專利名稱：電力設備的協調控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及調整電力設備的電力使用的控制器，尤其與在鄰近的需要設備之間進行運轉時間表的協調，實現維持配電網中的電力質量的裝置有關。
背景技術：
設置在需要企業設備內的分散式電源，通常都可根據各需要企業的要求進行運轉。許多情況下，都是由需要企業決定采用謀求效率的標準運轉、降低合同電力的峰值運轉、逆向運轉等方式而運轉的。當這些分散式電源連接到電力系統之中時，會對電力系統產生不良影響。為了不使這種情況發生，需要彼此交換某些規定事項。不同的國家或經營電力系統的不同的企業，其方針原則雖有所差異，但不論哪一家，都要對個別的電力設備以及擁有該設備的需要企業進行審查。由于要對分散式電源的運轉狀態的所有可能性提出不允許其擾亂電力系統質量的要求條件，因而有時會要求其設置調相設備，有時干脆不允許其入網。
而作為電力系統的運作企業，也不得不設置電力系統的調相設備；以便各個分散式電源無論怎樣的運轉，也能夠維持規定的電力質量。在分散式電源可自由運轉的前提之下，處于不得不從電力質量的角度，從分散式電源對電網造成不良影響方面作出評價，來考慮設備配置。
另一方面，從電源的角度而言，如何將分散式電源提供的電力在整個電力系統中有效利用，一直是多年的研究課題。例如特開2001-86645號公告中所示，通過使分散式電源的運轉方法協調可使電力系統中的一部分或某個特定地區的發電最佳化，從有效電力的角度考慮，可以說該協調運轉的效果更容易置換為經濟價值。
當設定允許加入電網的分散式電源全部自由運轉的情況下，作為電力系統有必要以更為嚴格的條件來評價電力質量的惡化。例如，配置了有很多電容成分的風力發電機等的感應發電機的分散式電源，擔心在其加入電力系統時會引起短時間的電壓下降。多個此種分散式電源設置為與電力系統接近入網的情況下，管理電力系統的運作的企業為了使這些電源同時加入時也能夠把電壓下降控制在規定范圍之內，就需要制定調相計劃或在其連網申請時提出附加條件。
然而，這些分散式電源在極為接近的時刻加入電力系統的情況很罕見。這樣一來，假定允許入網的分散式(供)電源全部為自由運轉，作為電力系統整體而言，作此種設想的電力質量管理，必然導致過剩的設備投資。

發明內容
對于由包含分散式電源在內的發電裝置以及用電裝置構成的多個電力設備，設置一種調整其協調運轉的控制器。協調控制器具有從調度協調整體動作的運轉指令系統，接收與自身的電力設備有關的運轉時間表的功能。此外，由于還具有時間同步裝置，具有可根據配發給自己的時間表，實施加入系統與脫離系統的時間、以及功率因數調整、輸出電量的調整及運轉方式的模式切換等。
在運轉指令系統內部實施的分析計算裝置以及計劃制作裝置之中，以可將電力系統中的質量維持在一定水平之內作為制約條件，就每個電力設備，生成編入了運轉指令的協調時間表。關于因加入及脫離電力系統引起的短時間的電壓下降的規避，以及因多個電力設備的功率因數引起的電壓分布的調整，電壓不平衡的抑制等等，對整個電力系統進行評價，上述的協調時間表以天為單位或以星期為單位，就控制的內容及實施時間，記述了指令組合。
在每個電力設備之中，通過協調控制器依據協調時間表，調整電力設備的運轉，再也不必如上述課題中所示，設想允許入網的分散式電源全部自由運轉。例如多個具有很多電容成分的感應發電機的分散式電源，接近加入電力系統之中的情況下，可保證這些分散式電源彼此相差若干秒入網。因此，從運作電力系統的立場來看，可能在調相設備的計劃之中，抑制設備投資。此外，從運作分散型電源的立場來看，由于入網申請審議中的必要條件被放寬，因而可獲得實際經濟效益。
通過靈活而有效地運用分散式電源對于電力系統的電力質量的不利影響與有利影響，作為電力系統的運作企業以及電力設備的運作企業，由于能將用于維持電力質量的設備成本控制在最低限度，因而能在上述多個經營企業之中實現經濟效益共享。


圖1是配置了采用本發明的協調控制器的電力設備的例示。
圖2是配置了采用本發明的協調控制器的電力設備的另一種構成。
圖3是協調控制器的處理流程。
圖4是控制時間表的傳輸內容例示。
圖5是運轉指令系統的功能構成。
圖6是運轉指令系統的處理流程。
