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技術 給電システム、及び給電システムの制御方法

出願人 中国電力株式会社
発明者 真木一成
出願日 2007年12月7日 (14年0ヶ月経過) 出願番号 2007-317434
公開日 2009年6月25日 (12年6ヶ月経過) 公開番号 2009-142107
状態 特許登録済
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 周波数計測器 周波数取得 発電機出力値 制御コマ 給電制御装置 パワーエレクトロニクス技術 メタル線 周波数計測
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

給電指令機関から発電設備に対して需給制御を行う際の応答特性を正確に把握し、需給バランスを適切な制御を可能にする。

解決手段

給電指令装置20と、給電指令装置20と通信手段4により通信可能に接続する発電制御装置30とを含む給電システムにおいて、給電指令装置20が、指令値の生成及び伝送遅延時間を算出し、生成された指令値を伝送遅延時間に応じた時定数を有するローパスフィルタに通過させ、ローパスフィルタを通過した後の指令値を通信手段により発電機制御装置30に送信し、発電機制御装置30は、受信した指令値に基づいて発電機40を制御するようにする。上記ローパスフィルタの時定数は、給電指令装置20が送信した指令値が適用されるべき時刻と、発電機制御装置30において指令値が実際に適用される時刻との差が最小になるように設定する。

概要

背景

電力需給バランスを適切に保つため、中央給電指令所等の給電指令機関給電指令装置を設置し、給電指令機関において需要予測し、この需要予測値発電機出力に基づいて指令値発電設備に送信することにより需給バランスを確保することが行われている(例えば、特許文献1を参照)。
特願2004−311426号公報

概要

給電指令機関から発電設備に対して需給制御を行う際の応答特性を正確に把握し、需給バランスを適切な制御を可能にする。給電指令装置20と、給電指令装置20と通信手段4により通信可能に接続する発電制御装置30とを含む給電システムにおいて、給電指令装置20が、指令値の生成及び伝送遅延時間を算出し、生成された指令値を伝送遅延時間に応じた時定数を有するローパスフィルタに通過させ、ローパスフィルタを通過した後の指令値を通信手段により発電機制御装置30に送信し、発電機制御装置30は、受信した指令値に基づいて発電機40を制御するようにする。上記ローパスフィルタの時定数は、給電指令装置20が送信した指令値が適用されるべき時刻と、発電機制御装置30において指令値が実際に適用される時刻との差が最小になるように設定する。

目的

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、給電指令装置と発電設備との間の伝送遅延を考慮して需給バランスを適切に制御することが可能な給電システム、及び給電システムの制御方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

発電機を制御するための指令値を生成する給電指令装置と、前記給電指令装置と通信手段を介して通信可能に接続する発電制御装置とを含んで構成される給電システムであって、前記給電指令装置は、前記指令値を生成する指令値生成部と、生成された前記指令値を前記通信手段における伝送遅延時間に応じた時定数を有するローパスフィルタに通過させるフィルタ処理部と、前記ローパスフィルタを通過した後の指令値を前記通信手段により前記発電制御装置に送信する指令値送信部とを有し、前記発電制御装置は、前記指令値を受信する指令値受信部と、受信した前記指令値に基づいて発電機を制御する発電機制御部とを有することを特徴とする給電システム。

請求項2

請求項1に記載の給電システムであって、前記給電指令装置は、前記通信手段における伝送遅延時間を算出する伝送遅延時間算出部をさらに有することを特徴とする給電システム。

請求項3

請求項1に記載の給電システムであって、前記ローパスフィルタの時定数が、前記給電指令装置において生成される前記指令値と、当該指令値が前記発電制御装置において適用されるべき時刻に前記発電制御装置が実際に適用される指令値との差を最小にする値に設定されていることを特徴とする給電システム。

請求項4

請求項2に記載の給電システムであって、前記給電指令装置の前記指令値送信部は、前記指令値を、送信時刻を示すタイムスタンプT1を付加して前記通信手段により前記発電制御装置に送信する手段をさらに有し、前記発電制御装置は、前記発電機から発電機出力を取得する発電機出力取得部と、取得した前記発電機出力を、前記指令値に付加されている前記タイムスタンプT1を付加して前記通信手段により前記給電指令装置に送信する発電機出力送信部とをさらに有し、前記給電指令装置は、前記発電機出力を受信する発電機出力値受信部と、前記発電機出力値受信部が前記発電機出力を受信するとその受信時刻を示すタイムスタンプT2を生成するタイムスタンプT2生成部とをさらに有し、前記給電指令装置の前記伝送遅延時間算出部は、受信した前記発電機出力に付加されている前記タイムスタンプT1と生成した前記タイムスタンプT2とに基づいて前記伝送遅延時間を算出する手段を有することを特徴とする給電システム。

