of change of the frequency of the power grid based on the output of the renewable energy power source, and a control unit that disconnects a load of the load control amount that is equivalent to the amount of shedding of the renewable energy power source from the power grid in accordance with the renewable energy shedding characteristic generated by the characteristic generating unit.

(5)上記(4)の制御装置であって、負荷遮断を行う周波数低下リレーが前記電力系統の各負荷フィーダに設けられており、前記制御部は、前記特性生成部が生成した再エネ脱落特性に合わせて前記再エネ電源の脱落量と同程度の前記負荷制御量の負荷を前記電力系統から切り離すように、前記周波数低下リレーの整定値を調整してもよい。 (5) In the control device of (4) above, a frequency undercut relay that performs load shedding is provided in each load feeder of the power system, and the control unit may adjust a setting value of the frequency undercut relay so as to disconnect from the power system a load of the load control amount equivalent to the amount of shedding of the renewable energy power source in accordance with the renewable energy shedding characteristics generated by the characteristic generation unit.

(6)上記(5)の制御装置であって、前記制御部は、前記各負荷フィーダの負荷量と前記再エネ電源の出力とに基づいて、前記負荷遮断を行う前記周波数低下リレーが設けられている負荷フィーダの中から制御対象を選定する制御対象選定部と、前記制御対象選定部に選定した前記制御対象の整定値を調整することで、前記再エネ脱落特性に合わせて前記再エネ電源の脱落量と同程度の前記負荷量の負荷を前記電力系統から切り離す調整部と、を備えてもよい。 (6) In the control device of (5) above, the control unit may include a control target selection unit that selects a control target from among the load feeders in which the frequency down relay that performs the load shedding is provided, based on the load amount of each load feeder and the output of the renewable energy power source, and an adjustment unit that adjusts the setting value of the control target selected by the control target selection unit to disconnect from the power grid a load of the load amount equivalent to the amount of shedding of the renewable energy power source in accordance with the renewable energy shedding characteristics.

(7)上記(6)の制御装置であって、前記調整部は、前記制御対象選定部に選定した前記制御対象以外の周波数低下リレーの負荷遮断機能を無効化してもよい。 (7) In the control device of (6) above, the adjustment unit may disable the load shedding function of an under-frequency relay other than the control target selected by the control target selection unit.

(8)本発明の一態様は、再エネ電源及び負荷が接続されている電力系統の周波数を安定化させる負荷制御方法であって、一つ以上の前記再エネ電源が脱落した場合には、一つ以上の前記負荷を前記電力系統から切り離すことで電力需給のアンバランスを解消させる、負荷制御方法である。 (8) One aspect of the present invention is a load control method for stabilizing the frequency of a power grid to which renewable energy power sources and loads are connected, and in the event that one or more of the renewable energy power sources are lost, the load control method eliminates the imbalance in power supply and demand by disconnecting one or more of the loads from the power grid.

以上説明したように、本発明によれば、再エネ電源の脱落によって発生する供給力不足による周波数安定性の低下を抑制することができる。 As described above, the present invention can suppress the deterioration of frequency stability caused by a supply shortage resulting from the disconnection of a renewable energy source.

第1の実施形態の系統安定化システムが適用される電力系統の構成図である。1 is a configuration diagram of a power system to which a power system stabilization system according to a first embodiment is applied; 第1の実施形態の制御装置の各機能部を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating each functional unit of the control device according to the first embodiment. 第1の実施形態の再エネ脱落特性を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the renewable energy shedding characteristics of the first embodiment. 第1の実施形態の制御装置の動作のフロー図である。FIG. 4 is a flow diagram of the operation of the control device of the first embodiment. 第1の実施形態の効果を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating the effects of the first embodiment. 第2の実施形態の系統安定化システムが適用される電力系統の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a power system to which a power system stabilization system according to a second embodiment is applied. 第2の実施形態の制御装置の各機能部を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating each functional unit of a control device according to a second embodiment. 第2の実施形態の制御装置の動作のフロー図である。FIG. 11 is a flow diagram of the operation of the control device according to the second embodiment.

以下、本実施形態に係る系統安定化システムを、図面を用いて説明する。 The grid stabilization system according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態の系統安定化システムが適用される電力系統100の構成図である。電力系統100は、再エネ電源や送電線、変圧器など各種設備を備える。一例として、電力系統100は、主系統10、変電所11、第1の母線12、複数の負荷フィーダ13-k(k=1、2、…-n)(nは2以上の整数)及び複数の下位系統14-kを有する。以下の説明において、ハイフン以下の符号を省略する場合がある。
First Embodiment
1 is a configuration diagram of a power system 100 to which a power system stabilization system according to a first embodiment is applied. The power system 100 includes various facilities such as renewable energy power sources, transmission lines, and transformers. As an example, the power system 100 includes a main system 10, a substation 11, a first bus 12, a plurality of load feeders 13-k (k=1, 2, ... -n) (n is an integer of 2 or more), and a plurality of lower systems 14-k. In the following description, the symbols following the hyphens may be omitted.

変電所11は、変電所11よりも上位の系統である主系統10からの電力を、変電所11よりも下位の系統である各下位系統14に供給する。本実施形態では、電力系統100が2つの変電所11を有する場合について説明するが、その数には特に限定されない。 The substation 11 supplies power from the main system 10, which is a system higher than the substation 11, to each of the lower systems 14, which are systems lower than the substation 11. In this embodiment, a case is described in which the power system 100 has two substations 11, but the number is not particularly limited.

第1の母線12は、変電所に配置されている母線であって、変電所11に接続されている。本実施形態では、第1の母線12は、各変電所11に対応して接続されている。 The first busbar 12 is a busbar located in a substation and is connected to the substation 11. In this embodiment, the first busbar 12 is connected to each substation 11.

負荷フィーダ13-kは、第1の母線12と下位系統14-kとを接続する接続線である。 The load feeder 13-k is a connection line that connects the first busbar 12 and the lower system 14-k.

下位系統14-kは、例えば、第2の母線20-k、一つ以上の再エネ電源30-k及び一つ以上の負荷40-kを備える。 The downstream system 14-k includes, for example, a second busbar 20-k, one or more renewable energy sources 30-k, and one or more loads 40-k.