圖7是協調計劃制作程序的第1例。
圖8是電力系統中的協調運轉的第1例。
圖9是電力系統中的協調運轉的(協調前)的第1例。
圖10是電力系統中的協調運轉的(協調后)的第1例。
圖11是協調計劃制作程序的第2例。
圖12是電力系統中的協調運轉的第2例。
圖13是電力系統中的協調運轉的(協調前)的第2例。
圖14是電力系統中的協調運轉的(協調后)的第2例。
圖15是本發明涉及的商業形態。
圖16是本發明涉及的商業流程。
圖中標號101、201、協調控制器，102、202、801、802、1201、電力設備，103、203、803、1203、電力系統，104、入網設備，105、內部變壓器，106、205用電設備，107、1202分散式電源108、變電裝置，110、208、控制面板111、209系統電壓觀察裝置，112、通信裝置，113、505、通信線路，114時間表保持裝置，115、時間同步裝置，116、時間掌握裝置，117、觀察值輸入裝置，118、時間表實施判定裝置，119、210、運轉指令輸出裝置，204聯系點，206、電容器，207、電抗器，301起動，302、時間表保持內容確認，303、310、判定處理，304等待時間表分發處理，305、下次指令內容、時間獲取處理，306、時間掌握處理，307、指令時間到達判定處理，308、指令內容實施處理，309、時間表分發確認處理，401、時間表輔助信息，402、一覽表開頭部分，403、一覽表后半部分，404～406輔助信息，501、計算機，502、503、數據庫，506、顯示器，507、鍵盤，601系統起動，602、電力設備數據讀取處理，603、電力系統數據讀取處理，604、等待定點起動處理，605、協調計劃方案處理，606、協調計劃數據，607運作數據讀取處理，608、分析計算裝置，609、705、1106、判定，610、協調計劃追加修正處理，701、1101、開始，702、分散式電源入網一覽表制作處理，703、電壓下降時間一覽表制作處理，704、解決地點時間選擇處理，706該分散式電源選擇處理，707、入網時間調整處理，901、902、1001、1002、電壓下降，1102、分散式電源輸出功率因數一覽表制作處理，1103、調相遮斷一覽表制作處理，1104、違反電壓上下限一覽表制作處理，1105、解決地點時間選擇處理，1107、負載選擇處理，1204、入網狀態，1301、1302、電壓上升，1401、1402、電壓上下限，1501、1601、運轉指令系統運作企業、1502、1602、配電網運作企業，1503、1603、電力設備運作企業，1504、出售電力，1505、報酬，1506、控制時間表，1507、控制結果報告，1508、調相報酬，1511、出售電力報酬分配/調相報酬補償，1606入網申請代理手續，1607、出售電力及其報酬的交易，1608、與協調控制有關的交易。
具體實施例方式
圖1表示配置了采用本發明的協調控制器的電力設備的功能構成，協調控制器101設置在電力設備102之內。此外，電力設備102采用下述構成與電力系統103連接，通過入網設備104，可實現加入系統與脫離系統。
首先，介紹配置協調控制器的電力設備的概況。在電力設備102內部配置了電力機器。在本實施方式之中，電力系統103通過入網設備104、內部變壓器105，連接著多個用電裝置106。此外，作為發電裝置，設置了分散式電源(DPR)107，通過變電裝置108，與內部配線以及電力系統103聯接。當分散式電源加入電力系統時，設置了控制面板110，用以實現入網設備104的入網與脫網控制以及連網所需的保護功能及單獨運轉檢出功能等。因而形成從電力設備內觀察系統電壓的裝置111取得輸入的構成。
下面介紹協調控制器的內部構成和外部接口。協調控制器配置了通信裝置112，配置了通過外部的通信線路113，進行數據收發的功能。該通信裝置大體有兩種作用。
通信裝置的第一種作用在于，接收對于電力設備的控制時間表。因此具有將從外部接收到的時間表存儲到時間表保持裝置114之中的功能。
通信裝置的另一種作用是與外部保持時間同步。因此具有時間同步裝置115，靠通信可與遠方的時間服務器保持時間同步。通過將該時間同步作用于時間掌握裝置116，可使協調控制器內部的計時器與外部的時間服務器同步。
