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技術 代替給電制御システム及びその制御方法並びに代替給電制御システムで用いられる主給電指令装置、代替給電指令装置及び発電制御装置

出願人 東京電力ホールディングス株式会社
発明者 水口悟瀬出井正高田浩幸金島信之木島孝之
出願日 2004年10月26日 (16年0ヶ月経過) 出願番号 2004-311426
公開日 2006年5月18日 (14年5ヶ月経過) 公開番号 2006-129563
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 サイクリック方式 代替運転 切替制御端子 運転基準 監視制御ユニット 情報設備 周波数計測器 許容変化量
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課題

中央給電指令所(主中給)又は代替給電指令所(代替中給)の所員の手動による切替スイッチの操作では、緊急時の対応が遅れ需要と供給の調整又は発電機の発電量並びに周波数制御が遅れるという問題点がある。

解決手段

通常運転時、主給電指令装置10が需要予測発電状況に基づき発電制御装置30に出力指令を送信して給電制御を行うが、主給電指令装置10に異常が発生し、機能喪失となった場合には、代替給電指令装置20が発電制御装置30の受信切替器31を切替えて、代替給電指令装置30からの出力指令を発電制御装置に送信することで制御を継続させる。

概要

背景

電力設備は、電力消費する需要家送り届けるため、多数の水力発電所火力発電所原子力発電所等の発電所発電される電力を、発電所、送電線変電所、発電線などが連係する電力系統を構成している。この電力は水道やガスと異なり貯蔵しておくことができないため、時々刻々と変化する電気使用状況需要)に応じて発電力(供給)を調節し、常に需要と供給を等しくするように、バランスを保たなければならない。

このため、電力系統は電力の使用状況や系統全体の状況を見ながら、全体を一貫した意志のもとに運用することが必要である。そこで電力会社では各発電所、変電所などに適切な運転指示給電指令)を行う給電所を設置している。日本の電力会社ほどの規模を持つ系統を運用する場合には、複数の給電所を設置して、役割分担範囲を定めて的確な運用を行っている。この各電力会社の給電所の構成で統括管理をするところとして中央給電指令所などと呼んでいる給電所を、電力会社毎に設置している。中央給電指令所は、他の下位組織給電所の統括と同時に、前記電力系統全体需給バランスに基づく、発電所への発電力の指令を行う、需給制御指令の役割を負っている。

近年、非常災害時においても安定した電力供給を維持するために、本来の中央給電指令所(以下、主中給という)が被災したり、何らかの異常で機能喪失に陥ったり、主要通信設備使用不能になった場合における危機管理体制強化が望まれている。例えば関西電力の基幹系統給電所のパンフレット非特許文献1)に記載されているような非常用代替中央給電指令所(以下、代替中給という)の代替給電指令装置を、従来は準備している。

従来は主中給の主給電指令装置が有する発電所の出力指令制御権を、代替中給の代替給電指令装置へ切替える際には、どちらかの所員が切替スイッチを手動で操作することで実施していた。

関西電力株式会社,「基幹系統給電所」パンフレット,関西電力株式会社TEL:06-6441-8821(代表)1997年3月

概要

中央給電指令所(主中給)又は代替給電指令所(代替中給)の所員の手動による切替スイッチの操作では、緊急時の対応が遅れ、需要と供給の調整又は発電機の発電量並びに周波数制御が遅れるという問題点がある。通常運転時、主給電指令装置10が需要予測発電状況に基づき発電制御装置30に出力指令を送信して給電制御を行うが、主給電指令装置10に異常が発生し、機能喪失となった場合には、代替給電指令装置20が発電制御装置30の受信切替器31を切替えて、代替給電指令装置30からの出力指令を発電制御装置に送信することで制御を継続させる。

目的

近年、非常災害時においても安定した電力供給を維持するために、本来の中央給電指令所(以下、主中給という)が被災したり、何らかの異常で機能喪失に陥ったり、主要通信設備が使用不能になった場合における危機管理体制の強化が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える代替給電制御システムであって、各発電制御装置は、制御対象となる発電機の出力状況を示す発電機出力情報を主給電指令装置及び代替給電指令装置に送信する発電機情報送信手段と、主給電指令装置及び代替給電指令装置から出力指令を受信する出力指令受信手段と、出力指令受信手段において受信された出力指令に基づいて主給電指令装置及び代替給電指令装置から送信された出力指令のうちいずれか一方を発電機の制御情報として選択する選択切替手段と、を有し、主給電指令装置は、各発電制御装置から発電機出力情報を受信する発電機情報受信手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を算出する出力指令値算出手段と、出力指令値算出手段において算出された出力指令値を含む出力指令を各発電制御装置及び代替給電指令装置へ送信する出力指令送信手段と、を有し、代替給電指令装置は、主給電指令装置から送信された出力指令を代替として受信する出力指令代替受信手段と、各発電制御装置から送信された発電機出力情報を代替として受信する発電機情報代替受信手段と、出力指令代替受信手段において受信された出力指令と、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、に基づいて主給電指令装置の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段により主給電指令装置に異常が検出された場合、各発電制御装置の選択切替手段に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信する切替指令送信手段と、を有することを特徴とする代替給電制御システム。

請求項2

請求項1に記載の代替給電制御システムにおいて、代替給電指令装置は、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、出力指令代替受信手段において受信された出力指令と、に基づいて出力指令に含まれる出力指令値を許容値内の出力指令値に補正する異常指令値補正手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を代替算出する出力指令値代替算出手段と、を有し、異常検出手段により主給電指令装置に異常が検出された場合、各発電制御装置の選択切替手段を切替え、出力指令値代替算出手段による出力指令を送信するまで、異常指令値補正手段により補正された出力指令値を含む出力指令を送信することを特徴とする代替給電制御システム。

請求項3

請求項1又は2に記載の代替給電制御システムにおいて、代替給電指令装置と各発電制御装置間の通信状態監視し、通信障害により代替給電指令装置での制御が不可能と判断した場合に、代替給電指令装置からの制御に切替えない制御ロック手段を備えることを特徴とする代替給電制御システム。

請求項4

請求項1から3のいずれか1項に記載の代替給電制御システムにおいて、少なくとも代替給電指令装置の異常検知手段からの情報を表示する表示手段を備えることを特徴とする代替給電制御システム。

請求項5

それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える代替給電制御システムに用いられる発電制御装置であって、制御対象となる発電機の出力状況を示す発電機出力情報を主給電指令装置及び代替給電指令装置に送信する発電機情報送信手段と、主給電指令装置及び代替給電指令装置から制御対象となる発電機の出力制御を行うための出力指令を受信する出力指令受信手段と、主給電指令装置からの出力指令を受信する出力指令と発電機出力情報に基づいて主給電指令装置を監視する主給電指令装置監視手段と、代替給電指令装置に監視結果を送信する監視結果送信手段と、出力指令受信手段において受信された出力指令に基づいて主給電指令装置及び代替給電指令装置から送信された出力指令のうちいずれか一方を発電機の制御情報として選択する選択切替手段と、を備えることを特徴とする発電制御装置。

