JP5986827B2 - Power system stabilization analysis device, power system stabilization analysis method, and power system stabilization analysis program - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統安定化解析装置、電力系統安定化解析方法及び電力系統安定化解析プログラムに関する。 The present invention relates to a power system stabilization analysis device, a power system stabilization analysis method, and a power system stabilization analysis program.
発電装置から電力を供給する電力系統においては、雷撃などによる短絡や地絡などの障害の発生や、使用電力の増減などによる負荷変動の発生などが考えられる。このように、故障や負荷変動などの外的要因が発電装置の運転中に発生した場合、電力系統において電圧などが振動を起こす電力動揺という現象が発生する場合がある。さらに、電力動揺により、発電機間の回転数の同期がとれなくなり、系統全体の運転維持が困難な事態を生じるおそれがある。そこで、発電機の電力系統からの分離を行い、同期を回復することが行われる場合がある。故障や負荷変動などの外的要因が発生した場合に、発電機の脱落や系統分離を起こすことなく、再び発電機の回転が同期し安定な運用状態を回復する度合いを同期安定度という。その中でも、故障などの大きなじょう乱を原因とする場合の同期安定度を過渡安定度といい、負荷変動などの微小じょう乱を原因とする場合の同期安定度を定態安定度という。 In an electric power system that supplies electric power from a power generation device, a failure such as a short circuit or a ground fault due to a lightning strike, or a load fluctuation due to an increase or decrease in power consumption can be considered. As described above, when an external factor such as a failure or a load change occurs during operation of the power generation apparatus, a phenomenon of power fluctuation that causes a voltage or the like to oscillate in the power system may occur. Furthermore, due to power fluctuations, the rotation speed between generators cannot be synchronized, and there is a risk that it may be difficult to maintain the operation of the entire system. Therefore, there is a case where the generator is separated from the power system to recover the synchronization. When external factors such as failure and load fluctuation occur, the degree to which the rotation of the generator is synchronized again and a stable operating state is recovered without causing the generator to drop off or the system separation is called synchronization stability. Among them, the synchronization stability when caused by a large disturbance such as a failure is called transient stability, and the synchronization stability when caused by a minute disturbance such as a load fluctuation is called a steady state stability.
例えば、従来、事故発生直後に、電力系統から発電機や負荷を遮断すると同時に、電力系統における変電所等に設置された電力用コンデンサや分路リアクトル等の調相器の開閉などを行なうことによって、同電力系統の安定化を図る電力系統安定化装置が知られている。 For example, conventionally, immediately after the occurrence of an accident, the generator and load are disconnected from the power system, and at the same time, by opening and closing a power capacitor installed in a substation or the like in the power system or a phase adjuster such as a shunt reactor. A power system stabilizing device that stabilizes the power system is known.
また、電気の使用が変化し、電力系統における電力需要が急変した場合や発電機が脱落した場合などに、電力系統において電圧が維持できなくなるおそれがある。需要が急変した場合などにも電力系統における電圧を維持し安定に運転できる能力は電圧安定性と呼ばれる。 In addition, when the use of electricity changes and the power demand in the power system changes suddenly or when the generator is dropped, there is a possibility that the voltage cannot be maintained in the power system. The ability to maintain a stable voltage in the power system even when demand changes suddenly is called voltage stability.
例えば、電力系統において電圧が低下した場合に、負荷を遮断して電圧安定性を維持する従来技術が知られている。 For example, a conventional technique is known in which when a voltage drops in an electric power system, a load is cut off to maintain voltage stability.
この点、火力発電などの従来の発電機では、電力を維持する能力が高いため、電圧変化がそれほど大きくなければ安定に運転を継続することができていた。このような理由から、従来の発電機を用いた電力系統においては、発電機と負荷との距離が長い場合などで負荷が変動したときに電圧安定性が問題となっていた。そのため、従来の電力系統において地絡や短絡などの故障が発生した場合には、過渡安定度の維持を主として考慮すればよく、電圧安定性はそれほど問題にならなかった。 In this regard, conventional power generators such as thermal power generation have a high ability to maintain electric power, so that the operation can be continued stably unless the voltage change is so large. For these reasons, in a power system using a conventional generator, voltage stability is a problem when the load fluctuates when the distance between the generator and the load is long. Therefore, in the case where a fault such as a ground fault or a short circuit occurs in the conventional power system, the maintenance of the transient stability should be mainly considered, and the voltage stability has not become a problem so much.
また、近年、地球温暖化の原因と考えられている二酸化炭素排出量の削減などが現代社会における大きな課題になっている。そして、二酸化炭素排出量削減の手段として、風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーを利用した発電システムの導入が盛んになってきている。 In recent years, the reduction of carbon dioxide emissions, which is thought to cause global warming, has become a major issue in modern society. As a means of reducing carbon dioxide emissions, the introduction of power generation systems using renewable energy such as wind power generation and solar power generation has become popular.
再生可能エネルギーを利用した発電システムを導入する場合、供給電力量を負荷と等量に保つため、火力発電などの従来の発電機を発電システムからはずすことが行われる。再生可能エネルギーを利用した発電システム、特に太陽光発電は電圧を支える能力が弱い。そのため、再生可能エネルギーを利用した発電システムと従来の発電機とを取り換えた場合、電力系統の電圧を支える能力が落ちてしまう。 When a power generation system using renewable energy is introduced, a conventional generator such as thermal power generation is removed from the power generation system in order to keep the amount of supplied power equal to the load. Power generation systems that use renewable energy, especially solar power generation, have a weak ability to support voltage. Therefore, when the power generation system using renewable energy and the conventional generator are replaced, the ability to support the voltage of the power system is reduced.
そこで、再生可能エネルギーを利用した発電システムを導入した電力系統では、故障などが発生した場合に、過渡安定度を維持するだけでなく、電圧安定性の維持も考慮することが好ましい。 Therefore, in a power system that introduces a power generation system that uses renewable energy, it is preferable to consider not only maintaining transient stability but also maintaining voltage stability when a failure occurs.
しかしながら、従来の発電機を利用した電力系統では、上述したように、過渡安定度と電圧安定性は別の場面において考慮されてきていた。そのため、過度安定度を維持する従来技術又は電圧安定性を維持する従来技術のいずれにおいても、故障などによる電力動揺発生時に過渡安定度と電圧安定性を関連付けて考慮することが困難である。すなわち、再生可能エネルギーなどが導入された電力系統において、過度安定度及び電圧安定性の問題が関連しながら発生する局面においては、従来技術では、電力系統の安定運用を維持することは困難であった。 However, in the electric power system using the conventional generator, as described above, the transient stability and the voltage stability have been considered in different scenes. Therefore, it is difficult to associate and consider the transient stability and the voltage stability at the time of occurrence of power fluctuation due to a failure or the like in either the conventional technique for maintaining the excessive stability or the conventional technique for maintaining the voltage stability. In other words, in a power system where renewable energy is introduced, in a situation where the problems of transient stability and voltage stability occur in association with each other, it is difficult for the conventional technology to maintain stable operation of the power system. It was.
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、過度安定度及び電圧安定性の双方を維持する制御を提示する電力系統安定化解析装置、電力系統安定化解析方法及び電力系統安定化解析プログラムを提供することを目的とする。 The disclosed technology has been made in view of the above, and includes a power system stabilization analysis apparatus, a power system stabilization analysis method, and a power system stabilization that presents control for maintaining both transient stability and voltage stability. The purpose is to provide an analysis program.