作為協調控制器的其它功能，還有與外部的通信無關的功能。要想判斷是否按照時間表實施控制，就得把電力設備的電性能狀態作為條件。因此具有從上述電壓觀察裝置111等處獲取觀察值的觀察值輸入裝置117。
這樣即可實現時間表保持裝置，時間掌握裝置、觀察值輸入裝置。輸入上述各項，判斷時間表的實施的功能即是時間表實施判定裝置118以及運轉指令輸出裝置119。在時間表實施判定裝置118之中，經常審查要否實行時間表(處理流程后述)。記錄在時間表中的指令實施條件齊備時，通過運轉指令輸出裝置119，實施對電力設備的運轉指令輸出。在圖1的情況下，實際安裝了三個輸出系統。對于管理入網設備104的控制面板110輸出入網指令及離網指令。對于變電裝置108輸出功率因數調整指令。此外，對于分散式電源107，輸出運轉摸式的切換以及與功率調整有關的指令。
這些控制指令，作為時間表整體而言，是用來謀求與外部的電力設備的協調的。因此，電力設備可實現能對電力系統的質量維持做出貢獻的運轉。關于時間表的制作，將在后面介紹。
關于配置了協調控制器的電力設備的功能構成，圖2示出與圖1不同的另一種方式。首先簡要介紹配置協調控制器的電力設備的情況。協調控制器201以及電力設備202、電力系統203的關系，與圖1所示的情況基本相同。但在電力設備202與電力系統203之間的連接點204，并未配置入網設備，未構成能夠控制加入系統以及脫離系統的電力設備。
與圖1所示情況相同，在電力設備202內部，通過內部變壓器，連接著多個用電裝置205。與圖1的不同點在于作為功率因數補償裝置，電容器206及電抗器207與內部線路及電力系統203連接。關于這些裝置205～207的接通與遮斷，由控制面板208控制。控制面板208采用在電力設備內，獲取觀察系統電壓的裝置209給的輸入的結構。
下面介紹協調控制器的內部構成和外部接口。在協調控制器內部，關于時間表保持裝置，時間掌握裝置，觀察值輸入裝置以及時間表實施判定裝置的功能構成，與圖1相同。不同點在于運轉指令輸出裝置210的外部接口。在圖2的情況下，通過運轉指令輸出裝置210，對控制面板208輸出關于裝置205～207的接通與遮斷指令。
與圖1的情況相同，這些控制指令，作為時間表整體而言，是用來謀求與外部的電力設備協調的。因而關于圖2的電力設備，為了也能對維持電力系統的質量作出貢獻，可實現調整了調相的運轉。關于時間表的制作，將在后面介紹。
下面用圖3介紹時間表實施判定裝置內部的處理流程。由于協調控制器基本上是長期連續運轉的，因而處理流程在進行了起動時才進行的前期處理之后，繼續進行反復處理。
作為前期處理，在收到起動301之后，首先實施時間表保持內容確認302的處理。從圖1的時間表保持裝置114之中，提取時間表數據。用判定處理303確認提取的時間表的有無以及是否有效。在無法確認其是否有效時間表數據的情況下，在等待時間表分發處理304之中，待機到分發來新的時間表。因此無法實施基于時間表的控制。在確認是有效時間表的情況下，轉移到反復處理。
作為反復處理的開頭，通過下次指令內容、時間獲取處理305，從時間表數據中提取下次預定的指令內容及其時間(關于時間表數據的表示方法，后面另行介紹)。就此處獲取的下次的指令時間，用指令時間到達判定307，和用時間掌握處理306掌握的時間，進行比較處理。而在時間掌握處理之中，用時間掌握裝置116取得的時間信息，通過與該處理流程不同的另一途徑動作的時間同步裝置115，可保證與時間服務器同步。
當指令時間到達判定307的結果為已到達指令時間的情況下，在指令內容實施處理308之中，將在上述的處理305獲得的指令內容提交給運轉指令輸出裝置119。當未到達指令時間的情況下，則使之不輸出指令，變為待時，但應預先確認是否真沒有新的時間表配發。用時間表配發確認處理309獲取表示在時間表保持裝置114之中是否有有效的更新的標志信息，并在判定處理310中進行判斷，當有時間表更新的情況下，重新進行下次指令內容、時間獲取處理305。
下面用圖4介紹關于上述時間表數據的表示方法的例示。這是與從外部接收的控制時間表的傳輸內容等效的內容，在本實施方式之中，時間表數據正如圖4的一覽表中所示，用XML表現。以時間表輔助信息401為軌跡，記錄一連串數據。
