蓄電池系統(tǒng)以及發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄電池系統(tǒng)以及發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)，例如涉及事業(yè)用發(fā)電站等發(fā)電設(shè)備的運用最佳化的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，對于發(fā)電設(shè)備的最佳運用，已知的有:與發(fā)電設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況或燃燒效率對應(yīng)的最佳的控制參數(shù)協(xié)調(diào)相關(guān)的技術(shù)，或通過發(fā)電方式的組合來提高發(fā)電效率的技術(shù)等。
[0003]當(dāng)前，關(guān)于向發(fā)電設(shè)備應(yīng)用蓄電池系統(tǒng)，占主導(dǎo)的是:作為發(fā)電站內(nèi)的重要設(shè)備或控制裝置的應(yīng)急備用電源來應(yīng)用。但是，近年來隨著蓄電池技術(shù)的發(fā)展(長壽命化或容量增加、成本降低等)，希望實現(xiàn)作為應(yīng)急用電源用途以外的利用方法。
[0004]例如，在專利文獻I中公開了如下的發(fā)電系統(tǒng)，即:對連接的負載設(shè)備設(shè)置商用交流線和用于供給電力的發(fā)電機，將該發(fā)電機設(shè)置成以一定輸出連續(xù)進行運轉(zhuǎn)，并且設(shè)置用于儲藏發(fā)電機的輸出電力的蓄電池。
[0005]在該發(fā)電系統(tǒng)中，將沒有被負載設(shè)備消耗的發(fā)電機的剩余輸出電力充電給蓄電池，并且，在負載設(shè)備的消耗電力超過發(fā)電機的輸出電力時，將蓄電池的電力供給給負載設(shè)備。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2003 - 153448號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]然而，在環(huán)境問題或電力不足的背景下，不僅需要對電力消費者側(cè)采取節(jié)電對策，還需要進一步提高供電側(cè)的發(fā)電效率或設(shè)備壽命等針對發(fā)電設(shè)備的整個壽命周期中的運用最佳化。
[0011]以往，希望通過對設(shè)置在發(fā)電設(shè)備上的發(fā)電設(shè)備或裝置等發(fā)電設(shè)備機器其本身進行有效地控制，來實現(xiàn)發(fā)電設(shè)備的運用最佳化。但是，由于不能滿足發(fā)電設(shè)備機器的特性導(dǎo)致的性能界限或性價比等，在發(fā)電設(shè)備機器的最佳控制或運用中存在界限。
[0012]根據(jù)以上的狀況，希望實現(xiàn)發(fā)電設(shè)備的進一步的運用最佳化。
[0013]解決課題的手段
[0014]本發(fā)明人提出了通過蓄電發(fā)電設(shè)備發(fā)電的剩余電力并有效地運用該蓄電的電力，來使發(fā)電設(shè)備的運用最佳化的方法。
[0015]本發(fā)明的一方面具備:利用發(fā)電設(shè)備發(fā)電的剩余電力進行充電的蓄電池和至少積蓄每個發(fā)電設(shè)備機器(以下，記述為站內(nèi)機器)的消耗電力信息的數(shù)據(jù)庫。然后，集中控制部比較執(zhí)行了多個功能中的各功能時運轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備機器的消耗電力與蓄電池的放電容量，選定能夠在蓄電池的放電容量的范圍內(nèi)執(zhí)行的功能。然后，進行應(yīng)利用從蓄電池供給的電力來執(zhí)行所選定的功能的控制
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施方式，通過發(fā)電設(shè)備與蓄電池系統(tǒng)的組合，實現(xiàn)發(fā)電設(shè)備的有效且高效的運轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例的概要圖。
[0019]圖2是表示蓄電池控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0020]圖3是表示圖2所示的站內(nèi)動力降低部的動作例的流程圖。
[0021]圖4是用于說明站內(nèi)機器啟動時間縮短功能的圖。
[0022]圖5是表示圖2所示的站內(nèi)機器啟動時間縮短部的動作例的流程圖。
[0023]圖6是用于說明一定負載運轉(zhuǎn)支援功能的圖。
[0024]圖7是表示圖2所示的一定負載運轉(zhuǎn)支援部的動作例的流程圖。
[0025]圖8是表示圖2所示的集中控制部的動作例(第I例)的流程圖。