本願の開示する電力系統安定化解析装置、電力系統安定化解析方法及び電力系統安定化解析プログラムは、一つの態様において、過渡安定度解析部は、正常時の電力系統における電力状態及び想定故障のデータを基に、前記想定故障が発生した場合に過渡安定度を維持するための電源制限を決定する。電圧安定性解析部は、前記過渡安定度解析部により決定された電源制限を行った場合における電力状態及び前記想定故障のデータを基に、前記想定故障が発生した場合に電圧安定性を維持するための電源制限又は負荷制限のいずれか一方又は双方を決定する。 In one aspect, the power system stabilization analysis apparatus, the power system stabilization analysis method, and the power system stabilization analysis program disclosed in the present application are configured so that the transient stability analysis unit Based on the data, a power supply limit for maintaining the transient stability when the contingency failure occurs is determined. The voltage stability analysis unit maintains the voltage stability when the assumed failure occurs based on the power state and the assumed failure data when the power supply restriction determined by the transient stability analysis unit is performed. Determining one or both of the power limit and the load limit.
本願の開示する電力系統安定化解析装置、電力系統安定化解析方法及び電力系統安定化解析プログラムの一つの態様によれば、過度安定度及び電圧安定性の双方を維持する制御を提示することができるという効果を奏する。 According to one aspect of the power system stabilization analysis device, the power system stabilization analysis method, and the power system stabilization analysis program disclosed in the present application, it is possible to present a control that maintains both transient stability and voltage stability. There is an effect that can be done.
以下に、本願の開示する電力系統安定化解析装置、電力系統安定化解析方法及び電力系統安定化解析プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する電力系統安定化解析装置、電力系統安定化解析方法及び電力系統安定化解析プログラムが限定されるものではない。 Embodiments of a power system stabilization analysis device, a power system stabilization analysis method, and a power system stabilization analysis program disclosed in the present application will be described below in detail with reference to the drawings. The power system stabilization analysis apparatus, power system stabilization analysis method, and power system stabilization analysis program disclosed in the present application are not limited to the following embodiments.
図1は、実施例に係る電力系統安定化解析装置のブロック図である。また、図2は、本実施例に係る電力系統安定化解析装置が解析の対象とする電力系統モデルの概念図である。 FIG. 1 is a block diagram of a power system stabilization analysis apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a conceptual diagram of a power system model to be analyzed by the power system stabilization analysis apparatus according to the present embodiment.
図2に示すように、例えば、解析対象とする電力系統は、複数の発電機11〜13及び21〜23、負荷ノード41及び42、電圧制御装置51及び52を有する。発電機11〜13と発電機21〜23とは、複数の系統の送電線31及び32で結ばれている。また、負荷ノード41及び42、電圧制御装置51及び52と送電線31及び32とはノード34で結ばれている。送電線31及び32には、発電機11〜13及び21〜23で発電された電気が流れている。そして、発電機11〜13及び21〜23から出力された電力は、変電所において変圧などが行われ、負荷ノード41及び42に供給される。負荷ノード41及び42は、家庭や工場などの電力を使用する物の集合体である。以下では、負荷ノード41及び42などにおける電気の使用量を「負荷」と言う。電圧制御装置51及び52は、変電所などに配置される。
As shown in FIG. 2, for example, the power system to be analyzed includes a plurality of
また、図3は、同期安定度及び電圧安定性による影響が発生する時間領域を表す図である。図3の横軸は時間の経過を表している。図3では、時点200で故障が発生した場合を表している。実際の電力系統において、時点200で故障が発生すると、その直後から同期安定度領域201で表される期間にかけて同期安定度に対する影響が生じる。ここで、同期安定度には、故障などの大じょう乱による電力動揺の安定度をあらわす過度安定度と、負荷ノードにおける負荷の変化などの微小じょう乱による電力動揺の安定度を表す定態安定度が含まれる。そして、同期安定度領域201の最後付近から電圧安定性領域202で表される期間にかけて電圧安定性に対する影響が生じる。さらに、電圧安定性に対する影響が生じている間の電圧制御装置動作領域203において、各負荷ノードの電圧の調整を行う電圧制御装置動作が動作する。このように、電力系統で故障が発生すると、同期安定度への影響が発生した後に、電圧安定性への影響が発生する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a time region in which the influence of the synchronization stability and the voltage stability occurs. The horizontal axis in FIG. 3 represents the passage of time. FIG. 3 shows a case where a failure occurs at
そこで、本実施例に係る電力系統安定化解析装置は、影響発生の順番にしたがって、同期安定度における過度安定度を維持するための検討を行い、その後、電圧安定性を維持するための検討を行う。さらに、本実施例に係る電力系統安定化解析装置は、電圧安定性の維持を確保した後の状態で、電圧制御装置が動作した場合の定態安定度を検討する。 Therefore, the power system stabilization analysis apparatus according to the present embodiment performs a study for maintaining the excessive stability in the synchronization stability according to the order of the occurrence of the influence, and then a study for maintaining the voltage stability. Do. Furthermore, the power system stabilization analysis apparatus according to the present embodiment examines the steady state stability when the voltage control apparatus operates in a state after ensuring the maintenance of the voltage stability.
図1に示すように、本実施例に係る電力系統安定化解析装置は、入力部1、過度安定度解析部2、電圧安定性解析部3、電圧制御装置動作確認部4、定態安定度確認部5及び制御情報通知部6を有する。
As shown in FIG. 1, the power system stabilization analysis apparatus according to this embodiment includes an input unit 1, a transient stability analysis unit 2, a voltage stability analysis unit 3, a voltage control device
操作者は、入力部1を用いて、解析対象の電力系統において発生を想定する故障(以下では、「想定故障」という。)の条件の入力を行う。入力部1は、操作者により入力された想定故障の条件などを過度安定度解析部2へ送信する。ここでは、想定故障を、送電線32に落雷が発生し地絡や短絡などが起こったために事故箇所33に故障が発生したという故障とする。そして、操作者は、想定故障が発生したために事故箇所33を含む送電線32の両端の接続を開放し、送電線32に電気が流れなくなるようにした状態を想定故障の条件として入力する。
The operator uses the input unit 1 to input conditions for a failure that is assumed to occur in the power system to be analyzed (hereinafter referred to as “supposed failure”). The input unit 1 transmits the condition of the assumed failure input by the operator to the transient stability analysis unit 2. Here, the assumed failure is a failure in which a failure has occurred in the
過度安定度解析部2は、解析対象の電力系統における、発電機11〜13及び21〜23の通常時の電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態を予め記憶している。
The transient stability analysis unit 2 preliminarily determines the normal voltage, valid output, invalid output, valid load, invalid load, and operating state of the voltage control device of the
過度安定度解析部2は、想定故障の条件の入力を入力部1から受ける。そして、過度安定度解析部2は、想定故障が発生した場合の各発電機の内部相差角の経時変化を求める。例えば、図2のような電力系統において、正常な状態であれば、発電機11〜13の回転数と発電機21〜23の回転数は一致している。これに対して、想定故障が発生し送電線32の両端の接続を開放した場合、発電機11〜13と発電機21〜23との回転数が異なっていく場合がある。過度安定度解析部2は、発電機11〜13と発電機21〜23との回転数のずれが大きくなり発散してしまう場合に、過度安定度が維持できなくなっていると判定する。ここでは、過度安定度が維持できなくなるような想定故障を想定しているので、過度安定度解析部2は、想定故障が発生した場合の各発電機の内部相差角が経時変化により発散することを確認する。
The transient stability analysis unit 2 receives an input of a contingency failure condition from the input unit 1. And the excessive stability analysis part 2 calculates | requires the time-dependent change of the internal phase difference angle of each generator when an assumption failure generate | occur | produces. For example, in the power system as shown in FIG. 2, the rotation speeds of the
次に、過度安定度解析部2は、発電機11〜13と発電機21〜23との回転数のずれを小さくすることで電力動揺を収束させるように、電力系統から切り離す発電機を発電機11〜13と発電機21〜23の中から選択する。以下では、電力系統から発電機を切り離すことを「電源制限」という。また、電力系統からどの程度の発電機を切り離したかを表す量を「電源制限量」という。
Next, the transient stability analysis unit 2 sets the generator to be disconnected from the power system so that the power fluctuation is converged by reducing the difference in rotational speed between the
過度安定度解析部2は、電源制限を行ったことで発電機の内部相差角が経時変化により収束し、電力系統における電力動揺が収束するか否かを判定する。過度安定度解析部2は、電力動揺が収束しない場合には電源制限量を増加させていく。このようにして、過度安定度解析部2は、電源制限量を徐々に増やしながら、電力動揺が収束する電源制限量を求める。これにより、過度安定度解析部2は、電力動揺を収束させるための電源制限の対象とする発電機を決定する。以下では、電力動揺を収束させ過度安定度を維持するための制御を「過度安定度維持制御」という。 The excessive stability analysis unit 2 determines whether or not the internal phase difference angle of the generator converges due to the change with time due to the power supply restriction, and the power fluctuation in the power system converges. The excessive stability analysis unit 2 increases the power limit amount when the power fluctuation does not converge. In this way, the transient stability analysis unit 2 obtains the power limit amount at which the power fluctuation converges while gradually increasing the power limit amount. Thereby, the excessive stability analysis part 2 determines the generator used as the object of the power supply restriction | limiting for converging a power fluctuation. Hereinafter, the control for converging the power fluctuation and maintaining the excessive stability is referred to as “excessive stability maintaining control”.