首先，在開頭部分的402之中，示出表示時間表數據自身屬性的極頭信息。正如圖4中所示，記載著時間表數據的識別ID，時間表制作的配發來源，實施時間表的配發對象，以及時間表的制作日期、時間及有效時限等數據。在圖3所示的時間表實施判定裝置之中，用時間表保持內容確認302及下次指令內容及時間獲取處理305等，確認該開頭部分402的內容之后，確認時間表的有效性。
在圖4的一覽表的后半部分403，列出了多個表示對于電力設備內部的裝置的指令內容的指令輔助信息。在該例之中，還記載著輔助信息404～406。在輔助信息404之中，示出將控制對象“ShR01”上午8時1分并入系統之中。同樣，在輔助信息405之中，示出控制對象“ShR01”下午8時1分從系統中脫離。作為時間表，正是這樣記載著分散式電源及補償裝置等加入及脫離電力系統的操作。依據同樣的方法，在輔助信息406之中，記載著變更控制對象“DPR01”的運轉功率因數的事項。通過將此種輔助信息以一覽表的形式保存，即可將功率因數的特性曲線運轉作為時間表記載。
如上所述，傳送給協調控制器的控制指令，作為整個時間表，即有可能使之作為謀求與多個電力設備的協調的指令。作為進行制作給這種電力設備的協調運轉裝置下達指令的時間表的系統，在本實施方式之中，介紹“運轉指令系統“。也就是說，圖4的一覽表由運轉指令系統制成。在運轉指令系統之中，管理著構成協調時間表的對象的電力系統以及電力設備的各種數據，控制對象裝置名稱(例如“ShR01”)，則參照事先登記在運轉指令系統中的內容。
首先，圖5示出運轉指令系統的功能構成。運轉指令系統基本上是計算機系統。以構成服務器的計算機501為中心，配置了與該運轉指令系統管轄的多個電力設備有關的數據庫502，以及存儲與上述設備連接的電力系統有關信息的數據庫503，此外，還具備用通信裝置504，以通信線路505為中介，可與處于電力設備內的協調控制器收發數據的功能。
如上所述，通過采用該數據收發功能的時間表配發，協調控制器輸出對于電力設備內的用電裝置，發電裝置的控制指令。
由于在運轉指令系統的運作之中，也有可用人工進行監視與管理的部分，因而配置了顯示器506及鍵盤507等輸出輸入GUI，此外，為了使每個協調控制器都能與正確的標準時間同步，在運轉指令系統內部設置了時間同步服務器。
發送給協調控制器的時間表，由圖5的計算機501制作。制作協調全部電力設備的時間表的目的在于，在一定時間段內維持上述各種設備加入的電力系統網絡中的電力質量。以能夠將電力系統中的質量維持在一定標準之內為制約條件，就個別電力設備，生成組合了運轉指令的協調時間表。正如上述的例中所示，協調時間表成為以天為單位或以星期為單位，就控制的內容及其實施時間，記述了指令組合的文件。圖6示出圖5的計算機501中的處理流程的一例。由于運轉指令系統也保持長期連續運轉，因而處理流程僅在起動時進行前期處理，隨后即變為連續反復處理。
系統起動601之后，首先作為初期處理，在電力設備數據讀取處理602之中，參照存儲在數據庫502之中的各電力設備內的用電裝置、發電裝置的構成及其電特性。例如讀取用電裝置的耗電量(登記值)及可控制的裝置(負載遮斷功能及其容量、功率因數調整功能及其調整幅度)的數據。該數據庫502的登記信息接收參加運用指令系統的電力設備的擁有者提供的數據，可適時進行內容更新。
與此相同，在電力系統數據讀取處理603之中則參照希望管理的數據庫503中存儲的電力質量的電力系統的構成信息、電特性以及運用計劃。例如讀取線路及變壓器等的機器的連接形態，以及這些機器的阻抗數據。關于數據庫503，則接收運作電力系統網絡的企業提供的數據。
運轉指令系統在以上的前期處理中收集到起碼的數據之后，轉移為反復處理。時間表的制作日期以天為單位或以星期為單位。在等待定點起動處理604之中，判定適當的起動時間。例如制作以天為單位的時間表的情況下，在前一天的黃昏開始制作處理，設定考慮為夜間可配發的時間表的起動時間。當滿足起動時間的情況下，首先用協調計劃前期化處理605，將協調計劃數據606清零。在此基礎上，繼續追加所需電力設備的控制的處理。
