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JP2026003268A - Plant control device and plant control method - Google Patents

Plant control device and plant control method

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Publication number
JP2026003268A
JP2026003268A JP2024101133A JP2024101133A JP2026003268A JP 2026003268 A JP2026003268 A JP 2026003268A JP 2024101133 A JP2024101133 A JP 2024101133A JP 2024101133 A JP2024101133 A JP 2024101133A JP 2026003268 A JP2026003268 A JP 2026003268A
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JP
Japan
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power
equipment
bypass valve
turbine bypass
load
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Application number
JP2024101133A
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Japanese (ja)
Inventor
洋平 村上
大輔 新間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to PCT/JP2025/009697 priority patent/WO2026004258A1/en
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract

【課題】発電プラントを適切に制御できるプラント制御装置を提供する。
【解決手段】発電プラント201に設けられ、外部電力系統204に供給される電力である外部送電量PAと、電力負荷設備230に供給される電力である設備消費電力PBと、に基づいて、タービンバイパス弁302を開状態にするか否かを判定するタービンバイパス弁制御部212と、設備消費電力PBを調整する電力負荷設備調整部234と、をプラント制御装置260に設けた。
【選択図】図2

A plant control device capable of appropriately controlling a power generation plant is provided.
[Solution] A plant control device 260 is provided with a turbine bypass valve control unit 212 that is provided in a power generation plant 201 and determines whether to open a turbine bypass valve 302 based on an external power transmission amount PA, which is the power supplied to an external power system 204, and an equipment power consumption PB, which is the power supplied to a power load equipment 230, and a power load equipment adjustment unit 234 that adjusts the equipment power consumption PB.
[Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、プラント制御装置およびプラント制御方法に関する。 The present invention relates to a plant control device and a plant control method.

脱炭素社会の実現に向けて、再生可能エネルギーの導入が世界的に進んでいる。再生可能エネルギーが連結される電力系統には、需給バランス、送電容量超過、電圧変動、周波数変動、安定性などの様々な課題が生じることが予想されている。これは、太陽光や風力発電などの変動型再生可能エネルギーの導入好適地が偏在化しており、発電地から需要地までの送電潮流が増加し、局所的な送電線の過負荷が生じやすいことに起因している。また、落雷や台風などによる送電線の断線時には、一時的に発電機を電力系統から切り離し、局所的な送電線の過負荷を解消する技術が開発されている。 The introduction of renewable energy is progressing worldwide in an effort to achieve a decarbonized society. However, it is expected that power grids to which renewable energy is connected will face various challenges, including supply-demand balance, excess transmission capacity, voltage fluctuations, frequency fluctuations, and stability. This is due to the uneven distribution of locations suitable for the introduction of variable renewable energy sources such as solar and wind power, which increases the flow of electricity from power generation areas to demand areas, making it more likely that localized overloads on transmission lines will occur. Furthermore, technology has been developed to temporarily disconnect generators from the power grid in the event of a power line break due to a lightning strike or typhoon, thereby eliminating localized overloads on transmission lines.

例えば下記特許文献1の要約には、「系統安定化装置は、収集した電力系統の情報に基づいて系統データを作成する系統データ作成部103、所定のルールに基づいて、電力系統の安定性を維持する電源制限の対象発電機を選択する基本電制機選択部104、電源制限から所定の時間が経過した条件にて電力系統における周波数の応動を模擬した規範周波数モデルを作成する周波数モデル作成部105、作成したモデルを用いて周波数安定性を判別する周波数安定性判別部106、該判別結果に基づいて、基本電制機選択部が選択した電源制限の対象発電機を変更する電制機対象変更部107、決定した電制機変更情報を記憶する記憶部101及び系統事故発生時に電制機変更情報によって示される電源制限の対象発電機に対して制御信号を伝送する制御信号送信部108を備える。」と記載されている。 For example, the abstract of Patent Document 1 below states, "The system stabilization device includes a system data creation unit 103 that creates system data based on collected power system information; a basic shearing control unit selection unit 104 that selects target generators for power supply restriction to maintain power system stability based on predetermined rules; a frequency model creation unit 105 that creates a reference frequency model that simulates the frequency response in the power system under conditions where a predetermined time has passed since power supply restriction; a frequency stability determination unit 106 that determines frequency stability using the created model; a shearing control unit target change unit 107 that changes the target generators for power supply restriction selected by the basic shearing control unit selection unit based on the determination result; a memory unit 101 that stores the determined shearing control unit change information; and a control signal transmission unit 108 that transmits control signals to the target generators for power supply restriction indicated by the shearing control unit change information when a system accident occurs."

[特許文献1]特開2023-23185号公報 [Patent Document 1] JP 2023-23185 A

ところで、上述した技術において、一層適切に発電プラントを制御したいという要望がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、発電プラントを適切に制御できるプラント制御装置およびプラント制御方法を提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned technology, there is a demand for more appropriate control of the power plant.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a plant control device and a plant control method that can appropriately control a power generation plant.

上記課題を解決するため本発明のプラント制御装置は、蒸気発生源と、前記蒸気発生源から発生した蒸気によって駆動されるタービンと、前記タービンに結合され、外部電力系統および電力負荷設備に接続され、発電機出力電力を出力する発電機と、供給された蒸気を液化する復水器と、前記蒸気発生源から発生した蒸気のうち、開度が大きくなるほど大きな量を前記復水器に供給するタービンバイパス弁と、を備える発電プラントに設けられ、前記外部電力系統に供給される電力である外部送電量と、前記電力負荷設備に供給される電力である設備消費電力と、に基づいて、前記タービンバイパス弁を開状態にするか否かを判定するタービンバイパス弁制御部と、前記設備消費電力を調整する電力負荷設備調整部と、を備えることを特徴とする。 To solve the above problem, the plant control device of the present invention is installed in a power generation plant that includes a steam generation source, a turbine driven by steam generated from the steam generation source, a generator coupled to the turbine, connected to an external power system and power load equipment, and outputting generator output power, a condenser that liquefies the supplied steam, and a turbine bypass valve that supplies a larger amount of steam generated from the steam generation source to the condenser as its opening becomes larger. The plant control device is characterized by including: a turbine bypass valve control unit that determines whether to open the turbine bypass valve based on the external power transmission amount, which is the power supplied to the external power system, and the equipment power consumption, which is the power supplied to the power load equipment; and a power load equipment adjustment unit that adjusts the equipment power consumption.

本発明によれば、発電プラントを適切に制御できる。 The present invention enables appropriate control of power plants.

発電所に対する一般的な電源制限の説明図である。FIG. 1 is an illustration of a typical power supply limitation for a power plant. 第1実施形態における送電系統のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a power transmission system according to the first embodiment. 原子力発電所における蒸気システムの模式的なブロック図である。1 is a schematic block diagram of a steam system in a nuclear power plant. 蒸気システムの要部の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a steam system. 第1実施形態の制御内容を表す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating control content according to the first embodiment. 第1実施形態の制御内容を表す他の模式図である。FIG. 10 is another schematic diagram illustrating the control content of the first embodiment. 第1実施形態における制御ルーチンのフローチャートである。4 is a flowchart of a control routine in the first embodiment. 第1実施形態における各部の波形図である。3A to 3C are waveform diagrams of various parts in the first embodiment. 第2実施形態における信頼度情報の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of reliability information according to the second embodiment. 第2実施形態における制御ルーチンのフローチャートである。10 is a flowchart of a control routine in a second embodiment. 第3実施形態における送電系統のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a power transmission system according to a third embodiment. 中央給電指令装置のディスプレイに表示される表示画面の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a display screen displayed on a display of a central load control device. 第3実施形態における各部の波形図である。10A to 10C are waveform diagrams of various parts in the third embodiment. コンピュータのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a computer.

[実施形態の概要]
図1は、発電所に対する一般的な電源制限の説明図である。なお、電源制限(以下「電制」と呼ぶことがある)とは、一般的には、発電機を電力系統から切り離すことを指す。
図1において縦軸は電力であり、横軸は時刻である。図1において出力電力Poutは、発電所の発電機から電力系統に送電される電力である。時刻t1以前において、出力電力PoutはP1であるが、時刻t1以降、出力電力PoutはP2になっている。図示の例において、一般的には電力P2は「0」である。これは、時刻t1において、系統故障時が発生し、発電機が電力系統から切り離されたことを意味する。
[Overview of the embodiment]
Figure 1 is an explanatory diagram of a typical power supply restriction for a power plant. Note that power supply restriction (hereinafter sometimes referred to as "power restriction") generally refers to disconnecting a generator from the power grid.
In Figure 1, the vertical axis represents power and the horizontal axis represents time. In Figure 1, output power Pout is power transmitted from the generator of the power plant to the power grid. Before time t1, output power Pout is P1, but after time t1, output power Pout becomes P2. In the example shown, power P2 is generally "0". This means that a grid failure occurred at time t1 and the generator was disconnected from the power grid.

電制が実行された発電機は発電した電力を外部の電力系統に送電できなくなり、余剰となる電力は発電機を加速させる。火力発電所では、発電機の加速を防ぐために、発電所の炉出力を電制と共に停止させる。原子力発電所についても、火力発電所と同様の操作を行うことが可能である。すなわち、原子力発電所においては、原子炉に制御棒を挿入する「スクラム」(緊急停止)という操作によって、原子炉を停止させることができる。しかし、スクラムが実行された場合には、その後の復旧に数週間を要するため、停止期間中の売電機会を逸するという問題がある。 When power outages are imposed on a generator, it is no longer able to transmit the electricity it generates to the external power grid, and the excess electricity causes the generator to accelerate. At thermal power plants, the reactor output is shut down along with power outages to prevent the generator from accelerating. Nuclear power plants can also be operated in a similar manner to thermal power plants. That is, at nuclear power plants, the reactor can be shut down by inserting control rods into the reactor in an operation known as "scram" (emergency shutdown). However, when a scram is implemented, it takes several weeks to restore operation, which means that opportunities to sell electricity during the shutdown are missed.