ここでは、過度安定度解析部2が電力系統から切り離す発電機として発電機11を選択した場合で説明する。過度安定度解析部2は、発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態を求める。この場合、発電機11は電力系統から切り離されているので、発電機11の電圧及び有効出力は0になり、その結果、電力系統の有効出力、無効出力は減少する。また、発電機12、13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧及び有効出力などは、発電機11が切り離されたことにより、上昇などの変化が起きる。
Here, the case where the
過度安定度解析部2は、発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値を用いて、過度安定度維持のための制限を行った状態での発電機の内部相差角の経時変化を取得する。例えば、発電機11を電力系統から切り離すことで、発電機の内部相差角ずれが小さくなっていき、電力動揺は収束する。そこで、過度安定度解析部2は、想定故障に対して過度安定度を維持するための電源制限として、電力系統から発電機11を切り離すことを過度安定度維持制御として決定する。
The transient stability analysis unit 2 uses the voltages at the
過度安定度解析部2は、過度安定度維持制御を行った場合の発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値を求める。そして、過度安定度解析部2は、求めた発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態を含む電圧解析データを生成する。そして、過度安定度解析部2は、電圧解析データを電圧安定性解析部3へ出力する。
The transient stability analysis unit 2 includes the
内部相差角が発散している場合、過度安定度解析部2は、過度安定度が維持可能となるまで、すなわち、各発電機11〜13及び21〜23の内部相差角が収束するまで電源制限量を増加させる。そして、過度安定度解析部2は、過度安定度が維持可能となった状態(電力動揺が収束した状態)の制御情報から電圧解析データを生成する。そして、過度安定度解析部2は、電圧解析データを電圧安定性解析部3へ出力する。
When the internal phase difference angle diverges, the transient stability analysis unit 2 limits the power until the transient stability can be maintained, that is, until the internal phase difference angles of the
また、過度安定度解析部2は、後述する電圧安定性解析部3による電圧安定性維持のための制御(以下では、「電圧安定性維持制御」という。)を加えた電圧安定性維持制御後の制御情報を電圧安定性解析部3から取得する。電圧安定性維持制御を加えた後の制御情報には、過度安定度解析部2が電圧安定性解析部3へ出力した制御情報に加えて、電圧安定性解析部3が追加した電源制限の情報などが含まれる。負荷制限とは、電力系統から負荷を切り離すことを示す。そして、過度安定度解析部2は、受信した電圧安定性維持制御後の制御情報にしたがい電源制限及び負荷制限などを行った状態での各発電機の内部相差角の経時変化を取得する。内部相差角が発散している場合、過度安定度解析部2は、電圧安定性維持制御の変更を電圧安定性解析部3に通知する。 In addition, the transient stability analysis unit 2 is after voltage stability maintenance control to which voltage stability maintenance control (hereinafter referred to as “voltage stability maintenance control”) by the voltage stability analysis unit 3 to be described later is added. Is obtained from the voltage stability analysis unit 3. The control information after the voltage stability maintenance control is added includes the power restriction information added by the voltage stability analysis unit 3 in addition to the control information output from the transient stability analysis unit 2 to the voltage stability analysis unit 3. Etc. are included. The load limitation indicates that the load is disconnected from the power system. And the excessive stability analysis part 2 acquires the time-dependent change of the internal phase difference angle of each generator in the state which performed power supply restriction | limiting, load restriction | limiting, etc. according to the received control information after voltage stability maintenance control. When the internal phase difference angle diverges, the transient stability analysis unit 2 notifies the voltage stability analysis unit 3 of the change of the voltage stability maintenance control.
これに対して、内部相差角が収束する場合、過度安定度解析部2は、過度安定度維持可能の通知を電圧安定性解析部3へ出力する。 On the other hand, when the internal phase difference angle converges, the transient stability analysis unit 2 outputs a notification that the transient stability can be maintained to the voltage stability analysis unit 3.
電圧安定性解析部3は、電圧解析データの入力を過度安定度解析部2から受ける。そして、電圧安定性解析部3は、受信した電圧解析データを用いて、過度安定度解析部2によって決定された電源制限による制御が行われた場合に、各負荷ノードにおいて電圧安定性が維持できるか否かを判定する。この時、電圧安定性解析部3は、電圧制御装置が動作しないという条件を付加するため、電圧制御装置の動作をロックした上で各負荷ノードにおける電圧安定性の維持の判定を行う。 The voltage stability analysis unit 3 receives input of voltage analysis data from the transient stability analysis unit 2. And the voltage stability analysis part 3 can maintain voltage stability in each load node, when the control by the power supply limitation determined by the excessive stability analysis part 2 is performed using the received voltage analysis data. It is determined whether or not. At this time, in order to add a condition that the voltage control device does not operate, the voltage stability analysis unit 3 determines whether or not to maintain the voltage stability at each load node after locking the operation of the voltage control device.