請求項5

請求項4に記載の給電システムであって、前記伝送遅延時間算出部は、(T2−T1)/2を計算することにより前記伝送遅延時間を求めることを特徴とする給電システム。

請求項6

請求項2に記載の給電システムであって、前記給電指令装置の前記指令値送信部は、前記指令値を、送信時刻を示すタイムスタンプT1を付加して前記通信手段により前記発電制御装置に送信する手段をさらに有し、前記発電制御装置は、前記発電機制御部が前記指令値を受信するとその受信時刻を示すタイムスタンプT3を生成するタイムスタンプT3生成部と、前記発電機から発電機出力を取得する発電機出力取得部と、取得した前記発電機出力を、前記指令値に付加されている前記タイムスタンプT1及び前記タイムスタンプT3を付加して前記通信手段により前記給電指令装置に送信する発電機出力送信部とをさらに有し、前記給電指令装置は、前記発電機出力を受信する発電機出力値受信部をさらに有し、前記給電指令装置の前記伝送遅延時間算出部は、受信した前記発電機出力に付加されている前記タイムスタンプT1と前記タイムスタンプT3とに基づいて、前記通信手段における前記伝送遅延時間を算出する手段を有することを特徴とする給電システム。

請求項7

請求項6に記載の給電システムであって、前記伝送遅延時間算出部は、T3−T1を計算することにより前記伝送遅延時間を求めることを特徴とする給電システム。

請求項8

請求項6に記載の給電システムであって、前記給電指令装置は、前記発電機出力値受信部が前記発電機出力を受信するとその受信時刻を示すタイムスタンプT2を生成するタイムスタンプT2生成部をさらに有し、前記伝送遅延時間算出部は、T2−T3を計算することにより前記伝送遅延時間を求めることを特徴とする給電システム。

請求項9

発電機を制御するための指令値を生成する給電指令装置と、前記給電指令装置と通信手段を介して通信可能に接続する発電制御装置とを含んで構成される給電システムの制御方法であって、前記給電指令装置が、前記指令値を生成するステップと、前記通信手段における伝送遅延時間を算出するステップと、生成された前記指令値を前記伝送遅延時間に応じた時定数を有するローパスフィルタに通過させるステップと、前記ローパスフィルタを通過した後の指令値を前記通信手段により前記発電制御装置に送信するステップと、前記発電制御装置が、前記指令値を受信するステップと、受信した前記指令値に基づいて発電機を制御するステップとを含むことを特徴とする給電システムの制御方法。

技術分野

0001

本発明は、給電システム、及び給電システムの制御方法に関し、とくに給電指令装置発電設備との間の伝送遅延を考慮して需給バランスを適切に制御する技術に関する。

背景技術

0002

電力の需給バランスを適切に保つため、中央給電指令所等の給電指令機関に給電指令装置を設置し、給電指令機関において需要予測し、この需要予測値発電機出力に基づいて指令値を発電設備に送信することにより需給バランスを確保することが行われている(例えば、特許文献1を参照)。
特願2004−311426号公報

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、給電指令機関の給電指令装置と発電設備とを結ぶ通信手段には伝送遅延が存在する。このため、給電指令装置から送信した指令値は必ずしも予定した時刻に発電設備に適用される訳ではない。

0004

図11に一例を示す。同図に示すグラフ横軸は時間(時:分:秒)であり縦軸は指令値(MW)である。また実線は給電指令装置から送信される指令値の波形であり、破線は発電設備が受信する指令値の波形である。同図に示すように、発電設備は給電指令装置から送信された指令値を伝送遅延時間だけ遅れて受信し、指令値はそれが適用されるべき時刻よりも遅れて発電設備に適用されることとなる。なお、給電指令装置から送信した指令値と発電設備が受信する指令値が逆位相で変化する時間帯も生じ、このような場合には需給バランスの適切な制御が大きく阻害されることとなる。

0005

近年、分散型電源等の小規模発電設備の高効率化等の発電技術、パワーエレクトロニクス技術を駆使した発電設備と商用系統との系統連系技術、IT関連技術を駆使した監視・制御・保守技術等の発展により電力系統や発電システム多様化している。とくに分散型電源等を用いて行われるマイクログリッドにおいては、通信速度が必ずしも安定しないインターネット等の通信手段を用いる場合も想定される。このため、通信手段の伝送遅延を考慮して発電設備を適切に制御するための技術は必然と考えられる。

0006

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、給電指令装置と発電設備との間の伝送遅延を考慮して需給バランスを適切に制御することが可能な給電システム、及び給電システムの制御方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、発電機を制御するための指令値を生成する給電指令装置と、前記給電指令装置と通信手段を介して通信可能に接続する発電制御装置とを含んで構成される給電システムであって、前記給電指令装置は、前記指令値を生成する指令値生成部と、生成された前記指令値を前記通信手段における伝送遅延時間に応じた時定数を有するローパスフィルタに通過させるフィルタ処理部と、前記ローパスフィルタを通過した後の指令値を前記通信手段により前記発電制御装置に送信する指令値送信部とを有し、前記発電制御装置は、前記指令値を受信する指令値受信部と、受信した前記指令値に基づいて発電機を制御する発電機制御部とを有することとする。