請求項6

それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える代替給電制御システムに用いられる主給電指令装置であって、各発電制御装置の制御対象である発電機の出力状況を示す発電機出力情報を各発電制御装置から受信する発電機情報受信手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を算出する出力指令値算出手段と、出力指令値算出手段において算出された出力指令値を含む出力指令を各発電制御装置及び代替給電指令装置へ送信する出力指令送信手段と、を備えることを特徴とする主給電指令装置。

請求項7

それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える代替給電制御システムの電力系統における代替給電指令装置であって、制御対象となる発電機の出力制御を行うための出力指令値を含む出力指令を主給電指令装置から代替として受信する出力指令代替受信手段と、各発電制御装置の制御対象である発電機の出力状況を示す発電機出力情報を各発電制御装置から代替として受信する発電機情報代替受信手段と、発電制御装置の監視結果送信手段が送信した監視結果を受信する監視結果受信手段と、を備えることを特徴とする代替給電指令装置。

請求項8

請求項7に記載の代替給電指令装置において、出力指令代替受信手段において受信された出力指令値と、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、電力系統の周波数計測する周波数計から得た周波数情報のうち、少なくとも1つの情報に基づいて主給電指令装置の異常を検出する異常検出手段と、各発電制御装置の選択切替手段に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信する切替指令送信手段と、を備えることを特徴とする代替給電指令装置。

請求項9

請求項7又は8に記載の代替給電指令装置において、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、出力指令代替受信手段において受信された出力指令と、に基づいて出力指令に含まれる出力指令値を許容値内の出力指令値に補正する異常指令値補正手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を代替算出する出力指令値代替算出手段と、を備え、主給電指令装置による需給制御が行われている時でも、代替給電指令装置の異常指令値補正手段は出力指令値を作成し、発電機の出力情報又は主給電指令装置の出力指令に基づき出力指令値代替算出手段により出力指令を補正することを特徴とする代替給電指令装置。

請求項10

請求項7から9のいずれか1項に記載の代替給電指令装置において、異常検出手段から主給電指令装置に異常が発生したと判定された場合、切替指令送信手段を用いて各発電制御装置の選択切替手段に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信することを特徴とする代替給電指令装置。

請求項11

請求項7から10のいずれか1項に記載の代替給電指令装置において、異常検出手段は、出力指令代替受信手段からの第1の情報(出力指令)と、発電機情報代替受信手段からの第2の情報(発電機出力情報)と、監視結果受信手段からの第3の情報(監視結果)のうち、少なくとも1つの情報に基づいて判断することを特徴とする代替給電指令装置。

請求項12

請求項7から11のいずれか1項に記載の代替給電指令装置において、異常検出手段は、出力指令代替受信手段により主給電指令装置と代替給電指令装置との通信状態と、発電機情報代替受信手段又は監視結果受信手段により代替給電指令装置と各発電制御装置間の通信状態とを監視し、通信障害により主給電指令装置からの出力指令が伝送できないという異常を検出することを特徴とする代替給電指令装置。

請求項13

請求項7から12のいずれか1項に記載の代替給電指令装置において、監視結果受信手段の監視結果は、電力系統の所定の場所に設置されて電力系統の周波数を計測する周波数計からの情報を、含み、異常検出手段は、監視結果に基づいて主給電指令装置の異常を検出することを特徴とする代替給電指令装置。

請求項14

それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置の制御工程と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置の制御工程と、主給電指令装置による発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置の制御工程と、を備える代替給電制御システムの制御方法であって、各発電制御装置の制御工程は、制御対象となる発電機の出力状況を示す発電機出力情報を主給電指令装置及び代替給電指令装置に送信する発電機情報送信工程と、主給電指令装置及び代替給電指令装置から出力指令を受信する出力指令受信工程と、出力指令受信工程において受信された出力指令に基づいて主給電指令装置及び代替給電指令装置から送信された出力指令のうちいずれか一方を発電機の制御情報として選択する選択切替工程と、を含み、主給電指令装置の制御工程は、各発電制御装置から発電機出力情報を受信する発電機情報受信工程と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信工程において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を算出する出力指令値算出工程と、出力指令値算出工程において算出された出力指令値を含む出力指令を各発電制御装置及び代替給電指令装置へ送信する出力指令送信工程と、を含み、代替給電指令装置の制御工程は、主給電指令装置から送信された出力指令を代替として受信する出力指令代替受信工程と、各発電制御装置から送信された発電機出力情報を代替として受信する発電機情報代替受信工程と、出力指令代替受信工程において受信された出力指令と、発電機情報代替受信工程において受信された発電機出力情報と、に基づいて主給電指令装置の異常を検出する異常検出工程と、異常検出工程において主給電指令装置に異常が発生したと判定された場合、各発電制御装置の選択切替工程に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信する切替指令送信工程と、を含むことを特徴とする代替給電制御システムの制御方法。

技術分野

0001

本発明は、電力供給システムの制御を主給電指令装置から代替給電指令装置切替える需給制御システム及びその制御方法に関する。

背景技術

0002

電力設備は、電力消費する需要家送り届けるため、多数の水力発電所火力発電所原子力発電所等の発電所発電される電力を、発電所、送電線変電所、発電線などが連係する電力系統を構成している。この電力は水道やガスと異なり貯蔵しておくことができないため、時々刻々と変化する電気使用状況需要)に応じて発電力(供給)を調節し、常に需要と供給を等しくするように、バランスを保たなければならない。

0003

このため、電力系統は電力の使用状況や系統全体の状況を見ながら、全体を一貫した意志のもとに運用することが必要である。そこで電力会社では各発電所、変電所などに適切な運転指示給電指令)を行う給電所を設置している。日本の電力会社ほどの規模を持つ系統を運用する場合には、複数の給電所を設置して、役割分担範囲を定めて的確な運用を行っている。この各電力会社の給電所の構成で統括管理をするところとして中央給電指令所などと呼んでいる給電所を、電力会社毎に設置している。中央給電指令所は、他の下位組織給電所の統括と同時に、前記電力系統全体需給バランスに基づく、発電所への発電力の指令を行う、需給制御指令の役割を負っている。

0004

近年、非常災害時においても安定した電力供給を維持するために、本来の中央給電指令所(以下、主中給という)が被災したり、何らかの異常で機能喪失に陥ったり、主要通信設備使用不能になった場合における危機管理体制強化が望まれている。例えば関西電力の基幹系統給電所のパンフレット非特許文献1)に記載されているような非常用代替中央給電指令所(以下、代替中給という)の代替給電指令装置を、従来は準備している。

0005

従来は主中給の主給電指令装置が有する発電所の出力指令制御権を、代替中給の代替給電指令装置へ切替える際には、どちらかの所員が切替スイッチを手動で操作することで実施していた。