電圧安定性解析部3は、全ての負荷ノードにおけるPVカーブの運転点が電圧高め解の領域にあり、且つPVカーブの安定限界の負荷と運転点における負荷との差が判定閾値以上となる場合に、電圧安定性の維持ができていると判定する。PVカーブとは、横軸である負荷ノードにおける負荷量を表し、縦軸でその負荷ノードにおける電圧を表したグラフである。また、PVカーブの運転点とは、負荷特性とPVカーブとの交点であり、電力系統における電圧及び負荷が平衡状態となっていることを表す点である。また、PVカーブの安定限界とは、PVカーブの頂点として表され、負荷ノードにおける負荷の上限を表している。ここで、判定閾値は、求められる安定性によって決められることが好ましい。判定閾値は、求められる安定性が低い場合には判定閾値は小さくなり、求められる安定性が高い場合には判定閾値は大きくなる。 The voltage stability analysis unit 3 has a case where the operating points of the PV curves at all load nodes are in the region of increasing the voltage and the difference between the load at the stability limit of the PV curve and the load at the operating point is equal to or greater than the determination threshold. In addition, it is determined that the voltage stability is maintained. The PV curve is a graph showing the load amount at the load node on the horizontal axis and the voltage at the load node on the vertical axis. The PV curve operating point is an intersection of the load characteristic and the PV curve, and represents that the voltage and load in the power system are in an equilibrium state. The stability limit of the PV curve is expressed as the apex of the PV curve and represents the upper limit of the load at the load node. Here, it is preferable that the determination threshold is determined by the required stability. The determination threshold is small when the required stability is low, and is large when the required stability is high.
電圧安定性解析部3は、過度安定度解析部2によって決定された過度安定度維持制御が行われた状態で、電圧安定性が維持できていない負荷ノードが1つでもある場合、電圧安定性が維持できる状態となるように電源制限及び負荷制限を加える。そして、電圧安定性解析部3は、電圧安定性維持制御を行った場合の制御情報を過度安定度解析部2へ出力する。 The voltage stability analysis unit 3 is in a state where the voltage stability cannot be maintained even if there is one load node in which the voltage stability cannot be maintained in the state in which the voltage stability stability control is determined by the voltage stability analysis unit 2. Power supply restrictions and load restrictions are added so that can be maintained. Then, the voltage stability analysis unit 3 outputs control information when the voltage stability maintenance control is performed to the transient stability analysis unit 2.
電圧安定性維持制御を行った場合の制御情報に対して、過度安定度解析部2から過度安定度維持可能の通知を受けた場合、電圧安定性解析部3は、電圧安定性維持制御を行った場合の発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値を求める。そして、電圧安定性解析部3は、求めた発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態を含む動作確認データを作成する。そして、電圧安定性解析部3は、作成した動作確認データを電圧制御装置動作確認部4へ出力する。
When the control information when the voltage stability maintenance control is performed is notified from the transient stability analysis unit 2 that the transient stability can be maintained, the voltage stability analysis unit 3 performs the voltage stability maintenance control. In this case, the voltages at the
これに対して、電圧安定性解析部3は、電圧安定性維持制御を行った場合の制御情報に対して、電圧安定性維持制御の変更通知を過度安定度解析部2から受けた場合、再度電圧安定性の検討を行う。 On the other hand, when the voltage stability analysis unit 3 receives a change notification of the voltage stability maintenance control from the transient stability analysis unit 2 with respect to the control information when the voltage stability maintenance control is performed, the voltage stability analysis unit 3 again Review voltage stability.
電圧安定性解析部3は、過度安定度解析部2によって決定された過度安定度維持制御に電源制限や負荷制限を追加せずに全ての負荷ノードにおいて電圧安定性が維持できている場合、過度安定度解析部2から受信した電圧解析データから動作確認データを作成する。そして、電圧安定性解析部3は、作成した動作確認データを電圧制御装置動作確認部4へ出力する。この場合、動作確認データに含まれる発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値は電圧解析データのものと同じである。そこで、この場合は、電圧安定性解析部3は、電圧解析データを動作確認データとして使用しても良い。
If the voltage stability analysis unit 3 is able to maintain the voltage stability at all load nodes without adding power source limitation or load limitation to the excessive stability maintenance control determined by the transient stability analysis unit 2, Operation confirmation data is created from the voltage analysis data received from the stability analysis unit 2. Then, the voltage stability analysis unit 3 outputs the created operation confirmation data to the voltage control device
電圧制御装置動作確認部4は、動作確認データの入力を電圧安定性解析部3から受ける。そして、電圧制御装置動作確認部4は、動作データを用いて過度安定度及び電圧安定性の双方を維持した状態の電力系統における電圧変化を確認する。電圧制約違反ノードがあれば、電圧制御装置動作確認部4は、電力系統における電圧制御装置による制御を加え、電圧制約違反を解消する。ここで、電圧制約違反とは、ノードの電圧が、基準電圧から予め決められた閾値以上になっている場合を指す。例えば、図2のノード34における基準電圧が50万Vであり、閾値が±5%の場合に、ノード34の電圧が50万V±5%の間に収まらなければ、電圧制御装置動作確認部4は、電圧制約違反ノードありと判定する。その場合、電圧制御装置動作確認部4は、電圧制約違反ノードであるノード34に対応する電圧制御装置を動作させ、その母線の電圧が50万V±5%の間に収まるように制御する。
The voltage control device
動作確認データを用いて確認した電圧変化において電圧制約違反ノードがなければ、電圧制御装置動作確認部4は、電圧制約違反ノードがない状態の発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値を求める。そして、電圧制御装置動作確認部4は、求めた発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態を含む定態安定度確認データを作成する。そして、電圧制御装置動作確認部4は、作成した定態安定度確認データを定態安定度確認部5へ出力する。また、電圧制御装置の動作がない場合は、定態安定度確認データに含まれる発電機11〜13及び21〜23、並びに、負荷ノード41及び42における電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値は動作確認データのものと同じである。そこで、この場合は、電圧制御装置動作確認部4は、動作確認データを定態安定度確認データとして使用しても良い。
If there is no voltage constraint violation node in the voltage change confirmed using the operation check data, the voltage control device
定態安定度確認部5は、定態安定度確認データの入力を電圧制御装置動作確認部4から受ける。そして、定態安定度確認部5は、受信した定態安定度確認データを用いて、過度安定度解析部2、電圧安定性解析部3及び電圧制御装置動作確認部4により加えられた制御が行われた場合に、各負荷ノードにおいて定態安定度が維持できるか否かを判定する。具体的には、定態安定度確認部5は、故障が発生し過度安定度及び電圧安定性の維持、並びに電圧制御装置による制御が行われてしばらく時間が経過した後の負荷の変化などの微小じょう乱による定態安定度の検討を行う。
The steady state stability confirmation unit 5 receives the steady state stability confirmation data from the voltage controller
定態安定度確認部5は、定態安定度が維持できると判定すると、定態安定度が維持できると判定した状態での電源制限、負荷制限及び電圧制御装置の動作の情報を制御情報通知部6へ出力する。
When it is determined that the steady state stability can be maintained, the steady state stability confirmation unit 5 notifies the control information of the power limit, the load limit, and the operation of the voltage control device in the state where it is determined that the steady state stability can be maintained. Output to
これに対し、定態安定度が維持できないと判定した場合、定態安定度確認部5は、電圧安定度制御の情報及び電圧安定性維持制御の情報に加え、電圧制御装置動作確認部4で動作した電圧制御装置のロック制御及び電圧制約違反ノードの発生情報を制御情報通知部6へ出力する。
On the other hand, when it is determined that the steady state stability cannot be maintained, the steady state stability confirmation unit 5 performs the voltage control device
制御情報通知部6は、電源制限、負荷制限及び電圧制御装置の動作の情報の入力を定態安定度確認部5から受ける。そして、制御情報通知部6は、受信した電源制限、負荷制限及び電圧制御装置の動作の情報をモニタなどの出力装置に出力するなどして、操作者に安定化制御の情報を通知する。
The control
次に、図4の電力系統モデルを例に、本実施例に係る電力系統安定化解析装置による安定化解析をさらに具体的に説明する。図4は、実施例に係る電力系統安定化解析装置が解析の対象とする電力系統モデルの一例を表す図である。具体的には、図4の電力系統モデルは、電気学会WEST30機系統モデルの昼間断面を一部修正したモデルである。
Next, taking the power system model of FIG. 4 as an example, the stabilization analysis by the power system stabilization analysis apparatus according to the present embodiment will be described more specifically. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a power system model to be analyzed by the power system stabilization analysis apparatus according to the embodiment. Specifically, the power system model of FIG. 4 is a model obtained by partially correcting the daytime cross section of the Institute of
図4において、Gに数字が付加された記号が割り当てられている対象が発電機を表している。また、図4において、数字のみが割り当てられている対象が負荷及び送電線、変圧器を表している。 In FIG. 4, a target to which a symbol with a number added to G is assigned represents a generator. Further, in FIG. 4, objects to which only numbers are assigned represent loads, transmission lines, and transformers.