0008

また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の給電システムであって、前記給電指令装置は、前記通信手段における伝送遅延時間を算出する伝送遅延時間算出部をさらに有することとする。

0009

また請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の給電システムであって、前記ローパスフィルタの時定数が、前記給電指令装置において生成される前記指令値と、当該指令値が前記発電制御装置において適用されるべき時刻に前記発電制御装置が実際に適用される指令値との差を最小にする値に設定されていることとする。

0010

また請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の給電システムであって、前記給電指令装置の前記指令値送信部は、前記指令値を、送信時刻を示すタイムスタンプT1を付加して前記通信手段により前記発電制御装置に送信する手段をさらに有し、前記発電制御装置は、前記発電機から発電機出力を取得する発電機出力取得部と、取得した前記発電機出力を、前記指令値に付加されている前記タイムスタンプT1を付加して前記通信手段により前記給電指令装置に送信する発電機出力送信部とをさらに有し、前記給電指令装置は、前記発電機出力を受信する発電機出力値受信部と、前記発電機出力値受信部が前記発電機出力を受信するとその受信時刻を示すタイムスタンプT2を生成するタイムスタンプT2生成部とをさらに有し、前記給電指令装置の前記伝送遅延時間算出部は、受信した前記発電機出力に付加されている前記タイムスタンプT1と生成した前記タイムスタンプT2とに基づいて前記伝送遅延時間を算出する手段を有することとする。

0011

また請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の給電システムであって、前記伝送遅延時間算出部は、(T2−T1)/2を計算することにより前記伝送遅延時間を求めることとする。

0012

また請求項6に記載の発明は、請求項2に記載の給電システムであって、前記給電指令装置の前記指令値送信部は、前記指令値を、送信時刻を示すタイムスタンプT1を付加して前記通信手段により前記発電制御装置に送信する手段をさらに有し、前記発電制御装置は、前記発電機制御部が前記指令値を受信するとその受信時刻を示すタイムスタンプT3を生成するタイムスタンプT3生成部と、前記発電機から発電機出力を取得する発電機出力取得部と、取得した前記発電機出力を、前記指令値に付加されている前記タイムスタンプT1及び前記タイムスタンプT3を付加して前記通信手段により前記給電指令装置に送信する発電機出力送信部とをさらに有し、前記給電指令装置は、前記発電機出力を受信する発電機出力値受信部をさらに有し、前記給電指令装置の前記伝送遅延時間算出部は、受信した前記発電機出力に付加されている前記タイムスタンプT1と前記タイムスタンプT3とに基づいて、前記通信手段における前記伝送遅延時間を算出する手段を有することとする。

0013

また請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の給電システムであって、前記伝送遅延時間算出部は、T3−T1を計算することにより前記伝送遅延時間を求めることとする。

0014

また請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の給電システムであって、前記給電指令装置は、前記発電機出力値受信部が前記発電機出力を受信するとその受信時刻を示すタイムスタンプT2を生成するタイムスタンプT2生成部をさらに有し、前記伝送遅延時間算出部は、T2−T3を計算することにより前記伝送遅延時間を求めることとする。

0015

また請求項9に記載の発明は、発電機を制御するための指令値を生成する給電指令装置と、前記給電指令装置と通信手段を介して通信可能に接続する発電制御装置とを含んで構成される給電システムの制御方法であって、前記給電指令装置が、前記指令値を生成するステップと、前記通信手段における伝送遅延時間を算出するステップと、生成された前記指令値を前記伝送遅延時間に応じた時定数を有するローパスフィルタに通過させるステップと、前記ローパスフィルタを通過した後の指令値を前記通信手段により前記発電制御装置に送信するステップと、前記発電制御装置が、前記指令値を受信するステップと、受信した前記指令値に基づいて発電機を制御するステップとを含むこととする。

発明の効果

0016

本発明によれば、給電指令装置と発電設備との間の伝送遅延を考慮して需給バランスを適切に制御することが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、本発明の一実施形態につき詳細に説明する。

0018

[実施例1]
図1に実施例1として説明する給電システム1の概略的な構成を示している。同図に示すように、この給電システム1は、中央給電指令所等の給電指令機関2に設置されている給電指令装置20と、発電所等の発電施設3に設置され、第1通信手段4を介して給電指令装置20と通信可能に接続する発電制御装置30と、第2通信手段5を介して発電制御装置30に通信可能に接続する発電機40とを含んで構成されている。

0019

第1通信手段4は、例えば専用線(電力系統制御用情報伝送システム(CDT:Cyclic Digital data Transmission equipment)、メタル線光ファイバ等)やインターネット等である。また第2通信手段5は、例えばLANや専用線(メタル線、光ファイバ)等である。