第2の母線20-kには、一つ以上の再エネ電源30-k及び一つ以上の負荷40-kが接続されている。図1に示す例では、第2の母線20-kには1つの再エネ電源30-kが電気的に接続されているが、これに限定されず、第2の母線20-kに接続される再エネ電源30-kの数は複数であってもよい。同様に、図1に示す例では、第2の母線20-kには1つの負荷40-kが電気的に接続されているが、これに限定されず、第2の母線20-kに接続される負荷40-kの数は複数であってもよい。 One or more renewable energy power sources 30-k and one or more loads 40-k are connected to the second busbar 20-k. In the example shown in FIG. 1, one renewable energy power source 30-k is electrically connected to the second busbar 20-k, but this is not limited thereto, and the number of renewable energy power sources 30-k connected to the second busbar 20-k may be more than one. Similarly, in the example shown in FIG. 1, one load 40-k is electrically connected to the second busbar 20-k, but this is not limited thereto, and the number of loads 40-k connected to the second busbar 20-k may be more than one.

再エネ電源30-kは、再生可能エネルギーを利用した電源であって、例えば、太陽光発電、風力発電などを利用した電源である。一例として、再エネ電源30-kは、太陽光発電の発電装置32-kと、パワーコンディショナーシステム(PCS)31-kと、を有する。 The renewable energy power source 30-k is a power source that uses renewable energy, such as solar power generation or wind power generation. As an example, the renewable energy power source 30-k has a solar power generation device 32-k and a power conditioner system (PCS) 31-k.

PCS31-kは、発電装置32-kが発電した直流電力を交流に変換する。PCS31-kで変換された直流電力は、主系統10や負荷40-kに供給される。PCS31-kは、例えば負荷側の周波数の変化などにより単独運転を検出し、再エネ電源30-kの出力を停止させる単独運転検出機能を有する。具体的には、電力系統100の供給力が不足して電力需給がアンバランスになると、電力系統100の周波数が低下していく。電力需給のアンバランスの大きいほど、電力系統100の周波数の変化率(df/dt)が大きくなる。したがって、PCS31-kは、単独運転検出機能として、周波数の変化率(df/dt)が所定値以上になった場合には再エネ電源30-kの出力を停止させる。以下の説明において、単独運転検出機能によって再エネ電源30の出力が停止することを「脱落」と称する。 The PCS 31-k converts the DC power generated by the power generation device 32-k into AC power. The DC power converted by the PCS 31-k is supplied to the main system 10 and the load 40-k. The PCS 31-k has an islanding operation detection function that detects islanding operation, for example, by a change in frequency on the load side, and stops the output of the renewable energy power source 30-k. Specifically, when the supply capacity of the power system 100 is insufficient and the power supply and demand become unbalanced, the frequency of the power system 100 decreases. The greater the imbalance in the power supply and demand, the greater the change rate (df/dt) of the frequency of the power system 100. Therefore, as an islanding operation detection function, the PCS 31-k stops the output of the renewable energy power source 30-k when the change rate (df/dt) of the frequency becomes equal to or exceeds a predetermined value. In the following description, the stop of the output of the renewable energy power source 30 by the islanding operation detection function is referred to as "dropout".

負荷40-kは、例えば、需要家における電気機器などである。 The load 40-k is, for example, an electrical device at a consumer's facility.

第1の実施形態の系統安定化システムは、複数の負荷側周波数低下リレー(UFR:Under Frequency Relay)200-k及び制御装置300を備える。 The power grid stabilization system of the first embodiment includes multiple load-side under frequency relays (UFRs) 200-k and a control device 300.

UFR200-kは、負荷フィーダ13-kに設けられている。UFR200-kが導通状態(オン状態)から遮断状態(オフ状態)に動作すると、下位系統14-kが主系統10から切り離される。すなわち、UFR200-kが導通状態(オン状態)から遮断状態(オフ状態)に動作すると、下位系統14-kに含まれる負荷40-kが主系統10から切り離される負荷遮断が行われる。本実施形態では、UFR200-kは、負荷フィーダごとに設けられている。 The UFR 200-k is provided in the load feeder 13-k. When the UFR 200-k operates from a conductive state (on state) to a cut-off state (off state), the sub-system 14-k is disconnected from the main system 10. In other words, when the UFR 200-k operates from a conductive state (on state) to a cut-off state (off state), a load shedding is performed in which the load 40-k included in the sub-system 14-k is disconnected from the main system 10. In this embodiment, the UFR 200-k is provided for each load feeder.

UFR200-kは、負荷側の周波数変化等を検出する。UFR200-kは、大規模な電源脱落等に起因した供給力不足により大幅に周波数が低下する稀頻度リスクに対応して、脱落した電源を除いた供給力(発電側)で周波数を制御できる範囲にまで負荷遮断することで周波数を回復させる緊急的な措置を実施する。 The UFR200-k detects frequency changes on the load side, etc. In response to the rare risk of a significant drop in frequency due to a supply capacity shortage caused by a large-scale power source failure, etc., the UFR200-k implements emergency measures to restore frequency by shedding loads to a range where the frequency can be controlled by the supply capacity (power generation side) excluding the power source that has been lost.

例えば、周波数低下による連鎖的な電源トリップや大規模停電を防ぐため、UFR200-kにおいて何段階かの整定値として周波数のレベルとその継続時間が設定され、負荷側の周波数が予め設定されたレベル以下となる時間が、予め設定された継続時間を連続して経過した場合には、順次負荷遮断が行われる。 For example, to prevent chain reaction power trips or large-scale blackouts caused by frequency drops, the frequency level and its duration are set as several stages of set values in the UFR200-k, and if the time during which the frequency on the load side falls below a preset level continues for a preset duration, load shedding is performed sequentially.

UFR200-kは、周波数変化率とその継続時間に応じて負荷制御を行う負荷遮断機能を有している。具体的には、負荷遮断機能では、整定値として周波数変化率とその継続時間が設定され、負荷側の周波数の変化率が予め設定されたレベル以上となる時間が、予め設定された継続時間を連続して経過した場合には、UFR200-kは、導通状態(オン状態)から遮断状態(オフ状態)になり負荷遮断する。 The UFR200-k has a load shedding function that performs load control according to the frequency change rate and its duration. Specifically, in the load shedding function, the frequency change rate and its duration are set as set values, and when the time during which the frequency change rate on the load side is equal to or greater than a preset level continues for the preset duration, the UFR200-k changes from a conductive state (on state) to a cutoff state (off state) and shedding the load.

UFR200-kの整定値は、制御装置300によって調整されてもよい。また、UFR200-kの負荷遮断機能は、制御装置300によって有効化及び無効化されてもよい。 The setpoint of UFR 200-k may be adjusted by control device 300. In addition, the load shedding function of UFR 200-k may be enabled and disabled by control device 300.