過度安定度解析部2は、図4の電力系統モデルを記憶している。そして、過度安定度解析部2は、入力された想定故障が図4の電力系統モデルで発生した場合の各発電機の内部相差角の経時変化を求める。ここでは、想定故障として、ポイント100において落雷などによる短絡や地絡が発生した場合で説明する。
The transient stability analysis unit 2 stores the power system model of FIG. And the excessive stability analysis part 2 calculates | requires the time-dependent change of the internal phase difference angle of each generator when the input assumption fault generate | occur | produces in the power system model of FIG. Here, a case where a short circuit or a ground fault due to a lightning strike or the like occurs at
過度安定度解析部2は、想定故障が発生した場合の各発電機の内部相差角の経時変化として、図5のグラフ301を取得する。図5は、過度安定度検討の発電機の内部相差角の経時変化を表す図である。図5は、縦軸で内部相差角を表し、横軸で時間の経過を表している。グラフ301に示すように、過度安定度維持制御を行う前には、内部相差角が発散していることが分かる。すなわち、過度安定度解析部2は、想定故障が発生した場合、過度安定度が維持できなくなっていると判定する。そこで、過度安定度解析部2は、電源制限を加え過度安定度の維持を行う。例えば、過度安定度解析部2は、発電機101を電力系統から切り離す電源制限(以下では、発電機101の電源制限という。)を行う。
The transient stability analysis unit 2 acquires the
さらに、過度安定度解析部2は、電源制限を行った場合の、電力系統モデルの発電機及び負荷ノードにおける電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態を求める。そして、過度安定度解析部2は、求めた他の発電機及び負荷ノードにおける電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値を用いて、過度安定度維持制御を行った後の発電機の内部相差角の経時変化を取得する。本実施例では、過度安定度解析部2は、発電機101を止めた後の発電機の内部相差角の経時変化として、図5のグラフ302を取得する。グラフ302は、内部相差角が収束していっており、電力動揺が収束していき過度安定度が維持できることが分かる。すなわち、過度安定度解析部2は、発電機101を電力系統から切り離すことで、過度安定度の維持ができると判定する。
Furthermore, the transient stability analysis unit 2 obtains the voltage, the effective output, the invalid output, the effective load, the invalid load, and the operation state of the voltage control device in the power system generator and the load node when the power supply is limited. . Then, the transient stability analysis unit 2 maintains the transient stability by using the obtained voltages, valid output, invalid output, valid load, invalid load, and operating state values of the voltage control device at the other generators and load nodes. The change with time of the internal phase difference angle of the generator after control is acquired. In the present embodiment, the transient stability analysis unit 2 acquires the
過度安定度解析部2は、発電機101の電力系統からの切り離しという電源制限を行った場合の、各発電機及び負荷ノードの電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態の値を求め、それらを含む電圧解析データを作成する。
The transient stability analysis unit 2 is configured to limit the power supply of each generator and load node when the power source is disconnected from the power system of the
図6は、過度安定度解析部2によって作成される電圧解析データの一例について説明する。図6は、発電機101から出力される電圧及びその有効出力を表す図である。想定故障前は、発電機101からの電圧401は1.010(pu)であり、有効出力402は0.500(pu)であった。これに対して、過度安定度を維持するために、過度安定度解析部2は、発電機101を電力系統から切り離す。そして、過度安定度解析部2は、過度安定度維持制御後の発電機101からの電圧411を0.000(pu)と求め、有効出力412を0.000(pu)と求める。さらに、過度安定度解析部2は、発電機101の切り離しにより変化する発電機101以外の発電機及び負荷ノードにおける電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態も求める。過度安定度解析部2は、このように求めた情報から電圧解析データを作成する。
FIG. 6 illustrates an example of voltage analysis data created by the transient stability analysis unit 2. FIG. 6 is a diagram illustrating the voltage output from the
電圧安定性解析部3は、発電機101の電力系統からの切り離しが行われた場合の電圧解析データの入力を過度安定度解析部2から受ける。そして、電圧安定性解析部3は、受信した電圧解析データから発電機101が電力系統から切り離された場合における各負荷ノードでのPVカーブを求める。この場合、電圧安定性解析部3は、電圧制御装置をロックし電圧制御装置が動作しない条件でPVカーブを求める。
The voltage stability analysis unit 3 receives input of voltage analysis data from the transient stability analysis unit 2 when the
図7は、PVカーブの遷移を表す図である。図7の縦軸は、負荷ノード103における電圧を表している。また、図7の横軸は、負荷ノード103における負荷を表している。負荷特性500は、PVカーブを求めた負荷ノードにおける負荷特性(定電流特性)を表している。 FIG. 7 is a diagram illustrating the transition of the PV curve. The vertical axis in FIG. 7 represents the voltage at the load node 103. Also, the horizontal axis of FIG. 7 represents the load at the load node 103. The load characteristic 500 represents the load characteristic (constant current characteristic) at the load node for which the PV curve is obtained.
負荷ノード103において、想定故障の発生前は、PVカーブ501で示されるPVカーブであった。これに対して、電圧安定性解析部3は、故障が発生し発電機101が電力系統から切り離された場合のPVカーブとしてPVカーブ502を取得する。負荷特性500とPVカーブ502との交点である運転点509は、PVカーブの頂点である安定限界より下側に位置している。このようにして、電圧安定性解析部3は、例えば負荷ノード103において電圧低め解の発生を確認する。同様にして、本実施例では、電圧安定性解析部3は、例えば負荷ノード104においても電圧低め解の発生を確認する。
In the load node 103, the PV curve indicated by the
さらに、電圧安定性解析部3は、各負荷ノードにおける運転点と安定限界との差を求め、求めた差が閾値以下の負荷ノードを求める。例えば、電圧安定性解析部3は、0.0005(pu)を閾値として使用する。運転点と安定限界との差は広いほど電圧安定性は増加する。ただし、あまり閾値を広くすると、電力系統における全ての負荷ノードで閾値を満たすことが難しくなってしまう。そこで、閾値は、電圧安定性の許容範囲などの電力系統の運用状態によって設定することが好ましい。 Further, the voltage stability analysis unit 3 obtains a difference between the operating point and the stability limit at each load node, and obtains a load node having the obtained difference equal to or less than the threshold value. For example, the voltage stability analysis unit 3 uses 0.0005 (pu) as a threshold value. The wider the difference between the operating point and the stability limit, the greater the voltage stability. However, if the threshold is too wide, it becomes difficult to satisfy the threshold at all load nodes in the power system. Therefore, the threshold value is preferably set according to the operating state of the power system such as an allowable range of voltage stability.