0020

図2に給電指令装置20のハードウエア構成を示している。給電指令装置20は、メインフレームワークステーションパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。同図に示すように、給電指令装置20は、CPU21、RAM・ROM等のメモリ22、ハードディスク等の大容量の記憶装置23、給電指令機関2において操作卓の構成要素となるキーボードマウス等の入力装置24、監視制御用コンソール等として用いられる液晶ディスプレイ等の表示装置25、第1通信手段4により発電制御装置30と通信するための通信インタフェースである通信装置26、現在時刻等の時刻情報(タイムスタンプ)を生成するタイマ27、及びデジタル信号処理を行うDSP(Digital Signal Processor)を有している。

0021

なお、給電指令装置20は、図2に示すハードウエアを有する一台の情報処理装置のみを用いて構成されている場合に限らず、通信可能に接続された複数台の情報処理装置で構成されていてもよい。

0022

図3に発電制御装置30のハードウエア構成を示している。同図に示すように、発電制御装置30は、CPU31、RAM・ROM等のメモリ32、第1通信手段4により給電指令装置20と通信するための通信インタフェースである第1通信装置33、第2通信手段5により発電機40と通信するための通信インタフェースである第2通信装置34、現在時刻等の時刻情報(タイムスタンプ)を生成するタイマ35を有している。

0023

図4に給電指令装置20の機能を示している。同図に示す機能は、給電指令装置20のハードウエアが有している機能、又は、CPU21がメモリ22や記憶装置23に格納されているプログラムを実行することにより実現される。

0024

同図において、発電機出力値受信部211は、発電機制御装置30から第1通信手段4により送られてくる発電機出力値を受信してこれを発電機出力値記憶部212に記憶する。また発電機出力値受信部211は、後述するタイムスタンプT1が付加された発電機出力値を受信した旨をタイムスタンプT2生成部213に通知する。また発電機出力値受信部211は、受信した発電機出力値に付加されていたタイムスタンプT1を伝送遅延時間算出部214に入力する。

0025

タイムスタンプT2生成部213は、発電機出力値受信部211が発電機出力値を受信した時刻を示すタイムスタンプT2を生成する。

0026

伝送遅延時間算出部214は、タイムスタンプT2生成部213によって生成されたタイムスタンプT2と、発電機出力値受信部211が受信した発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1とに基づいて第1通信手段4の伝送遅延時間を求め、求めた伝送遅延時間を指令値生成部217、及び時定数設定部223に入力する。

0027

周波数取得部215は、給電指令機関2等に設置されている周波数計測器50から供給される、発電機40に接続される電力系統の周波数時系列的計測値を取得し、取得した計測値を、当該計測値を取得した時刻に対応づけて周波数計測値記憶部216に記憶する。

0028

指令値生成部217は、発電機出力値記憶部212に記憶されている情報、周波数計測値記憶部216に記憶されている情報、及び伝送遅延時間算出部214から入力される伝送遅延時間に基づいて、発電機制御装置30に送信する、発電機の出力制御のための指令値のスケジュールを生成し、生成したスケジュールを指令値スケジュール記憶部218に記憶する。

0029

なお、図4には示していないが、指令値生成部217は、発電機制御装置30に送信した指令値の履歴需要量の履歴、発電機40が負担すべき経済的な負荷等、上記以外の情報も適宜利用して指令値のスケジュールを生成する。

0030

指令値取得部219は、指令値スケジュール記憶部218に記憶されている所定期間ごと(例えば10秒ごと)の指令値のスケジュールを取得する。

0031

フィルタ処理部222は、指令値取得部219が取得した指令値のスケジュールについてフィルタ処理を行い、指令値のスケジュールを変換する。ここでフィルタ処理とは、指令値のスケジュール(時間変化に対する指令値の変化)における指令値(以下、指令値C1と称する。)を、伝送遅延時間算出部214によって算出される伝送遅延時間に応じて定まる時定数Tを有する一次遅れのローパスフィルタ(伝達関数:1/(1+TS))を通過させて変換する処理である。なお、上記ローパスフィルタの機能は、例えば、CPU21がプログラムを実行することにより、もしくは、DSP28によるデジタル信号処理を行うことにより実現される。

0032

時定数設定部223は、伝送遅延時間算出部214から与えられる伝送遅延時間に応じて上記時定数Tを設定しフィルタ処理部222に与える。時定数設定部223は、上記時定数Tを、給電指令装置20において生成される指令値C1と、指令値C1が適用されるべき時刻に発電制御装置30が実際に適用した指令値(以下、指令値C2と称する。)との差が最小になるように設定する。なお、上記「適用した」の内容としては、例えば発電機制御装置30が指令値を受信したこと、受信した指令値に応じて発電機制御装置30が発電機40の制御を開始したこと(発電機制御装置30から制御コマンドが発電機40に送信されたこと等)等がある。