そこで、後述する実施形態では、電制時に原子力発電所のスクラムをなるべく回避しながら、原子力発電所から外部の電力系統への送電量を減少させるようにした。具体的な構成は後述するが、後述する実施形態では、原子力発電所のBOP(Balance Of Plant)機器であるTBV(Turbine Bypass Valve、タービンバイパス弁)と、原子力発電所の自営線に接続される電力負荷設備との協調制御を行う。この電力負荷設備は、例えばデータセンターである。原子炉と、電力負荷設備との協調制御により、原子炉からの蒸気を復水器に一時的に流しながら、徐々に電力負荷設備を増加させることで、原子力発電所からの電力を全て電力負荷設備で消費することを可能とする。これにより、後述する実施形態によれば、電制の指示に対し、原子力発電所はスクラムを回避することが可能となる。そして、スクラムを回避することで売電機会を確保できる。なお、タービンバイパス弁は、起動、停止時、負荷しゃ断時などに、原子炉からの余剰蒸気をタービンをバイパスして復水器へ逃がすために設けられている弁である。 Therefore, in the embodiment described below, the amount of power transmitted from the nuclear power plant to the external power grid is reduced while minimizing the risk of the nuclear power plant scramming during power outages. While the specific configuration will be described later, the embodiment described below coordinates control between the TBV (Turbine Bypass Valve), a balance of plant (BOP) device at the nuclear power plant, and the power load equipment connected to the nuclear power plant's private power lines. This power load equipment is, for example, a data center. By coordinating control between the nuclear reactor and the power load equipment, steam from the reactor is temporarily diverted to the condenser while gradually increasing the power load equipment, allowing all of the power from the nuclear power plant to be consumed by the power load equipment. This allows the nuclear power plant to avoid a scram in response to a power outage instruction. Avoiding a scram also ensures opportunities to sell electricity. The turbine bypass valve is a valve installed to allow excess steam from the reactor to bypass the turbine and escape to the condenser during startup, shutdown, load shedding, etc.

[第1実施形態]
〈第1実施形態の構成〉
図2は、第1実施形態における送電系統101のブロック図である。
図2において、送電系統101は、原子力発電所201(発電プラント)と、送電線202と、変圧器203と、外部電力系統204と、電力負荷設備230と、を備えている。また、原子力発電所201は、発電所内制御装置210(コンピュータ)を備えている。
[First embodiment]
<Configuration of First Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram of the power transmission system 101 in the first embodiment.
2, the power transmission system 101 includes a nuclear power plant 201 (power generation plant), a power transmission line 202, a transformer 203, an external power system 204, and power load equipment 230. The nuclear power plant 201 also includes an in-plant control device 210 (computer).

発電所内制御装置210は、TBV制御部212(タービンバイパス弁制御部、タービンバイパス弁制御過程)と、CVコントローラ214と、スクラム制御部216と、EHC/TBV制御部218と、を備えている。ここで、CVとは「Control Valve」の略であり、EHCとは「Electro Hydraulic Controller」の略である。 The power plant control device 210 is equipped with a TBV control unit 212 (turbine bypass valve control unit, turbine bypass valve control process), a CV controller 214, a scram control unit 216, and an EHC/TBV control unit 218. Here, CV stands for "Control Valve" and EHC stands for "Electro Hydraulic Controller."

なお、破線で示す信頼度判定部220は、後述する第2実施形態に適用されるものであり、第1実施形態の発電所内制御装置210には含まれない。また、電力負荷設備230は、計算量調整部234(コンピュータ、電力負荷設備調整部、電力負荷設備調整過程)と、複数の負荷用コンピュータ232と、を備えている。なお、「負荷用コンピュータ」とは、通常のコンピュータの構成を備える装置であるが、本明細書においては、発電所内制御装置210等に含まれるコンピュータと区別するため、「負荷用コンピュータ」と称する。また、発電所内制御装置210と計算量調整部234とを総称して、プラント制御装置260と呼ぶ。 The reliability determination unit 220, indicated by the dashed line, is applied to the second embodiment described below and is not included in the power plant control device 210 of the first embodiment. The power load equipment 230 also includes a calculation amount adjustment unit 234 (computer, power load equipment adjustment unit, power load equipment adjustment process) and multiple load computers 232. While a "load computer" is a device with the configuration of a normal computer, it will be referred to as a "load computer" in this specification to distinguish it from computers included in the power plant control device 210, etc. The power plant control device 210 and the calculation amount adjustment unit 234 are collectively referred to as the plant control device 260.

原子力発電所201は、原子力発電所201に接続される送電線202、変圧器203を経由して、外部電力系統204に電力を送電している。原子力発電所201および変圧器203の中間地点には、データセンターなど、電力の消費量を調整することができる電力負荷設備230が設置されている。原子力発電所201から出力される電力、すなわち原子力発電所201の総発電量を発電機出力電力PCと呼ぶ。また、発電機出力電力PCのうち、外部電力系統204に出力される電力を、外部送電量PAと呼ぶ。また、発電機出力電力PCのうち、電力負荷設備230に供給される電力を、設備消費電力PBと呼ぶ。従って、外部送電量PA、設備消費電力PBおよび発電機出力電力PCは、「PC=PA+PB」の関係を有する。 The nuclear power plant 201 transmits power to an external power grid 204 via a transmission line 202 and a transformer 203 connected to the nuclear power plant 201. A power load facility 230, such as a data center, that can adjust power consumption is installed midway between the nuclear power plant 201 and the transformer 203. The power output from the nuclear power plant 201, i.e., the total power generated by the nuclear power plant 201, is called the generator output power PC. The power output from the generator output power PC to the external power grid 204 is called the external power transmission amount PA. The power supplied to the power load facility 230 from the generator output power PC is called the facility power consumption PB. Therefore, the external power transmission amount PA, the facility power consumption PB, and the generator output power PC have the relationship "PC = PA + PB."

発電所内制御装置210は、計算量調整部234に対して、必要に応じて設備消費電力指令DPBを出力する。設備消費電力指令DPBは、電力負荷設備230に対して設備消費電力PBを指令するものである。 The power plant control device 210 outputs an equipment power consumption command DPB to the calculation amount adjustment unit 234 as needed. The equipment power consumption command DPB commands the power load equipment 230 to consume equipment power PB.

TBV制御部212は、図3に示すタービンバイパス弁302の使用の是非、すなわち開状態にすることの是非を判断するものである。また、計算量調整部234は、電力負荷設備230の電力消費量を調整するものである。TBV制御部212および計算量調整部234が協調制御することにより、電制時のスクラムを回避する。 The TBV control unit 212 determines whether or not to use the turbine bypass valve 302 shown in Figure 3, i.e., whether or not to open it. The calculation amount adjustment unit 234 adjusts the amount of power consumed by the power load equipment 230. The TBV control unit 212 and the calculation amount adjustment unit 234 coordinate control to avoid scrams during electrical control.

図3は、原子力発電所201における蒸気システム300の模式的なブロック図である。
図3において、蒸気システム300は、原子炉301と、タービンバイパス弁302と、2台のタービン303と、発電機304と、復水器305と、蒸気加減弁310と、抽気弁312と、を備えている。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a steam system 300 in a nuclear power plant 201 .
In FIG. 3 , the steam system 300 includes a nuclear reactor 301 , a turbine bypass valve 302 , two turbines 303 , a generator 304 , a condenser 305 , a steam control valve 310 , and a steam extraction valve 312 .

原子力発電所の原子炉301から発生する蒸気は、蒸気加減弁310を介して出力された後に分岐され、蒸気の一部は、タービン303に供給される。これにより、タービン303によって発電機304が回転駆動される。また、蒸気のうち他の一部は、タービンバイパス弁302を介して復水器305に流入する。 Steam generated from the nuclear reactor 301 of a nuclear power plant is output through the steam control valve 310 and then branched, with a portion of the steam being supplied to the turbine 303. This causes the turbine 303 to rotate and drive the generator 304. Another portion of the steam flows into the condenser 305 via the turbine bypass valve 302.

図4は、蒸気システム300の要部の模式図である。すなわち、図4は、原子炉301、タービンバイパス弁302、タービン303、発電機304および復水器305に注目して図3を模式化した図である。原子炉301から出力された蒸気は、タービン303および復水器305に供給される。両者に供給される蒸気量は、タービンバイパス弁302の開度DP(図8参照)によって調整される。そして、TBV制御部212は、開度DPを指令する開度指令信号DPCを出力する。 Figure 4 is a schematic diagram of the main parts of the steam system 300. That is, Figure 4 is a schematic diagram of Figure 3, focusing on the reactor 301, turbine bypass valve 302, turbine 303, generator 304, and condenser 305. Steam output from the reactor 301 is supplied to the turbine 303 and condenser 305. The amount of steam supplied to both is adjusted by the opening degree DP of the turbine bypass valve 302 (see Figure 8). The TBV control unit 212 then outputs an opening degree command signal DPC that commands the opening degree DP.

開度指令信号DPCが蒸気システム300に供給され、タービンバイパス弁302が開状態になると、原子炉301からの蒸気の一部が復水器305に流入する。そして、タービンバイパス弁302の開度が徐々に大きくなると、復水器305に流れる蒸気量が徐々に大きくなる。復水器305に流れる蒸気は発電には寄与しないため、タービンバイパス弁302の制御により発電機304の出力を制御することが可能となる。 When the opening command signal DPC is supplied to the steam system 300 and the turbine bypass valve 302 opens, some of the steam from the reactor 301 flows into the condenser 305. As the opening of the turbine bypass valve 302 gradually increases, the amount of steam flowing into the condenser 305 gradually increases. Because the steam flowing into the condenser 305 does not contribute to power generation, it is possible to control the output of the generator 304 by controlling the turbine bypass valve 302.