在運作數據讀取處理607之中，掌握電力系統中的運作狀態。例如，依存于季節時間的特定地區的需要預測及與電力系統內的調相設備的接通與切斷有關的數據。在獲取這些數據之后，在分析計算裝置608之中，評價電力系統中的電力質量。這兒的計算手法雖依賴于目標電力質量，但可用潮流計算評價各相電壓。
其結果，在判定609之中，判定是否滿足標的質量。當不能滿足目標質量的情況下，用協調計劃追加修正處理610，追加修正電力設備中的控制，協調計劃追加修正的處理內容其計算手法也依賴于目標電力質量。例如，關于電力設備內的帶有遮斷功能的調相設備，用動力程序設計分配接通與遮斷。在協調計劃追加修正處理之中，基本上是逐步追加控制時間表，求取滿足解的。當制約條件嚴格的情況下，則采用求取非劣合作的手法。
通過將協調計劃追加修正處理610重復零次以上取得的協調計劃(也包含空缺的情況)，當可滿足判定609的情況下，即可實施時間表數據配發處理611。通過圖5中的通信功能504，將取得的協調計劃配發給各個協調控制器。這兒的配發可在有充裕的時間的情況下進行。例如在實施一個小時前開始配發第2天的計劃。處理611具有配發通道切換功能及再發送功能，能夠避免因通信網的臨時故障等引起的傳輸失敗。
正如上述，作為目標電力質量可有種種考慮。例如由于加入或脫離系統引起的短時間的電壓下降的規避及多個電力設備的功率引起的電壓分布的調整、電壓不平衡的抑制等等。由于其目的不同，分析計算裝置608及協調計劃追加修正裝置610的詳細情況也有區別，此外，在實際的系統之中，適時就運作企業著眼的目標質量進行設定。因此，這兒的計算最好能根據目標靈活改變。下面用附圖就該協調計劃追加修正處理內容以及在此參照的數據的內容介紹幾個例子。
圖7示出將分散式電源加入時的暫時性電壓下降(以下稱之為降壓)控制在一定范圍之內的協調計劃追加修正裝置的一例。在開始701的時間點，各種數據的讀取以及協調計劃前的想定狀況下的分析計算已經結束。這兒的協調時間表以第2天一整天作為對象范圍，分析計算就第2天一天之內的全部時間斷面，進行根據各機器的行動的潮流計算。
首先用分散式電源加入一覽表制作處理702，制作操作對象的分散式電源的一覽表。從已讀入完畢的電力設備數據之中，選擇在計劃制作對象的時間段，加入電力系統，而且，具有一定數量以上的感應容量的分散式電源。此外，將加入時刻起的一定的時間范圍，規定為其分散式電源的影響范圍。
下面從降壓時間一覽表制作處理703中提取審查對象的降壓值。從分析結果探索使之在上述分散式電源發生在加入時間附近，而且發生允許幅度以上的降壓的時間，就其時間和發生地點制作一覽表。而在與系統連接的地點發生的降壓，判斷為一種東西，將電壓下降最嚴重的地點定為發生地點。為了在其后的處理之中消除在該一覽表中的每一個降壓時間，協調分散式電源的加入時間。
首先，在解決地點、時間選擇處理704之中，從上述降壓時間一覽表中，著眼于一個時間。在此若用判定705，判定為無選擇時間，則可認為所有的問題都已解決。若有選擇對象，則轉移到制作解決該問題的時間表程序。
在該分散式電源選擇處理706，從分散式電源投入一覽表中，將著眼的時間段包含到影響范圍之中，且與同一配電線路連接，并且選擇距發生地點在規定的系統距離之內連接的分散式電源。在這兒，當選擇了多個分散式電源的情況下，通過調整加入時間即有可能解決降壓問題。
在加入時間調整處理707之中，針對用上述706選擇出的所有分散式電源，制作將加入時間前后錯位的時間表，以便使每個分散式電源的影響范圍不重復。將該結果作為協調計劃追加之后轉移到下一個解決時間選擇處理704。
通過重復圖7所示的協調計劃追加修正裝置610，即可實施從整體上規避降壓的時間表。例如圖8所示，想定擁有感應發電機(IG)的電力設備A(801)和B(802)彼此接近地加入電力系統803的情況。當不采取任何協調的情況下，由于電力設備因各自的原因在早晨入網，因而如圖9所示，若在非常接近的時間段(圖9中的8時30分)加入，901和902的電壓下降即成為問題。對于此種狀態，采用上述的裝置，將各自的電力設備的要求做若干修改之后，編制電力設備A入網設備804，在8時31分投入，電力設備B入網設備805,8時30分加入的時間表。如圖10所示1001和1002的電壓下降即可保持在允許范圍之內。
如上所述，采用本發明，運轉指令系統即可保證規避電壓下降，即使是過去因沒有補償裝置不允許其加入電力系統的電容性風力發電機，也能夠以最小限度的設備投資實現與電力系統的連接。
