发电机控制装置制造方法及图纸

发电机控制装置，包括：监视系统的当前状态并输出需要电量的系统监视装置、通过考虑到要求需要电量及供给电量的总和相等的供需平衡限制来解要求发电成本的总和为最小的评价函数公式，并在每个指定间隔内决定发电机输出的发电机输出最佳化部，该发电机输出最佳化部进一步考虑到以发电机的变化速度上限值为依据确定的ＡＦＣ容量限制，来解上述评价函数。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
发电机控制装置
本专利技术涉及到发电机控制装置，特别是涉及到从远处指令各发电机的发电量的发电机控制装置。
技术介绍
发电站中有水力发电站、火力发电站及原子能发电站等。在这些发电站中所产生的电力经由输电线路到达使用者，但是电不能进行储存，因此有必要根据电的使用量调整各发电站的发电量。由中央供电指挥站通过监视时时刻刻进行变化的电的使用量，将发电量指示给各发电站。中央供电指挥站根据需要电力来增减供给电力，并调整发电机的发电量以做到在需要量和供给量之间不会产生过分与不足的状况，这被称为供需平衡限制。在从中央供电指挥站向各发电站发出的指令中，在供需平衡限制之外也考虑了各种各样的限制。例如，原子能发电站如果加入一次燃料，就至少可以连续运行1年，但难以使输出快速地进行变化。对此，火力发电站可以根据电力的使用方法比较简单地增减输出。发电机可以无困难地调整输出的速度范围被称为变化速度限制。对于发电量，为了使发电机在长时期内可以稳定地工作，设立了适当的范围。发电机可以稳定地提供电力的输出值的范围被称为发电机的上下限限制。因发电机的不同，会产生该输出值不是连续量而只能以离散值进行指定的情况。而且，发电机的输出分成多个档次，并且在某档次的范围内可以连续地进行变化，但在从档次向档次转移的过程中也会有在某个特定的时间间隔内不能进行转移这样的发电机输出步骤的转移限制。火力发电站使用石油、液化天然气(LNG)及煤炭等的燃料进行发-->电。对这些燃料的供给量设有限制，不能超过该提供量增加发电量。这被称为燃料消耗量限制。所产生的电力经由输电线路和变压器进行输送。输电线路及变压器等的线路也形成了输电网络以便根据需要以最高的效率传送电力而且万一某线路发生故障也能够立刻以其他的线路来应对。但是，在各线路上有输电电力的上限，不能超过该上限提供电力。为使各线路不会产生超过自身的上限值进行输电的状况而控制发电机的发电量，这被称为潮流限制。在此，某发电站的电力发电量增加了一个单位时，某线路中流过的电力的增加量称为潮流灵敏度。该潮流灵敏度根据实际的系统状态的不同在各时刻都有变化。中央供电指挥站也在考虑压低发电成本。以总需要电力的预测值为基础进行发电成本的最佳化，这被称为EDC(Economic DispatchingControl)控制。这一般是每3分钟到5分钟左右进行一次。众所周知作为与此类似的控制有AFC(Automatic Frequency Control)控制。AFC控制因为作为电力系统的特性，在不能得到需要和供给的平衡时有系统频率偏离规定值这样的性质，所以AFC指的是例如每隔5秒钟根据频率偏差来调整发电机的输出。中央供电指挥站考虑到这样的各种限制，将各时刻的发电量指示给各发电站。在特开2001-037087号公报上发表了决定发电机的输出的方法，该方法可以做到在多个时刻剖面上满足供需平衡限制、发电机的上下限限制、潮流限制及燃料消耗量限制。这方面，目前人们正要使用预先给出的与发电机的输电线路和变压器有关的各时刻的潮流灵敏度，通过在各时刻产生潮流限制的情况下在供需平衡限制中追加潮流限制公式来解决潮流限制的问题。至于燃料消耗量，从以上述方法所确定的发电机输出计算出燃料消耗量，如果所求出的燃料消耗量与燃料消耗目标量不一致时除变更燃料费用校正系数之外还要进行发电机输出的再次决定，目前正准备通过上述做法来解决燃料消耗量的限制问题。-->下面，为了有计划地进行输电线路及变压器等线路的维修工程而制成了线路作业计划。维修工程以该线路作业计划为依据来进行，哪个线路停止多长时间是根据当日维修作业的进展状况而变化的。另外，也有时发生事故而没有在预定的时间段内完全停止输电。也就是说，因为线路的各时刻的潮流灵敏度是根据实际的系统状态和当日线路作业计划的实施状况而变化的，所以使用预先给出的潮流灵敏度的潮流限制必定不会正确反映实际的系统状态。结果是，会产生不能以高准确度调整必要的发电机输出这样的状况。而且，对于燃料消耗量的限制，因为会反复进行下述工作，即一旦决定了发电机输出之后计算燃料消耗量，并且为使其与燃料消耗目标量相一致而修正燃料费用校正系数决定发电机输出，所以会产生需要处理时间的问题。另外，预先预测电力需要量来控制发电量，但如果偏离预测值，对发电机来说就会对可以增减输出的速度产生限制，因此产生了不能及时进行控制的状况。在当日的总需要实际情况与总需要预测值相背离的情况下，会产生没有满足供需平衡限制，或者产生频率偏差的不佳状况。更进一步，因为不直接处理频率偏差，所以在EDC控制之中在发电机特别是扬水发电机(抽水蓄能发电机)的并列(并入)及解列(断开)时会产生不能将频率维持于规定值的状况。