但し、タービンバイパス弁302の開度には上限があり、原子炉301からの蒸気を全て復水器305に流せない可能性がある。日本国内の既存の原子力発電所においては、タービンバイパス弁302の開度には上限があり、復水器305に流すことが可能である蒸気は、原子炉301からの主蒸気の3割程度になる。 However, there is an upper limit to the opening of the turbine bypass valve 302, and it may not be possible to flow all of the steam from the reactor 301 to the condenser 305. In existing nuclear power plants in Japan, there is an upper limit to the opening of the turbine bypass valve 302, and only about 30% of the main steam from the reactor 301 can be flowed to the condenser 305.

図5および図6は、第1実施形態の制御内容を表す模式図である。すなわち、図5および図6は、原子力発電所201におけるタービンバイパス弁302の起動ロジックおよびスクラムロジックを説明するための図である。まず、図5においては、外部電力系統204から発電所内制御装置210に対して、電源制限の指令が発生した際に、負荷遮断501が発生するまでの制御内容を模式的に示す。ここで、負荷遮断501とは、原子力発電所201の主変圧用(図示せず)の遮断器(図示せず)を閉状態にすることを表す。 Figures 5 and 6 are schematic diagrams showing the control content of the first embodiment. That is, Figures 5 and 6 are diagrams for explaining the activation logic and scram logic of the turbine bypass valve 302 in the nuclear power plant 201. First, Figure 5 schematically shows the control content up to the occurrence of load shedding 501 when a power supply restriction command is issued from the external power system 204 to the power plant internal control device 210. Here, load shedding 501 refers to closing a circuit breaker (not shown) for the main transformer (not shown) of the nuclear power plant 201.

負荷遮断501は、変電所電圧の低下502、発電機周波数の低下503、外部電源損失504など、いくつかの起因事象によって発生する。ここで、「変電所電圧の低下502」とは、原子力発電所201に含まれる変圧器(図示せず)の出力電圧が所定値未満に低下した事象を指す。また、「発電機周波数の低下503」とは、発電機304の出力周波数が、許容範囲から低下した事象を指す。また、外部電源損失504とは、原子炉301の冷却等に必要な電源が喪失したことを指す。負荷遮断501が発生すると、発電所内制御装置210は、負荷遮断信号DSDを出力する。 Load shedding 501 can occur due to several triggering events, including a drop in substation voltage 502, a drop in generator frequency 503, and a loss of external power supply 504. Here, "drop in substation voltage 502" refers to an event in which the output voltage of a transformer (not shown) included in the nuclear power plant 201 drops below a predetermined value. Furthermore, "drop in generator frequency 503" refers to an event in which the output frequency of the generator 304 drops below the allowable range. Furthermore, loss of external power supply 504 refers to the loss of power supply required for cooling the reactor 301, etc. When load shedding 501 occurs, the power plant control device 210 outputs a load shedding signal DSD.

図6においては、負荷遮断信号DSDが発生した後、スクラムが実行されるまでの、発電所内制御装置210における制御ロジックを模式的に示す。原子炉停止開始処理601では、発電所内制御装置210は、タービンバイパス弁302の制御により発電機出力電力PCを減少させることが可能か否かを判断する。すなわち、発電所内制御装置210は、発電機出力電力PCの調整量と、出力調整時間と、に基づいて、タービンバイパス弁302の制御により発電機出力電力PCを減少させることが可能か否かを判断する。 Figure 6 shows a schematic diagram of the control logic in the power plant control device 210 from the time the load shedding signal DSD is generated until scram is executed. In the reactor shutdown initiation process 601, the power plant control device 210 determines whether it is possible to reduce the generator output power PC by controlling the turbine bypass valve 302. That is, the power plant control device 210 determines whether it is possible to reduce the generator output power PC by controlling the turbine bypass valve 302 based on the adjustment amount of the generator output power PC and the output adjustment time.

発電機出力電力PCに求められる所要調整量は、電制が発生する直前に外部電力系統204に出力されていた外部送電量PA(以下、遮断時外部送電量PA1と呼ぶ)に等しい。そして、タービンバイパス弁302の制御によって減少できる電力を減少可能電力PVとすると、発電所内制御装置210は、下式(1)が成立する場合に、タービンバイパス弁302の制御により発電機出力電力PCを減少させることが可能であると判断する。

PA1-PV < 0 …(式1)
The required adjustment amount required for the generator output power PC is equal to the external power transmission amount PA (hereinafter referred to as the external power transmission amount PA1 at the time of shutdown) that was output to the external power grid 204 immediately before the occurrence of power control. If the power that can be reduced by controlling the turbine bypass valve 302 is defined as the reducible power PV, the power plant internal control device 210 determines that it is possible to reduce the generator output power PC by controlling the turbine bypass valve 302 when the following formula (1) is established:

PA1-PV < 0...(Formula 1)

前述のようにタービンバイパス弁302の開度DPには上限がある。従って、原子炉301が定格出力運転をしており、全ての発電機出力電力PCを外部送電量PAとして外部電力系統204に送電している際には、常にPA>PVとなる。従って、この場合は、原子炉301からの蒸気を全て復水器305に流すことは不可能になる。 As mentioned above, there is an upper limit to the opening degree DP of the turbine bypass valve 302. Therefore, when the reactor 301 is operating at rated output and all of the generator output power PC is being transmitted to the external power grid 204 as the external power transmission amount PA, PA > PV at all times. Therefore, in this case, it is impossible to flow all of the steam from the reactor 301 into the condenser 305.

出力調整時間についてはタービンバイパス弁302等、BOP機器の健全性から決定される。例えば、復水器305はタービンバイパス弁302を開状態として蒸気を流し続けた場合、数十分程度で復水器305の真空度が悪化する可能性が生じる。電制を開始した後に、電制の必要性が無くなると、外部電力系統204と、原子力発電所201と、を再度接続できれば好ましい。しかし、電制を実行中の時間が長くなると、次に、外部電力系統204と、原子力発電所201と、を再度接続されるまでの時間が長くなりすぎる。このような場合は、BOP機器の健全性の観点から、原子力発電所201のスクラムを実行することなる。 The output adjustment time is determined based on the integrity of BOP equipment, such as the turbine bypass valve 302. For example, if the condenser 305 continues to flow steam with the turbine bypass valve 302 open, there is a possibility that the vacuum in the condenser 305 will deteriorate within a few tens of minutes. After power outages have begun, it would be desirable to be able to reconnect the external power grid 204 and the nuclear power plant 201 once the need for power outages has disappeared. However, if power outages are implemented for a long period of time, it will take too long for the external power grid 204 and the nuclear power plant 201 to be reconnected. In such cases, from the perspective of the integrity of the BOP equipment, the nuclear power plant 201 will need to be scrammed.

すなわち、タービンバイパス弁302の制御によって発電機出力電力PCを減少させることができない場合には、発電所内制御装置210は、原子力発電所201のスクラムを実行する。より具体的には、発電所内制御装置210は、蒸気加減弁310(図3参照)を全閉にする蒸気加減弁全閉制御602と、タービンバイパス弁302を開状態にするTBV開制御603と、を実行する。さらに、発電所内制御装置210は、スクラム弁(図示せず)を開状態にするスクラム弁開制御604を実行し、その後に、全ての制御棒(図示せず)を原子炉301(蒸気発生源)に挿入する全制御棒急速挿入制御605を実行する。 In other words, if the generator output power PC cannot be reduced by controlling the turbine bypass valve 302, the power plant control device 210 executes a scram of the nuclear power plant 201. More specifically, the power plant control device 210 executes a steam control valve full closure control 602 that fully closes the steam control valve 310 (see FIG. 3), and a TBV open control 603 that opens the turbine bypass valve 302. Furthermore, the power plant control device 210 executes a scram valve open control 604 that opens the scram valve (not shown), and then executes a rapid all control rod insertion control 605 that inserts all control rods (not shown) into the reactor 301 (steam generation source).

図7は、第1実施形態における制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、図2に示した発電所内制御装置210によって実行されるルーチンであり、タービンバイパス弁302および電力負荷設備230の調整により、負荷遮断501の信号を受信した後に全制御棒急速挿入制御605を、なるべく回避するための制御ルーチンである。 Figure 7 is a flowchart of the control routine in the first embodiment. This routine is executed by the power plant control device 210 shown in Figure 2, and is a control routine for adjusting the turbine bypass valve 302 and the power load equipment 230 to avoid, as much as possible, the rapid insertion of all control rods 605 after receiving a load shedding 501 signal.

まず、本ルーチンが開始されると、ステップS10において、TBV制御部212は、負荷遮断信号DSDを受信する。この負荷遮断信号DSDは、負荷遮断501を実行した旨の信号である。なお、上述した遮断時外部送電量PA1は、より正確には、負荷遮断信号DSDを受信した時点における外部送電量PAである。 First, when this routine starts, in step S10, the TBV control unit 212 receives a load shedding signal DSD. This load shedding signal DSD is a signal indicating that load shedding 501 has been performed. The external power transmission amount PA1 at the time of shedding is, more precisely, the external power transmission amount PA at the time the load shedding signal DSD was received.

次に、ステップS12において、TBV制御部212は、遮断時外部送電量PA1は、減少可能電力PV以下であるか否かを判定する。ここで「No」と判定されると、処理はステップS18に進み、発電所内制御装置210は、原子炉停止開始処理601、その他図6に示した処理を実行し、本ルーチンの処理が終了する。 Next, in step S12, the TBV control unit 212 determines whether the external power transmission amount PA1 at the time of interruption is equal to or less than the reducible power PV. If the determination here is "No," processing proceeds to step S18, and the power plant control device 210 executes the reactor shutdown initiation processing 601 and other processing shown in Figure 6, and processing of this routine ends.