[0026]圖9是表示圖2所示的集中控制部的動作例(第2例)的流程圖。
[0027]圖10是表示計算機的硬件結(jié)構(gòu)例的框圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的實施例進行說明。另外，在各圖中，對共同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。
[0029]在本實施方式中，對發(fā)電設(shè)備應(yīng)用包括蓄電池和該蓄電池的控制裝置的蓄電池系統(tǒng)，并通過網(wǎng)絡(luò)連接蓄電池控制裝置與發(fā)電設(shè)備。然后，蓄電池控制裝置一邊收集發(fā)電設(shè)備的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)等，一邊以該數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)適當(dāng)?shù)貙π铍姵氐某浞烹娺M行控制。以下，對蓄電池控制裝置實現(xiàn)以下的3個功能的例子進行說明，但實現(xiàn)的功能并不局限于該例子。
[0030](I)站內(nèi)動力降低功能
[0031](2)站內(nèi)機器啟動時間縮短功能
[0032](3) 一定負載運轉(zhuǎn)支援功能
[0033]蓄電池控制裝置適當(dāng)?shù)貙@些⑴?(3)的功能進行集中控制。對于各功能的細節(jié)，在后面進行敘述。
[0034][發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例]
[0035]圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例的概要圖。
[0036]本實施方式的發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)I通過組合現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備10與本發(fā)明的一實施方式的蓄電池系統(tǒng)20來構(gòu)成。
[0037]發(fā)電設(shè)備10例如具備:發(fā)電設(shè)備機器11、輸入輸出裝置12、控制裝置13 — I?13 — η (η:自然數(shù))、控制用網(wǎng)絡(luò)14、監(jiān)視操作終端15 — I?15 — m(m:自然數(shù))。發(fā)電設(shè)備10經(jīng)由向消費者側(cè)輸送發(fā)電電力的輸電系統(tǒng)16與中央供電站30連接。
[0038]發(fā)電設(shè)備機器11包括:主要設(shè)備(鍋爐、渦輪機、發(fā)電機)、輔助設(shè)備(主要設(shè)備以外的用于發(fā)電的各種機械裝置)、其他發(fā)電設(shè)備以及儀表類。
[0039]將輸入輸出裝置12配置在發(fā)電設(shè)備機器11與控制裝置13 — I?13 — η之間，針對雙方進行信號或數(shù)據(jù)的輸入以及輸出?？梢詫⑤斎胼敵鲅b置12作為界面盤單獨設(shè)置，或?qū)⑵涔δ芮度氲娇刂蒲b置13 — I?13 — η內(nèi)。
[0040]控制裝置13 — I?13 — η對發(fā)電設(shè)備機器11進行控制，尤其對鍋爐、渦輪機以及發(fā)電機等主要設(shè)備進行控制。控制裝置13 — I?13 — η例如包括:對鍋爐的各種調(diào)節(jié)閥進行操作的APC(Automatic Power Plant Control，自動發(fā)電設(shè)備控制)、主禍輪機驅(qū)動控制裝置(EHG)以及使用于發(fā)電機的電壓控制的AVR(Automatic Voltage Regulator，自動電壓調(diào)節(jié)器)等。除此之外，還包括電保護聯(lián)鎖裝置盤和序列器盤等。
[0041]監(jiān)視操作終端15 — I?15 — m是所謂的HMI (Human Machine Interface，人機界面)。監(jiān)視操作終端15由用于顯示發(fā)電設(shè)備狀態(tài)的液晶面板等顯示裝置和計算機裝置構(gòu)成，其中，所述計算機裝置根據(jù)通過控制用網(wǎng)絡(luò)14接收到的發(fā)電設(shè)備機器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)等信息生成顯示畫面，并輸出給顯示裝置。此外，監(jiān)視操作終端15具備輸入操作部，作為輸入操作部例如使用與液晶面板一體構(gòu)成的觸摸面板或鍵盤或鼠標等。
