JPH0480618B2

JPH0480618B2 -

Info

Publication number: JPH0480618B2
Application number: JP60132079A
Authority: JP
Inventors: Jei Shaibu Tomasu
Original assignee: Elsag International BV
Current assignee: Elsag International BV
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1992-12-21
Also published as: DE3585971D1; EP0167299A2; JPS6126431A; US4670713A; IN162375B; BR8503272A; CA1235184A; EP0167299A3; KR900005492B1; MX158648A; AU578475B2; KR860001509A; AU4331585A; EP0167299B1

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の分野〕需要電力料金の請求は、プラント電力に対して
は、プラントで実際に使用した電力に基づいて行
われるのではなく、ある特定時間に必要な設備電
力量に基づいて使用者に請求する請求技術であ
る。たとえば、通常30分という所与の時間内のピ
ーク使用量が15KWであるならば、電力会社は、
この電力がすべて実際に使用されるかどうかにか
かわらず、このプラントに対して、15KWの発電
容量を維持しなければならない。需要値が逐次の
時間期間中の所与の時間に対して算定され、その
ときの最大電力要求が請求の（書作成）目的のた
めに利用されるという事実に関係して、固定の需
要窓が使用される。通常は、この需要電力料金
は、全電気料金の30％ないし80％である。したが
つて、この需要電力料金を減縮することが、全生
産コストの低減において、効果的な方法である。

従来技術によれば、特別目的の電子回路および
（もしくは）コンピユータシステムを利用して、
発生電力に対する購入電力を予測・制御してい
る。これらのシステムの大半は、負荷分割ないし
制限として周知の方法によりこの目的を実現して
いる。かかる従来技術によれば、電力会社からの
購入電力を減縮できるようにする負荷分割ないし
制限だけを行い、購入電力が需要限界を越えない
ようにし且つ例えば発電タービンなどを含む電力
消費制御系からの発生電力をできるだけ最小限に
保持するのに利用できる修正値を得ることができ
なかつた。

〔発明の目的〕

したがつて、本発明の主たる目的は、プラント
で実際に使用した電力に基づいて定められるので
はなく所与の時間内のピーク使用量に基づき算定
される需要電力料金を、上述の修正値を利用する
ことにより減縮することである。

本発明の他の目的は以下の説明によつて明らか
となろう。

〔発明の概要〕

本発明によれば、電気に対する需要を安定にす
るために、連けい線制御が利用され、これにより
需要ピークおよびこれに付随する高い料金請求を
減じている。

連けい線制御のための本発明の方法と装置によ
れば、購入電力に対する軌跡が最初に算定され
る。この軌跡は、次に内部発電で必要とされる修
正を予測するために利用される。何らの修正も必
要とされない場合は、この内部発電は、操作者が
選択する１つのベース値に維持される。本発明に
よる方法は、多数のタービン発電機に対して作用
でき、本発明による装置は、分散されたマイクロ
プロセツサベース制御装置を利用して具体化する
ことができる。

このように、本発明によると、プラント設備で
発生される電気量が調整される。本発明の一応用
において、電気が発生されない場合は、負荷分割
ないし制限が代替方法として利用され得る。

本発明の制御方法によると、使用電力が監視さ
れる。本発明による方法と装置では、固定または
可変の需要窓期間中に経過した部分時間の実際の
全使用電力量を連続して総計し、現在の使用量に
基づいて、この期間の全実使用電力量を算定す
る。もし、この全実使用電力量が設定限界を超過
しているならば、購入電力は低減される。反対
に、もし全実使用電力量が設定限界以下であるな
らば、購入電力は増加される。

本発明の一例においては、発電機が、需要がで
きるだけ最小とされるよう調整されると仮定し、
またブラントで発生される電気は、新しいピーク
需要電力料金が設定される場合を除いて、購入電
力よりも高価であると仮定している。以上の前提
条件により、本発明の制御では、この発電機を調
整して、購入電力が需要限界を超えないようにか
つたとえばタービン発電機を備えた電力消費制御
系が発生する発生電力ができるだけ最小に保持さ
れるようにする。需要窓期間中に経過した部分時
間の実際の使用電力量が同じ需要窓期間中に経過
した部分時間の限界使用電力量と、すなわち部分
目標電力使用量、と比較される。なんらかの差が
あれば、それはその時の購入電力の望ましい値か
らの偏差である。この偏差（すなわち必要とされ
る修正量）は、この期間内で残される時間で除算
され、タービンに対する負荷需要バイアスを変化
させる。この過程を１秒あたり数回繰り返すこと
によつて、目標需要で需要変動を連続的に保償す
る。目標需要を連続的に調整すると、実際の使用
量は期間全体の目標使用量へ戻るように収れんす
る。