0006

関西電力株式会社,「基幹系統給電所」パンフレット,関西電力株式会社TEL:06-6441-8821(代表)1997年3月

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、手動による主給電指令装置から代替給電指令装置への切替処理では、緊急時の対応が遅れ、需要と供給の調整又は周波数制御が遅れる。この遅れの間、需要予測と実需要が乖離し、またこの後指令権が代替中給に切替り、適切な需要予測に基づく需給調整に戻そうとすると不連続な制御が発生する。

0008

また、火災又はテロなどにより主中給所員が指令室から避難する状態では、代替中給の代替給電指令装置への切替えが行われないまま、電力系統に接続する発電機出力無制御状態に陥る可能性がある。このような場合、各発電所における需給バランスが崩れ電力系統システムの制御自体が崩壊する可能性がある。

課題を解決するための手段

0009

以上のような問題を解決するために、本発明に係る代替給電制御システムは、それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える代替給電制御システムに関する。

0010

そして、各発電制御装置は、制御対象となる発電機の出力状況を示す発電機出力情報を主給電指令装置及び代替給電指令装置に送信する発電機情報送信手段と、主給電指令装置及び代替給電指令装置から出力指令を受信する出力指令受信手段と、出力指令受信手段において受信された出力指令に基づいて主給電指令装置及び代替給電指令装置から送信された出力指令のうちいずれか一方を発電機の制御情報として選択する選択切替手段と、を有している。

0011

そして、主給電指令装置は、各発電制御装置から発電機出力情報を受信する発電機情報受信手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を算出する出力指令値算出手段と、出力指令値算出手段において算出された出力指令値を含む出力指令を各発電制御装置及び代替給電指令装置へ送信する出力指令送信手段と、を有している。

0012

そして、代替給電指令装置は、主給電指令装置から送信された出力指令を代替として受信する出力指令代替受信手段と、各発電制御装置から送信された発電機出力情報を代替として受信する発電機情報代替受信手段と、出力指令代替受信手段において受信された出力指令と、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、に基づいて主給電指令装置の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段において主給電指令装置に異常が発生したと判定された場合、各発電制御装置の選択切替手段に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信する切替指令送信手段と、を有することを特徴とする。

0013

また、本発明に係る代替給電制御システムにおいて、代替給電指令装置は、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、出力指令代替受信手段において受信された出力指令と、に基づいて出力指令に含まれる出力指令値を許容値内の出力指令値に補正する異常指令値補正手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を代替算出する出力指令値代替算出手段と、異常検出手段により主給電指令装置に異常が発生したと判定された場合、各発電制御装置の選択切替手段を切替え、出力指令値代替算出手段による出力指令を送信するまで、異常指令値補正手段により補正された出力指令値を含む出力指令を送信することを特徴とする。

0014

ここで、出力指令には制御対象となる発電機の出力制御を行うための出力電力指令値出力周波数指令値との少なくとも1つが出力指令値として含まれることが好適である。これに対応して、発電機出力情報には制御対象となる発電機から現在出力されている発電機電力値と発電機周波数値との少なくとも1つが含まれることが好適である。これによって、実際に出力されている電力値又は周波数と出力指令によって将来出力されるであろう電力値又は周波数と比較することによって異常検出や異常補正を行うことができる。

0015

さらに、本発明に係る代替給電制御システムにおいて、代替給電指令装置と各発電制御装置間の通信状態監視し、通信障害により代替給電指令装置での制御が不可能と判断した場合に、代替給電指令装置からの制御に切替えない制御ロック手段を備えることを特徴とする。

0016

さらにまた、本発明に係る代替給電制御システムにおいて、少なくとも代替給電指令装置の異常検知手段からの情報を表示する表示手段を備えることを特徴とする。

0017

本発明に係る発電制御装置は、それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える代替給電制御システムに用いられる発電制御装置であって、制御対象となる発電機の出力状況を示す発電機出力情報を主給電指令装置及び代替給電指令装置に送信する発電機情報送信手段と、主給電指令装置及び代替給電指令装置から制御対象となる発電機の出力制御を行うための出力指令を受信する出力指令受信手段と、主給電指令装置からの出力指令を受信する出力指令と発電機出力情報に基づいて主給電指令装置を監視する主給電指令装置監視手段と、代替給電指令装置に監視結果を送信する監視結果送信手段と、出力指令受信手段において受信された出力指令に基づいて主給電指令装置及び代替給電指令装置から送信された出力指令のうちいずれか一方を発電機の制御情報として選択する選択切替手段と、を備えることを特徴とする。

0018

本発明に係る主給電指令装置は、それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える代替給電制御システムに用いられる主給電指令装置であって、各発電制御装置の制御対象である発電機の出力状況を示す発電機出力情報を各発電制御装置から受信する発電機情報受信手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を算出する出力指令値算出手段と、出力指令値算出手段において算出された出力指令値を含む出力指令を各発電制御装置及び代替給電指令装置へ送信する出力指令送信手段と、を備えることを特徴とする。

0019

本発明に係る代替給電指令装置は、それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置と、各発電装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置と、主給電指令装置による各発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置と、を備える電力系統における代替給電指令装置であって、制御対象となる発電機の出力制御を行うための出力指令値を含む出力指令を主給電指令装置から代替として受信する出力指令代替受信手段と、各発電制御装置の制御対象である発電機の出力状況を示す発電機出力情報を各発電制御装置から代替として受信する発電機情報代替受信手段と、発電制御装置の監視結果送信手段が送信した監視結果を受信する監視結果受信手段と、を備えることを特徴とする。

0020

また、本発明に係る代替給電指令装置において、出力指令代替受信手段において受信された出力指令値と、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、電力系統の周波数を計測する周波数計から得た周波数情報のうち、少なくとも1つの情報に基づいて主給電指令装置の異常を検出する異常検出手段と、各発電制御装置の選択切替手段に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信する切替指令送信手段と、を備えることを特徴とする。

0021

さらに、本発明に係る代替給電指令装置において、発電機情報代替受信手段において受信された発電機出力情報と、出力指令代替受信手段において受信された出力指令と、に基づいて出力指令に含まれる出力指令値を許容値内の出力指令値に補正する異常指令値補正手段と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信手段において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を代替算出する出力指令値代替算出手段と、を備え、主給電指令装置による需給制御が行われている時でも、代替給電指令装置の異常指令値補正手段は出力指令値を作成し、発電機の出力情報又は主給電指令装置の出力指令に基づき出力指令値代替算出手段により出力指令を補正することを特徴とする。

0022

さらにまた、本発明に係る代替給電指令装置において、異常検出手段から主給電指令装置に異常が発生したと判定された場合、切替指令送信手段を用いて各発電制御装置の選択切替手段に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信することを特徴とする。