制御装置300は、一つ以上の再エネ電源30が脱落した場合には、一つ以上の負荷40を電力系統100から切り離すことで電力需給のアンバランスを解消させる。例えば、制御装置300は、再エネ電源30が脱落した場合には、再エネ電源30の脱落量に応じた負荷40を電力系統100から切り離す。再エネ電源30の脱落量とは、再エネ電源30が脱落したことによって再エネ電源30から電力系統100への電力供給が停止されたすべての電力量を示す情報である。すなわち、脱落量とは、電力系統100に接続されている全ての再エネ電源30を一つの集合体とした場合において、その集合体(再エネ集合体)から電力系統100への電力供給が停止された電力量である。例えば、制御装置300は、再エネ電源30が脱落した場合には、再エネ電源30の脱落量と同程度の負荷40の電力量(以下、「負荷制御量」という。)を電力系統100から切り離す。 When one or more renewable energy power sources 30 are dropped, the control device 300 eliminates the imbalance in power supply and demand by disconnecting one or more loads 40 from the power system 100. For example, when a renewable energy power source 30 is dropped, the control device 300 disconnects the loads 40 from the power system 100 according to the amount of dropped renewable energy power sources 30. The amount of dropped renewable energy power sources 30 is information indicating the total amount of power whose supply from the renewable energy power sources 30 to the power system 100 has been stopped due to the dropout of the renewable energy power sources 30. In other words, the amount of dropped power is the amount of power whose supply from the aggregate (renewable energy aggregate) to the power system 100 has been stopped when all renewable energy power sources 30 connected to the power system 100 are considered as one aggregate. For example, when the renewable energy power source 30 is lost, the control device 300 disconnects from the power grid 100 the amount of power of the load 40 (hereinafter referred to as the "load control amount") that is approximately the same as the amount of power lost by the renewable energy power source 30.

制御装置300は、各UFR200-kに対して有線又は無線で接続されている。 The control device 300 is connected to each UFR 200-k via wire or wirelessly.

以下において、制御装置300の機能部について、図2を用いて説明する。図2は、制御装置300の各機能部を説明する図である。 The functional parts of the control device 300 are described below with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a diagram illustrating each functional part of the control device 300.

制御装置300は、データ取得部310、特性生成部320及び制御部330を備える。これらの構成要素は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integrated circuit)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により構成される。 The control device 300 includes a data acquisition unit 310, a characteristic generation unit 320, and a control unit 330. These components are realized, for example, by a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program (software). In addition, some or all of these components may be realized by hardware (including circuitry) such as an LSI (Large Scale Integrated circuit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a GPU (Graphics Processing Unit), or may be realized by collaboration between software and hardware. The program may be stored in advance in a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or a flash memory (a storage device having a non-transient storage medium), or may be stored in a removable storage medium such as a DVD or CD-ROM (a non-transient storage medium), and may be installed in the storage device by mounting the storage medium in a drive device. The storage device may be composed of, for example, a HDD, flash memory, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), ROM (Read Only Memory), or RAM (Random Access Memory).

データ取得部310は、各再エネ電源30の出力データをリアルタイムで取得する。そして、データ取得部310は、取得した各再エネ電源30の出力の合計値を求める。以下において、再エネ集合体の出力、すなわち前記合計値を、「再エネ出力」と称する。ここで、再エネ出力は計測値でもよいし、日射量などに基づいた推定値でもよい。本実施形態のリアルタイムとは、完全に同時である必要はなく、ネットワークを介した通信などによるタイムラグを含んでもよい。 The data acquisition unit 310 acquires output data of each renewable energy power source 30 in real time. Then, the data acquisition unit 310 calculates the total value of the acquired output of each renewable energy power source 30. Hereinafter, the output of the renewable energy aggregate, i.e., the total value, is referred to as "renewable energy output." Here, the renewable energy output may be a measured value or an estimated value based on the amount of solar radiation, etc. In this embodiment, real time does not need to be completely simultaneous, and may include a time lag due to communication via a network, etc.

データ取得部310は、各負荷40の電力量である負荷量(需要)のデータをリアルタイムで取得する。 The data acquisition unit 310 acquires data on the load (demand), which is the amount of electricity for each load 40, in real time.

特性生成部320は、データ取得部310で取得した再エネ出力のデータに基づいて、電力系統100の周波数変化率に応じた再エネ電源30の脱落量を示す再エネ脱落特性を生成する。図3は、本実施形態の再エネ脱落特性の一例を示す図であり、再エネ脱落特性をグラフ化した図である。 The characteristic generating unit 320 generates a renewable energy dropout characteristic that indicates the amount of dropout of the renewable energy power source 30 according to the frequency change rate of the power grid 100 based on the renewable energy output data acquired by the data acquiring unit 310. FIG. 3 is a diagram showing an example of the renewable energy dropout characteristic of this embodiment, and is a graph of the renewable energy dropout characteristic.

図3に示すグラフの横軸が周波数変化率であり、縦軸が再エネ電源の脱落量を示す。図3に示す再エネ電源の脱落量は、系統需要を100%とした場合において、脱落によって電力系統100に対して供給が停止された再エネ電源の電力の割合を示す。図3に示すように、再エネ脱落特性は、周波数変化率が大きくなるにつれて脱落量も大きくなり、周波数変化率がある値に達すると脱落量が飽和するという特徴を有している。すなわち、図3では、周波数変化率が増大するにつれて脱落していく再エネ電源30の数が増加していき、周波数変化率がある値に達すると、脱落していない残りの再エネ電源30が一斉に脱落して、全ての再エネ電源30が脱落することを示している。 The horizontal axis of the graph shown in FIG. 3 is the frequency change rate, and the vertical axis is the amount of renewable energy power source dropout. The amount of renewable energy power source dropout shown in FIG. 3 indicates the percentage of power from renewable energy power sources whose supply to the power system 100 has been stopped due to dropout, assuming that the system demand is 100%. As shown in FIG. 3, the renewable energy dropout characteristic has a feature that the amount of dropout increases as the frequency change rate increases, and when the frequency change rate reaches a certain value, the amount of dropout saturates. That is, FIG. 3 shows that as the frequency change rate increases, the number of renewable energy power sources 30 that drop out increases, and when the frequency change rate reaches a certain value, the remaining renewable energy power sources 30 that have not dropped out drop out all at once, and all of the renewable energy power sources 30 drop out.