下面介紹其它的協調計劃追加修正處理。圖11示出，滿足配電網中的恒常電壓值的上下限制約條件為目的的協調計劃追加修正裝置的一例。當主要連接了許多分散式電源的情況下，總擔心其違反該上下限，與圖7相同，在開始1101的時間點，各種數據的讀取、分析計算均已結束。分析計算可就第2天一整天之中的全部時間斷面，進行各機器的行動基礎之上的潮流計算。
首先用分散式電源輸出功率一覽表制作處理1102，制作操作對象的分散式電源的一覽表。從讀入完畢的電力設備數據中，選擇在計劃制作對象的時間段，與電力系統連接，而且擁有一定以上的輸出計劃的分散式電源。此外，用調相遮斷一覽表制作處理1103，預先制作在計劃制作對象的時間段可加入或遮斷電力系統的調相設備的一覽表。
下面用違反電壓上下限一覽表制作處理1104，檢索定為審查對象的電壓上下限違反。針對可從分析結果判斷為穩態的一定時間以上的允許幅度以上的電壓變化，制作發生地點和時間的一覽表。發生地點用配電變電所以下的配電饋線單位進行管理。也就是說，把同一根饋線上發生的電壓違反作為同一問題處理。發生時間則采用著眼的饋線之中，違反制約最為嚴重(平方誤差最大等)的時間點。
首先，在解決地點時間選擇處理1105之中，從上述電壓上下限違反一覽，著限于一個問題。與圖7的情況相同，在此，若有用判定1106選擇的問題，則轉移到制作解決該問題的時間表的程序。
從該分散式電源、負載選擇處理1107，針對著眼的配電饋線，提取全部連網的分散式電源以及調相設備。將這些作為控制變數，就將有問題的時間的電壓分布最佳化的控制，求取組合問題。在功率因數調整及調相遮斷決定1108之中，關于功率因數可調的分散式電源，將在可調范圍內的功率因數，作為連續變數，關于調相設備的接通與遮斷，作為離數變數，進行求取整數混合問題的準最佳解的最佳化計算。將在此求取的結果作為協調計劃追加之后，轉移到下一個解決地點、時間選擇處理1105之中。
通過重復圖11的協調計劃追加修正裝置610，即可實施從整體上規避電壓上下限制約的調度。例如圖12所示，設想具有可接通與遮斷的調相設備的電力設備A(1201)和具有以電力變換器為中介連接的分散式電源B(1202)彼此接近地與電力系統1203連接的情況。在未采取任何協調的情況下，夜間時段內，正如圖13所示，由于起因于接通狀態的1204的電壓上升1301和起因于電力設備B的分散式電源的電壓上升1302，發生長時間內電壓過高的問題。對此，可通過上述裝置，在圖12之中，可在夜間電力設備A的連接設備1204遮斷之后再采用調整電力設備B的電力變換機的功率因數的時間表。如圖14的1401和1402所示，滿足電壓上下限制約。
依據分散式電源的不同種類，作為功率因數調整之外的裝置，可進行暫時性功率調整，例如，當電力設備配置的是可進行暫時性過載運轉的油機發電機組及以壓縮點火發動機為代表的低效率大功率的運轉模式的分散式電源的情況下，可在協調控制器中將切換這些運轉模式作為上述最佳化問題的控制變數進行處理。
如上所述，采用本發明運轉指令系統即可保證電壓的上下限制約。尤其是在將包含容易導致電力系統的電壓下降的風力發電機等感應發電機的分散式電源與電力系統連接的情況下，仍然能夠規避電壓低下。即使是對于從前每當發生電壓違反時不得不遮斷的分散式電源，也可使之在最大限度的期間內得以運轉。在太陽能發電之類電壓變化劇烈的情況下也同樣有效。此外，還可靈活運用分散式電源自身具有的功率因數調整等調相能力，抑制調相設備的投資。
還可用與圖11相同的思路，將配電網中的三相電壓的不平衡(具體而言，指相電壓的不平衡等)的調整作為協調目的。作為電力設備數據，還可通過處理各種電力設備的連接相位，調整調相設備及分散式電源，達到不平衡調整的目的。由于可將連接相位的平衡調整工作控制在所需最小限度，因而能抑制投資。
如上所述，通過采用本發明的協調控制器即可在每天的簡單的時間表之中協調電力設備的運作，靈活運用于電力系統的質量維持方面。也就是說，作為所有電力系統的運作企業以及電力設備的運作企業，由于可將用于電力質量維持的調相設備成本控制在最低限度，因而眾多的企業均可獲得經濟效益。