0023

さらにまた、本発明に係る代替給電指令装置において、異常検出手段は、出力指令代替受信手段からの第1の情報(出力指令)と、発電機情報代替受信手段からの第2の情報(発電機出力情報)と、監視結果受信手段からの第3の情報(監視結果)のうち、少なくとも1つの情報に基づいて判断することを特徴とする。

0024

さらにまた、本発明に係る代替給電指令装置において、異常検出手段は、出力指令代替受信手段により主給電指令装置と代替給電指令装置との通信状態と、発電機情報代替受信手段又は監視結果受信手段により代替給電指令装置と各発電制御装置間の通信状態とを監視し、通信障害により主給電指令装置からの出力指令が伝送できないという異常を検出することを特徴とする。

0025

さらにまた、本発明に係る代替給電指令装置において、監視結果受信手段の監視結果は、電力系統の所定の場所に設置されて電力系統の周波数を計測する周波数計からの情報を、含み、異常検出手段は、監視結果に基づいて主給電指令装置の異常を検出することを特徴とする。

0026

本発明に係る制御方法は、それぞれ少なくとも1つの発電機を制御する複数の発電制御装置の制御工程と、各発電制御装置に対して出力指令を送信することによって発電制御装置を制御する主給電指令装置の制御工程と、主給電指令装置による発電制御装置の制御が不可能となった場合に主給電指令装置の代替として機能する代替給電指令装置の制御工程と、を備える代替給電制御システムの制御方法に関する。

0027

そして、各発電制御装置の制御工程は、制御対象となる発電機の出力状況を示す発電機出力情報を主給電指令装置及び代替給電指令装置に送信する発電機情報送信工程と、主給電指令装置及び代替給電指令装置から出力指令を受信する出力指令受信工程と、出力指令受信工程において受信された出力指令に基づいて主給電指令装置及び代替給電指令装置から送信された出力指令のうちいずれか一方を発電機の制御情報として選択する選択切替工程と、を有している。

0028

そして、主給電指令装置の制御工程は、各発電制御装置から発電機出力情報を受信する発電機情報受信工程と、管轄電力系統に含まれる各発電機に対する需要予測と発電機情報受信工程において受信された発電機出力情報とに基づいて管轄電力系統に含まれる各発電機の出力を制御するための出力指令値を算出する出力指令値算出工程と、出力指令値算出工程において算出された出力指令値を含む出力指令を各発電制御装置及び代替給電指令装置へ送信する出力指令送信工程と、を有している。

0029

そして、代替給電指令装置の制御工程は、主給電指令装置から送信された出力指令を代替として受信する出力指令代替受信工程と、各発電制御装置から送信された発電機出力情報を代替として受信する発電機情報代替受信工程と、出力指令代替受信工程において受信された出力指令と、発電機情報代替受信工程において受信された発電機出力情報と、に基づいて主給電指令装置の異常を検出する異常検出工程と、異常検出工程において主給電指令装置に異常が発生したと判定された場合、各発電制御装置の選択切替工程に対する切替指令を含む出力指令を各発電制御装置へ送信する切替指令送信工程と、を有することを特徴とする。

発明の効果

0030

本発明によると、主中給所員又は代替中給所員の手動操作による主給電指令装置から代替給電指令装置への制御権の切替えを不要とし、緊急時の対応の遅れ、電力の需要供給バランス制御又は周波数制御の遅れを防ぐことができる。

0031

さらに、代替給電制御システムを用いることにより、主給電指令装置の出力指令値を常に代替給電指令装置で受信し、主給電指令装置の出力指令値を知ることにより、切替え時における出力指令値の連続性を確保し、切替えに伴う不要な発電機出力制御を回避でき、安定した電力供給が実現できる。

発明を実施するための最良の形態

0032

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。なお、ここで中央給電指令所と呼んでいるのは、需給制御を行っている箇所であり、この役割を分担する箇所であるならば、この名称に限定するものではない。

0033

1 全体構成
図1は、本発明に係る制御権切替機能を備えた需要制御装置を含む中央給電指令所(主中給)の主給電指令装置と代替中央給電指令所(代替中給)の代替給電指令装置及び発電制御装置の全体構成を示した代替給電制御システム図である。本実施形態に係る給電制御システムは、需要制御装置を含む主給電指令装置10と制御権切替機能を有する代替給電指令装置20及び発電制御装置30を含み、それぞれが通信回線で結ばれている。

0034

主給電指令装置10と代替給電指令装置20は、一般的に管轄電力系統内に数十カ所ある発電所に設けられた発電制御装置30に出力指令を送信して発電機32の出力を制御する。電力は24時間安定して供給する必要があり、その運用に必要な情報は,給電制御システム内において停止することなく伝送される必要がある。このため、本実施形態の給電制御システムでは装置の多重化回線障害時の自動迂回機能及び、多重化されたコンピュータシステム実装されている場合があり、ここではそのときを示している。なお、多重化されていない場合であっても同様である。

0035

本実施形態における給電制御システムでは、通信回線にCDT回線(Cyclic Digital data Transmission equipment:給電情報伝送装置の一つで、電力設備機器などから給電情報を取り込み、サイクリック方式でその給電情報を伝送する通信回線)を採用している。また、送受インターフェース(14,15,24,25)は単なる通信インターフェースではなく、通信及びデータの受け渡しを行う情報サーバの役割を果たしている。

0036

図1において、主給電指令装置10と代替給電指令装置20はLAN回線とCDT回線で接続され、主給電指令装置10からの出力指令が代替給電指令装置20に伝送される。また、主給電指令装置10及び代替給電指令装置20は、発電制御装置30とCDT回線で接続されており、発電制御装置30から発電機電力値を含む発電機出力情報が送信される。

0037

次に、発電制御装置30について説明する。発電制御装置30は、CDT回線の送受信インターフェース(33a,33b)と、主給電指令装置を監視する監視部34と、受信切替器31と少なくとも1つの発電機32を含んでいる。送受信インターフェース(33a,33b)の受信側は受信切替器31の入力に接続され、受信切替器31の切替制御端子は代替給電指令装置の送受信インターフェース33aに接続されている。受信切替器31の出力は、さらに制御対象の発電機32に接続されており、選択された下り伝送ファイル(13,23)の出力指令のみ発電機32に送信される。また、監視部34は、送受信インターフェース33bの受信側と送受信インターフェース33aの送信側に接続されている。

0038

発電制御装置30は、出力電力指令値を含む出力指令を切替えて受信するために受信切替器31を有し、選択すべき出力指令を代替給電指令装置からの指令で切替ることができる。通常運転時、主給電指令装置10が需要予測と発電状況に基づき発電制御装置30に出力指令を送信して給電制御を行うが、このような仕組みを備えることにより、主給電指令装置10に異常が発生し、機能喪失となった場合には、代替給電指令装置20が発電制御装置30の受信切替器31を切替えて、代替給電指令装置20からの出力指令を発電制御装置30に送信することで制御を継続させることが可能である。