固定ないし可変の需要窓の終りでなんらかの偏
差が発生すると、タービンに対する制御動作に不
安定性を招来することがあるので、期間内で残さ
れる時間がゼロに近づくにつれて、タービンバイ
アスは一定に保持される。また、各期間の初めで
は傾向を確立する目的でデータを収集することが
できるように、タービンバイアスは一定に保持さ
れる。

種々の機構が、電力消費制御用に使用できる。
目標使用量と実使用量から算定される制御作用
は、タービンの抽出流もしくは蒸気抜き流の調整
に利用できる。別の代替例では、制御作用を利用
して、購入電力を低減する選択された負荷分割な
いし制限を誘導する、合理的な機構を提供してい
る。需要限界システムの実施は、個々の施設とそ
れに固有の経済的配慮に対して適合されねばなら
ない。

固定した需要窓（たとえば30分間）が通常利用
されるのに対して、本発明によれば、可変窓を利
用することも可能である。

本発明によれば、固定または可変の需要窓期間
中の目標電力使用量を選択し、この需要窓を複数の逐次の時間セグメントに分
割し、この時間セグメント後に、各需要窓で経過した
時間部分を測定し、各時間セグメント後に、この時間部分と先の目
標電力使用量を乗算して、部分目標使用電力を得
て、各時間セグメント後に、需要窓中で積算された
全実使用電力を測定し、この全実使用電力と部分目標使用電力の差を求
めてその差値を得、この差値をサイクル時間の残余時間で除算して
修正値を得、この修正値を電力消費制御系に与え
て、需要ピークが低減される方法および装置が提供される。

さらに本発明によれば、簡単な関数ブロツクよ
りなり、したがつてコンピユータもしくはこれに
関連するプログラミングの使用を必要としない先
の方法を実行する装置が提供される。

さらに本発明によれば、構成が簡単で、構造的
に堅牢で製造上経済的な連けい線制御用の装置が
提供される。

〔好ましい実施例の詳細な説明〕

図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例
を説明する。

第１図に例示されているように、本発明は、実
際の使用電力と好ましい使用電力とを比較して、
この実使用電力を調節することができるか、もし
くは他の適当な動作を行うことのできる修正値発
生のための連けい線制御を備えている。第１図の
回路には、略示的に番号１０で示され、非同期パ
ルスを直流24V線上に保持するための第１セクシ
ヨンを備えており、これら非同期パルスは、略示
的に番号２０で示される計数論理回路で計数する
ことができる。略示的に番号３０で示される第３
セクシヨンは、タイマと論理回路を備え、実使用
電力を使用電力用の目標値へ近付けるために必要
なキロワツト（電力）修正値すなわち修正値を計
算する。第３セクシヨン３０は、実使用電力と目
標使用値との差が大きければ賦活する警報装置な
いしはアラームを備えている。

第１図を詳細に説明する前に、本発明において
利用できるアルゴリズムは、 KWC＝（KWM）（FIC）−KWH）／（CT）−（TIC）であることに注意されたい。ここで、KWCは、
電力修正値であり、KWM〔KW時〕は、最大使
用値もしくは目標使用値であり、FICは各固定ま
たは可変の需要窓中の時間部分すなわち各需要窓
で経過する時間であり、KWHは各需要窓中で積
算された全実使用電力であり、CTは通常30分で
ある需要窓であり、TICは、各需要窓で経過した
時間である。

このアルゴリズムの分子では、以上のようにし
て目標電力値の部分量が計算され、この値から各
需要窓でのある時点までの実使用電力を減算す
る。分母は、各需要窓での残余の時間を表わす。
約30分の需要窓は、１秒の数分の１の複数の時間
セグメントに分割され、電力修正値は、各時間セ
グメント後に計算される。先に述べたように、需
要窓の始めと終わりでは、この電力修正値は一定
に保持され、これらの時間での安定性を回避して
いる。

再び第１図に戻ると、入力（第１）セクシヨン
１０はリレー１２を備え、このリレーは、直流
24V線１５と接地線１６を横切つて、外部入力パ
ルス接点１３に直列に接続されている。この外部
入力パルス接点１３は、購入電力KWH用であ
る。密閉形接点１４は、外部入力パルス接点１３
がパルス作動される時に賦活状態でリレー１２を
ラツチないし施錠する。密閉形接点１７が、論理
ユニツト１８からグラウンドへ向かつて入力と直
列に接続されている。論理ユニツト１９は、イン
バータ２１を備えるプール回路である。プール論
理線は破線で例示され、実線は、アナログ信号の
通路である。回路１０の出力は線２２にあり、任
意の時点での実際に使用された全実使用電力量
〔KW時〕に対応する数個のパルスを伝達する。
回路２０は、２つの信号スケーラ２３，２４を備
えている。信号スケーラ２３は、線２２からの数
個のパルスをANDゲート２５に供給する。この
ANDゲートの他方はインバータ２６を介して要
素２４すなわち信号スケーラ２４の出力に接続さ
れている。要素２４の入力は、各需要窓の終了時
にタイマ２７が線２８に印加するリセツトパルス
である。たとえば、１つのパルスが30分ごとに発
生する。このパルスの発生で、インバータ２６は
高パルスをその出力の低信号に反転するので、
ANDゲート２５の出力は禁止される。