[0042]控制用網(wǎng)絡(luò)14是相互通信可能地連接發(fā)電設(shè)備10內(nèi)的發(fā)電設(shè)備機器11和監(jiān)視操作終端15 — I?15 — m等的控制用通信網(wǎng)絡(luò)。在圖1中，控制裝置13 — I?13 — η與監(jiān)視操作終端15 — I?15 — m連接。此外，控制用網(wǎng)絡(luò)14與蓄電池系統(tǒng)20的蓄電池控制裝置22連接。該控制用網(wǎng)絡(luò)14 一般是利用專用協(xié)議的站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，但通過經(jīng)由網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，例如使用IP協(xié)議可以與中央供電站30等外部進行通信。
[0043][蓄電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例]
[0044]接著，對蓄電池系統(tǒng)20進行說明。
[0045]如圖1所示，蓄電池系統(tǒng)20具備:蓄電池設(shè)備21、蓄電池控制裝置22以及數(shù)據(jù)庫23ο
[0046]蓄電池控制裝置22通過控制用網(wǎng)絡(luò)14收集發(fā)電設(shè)備機器11的運轉(zhuǎn)狀況等與發(fā)電設(shè)備10相關(guān)的數(shù)據(jù)。蓄電池控制裝置22根據(jù)收集到的與發(fā)電設(shè)備10相關(guān)的數(shù)據(jù)，對蓄電池設(shè)備21的充放電進行控制。此外，蓄電池控制裝置22進行數(shù)據(jù)庫23的管理，記錄并靈活運用數(shù)據(jù)。另外，蓄電池控制裝置22通過控制用網(wǎng)絡(luò)14接收與發(fā)電設(shè)備10的最佳運用相關(guān)的數(shù)據(jù)，但也可以通過因特網(wǎng)等信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(省略圖示)來進行接收。
[0047]蓄電池設(shè)備21具備蓄電池或電力調(diào)節(jié)器(PCS:Power Condit1ning Subsystem，電力調(diào)節(jié)子系統(tǒng))、變換器等必要的設(shè)備，在蓄電池控制裝置22的控制下，通過站內(nèi)系統(tǒng)將由發(fā)電設(shè)備10輸出的剩余電力充電給蓄電池。此外，蓄電池設(shè)備21向發(fā)電設(shè)備10的發(fā)電設(shè)備機器11供給蓄電池的電力。
[0048]數(shù)據(jù)庫23是非易失性存儲單元。蓄電池控制裝置22根據(jù)需要將從發(fā)電設(shè)備10取得的數(shù)據(jù)、發(fā)電設(shè)備機器11的額定信息或設(shè)定信息等存儲在數(shù)據(jù)庫23中。
[0049]通過執(zhí)行以下說明的蓄電池控制裝置22的各功能，進行蓄電池的充放電控制等，從蓄電池針對發(fā)電設(shè)備10實施最佳的電力供給。
[0050]上述的蓄電池設(shè)備21例如可以使用蓄電池和電力調(diào)節(jié)器(PCS)來構(gòu)成。通過蓄電池控制裝置22對PCS進行最佳控制。
[0051]一般，PCS是具備將太陽電池、燃料電池、燃氣發(fā)動機等的發(fā)電電力轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)電力的功能的裝置，具備以下的功能。
[0052]?控制發(fā)電電力
[0053](控制與太陽電池、燃料電池、燃氣發(fā)動機等的發(fā)電量對應(yīng)的輸出電力)
[0054].運轉(zhuǎn)控制(根據(jù)發(fā)電狀況進行運轉(zhuǎn)開始/停止)
[0055].系統(tǒng)協(xié)作保護功能(檢測出系統(tǒng)異常后停止動作)
[0056]此外，蓄電池控制裝置22與發(fā)電設(shè)備10的控制用網(wǎng)絡(luò)14連接，與現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備10的控制裝置13 — I?13 — η連接的同時，經(jīng)由PCS實施蓄電池的最佳控制。
[0057]蓄電池控制裝置22的目的是取得發(fā)電設(shè)備10的控制數(shù)據(jù)或運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，以發(fā)電設(shè)備機器11的運轉(zhuǎn)狀況或來自中央供電站30的與供求對應(yīng)的運用指令為基礎(chǔ)，對蓄電池的最佳充放電的時刻進行調(diào)度。此外，以進行用于延長蓄電池以及發(fā)電設(shè)備機器11的壽命的控制，或進行與發(fā)電設(shè)備10的運用對應(yīng)的控制和信息協(xié)作為目的。
[0058]圖2是表示蓄電池系統(tǒng)20的蓄電池控制裝置22的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0059]蓄電池控制裝置22具備:輸入輸出部221、站內(nèi)動力降低部222、站內(nèi)機器啟動時間縮短部223、一