0039

2主給電指令装置及び代替給電指令装置の構成
主給電指令装置10の詳細構成及び動作について図2を用いて説明する。図2は、主給電指令装置10に設けられた需給制御装置11の構成図である。主給電指令装置10は、需給制御装置11、送受信インターフェース14,15a,15b、非常通報スイッチ16、周波数計測器35及び指令卓17を有している。

0040

送受信インターフェース15bは、複数の発電制御装置30から現在の発電機電力値を含む発電機出力情報を受信して上り伝送値ファイル12に格納する。需要制御装置11は、周波数計測器35より現在の周波数と、上り伝送値ファイル12から発電機出力情報に含まれる発電機電力値を取得し、出力電力指令値を含む出力指令を作成し、下り伝送値ファイル13に格納する。下り伝送値ファイルに格納された出力指令は、送受信インターフェース(15a,15b)により代替給電指令装置20と発電制御装置30に送信される。

0041

需要制御装置11は、指令値スケジュールファイル52を作成する出力指令値作成部51と、指令値スケジュールファイル52に基づき定時出力を行う定時出力処理部53と、現在指令値ファイル54を出力する出力指令値変更出力部55とを有している。

0042

需給制御装置11の出力指令値作成部51は、実際の発電機出力情報と予め計画された需要予測ファイル56に基づき、需要予測を加味して出力指令を送信する時刻出力値に変換した指令値スケジュール52を再計算する。

0043

定時出力処理部53は、指令値スケジュールファイル52に記録された所定時刻毎の出力値を現在指令値として現在指令値ファイル54に出力する。出力指令値変更出力部55は、発電機32に出力指令を作成し、出力指令と、非常通報と、主給電指令装置の状態通知と、を下り伝送値ファイル13に記録する。

0044

送受信インターフェース15aと15bは、出力変更となった出力指令と状態通知とをCDT回線を介して発電制御装置30と代替給電指令装置20に送信する。

0045

次に、代替給電指令装置20の構成および動作について図3を用いて説明する。図3は、代替給電指令装置20に設けられた需給制御装置21の構成図である。代替給電指令装置20は、需給制御装置21、需要予測ファイル66、受送信インターフェース24、25a、25b及び指令卓26を有している。図3では主中給指令装置との情報設備高信頼度を確保するため、通信線を二重にしてある場合を示しているが、必ずしも二重である必要はない。

0046

需給制御装置21は、主給電指令装置10の需給制御装置11の構成に加えてさらに監視制御ユニット70を有している。

0047

制御監視ユニット70は、異常指令値補正部71と、周波数/指令値異常監視部72と、制御権切替判定部73と、制御権切替スイッチ(S/W)74を有している。主中給に制御権がある通常の運転状態の時は、制御権切替スイッチ74は、異常指令値補正部71に接続され、代替給電指令装置の定時出力処理部63とは接続されていない。

0048

異常指令値補正部71では、常時は主給電指令装置からの指令値入力として、そのまま出力するが、主中給指令装置の出力が、情報異常なった場合、異常となった発電所に関する主中給からの出力指令値を、受送信インターフェース25bを通じて得た発電所出力に対応した指令値に入れ換えて、さらに情報異常とせずに出力する。こうすることで主中給指令装置からの異常な情報が、下り伝送値ファイル23を通じて先の処理に行くことはないようにしている。

0049

周波数/指令値異常監視部72では、主に周波数計測器35で計測した系統周波数が、系統周波数(50Hzまたは60Hz)から予め決められた範囲から逸脱したらば、異常が生じていると判断する。電力系統の周波数は交流で連係されている限り、同時刻でどの地点でも同じであるため、周波数計測器35はリアルタイムで計測できる範囲において、電力系統のどの地点に設置しても構わない。

0050

制御権切替判定部73では、上り伝送値ファイル22や、主給電指令装置から送受信装置24を通じて得た情報、周波数/指令値異常監視部72、指令卓26から、主給電指令装置が機能喪失になるなどして、電力系統の需給制御が不可能になったと判断した場合には、制御権切替S/W74に指令し、代替給電指令装置の定時出力処理部63に切替える。

0051

代替給電指令装置20では、常に出力指令値作成部61で発電所への出力指令値を作成している。これは、主給電指令装置10が突然機能喪失等に陥り、制御権が代替中給に切替っても、発電所への指令値が切替の前後で大きく異なるようなことはなく、連続した値で指令値が推移できるようにするためである。なお、主給電指令装置内の指令値スケジュールのプログラムと、代替中給指令装置の指令値スケジュールプログラムは、全く同じものであるとは限らず、計算結果にわずかな相違が生じる場合があるが、その対策として主給電指令装置の指令値を上り伝送値ファイル22を経由して出力指令値作成部61に取り込み、これをもとに前記相違を補正している。

0052

指令値スケジュールファイル62、定時出力処理部63、現在指令値ファイル64、出力指令値変更出力部65は、それぞれ図2に示した主中給制御装置10の対応する部分(指令値スケジュールファイル52、定時出力処理部53、現在指令値ファイル54、出力指令値変更出力部55)と同じである。

0053

3伝送値ファイル
図4は、主給電指令装置10と代替給電指令装置20及び発電制御装置30でやり取りされる情報である下り伝送値ファイル(13,23)の構成を示した構成図である。

0054

(a)下り伝送値ファイル(13,23)は、主給電指令装置からの指令値(主給指令値)と、主給電指令装置の状態通知(主給状態通知)と、制御権切替指示を含んでいる。さらに、主給指令値は、発電所の発電機を識別するユニット名と、出力及び運転モードを含んでいる。運転モードは、指示された出力を優先して制御するDPC(Dispatching Power Control:運転基準出力制御)と、周波数を優先して制御するAFC(Automatic Frequency Control:自動周波数制御)等である。主給状態通知は、主給電指令装置の内部状態と非常通報が含まれている。さらに、制御権切替指示は、各ユニットが選択すべき選択先情報を含んでいる。

0055

次に、上り伝送値ファイル(12,22)について説明する。図5は、主給電指令装置10と代替給電指令装置20及び発電制御装置30でやり取りされる情報の格納ファイルである上り伝送値ファイルの構成と、出力指令の作成に使用する関連ファイルの構成を示した構成図である。

0056

(b)上り伝送値ファイル(12,22)は、発電制御装置30から送信される情報であり、発電制御装置30が受けた出力電力指令値及び、発電機電力値を含んでいる。主給指令値は指令を受けた時刻が記録され、ユニット名、出力、運転モードが含まれている。発電機出力情報には、報告をした時刻と、ユニット毎の出力が記録されている。

0057

(c)指令値スケジュールファイル52は、後述する予め計画された需要予測と、実際に発電した実績を基にしてこれからの指令値をスケジュールするファイルであり、各時刻におけるユニット名と出力指令が記録されている。なお、指令値スケジュールは、実際に発電した実績により所定間隔毎に再計算される。