ステップS12において「Yes」と判定されると、処理はステップS14に進む。ここでは、TBV制御部212は、電力負荷設備230によって電力減少に対応可能であるか否か、すなわち、遮断時外部送電量PA1に相当する負荷を電力負荷設備230が追加で吸収可能か否かを判定する。ここで「No」と判定されると、上述したステップS18の処理が実行され、本ルーチンの処理が終了する。一方、ステップS14において「Yes」と判定されると、ステップS16,S20の処理が並列に実行される。 If the determination in step S12 is "Yes," processing proceeds to step S14. Here, the TBV control unit 212 determines whether the power load equipment 230 can respond to the power reduction, i.e., whether the power load equipment 230 can absorb an additional load equivalent to the external power transmission amount PA1 at the time of interruption. If the determination here is "No," processing in step S18 described above is executed, and processing of this routine ends. On the other hand, if the determination in step S14 is "Yes," processing in steps S16 and S20 is executed in parallel.

まず、ステップS16において、発電所内制御装置210は、タービンバイパス弁302を開状態にする。すなわち、タービンバイパス弁302を開状態にする開度指令信号DPC(図4参照)を蒸気システム300に供給する。また、ステップS20において、発電所内制御装置210は、負荷用コンピュータ232の処理負荷を増加させる(設備消費電力PBを増加させる)設備消費電力指令DPBを、計算量調整部234に対してを出力する。この場合、発電所内制御装置210は、設備消費電力PBの初期値を、遮断時外部送電量PA1から減少可能電力PVを減算した値に設定するように、設備消費電力指令DPBを出力する。ステップS16,S20の処理が終了すると、本ルーチンの処理が終了する。 First, in step S16, the power plant control device 210 opens the turbine bypass valve 302. That is, it supplies the steam system 300 with an opening command signal DPC (see FIG. 4) that opens the turbine bypass valve 302. In addition, in step S20, the power plant control device 210 outputs an equipment power consumption command DPB to the calculation amount adjustment unit 234, which increases the processing load on the load computer 232 (increases the equipment power consumption PB). In this case, the power plant control device 210 outputs the equipment power consumption command DPB to set the initial value of the equipment power consumption PB to the value obtained by subtracting the reducible power PV from the external power transmission amount PA1 at the time of shutdown. When the processing of steps S16 and S20 is completed, the processing of this routine ends.

ステップS16の処理により、遮断時外部送電量PA1に対応する蒸気を、タービンバイパス弁302から一時的に復水器305に流したとする。前述の通り、BOP機器の健全性の課題から、タービンバイパス弁302を開状態にする調整時間に制限がある。そこで、本実施形態においては、タービンバイパス弁302を開状態にしたまま、計算量調整部234によって、電力負荷設備230における設備消費電力PBを増加させる。 Assume that the processing in step S16 temporarily flows steam corresponding to the external power transmission amount PA1 at the time of shutdown from the turbine bypass valve 302 to the condenser 305. As mentioned above, due to issues with the soundness of the BOP equipment, there is a limit to the adjustment time for opening the turbine bypass valve 302. Therefore, in this embodiment, the calculation amount adjustment unit 234 increases the equipment power consumption PB in the power load equipment 230 while keeping the turbine bypass valve 302 open.

そして、設備消費電力PBの増加に伴って、タービンバイパス弁302の開度DPを減少させることにより、発電機出力電力PCを増加させる制御を実行する。そのため、タービンバイパス弁302を開状態にした後、計算量調整部234により、設備消費電力PBを増加する余裕があるか否かを判断することが好ましい。ここで、発電機304の定格出力を定格発電機出力電力PCst、設備消費電力PBの最大値を最大設備消費電力PBmaxとした時、下記の関係性が成り立つかによって判断するとよい。

PCst-PBmax < 0 …(式2)
Then, as the equipment power consumption PB increases, the opening degree DP of the turbine bypass valve 302 is reduced, thereby executing control to increase the generator output power PC. Therefore, after the turbine bypass valve 302 is opened, it is preferable for the calculation amount adjustment unit 234 to determine whether there is room to increase the equipment power consumption PB. Here, when the rated output of the generator 304 is the rated generator output power PC st and the maximum value of the equipment power consumption PB is the maximum equipment power consumption PB max , it is preferable to determine whether the following relationship holds true.

PC st - PB max < 0 (Formula 2)

図8は、第1実施形態における各部の波形図である。すなわち、図8は、図7の制御を実行した際の発電機出力電力である発電機出力電力PC、タービンバイパス弁302(図3参照)の開度を示す開度DP、電力負荷設備230における設備消費電力PBの時間変化を模式的に示した図である。なお、発電機出力電力PC、開度DP、設備消費電力PBとも、縦軸の単位はパーセントとする。図8の時刻t12において、電制による負荷遮断が発生したとする。すると、TBV制御部212は、タービンバイパス弁302の開度DPを立ち上げる。 Figure 8 is a waveform diagram of each part in the first embodiment. That is, Figure 8 is a diagram that schematically shows the time changes of the generator output power PC, which is the generator output power when the control of Figure 7 is executed, the opening degree DP, which indicates the opening degree of the turbine bypass valve 302 (see Figure 3), and the equipment power consumption PB of the power load equipment 230. Note that the units of the vertical axis for the generator output power PC, opening degree DP, and equipment power consumption PB are percentages. Assume that load shedding due to electrical control occurs at time t12 in Figure 8. In this case, the TBV control unit 212 increases the opening degree DP of the turbine bypass valve 302.

これによって発電機出力電力PCが低下し、原子力発電所201のスクラムを回避することができる。次に、時刻t14以降、発電所内制御装置210は、設備消費電力PBを増加させていき、それに合わせてTBV制御部212は、開度DPを下げてゆく。開度DPが下がることにより、発電機出力電力PCは、時刻t14以降、徐々に増加する。 This reduces the generator output power PC, making it possible to avoid a scram of the nuclear power plant 201. Next, from time t14 onwards, the power plant control device 210 increases the equipment power consumption PB, and the TBV control unit 212 decreases the opening degree DP accordingly. As the opening degree DP decreases, the generator output power PC gradually increases from time t14 onwards.

ここで、TBV制御部212は、設備消費電力PBの単位時間あたりの増加量ΔPB(図示せず)と、発電機出力電力PCの単位時間あたりの増加量ΔPC(図示せず)と、が等しくなるように、タービンバイパス弁302の開度DPを変化させる。そして、時刻t16以降は、発電機出力電力PCが100%になり、設備消費電力PBが発電機出力電力PCに等しくなる。すなわち、電力負荷設備230が、発電機出力電力PCを全て吸収する状態となる。 Here, the TBV control unit 212 changes the opening degree DP of the turbine bypass valve 302 so that the increase per unit time ΔPB (not shown) in the equipment power consumption PB is equal to the increase per unit time ΔPC (not shown) in the generator output power PC. Then, from time t16 onwards, the generator output power PC becomes 100%, and the equipment power consumption PB becomes equal to the generator output power PC. In other words, the power load equipment 230 is in a state where it absorbs all of the generator output power PC.

このように、本実施形態によれば、一時的にタービンバイパス弁302の開度DPを立ち上げることによって、発電機出力電力PCを低下させることができる。そして、開度DPを立ち上げた後に設備消費電力PBを増加させることにより、原子力発電所201が外部電力系統204から遮断された場合であっても、スクラムを回避することが可能である。 As such, according to this embodiment, the generator output power PC can be reduced by temporarily increasing the opening degree DP of the turbine bypass valve 302. Then, by increasing the facility power consumption PB after increasing the opening degree DP, it is possible to avoid a scram even if the nuclear power plant 201 is cut off from the external power grid 204.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態による送電系統について説明する。第2実施形態による送電系統の構成は、以下述べる点を除いて、第1実施形態による送電系統101(図2参照)と同様である。なお、各実施形態の説明において、先述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
Second Embodiment
Next, a power transmission system according to a second embodiment will be described. The configuration of the power transmission system according to the second embodiment is the same as that of the power transmission system 101 according to the first embodiment (see FIG. 2 ), except for the following points. In the description of each embodiment, parts corresponding to parts in the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and their description may be omitted.

第1実施形態では、タービンバイパス弁302の開度DPの制御と、設備消費電力PBの制御と、を組み合わせることにより負荷遮断501(図5参照)が発生した後のスクラムを回避するものであった。一方、電力負荷設備230の具体例であるデータセンター等については、使用目的ごとに設備基準が設けられている。この設備基準によっては、負荷遮断501の際の動作が完全には保証されていない場合もある。また、信頼性の高い機器の導入には、津波や地震などの自然災害への対策、非常用電源の確保など、その設備導入に投資が必要となる課題が生じる。 In the first embodiment, scram after load shedding 501 (see Figure 5) was avoided by combining control of the turbine bypass valve 302 opening DP with control of the facility power consumption PB. However, for data centers and other specific examples of power load facility 230, facility standards are set for each purpose of use. Depending on these facility standards, operation during load shedding 501 may not be fully guaranteed. Furthermore, the introduction of highly reliable equipment presents challenges, such as the need to invest in measures against natural disasters such as tsunamis and earthquakes, and the need to secure emergency power sources.

そこで本実施形態における発電所内制御装置210には、図2において破線で示す信頼度判定部220を備えている。信頼度判定部220は、電力負荷設備230の信頼度を求めるものであり、求めた信頼度に応じて、計算量調整部234に対して、上述した設備消費電力指令DPBを出力するか否かを判定する。設備消費電力指令DPBを出力しない場合には、原子力発電所201において、スクラムを発生させる。信頼度判定部220においては、想定故障ごとの電力負荷設備230の信頼度情報902(図9参照)をデータベースとして保存している。信頼度判定部220は、想定故障における電力負荷設備230の操作は信頼度の高いものかを判断し、タービンバイパス弁302の開制御を実行するかを判断する。 In this embodiment, the power plant control device 210 is therefore equipped with a reliability determination unit 220, shown by the dashed line in Figure 2. The reliability determination unit 220 determines the reliability of the power load equipment 230 and, based on the determined reliability, determines whether or not to output the above-mentioned equipment power consumption command DPB to the calculation amount adjustment unit 234. If the equipment power consumption command DPB is not output, a scram is generated in the nuclear power plant 201. The reliability determination unit 220 stores reliability information 902 (see Figure 9) of the power load equipment 230 for each contingency fault as a database. The reliability determination unit 220 determines whether the operation of the power load equipment 230 in the event of a contingency fault is highly reliable, and determines whether to execute opening control of the turbine bypass valve 302.