0033

時定数設定部223による時定数Tの設定に関する処理について具体的に説明する。時定数設定部223は、伝送遅延時間、及びローパスフィルタの時定数Tを変化させてシミュレーションを行った結果を記憶している。表1〜表6にその一例を示す。なお、これらの表において、σ1は、ローパスフィルタを通過させない場合の所定期間Δt内の複数の各時刻(t1〜tn)における指令値C1と指令値C2の差の標準偏差である。また、σ2は、ローパスフィルタを通過させた場合の所定期間Δt内の複数の各時刻(t1〜tn)における、指令値C1と指令値C2の差の標準偏差である(次式(1)を参照)。

0034

またABS1は、ローパスフィルタを通過させない場合の所定期間Δt内の複数の各時刻(t1〜tn)における、指令値C1と指令値C2の差の絶対値の平均である。またABS2は、ローパスフィルタを通過させた場合の所定期間Δt内の複数の各時刻(t1〜tn)における、指令値C1と指令値C2の差の絶対値の平均である(次式(2)を参照)。

また改善率σ及び改善率ABSは、それぞれ次式(3),(4)式から求まる値である。

0035

0036

図4に示す時定数設定部223は、表1〜表6に基づき、例えば改善率σから次のようにしてローパスフィルタの時定数Tを設定する。例えば伝送遅延時間算出部214によって算出された伝送遅延時間が10秒であった場合は、表1を用い、ローパスフィルタの時定数Tを、同表においてその改善率σの絶対値が最大(改善率σ=−3.6%)になる10秒に設定する。また伝送遅延時間が20秒であった場合は、表2を用い、ローパスフィルタの時定数Tを、その改善率σの絶対値が最大(改善率σ=−14.7%)になる70秒に設定する。同様に伝送遅延時間算出部214によって算出された伝送遅延時間が30秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを105秒に、伝送遅延時間が40秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを100秒に、伝送遅延時間が50秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを100秒に、伝送遅延時間が60秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを90秒に、それぞれ設定する。

0037

また時定数設定部223は、表1〜表6に基づき例えば改善率ABSから次のようにしてローパスフィルタの時定数Tを設定する。例えば伝送遅延時間算出部214によって算出された伝送遅延時間が10秒であった場合は、表1を用い、ローパスフィルタの時定数Tを、同表においてその改善率ABSの絶対値が最大(改善率ABS=−4.4%)となる10秒に設定する。また伝送遅延時間が20秒であった場合は、表2を用い、ローパスフィルタの時定数Tを、その改善率ABSの絶対値が最大(改善率ABS=−13.8%)となる70秒に設定する。同様に伝送遅延時間算出部214によって算出された伝送遅延時間が30秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを105秒に、伝送遅延時間が40秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを100秒に、伝送遅延時間が50秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを100秒に、伝送遅延時間が60秒であった場合はローパスフィルタの時定数Tを120秒に、それぞれ設定する。

0038

このように、時定数設定部223が、ローパスフィルタの時定数を改善率(改善率σ又は改善率ABS)が最も高くなるような値に設定することで、指令値C1と指令値C2の差を確実に縮小することができる。

0039

ローパスフィルタの時定数Tは、改善率σ又は改善率ABSのいずれを用いて決定してもよい。表6の場合のように、改善率σを利用する場合と改善率ABSを利用する場合とで時定数Tの値が異なる場合もあるが、要は給電システムの特性に応じて需要バランスがより確実に確保される方法を適宜選択すればよい。

0040

改善率は、指令値C1と指令値C2との差に基づくのであれば、上記改善率σ又は改善率ABS以外であってもよい。例えば所定期間Δt内の各時刻の指令値C1と指令値C2との差の二乗平均平方根(RMS(Root Mean Square))を改善率として用いてもよい。

0041

表1〜表6から明らかなように、改善率σ、改善率ABSの値はいずれの場合も負値になっており、ローパスフィルタを通過させることにより指令値C1と指令値C2との差が縮小している。すなわち、指令値をローパスフィルタを通過させてから発電機制御装置30に送信することにより、第1通信手段4における伝送遅延により生じる指令値C1と指令値C2との差が縮小され、給電指令装置20において生成される指令値C1と、指令値C1が発電制御装置30において適用されるべき時刻に指令値C1に近い指令値C2が実際に発電制御装置30において適用されるようになる。

0042

なお、以上のように、ローパスフィルタを通過させることにより、指令値C1と指令値C2との差が縮小するのは、例えばローパスフィルタを通過させることで指令値C1の短周期変動成分が除去され、指令値C2において逆位相の指令値で制御される場合が減少するためであると考えられる。

0043

参考として、図10にフィルタ処理部222のローパスフィルタを通過させていない指令値の波形(実線)、ローパスフィルタを通過させずに指令値を送信した場合に発電制御装置30が受信する指令値の波形(破線)、及び上記実線の指令値をローパスフィルタを通過させて送信した場合に発電制御装置30が受信する指令値の波形(一点鎖線)、の一例を示す。同図において、横軸は時間(時:分:秒)であり縦軸は指令値(MW)である。