ANDゲート２５の出力は、加算ユニツト３１
から入力されるトランスミツタ２９へ結合され
る。この加算ユニツト３１は、定数発生器３２か
ら一定の初期入力を受容しさらにフイードバツク
線３３を介して第２のトランスミツタ３４の出力
に結合されている。この第２のトランスミツタ３
４は、要素２４の出力である線３５に接続しさら
に定数要素３６からの初期ゼロ値を受容する。こ
のようにして計数値は、需要窓の各終了後に線３
３でゼロに戻される。

回路３０の定数要素３７が乗算器３８に接続さ
れまたこの乗算器は、各需要窓の初めから測定さ
れた先の全実使用電力量に対応するパルス数の計
数値を受容する。この要素３７は、単位計数あた
りの電力量〔KW時〕を指示する基準値ないしは
スケーリング値を伝達するので、この乗算器３８
の出力は、各サイクルの初めから積算された電力
すなわち先に掲げた式の全実使用電力KWHであ
る。

望ましい最大使用電力KWMは、入力要素３９
と乗算器４１に提供され、この乗算器４１で、線
４２からの各需要窓での時間部分FICと乗算され
る。この値FICは、線３５からの反転入力を受容
して各需要窓の発端でゼロにリセツトされるタイ
マ４３、および定数要素４４からの初期値とで測
定される。このタイマ４３は、これにゼロ値を印
加する定数要素４５により手動でリセツトするこ
ともできる。

入力要素３９は、乗算器３８からの他の入力を
受容する比較器４７に線４６を介して接続されて
いる。

以上のようにして各時間セグメント後に、全実
使用電力が、望ましい全使用電力すなわち目標使
用電力と比較されることができる。もしこの差が
かなり大きければ、この差は、アラームとして使
用される限界要素４８により検出される。

比較器５１が、望ましい部分電力量（KW時）
すなわち目標使用電力（すなわちその程度で使用
される部分電力量はその需要窓中にある）を表わ
す負入力を受容し、その需要窓でかなりの程度使
用される全実使用電力量を表わす正入力を乗算器
３８から受容する。この比較器５１の出力は、こ
の望ましい電力量と実際の電力量との現在の偏差
を表わす。除算器５２が、この偏差をサイクルに
残つている時間で除算して、電力量修正値KWC
を線５３で得るために利用される。

この需要窓内残余時間は、30分に対応するある
値を持つ定数要素５６に接続され、線４２に連結
され、需要窓の時間部分を表わす負入力を受容す
る比較器５６で得られる。

この計算された修正値は、ORゲート５５を介
してトランスミツタ６６に接続されるタイマ５
４′により各需要窓の最初と最後の時間中一定に
保持される。このトランスミツタ６６は、もしこ
れがORゲート５５から高い信号を受容するなら
ば、最後の修正値を保持するよう指示される。こ
のORゲート５５は、タイマ５４′による各需要
窓の最初の10分間および比較器５４から入力され
る低値限界要素５７を介して各需要窓の最後の10
分間は高い信号を発生する。トランスミツタ６６
の出力は調整装置５８に接続され、この調整装置
が有用な信号を線５９に出力する。

第２図に例示されているように、回路４０は線
５９に接続され、先に述べたように、１つ以上の
タービンを調整するのに使用できるバイアス信号
へこの修正値を変換し、このようにして発生する
電力を修正する。

線５９は加算要素６０に接続し、この加算要素
６０が、特定の電力発生器用のベース負荷に対応
して入力要素６１からの初期設定を受ける。

２つのタービン用の制御要素７０，８０が例示
され、これらは、修正値により調整できる。これ
らは、各回路７１，８１からの特定の制御信号と
トランスミツタ７３，８３に各々接続している線
７２，８２の遠隔制御信号とを受容する。２つの
タービンの全出力は加算ユニツト９１で測定・加
算され、この加算ユニツトの出力は、比較器９
２′に接続される。この比較器９２′は他に、修正
値を受容する加算ユニツトすなわち加算要素６０
からも入力される。比較器９２がトランスミツタ
７３，８３の出力間に接続され、入力ユニツト９
４が用意するタービンバイアス値を備える別のト
ランスミツタ９３に信号を帰還する。このトラン
スミツタ９３は、比較器９５，９６に値を出力
し、この比較器は、線７２，８２で各々信号を修
正する。