図9は、第2実施形態における信頼度情報902の一例を示す図である。
信頼度情報902は、想定故障ごとの電力負荷設備230の信頼度を記憶したデータベースである。ここで想定故障とは、地震、津波、台風などの自然災害、送電線故障や外部電源脱落といった系統故障を想定している。また、例えばデータセンターである電力負荷設備230の信頼度として、機密性、可用性および完全性を想定している。
FIG. 9 is a diagram showing an example of reliability information 902 in the second embodiment.
The reliability information 902 is a database that stores the reliability of the power load equipment 230 for each contingency. The contingency includes natural disasters such as earthquakes, tsunamis, and typhoons, and system failures such as power line failures and external power supply failures. The reliability of the power load equipment 230, which may be a data center, is also considered to be confidentiality, availability, and integrity.

「機密性」に関しては、故障が発生した際の人的アクセス、物品の搬入経路の確保といった信頼度である。自然災害時には電力負荷設備230の設置場所までアクセスできない可能性が生じる。そこで、図示の例では、このような自然災害時には、人的アクセスができない場合を想定して、信頼度が低いこととした。一方、「系統故障時」や「外部電源脱落」であれば、人的アクセスには問題がないと考えられ、信頼度は高いこととした。 "Confidentiality" refers to the reliability of human access in the event of a failure and the ability to secure routes for transporting goods. In the event of a natural disaster, it may be impossible to access the installation location of the power load equipment 230. Therefore, in the example shown, the reliability is set to low in the event of such a natural disaster, assuming that human access is not possible. On the other hand, in the event of a "system failure" or "external power supply loss," it is considered that there will be no problems with human access, and the reliability is set to high.

また、「可用性」とは、耐震構造や自家発電の確保といった信頼度である。「災害対策構造」に関しては、原子力発電所の地震、津波、台風対策について、震災後の新規制設計要求が定められている。従って、データセンターなどの電力負荷設備230の設置に求められる災害対策は実現されているため、信頼度は高いとした。「外部電源脱落」に関しては、電力負荷設備230の物理的な構造を変えうるものではないため、信頼度は高いとした。想定されている様々な故障である想定故障が発生した際、「自家発電」の活用に関しては評価指標にはならないこととした。これは、「電力負荷設備230の動作の信頼度が高い」という前提においては、災害発生時の自家発電は不要であるためである。 "Availability" refers to reliability, such as earthquake-resistant structures and the provision of private power generation. Regarding "disaster prevention structures," new regulatory design requirements have been established following the earthquake disaster for nuclear power plants regarding earthquake, tsunami, and typhoon countermeasures. Therefore, the disaster prevention measures required for the installation of power load equipment 230, such as data centers, have been implemented, and therefore reliability is deemed high. Regarding "external power supply failure," reliability is deemed high because it does not involve any changes to the physical structure of the power load equipment 230. When various anticipated failures occur, the use of "private power generation" is not considered an evaluation indicator. This is because, assuming "high reliability in the operation of power load equipment 230," private power generation is unnecessary in the event of a disaster.

また、「完全性」とは、例えばデータセンターである電力負荷設備230で計算した結果の外部補完、バックアップの確保といった指標である。本実施形態では、発電所内制御装置210によって電力負荷設備230を操作すること、および、災害時に例えば計算を空回しすることで電力負荷設備230を増加させる。このため、計算した結果のバックアップの重要性は大きくないことから、「完全性」に関しても信頼度の指標にならないとした。 Furthermore, "completeness" is an indicator of external complementation and backup of the results calculated by the power load equipment 230, which is, for example, a data center. In this embodiment, the power load equipment 230 is operated by the power plant control device 210, and the power load equipment 230 is increased by, for example, idling calculations in the event of a disaster. For this reason, the importance of backing up the calculation results is not great, and therefore "completeness" is not an indicator of reliability.

図9の内容は、電力負荷設備230の種類としてデータセンターを想定したが、電力負荷設備230の種類によって信頼度の指標は変わりうる。このデータベースから、電力負荷設備230が正しく動作する信頼度が高い場合のみ、タービンバイパス弁302の開度DPおよび設備消費電力PBの制御を実行することにより、電力負荷設備230の信頼度を考慮した操作が可能となる。 The contents of Figure 9 assume a data center as the type of power load equipment 230, but the reliability index can vary depending on the type of power load equipment 230. From this database, control of the turbine bypass valve 302 opening DP and equipment power consumption PB is performed only when the reliability of the power load equipment 230 operating correctly is high, thereby enabling operation that takes the reliability of the power load equipment 230 into consideration.

図10は、第2実施形態における制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンも、図7のルーチンと同様に、負荷遮断501の信号を受信した後に全制御棒急速挿入制御605(図5参照)を、なるべく回避するものである。
図10において、ステップS30~S34,S36~S40の処理は、図7に示したステップS10~S14,S16~S20の処理と同様である。但し、図10においてステップS34において「Yes」(電力負荷設備230によって電力減少に対応可能)と判定されると、処理はステップS35に進む。
Fig. 10 is a flowchart of a control routine in the second embodiment. Like the routine in Fig. 7, this routine also aims to avoid the rapid insertion of all control rods control 605 (see Fig. 5) as much as possible after receiving a load shedding signal 501.
In Fig. 10, the processes of steps S30 to S34 and S36 to S40 are the same as the processes of steps S10 to S14 and S16 to S20 shown in Fig. 7. However, if the determination in step S34 in Fig. 10 is "Yes" (power load equipment 230 can respond to the power reduction), the process proceeds to step S35.

ステップS35において、信頼度判定部220(図1参照)は、電力負荷設備230が所定の信頼度条件を充足するか否かを判定する。ここで、「信頼度条件」とは、現在生じている故障と、信頼度情報902(図9参照)の内容と、を照合した結果、電力負荷設備230が所定レベル以上の信頼度を備えている、という条件である。ここで、「Yes」と判定されると、ステップS36において発電所内制御装置210はタービンバイパス弁302を開状態にする。 In step S35, the reliability determination unit 220 (see Figure 1) determines whether the power load equipment 230 satisfies a predetermined reliability condition. Here, the "reliability condition" is a condition that, as a result of comparing the currently occurring fault with the contents of the reliability information 902 (see Figure 9), the power load equipment 230 has a reliability level equal to or higher than a predetermined level. If the determination is "Yes," then in step S36 the power plant control device 210 opens the turbine bypass valve 302.

また、これと並列して、発電所内制御装置210は、ステップS40において、負荷用コンピュータ232の処理負荷を増加させる。また、ステップS35において「No」と判定されると、処理はステップS88に進む。ここでは、発電所内制御装置210は、原子炉停止開始処理601、その他図6に示した処理を実行し、本ルーチンの処理が終了する。 In parallel with this, the power plant control device 210 increases the processing load of the load computer 232 in step S40. If step S35 returns "No," processing proceeds to step S88. Here, the power plant control device 210 executes the reactor shutdown initiation processing 601 and other processing shown in Figure 6, and processing of this routine ends.

[第3実施形態]
図11は、第3実施形態における送電系統103のブロック図である。
送電系統103の構成は、以下述べる点を除いて、第1実施形態による送電系統101(図2参照)と同様である。
まず、送電系統103は、送電系統103は、外部電力系統204の指令設備である中央給電指令所250(指令所)を備えている。中央給電指令所250には、中央給電指令装置252を備えている。電力負荷設備230の計算量調整部234は、中央給電指令装置252からの信号を受けて電力負荷設備230における設備消費電力PBを変更する。
[Third embodiment]
FIG. 11 is a block diagram of the power transmission system 103 in the third embodiment.
The configuration of the power transmission system 103 is similar to that of the power transmission system 101 (see FIG. 2) according to the first embodiment, except for the following points.
First, the power transmission system 103 includes a central load control center 250 (control center) that is a control facility for the external power system 204. The central load control center 250 includes a central load control device 252. The calculation amount adjustment unit 234 of the power load facility 230 receives a signal from the central load control device 252 and changes the facility power consumption PB of the power load facility 230.

上述の第1実施形態では、タービンバイパス弁302の開制御により、一時的に発電機出力電力、すなわち発電機出力電力PCを低下させる。しかし、従前の外部送電量PAに対応する蒸気量が、「タービンバイパス弁302を全開にした際に復水器に流すことができる蒸気量」よりも大きい場合もある。この場合、タービンバイパス弁302の開制御では、発電機出力電力PCを充分に低下させることはできずスクラムが発生する。 In the first embodiment described above, opening the turbine bypass valve 302 temporarily reduces the generator output power, i.e., the generator output power PC. However, there are cases where the amount of steam corresponding to the previous external power transmission amount PA is greater than the "amount of steam that can be flowed to the condenser when the turbine bypass valve 302 is fully open." In this case, opening the turbine bypass valve 302 is not enough to reduce the generator output power PC, and a scram occurs.

そのため、実際に系統故障が発生した場合に備えて、外部送電量PAおよび設備消費電力PBを、予め適切な値に調整しておくとよいと考えられる。しかしながら、外部送電量PAを低下させることは、原子力発電所201においては、売電機会のロスにつながる。そこで、本実施形態では、中央給電指令所250が系統故障の予兆を検出した場合には、実際に系統故障が発生した場合に備えて、予め外部送電量PAを低下させるようにした。 For this reason, it is considered advisable to adjust the external power transmission amount PA and the equipment power consumption amount PB to appropriate values in advance in preparation for an actual grid failure. However, reducing the external power transmission amount PA leads to a loss of power selling opportunities at the nuclear power plant 201. Therefore, in this embodiment, when the central load dispatching center 250 detects a sign of a grid failure, the external power transmission amount PA is reduced in advance in preparation for an actual grid failure.

