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技術 電力系統運用システムと、それに使用する需要家用の端末装置

出願人 発紘電機株式会社
発明者 松本武雄
出願日 1997年8月5日 (23年4ヶ月経過) 出願番号 1997-210874
公開日 1999年2月26日 (21年10ヶ月経過) 公開番号 1999-055856
状態 未査定
技術分野 給配電網の遠方監視・制御 交流の給配電
主要キーワード 運用指令 供給余力 予想電力 火力発電機 運転実績データ 揚水発電所 蓄電池設備 気象予報データ
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この項目の情報は公開日時点(1999年2月26日)のものです。
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図面 (5)

課題

需要家H、H…の予想売電電力、予想受電電力を反映して商用電力系統PLを最適に運用調整する。

解決手段

通信回線NWa を介し、発電設備を有する需要家Hごとに設置する複数の端末装置給電指令所21に接続する。各需要家Hは、余剰電力を売電電力として商用電力系統PLに売電することができ、給電指令所21は、通信回線NWa を介して伝送される各需要家Hからの予想電力運用データD4 、D4 …を織り込み、商用電力系統PLを最適に運用するための運用指令D5 を出力する。

概要

背景

中央給電指令所や、系統給電所、支店給電所、地方給電所等の給電指令所は、管轄商用電力系統に接続する需要家全体予想消費電力に応じて商用電力系統を最適に運用調整する。

すなわち、給電指令所は、過去の消費電力データを基準にして、日々の気象状況等を考慮することにより全体の予想消費電力を想定し、これに見合う供給電力を実現するように発電所変電所等の運用計画を作成し、運用計画に基づいて商用電力系統を運用し、送電線を介して安定な電力需要家に供給する。なお、需要家の中には、電力消費機器のみならず、自家用の発電設備を設置し、送電線を介して余剰電力を商用電力系統に売電するものも含まれている。

概要

需要家H、H…の予想売電電力、予想受電電力を反映して商用電力系統PLを最適に運用調整する。

通信回線NWa を介し、発電設備を有する需要家Hごとに設置する複数の端末装置を給電指令所21に接続する。各需要家Hは、余剰電力を売電電力として商用電力系統PLに売電することができ、給電指令所21は、通信回線NWa を介して伝送される各需要家Hからの予想電力運用データD4 、D4 …を織り込み、商用電力系統PLを最適に運用するための運用指令D5 を出力する。

目的

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、発電設備を有する需要家の予想電力運用データを送出する端末装置を採用することにより、総合的な電力供給バランスを最適に設定することができる電力系統運用システムと、それに使用する需要家用の端末装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
6件
牽制数
14件

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請求項1

発電設備を有する需要家ごとに設置し、当該需要家予想電力運用データ送出する複数の端末装置と、通信回線を介して伝送される前記各端末装置からの予想電力運用データを織り込み商用電力系統を最適に運用調整する給電指令所とを備えてなる電力系統運用システム

請求項2

前記端末装置は、前記給電指令所からの問合せに応答して予想電力運用データを送出することを特徴とする請求項1記載の電力系統運用システム。

請求項3

前記端末装置は、発電設備の発電電力データ負荷消費電力データとを収集し、予想電力運用データを算出することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電力系統運用システム。

請求項4

需要家が有する発電設備の発電電力データ、負荷の消費電力データを収集するデータ収集手段と、該データ収集手段からの発電電力データ、消費電力データを基にして予想電力運用データを算出する予測演算手段とを備えてなる電力系統運用システムにおける需要家用の端末装置。

請求項5

前記予測演算手段には、データ設定手段を付設することを特徴とする請求項4記載の電力系統運用システムにおける需要家用の端末装置。

技術分野

0001

この発明は、商用電力系統を最適に運用調整することができる電力系統運用システムと、それに使用する需要家用の端末装置に関する。

背景技術

0002

中央給電指令所や、系統給電所、支店給電所、地方給電所等の給電指令所は、管轄の商用電力系統に接続する需要家全体予想消費電力に応じて商用電力系統を最適に運用調整する。