0058

(d)現在指令値ファイル54は、指令値スケジュールファイル52を基に、現在の指令値の一覧を示すファイルであり、指令値が更新されるとファイル内容が更新される。

0059

4制御権自動切替処理
図6は、制御権自動切替の処理の流れを示すフローチャートである。以下、制御権切替に関する処理の流れを説明する。最初に、主給電指令装置が正常な場合について説明する。

0060

図6に示す制御権自動切替が開始される(ステップS1)と、制御権自動切替判定サブルーチンが実行され(ステップS2)、後述する制御権切替条件を基にして判定を行うが、制御権切替条件を満足しない場合は、終了処理に移り、制御権は“主中給”のまま切替らない。

0061

4.1 正常時の処理
次に、正常時のシステム間の情報伝達について図7図8を用いて説明する。図7は、発電制御装置30の上り伝送値ファイル(12,22)に記録される発電機出力値などを含む情報を、主給電指令装置10と代替給電指令装置20に送信するイメージ図である。また、図8は、通常(正常)運転時における主給電指令装置10からの下り伝送値ファイル(13)に記憶される出力指令値などを含む情報を、発電制御装置30に送信するイメージ図である。

0062

最初に、各発電制御装置30の下り伝送値(発電機出力値)等の送信について説明する。図7において、発電制御装置30は、主給電指令装置10と代替給電指令装置20に発電機32の出力値及び運転状態情報を含む上り伝送値ファイル(12,22)をCDT回線で伝達する。このデータ送信により、主給電指令装置10と代替給電指令装置20は、発電制御装置30が受信した出力指令値と現在の発電制御装置30の出力を入手することが出来る。

0063

次に、図8を用いて主給電指令装置10が正常に稼働している場合(正常運転時)における情報の伝達について説明する。主給電指令装置10の送受信インターフェース15bは、発電制御装置30から受信した上り伝送値ファイル(12)の情報に基づいて、現在指令値ファイルを作成し、主給電指令装置10は出力指令を計算する。さらに、送受信インターフェース15bは、CDT回線を用いて発電制御装置30に下り伝送値ファイル(13)の情報を送信する。さらに送受信インターフェース15aは、代替給電指令装置20の送受信インターフェース25aにも同様の下り伝送値ファイル(13)の情報を送信する。

0064

代替給電指令装置20では、主給電指令装置10から送られてくる下り伝送値ファイル(13)の出力指令値と発電制御装置から送られてくる上り伝送値ファイルの発電機出力とを比較する。出力指令値と発電機出力の差が発電許容変化量を超える値又は、異常数値であるかを監視し、正常値の場合は、発電制御装置30に、主給電指令装置からの指令値を含む情報をそのまま下り伝送値ファイル(23)を送信する。

0065

正常運転時において、発電制御装置30の受信切替器31は“主給電指令装置10”側に接続されている。このため、主給電指令装置10及び代替給電指令装置20から送信された下り伝送値ファイル(13,23)のうち主給電指令装置10からの下り伝送値ファイル(13)のみ受付けられ、発電制御装置30はこの下り伝送値ファイル(13)の情報に基づいて発電機32の制御を行う。

0066

4.2 異常時の処理
図9は、異常が発生し、代替運転時における代替給電指令装置20からの下り伝送値(代替給出力指令値)を発電制御装置に送信するイメージ図である。以下、図6のフローチャートを用いて処理の流れを説明する。

0067

図6に示すS3以降の処理を継続する(以下、ステップを省略しS1と表示)と、制御権自動切替判定サブルーチンが実行され(S2)、後述する制御権切替条件を基にして判定を行うが、制御権切替条件と合致する場合(異常時)はS3以降の処理を継続する。

0068

制御権自動切替を継続する場合は、代替中給の内部切替サブルーチン(S3)を実行する。次に、発電制御装置の選択信号切替サブルーチン(S4)を実行し、最後に出力指令値送信切替サブルーチン(S5)を実行し、制御権を切替え、切替処理が終了する。次に、制御権切替の条件について説明する。

0069

4.3異常検出及び制御権切替の条件
代替中給には運転員常駐しているとは限らず、無人のときであっても自動的に代替給電指令装置20が、主中給指令装置の需給制御が不可能な状態に陥ったことを図3の代替給電指令装置20の制御権切替判定部73で判断して、自動的に制御権を代替中給指令装置に切替える。以下、この判断の具体的な条件を示す。

0070

図10は、主給電指令装置10から代替給電指令装置20へ制御権を切り替える状況(ケース)を示したものであり、(表1)はその条件を示すものである。本実施形態で実施した切替条件は、以下の3つのケースであり、このうちどれかに該当すれば制御権の切替を実施する。

0071

また、図16は、本発明に係わる代替給電制御システムの情報を表示する大型表示器のイメージを示したイメージ図であり、制御権切替に伴う表示イメージも合わせて説明する。この情報は遠隔地からアクセスすることもできる。

0072

ケース1は、主給電指令装置10自身の異常により、主給電指令装置10から発電制御装置30に対する指令が不能になった場合である。この状態の検出方法として、次の2つの場合があり、このうちどちらかが成立したらならばケース1に該当したと判断する。
(a)主中給に設置してある主中給システム以外の監視機能を持つ計算機が、異常を検知して、その情報を代替中給へ送信し、代替給電指令装置がその情報を受信して関知する。
(b)主中給に設置してある通信装置が、情報更新しない等の異常を感知して、信号に「情報異常ビット」を立てて、それを代替中給へ送信し、代替給電指令装置がその情報異常ビットを受信して関知する。

0073

(a)及び(b)の方法により異常を又は制御不能を判定し、図16の表示イメージでは、表示文字を“赤”として表示し(S100)、主給電指令装置不良又は制御不能な発電制御装置数等の表示をする(S102)。

0074

ケース2は、主中給と各発電所を結ぶ通信設備や伝送路の大部分が異常となったときである。この状態の検出方法として、次の2つの場合があり、このうちどちらかが成立したならばケース2に該当すると判断する。
(c)発電所に設置した通信装置が、主中給から送られてくる情報が所定時間(例えば5秒程度)経過しても更新しない場合、異常だと感知して、代替中給にその異常を知らせる情報を送信する。例えば信号に「情報異常ビット」を立てる等の方法が考えられる。それを代替中給へ送信して、ある一定数以上の発電所から異常情報が送られてきた場合、ケース2に該当すると判断して関知する。
(d)主中給と発電所間は上り下り伝送線共有している場合、主中給に設置している通信設備が、発電所から主中給への上り情報が、所定時間(例えば5秒程度)経過しても更新しない場合、伝送路自身に異常があると判断する。それがある一定数以上の発電所への通信線が異常になったならば、主中給に設置している通信装置が、代替中給へ異常であることを送信し、代替中給でその情報を受信して関知する。

0075

この結果、主給電指令装置10は発電制御装置を制御できなくなるので、“主給電指令装置異常”として判定する。この場合、図16の表示イメージでは、主給電制御不能箇所の表示(S103)又は、代替給電指令装置との通信異常の表示(S104)を表示する。