電圧低め解を有する負荷ノードや運転点と安定限界との差が閾値以下の負荷ノードがある場合、電圧安定性解析部3は、電源制限及び負荷制限を追加して、各負荷ノードが電圧高め解を有し、且つ運転点と安定限界との差が閾値以上となるようにする。ここでは、電圧安定性解析部3は、電圧安定性維持のため、図4に示す発電機102の電源制限及び負荷ノード105の負荷制限を行う。
When there is a load node having a lower voltage solution or a load node whose difference between the operating point and the stability limit is less than or equal to the threshold value, the voltage stability analysis unit 3 adds a power limit and a load limit, and each load node increases the voltage. Have a solution and make the difference between the operating point and the stability limit equal to or greater than the threshold. Here, the voltage stability analysis unit 3 performs power source limitation on the
電圧安定性維持制御により、負荷ノード103におけるPVカーブは、図7に示すPVカーブ503となる。PVカーブ503は、負荷特性500と安定限界505より上側の点である運転点504で交わっており、負荷ノード103では電圧高め解となっている。さらに、運転点504と安定限界505との差Pは閾値である0.0005(pu)以上となっている。同様にして、電圧安定性解析部3は、負荷ノード104及びその他の負荷ノードにおいて、電圧高め解になっており、且つ運転点と安定限界との差が閾値以上となっていることを確認する。
By the voltage stability maintenance control, the PV curve at the load node 103 becomes the
このようにして、電圧安定性解析部3は、過度安定度維持制御で加えられた発電機101の電源制限に電圧安定性維持制御として発電機102の電源制限及び負荷ノード105の負荷制限を加えることを決定する。
In this way, the voltage stability analysis unit 3 adds the power source limitation of the
過渡安定度解析部2は、電圧安定性解析部3による電源制限、負荷制限が追加された状態で各発電機の内部相差角の経時変化を求める。例えば、発電機101、102の電源制限及び負荷ノード105の負荷制限を実施した状態での各発電機の内部相差角の経時変化は図10のグラフ303のようになる。図10は、電圧安定性維持制御後の発電機の内部相差角の経時変化を表す図である。グラフ303は、時間が経過するにしたがい、発電機の内部相差角は収束している。そこで、過渡安定度解析部2は、電圧安定性維持制御後でも過渡安定度が維持されていることを確認する。そして、過渡安定度解析部2は、電圧安定性維持制御後でも過渡安定度が維持されていることを電圧安定度解析部3へ通知する。
The transient stability analysis unit 2 obtains a change with time of the internal phase difference angle of each generator in a state where the power source limit and the load limit by the voltage stability analysis unit 3 are added. For example, the change over time in the internal phase difference angle of each generator in a state where the power source limitation of the
そして、過渡安定度解析部2より電圧安定性維持制御後も過渡安定度が維持される情報を受けた電圧安定性解析部3は、電圧安定性維持制御後の発電機及び負荷ノードの電圧、有効出力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の動作状態を求め、それらを含む動作確認データを作成する。 Then, the voltage stability analysis unit 3 receiving the information that the transient stability is maintained even after the voltage stability maintenance control from the transient stability analysis unit 2, the voltage of the generator and the load node after the voltage stability maintenance control, The operation status of the valid output, invalid output, valid load, invalid load and voltage control device is obtained, and operation confirmation data including them is created.
図8Aは、発電機102から出力される電圧及びその有効出力を表す図である。過度安定度制御後は、発電機102から出力される電圧413は0.982(pu)であり、有効出力414は0.501(pu)であった。これに対して、電圧安定性を維持するために、電圧安定性解析部3は、発電機102を電力系統から切り離す。そこで、電圧安定性維持制御を行った後は、図8Aに示すように発電機102からの電圧421は0.000(pu)となり、有効出力422は0.000(pu)となる。また、図8Bは、負荷ノード105における有効負荷及びその無効負荷を表す図である。過度安定度維持制御後は、負荷ノード105における有効負荷415は6.549(pu)であり、無効負荷416は1.308(pu)であった。これに対して、電圧安定性を維持するために、電圧安定性解析部3は、負荷ノード105の負荷制限を行う。そこで、電圧安定性維持制御を行った後は、図8Bに示すように負荷ノード105における有効負荷423は6.091(pu)となり、無効負荷424は1.223(pu)となる。
FIG. 8A is a diagram illustrating the voltage output from the
電圧制御装置動作確認部4は、発電機101及び発電機102の電源制限、並びに、負荷ノード105の負荷制限をした場合の動作確認データの入力を電圧安定性解析部3から受ける。そして、電圧制御装置動作確認部4は、電圧制御装置のロックを解除し、発電機101及び発電機102の電源制限、並びに、負荷ノード105の負荷制限をした場合の電圧制御装置の動作を求める。ここでは、電圧制御装置動作確認部4は、負荷ノード103に繋がるノード、負荷ノード106に繋がるノード及び発電機101、102及び107に繋がるノードが電圧制約違反ノードとなっていることを確認する。そこで、電圧制御装置動作確認部4は、負荷ノード103に繋がる電圧制御装置、負荷ノード106に繋がる電圧制御装置及び発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置が動作することを確認する。この場合、各電圧制御装置は、電圧を上昇させる制御を行う。
The voltage control device
図9は、電圧制御装置の運転状態及び電圧の変化を表す図である。図9では、電圧制御装置が繋がるノードの図4に示す番号(1050、1170、2040)で各電圧制御装置を表している。具体的には、番号1050で表される電圧制御装置は、負荷ノード106に繋がっている。また、番号1170で表される電圧制御装置は、負荷ノード103に繋がっている。また、番号2040で表される電圧制御装置は、発電機101、102及び107に繋がっている。ここでは、分かり易いように各電圧制御装置の後の括弧の中にその電圧制御装置を表す図9の番号を記載する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation state of the voltage control device and a change in voltage. In FIG. 9, each voltage control device is represented by the numbers (1050, 1170, 2040) shown in FIG. 4 of the nodes to which the voltage control device is connected. Specifically, the voltage control device represented by the
電圧安定性維持制御後は、負荷ノード106に繋がる電圧制御装置(1050)、負荷ノード103に繋がる電圧制御装置(1170)及び発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置(2040)はロックされており動作していない。そこで、それぞれの運転状態601、602及び603は0.000(pu)である。また、負荷ノード106に繋がる電圧制御装置(1050)における電圧701は0.994(pu)である。また、負荷ノード103に繋がる電圧制御装置(1170)における電圧702は0.994(pu)である。さらに、発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置(2040)における電圧703は0.993(pu)である。これに対して、電圧制御装置動作後は、負荷ノード106に繋がる電圧制御装置(1050)及び負荷ノード103に繋がる電圧制御装置(1170)のぞれぞれの運転状態604及び605は0.100(pu)となる。また、発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置(2040)の運転状態606は0.300となる。また、負荷ノード106に繋がる電圧制御装置(1050)における電圧704は1.001(pu)となり、負荷ノード103に繋がる電圧制御装置(1170)における電圧705は1.003(pu)となり、発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置(2040)における電圧706は1.002(pu)となる。これらの変化に応じて、電力系統における他の発電機及び負荷ノードの電圧、有効電力、有効負荷及び無効負荷も変化する。
After the voltage stability maintenance control, the voltage control device (1050) connected to the load node 106, the voltage control device (1170) connected to the load node 103, and the voltage control device (2040) connected to the