0003

すなわち、給電指令所は、過去の消費電力データを基準にして、日々の気象状況等を考慮することにより全体の予想消費電力を想定し、これに見合う供給電力を実現するように発電所変電所等の運用計画を作成し、運用計画に基づいて商用電力系統を運用し、送電線を介して安定な電力を需要家に供給する。なお、需要家の中には、電力消費機器のみならず、自家用の発電設備を設置し、送電線を介して余剰電力を商用電力系統に売電するものも含まれている。

発明が解決しようとする課題

0004

かかる従来技術によるときは、給電指令所は、商用電力系統に売電する需要家の余剰電力の情報を把握することができず、過去の消費電力データのみを基準にして全体の予想消費電力を想定するため、需要家全体の消費電力と、商用電力系統からの供給電力、需要家からの売電電力とを合わせた総合的な電力供給バランスを適切に設定することができないという問題があった。

0005

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、発電設備を有する需要家の予想電力運用データ送出する端末装置を採用することにより、総合的な電力供給バランスを最適に設定することができる電力系統運用システムと、それに使用する需要家用の端末装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

かかる目的を達成するためのこの出願に係る第1発明の構成は、発電設備を有する需要家ごとに設置し、当該需要家の予想電力運用データを送出する複数の端末装置と、通信回線を介して伝送される各端末装置からの予想電力運用データを織り込み、商用電力系統を最適に運用調整する給電指令所とを備えることをその要旨とする。

0007

なお、端末装置は、給電指令所からの問合せに応答して予想電力運用データを送出することができる。

0008

また、端末装置は、発電設備の発電電力データ負荷の消費電力データとを収集し、予想電力運用データを算出することができる。

0009

第2発明の構成は、需要家が有する発電設備の発電電力データ、負荷の消費電力データを収集するデータ収集手段と、データ収集手段からの発電電力データ、消費電力データを基にして予想電力運用データを算出する予測演算手段とを備えることをその要旨とする。

0010

なお、予測演算手段には、データ設定手段を付設することができる。

0011

かかる第1発明の構成によるときは、端末装置は、発電設備を有する需要家ごとに設置され、通信回線を介し、当該需要家の予想電力運用データを給電指令所に伝送することができる。そこで、給電指令所は、各端末装置からの予想電力運用データを織り込むことにより、一層綿密な運用計画を作成し、それに基づいて商用電力系統を最適に運用調整することができる。ただし、各端末装置からの予想電力運用データには、当該需要家における予想受電電力、予想売電電力に関するデータが含まれるものとする。

0012

給電指令所からの問合せに応答して端末装置が予想電力運用データを送出するときは、給電指令所は、必要に応じ、各需要家の予想電力運用データを適確に入手することができる。

0013

端末装置は、発電設備の発電電力データ、負荷の消費電力データを収集し、当該需要家における余剰電力、消費電力を予測し、予想電力運用データを算出することができる。なお、発電電力データとは、発電設備によって発電する発電電力に関する実績データであり、消費電力データとは、負荷によって消費する消費電力に関する実績データである。

0014

第2発明の構成によるときは、データ収集手段は、発電電力データ、消費電力データを収集し、予測演算手段は、それらを基にして予想電力運用データを算出する。なお、発電設備にバッテリ充放電可能な蓄電池設備の他、フライホイール式、水素吸蔵金属式、揚水発電所式等の任意のエネルギ蓄積設備を含む、以下同じ)が含まれるとき、データ収集手段は、バッテリの充電電力放電電力に関する実績データも併せて収集するものとする。

0015

予測演算手段にデータ設定手段を付設するときは、データ設定手段には、予測演算手段が予想電力運用データを算出する際に必要な発電設備の発電容量、バッテリの蓄電容量、負荷の運転計画等の各種のデータを設定することができ、予測演算手段は、それらのデータを反映させることにより、一層正確な予想電力運用データを算出することができる。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

