面向单独系统的频率稳定化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及针对能够以电力供给的单独系统调整电力的蓄电池进行控制指令的面向单独系统的频率稳定化装置。
【背景技术】
[0002]在发电站中，与时刻变化的电力需求相配合地调整来自发电机的电力供给。关于在此所称的电力需求变动，除了客户消耗的电力的变动以外，例如，还包括客户或发电运营商所设置的风力发电或太阳能发电等可再生能源发电的变动、事故所致的解列(paralleloff)所致的变动。
[0003]另外，电力系统的频率具有如果相比于供给消耗更多则下降、如果消耗更少则上升的特征。但是，如果电力的频率离开规定值而大幅地变化，则有时对客户的仪器发生恶劣影响，预想到如果偏差进一步变大则对发电设备也发生影响，在最坏的情况下发生停电。因此，在发电站中，通过取得电力的供求平衡，以将电力的频率维持为规定值的方式进行供求运用。通常，在发电机或发电机控制装置检测到离开成为频率的基准的基准频率的频率偏差的情况下，通过根据该偏差调整来自发电机的供给电力，从而进行使频率返回到规定值(基准频率)的控制。
[0004]—般地，这样的控制为延迟控制。另外，在需求变动的速度超过利用发电机的调整速度的情况下，控制赶不上，而在短暂的期间，频率脱离基准频率。另外，该调整速度根据发电机的运转状态(正在运转的发电机的额定输出的合计)而不同。例如，正在运转的发电机的额定输出值的合计值越大，调整速度越大，能够追踪大的变化速度。
[0005]从发电机供给的电力具有以上那样的特征，但近年来，将具有输出变动大且上述需求变动易于超过上述调整速度这样的特征的可再生能源变换为电能的发电机的导入正在进行，所以今后，认为发生上述那样的频率的不稳定现象的可能性变高。因此，大量地研究了如专利文献I以及2公开的技术那样的、追加由电容器和逆变器盘构成的蓄电池设备(以下简称为“蓄电池”)，通过使蓄电池的输出追踪在发电机中无法适当地追踪的需求变动而使频率稳定。另外，关于这样的系统稳定化方式，不限于孤岛，在大规模的电力系统中也研究。
[0006]专利文献1:国际公开第2013/140916号
[0007]专利文献2:日本专利第4672525号公报
【发明内容】
[0008]另外，在孤岛那样的小规模单独系统中，供求失衡(供求平衡的偏差)对频率造成的影响特别大。另外，如上所述，供求平衡的偏差量和频率偏差(离开基准频率的频率变化)的大小根据此时的发电机的运转状态而不同。
[0009]相对于此，在专利文献I的技术中，通过根据互连点(interconnect1n point)潮流值以及发电机变化速率限制值来生成应该对蓄电池供给的指令值，限制发电机的输出变化来抑制频率偏差，从而使得不对频率造成影响。
[0010]但是，在专利文献I的技术中，即使在频率偏差未被完全消除的情况下，在互连点潮流稳定于一定值之后，蓄电池也不实施积极地消除频率偏差的控制。因此，仅通过利用发电机的频率控制而实施频率的稳定化控制，作为结果，存在在比较长的期间内存在一些频率偏差这样的问题。
[0011]因此，本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够在抑制电力的供求失衡的同时，还抑制电力的频率的变化的技术。
[0012]本发明的面向单独系统的频率稳定化装置，针对能够在电力供给的单独系统中调整电力的蓄电池进行控制指令，其特征在于，具备:第I计算部，根据所述单独系统中的电力的供求失衡，生成第I指令值；第2计算部，根据所述单独系统中的电力的频率的变化，生成第2指令值；以及指令值生成部，根据由所述第I计算部所生成的第I指令值、和由所述第2计算部所生成的第2指令值，生成应该对所述蓄电池提供的指令值。
[0013]根据本发明，能够在抑制电力的供求失衡的同时，还抑制电力的频率的变化。
【附图说明】
[0014]图1是示出第I关联装置的结构的框图。
[0015]图2是示出第I关联装置的结构的框图。
[0016]图3是示出第I关联装置的结构的框图。
[0017]图4是示出第I关联装置的动作的图。
[0018]图5是示出第I关联装置的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0019]图6是示出第I关联装置的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0020]图7是示出第I关联装置的变形例I的频率稳定化装置的动作的图。
[0021]图8是示出第2关联装置的结构的框图。
[0022]图9是示出第2关联装置的结构的框图。
[0023]图10是示出实施方式I以及实施方式2的频率稳定化装置的结构的框图。
[0024]图11是示出实施方式I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0025]图12是示出与实施方式I的频率稳定化装置对比的装置的动作结果的图。
[0026]图13是示出与实施方式I的频率稳定化装置对比的装置的动作结果的图。
[0027]图14是示出与实施方式I的频率稳定化装置对比的装置的动作结果的图。
[0028]图15是示出实施方式I的频率稳定化装置的动作结果的图。
[0029]图16是示出实施方式I的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0030]图17是示出实施方式I的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0031]图18是示出实施方式I的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0032]图19是示出实施方式I的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0033]图20是示出实施方式I的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0034]图21是示出实施方式2以及实施方式4的频率稳定化装置的结构的框图。