図12は、中央給電指令装置252のディスプレイに表示される表示画面1200の一例を示す図である。
表示画面1200は、系統図表示部1201と、系統安定度表示部1202と、を含んでいる。そして、中央給電指令装置252は、これらディスプレイに表示する内容を演算により決定する機能を有している。系統図表示部1201は、外部電力系統204の構成を表示する。系統図表示部1201は原子力発電所201が接続される外部電力系統204について、同期発電機、再エネ電源、負荷の配置や、それらを接続する変圧器、母線、線路等の情報を示している。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a display screen 1200 displayed on the display of the central power supply command device 252.
The display screen 1200 includes a system diagram display section 1201 and a system stability display section 1202. The central load control device 252 has a function of determining the content to be displayed on these displays by calculation. The system diagram display section 1201 displays the configuration of the external power system 204. The system diagram display section 1201 shows information about the external power system 204 to which the nuclear power plant 201 is connected, such as the locations of synchronous generators, renewable energy power sources, and loads, as well as the transformers, busbars, and lines that connect them.

また、系統安定度表示部1202は、系統図表示部1201の電力系統において系統故障が発生した際の系統安定度の評価結果を表示する。ここでその指標は、発電機の位相格差、電圧、周波数などが挙げられる。図12の系統安定度表示部1202においては、想定故障ケースC3が発生した際に電圧が低下する評価結果を示している。この系統故障を想定し、故障が発生した際のスクラムが回避できるよう、中央給電指令装置252は、外部送電量PAおよび設備消費電力PBを調整する。 The system stability display unit 1202 also displays the evaluation results of system stability when a system fault occurs in the power system shown in the system diagram display unit 1201. Examples of indicators include generator phase difference, voltage, and frequency. The system stability display unit 1202 in Figure 12 shows an evaluation result in which voltage drops when anticipated fault case C3 occurs. Anticipating this system fault, the central load dispatching device 252 adjusts the external power transmission amount PA and facility power consumption PB to avoid a scram when a fault occurs.

これにより、発電所内制御装置210および計算量調整部234は、中央給電指令装置252からの指令に応じて、負荷用コンピュータ232の計算量を変化させる際、発電機出力電力PCを変化させる際の判断指標として、外部電力系統204に含まれる複数の発電機に係る発電機位相角差、外部電力系統204における電圧、または外部電力系統204における周波数のうち何れかを用いることになる。 As a result, when the power plant control device 210 and the calculation amount adjustment unit 234 change the calculation amount of the load computer 232 in response to commands from the central power supply control device 252, they use either the generator phase angle difference between the multiple generators included in the external power system 204, the voltage in the external power system 204, or the frequency in the external power system 204 as a judgment indicator for changing the generator output power PC.

図13は、第3実施形態における各部の波形図である。すなわち、図13は、第3実施形態の制御を実施した際の発電機出力電力である発電機出力電力PC、タービンバイパス弁302の開度を示す開度DP、電力負荷設備230における設備消費電力PBの時間変化を模式的に示した図である。ここで、開度DPおよび設備消費電力PBについて、実線で示す波形は、中央給電指令装置252が異常予兆を検出しなかった場合における波形であり、破線で示す波形は異常予兆を検出した場合の波形である。 Figure 13 is a waveform diagram of each part in the third embodiment. That is, Figure 13 is a diagram that schematically shows the time changes of the generator output power PC, which is the generator output power when the control of the third embodiment is implemented, the opening degree DP, which indicates the opening degree of the turbine bypass valve 302, and the equipment power consumption PB of the power load equipment 230. Here, for the opening degree DP and the equipment power consumption PB, the waveforms shown by solid lines are waveforms when the central load control device 252 does not detect any signs of abnormality, and the waveforms shown by dashed lines are waveforms when any signs of abnormality are detected.

時刻t22において負荷遮断が発生したとする。時刻t22よりも以前に異常予兆が検出されていた場合、中央給電指令装置252は、負荷遮断に備えて、破線で示す設備消費電力PBのように、設備消費電力PBを大きくしている。このため、時刻t22において負荷遮断が発生した際、破線で示す開度DPは、実線で示すもの(異常予兆を検出しなかった場合)と比較して、小さくなっている。以上の操作により、系統故障による負荷遮断、スクラム発生の可能性の高い場合にのみ、設備消費電力PBを増加させることで、負荷遮断が発生した際のタービンバイパス弁302の開度DPを小さくすることが可能となる。 Let's assume that load shedding occurs at time t22. If an abnormality warning sign was detected before time t22, the central load dispatching device 252 increases the equipment power consumption PB, as shown by the dashed line, in preparation for load shedding. Therefore, when load shedding occurs at time t22, the opening degree DP, shown by the dashed line, is smaller than that shown by the solid line (when no abnormality warning sign is detected). By performing the above operations, by increasing the equipment power consumption PB only when there is a high possibility of load shedding or scram due to a system failure, it is possible to reduce the opening degree DP of the turbine bypass valve 302 when load shedding occurs.

[コンピュータの構成]
図14は、コンピュータ980のブロック図である。図2、図11に示した発電所内制御装置210、計算量調整部234、中央給電指令装置252は、何れも図14に示すコンピュータ980を、1台または複数台備えている。
図14において、コンピュータ980は、CPU981と、記憶部982と、通信I/F(インタフェース)983と、入出力I/F984と、メディアI/F985と、を備える。ここで、記憶部982は、RAM982aと、ROM982bと、SSD(Solid State Drive)982cと、を備える。通信I/F983は、通信回路986に接続される。入出力I/F984は、入出力装置987に接続される。メディアI/F985は、記録媒体988からデータを読み書きする。ROM982bには、CPUによって実行されるIPL(Initial Program Loader)等が格納されている。SSD982cには、制御プログラムや各種データ等が記憶されている。CPU981は、SSD982cからRAM982aに読み込んだ制御プログラム等を実行することにより、各種機能を実現する。先に図2、図11に示した、発電所内制御装置210の内部は、主として、制御プログラム等によって実現される機能をブロックとして示したものである。
[Computer Configuration]
Fig. 14 is a block diagram of the computer 980. The power plant control device 210, the calculation amount adjustment unit 234, and the central power supply command device 252 shown in Fig. 2 and Fig. 11 each include one or more computers 980 shown in Fig. 14.
14 , a computer 980 includes a CPU 981, a storage unit 982, a communication I/F (interface) 983, an input/output I/F 984, and a media I/F 985. Here, the storage unit 982 includes a RAM 982a, a ROM 982b, and an SSD (Solid State Drive) 982c. The communication I/F 983 is connected to a communication circuit 986. The input/output I/F 984 is connected to an input/output device 987. The media I/F 985 reads and writes data from a recording medium 988. The ROM 982b stores an IPL (Initial Program Loader) executed by the CPU, etc. The SSD 982c stores control programs, various data, etc. The CPU 981 realizes various functions by executing control programs, etc. loaded from the SSD 982c to the RAM 982a. The inside of the power plant control device 210 shown in FIGS. 2 and 11 is primarily shown as blocks of functions realized by control programs and the like.

[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiments and various modifications are possible. The above-described embodiments are provided as examples to facilitate understanding of the present invention and are not necessarily limited to those including all of the described configurations. Furthermore, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, or to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to delete part of the configuration of each embodiment, or to add or replace other configurations. Furthermore, the control lines and information lines shown in the figures are those considered necessary for explanation, and do not necessarily represent all control lines and information lines necessary for the product. In reality, it is possible to consider that almost all components are interconnected. Possible modifications of the above-described embodiments include, for example, the following:

(1)上記各実施形態においては、発電プラントとして原子力発電所201を適用した例について説明したが、発電プラントは、火力発電所等であってもよい。 (1) In the above embodiments, an example was described in which a nuclear power plant 201 was used as the power plant, but the power plant may also be a thermal power plant, etc.

(2)上記各実施形態において、発電所内制御装置210および計算量調整部234は、同一のコンピュータによって実現してもよい。 (2) In each of the above embodiments, the power plant control device 210 and the calculation amount adjustment unit 234 may be implemented by the same computer.

(3)上記実施形態における発電所内制御装置210、計算量調整部234、中央給電指令装置252等のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、上述した各ブロック図、各フローチャートに対応する処理、その他上述した各種処理を実行するプログラム等を記憶媒体(プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体)に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。 (3) Since the hardware in the above embodiment, such as the power plant control device 210, calculation amount adjustment unit 234, and central power supply command device 252, can be implemented by a general-purpose computer, the processes corresponding to the above-mentioned block diagrams and flowcharts, as well as programs that execute the various processes described above, may be stored on a storage medium (a computer-readable storage medium on which a program is recorded) or distributed via a transmission path.

(4)上述した各ブロック図、各フローチャートに対応する処理、その他上述した各種処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit;特定用途向けIC)、あるいはFPGA(Field Programmable Gate Array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。 (4) In the above embodiment, the processes corresponding to the block diagrams and flowcharts, as well as the various other processes described above, are described as software processes using programs. However, some or all of these processes may be replaced with hardware processes using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array), etc.

(5)上記実施形態において実行される各種処理は、図示せぬネットワーク経由でサーバコンピュータが実行してもよく、上記実施形態において記憶される各種データも該サーバコンピュータに記憶させるようにしてもよい。 (5) The various processes performed in the above embodiments may be executed by a server computer via a network (not shown), and the various data stored in the above embodiments may also be stored on the server computer.