0017

電力系統運用システムは、発電設備15を有する需要家Hごとに設置する端末装置11、11…と、公衆電話回線等の通信回線NWa を介して端末装置11、11…を接続する給電指令所21とを備えてなる(図1図2)。

0018

給電指令所21は、オンライン制御回線NWc を介して商用電力系統PLを運用調整し、商用電力系統PLには、送電線NWb を介して需要家H、H…が接続されている。なお、送電線NWb には、発電設備を有しない図示しない多数の需要家も接続されているものとする。

0019

各需要家Hには、分電盤12、トランス13、インバータ14、発電設備15の他、負荷16が設置されている。分電盤12は、送電線NWb に接続されており、負荷16は、分電盤12に接続されている。また、分電盤12には、トランス13、インバータ14を介して発電設備15が接続されている。発電設備15は、充放電制御装置15aと、充放電制御装置15aに接続する発電機G、バッテリBとから構成されている。なお、発電機Gには、太陽電池の他、風力発電機水力発電機火力発電機ガスタービン発電機等の任意の形式発電装置が含まれるものとする。

0020

発電設備15は、発電機Gの発電電力Pg 、バッテリBの充放電電力Pb として、電力Pa =Pg +Pb をインバータ14側に出力することができる。ただし、充放電電力Pb は、バッテリBの放電時に正符号をとり、バッテリBの充電時に負符号をとる。すなわち、電力Pa は、バッテリBが充電中であり、しかもPg <|Pb |であるときは、インバータ14から発電設備15側に流れ、その他のときは、発電設備15からインバータ14側に流れるものとする。

0021

一方、負荷16の消費電力Pc として、需要家Hの受電端における電力Ph は、Ph =Pa −Pc である。ただし、Ph >0のとき、電力Ph は、需要家Hから商用電力系統PLに売電される売電電力を示し、Ph <0のとき、電力Ph は、需要家Hが商用電力系統PLから受電する受電電力を示す。

0022

端末装置11には、分電盤12からの消費電力データD1 、発電設備15の充放電制御装置15aからの発電電力データD2 が入力されている。ただし、消費電力データD1 は、負荷16の消費電力Pc を主体とする実績データであり、発電電力データD2 は、発電設備15からの電力Pa の他、発電機Gの発電電力Pg 、バッテリBの充放電電力Pb 、バッテリBの蓄電量Qb に関する実績データである。

0023

端末装置11は、データ収集手段11a、予測演算手段11b、通信手段11cを備えて構成されている(図3)。データ収集手段11aには、分電盤12からの消費電力データD1 、充放電制御装置15aからの発電電力データD2 の他、図示しない外部の気象情報網からの気象予報データD3 が入力されており、データ収集手段11aの出力は、予測演算手段11bに接続されている。また、予測演算手段11bは、通信手段11cを介して通信回線NWa に双方向に接続されており、データ収集手段11a、予測演算手段11bには、データ設定手段11dが付設されている。

0024

データ設定手段11dには、発電機Gの定格容量、バッテリBの蓄電容量、負荷16の定格容量等の他、暦データが設定記憶されている。そこで、データ収集手段11aは、分電盤12からの消費電力データD1 、充放電制御装置15aからの発電電力データD2 、外部からの気象予報データD3 を所定時間ごとに収集し、データ設定手段11dからの暦データと併せ、発電設備15、負荷16の運転実績データとして管理記憶することができる。

0025

一方、予測演算手段11bは、通信回線NWa 、通信手段11cを介して給電指令所21から問合せがあると、データ収集手段11aからの消費電力データD1 、発電電力データD2 に基づき、今後の所定期間における発電設備15、負荷16の運転状況を予測して予想電力運用データD4 を算出し、通信手段11c、通信回線NWa を介して給電指令所21に送出することができる。ただし、ここでいう予想電力運用データD4 とは、需要家Hの受電端における電力Ph の時間tに対する予想変化データであり(図4(A))、Ph >0は、予想売電電力を示し、Ph <0は、予想受電電力を示す。なお、予測演算手段11bは、予想電力運用データD4 を算出するに際し、必要に応じて気象予報データD3 の他、発電機Gの定格容量、バッテリBの蓄電容量や、バッテリBの蓄電量Qb 、暦データ等を参照するものとする。