[0035]图22是示出实施方式2的频率稳定化装置的结构的框图。
[0036]图23是示出实施方式2的变形例I的频率稳定化装置的结构的框图。
[0037]图24是示出实施方式2的变形例I的频率稳定化装置的动作的图。
[0038]图25是示出实施方式3的频率稳定化装置的结构的框图。
[0039]图26是示出实施方式3的频率稳定化装置的结构的框图。
[0040]图27是示出实施方式3的频率稳定化装置的结构的框图。
[0041]图28是示出实施方式3的频率稳定化装置的动作结果的图。
[0042]符号说明
[0043]2a:第I发电机；2b:第2发电机；3a:第I蓄电池；3b:第2蓄电池；4a:第I互连线；4b:第2互连线；5:孤岛系统；101:频率稳定化装置；1211:电力检测方式控制量计算部；1212:频率检测方式控制量计算部；1213:指令值生成部；1214:控制抑制部
【具体实施方式】
[0044]<实施方式1>
[0045]首先，在说明本发明的实施方式I的面向单独系统的频率稳定化装置(以下简记为“频率稳定化装置”)之前，对与其关联的第I频率稳定化装置(以下记载为“第I关联装置”)以及第2频率稳定化装置(以下记载为“第2关联装置”)进行说明。
[0046]<第I关联装置>
[0047]在此，对第I关联装置进行说明。图1是示出第I关联装置、和具备第I关联装置的系统稳定化体系的结构的框图。如图1所示，第I关联装置1、多台第I发电机2a以及第I蓄电池3a经由第I互连线4a与孤岛系统5 (孤岛中的电力供给的单独系统)连接。由此，第I蓄电池3a能够在孤岛系统5调整电力，并且，能够对孤岛系统5经由第I互连线4a供给第I发电机2a的电力。
[0048]作为频率稳定化装置的第I关联装置I对第I蓄电池3a进行控制指令。另外，在此，设为第I关联装置1、第I发电机2a以及第I蓄电池3a被设置于同一发电站。另外，第I发电机2a以及第I蓄电池3a与后述发电机82以及蓄电池83相同。
[0049]供求控制装置6通过在判断孤岛系统5中的电力的供求平衡(与需求变动对应)的同时，对第I发电机2a输出启动指令.输出指令，来控制第I发电机2a的启动.输出。另外，供求控制装置6将包括与正在运转的第I发电机2a有关的信息的运转信息定期地输出到第I关联装置I。另外，在此，设为运转信息是表示当前正在运转的第I发电机2a整体的额定输出的合计值的信息。
[0050]设置于第I互连线4a的第I测量器9a定期地测量第I发电机2a以及第I蓄电池3a经由第I互连线4a对孤岛系统5输出(供给)的有效电力的合计值。另外，以下还有时将由第I测量器9a测量的该合计值(至少包括第I发电机2a对孤岛系统5输出的电力的电力的值)记载为“互连点潮流值”。第I测量器9a将所测量的互连点潮流值定期地输出到第I关联装置I。
[0051]第I关联装置I根据来自供求控制装置6的运转信息、和来自第I测量器9a的互连点潮流值的变化(与孤岛系统5中的电力的供求失衡对应的值)，对第I蓄电池3a进行用于控制第I蓄电池3a的输出的控制指令。该第I关联装置I如图1所示，具备参数决定部11、和控制模块部21。
[0052]参数决定部11根据来自供求控制装置6的运转信息，求出表示对正在运转的第I发电机2a整体的输出变化的合计值附加的限制的变化速率限制值(输出变化速率限制值)，将该变化速率限制值输出到控制模块部21。控制模块部21根据来自第I测量器9a的第I互连线4a的互连点潮流值(第I互连线4a中的第I发电机2a以及第I蓄电池3a的输出的合计值)、和参数决定部11所求出的变化速率限制值，生成应该对第I蓄电池3a提供的指令值(控制指令)，将该指令值输出到第I蓄电池3a。
[0053]图2是示出参数决定部11的结构的框图。如图2所示，参数决定部11具备记录部12、和运算部13。
[0054]在记录部12中，记录了能够使用例如键盘、触摸面板、或者通信单元等某种改写单元来改写的速率限制值(预定限制值)。例如，在正在运转的第I发电机2a的I分钟的输出变化在额定输出的3%以内的情况下，在对第I发电机2a输出的电力的频率几乎无影响的情况下，速率限制值被规定为(3% )/(1分钟)。S卩，将把对正在运转的第I发电机2a的电力的频率几乎不产生影响的该第I发电机2a的输出变化除以其额定输出而得到的值记录为速率限制值。另外，在此，设为孤岛中的所有第I发电机2a的速率限制值被调整为相同。
[0055]运算部13通过根据在记录部12中所记录的所述速率限制值、和来自供求控制装置6的运转信息(在此为正在运转的第I发电机2a整体的额定输出的合计值)，进行下式
(I)所示的乘法，从而计算变化速率限制值。然后，运算部13将计算出的变化速率限制值输出到控制模块部21。
[0056]【式I】
[0057]变化速率限制值=“速率限制值” X “正在运转的第I发电机的额定合计”…(I)
[0058]变化速率限制值如上所述表示对正在运转的第I发电机2a整体的输出变化的合计值附加的限制。因此，如果正在运转的第I发电机2a整体的输出变化被在此计算出的变化速率限制值限制，则正在运转的第I发电机2a整体的输出变化能够限制在不会对电力的频率造成影响而能够变更互连点潮流值的范围内。
[0059]图3是示出控制模块部21的结构的框图。如图3所示，控制模块部21具备速率限制器22、和减法器23。
[0060]对速率限制器22输入来自第I测量器9a的互连点潮流值、和来自参数决定部11的变化速率限制值。该速率限制器22是使用变化速率限制值来生成时间上的变化被限制了的互连点潮流值的电路。速率限制器22在所输入的互连点潮流值的变化在变化速率限制值以下的情况下，原样地输出互连点潮流值。另一方面，速率限制器22在所输入的互连点潮流值的变化超过变化速率限制值的情况下，输出以使其变化成为变化速率限制值的方式被变更的互连点潮流值。
[0061]图4是示出速率限制器22的动作的图。在该图4中，用虚