技术实现思路
本专利技术是为解决如上的问题而作出的，目的是通过以总需要电力的预测值为基础实现发电成本的最佳化，以更高准确度调整发电机的输出并抑制系统频率的变动。本专利技术所涉及的发电机控制装置具备有监视系统的当前状态并输出需要电量的系统监视装置以及考虑到要求需要电量及供给电量的总和相等的供需平衡限制来解要求发电成本的总和为最小的评价函数(目标函数)，并在每个指定间隔内决定发电机输出的发电机输出最-->佳化部，该发电机输出最佳化部进一步考虑到以发电机的变化速度上限值为依据来确定的AFC容量限制，来解上述评价函数。另外，本专利技术所涉及的发电机控制装置具备有监视与系统连接的线路的开关状态并输出当前系统状态的系统监视装置、输出表示线路的开关预定的线路作业计划的线路作业计划调整装置、利用当前系统状态和线路作业计划制成将来系统状态的系统剖面制成装置、对每一个由系统剖面制成装置制成的系统区域计算出线路的潮流灵敏度的灵敏度运算装置以及通过代入要求在各线路上不产生超过上限值进行输电的状况的潮流限制来解要求作为对象的多个发电机的发电成本成为最小的评价函数，并在每个指定间隔内决定发电机输出的发电机输出最佳化部，潮流限制使用潮流灵敏度来表示，发电机输出最佳化部对该潮流灵敏度使用由灵敏度运算装置运算出的潮流灵敏度。而且，发电机输出最佳化部通过代入要求作为对象的发电机的输出总和与燃料消耗目标量相等的燃料消耗量限制，来解评价函数。另外，发电机输出最佳化部通过代入以发电机的变化速度上限值为依据来确定的AFC容量限制，来解评价函数。而且，具备预测负载变动的负载动作预测装置，发电机输出最佳化部代入考虑到由负载动作预测装置运算出的控制量预测值确定的可变速飞轮的容量限制，来解评价函数。而且，发电机输出最佳化部代入考虑了发电机随动延迟的频率偏差限制，来解评价函数。而且，发电机输出最佳化部在代入频率偏差限制解评价函数时，首先不考虑频率偏差限制而在每个指定间隔上运算出发电机的输出，并利用这个运算出的发电输出考虑到频率偏差限制在比指定间隔更短的时间间隔上解评价函数。另外，具备给各发电站发送由发电机输出最佳化部所决定的发电机输出的控制信号发送装置。而且，发电机的发电成本可用发电机输出的2次函数来表示。-->附图说明图1是表示中央供电指挥站结构的框图。图2是表示发电机输出决定单元结构的框图。图3是为说明可以使用于EDC控制的评价函数所用的图。图4是为说明供需平衡限制所用的图。图5是为说明发电机上下限的限制所用的图。图6是为说明变化速度的限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机控制装置，其特征为包括：监视系统的当前状态并输出需要电量的系统监视装置，以及通过考虑到要求上述需要电量与供给电量的总和相等的供需平衡限制来求解要求发电成本的总和为最小的评价函数，并在每个规定间隔内决定发电机输出的发电机输出最佳 化部，该发电机输出最佳化部进一步考虑到以发电机的变化速度上限值为依据来确定的ＡＦＣ容量限制，来求解上述评价函数。

【技术特征摘要】
JP 2002-8-23 243612/20021.一种发电机控制装置，其特征为包括：监视系统的当前状态并输出需要电量的系统监视装置，以及通过考虑到要求上述需要电量与供给电量的总和相等的供需平衡限制来求解要求发电成本的总和为最小的评价函数，并在每个规定间隔内决定发电机输出的发电机输出最佳化部，该发电机输出最佳化部进一步考虑到以发电机的变化速度上限值为依据来确定的AFC容量限制，来求解上述评价函数。2.一种发电机控制装置，其特征为包括：监视与系统连接的线路开关状态并输出当前系统状态的系统监视装置、输出表示出上述线路的开关预定的线路作业计划的线路作业计划调整装置、利用上述当前系统状态和上述线路作业计划制成将来系统状态的系统剖面制成装置、对每一个由上述系统剖面制成装置中制成的系统剖面计算上述线路的潮流灵敏度的灵敏度运算装置以及通过代入要求在各线路上不产生超过上限值进行输电的状况的潮流限制来解要求作为对象的多个发电机的发电成本为最小的评价函数，并在每个指定间隔内决定发电机输出的发电机输出最佳化部，上述潮流限制可使用潮流灵敏度来表示，上述发电机输出最佳化部对该潮流灵敏度使用由灵敏度运算装置运算出的潮流灵敏度。3.根据权利要求1或2中所述的发电机控制装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛康弘，中村静香，森一美，泉井良夫，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]