0026

なお、予測演算手段11bは、受電端における電力Ph =Pa −Pc を考慮し、電力Pa 、消費電力Pc の時間tに対する予想変化データを個別に予想電力運用データD4 として算出し(図4(B))、それらを一括して送出してもよい。

0027

給電指令所21は、通信回線NWa を介して伝送される端末装置11、11…からの予想電力運用データD4 、D4 …を織り込み、所定期間における商用電力系統PLの運用計画を作成することができる。また、給電指令所21は、このようにして作成した運用計画に基づき、オンラインの通信回線NWc を介して商用電力系統PLに運用指令D5 を送出することにより、商用電力系統PLを最適に運用調整することができる。なお、商用電力系統PLは、運用計画作成の際に必要な商用電力系統PL内における発電電力、消費電力、電圧電力潮流等の各種の実績データを給電指令所21にフィードバックしているものとする。

0028

かかる電力系統運用システムは、商用電力系統PLの運用計画に需要家H、H…の予想電力運用データD4 、D4 …を織り込むことにより、需要家H、H…が商用電力系統PLに売電する予想売電電力と、需要家H、H…が商用電力系統PLから受電する予想受電電力とを詳細に把握することができる。よって、給電指令所21は、需要家H、H…からの予想売電電力、予想受電電力を反映して商用電力系統PL内における供給電力を適確に設定することができ、それらを考慮しない従来システムに比して、格段に経済的な系統運用が可能である。

0029

なお、一般に、各需要家Hの発電設備15は、電力単価が高く、全体の消費電力が大きい時間帯において、余剰電力を売電電力として逆潮流により商用電力系統PLに売電し、電力単価が安く、全体の消費電力が小さい時間帯においてバッテリBを充電することにより、全体としての消費電力を平準化することができ、しかも電力コストを低減させることができる。また、発電設備15、15…は、互いに個別に独立しており、それぞれを連系して運用することにより、大規模災害による商用電力系統PLの故障時等において、非常用電力供給源としても有効に使用することができる。

0030

以上の説明において、発電設備15、15…は、バッテリB、充放電制御装置15aを削除して発電機Gのみのものが混在していてもよい。このときのインバータ14は、発電機Gの発電電力Pg =Pa をそのまま発電電力データD2 として端末装置11に送出すればよい。さらに、端末装置11は、通信回線NWa を介し、給電指令所21から気象予報データD3 を受信してもよい。

発明の効果

0031

以上説明したように、この出願に係る第1発明によれば、通信回線を介して伝送される複数の端末装置からの予想電力運用データを織り込むことによって、給電指令所は、発電設備を有する需要家の予想売電電力、予想受電電力を反映して商用電力系統の供給電力を適切にコントロールし、商用電力系統を運用調整することができるから、総合的な電力供給バランスを最適に設定することができ、供給余力を確保するために過剰な発電設備を商用電力系統に設ける必要がないという優れた効果がある。

0032

第2発明によれば、データ収集手段、予測演算手段を設けることによって、需要家の発電設備、負荷の運転状況を正確に把握して適確な予想電力運用データを算出することができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0033

図1全体構成系統図
図2要部ブロック系統図(1)
図3要部ブロック系統図(2)
図4動作図

--

0034

D1 …消費電力データ
D2 …発電電力データ
D4 …予想電力運用データ
H…需要家
PL…商用電力系統
NWa …通信回線
11…端末装置
11a…データ収集手段
11b…予測演算手段
11c…データ設定手段
15…発電設備
16…負荷
21…給電指令所

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