[実施形態の効果]
以上のように上述した各実施形態によれば、プラント制御装置260は、外部電力系統204に供給される電力である外部送電量PAと、電力負荷設備230に供給される電力である設備消費電力PBと、に基づいて、タービンバイパス弁302を開状態にするか否かを判定するタービンバイパス弁制御部(212)と、設備消費電力PBを調整する電力負荷設備調整部(234)と、を備えるこれにより、外部送電量PAと設備消費電力PBとに基づいて、タービンバイパス弁302を開状態にするか否かを判定できるため、スクラムをなるべく回避することができ、発電プラント(201)を適切に制御できる。
[Effects of the embodiment]
As described above, according to each of the above-described embodiments, the plant control device 260 includes a turbine bypass valve control unit (212) that determines whether or not to open the turbine bypass valve 302 based on the external power transmission amount PA, which is the power supplied to the external power system 204, and the equipment power consumption PB, which is the power supplied to the power load equipment 230, and a power load equipment adjustment unit (234) that adjusts the equipment power consumption PB. As a result, it is possible to determine whether or not to open the turbine bypass valve 302 based on the external power transmission amount PA and the equipment power consumption PB, so that scram can be avoided as much as possible and the power plant (201) can be appropriately controlled.

また、電力負荷設備230は複数の負荷用コンピュータ232を備えるものであり、電力負荷設備調整部(234)は、負荷用コンピュータ232の計算量を調整することにより、設備消費電力PBを調整すると一層好ましい。これにより、負荷用コンピュータ232の計算量に応じて、設備消費電力PBを調整できる。 Furthermore, the power load equipment 230 is equipped with multiple load computers 232, and it is even more preferable for the power load equipment adjustment unit (234) to adjust the equipment power consumption PB by adjusting the calculation volume of the load computers 232. This allows the equipment power consumption PB to be adjusted according to the calculation volume of the load computers 232.

また、タービンバイパス弁制御部(212)は、発電プラント(201)が外部電力系統204に電力を送電できなくなる負荷遮断501が発生した場合に、タービンバイパス弁302を開状態にすることによって発電機出力電力PCを減少可能な幅である減少可能電力PVよりも、負荷遮断501の発生時における外部送電量PAである遮断時外部送電量PA1が小さい場合に、タービンバイパス弁302を開状態にすると一層好ましい。これにより、減少可能電力PVが遮断時外部送電量PA1よりも大きい場合に、タービンバイパス弁302を開状態にすることができる。 Furthermore, when a load shedding 501 occurs in which the power plant (201) is unable to transmit power to the external power grid 204, it is more preferable for the turbine bypass valve control unit (212) to open the turbine bypass valve 302 if the external power transmission amount PA at the time of load shedding 501, that is, the external power transmission amount PA at the time of shedding (external power transmission amount PA1 at the time of shedding), is smaller than the reducible power PV, which is the amount by which the generator output power PC can be reduced by opening the turbine bypass valve 302. This allows the turbine bypass valve 302 to be opened when the reducible power PV is greater than the external power transmission amount PA at the time of shedding.

また、タービンバイパス弁制御部(212)は、タービンバイパス弁302の開制御を行う際に、電力負荷設備調整部(234)に対して設備消費電力PBを指令する設備消費電力指令DPBを送信し、電力負荷設備調整部(234)は、設備消費電力指令DPBに基づいて負荷用コンピュータ232の計算量を増加させることにより、設備消費電力PBを増加させると一層好ましい。これにより、設備消費電力指令DPBに基づいて、タービンバイパス弁302の開制御と、設備消費電力PBと、を連動させることができる。 Furthermore, when performing opening control of the turbine bypass valve 302, the turbine bypass valve control unit (212) transmits an equipment power consumption command DPB that commands the equipment power consumption PB to the power load equipment adjustment unit (234), and it is more preferable that the power load equipment adjustment unit (234) increases the amount of calculation in the load computer 232 based on the equipment power consumption command DPB, thereby increasing the equipment power consumption PB. This makes it possible to link the opening control of the turbine bypass valve 302 and the equipment power consumption PB based on the equipment power consumption command DPB.

また、タービンバイパス弁制御部(212)は、電力負荷設備調整部(234)が設備消費電力指令DPBに基づいて計算量および設備消費電力PBを大きくするほど、タービンバイパス弁302の開度DPを小さくすることにより、設備消費電力PBが大きくなるほど発電機出力電力PCを大きくすると一層好ましい。これにより、設備消費電力PBが大きくと、これに合わせて発電機出力電力PCを大きくすることができる。 Furthermore, it is more preferable that the turbine bypass valve control unit (212) reduces the opening degree DP of the turbine bypass valve 302 as the power load equipment adjustment unit (234) increases the calculation amount and equipment power consumption PB based on the equipment power consumption command DPB, thereby increasing the generator output power PC as the equipment power consumption PB increases. This allows the generator output power PC to increase accordingly as the equipment power consumption PB increases.

また、タービンバイパス弁制御部(212)は、設備消費電力指令DPBに基づく設備消費電力PBの単位時間あたりの増加量ΔPBと、発電機出力電力PCの単位時間あたりの増加量ΔPCと、が等しくなるように、タービンバイパス弁302の開度DPを調整すると一層好ましい。これにより、設備消費電力PBの単位時間あたりの増加量ΔPBと、発電機出力電力PCの単位時間あたりの増加量ΔPCと、を等しくすることができる。 More preferably, the turbine bypass valve control unit (212) adjusts the opening degree DP of the turbine bypass valve 302 so that the increase per unit time ΔPB of the equipment power consumption PB based on the equipment power consumption command DPB is equal to the increase per unit time ΔPC of the generator output power PC. This makes it possible to equalize the increase per unit time ΔPB of the equipment power consumption PB and the increase per unit time ΔPC of the generator output power PC.

また、第2実施形態のように、電力負荷設備230の想定故障に応じた信頼度を定めた信頼度情報902を参照することにより、実際に故障が発生した際の電力負荷設備230の信頼度が所定の信頼度条件を充足するか否かを判定する信頼度判定部220をさらに備え、タービンバイパス弁制御部(212)は、信頼度判定部220の判定結果が肯定である場合に電力負荷設備調整部(234)に対して設備消費電力指令DPBを送信すると一層好ましい。これにより、タービンバイパス弁制御部(212)は、電力負荷設備230が所定の信頼度条件を充足する場合に、電力負荷設備調整部(234)に対して設備消費電力指令DPBを送信できる。 Furthermore, as in the second embodiment, the system further includes a reliability determination unit 220 that determines whether the reliability of the power load equipment 230 in the event of an actual failure satisfies a predetermined reliability condition by referencing reliability information 902 that defines the reliability according to a contingent failure of the power load equipment 230, and it is even more preferable that the turbine bypass valve control unit (212) transmits an equipment power consumption command DPB to the power load equipment adjustment unit (234) when the determination result of the reliability determination unit 220 is positive. This allows the turbine bypass valve control unit (212) to transmit an equipment power consumption command DPB to the power load equipment adjustment unit (234) when the power load equipment 230 satisfies the predetermined reliability condition.

また、第2実施形態のように、信頼度情報902は、電力負荷設備230に関する機密性、可用性、または完全性のうち何れかを含むと一層好ましい。これにより、タービンバイパス弁制御部(212)は、電力負荷設備230に関する機密性、可用性、または完全性に基づいて、設備消費電力指令DPBを送信できる。 Furthermore, as in the second embodiment, it is more preferable that the reliability information 902 includes any one of confidentiality, availability, or integrity related to the power load equipment 230. This allows the turbine bypass valve control unit (212) to transmit the equipment power consumption command DPB based on the confidentiality, availability, or integrity related to the power load equipment 230.

また、第3実施形態のように、電力負荷設備調整部(234)は、外部電力系統204を管理する指令所(250)からの指令に応じて、負荷用コンピュータ232の計算量を変化させると一層好ましい。これにより、指令所(250)が、負荷用コンピュータ232の計算量を制御できるようになる。 Furthermore, as in the third embodiment, it is even more preferable if the power load equipment adjustment unit (234) changes the amount of calculation of the load computer 232 in response to a command from the control center (250) that manages the external power system 204. This allows the control center (250) to control the amount of calculation of the load computer 232.

また、電力負荷設備調整部(234)は、減少可能電力PVが遮断時外部送電量PA1よりも小さい場合に、設備消費電力PBを、遮断時外部送電量PA1から減少可能電力PVを減算した値に設定すると一層好ましい。これにより、設備消費電力PBを適切な値に設定できる。 Furthermore, when the reducible power PV is smaller than the external power transmission amount PA1 during interruption, it is more preferable for the power load equipment adjustment unit (234) to set the equipment power consumption PB to a value obtained by subtracting the reducible power PV from the external power transmission amount PA1 during interruption. This allows the equipment power consumption PB to be set to an appropriate value.

また、電力負荷設備調整部(234)は、指令所(250)からの指令に応じて、負荷用コンピュータ232の計算量を変化させる際、発電機出力電力PCを変化させる際の判断指標として、外部電力系統204含まれる複数の発電機に係る発電機位相角差、外部電力系統204における電圧、または外部電力系統204における周波数のうち何れかを用いると一層好ましい。これにより、外部電力系統204の状態に応じて、発電機出力電力PCを変化させることができる。 Furthermore, when the power load equipment adjustment unit (234) changes the calculation volume of the load computer 232 in response to a command from the control center (250), it is more preferable to use any one of the generator phase angle difference between the multiple generators included in the external power system 204, the voltage in the external power system 204, or the frequency in the external power system 204 as a judgment indicator for changing the generator output power PC. This makes it possible to change the generator output power PC in accordance with the state of the external power system 204.