0044

図4に示す指令値送信部220は、指令値取得部219が取得した指令値のスケジュールに従い、当該スケジュールに指定されたタイミングで第1通信手段4により発電機制御装置30に指令値を送信する。この際、指令値送信部220は、送信する指令値に、タイムスタンプT1生成部221によって生成される現在時刻(以下、タイムスタンプT1と称する。)を付加する(例えば、各タイミングで送信される(指令値が記載された)パケットにタイムスタンプT1を付加する)。

0045

図5に発電制御装置30の機能を示している。同図に示す機能は、発電制御装置30のハードウエア自体の機能、又は、CPU31がメモリ22や記憶装置23に格納されているプログラムを実行することにより実現される。

0046

同図において、指令値受信部311は、給電指令装置20から送信されてくる指令値を受信すると、受信した指令値を発電機制御部312に入力する。また受信した指令値に付加されているタイムスタンプT1を、タイムスタンプT1取得部313に入力する。タイムスタンプT1取得部313は、指令値受信部311から取得したタイムスタンプT1を、発電機出力値送信部315に入力する。

0047

発電機制御部312は、指令値受信部311から入力される指令値に従い、発電機40の出力を制御する。また発電機40は、発電機制御部312によって行われる制御に応じて出力を制御する機能の他、リアルタイムに発電機出力を計測する機能を有しており、発電機出力値取得部314は、発電機40から出力されてくる発電機出力を受信して発電機出力値送信部315に入力する。

0048

発電機出力値送信部315は、発電機出力値取得部314から入力される発電機出力値を、第1通信手段4を介して給電指令装置20に送信する。またこの送信に際し、発電機出力値送信部315は、送信する発電機出力値に、タイムスタンプT1取得部313から入力されるタイムスタンプT1を付加する。

0049

次に図6に示すフローチャートとともに、本実施例の給電システム1によって行われる処理について説明する。

0050

まず給電指令装置20の指令値取得部219が、指令値スケジュール記憶部218から指令値のスケジュールを取得する(S610)。
次にフィルタ処理部222は、指令値取得部219によって取得された指令値のスケジュールをローパスフィルタに通過させる(S611)。なお、時定数設定部223は、この際にフィルタ処理部222が採用するローパスフィルタの時定数Tを、伝送遅延時間算出部214から与えられる伝送遅延時間に応じて適宜更新する。

0051

次に指令値送信部220が、フィルタ処理部222においてローパスフィルタを通過した後の指令値のスケジュールに従い、タイムスタンプT1生成部221によって生成される、現在時刻のタイムスタンプT1を付加した指令値を、第1通信手段4により発電機制御装置20に送信する(S612,S613)。
発電機制御装置30では、指令値受信部311が、給電制御装置20から送られてくる指令値を受信する(S614)。
次に指令値受信部311は、受信した指令値を発電機制御部312に入力する。これにより発電機制御部312が、入力された指令値に従った発電機40の出力制御を開始する(S615)。

0052

一方、上記制御の開始時に、発電機出力値取得部314は、発電機40から送られてくる発電機出力値を取得し、取得した発電機出力値を発電機出力値送信部315に入力する(S616)。発電機出力値送信部315は、発電機出力値取得部314から入力された発電機出力値に、タイムスタンプT1取得部313から入力されるタイムスタンプT1を付加し(S617)、第1通信手段4により発電機出力値を給電指令装置20に送信する(S618)。
給電指令装置20の発電機出力値受信部211は、発電制御装置30から送られてくる、タイムスタンプT1が付加された発電機出力値を受信する(S619)。

0053

給電指令装置20の発電機出力値受信部211は発電機出力値を受信すると、受信した発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1に対応づけて発電機出力値記憶部212に記憶する。また発電機出力値受信部211は、受信した発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1を、伝送遅延時間算出部214に入力する。また発電機出力値受信部211は、タイムスタンプT1が付加された発電機出力値を受信した旨を、タイムスタンプT2生成部213に通知する(S620)。
上記通知を受けたタイムスタンプT2生成部213は、発電機出力値の受信時刻を示すタイムスタンプT2を生成し、生成したタイムスタンプT2を伝送遅延時間算出部214に入力する(S621)。

0054

伝送遅延時間算出部214は、タイムスタンプT2が入力されると、タイムスタンプT2と、発電機出力値受信部211が受信した発電機出力値に付帯するタイムスタンプT1とに基づいて、第1通信手段4の伝送遅延時間を求める。具体的には、伝送遅延時間算出部214は、(T2−T1)/2を計算することにより伝送遅延時間を求める。そして伝送遅延時間算出部214は、求めた伝送遅延時間を指令値生成部217に入力する(S622)。

0055

次に指令値生成部217は、発電機出力値記憶部212に記憶されている情報、周波数計測値記憶部216に記憶されている情報、及び伝送遅延時間算出部214から入力される伝送遅延時間に基づいて、発電機制御装置30に送信する発電機の出力制御のための指令値のスケジュールを生成し、生成したスケジュールを指令値スケジュール記憶部218に記憶する(S623)。

