新エネルギーの系統連系比率の増加に伴い、電力システムの周波数安全性の問題が顕在化し、発電機の調整能力の把握が重要性を増しています。現在の電力システムシミュレーションでは、機械電気過渡および中長期動的特性に適した火力発電機モデルとして、主にIEEE推奨のボイラ簡略モデルと単一再熱器タービンモデルが採用されています。同じモデルを直接循環ボイラにも適用すると、蓄熱係数の動的特性や制御システムの偏差により、主蒸気圧力のシミュレーション結果が実際と大幅に異なり、発電機の調整能力を誤評価することがあります。これを踏まえ、熱力学的なモデリング手法を採用し、多時間スケールの動的シミュレーションに適した超臨界直接循環ボイラ火力発電機モデルを構築しました。水冷壁の移動境界モデルと過熱器の動的熱流モデルを構築することで、直接循環ボイラの蓄熱能力をより正確に反映させ、給水制御および過熱度制御を追加することで制御システムを実機により近づけました。発電所運転データを用いて本モデルの高いシミュレーション精度を検証しました。既存の電力シミュレーションモデルに比べ、本モデルは主蒸気圧力のシミュレーション精度が大幅に向上しています。提案モデルは、超臨界直接循環ボイラ発電機が一次・二次周波数調整およびピーク・ロード調整の動的過程をより正確に表現でき、電力系統の周波数過程シミュレーションに寄与します。

超臨界発電機;直接循環ボイラ;一次周波数調整;AGC;ボイラ主制御