〔発明の効果〕

本発明の連けい線制御方法および装置によれば
たとえば発電タービンなどを備えた電力消費制御
系の発生電力をできるだけ最小限に保持できる修
正値を得ることができ、かかる修正値を利用する
ことにより、需要ピークが減縮され、その結果、
需要電力料金を減縮して、全生産コストを低減で
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、測定・タイミング装置に接続し、本
発明で使用される論理回路を示すブロツク図であ
る。第２図は、実際に発生する電力量を調整するた
めに、どのようにして修正値が、タービンの動作
を制御するために、利用できるかを例示するブロ
ツク図である。図中の各番号が示す名称を以下に挙げる。なお
同一番号は同一部位を示すものとする。１２……リレー、１３……外部入力パルス接
点、１４，１７……密閉形接点、１５……直流
24V線、１６……接地線、１８，１９……論理ユ
ニツト、５１，２６……インバータ、２３，２４
……信号スケーラ、２５……ANDゲート、２７
……タイマ、２９，３４……トランスミツタ、３
１……加算ユニツト、３２……定数発生器、３３
……フイードバツク線、３６，３７……定数要要
素、３８，４１……乗算器、３９……入力要素、
４３……タイマ、４４，４５，５６……定数要
素、４７，５１，５４……比較器、４８……限界
要素、５２……除算器、５７……低値限界要素、
６０……加算要素、６１……入力要素、７０……
制御要素、７３，８３……トランスミツタ、８０
……制御要素、９１……加算ユニツト。

Claims

【特許請求の範囲】１固定または可変の需要窓期間中の実使用電力
のための修正値を得且つ当該修正値に基づき制御
作用を提供する連けい線制御方法において、当該需要窓中の目標電力使用量を選択し、当該需要窓を複数の逐次の時間セグメントに分
割し、各時間セグメント後に、当該需要窓で経過した
時間部分を測定し、各時間セグメント後に、当該時間部分と前記目
標電力使用量の値を得て、各時間セグメント後に、当該需要窓で積算され
た全実電力使用量を測定し、各時間セグメント後に、部分目標電力使用量と
この全実電力使用量との差を求めてその差値を
得、各時間セグメント後に、当該需要窓で残されて
いる時間を測定し、先の差値をこの残されている時間で除算して修
正値を得、当該修正値を電力消費制御系に賦与して需要ピ
ークが減縮されるようにした連けい線制御方法。２前記電力消費制御系は負荷を制限する一つま
たはそれ以上の発電機を備えており、当該発電機
が前記修正値により制御され、実際の使用電力が
目標使用電力へ接近するよう修正される特許請求
の範囲第１項記載の連けい線制御方法。３固定または可変の需要窓期間中の実使用電力
のための修正値を得且つ当該修正値に基づき制御
作用を提供する連けい線制御装置において、所望される目標電力を提供するための手段と、選択された時間で当該需要窓を設定するための
タイマ手段と、このタイマ手段に接続され、前記需要窓の初め
から経過した需要窓期間中の時間部分を測定する
ための時間部分測定手段と、前記タイマ手段に接続され、需要窓で残されて
いる残余時間を測定するための残余時間測定手段
と、当該需要窓の初めから使用され、前記時間部分
測定手段により測定された需要窓の前記時間部分
での全実使用電力を測定するための電力測定手段
と、前記時間部分測定手段と残余時間測定手段と電
力測定手段に接続され、前記の所望される目標電
力の関数として修正値を計算するために、時間部分測定手段からの前記時間部分に目標電
力を乗算して、需要窓の初めから利用される全目
標電力の部分値を得、この目標電力の部分値と測定された前記の全実
使用電力との差を得、そして、この差を前記残余
時間で除算して、前記修正値を得るための計算手
段と、需要ピークを減縮するために、前記修正値を受
け入れる電力消費制御系と、からなる連けい線制御装置。４前記計算手段は、部分目標電力と全実使用電
力との差を、残余時間測定手段から得られる需要
窓に残されている残余時間で除算するための除算
器を備えた特許請求の範囲第３項記載の連けい線
制御装置。５当該計算手段は、修正値を計算するための複
数の関数ブロツクを備えた特許請求の範囲第４項
記載の連けい線制御装置。６前記電力消費制御系は負荷を制限する一つま
たはそれ以上の発電機を備えており、当該発電機
が前記修正値により制御され、実際の使用電力が
目標使用電力へ接近するよう修正される特許請求
の範囲第３項記載の連けい線制御装置。