0076

最後のケース3は、火災やテロなどの発生により、主中給所員が指令室から避難しなければならない場合である。この場合は次の2つの検出方法が考えられる。
(e)主中給運転員が避難する際、非常通報釦を押下して避難することができた場合、その情報を代替中給が受信する。
(f)主中給の運転が出来なくなったことで、電力系統の需給バランスが崩れ、系統周波数がある一定程度の範囲を超えて変動した場合。

0077

この場合は、前記ケース1とケース2の場合と同様に(e)か(f)のどちらかの条件が成立したならば、ケース3であると判断することも考えられるが、非常通報釦を誤って押下することや、主中給制御装置や各発電所の制御装置がすべて健全であるにもかかわらず、電力系統の需給制御自身が困難になって系統周波数が変動している事態も考慮して、上記2つの条件が両方とも成立した場合にだけ、ケース3に該当すると判断しても良い。

0078

さらに、非常通報を含むこれらの情報は、CDT回線とLAN回線を通じて代替給電指令装置20と関係部署に通知される。例えば、図16の表示イメージでは、非常通報の点灯(S101,S106)がなされる。なお、電力制御システムにおける異常はこれらに限定されるものではなく、他の異常についても上記3つのケースと同様に処理することができることはいうまでもない。

0079

次に、図16に示している指令卓26の大型表示器について追加説明する。大型表示器には、主給電指令装置10と、代替給電指令装置20と、発電制御装置30及び通信回線に関する情報を表示することが可能であり、制御権表示、切替状況表示、発電制御装置状況表示、非常通報表示、切替ロック情報表示及び指令値の表示が可能である。

0080

以下に、制御権切替処理について説明する。図11は、制御権自動切替判定の処理の流れを示すフローチャートである。制御権自動切替判定サブルーチン(S2)を開始すると、制御権切替条件が成立でしているかをステップS20で判定する。もし、制御権切替条件が成立した場合は、ステップS21に進み、運転員に制御権切替実施を知らせるため、指令卓の大型表示器にアラーム音声及び釦フリッカにより注意を促す。運転員にどのような要因で制御権切替を実施するのかを図示しないCRT画面に表示する(S22)。

0081

次に、代替給電指令装置20と発電制御装置30との間の通信回線異常による切替機能がロックされているかを判定する(S23)。ロック機能の詳細は後述するが、切替機能がロックされている場合は、指令卓26の大型表示器のアラームと音声及び釦フリッカにより通知する。さらにステップS27において、切替機能がロックされており、制御権切替を実施しないことをCRT画面に表示して、終了(S28)の処理に移る。

0082

もし、切替機能がロックされていない場合(S23)は、制御権自動切替を開始することをCRT画面に表示し(S25)、次処理(S26)に進む。

0083

図12は、代替給電指令装置20における内部切替の処理の流れを示すフローチャートである。代替中給の内部切替サブルーチン(S3)は、代替給が通常運転特有の記録及び監視処理を終了して、代替運転を開始する為の内部処理である。内部切替処理を開始すると、ステップS30において、運転状態フラグを“通常運転”(正常時)から“代替運転”(異常時)に変更し、指令卓26の大型表示器にアラームと音声及び釦フリッカにより通知する。

0084

次に、通常(正常)運転時における記録及び監視処理を停止させるために、図示しない関連システム停止要求を送信する(S31)。さらに、ステップS32において、代替運転時に必要となる処理を開始して、次処理(S33)に進む。

0085

図3に示したように、主給電指令装置10に異常が発生し、主給電指令装置10から送られてくる出力電力指令値と、発電制御装置30から送られてくる発電機電力値の差が許容量を超える場合、代替給電指令装置20は出力指令の異常値を現在の発電制御装置30の出力値に補正している。このため、発電制御装置30の受信切替器31が切替る途中の段階では、異常な指令値が補正されている。

0086

全ての発電制御装置30の制御権切替が終了するまでの所要切替時間(例えば10秒間)が必要となるので、この間は、補正された代替給電指令装置20からの出力指令を送信することで、発電制御装置30の混乱を抑え、制御権切替が終了後は、後述する代替給電指令装置20の出力指令に基づく運転を開始する。

0087

図13は、発電制御装置30に対して選択信号切替を指示する処理の流れを示すフローチャートである。発電制御装置30の選択信号切替サブルーチン(S4)は、各発電制御装置が受信している“主給電指令装置(主給)”からの出力指令を“代替給電指令装置(代替給)”に切替える処理である。

0088

選択信号切替処理を実行すると、発電制御装置が出力指令を受信している先が“代替給電指令装置(代替中給)”になっているかを確認(S41)する。もし、“代替中給”になっていれは、選択信号を切替えず、次ステップへ移る。

0089

次に、発電制御装置30より選択状態応答不可を受信している場合は(S42)、選択信号を切替えない。次に、切替除外設定をされている場合は(S43)、選択信号を切替えない。次に、上記の条件でない場合、発電制御装置30に“代替給電指令装置(代替中給)”の選択信号を送信する(S44)。次に、選択信号の変更を指令卓26のCRT画面に出力して運転員に通知する(S45)。

0090

ステップS46において、全ての発電制御装置30からの応答が来るまでの所定時間T3(例えば約10秒間)経過を待つ。なお、代替給電指令装置20から切替指令を送信して全ての発電制御装置30が切替えて代替給電指令装置20にアンサーバックするまでの遅延時間を所定時間T3で対応している。

0091

ステップS47において、選択信号が“代替給電指令装置(代替給)”となった発電制御装置30の数がm未満の場合、ステップS48,S49において、運転員に通知し、m以上切り替わった場合は、ステップS50において、出力指令値送信切替処理を起動して、ステップS51の次処理に移る。

0092

図14は、主給電指令装置10から代替給電指令装置20へ出力指令値送信切替が行われる処理の流れを示すフローチャートである。出力指令値送信切替サブルーチン(S5)は、代替給電指令装置20から送信する出力指令値を、主給電指令装置10から送られた出力指令値から代替給電指令装置20で作成した出力電力指令値に切替える処理であり、切替が終了すると以後は代替給電指令装置20から制御が可能となる。

0093

通常(正常)運転時と代替運転時とでは、系統分離、CDT回線異常、指令値選択による制御方式および運転モードの扱いが異なるため、系統状態及び回線状態を判定して制御方式及び運転モードの切替を行う。

0094

出力指令値送信切替サブルーチン(S5)を開始すると、ステップS61からステップS64までは、発電制御装置30毎の回線状態、系統状態により制御方式・運転モードを変更する。ステップS64において、指令値選択が中給であると判断された場合は、ステップS65において制御方式を手動に切替える。

0095

ステップS66において、切替後、円滑に需給制御を行うため、一括自動手動指定を判定する。ステップS67において一括自動手動設定が手動になっている場合は、自動に変更する。