在靈活運用于維持電壓質量維持的同時，取得分散式電源的協調，在發電設備的高效化方面意義也很大。如果每個分散式電源均毫無目的地謀求發電效率的最大化，往往最終導致被拒絕入網或強制遮斷，但是通過采用本發明的協調控制器取得協調，即可從整體上協調，實現發電量的最大化。
由于有這樣的經濟效益，因而可在協調控制通信能力的基礎上，實際安裝實現共享上述經濟效益的商業模式的程序。下面介紹本發明涉及的商業形態。
圖15示出以運作運轉指令系統的企業為中心，各個企業的商業關系的概況。1501是運作運轉指令系統的企業(下面稱之為運轉指令系統運作企業)，1502是運作配電網的企業(下面稱之為配電網運作企業)，1503是多個運作設置了協調控制器的電力設備的企業(下面稱之為電力設備運作企業，也就是需要企業)。
當電力設備運作企業1503擁有分散式電源以及逆潮流設備，是可出售電力的電力設備的情況下，即可與配電網運作企業1502進行電力出售1504以及電力報酬1505的交易。可通過另外的途徑與運轉指令系統運作企業1501，進行現金交易。首先，運轉指令系統運作企業1501，正如上述實施方式中所介紹，讓各個電力設備運作企業1503實行控制時間表1506。控制結果可由運轉指令系統運作企業作為控制結果1507，通報給配電網運作企業1502。持有該通報后，配電網運作企業1502即向運轉指令系統運作企業1501支付規定的調相報酬1508。運轉指令系統運作企業1501，將該報酬分配給各個電力設備運作企業1503。但也存在因采用上述控制時間表，為了整體的電力質量，出售電量受到抑制的電力設備運作企業。在分配報酬時彼此的關系是計算出用于補償上述情況的出售電力報酬補償值，在前面的調相成果報酬的基礎之上，交付調相報酬分配/出售電力報酬補償1511。
用圖16，就本發明涉及的商業關系的時間系列性流程，稍加詳細介紹。與圖15相同，1601是運作運轉指令系統的企業，1602是運作配電網的企業，1603是擁有設置了協調控制器的電力設備的企業。
首先，正如1604的交易中存在的那樣，運轉指令系統的時間表制作目標，可在事前協議。根據運轉指令運作企業1601與配電網運作企業1602之間的協議，目標電力質量的管理與其報酬均可事先商定。
然后，運轉指令系統運作企業1601進行募集電力設備運作企業1603的交易1605。當電力設備運作企業1603申請加入該聯合體時，由運轉指令運作企業1601進行審查。從電力設備運作企業1603獲取必要的設備數據之后，采用本實施方式中介紹的計算裝置，檢查其不會對配電網的電力質量帶來致命性問題。確認之后，即對電力設備運作企業1603進行協調控制器的設置。
從另一途徑，運轉指令系統運作企業1601，對配電網運作企業1602，辦理代辦電力設備運作企業1603的各種入網申請手續的手續1606。這樣一來，電力設備運作企業1603就可與電力系統連接。
當電力設備運作企業1603擁有分散式電源以及逆潮流設備，是可出售電力的電力設備的情況下，即可與配電網運作企業1602，進行電力出售及其報酬的交易1607。因這時所說的手續，是按照多年來的與電量買賣有關的各種制度進行的，所以運轉指令系統的運作企業1601不介入。
與協調控制有關的交易1608，可通過其它途徑進行。首先，運轉指令系統運作企業1601，正如上述實施例中介紹的那樣，為了使之滿足用于維持配電網的電力質量的規定目標，因而讓各個電力設備運作企業實施控制時間表，該目標是在1604中商定的，對此的控制結果，由運轉指令系統運作企業1601，通報給配電網運作企業1602之后，配電網運作企業1602向運轉指令系統運作企業1601支付規定的調相報酬。
運轉指令系統運作企業1601把該報酬分配給各個電力設備運作企業1603。但也存在因上述控制時間表，為了整體電力質量而使出售電量受到抑制的電力設備運作企業。在分配報酬時，為了對此進行補償，計算出出售電力報酬補償值。通過所有電力設備運作企業之后的出售電力報酬補償的合計值為零。該出售電力報酬補償值加上前面的調相成果報酬即是調相報酬分配/出售電力報酬補償。
交易1607以及1608在時間表的每一更新周期(在上述實施例中以天為單位)實施之后，可適時進行決算處理。
