報告書番号

R14018

タイトル（和文）

需給・周波数制御シミュレーション用火力プラントモデルの開発

タイトル（英文）

Development of Thermal Power Plant Model for Balancing and Frequency Control Analysis

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

再生可能エネルギー大量導入等による常時の周波数の調整力不足や品質低下が懸念されており，需給・周波数制御シミュレーションの必要性が高まっている。需給・周波数制御シミュレーションでは，調整電源の主体である火力プラントの出力応動特性を精度良くモデル化することが重要となるが，安定度解析用のガバナモデルのみを用いた場合はプラント制御系等の影響が考慮されておらず，解析精度の面で問題がある。また，詳細プラントモデルは構造が複雑で，定数設定の煩雑さや計算刻みの制約ある。このため，需給・周波数制御シミュレーション用に，常時の出力応動を精度良く解析できる簡易で汎用的な火力プラントモデルを開発した。開発したモデルは詳細プラントモデルよりも使用定数と計算負荷を低減し，定数の設定値のみで種々のプラント応動を表現することができる。また，開発モデルの定数設定値の例をプラント種別や燃種およびボイラ種別ごとに整理した。開発モデルと実機の応動対比を行い，開発モデルが需給・周波数制御シミュレーション用のモデルとして良好な解析精度を有していることを明らかにした。

概要 （英文）

High penetration of renewable energies could cause the increase in the frequency fluctuations and the insufficient reserve capability. Therefore, there is growing interest in the time domain simulation for the active power balancing and for the frequency control without severe disturbances. In order to achieve it, the proper thermal power plant models which precisely express the active power response (MW response) of the thermal power plants for the frequency fluctuation and the MW demand change become the key. However, the simple turbine-governor model cannot give sufficient accuracy for such studies. The detailed thermal power plant model will cause the increase in the computational burden and in difficulties and complexities for the parameter settings.
In this paper, the new models of the conventional steam power plant and the combined cycle power plant suit for the above type of studies have been developed. The thermal power plant dynamics (boiler and gas turbine dynamics) and the control systems were simplified without affecting accuracy for those studies, which makes the numbers of parameters decreased. The MW response of various types of the power plants can be represented only by changing the parameters. The developed models were validated through the comparison between the model response and the measured response for the representative thermal power plants.

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