201 原子力発電所(発電プラント)
204 外部電力系統
210 発電所内制御装置(コンピュータ)
212 TBV制御部(タービンバイパス弁制御部、タービンバイパス弁制御過程)
220 信頼度判定部
230 電力負荷設備
232 負荷用コンピュータ
234 計算量調整部(コンピュータ、電力負荷設備調整部、電力負荷設備調整過程)
250 中央給電指令所(指令所)
260 プラント制御装置
301 原子炉(蒸気発生源)
302 タービンバイパス弁
303 タービン
304 発電機
305 復水器
501 負荷遮断
902 信頼度情報
DP 開度
PA 外部送電量
PB 設備消費電力
PC 発電機出力電力
PV 減少可能電力
DPB 設備消費電力指令
PA1 遮断時外部送電量
ΔPB 増加量
ΔPC 増加量
201 Nuclear power plant (power plant)
204 External power system 210 Power plant control device (computer)
212 TBV control unit (turbine bypass valve control unit, turbine bypass valve control process)
220 Reliability determination unit 230 Power load equipment 232 Load computer 234 Calculation amount adjustment unit (computer, power load equipment adjustment unit, power load equipment adjustment process)
250 Central Power Supply Control Center (Control Center)
260 Plant control device 301 Nuclear reactor (steam generation source)
302 Turbine bypass valve 303 Turbine 304 Generator 305 Condenser 501 Load shedding 902 Reliability information DP Opening degree PA External power transmission amount PB Equipment power consumption PC Generator output power PV Reducible power DPB Equipment power consumption command PA1 External power transmission amount at shedding ΔPB Increase amount ΔPC Increase amount

Claims (12)

蒸気発生源と、前記蒸気発生源から発生した蒸気によって駆動されるタービンと、前記タービンに結合され、外部電力系統および電力負荷設備に接続され、発電機出力電力を出力する発電機と、供給された蒸気を液化する復水器と、前記蒸気発生源から発生した蒸気のうち、開度が大きくなるほど大きな量を前記復水器に供給するタービンバイパス弁と、を備える発電プラントに設けられ、前記外部電力系統に供給される電力である外部送電量と、前記電力負荷設備に供給される電力である設備消費電力と、に基づいて、前記タービンバイパス弁を開状態にするか否かを判定するタービンバイパス弁制御部と、
前記設備消費電力を調整する電力負荷設備調整部と、を備える
ことを特徴とするプラント制御装置。
a turbine bypass valve control unit provided in a power generation plant including a steam generation source, a turbine driven by steam generated from the steam generation source, a generator coupled to the turbine, connected to an external power system and power load equipment, and outputting generator output power, a condenser for liquefying the supplied steam, and a turbine bypass valve that supplies a larger amount of steam generated from the steam generation source to the condenser as the opening degree of the turbine bypass valve increases, the turbine bypass valve control unit determining whether to open the turbine bypass valve based on an external power transmission amount that is power supplied to the external power system and equipment power consumption that is power supplied to the power load equipment;
a power load equipment adjustment unit that adjusts the equipment power consumption.
前記電力負荷設備は複数の負荷用コンピュータを備えるものであり、
前記電力負荷設備調整部は、前記負荷用コンピュータの計算量を調整することにより、前記設備消費電力を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載のプラント制御装置。
The power load facility includes a plurality of load computers,
The plant control device according to claim 1 , wherein the power load equipment adjustment unit adjusts the equipment power consumption by adjusting the amount of calculation of the load computer.
前記タービンバイパス弁制御部は、前記発電プラントが前記外部電力系統に電力を送電できなくなる負荷遮断が発生した場合に、前記タービンバイパス弁を開状態にすることによって前記発電機出力電力を減少可能な幅である減少可能電力よりも、前記負荷遮断の発生時における前記外部送電量である遮断時外部送電量が小さい場合に、前記タービンバイパス弁を開状態にする
ことを特徴とする請求項1に記載のプラント制御装置。
2. The plant control device according to claim 1, wherein, in the event of a load dump in which the power generation plant is unable to transmit electric power to the external electric power grid, the turbine bypass valve control unit opens the turbine bypass valve when an external power transmission amount during shutdown, which is the external power transmission amount at the time of the load dump, is smaller than a reduceable power, which is an amount by which the generator output power can be reduced by opening the turbine bypass valve.
前記タービンバイパス弁制御部は、前記タービンバイパス弁の開制御を行う際に、前記電力負荷設備調整部に対して前記設備消費電力を指令する設備消費電力指令を送信し、前記電力負荷設備調整部は、前記設備消費電力指令に基づいて前記負荷用コンピュータの計算量を増加させることにより、前記設備消費電力を増加させる
ことを特徴とする請求項2に記載のプラント制御装置。
3. The plant control device according to claim 2, wherein the turbine bypass valve control unit, when performing opening control of the turbine bypass valve, transmits an equipment power consumption command that commands the equipment power consumption to the power load equipment adjustment unit, and the power load equipment adjustment unit increases the equipment power consumption by increasing the amount of calculation of the load computer based on the equipment power consumption command.
前記タービンバイパス弁制御部は、前記電力負荷設備調整部が前記設備消費電力指令に基づいて前記計算量および前記設備消費電力を大きくするほど、前記タービンバイパス弁の前記開度を小さくすることにより、前記設備消費電力が大きくなるほど前記発電機出力電力を大きくする
ことを特徴とする請求項4に記載のプラント制御装置。
5. The plant control device according to claim 4, wherein the turbine bypass valve control unit reduces the opening of the turbine bypass valve as the power load equipment adjustment unit increases the calculation amount and the equipment power consumption based on the equipment power consumption command, thereby increasing the generator output power as the equipment power consumption increases.
前記タービンバイパス弁制御部は、
前記設備消費電力指令に基づく前記設備消費電力の単位時間あたりの増加量と、前記発電機出力電力の単位時間あたりの増加量と、が等しくなるように、前記タービンバイパス弁の前記開度を調整する
ことを特徴とする請求項5に記載のプラント制御装置。
The turbine bypass valve control unit
6. The plant control device according to claim 5, wherein the opening of the turbine bypass valve is adjusted so that an increase per unit time of the equipment power consumption based on the equipment power consumption command is equal to an increase per unit time of the generator output power.
前記電力負荷設備の想定故障に応じた信頼度を定めた信頼度情報を参照することにより、実際に故障が発生した際の前記電力負荷設備の信頼度が所定の信頼度条件を充足するか否かを判定する信頼度判定部をさらに備え、
前記タービンバイパス弁制御部は、前記信頼度判定部の判定結果が肯定である場合に前記電力負荷設備調整部に対して前記設備消費電力指令を送信する
ことを特徴とする請求項4に記載のプラント制御装置。
a reliability determination unit that determines whether the reliability of the power load equipment when a failure actually occurs satisfies a predetermined reliability condition by referring to reliability information that defines reliability according to a contingency failure of the power load equipment;
The plant control device according to claim 4 , wherein the turbine bypass valve control unit transmits the equipment power consumption command to the power load equipment adjusting unit when the determination result of the reliability determining unit is affirmative.
前記信頼度情報は、前記電力負荷設備に関する機密性、可用性、または完全性のうち何れかを含む
ことを特徴とする請求項7に記載のプラント制御装置。
The plant control device according to claim 7 , wherein the reliability information includes any one of confidentiality, availability, and integrity related to the power load equipment.
前記電力負荷設備調整部は、前記外部電力系統を管理する指令所からの指令に応じて、前記負荷用コンピュータの計算量を変化させる
ことを特徴とする請求項2に記載のプラント制御装置。
The plant control device according to claim 2 , wherein the power load equipment adjusting unit changes the amount of calculation of the load computer in response to a command from a control center that manages the external power system.
前記電力負荷設備調整部は、前記減少可能電力が前記遮断時外部送電量よりも小さい場合に、前記設備消費電力を、前記遮断時外部送電量から前記減少可能電力を減算した値に設定する
ことを特徴とする請求項3に記載のプラント制御装置。
4. The plant control device according to claim 3, wherein, when the reducible power is smaller than the amount of external power transmission during interruption, the power load equipment adjustment unit sets the equipment power consumption to a value obtained by subtracting the reducible power from the amount of external power transmission during interruption.
前記電力負荷設備調整部は、前記指令所からの指令に応じて、前記負荷用コンピュータの計算量を変化させる際、前記発電機出力電力を変化させる際の判断指標として、前記外部電力系統含まれる複数の発電機に係る発電機位相角差、前記外部電力系統における電圧、または前記外部電力系統における周波数のうち何れかを用いる
ことを特徴とする請求項9に記載のプラント制御装置。
10. The plant control device according to claim 9, wherein when changing the calculation amount of the load computer in response to a command from the control center, the power load equipment adjustment unit uses any one of a generator phase angle difference between a plurality of generators included in the external power system, a voltage in the external power system, or a frequency in the external power system as a determination index for changing the generator output power.
蒸気発生源と、前記蒸気発生源から発生した蒸気によって駆動されるタービンと、前記タービンに結合され、外部電力系統および電力負荷設備に接続され、発電機出力電力を出力する発電機と、供給された蒸気を液化する復水器と、前記蒸気発生源から発生した蒸気のうち、開度が大きくなるほど大きな量を前記復水器に供給するタービンバイパス弁と、コンピュータと、を備える発電プラントを制御するプラント制御方法であって、
前記コンピュータに、
前記外部電力系統に供給される電力である外部送電量と、前記電力負荷設備に供給される電力である設備消費電力と、に基づいて、前記タービンバイパス弁を開状態にするか否かを判定するタービンバイパス弁制御過程と、
前記設備消費電力を調整する電力負荷設備調整過程と、を実行させる
ことを特徴とするプラント制御方法。
A plant control method for controlling a power plant including a steam generation source, a turbine driven by steam generated from the steam generation source, a generator coupled to the turbine, connected to an external power system and power load equipment, and outputting generator output power, a condenser for liquefying the supplied steam, a turbine bypass valve that supplies a larger amount of steam generated from the steam generation source to the condenser as the opening degree of the turbine bypass valve increases, and a computer,
The computer,
a turbine bypass valve control process that determines whether to open the turbine bypass valve based on an external power transmission amount that is power supplied to the external power grid and equipment power consumption that is power supplied to the power load equipment;
and a power load equipment adjustment step of adjusting the equipment power consumption.
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US20130054987A1 (en) * 2011-08-29 2013-02-28 Clemens Pfeiffer System and method for forcing data center power consumption to specific levels by dynamically adjusting equipment utilization
JP6865186B2 (en) * 2018-02-28 2021-04-28 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Load tracking device and nuclear power plant with it

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