再エネ脱落特性は、個々の再エネ電源30の脱落特性の重ね合せにより表現される。そのため、対象エリアの再エネ電源の単独運転検出機能のロジックや整定とその比率を集約することで、同エリアの再エネ電源30の集合的な再エネ脱落特性を表現することが可能である。ここで、再エネ脱落特性は、単独運転検出機能により特徴付けられる。そのため、ある周波数変化率に対して脱落する再エネの種類や数は変わることはない。一方、再エネ出力は日射量や風速により常時変化するため、これに応じて、再エネ電源30の脱落時の周波数変化に対する脱落量もまた常時変化することになる。そこで、特性生成部320は、リアルタイムで得られる常時の再エネ出力に基づいて適宜、再エネ脱落特性を生成する。 The renewable energy dropout characteristics are expressed by superimposing the dropout characteristics of each renewable energy power source 30. Therefore, by aggregating the logic and settings of the islanding detection function of the renewable energy power sources in the target area and their ratios, it is possible to express the collective renewable energy dropout characteristics of the renewable energy power sources 30 in the same area. Here, the renewable energy dropout characteristics are characterized by the islanding detection function. Therefore, the type and number of renewable energy sources that drop out for a certain frequency change rate do not change. On the other hand, since the renewable energy output constantly changes depending on the amount of solar radiation and wind speed, the amount of dropout relative to the frequency change when the renewable energy power source 30 drops out also constantly changes accordingly. Therefore, the characteristic generation unit 320 generates the renewable energy dropout characteristics as appropriate based on the constant renewable energy output obtained in real time.

一例として、特性生成部320は、各PCS31の単独運転検出機能のロジックや整定値とその比率を集約したデータシートなどから、ある周波数変化率に対して脱落する再エネ電源30の種類や数を示す脱落情報を予め求めておき、その脱落情報を格納している。そして、特性生成部320は、脱落情報と、データ取得部310で得られたリアルタイムの再エネ出力とに基づいて、再エネ脱落特性を生成する。例えば、特性生成部320は、再エネ出力が100%である場合には、図3の点線で示す再エネ脱落特性を生成し、再エネ出力が50%である場合には、図3の実線で示す再エネ脱落特性を生成する。なお、特性生成部320は、再エネ脱落特性の情報をテーブル形式で生成してもよいし、数式で生成してもよい。 As an example, the characteristic generating unit 320 obtains in advance dropout information indicating the type and number of renewable energy power sources 30 that drop out for a certain frequency change rate from a data sheet that consolidates the logic and setting values of the islanding detection function of each PCS 31 and their ratios, and stores the dropout information. Then, the characteristic generating unit 320 generates renewable energy dropout characteristics based on the dropout information and the real-time renewable energy output obtained by the data acquiring unit 310. For example, when the renewable energy output is 100%, the characteristic generating unit 320 generates the renewable energy dropout characteristics shown by the dotted line in FIG. 3, and when the renewable energy output is 50%, the characteristic generating unit 320 generates the renewable energy dropout characteristics shown by the solid line in FIG. 3. Note that the characteristic generating unit 320 may generate the information on the renewable energy dropout characteristics in a table format or by a formula.

制御部330は、特性生成部320が生成した再エネ脱落特性に合わせて脱落量と同程度の電力量を負荷制御量として電力系統100から切り離すように、各UFR200の整定値を調整する。ここで、再エネ脱落特性の脱落量は、負荷制御量とみなすことができる。すなわち、再エネ脱落特性は、周波数変化に対する負荷制御量を示すものとなる。換言すれば、特性生成部320は、再エネ脱落特性を生成することで、周波数変化率に対する負荷制御量(以下、「負荷制御量特性」という。)を生成する。例えば、図3に示す点線で示す負荷制御量特性を例にとると、制御部330は、1Hz/sで系統需要の8%に相当する電力量を負荷制御量として、2Hz/sで系統需要の14%に相当する電力量を負荷制御量として電力系統100から切り離すように、複数のUFR200から制御対象のUFR200を選定し、その選定したUFR200の整定値を調整する。このように、制御部330は、負荷制御量特性に基づいてUFR200の整定値を調整することで、種々の系統状態における再エネ脱落量に応じて負荷制御量を適正化する。 The control unit 330 adjusts the setting value of each UFR 200 so that an amount of power equivalent to the amount of shedding is disconnected from the power grid 100 as a load control amount in accordance with the renewable energy shedding characteristics generated by the characteristic generation unit 320. Here, the amount of shedding of the renewable energy shedding characteristics can be regarded as a load control amount. In other words, the renewable energy shedding characteristics indicate a load control amount for a frequency change. In other words, the characteristic generation unit 320 generates a load control amount for a frequency change rate (hereinafter referred to as a "load control amount characteristic") by generating a renewable energy shedding characteristic. For example, taking the load control amount characteristic shown by the dotted line in FIG. 3 as an example, the control unit 330 selects a UFR 200 to be controlled from among the multiple UFRs 200 so as to disconnect from the power system 100 an amount of power equivalent to 8% of the system demand at 1 Hz/s as the load control amount, and an amount of power equivalent to 14% of the system demand at 2 Hz/s as the load control amount, and adjusts the setting value of the selected UFR 200. In this way, the control unit 330 adjusts the setting value of the UFR 200 based on the load control amount characteristic, thereby optimizing the load control amount according to the amount of renewable energy dropout in various system states.

以下において、制御部330の機能部を説明する。制御部330は、制御対象選定部340及び調整部350を備える。 The functional parts of the control unit 330 are described below. The control unit 330 includes a control target selection unit 340 and an adjustment unit 350.

制御対象選定部340は、データ取得部310で取得された各負荷40の負荷量を含む情報に基づいて、負荷遮断を行うUFR200である制御対象を選定する。一例として、制御対象選定部340は、データ取得部310で取得された各負荷40の負荷量と各再エネ電源30の出力に基づいて、特性生成部320で生成した負荷制御量特性になるように、負荷遮断を行うUFR200である制御対象を選定する。 The control target selection unit 340 selects a control target, which is a UFR 200 that performs load shedding, based on information including the load amount of each load 40 acquired by the data acquisition unit 310. As an example, the control target selection unit 340 selects a control target, which is a UFR 200 that performs load shedding, based on the load amount of each load 40 acquired by the data acquisition unit 310 and the output of each renewable energy power source 30, so as to achieve the load control amount characteristic generated by the characteristic generation unit 320.

調整部350は、UFR200の負荷遮断機能によって上記負荷制御量特性が実現されるように、制御対象選定部340に選定した制御対象の整定値を調整する。また、調整部350は、制御対象選定部340で選定した制御対象以外のUFR200の負荷遮断機能を無効化してもよい。 The adjustment unit 350 adjusts the setpoint of the control object selected by the control object selection unit 340 so that the load shedding function of the UFR 200 realizes the above-mentioned load control amount characteristic. The adjustment unit 350 may also disable the load shedding function of the UFR 200 for control objects other than those selected by the control object selection unit 340.