また、電圧安定性解析部3は、電圧制御装置動作確認部4による電圧制御装置の制御が追加された状態で各負荷ノードにおけるPVカーブを求め、各負荷ノードが電圧高め解を有し、運転点と安定限界との差が閾値以上となっているかを判定する。例えば、負荷ノード103及び106に繋がる電圧制御装置、並びに、発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置が動作した状態での負荷ノード103のPVカーブは、図11のPVカーブ506のようになる。図11は、電圧制御装置動作後の負荷ノード103におけるPVカーブを表す図である。図11に示すように、PVカーブ506における運転点507は、電圧高め解となっている。また、PVカーブ506における運転点507と安定限界508との差は閾値以上となっている。ここでは、電力系統における全ての負荷ノードが電圧高め解を有し、且つ運転点と安定限界との差が閾値以上であるので、電圧安定性解析部3は、電圧制御装置動作後でも電圧安定性が維持されていることを確認する。
Further, the voltage stability analysis unit 3 obtains a PV curve at each load node in a state where the control of the voltage control device by the voltage control device
そして、過度安定度及び電圧安定性の維持が確認されると、電圧制御装置動作確認部4は、電圧装置動作制御後の制御情報から各発電機及び負荷ノードの電圧、有効電力、無効出力、有効負荷、無効負荷及び電圧制御装置の運転状態を求め、定態安定度確認データを作成する。
Then, when it is confirmed that the transient stability and the voltage stability are maintained, the voltage control device
定態安定度確認部5は、発電機101及び102の電源制限や負荷ノード105の負荷制限を行い、負荷ノード103に繋がる電圧制御装置、負荷ノード106に繋がる電圧制御装置及び発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置を動作させた状態で負荷が変化しても電力系統が安定していることを確認する。
The steady-state stability confirmation unit 5 performs power source limitation on the
そして、制御情報通知部6は、想定故障が発生した場合の安定化制御として、発電機101及び102の電源制限、負荷ノード105の負荷制限、負荷ノード103に繋がる電圧制御装置、負荷ノード106に繋がる電圧制御装置及び発電機101、102及び107に繋がる電圧制御装置の動作を操作者に通知する。
Then, the control
次に、図12を参照して、本実施例に係る電力系統安定化解析装置による解析処理の流れについて説明する。図12は、実施例に係る電力系統安定化解析装置による解析処理のフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 12, the flow of analysis processing by the power system stabilization analyzer according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart of analysis processing performed by the power system stabilization analysis apparatus according to the embodiment.
操作者は、入力部1を用いて想定故障の条件を入力する(ステップS101)。 The operator uses the input unit 1 to input conditions for the assumed failure (step S101).
過度安定度解析部2は、想定故障が発生した場合の過度安定度を検討し、過度安定度が維持できるように電源制限を加える過度安定度維持制御を決定する(ステップS102)。 The transient stability analysis unit 2 examines the transient stability when a contingency failure occurs, and determines the transient stability maintenance control to limit the power supply so that the transient stability can be maintained (step S102).
過度安定度解析部2は、過度安定度維持制御を行った場合の電圧解析データを作成する(ステップS103)。過度安定度解析部2は、電圧解析データを電圧安定性解析部3へ出力する。 The transient stability analysis unit 2 creates voltage analysis data when the transient stability maintenance control is performed (step S103). The transient stability analysis unit 2 outputs the voltage analysis data to the voltage stability analysis unit 3.
電圧安定性解析部3は、電圧解析データの入力を過度安定度解析部2から受ける。そして、電圧安定性解析部3は、電圧安定性の検討を行う(ステップS104)。そして、電圧安定性解析部3は、電圧安定性が維持できるように電源制限及び負荷制限を加える電圧安定性維持制御を決定する。 The voltage stability analysis unit 3 receives input of voltage analysis data from the transient stability analysis unit 2. Then, the voltage stability analysis unit 3 examines the voltage stability (step S104). And the voltage stability analysis part 3 determines the voltage stability maintenance control which adds power supply restriction | limiting and load restriction | limiting so that voltage stability can be maintained.
過度安定度解析部2は、電圧安定性維持制御後の制御情報を受信する。そして、過度安定度解析部2は、電圧安定性維持制御を行った場合に過度安定度が維持可能か否かを判定する(ステップS105)。 The excessive stability analysis unit 2 receives the control information after the voltage stability maintenance control. Then, the excessive stability analysis unit 2 determines whether or not the excessive stability can be maintained when the voltage stability maintenance control is performed (step S105).
過度安定度が維持できない場合(ステップS105:否定)、過度安定度解析部2は、過度安定度が維持できていないことを電圧安定性解析部3へ通知する。過度安定度が維持できていないことを受信した電圧安定性解析部3は、電圧安定性維持制御を変更し、ステップS104に戻る。 When the overstability cannot be maintained (No at Step S105), the overstability analysis unit 2 notifies the voltage stability analysis unit 3 that the overstability cannot be maintained. The voltage stability analysis unit 3 that has received the fact that the excessive stability cannot be maintained changes the voltage stability maintenance control, and returns to step S104.
過度安定度が維持可能な場合(ステップS105:肯定)、過度安定度解析部2は、過度安定度維持可能であることを電圧安定性解析部3へ通知する。電圧安定性解析部3は、電圧安定性維持制御後の制御情報から動作確認データを作成する(ステップS106)。電圧安定性解析部3は、作成した動作確認データを電圧制御装置動作確認部4へ出力する。
If the excessive stability can be maintained (step S105: affirmative), the excessive stability analysis unit 2 notifies the voltage stability analysis unit 3 that the excessive stability can be maintained. The voltage stability analysis unit 3 creates operation confirmation data from the control information after the voltage stability maintenance control (step S106). The voltage stability analysis unit 3 outputs the created operation confirmation data to the voltage control device
電圧制御装置動作確認部4は、動作確認データの入力を電圧安定性解析部3から受ける。そして、電圧制御装置動作確認部4は、電圧安定性維持制御を行った状態での電圧制御装置の動作を確認し、電圧制約違反を解消するように電圧制御装置の動作を追加する(ステップS107)。
The voltage control device
電圧安定性解析部3は、電圧安定装置動作後に電圧安定性が維持可能か否かを判定する(ステップS108)。 The voltage stability analysis unit 3 determines whether or not the voltage stability can be maintained after the voltage stabilizer operates (step S108).
