電力網の需給制御について

質問

電力会社には中央制御室みたいなのがあって、そこで管轄エリアの電力の需要と供給を常にコントロールしていると聞きました。

どうも具体的にそのオペレーションのイメージがわかないのですが、単純に考えると、たとえば100Wの電球に供給する電力が少なくなると暗くなり、多くなると明るくなるので、常に正常な明るさの100Wになるように電力をコントロールしていると考えればいいのでしょうか。
つまり、この回路のサイズが大きくなっただけで、基本的には電力網も考え方は変わらない？（実際は負荷は一定ではなく常にが変動するのでそれに合わせて電力を調整しているのでしょうが）

このとき、電圧や周波数が、ある一定範囲を超えたらアウトという最低ラインがあって、そこに必ず収まるように発電所出力を制御するようなオペレーションをしているという理解でいいのでしょうか？
その「一定範囲」というのがどのくらいなのか、よくわかりませんが・・。

また、電力が足りなくなりそうとか、余りそうとかって、どんな要因から予測しているのでしょうか？
大きな電力網は、そんなに急減に電力の変化は起きないので、それほど迅速な対応は必要なく、ある程度の時間的な猶予はあると考えてよいのでしょうか？　それがどのくらいなのかはわかりませんが。

ご教示いただけるとありがたいです。よろしくお願いします。

回答No.3

hitujiotome2000

古い友人が電力会社の中央供給所にいたような、彼の話によると、・・・
　電力網の需給制御については・・・・、

(1)　３交代で勤務し、深夜の班と夕方の班が本日の予想と実績の反省など行う
　　天気予報と同じような電気（需給）予報かな・・・。

(2)　これで各発電所に時間前に指令を出す、例えば水力は１５分前に指令を。
(3)　そうは言っても予想外れや事故等で供給が不足し、全区域の周波数低下が
　　発生してしまうようです。

(4)　その時用に発電機ガバナ（周波数ー出力等管理制御装置）が３％レートで
　　自動監視・運転制御しているのだそうです。

(5)　例えば無負荷運転中でも３％の周波数低下の場合フル出力となるよう・。

(6)　このガバナフリー運転の可否も彼らの指示によるそうですが・・・。

(7)　このため発電機運転中であれば、数分オーダーでも出力増対応可能みたい

(8)　遠い昔昼前に周波数を測っていたら、通常12時に向け電気があまり、これ
　　を見越して発電停止させるので周波数低下となるハズが、どんどん上昇し
　　ましたが、これは電力会社が発電機の事故遮断試験を12時に企てて、これ
　　の補完で各電力会社が発電機出力増で準備するとの事でした・・・。

(9)　この各電力の過不足は、各電力を接続する連係線の電力の流れの方向にな
　　って現れるそうです。計画外の電力のやり取りは貸し借りもあるのだとか。

(10)　目標周波数は0.1HZ目標で0.3HzならOK　で最悪0.5Hzにはしたい希望。
(11)　電気時計で１日で差が０秒を目指すが、数秒範囲が希望とも・・・。
　　　・・・・・・以上のような話を聞きましたが、参考になりますか？？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　以上

お礼

ご回答ありがとうございます。参考になります。

>(6)　このガバナフリー運転の可否も彼らの指示によるそうですが・・・。
ガバナフリー運転をするかしないかを指示するということでしょうか？
そもそもガバナフリー運転をしない場合とはどういうときなのでしょうか？
常にしておくべきかと考えるのですが・・・

>(10)　目標周波数は0.1HZ目標で0.3HzならOK　で最悪0.5Hzにはしたい希望。
これは、目標周波数に対する誤差範囲ということでしょうか？

回答No.2

lumiheart

発電機の構造
http://www.kepco.co.jp/energy_supply/energy/thermal_power/shikumi/

火力発電所の起動時間
http://www.kepco.co.jp/energy_supply/energy/thermal_power/newenergy/index.html
「夜間だけの停止 → 起動指令から 2～3時間程度」

これは起動スイッチをＯＮしてから
ボイラに火を点けて蒸気を作って
タービンを定格回転数まで加速して
発電機が定格回転数になってから
送電開始するまでの時間

例えばソーラーパネルで発電してる時に火力発電を停止させて
ゲリラ豪雨とかが来てソーラー電力が落ちたら
火力発電を起動させて．．．．　間に合わんぞ！

お礼

ご回答ありがとうございます。参考になります。

火力も燃料の種類によって、運用パターンや起動時間が異なっているということですが、これは燃料の何に起因しているのでしょうか？
燃えやすさとかでしょうか？

回答No.1

f272

> 常に正常な明るさの100Wになるように電力をコントロールしていると考えればいいのでしょうか。

イメージとしてはそんな感じでよいのでしょう。
電力需給ギャップの発生を抑える，周波数変動を抑える，電圧上昇を抑えることだけでなく，事故時の電力系統への影響をおさえることも考慮します。

> その「一定範囲」というのがどのくらいなのか、よくわかりませんが・・。

たとえば周波数変動に関しては，西日本だと60Hzになるようにしていますが，現実には95%の時間で±1Hzに入っていますし，±2Hzが最大変動幅の目標です。

> また、電力が足りなくなりそうとか、余りそうとかって、どんな要因から予測しているのでしょうか？

たとえば風力発電の出力予測については，出力データと風況データの蓄積とその統計処理，また太陽光発電の出力予測は低層から高層の雲の動きや気圧，気温，湿度などの気象予測にもとづいています。
電力の需要予測については季節と時間帯ごとのデータの蓄積とその統計処理に基づきます。

> 大きな電力網は、そんなに急減に電力の変化は起きないので、それほど迅速な対応は必要なく、ある程度の時間的な猶予はあると考えてよいのでしょうか？

まず発電機の運転制御については，需要変動を微少変動分(数分以内)，短周期成分(数分から十数分)，長周期成分(十数分以上)の 3 つの成分に分けて考えます。微少変動分は発電機の機能で吸収します。短周期成分，長周期成分に対しては発電機の出力を制御します。たとえば火力発電所の出力調整幅は定格出力の15%から100%，出力変化率は1分あたり数%くらいです。
しかし，通常は急減に電力の変化は起きませんが，事故時は違いますよ。需給運用だけでなく広域運用や蓄エネルギー技術による対処も行っています。

お礼

ご回答ありがとうございます。
いろいろと参考になります。

>しかし，通常は急減に電力の変化は起きませんが，事故時は違いますよ。
>需給運用だけでなく広域運用や蓄エネルギー技術による対処も行っています。
これは、具体的にはどのような対処ということでしょうか？