例えば、0.5Hz/sごとに2つの負荷フィーダ、すなわち2つの下位系統14を主系統10から切り離すことで、再エネ出力が100%における負荷制御量特性を実現できるとする。その際には、例えば、調整部350は、UFR200-1とUFR200-2の各整定値を0.5Hz/sに調整し、UFR200-3とUFR200-4の各整定値を1Hz/sに調整し、UFR200-5とUFR200-6の各整定値を1.5Hz/sに調整する。そして、例えば、調整部350は、再エネ出力が100%から50%に変動した場合には、UFR200-1とUFR200-2のうちUFR200-2による負荷遮断機能を無効化し、UFR200-3とUFR200-4のうちUFR200-4による負荷遮断機能を無効化し、UFR200-5とUFR200-6のうちUFR200-6による負荷遮断機能を無効化する。これにより、制御部330は、再エネ出力に応じて変動する負荷制御量特性を実現させることができる。 For example, it is assumed that the load control amount characteristics at 100% renewable energy output can be realized by disconnecting two load feeders, i.e., two downstream systems 14, from the main system 10 every 0.5 Hz/s. In that case, for example, the adjustment unit 350 adjusts each of the setting values of UFR200-1 and UFR200-2 to 0.5 Hz/s, each of the setting values of UFR200-3 and UFR200-4 to 1 Hz/s, and each of the setting values of UFR200-5 and UFR200-6 to 1.5 Hz/s. For example, when the renewable energy output changes from 100% to 50%, the adjustment unit 350 disables the load shedding function by UFR 200-2 out of UFR 200-1 and UFR 200-2, disables the load shedding function by UFR 200-4 out of UFR 200-3 and UFR 200-4, and disables the load shedding function by UFR 200-6 out of UFR 200-5 and UFR 200-6. This allows the control unit 330 to realize a load control amount characteristic that changes according to the renewable energy output.

以下において、第1の実施形態の制御装置300における演算処理の流れを、図4を用いて説明する。図4は、第1の実施形態の制御装置300の演算処理のフロー図である。制御装置300は、一定周期ごとに図4に示す演算処理を繰り返す。 The flow of the calculation process in the control device 300 of the first embodiment will be described below with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a flow diagram of the calculation process in the control device 300 of the first embodiment. The control device 300 repeats the calculation process shown in FIG. 4 at regular intervals.

制御装置300は、あるエリアにおける各負荷フィーダの再エネ電源30の出力データと各負荷40の負荷量データをリアルタイムで取得する(ステップS101)。そして、制御装置300は、各再エネ電源30の出力データの合計値(再エネ出力)を求め、その合計値に基づいて、負荷制御量特性を生成する(ステップS102)。制御装置300は、各再エネ電源30の出力データと各負荷40の負荷量とに基づいて下位系統14の負荷量を下位系統14ごと(負荷フィーダごと)に求める(ステップS103)。すなわち、制御装置300は、負荷40-kの負荷量から再エネ電源30-kの出力を差し引くことで、下位系統14-kの負荷量を求める。ここで、下位系統14-kの負荷量は計測してもよい。制御装置300は、ステップS102で生成した負荷制御量特性に沿って負荷遮断するように、負荷制御量特性及び下位系統14ごとの負荷量に基づいて、周波数変化率に応じて負荷遮断するUFR200(制御対象)を選定し(ステップS104)、その選定したUFR200の整定値を調整する(ステップS105)。 The control device 300 acquires the output data of the renewable energy power source 30 of each load feeder in a certain area and the load amount data of each load 40 in real time (step S101). Then, the control device 300 calculates the total value (renewable energy output) of the output data of each renewable energy power source 30, and generates a load control amount characteristic based on the total value (step S102). The control device 300 calculates the load amount of the lower system 14 for each lower system 14 (for each load feeder) based on the output data of each renewable energy power source 30 and the load amount of each load 40 (step S103). That is, the control device 300 calculates the load amount of the lower system 14-k by subtracting the output of the renewable energy power source 30-k from the load amount of the load 40-k. Here, the load amount of the lower system 14-k may be measured. The control device 300 selects the UFR 200 (control target) to be subjected to load shedding according to the frequency change rate based on the load control amount characteristics and the load amount for each lower system 14 so as to shedding the load in accordance with the load control amount characteristics generated in step S102 (step S104), and adjusts the setting value of the selected UFR 200 (step S105).

例えば、周波数変化率が1Hz/sとなった場合には負荷制御量(再エネ電源30の脱落量)が15MWとなり、周波数変化率が2Hz/sとなった場合には負荷制御量が10MW追加されて25MWとなる負荷制御量特性が生成されたとする。また、負荷40-1の負荷量が10MWであり、再エネ電源30-1の出力が5MWであると仮定すると、下位系統14-1の負荷量は5MWとなる。また、負荷40-2の負荷量が20MWであり、再エネ電源30-2の出力が5MWであると仮定すると、下位系統14-2の負荷量は15MWとなる。また、負荷40-3の負荷量が5MWであり、再エネ電源30-3の出力が0MWであると仮定すると、下位系統14-3の負荷量は5MWとなる。このような場合には、制御装置300は、負荷制御量特性に従い、周波数変化率が1Hz/sになった時点で15MWを負荷制御量として電力系統100から切り離すために、UFR200-2の整定値を1Hz/sに調整する。また、周波数変化率が2Hz/sになった時点でさらに10MWを負荷制御量として電力系統100から切り離すために、UFR200-1とUFR200-3の各整定値を2Hz/sに調整する。そして、制御装置300は、UFR200-1からUFR200-3以外のUFR200の負荷遮断機能を無効化する。これにより、制御装置300は、再エネ電源の脱落に起因した供給力不足による電力需給のアンバランスを解消させることができ、電力系統100の周波数の安定化に寄与する。 For example, when the frequency change rate becomes 1 Hz/s, the load control amount (dropout amount of the renewable energy power source 30) becomes 15 MW, and when the frequency change rate becomes 2 Hz/s, the load control amount is added by 10 MW to become 25 MW, and a load control amount characteristic is generated. Also, assuming that the load amount of the load 40-1 is 10 MW and the output of the renewable energy power source 30-1 is 5 MW, the load amount of the lower system 14-1 becomes 5 MW. Also, assuming that the load amount of the load 40-2 is 20 MW and the output of the renewable energy power source 30-2 is 5 MW, the load amount of the lower system 14-2 becomes 15 MW. Also, assuming that the load amount of the load 40-3 is 5 MW and the output of the renewable energy power source 30-3 is 0 MW, the load amount of the lower system 14-3 becomes 5 MW. In such a case, the control device 300 adjusts the setting value of UFR 200-2 to 1 Hz/s in order to disconnect 15 MW from the power system 100 as a load control amount when the frequency change rate becomes 1 Hz/s according to the load control amount characteristics. Also, in order to disconnect a further 10 MW from the power system 100 as a load control amount when the frequency change rate becomes 2 Hz/s, the control device 300 adjusts each setting value of UFR 200-1 and UFR 200-3 to 2 Hz/s. Then, the control device 300 disables the load shedding function of UFR 200 other than UFR 200-1 to UFR 200-3. This allows the control device 300 to eliminate the imbalance in power supply and demand caused by a supply capacity shortage due to the disconnection of a renewable energy source, contributing to the stabilization of the frequency of the power system 100.