電圧安定性が維持できない場合(ステップS108:否定)、電圧制御装置動作確認部4は、電圧安定性制御で加えられた電源制限及び負荷制限を変更し、ステップS104に戻る。
When the voltage stability cannot be maintained (No at Step S108), the voltage control device
これに対して、電圧安定性が維持可能な場合(ステップS108:肯定)、電圧制御装置動作確認部4は、電圧制御装置動作後の制御情報から定態安定度確認データを作成する(ステップS109)。電圧制御装置動作確認部4は、作成した動作確認データを定態安定度確認部5へ出力する。
On the other hand, when the voltage stability can be maintained (step S108: affirmative), the voltage controller
定態安定度確認部5は、定態安定度確認データの入力を電圧制御装置動作確認部4から受ける。そして、定態安定度確認部5は、電圧制御装置動作後の状態で負荷の変化などの微小じょう乱があった場合の定態安定度の検討を行う(ステップS110)。そして、定態安定度確認部5は、定態安定度の維持が可能か否かを判定する(ステップS111)。定態安定度が維持できない場合(ステップS111:否定)、定態安定度確認部5は、過渡安定度維持制御の情報及び電圧安定性維持制御の情報に電圧制御装置のロック制御及び電圧制約違反ノード発生情報を加え(ステップS112)、制御情報通知部6へ送信する。制御情報通信部6は、定態安定度確認部5から受けた制御情報などをモニタなどに出力して、想定故障が発生した場合の安定化制御を操作者に通知する(ステップS113)。
The steady state stability confirmation unit 5 receives the steady state stability confirmation data from the voltage controller
これに対して、定態安定度が維持可能な場合(ステップS111:肯定)、定態安定度確認部5は、定態安定度の維持が可能と判定した状態の制御情報を制御情報通知部6へ送信する。制御情報通知部6は、定態安定度確認部5から受けた制御情報をモニタなどに出力して、想定故障が発生した場合の安定化制御を操作者に通知する(ステップS113)。
On the other hand, when the steady state stability can be maintained (step S111: affirmative), the steady state stability confirmation unit 5 transmits the control information of the state determined to be capable of maintaining the steady state stability to the control information notification unit. 6 to send. The control
以上に説明したように、本実施例に係る電力系統安定化解析装置は、過度安定度の検討を行い過度安定度を維持する制御を決定し、その後、過度安定度を維持する制御を行った状態での電圧安定性を検討し、電圧安定性を維持する制御を決定する。これにより、本実施例に係る電力系統安定化解析装置は、過度安定度及び電圧安定性の双方を維持する制御を提示することができるという効果を奏する。また、本実施例に係る電力系統安定化解析装置は、過度安定度及び電圧安定性に対する影響発生の時系列に沿ってそれぞれの検討を行うので、実際の故障発生時の状況に応じた安定化制御を求めることができる。 As described above, the power system stabilization analysis apparatus according to this embodiment determines the control for maintaining the excessive stability by examining the excessive stability, and then performs the control for maintaining the excessive stability. The voltage stability in the state is examined, and the control that maintains the voltage stability is determined. Thereby, the electric power system stabilization analyzer which concerns on a present Example has an effect that the control which maintains both a transient stability and voltage stability can be shown. In addition, since the power system stabilization analysis apparatus according to the present embodiment performs the respective studies along the time series of the occurrence of the influence on the transient stability and the voltage stability, the stabilization according to the situation at the time of the actual failure occurrence. Control can be sought.
また、以上の説明では、より正確な安定化制御を求めるため、電圧制御装置の動作や電圧制御装置動作後の定態安定度の確認を行ったが、安定化制御として求められるレベルがそれほど高くなければ、これらを行わなくてもよい。その場合、電圧制御装置動作確認部4及び定態安定度確認部5を除いても良い。また、電圧制御装置の動作の確認は行うが、電圧制御装置動作後の定態安定度の確認は行わないとすることも可能である。これらの場合でも、過度安定度及び電圧安定性の双方を維持する制御を提示することができるという効果を奏する。
In the above description, in order to obtain more accurate stabilization control, the operation of the voltage control device and the steady state stability after the voltage control device operation have been confirmed, but the level required for the stabilization control is so high. If not, these need not be performed. In this case, the voltage control device
1 入力部
2 過度安定度解析部
3 電圧安定性解析部
4 電圧制御装置動作確認部
5 定態安定度確認部
6 制御情報通知部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input part 2 Transient stability analysis part 3 Voltage
Claims (9)
前記過渡安定度解析部により決定された電源制限を行った場合における前記電力系統における電力状態及び前記想定故障の情報を基に、前記想定故障が発生した場合に電圧安定性を維持するための電圧安定性維持制御を決定する電圧安定性解析部と
を備えたことを特徴とする電力系統安定化解析装置。 Based on the information data and contingencies representing the power condition in the power system during normal and transient stability analysis unit for determining the transient stability maintenance control for maintaining the transient stability when the contingency has occurred ,
A voltage for maintaining voltage stability when the assumed failure occurs based on the information on the power state and the assumed failure in the power system when the power supply restriction determined by the transient stability analysis unit is performed A power system stabilization analysis apparatus comprising: a voltage stability analysis unit that determines stability maintenance control.
前記過渡安定度維持制御及び電圧安定性維持制御を行った場合における電力状態を基に、前記電圧安定性維持制御を行った状態において、各負荷の電圧を維持するための電圧制御装置の動作を決定する電圧制御装置動作確認部をさらに備え、
前記電圧安定性解析部は、前記電圧安定性維持制御を行った状態で前記電圧制御装置動作確認部により決定された電圧制御装置の動作が行われた場合に電圧安定性が維持できるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の電力系統安定化解析装置。 The power system includes a voltage control device that controls a voltage at a load,
Based on the power state when the transient stability maintaining control and the voltage stability maintaining control are performed, the operation of the voltage control device for maintaining the voltage of each load in the state where the voltage stability maintaining control is performed. A voltage control device operation confirmation unit for determining,
Whether the voltage stability analysis unit can maintain the voltage stability when the operation of the voltage control device determined by the voltage control device operation confirmation unit is performed in the state where the voltage stability maintenance control is performed. The power system stabilization analysis apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein:
決定した過渡安定度を維持するための電源制限を行った場合における電力状態を表す第2データをコンピュータに作成させ、
前記第2データ、前記想定故障のデータ及び決定した過渡安定度を維持するための電源制限のデータを基に、前記想定故障が発生した場合に電圧安定性を維持するための電源制限又は負荷制限のいずれか一方又は双方をコンピュータに決定させる
ことを特徴とする電力系統安定化解析方法。 Based on the first data representing the power state in the normal power system and the data of the assumed failure, the computer determines the power limit for maintaining the transient stability when the assumed failure occurs,
Causing the computer to generate second data representing a power state when the power supply is limited to maintain the determined transient stability;
On the basis of the second data, the data on the contingency and the data on the power limiting for maintaining the determined transient stability, the power limiting or load limiting for maintaining the voltage stability when the contingent fault occurs. A power system stabilization analysis method characterized by causing a computer to determine one or both of the above.
決定した過渡安定度を維持するための電源制限を行った場合における電力状態を表す第2データを作成し、
前記第2データ、前記想定故障のデータ及び決定した過渡安定度を維持するための電源制限のデータを基に、前記想定故障が発生した場合に電圧安定性を維持するための電源制限又は負荷制限のいずれか一方又は双方を決定する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする電力系統安定化解析プログラム。 Based on the first data representing the power state in the normal power system and the data of the assumed failure, the power supply limitation for maintaining the transient stability when the assumed failure occurs is determined,
Create second data representing the power state when the power supply restriction is performed to maintain the determined transient stability,
On the basis of the second data, the data on the contingency and the data on the power limiting for maintaining the determined transient stability, the power limiting or load limiting for maintaining the voltage stability when the contingent fault occurs. A power system stabilization analysis program that causes a computer to execute a process for determining one or both of the above.
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