0096

ステップS68において、代替給電指令装置20で作成した指令値スケジュールファイル62、及び手動入力した出力指令値に従って、現在指令値ファイルの送信を開始する。ステップS69において、制御権切替の終了を指令卓26の大型表示器にアラーム出力音声出力及び釦フリッカにより通知する。ステップS70において、制御権切替の完了をCRT画面に出力した後、処理が終了(S71)する。以上の処理により代替給電指令装置が処理を引き継ぐことが可能となる。次に、代替給電指令装置20に処理を引継がない例外処理について説明する。

0097

4.4例外処理
図15は、ロック条件成立状況と、マンマシン出力及び主給電指令装置10に通報する状態遷移を示す状態遷移図である。ロック機能は、代替給電指令装置20および代替給電指令装置20と発電制御装置30間の情報伝送状態を監視し、代替給電指令装置20での需給制御が不可能と判断した場合に、制御権の切替を行わないように制御権切替機能を自動的に抑止する機能である。

0098

切替ロック条件が成立した場合は、アラーム出力、釦フリッカをおこない、成立した条件とロック実施をCRT画面に出力するとともに音声出力を行う。図15のステップS80の状態のみ操作可能となり、その他のステップS81又はステップS82ではオペレーション不可又は要求無視となる。

0099

5.本実施形態における作用・効果
図17は、主給電指令装置10から代替給電指令装置20へ出力指令値送信切替が行われる処理のタイミングチャート図である。図中の信号は、上から周波数、指令値と電力需要、異常監視、発電制御装置受信切替及び代替給電指令装置出力指令の信号である。さらに、図中“A”から“H”は信号の変化点である。

0100

最初に、本実施形態における作用について説明する。図中、電力需要に対して指令値が正常に対応している場合には、周波数が定常状態(例えは50Hz)で推移する。次に、“A”ポイントで主給電指令装置に異常が発生し、指令値が更新されずに電力需要だけが増加すると、電力系統の周波数が徐々に低下を開始する。

0101

代替給電指令装置20の異常監視信号が“ON”になり異常を検知すると(“B”ポイント)異常指令補正部71により破線で示す信号に変化する。次に、代替給電指令装置20から送られた切替信号に基づき発電制御装置30が受信し、切替が開始される(“C”ポイントから“D”ポイント)。複数の発電制御装置30が“E”ポイントで全て切替ると、自動復帰となり、代替給電指令装置による需給予測に基づく出力指令の送信が完了する。

0102

さらに、“E”ポイントから“F”ポイント間で電力需要に対する指令値が追従し、周波数も定常状態に移行する。その後“F”ポイントで、需要と供給のバランスがとれ、周波数が通常の値に復帰する。以上の一連の処理が自動的に処理される。

0103

次に、従来の手動操作における作用を説明する。例えば、本願出願人による検証によると手動操作の場合は、“A”ポイントで異常が発生したことを認識するまでの初期応動に約10分、状況判断に約10分、復旧操作に約10分を必要とし、“A”ポイントで異常が発生してから手動復帰の“G”ポイントまで約30分程度で対応可能であるが、電力需要に指令値が追従する“H”ポイントにいたる電力需要と指令値の差異及び周波数低下が顕著であった。

0104

以上、説明したように、本実施形態によると、主中給又は代替中給所員の手動による切替スイッチの操作を不要とし、代替給電指令装置20の自動処理により、緊急時の対応が遅れ、需要と供給の調整又は周波数制御の遅れを改善することができるという効果がある。

0105

また、大災害が発生し、主給電指令装置10の機能喪失などの非常事態発生した時、代替給電指令装置20が現状を運転員に通知し、状況を短時間に認識し適切な対処を取ることが可能となる。本実施形態の一例によると、自動切替処理時間(約30秒)であるが、通信装置の処理速度の向上及び処理コンピュータ高速化によりさらに迅速に切替えられることはいうまでもない。

0106

さらに、主給電指令装置10からの異常指令値を補正する機能と、自動切替機能により、異常状態から需給予測値による正常状態への急激な需給調整又は周波数制御を抑制できるという効果がある。

0107

さらにまた、火災又はテロなどにより中給の所員が指令室から避難する場合であっても機器が正常に作動している場合は継続して運転を行い、主給電指令装置10が機能喪失した場合又は代替給電指令装置20の指令により自動的に代替給電指令装置20に切替えられるという効果もある。

図面の簡単な説明

0108

本発明に係る制御権切替機能を備えた需要制御装置を含む中央給電指令所(中給)の主給電指令装置と代替中央給電指令所(代替中給)の代替給電指令装置及び発電制御装置の全体構成を示した代替給電制御システム図である。
主給電指令装置に設けられた需給制御装置の構成図である。
代替給電指令装置に設けられた需給制御装置の構成図である。
主給電指令装置と代替給電指令装置及び発電制御装置でやり取りされる下り伝送値ファイルの情報の構成を示した構成図である。
主給電指令装置と代替給電指令装置及び発電制御装置でやり取りされる上り伝送値ファイルの構成と、出力指令の作成に使用する関連ファイルの情報の構成を示した構成図である。
制御権自動切替の処理の流れを示すフローチャートである。
発電制御装置の上り伝送値を主給電指令装置と代替給電指令装置に送信するイメージ図である。
正常運転時における主給電指令装置から下り伝送値を発電制御装置に送信するイメージ図である。
異常が発生し、代替運転時における代替給電指令装置からの下り伝送値を発電制御装置に送信するイメージ図である。
主給電指令装置から代替給電指令装置へ制御権を切替える状況を示した状態図である。
制御権自動切替判定の処理の流れを示すフローチャートである。
代替給電指令装置における内部切替の処理の流れを示すフローチャートである。
発電制御装置に対して選択信号切替を指示する処理の流れを示すフローチャート図である。
主給電指令装置から代替給電指令装置へ出力指令値送信切替が行われる処理の流れを示すフローチャートである。
ロック条件成立状況と、マンマシン出力及び主給電指令装置に通報する状態遷移を示す状態遷移図である。
本発明に係る代替給電制御システムの情報を表示する大型表示器のイメージを示したイメージ図である。
主給電指令装置から代替給電指令装置へ出力指令値送信切替が行われる処理のタイミングチャート図である。

符号の説明

0109

10主給電指令装置、11,21需給制御装置、12,22上り伝送値ファイル、13,23下り伝送値ファイル、14,15,24,25,33送受信インターフェース、16 非常通報スイッチ、17,26指令卓、20代替給電指令装置、30発電制御装置、31 受信切替器、32発電機、34監視部、35周波数計測器、51,61出力指令値作成部、52,62指令値スケジュールファイル、53,63 定時出力処理部、54,64 現在指令値ファイル、55,65 出力指令値変更出力部、56,66需要予測ファイル、70監視制御ユニット、71 異常指令値補正部、72周波数/指令値異常監視部、73制御権切替判定部、74 制御権切替スイッチ。

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