第1の実施形態の効果について説明する。図5(a)は、従来の系統安定化システムによる負荷制御の結果を示す図である。従来の系統安定化システムでは、UFRは、周波数のレベルを整定値として負荷遮断を行う。図5(b)は、第1の実施形態の系統安定化システムによる負荷制御の結果を示す図である。 The effects of the first embodiment will be described. Figure 5(a) is a diagram showing the results of load control by a conventional grid stabilization system. In the conventional grid stabilization system, the UFR performs load shedding using the frequency level as a setpoint. Figure 5(b) is a diagram showing the results of load control by the grid stabilization system of the first embodiment.

図5(a)に示すように、従来の系統安定化システムでは、再エネ電源30の脱落に対する制御遅れが大きく、制御量不足となるため、再エネ電源30の脱落量の低減や周波数ボトムの改善は困難である。 As shown in FIG. 5(a), in a conventional grid stabilization system, there is a large control delay in response to the dropout of a renewable energy power source 30, resulting in a lack of control, making it difficult to reduce the amount of dropout of the renewable energy power source 30 or improve the frequency bottom.

図5(b)に示すように、第1の実施形態の系統安定化システムでは、再エネ電源30の脱落に対する制御遅れや制御量不足がともに大幅に改善され、再エネ電源30の脱落量が低減し、周波数ボトムも大幅に改善されている。また、第1の実施形態の系統安定化システムは、再エネ電源30の脱落に対して高速かつ適量の負荷制御が可能となるため、負荷制御量も低減している(従来よりも少ない負荷制御で制御効果を得られている)。 As shown in FIG. 5(b), in the grid stabilization system of the first embodiment, both the control delay and the insufficient amount of control in response to the dropout of the renewable energy power source 30 are significantly improved, the amount of dropout of the renewable energy power source 30 is reduced, and the frequency bottom is also significantly improved. In addition, the grid stabilization system of the first embodiment is capable of high-speed and appropriate load control in response to the dropout of the renewable energy power source 30, so the amount of load control is also reduced (the control effect is obtained with less load control than before).

上述したように、第1の実施形態の制御装置300は、一つ以上の再エネ電源30が脱落した場合には、一つ以上の負荷40を電力系統100から切り離すことで電力需給のアンバランスを解消させる。このような構成により、制御装置300は、再エネ電源30の脱落によって発生する供給力不足による周波数安定性の低下を抑制することができる。 As described above, the control device 300 of the first embodiment eliminates the imbalance in power supply and demand by disconnecting one or more loads 40 from the power grid 100 when one or more renewable energy power sources 30 are lost. With this configuration, the control device 300 can suppress a decrease in frequency stability caused by a supply capacity shortage caused by the loss of a renewable energy power source 30.

また、第1の実施形態の制御装置300は、再エネ出力に基づいて生成した再エネ脱落特性に合わせて脱落量と同程度の負荷制御量の負荷40を電力系統100から切り離すようにUFR200の整定値を調整する。これにより、再エネ電源を除いた電源脱落に対応した従来制御との制御協調が可能となる。 The control device 300 of the first embodiment also adjusts the set value of the UFR 200 so as to disconnect the load 40 with a load control amount equivalent to the amount of shedding from the power grid 100 in accordance with the renewable energy shedding characteristics generated based on the renewable energy output. This enables control coordination with conventional control that responds to power source shedding excluding renewable energy power sources.

<第2の実施形態>
図6は、第2の実施形態の系統安定化システムが適用される電力系統100の構成図である。系統安定化システムは、第1の実施形態と比較して、負荷フィーダ13のそれぞれに対してUFR200ではなく、遮断器などのリレーが設けられている点に異なる。以下の説明において、第1の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。
Second Embodiment
6 is a configuration diagram of a power system 100 to which a power system stabilization system of the second embodiment is applied. The power system stabilization system differs from the first embodiment in that a relay such as a circuit breaker is provided for each load feeder 13 instead of a UFR 200. In the following description, parts having the same functions as those described in the first embodiment are given the same names and symbols, and specific descriptions of the functions are omitted.

第2の実施形態の系統安定化システムは、複数のリレー400-k及び制御装置300Aを備える。 The power grid stabilization system of the second embodiment includes multiple relays 400-k and a control device 300A.

リレー400-kは、負荷フィーダ13-kに設けられている。リレー400-kが導通状態(オン状態)から遮断状態(オフ状態)になると、下位系統14-kが主系統10から切り離される。 The relay 400-k is provided in the load feeder 13-k. When the relay 400-k changes from a conductive state (on state) to a cut-off state (off state), the lower system 14-k is disconnected from the main system 10.

制御装置300Aは、複数のリレー400-kのそれぞれをオン状態又はオフ状態に制御する。制御装置300Aは、一つ以上の再エネ電源30が脱落した場合には、一つ以上の負荷40を電力系統100から切り離すことで電力需給のアンバランスを解消させる。制御装置300Aは、再エネ電源30が脱落した場合には、再エネ電源30の脱落量に応じた負荷40を電力系統100から切り離す。 The control device 300A controls each of the multiple relays 400-k to an on or off state. When one or more renewable energy power sources 30 are lost, the control device 300A eliminates the imbalance in power supply and demand by disconnecting one or more loads 40 from the power system 100. When a renewable energy power source 30 is lost, the control device 300A disconnects from the power system 100 the loads 40 that correspond to the amount of renewable energy power sources 30 that have been lost.

以下において、制御装置300Aの機能部について、図7を用いて説明する。図7は、制御装置300Aの各機能部を説明する図である。 The functional parts of the control device 300A are described below with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram illustrating each functional part of the control device 300A.

制御装置300Aは、データ取得部310、特性生成部320及び制御部330Aを備える。 The control device 300A includes a data acquisition unit 310, a characteristic generation unit 320, and a control unit 330A.

以下において、制御部330Aの機能部を説明する。制御部330Aは、制御対象選定部340A及び調整部350Aを備える。 The functional parts of the control unit 330A are described below. The control unit 330A includes a control target selection unit 340A and an adjustment unit 350A.

制御対象選定部340Aは、データ取得部310で取得された各負荷40の負荷量を含む情報に基づいて、リレー400が設けられている負荷フィーダの中から制御対象を選定する。一例として、制御対象選定部340Aは、データ取得部310で取得された各負荷フィーダの負荷40の負荷量と再エネ電源30の出力に基づいて、特性生成部320で生成した負荷制御量特性が実現されるように、周波数変化率に対応する制御対象を選定する。 The control target selection unit 340A selects a control target from among the load feeders in which the relay 400 is installed, based on information including the load amount of each load 40 acquired by the data acquisition unit 310. As an example, the control target selection unit 340A selects a control target corresponding to the frequency change rate based on the load amount of the load 40 of each load feeder acquired by the data acquisition unit 310 and the output of the renewable energy power source 30, so that the load control amount characteristic generated by the characteristic generation unit 320 is realized.