0056

以上に説明したように、本実施例の給電システム1にあっては、第1通信手段4により給電指令装置20から発電機制御装置30に指令値を送信する際に送信時刻を示すタイムスタンプT1を付加する。また発電機制御装置30は、受信した指令値に付加されていたタイムスタンプT1を付加した発電機出力値を、第1通信手段4により発電機制御装置30から給電指令装置20に送信する。そして給電指令装置20は、発電機出力値の受信時刻に対応するタイムスタンプT2を生成し、生成したタイムスタンプT2と発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1とに基づいて伝送遅延時間を求める。

0057

このように、本実施例の給電システム1によれば、給電指令装置20と発電制御装置30との間で通信される指令値及び発電機出力値にタイムスタンプを付加するという簡素な仕組みにより伝送遅延時間を把握することができる。

0058

また給電指令装置20が発電制御装置30から受信した発電機出力値にタイムスタンプT1が付加されているため、給電指令装置20においてその発電機出力値がタイムスタンプT1に送信した指令値に対する応答であることがわかる。このため、給電指令装置20において指令値と発電機出力との関係、すなわち応答特性を正確に知ることができる。

0059

また本実施例の給電システム1は、上記仕組みにより把握した正確な伝送遅延時間に基づいて指令値のスケジュールを生成するため、需給バランスを適切に制御することが可能となる。

0060

[実施例2]
次に実施例2に係る給電システム1について説明する。実施例2として説明する給電システム1の概略構成、給電指令装置20のハードウエア構成、及び発電制御装置30のハードウエア構成については、図1乃至図3とともに説明した実施例1の給電システム1の場合と同様である。

0061

図7に本実施例の給電システム1における給電指令装置20の機能を示している。実施例1と異なり、本実施例の給電指令装置20の発電機出力値受信部211は、発電機制御装置30から送られてくる発電機出力値とともに、この発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1及びタイムスタンプT3を受信する。また発電機出力値受信部211は、受信したタイムスタンプT1及びタイムスタンプT3を伝送遅延時間算出部214に入力する。

0062

伝送遅延時間算出部214は、入力されたタイムスタンプT1及びタイムスタンプT3と、タイプスタンプ生成部213から入力されるタイムスタンプT2とに基づいて、第1通信手段4の伝送遅延時間を求め、求めた伝送遅延時間を指令値生成部217に入力する。

0063

図8に本実施例の給電システム1における発電制御装置30の機能を示している。実施例2の発電制御装置30の指令値受信部311は、実施例1の発電制御装置30の機能に加え、指令値の受信時刻を示す情報であるタイムスタンプT3を生成するタイムスタンプT3生成部316を有している。また指令値受信部311は、給電指令装置20から送信されてくる指令値を受信すると、受信した指令値を発電機制御部312に入力し、受信した指令値に付加されているタイムスタンプT1を、タイムスタンプT1取得部313に入力し、また指令値を受信した旨をタイムスタンプT3生成部316に通知する。

0064

タイムスタンプT3生成部316は、指令値を受信した旨が通知されるとその受信時刻を示すタイムスタンプT3を生成し、生成したタイムスタンプT3を発電機出力値送信部315に入力する。

0065

発電機出力値送信部315は、発電機出力値取得部314から入力される発電機出力値を、第1通信手段4を介して給電指令装置20に送信する。またこの送信に際し、発電機出力値送信部315は、送信する発電機出力値にタイムスタンプT1取得部313から入力されるタイムスタンプT1、及びタイムスタンプT3から入力されるT3を付加する。

0066

次に図9に示すフローチャートとともに、本実施例の給電システム1によって行われる処理について説明する。

0067

まず給電指令装置20の指令値取得部219が、指令値スケジュール記憶部218から指令値のスケジュールを取得する(S910)。
次にフィルタ処理部222は、指令値取得部219によって取得された指令値のスケジュールをローパスフィルタに通過させる(S911)。なお、時定数設定部223は、この際にフィルタ処理部222が採用するローパスフィルタの時定数Tを、伝送遅延時間算出部214から与えられる伝送遅延時間に応じて適宜更新する。

0068

次に指令値送信部220が、フィルタ処理部222においてローパスフィルタを通過した後の指令値のスケジュールに従い、タイムスタンプT1生成部221によって生成される、現在時刻のタイムスタンプT1を付加した指令値を、第1通信手段4により発電機制御装置20に送信する(S912,S913)。
発電機制御装置30では、指令値受信部311が、給電制御装置20から送られてくる指令値を受信する(S914)。
次に指令値受信部311は、受信した指令値を発電機制御部312に入力する。これにより発電機制御部312が入力された指令値に従った発電機40の出力制御を開始する(S915)。