通過采用本發明的協調控制器，即沒有必要設想，允許入網的分散式電源全部自由運轉。從運作電力系統的立場來看，能夠規避因分散式電源的自由運轉造成的電力系統的電壓下降等質量下降的問題。還可望在調相設備的計劃中抑制設備投資。此外，從運作分散式電源的立場來看，在入網申請的審議之中，必要條件有所放寬，能夠得到經濟效益。
通過靈活而有效地利用分散式電源對電力系統的電力質量的有利影響與不利影響，作為電力系統運作企業以及電力設備運作企業整體而言，由于可將用于維持電力質量的設備成本控制在最低限度之內，因而這些眾多的企業均能共享經濟利益。
權利要求
1.一種電力設備的協調控制器，用于控制構成與電力系統連接的電力設備的至少一個用電裝置或發電裝置，其特征在于包括與上述電力設備外部的通信裝置；掌握現實時間的時間掌握裝置；與上述外部的時間取得同步的時間同步裝置；接收上述用電裝置或發電裝置的控制時間表的通信裝置；根據上述的時間掌握裝置取得的時間，執行上述控制時間表。
2.一種電力設備的協調控制器，用于控制可與電力系統連接的電力設備內的電力機器，其特征在于包括接收由上述電力設備外部發送來的，對上述電力機器的控制內容及關于該控制內容的實施時間的控制時間表的通信裝置；掌握現實時間的時間掌握裝置；按以上述時間掌握裝置掌握的時間，根據上述通信裝置接收的控制時間表將控制指令輸出給上述電力機器的運轉指令輸出裝置。
3.根據權利要求2所述的電力設備的協調控制器，其特征在于上述電力機器是分散式電源、電抗器或電容器；上述控制時間表是關于使上述分散式電源、電抗器或電容器加入上述電力系統的時間或脫離上述電力系統的時間的。
4.根據權利要求2所述的電力設備的協調控制器，其特征在于上述電力機器是功率因數可調整的電力變換裝置；上述控制時間表是關于上述電力變換裝置的功率因數設定以及設定該功率因數的設定時間的。
5.一種電力設備的協調控制器，其特征在于包括保持關于可與電力系統連接的多個電力設備內的電力機器的信息以及保持關于上述電力系統的信息的信息保持裝置；使用關于上述電力設備內的電力機器的信息以及關于上述電力系統的信息，制作對于上述電力設備內的電力機器的控制內容以及關于該控制內容的實施時間的控制時間表的控制時間表制作裝置；將上述制作的控制時間表發送給上述電力設備的發送裝置。
6.根據權利要求5所述的電力設備的協調控制器，其特征在于上述控制時間表的制作裝置，以把上述電力系統的電力質量控制在規定的標準值之內作為制約條件，制作上述控制時間表。
7.根據權利要求6所述的電力設備的協調控制器，其特征在于上述電力質量是指上述電力系統的瞬間電壓值、穩態的電壓值或相電壓的不平衡率。
8.根據權利要求5所述的電力設備的協調控制器，其特征在于包括制作關于上述電力設備內的電力機器的控制內容以及關于該控制內容實施時間的控制時間表的控制時間表制作裝置；分析上述制作的控制時間表中的上述電力系統的電力質量的分析裝置；當上述分析的電力系統的電力質量不滿足上述規定的質量時，修正上述控制時間表的控制時間表修正裝置；將用上述控制時間表制作裝置制作的控制時間表或用控制時間表修正裝置修正的控制時間表，發送給上述電力設備的發送裝置。
9.根據權利要求5所述的電力設備的協調控制器，其特征在于上述電力質量是指上述電力系統的瞬間電壓值、穩態的電壓值或相電壓的不平衡率。
10.根據權利要求5所述的電力設備的協調控制器，其特征在于包括將表示發生了取得基于上述控制時間表的規定報酬的權利的信號發送給上述電力設備的權利發生信號發送裝置。
11.根據權利要求10所述的電力設備的協調控制器，其特征在于上述規定的報酬對應于采用上述控制時間表的上述電力設備的出售電力費用抑制值。
全文摘要
電力設備的協調控制器101，可設于分散型電源103，它包括與電力設備外部的通信裝置112；掌握現實時間的時間掌握裝置116；與外部時間取得同步的時間同步裝置115；接收用電裝置或發電裝置的控制時間表的通信裝置112；根據用時間掌握裝置獲取的時間，實施控制時間表。可獲得規避因分散式電力供給電源的運轉引起的電力系統的電壓下降等電力質量下降的效果。
文檔編號H02J3/12GK1477749SQ0310865
公開日2004年2月25日 申請日期2003年4月2日 優先權日2002年8月23日
發明者佐藤康生, 浩, 渡邊雅浩, 小川謙治, 治 申請人:株式會社日立制作所