調整部350Aは、上記負荷制御量特性が実現されるように、複数のリレー400-kのそれぞれをオン状態又はオフ状態に制御する。例えば、調整部350Aは、制御対象選定部340Aに選定した制御対象のリレー400をオフ状態に制御する。 The adjustment unit 350A controls each of the multiple relays 400-k to an on or off state so that the above-mentioned load control amount characteristic is realized. For example, the adjustment unit 350A controls the relay 400 to be the control target selected by the control target selection unit 340A to be in the off state.

例えば、0.5Hz/sごとに2つの負荷フィーダ、すなわち、2つの下位系統14を主系統10から切り離すことで、再エネ出力が100%における負荷制御量特性を実現できるとする。その際には、例えば、調整部350Aは、周波数変化率が0.5Hz/sになった場合には、リレー400-1とリレー400-2をオフ状態に制御し、周波数変化率が1Hz/sになった場合には、リレー400-3とリレー400-4をさらにオフ状態に制御する。これにより、制御部330Aは、再エネ出力に応じて変化する負荷制御量特性を実現させることができる。 For example, it is possible to realize the load control amount characteristic at 100% renewable energy output by disconnecting two load feeders, i.e., two downstream systems 14, from the main system 10 every 0.5 Hz/s. In this case, for example, the adjustment unit 350A controls relays 400-1 and 400-2 to the off state when the frequency change rate becomes 0.5 Hz/s, and further controls relays 400-3 and 400-4 to the off state when the frequency change rate becomes 1 Hz/s. In this way, the control unit 330A can realize the load control amount characteristic that changes according to the renewable energy output.

以下において、第2の実施形態の制御装置300Aの動作の流れを、図8を用いて説明する。図8は、第2の実施形態の制御装置300Aの動作のフロー図である。ステップS201からステップS203は、図4のステップS101からステップS103と同様の処理であるため、説明を省略する。 The flow of operation of the control device 300A of the second embodiment will be described below with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a flow diagram of the operation of the control device 300A of the second embodiment. Steps S201 to S203 are the same as steps S101 to S103 in FIG. 4, and therefore will not be described.

制御装置300Aは、ステップS102で生成した負荷制御量特性に沿って負荷遮断するように、下位系統14ごとの負荷量に基づいて、周波数変化率に応じて負荷遮断するリレー400(制御対象)を選定し(ステップS204)、その選定したリレー400をリアルタイムで取得する周波数変化率に応じてオフ状態に制御する(ステップS205)。 The control device 300A selects a relay 400 (control target) to be subjected to load shedding according to the frequency change rate based on the load amount for each lower system 14 so as to shedding the load in accordance with the load control amount characteristics generated in step S102 (step S204), and controls the selected relay 400 to the off state according to the frequency change rate obtained in real time (step S205).

例えば、周波数変化率が1Hz/sとなった場合には負荷制御量(再エネ電源30の脱落によって発生した脱落量)が15MWとなり、周波数変化率が2Hz/sとなった場合には負荷制御量が10MWだけ追加されて25MWとなる負荷制御量特性が生成されたとする。また、負荷40-1の負荷量が10MWであり、再エネ電源30-1の出力が5MWであると仮定すると、下位系統14-1の負荷量は5MWとなる。また、負荷40-2の負荷量が20MWであり、再エネ電源30-2の出力が5MWであると仮定すると、下位系統14-2の負荷量は15MWとなる。また、負荷40-3の負荷量が5MWであり、再エネ電源30-3の出力が0MWであると仮定すると、下位系統14-3の負荷量は5MWとなる。このような場合には、制御装置300Aは、負荷制御量特性に従い、周波数変化率が1Hz/sになった時点で15MWを負荷制御量として電力系統100から切り離すために、周波数変化率が1Hz/sになった時点でリレー400-2をオフ状態に制御する。また、制御装置300Aは、周波数変化率が2Hz/sになった時点でさらに10MWを負荷制御量として電力系統100から切り離すために、周波数変化率が2Hz/sになった時点でリレー400-1とリレー400-3をオフ状態に制御する。これにより、制御装置300Aは、再エネ電源の脱落に起因した供給力不足による電力需給のアンバランスを解消させることができ、電力系統100の周波数の安定化に寄与する。 For example, when the frequency change rate becomes 1 Hz/s, the load control amount (the amount of dropout caused by the dropout of the renewable energy power source 30) becomes 15 MW, and when the frequency change rate becomes 2 Hz/s, the load control amount is increased by 10 MW to 25 MW, and a load control amount characteristic is generated. Also, assuming that the load amount of the load 40-1 is 10 MW and the output of the renewable energy power source 30-1 is 5 MW, the load amount of the lower system 14-1 becomes 5 MW. Also, assuming that the load amount of the load 40-2 is 20 MW and the output of the renewable energy power source 30-2 is 5 MW, the load amount of the lower system 14-2 becomes 15 MW. Also, assuming that the load amount of the load 40-3 is 5 MW and the output of the renewable energy power source 30-3 is 0 MW, the load amount of the lower system 14-3 becomes 5 MW. In such a case, the control device 300A controls the relay 400-2 to the off state when the frequency change rate becomes 1 Hz/s in order to disconnect 15 MW from the power system 100 as the load control amount when the frequency change rate becomes 1 Hz/s according to the load control amount characteristics. The control device 300A also controls the relays 400-1 and 400-3 to the off state when the frequency change rate becomes 2 Hz/s in order to disconnect an additional 10 MW from the power system 100 as the load control amount when the frequency change rate becomes 2 Hz/s. This allows the control device 300A to eliminate the imbalance in power supply and demand caused by a supply shortage due to the disconnection of a renewable energy power source, contributing to the stabilization of the frequency of the power system 100.

以上説明した第2の実施形態の制御装置300Aによれば、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。 The control device 300A of the second embodiment described above can achieve the same effects as the first embodiment.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The above describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs that do not deviate from the gist of the present invention.