0069

一方、上記制御の開始時に、発電機出力値取得部314は、発電機40から送られてくる発電機出力値を取得し、取得した発電機出力値を発電機出力値送信部315に入力する(S916)。発電機出力値送信部315は、発電機出力値取得部314から入力された発電機出力値に、タイムスタンプT1取得部313から入力されるタイムスタンプT1を付加し(S917)、またタイムスタンプT3生成部316によって生成されたタイムスタンプT3を付加する(S918)。そして発電機出力値送信部315は、発電機出力値を第1通信手段4により給電指令装置20に送信する(S919)。
給電指令装置20の発電機出力値受信部211は、発電制御装置30から送られてくる、タイムスタンプT1及びタイムスタンプT3が付加された発電機出力値を受信する(S920)。

0070

給電指令装置20の発電機出力値受信部211は、タイムスタンプT1が付加された発電機出力値を受信すると、受信した発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1に対応づけて発電機出力値記憶部212に記憶する。また発電機出力値受信部211は、受信した発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1及びタイムスタンプT3を伝送遅延時間算出部214に入力する(S921)。

0071

伝送遅延時間算出部214は、入力されたタイムスタンプT1及びタイムスタンプT3と、タイプスタンプ生成部213から入力されるタイムスタンプT2とに基づいて、第1通信手段4の伝送遅延時間を求め第1通信手段4の伝送遅延時間を求める。具体的には、伝送遅延時間算出部214は、往路の伝送遅延時間をT3−T1を計算することにより求め、また復路の伝送遅延時間をT2−T3を計算することにより求め(S922)、求めた往路及び復路の伝送遅延時間を指令値生成部217に入力する(S923)。

0072

次に指令値生成部217は、発電機出力値記憶部212に記憶されている情報、周波数計測値記憶部216に記憶されている情報、及び伝送遅延時間算出部214から入力される往路及び復路の伝送遅延時間に基づいて、発電機制御装置30に送信する発電機の出力制御のための指令値のスケジュールを生成し、生成したスケジュールを指令値スケジュール記憶部218に記憶する(S923)。

0073

以上に説明したように、本実施例の給電システム1にあっては、第1通信手段4により給電指令装置20から発電機制御装置30に指令値を送信する際に送信時刻を示すタイムスタンプT1を付加する。また発電機制御装置30は、指令値を受信した時刻を示すタイムスタンプT3を生成し、受信した指令値に付加されていたタイムスタンプT1及びタイムスタンプT3を付加した発電機出力値を、第1通信手段4により発電機制御装置30から給電指令装置20に送信する。そして、給電指令装置20は、発電機出力値に付加されているタイムスタンプT1及びタイムスタンプT3、及びタイムスタンプT2生成部213に基づいて、往路の伝送遅延時間についてはT3−T1を計算することにより求め、また復路の伝送遅延時間についてはT2−T3を計算することにより求める。

0074

このように、本実施例の給電システム1によれば、給電指令装置20と発電制御装置30との間で通信される指令値及び発電機出力値にタイムスタンプを付加するという簡素な仕組みにより、往路及び復路の伝送遅延時間を正確に把握することができる。このように往路と復路の正確な伝送遅延時間を個別に把握することができるので、本実施例の構成はとくに第1通信手段4がADSLのように上り下りの通信時間の格差が大きい場合に有効である。

0075

また本実施例の給電システム1は、指令値を受信した際の受信時刻を示すタイムスタンプT3を発電制御装置30側で生成しているので、発電機出力を取得した時刻を正確に把握することができる。このため、指令値と発電機出力との関係、すなわち応答特性を正確に知ることができる。

0076

また本実施例の給電システム1は、上記仕組みにより把握した正確な伝送遅延時間に基づいて指令値のスケジュールを生成するため、需給バランスを適切に制御することが可能となる。

0077

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

図面の簡単な説明

0078

実施例1として説明する給電システム1の概略的な構成を示す図である。
実施例1として説明する給電指令装置20のハードウエア構成を示す図である。
実施例1として説明する発電制御装置30のハードウエア構成を示す図である。
実施例1として説明する給電指令装置20の機能を示す図である。
実施例1として説明する発電制御装置30の機能を示す図である。
実施例1として説明する給電システム1によって行われる処理を説明するフローチャートである。
実施例2として説明する給電指令装置20の機能を示す図である。
実施例2として説明する発電制御装置30の機能を示す図である。
実施例2として説明する給電システム1によって行われる処理を説明するフローチャートである。
指令値の波形の一例を示す図である。
指令値の波形の一例を示す図である。

符号の説明

0079

1給電システム
2給電指令機関
3発電施設
4 第1通信手段
5 第2通信手段
211発電機出力値受信部
212 発電機出力値記憶部
213タイムスタンプT2生成部
214伝送遅延時間算出部
215周波数取得部
216周波数計測値記憶部
217指令値生成部
218 指令値スケジュール記憶部
219 指令値取得部
220 指令値送信部
221 タイムスタンプT1生成部
222フィルタ処理部
223時定数設定部
311 指令値受信部
312発電機制御部
313 タイムスタンプT1取得部
314 発電機出力値取得部
315 発電機出力値送信部
316 タイムスタンプT3生成部

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