例えば、制御対象選定部340は、各負荷フィーダの負荷40の負荷量と再エネ電源30の出力とに基づいて、負荷遮断を行うUFR200である制御対象を選定するにあたって、負荷制御量特性の負荷制御量を超えない範囲において下位系統14の負荷量が大きいものを優先的に選定してもよい。例えば、周波数変化率が1Hz/sである場合での負荷制御量が10MWとなる負荷制御量特性が生成されたとする。この場合において、下位系統14-1の負荷量が5MW、下位系統14-2の負荷量が5MW、下位系統14-3の負荷量が10MWである場合には、制御対象選定部340は、10MW以下の範囲において、下位系統14の負荷量が最も大きい下位系統14-3を周波数変化率1Hz/sでの制御対象に選定する。すなわち、制御対象選定部340は、下位系統14-1と下位系統14-2とを周波数変化率1Hz/sでの制御対象に選定しても負荷制御量特性を実現可能であるが、より少ない制御で負荷制御量特性を実現するために下位系統14-3を制御対象に選定してもよい。これにより、整定値の調整を行うUFR200の数を最小限に抑えることができる。 For example, when selecting a control target, which is a UFR 200 that performs load shedding, based on the load amount of the load 40 of each load feeder and the output of the renewable energy power source 30, the control target selection unit 340 may preferentially select a lower system 14 with a large load amount within a range that does not exceed the load control amount of the load control amount characteristic. For example, assume that a load control amount characteristic is generated in which the load control amount is 10 MW when the frequency change rate is 1 Hz/s. In this case, if the load amount of the lower system 14-1 is 5 MW, the load amount of the lower system 14-2 is 5 MW, and the load amount of the lower system 14-3 is 10 MW, the control target selection unit 340 selects the lower system 14-3, which has the largest load amount of the lower system 14, as the control target at a frequency change rate of 1 Hz/s. That is, the control target selection unit 340 can realize the load control amount characteristic even if it selects the lower systems 14-1 and 14-2 as the control targets with a frequency change rate of 1 Hz/s, but it may select the lower system 14-3 as the control target in order to realize the load control amount characteristic with less control. This makes it possible to minimize the number of UFRs 200 that adjust the setting value.

また、明細書に記載の「…部」の用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアまたはソフトウェアとして具現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで具現されてもよい。 The term "unit" in the specification means a unit that processes at least one function or operation, which may be embodied as hardware or software, or a combination of hardware and software.

1,1A…系統安定化システム、300,300A…制御装置、310…データ取得部、320,320A…特性生成部、330,330A…制御部、340,340A…制御対象選定部、350,350A…調整部 1, 1A... Power system stabilization system, 300, 300A... Control device, 310... Data acquisition unit, 320, 320A... Characteristics generation unit, 330, 330A... Control unit, 340, 340A... Control target selection unit, 350, 350A... Adjustment unit

Claims (5)

再エネ電源及び負荷が接続されている電力系統の周波数を安定化させる制御装置であって、
リアルタイムで得られる前記再エネ電源の出力に基づいて、前記電力系統の周波数変化率に応じた前記再エネ電源の脱落量を示す再エネ脱落特性を生成する特性生成部と、
一つ以上の前記再エネ電源が脱落した場合には、前記特性生成部が生成した前記再エネ脱落特性に合わせて前記再エネ電源の脱落量と同程度の負荷制御量の前記負荷を前記電力系統から切り離すことで電力需給のアンバランスを解消させる制御部と、
を備える制御装置。
A control device that stabilizes the frequency of a power system to which a renewable energy power source and a load are connected,
A characteristic generating unit that generates a renewable energy shedding characteristic indicating an amount of shedding of the renewable energy power source according to a frequency change rate of the power grid based on an output of the renewable energy power source obtained in real time;
A control unit that, when one or more of the renewable energy power sources are dropped, eliminates an imbalance in power supply and demand by disconnecting the load from the power grid with a load control amount equivalent to the amount of the dropped renewable energy power sources in accordance with the renewable energy dropout characteristics generated by the characteristic generation unit;
A control device comprising :
負荷遮断を行う周波数低下リレーが前記電力系統の各負荷フィーダに設けられており、
前記制御部は、前記特性生成部が生成した再エネ脱落特性に合わせて前記再エネ電源の脱落量と同程度の前記負荷制御量の負荷を前記電力系統から切り離すように、前記周波数低下リレーの整定値を調整する、
請求項1に記載の制御装置。
an under frequency relay for performing load shedding is provided at each load feeder of the power system;
The control unit adjusts a setting value of the frequency down relay so as to disconnect a load of the load control amount equivalent to the amount of shedding of the renewable energy power source from the power grid in accordance with the renewable energy shedding characteristic generated by the characteristic generation unit.
The control device according to claim 1 .
前記制御部は、
前記各負荷の負荷量と前記各再エネ電源の出力とに基づいて、前記負荷遮断を行う前記周波数低下リレーが設けられている負荷フィーダの中から制御対象を選定する制御対象選定部と、
前記制御対象選定部に選定した前記制御対象の整定値を調整することで、前記再エネ脱落特性に合わせて前記脱落量と同程度の前記負荷制御量の負荷を前記電力系統から切り離す調整部と、
を備える
請求項2に記載の制御装置。
The control unit is
A control target selection unit that selects a control target from among the load feeders in which the frequency down relay that performs the load shedding is provided, based on the load amount of each of the loads and the output of each of the renewable energy power sources;
an adjustment unit that adjusts a setting value of the control object selected by the control object selection unit to separate from the power grid a load of the load control amount that is approximately the same as the amount of the renewable energy shedding in accordance with the renewable energy shedding characteristics;
Equipped
The control device according to claim 2 .
前記調整部は、前記制御対象選定部に選定した前記制御対象以外の周波数低下リレーの負荷遮断機能を無効化する、
請求項3に記載の制御装置。
The adjustment unit disables a load shedding function of an under-frequency relay other than the control target selected by the control target selection unit.
The control device according to claim 3 .
再エネ電源及び負荷が接続されている電力系統の周波数を安定化させる負荷制御方法であって、
リアルタイムで得られる前記再エネ電源の出力に基づいて、前記電力系統の周波数変化率に応じた前記再エネ電源の脱落量を示す再エネ脱落特性を生成し、
一つ以上の前記再エネ電源が脱落した場合には、生成した前記再エネ脱落特性に合わせて前記再エネ電源の脱落量と同程度の負荷制御量の前記負荷を前記電力系統から切り離すことで電力需給のアンバランスを解消させる、
負荷制御方法。
A load control method for stabilizing a frequency of a power system to which a renewable energy power source and a load are connected,
Generate a renewable energy shedding characteristic indicating an amount of shedding of the renewable energy power source according to a frequency change rate of the power grid based on an output of the renewable energy power source obtained in real time;
When one or more of the renewable energy power sources are dropped, the load with a load control amount equivalent to the amount of the dropped renewable energy power sources is disconnected from the power grid in accordance with the generated renewable energy dropout characteristics , thereby eliminating the imbalance in power supply and demand.
Load control methods.
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