JPH04347538A - Load characteristics measuring method for power system - Google Patents

Load characteristics measuring method for power system

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JPH04347538A
JPH04347538A JP3148042A JP14804291A JPH04347538A JP H04347538 A JPH04347538 A JP H04347538A JP 3148042 A JP3148042 A JP 3148042A JP 14804291 A JP14804291 A JP 14804291A JP H04347538 A JPH04347538 A JP H04347538A
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JP
Japan
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load
voltage
power
measured
load characteristics
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3148042A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Kamimura
勝彦 上村
Yoshihiko Kataoka
良彦 片岡
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Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure load characteristics based on natural fluctuation (micro fluctuation) occurring under steady state by calculating the load characteristics from a covariance for each combination of powers. CONSTITUTION:A voltage transformer 4 is connected with a bus 2 at a predetermined position thereof and the voltage of the bus 2 is measured at the input terminal of each load. An instrument transformer 5 is connected with each transmission line 3 in order to measure the current flowing through each transmission line 3. Voltage and the like are then measured through output terminal sections 8, 9. A covariance is then determined for each combination of thus measured voltages, currents and calculated powers and load characteristics are calculated using thus determined covariance. In other words, the load characteristics are measured based on an natural fluctuation(micro fluctuation) occurring under steady state. Consequently, voltage collapse phenomenon can be analyzed. Contrary to a conventional system, occurrence of disturbance is not the condition of measurement and many load characteristic data can be measured under desired conditions.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は電力系統の負荷特性測定
方式に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring load characteristics of an electric power system.

【0002】0002

【従来の技術】変電所から各需要者(一般家庭,会社,
工場等)に向けて安定した電力を供給するため、或いは
新たな電力系統の計画や運用に当たり、系統の特性を知
る必要がある。すなわち、電力供給者側並びに需要者側
における設備拡充・変更や、需要者側での使用状況の変
化(各設備のスイッチのオン・オフ等)並びに偶発的な
事故等の電力系統上におこり得る様々な変化に対する系
統の安定性に与える効果や影響を事前に知ることにより
、上記の安定した供給を確保できる。
[Prior art] From the substation to each customer (general household, company, etc.)
In order to supply stable power to factories, etc.), or to plan and operate a new power system, it is necessary to know the characteristics of the power system. In other words, equipment expansion and changes on the power supplier side and the consumer side, changes in the usage status on the consumer side (turning on/off switches of each equipment, etc.), and accidental accidents that may occur on the power system. The above-mentioned stable supply can be ensured by knowing in advance the effects and impacts of various changes on system stability.

【0003】一方、電力系統の中には、発電機,変圧器
,送電線等の電力供給側の設備と、需要者側に設置され
た各種設備がある。そして、前者に対する特性は、自己
の設備であると共にその個数も有限であるため、電力供
給者が個々の設備に付いてその特性等を測定することな
どにより解析することができるが、需要者側の個々の設
備に対して係る測定を行うことは事実上不可能である。
On the other hand, the power system includes equipment on the power supply side, such as generators, transformers, and power transmission lines, and various equipment installed on the consumer side. The characteristics of the former can be analyzed by the power supplier measuring the characteristics of each individual piece of equipment, since it is their own equipment and the number of pieces is finite, but the It is virtually impossible to perform such measurements on individual equipment.

【0004】そこで従来は、需要者側を一まとまりの負
荷と想定し、その負荷特性を測定する方式が採られてい
る。そして、その負荷特性としては、例えば「大規模電
力系統の電圧安定性解析と運用指標」(電気学会論文B
,110巻11号,平成2年)等に示されるように、P
=P0 ・Vα・Fn     (1)で表される。こ
こで、Pは有効電力で、負荷の入力端における電圧並び
に電流の測定結果より算出される。 P0 ,V,Fは、それぞれ定数、入力端における電圧
,周波数である。そして各指数であるα,n が大きい
ほど、電圧変動,周波数変動に対する電力の変化が大き
い負荷であることを意味し、通常各指数は0〜2の範囲
となる。そして、周波数が一定であると考えると、Fn
 も定数と考えることができるため、上記式(1)はP
=Pc ・Vα          (2)となり、電
圧変動のみがパラメータとなる。また、無効電力に付い
ても同様に定義される。
Conventionally, therefore, a method has been adopted in which the customer side is assumed to be a set of loads and the load characteristics thereof are measured. As for the load characteristics, for example, "Voltage stability analysis and operation index of large-scale power systems" (IEEJ Paper B
, Vol. 110, No. 11, 1990), P.
It is expressed as =P0・Vα・Fn (1). Here, P is active power, which is calculated from the measurement results of voltage and current at the input terminal of the load. P0, V, and F are a constant, a voltage at the input terminal, and a frequency, respectively. The larger each index α,n is, the greater the change in power with respect to voltage fluctuations and frequency fluctuations, and each index is usually in the range of 0 to 2. And considering that the frequency is constant, Fn
can also be considered a constant, so the above equation (1) becomes P
=Pc·Vα (2), and voltage fluctuation is the only parameter. Furthermore, reactive power is similarly defined.

【0005】そして、この指数αは、以下に示す手段に
より求められている。すなわち、落雷などの外乱が生じ
ると、一瞬電圧が大きく落ち込み、その後比較的短時間
の間で平常時の状態に回復する。この電圧の低下から回
復までの過渡現象をコンピュータに一旦ホールドさせ、
予め考えて作成しておいたモデルに当てはめ、最小2乗
法等により指数を求める。そして、この計算処理は、時
間が多くかかるため、通常はオフラインにより算出する
ようにしている。
[0005] This index α is determined by the following means. That is, when a disturbance such as a lightning strike occurs, the voltage drops significantly for a moment, and then recovers to the normal state in a relatively short period of time. The computer temporarily holds the transient phenomenon from this voltage drop to recovery,
It is applied to a model that has been created in advance, and the index is determined by the method of least squares. Since this calculation process takes a lot of time, it is usually performed off-line.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した手段
では、落雷等の外乱があって始めて求めることができる
ため、例えば瞬停状態の有無を検出するように、常時落
雷などの外乱の有無をチェックしなければならないとと
もに、その様に長時間にわたって計測しても、実際に指
数が得られるのは、外乱の発生を条件としているために
得られるサンプル数が少ない。そして、上記一まとまり
の負荷は、実際には単一ではなく、多数の負荷の集合体
であり、各個別の負荷は、各需要者の都合により自由に
出力変更やオン・オフが行われるため、電力供給者側か
ら見ると集合体の負荷は不確定要因を数多く内在してい
る。よって、正確な負荷特性を測定するためには、季節
,時間帯等の多数の上限ごとに数多いサンプルが必要と
なるが、上記のごとく外乱の発生に頼ると所望のサンプ
ル数を得ることは到底できない。また、オフライン出力
が必須となり、オンラインによるタイムリーな測定がで
きない。
[Problem to be Solved by the Invention] However, with the above-mentioned means, the determination can be made only after there is a disturbance such as a lightning strike, so it is necessary to constantly detect the presence or absence of a disturbance such as a lightning strike, such as detecting the presence or absence of a momentary power outage. In addition to having to check it, even if measurements are taken over such a long period of time, the number of samples that can be obtained is small because the index is actually obtained under the condition that a disturbance occurs. The above set of loads is actually not a single load, but an aggregation of many loads, and each individual load can be freely changed in output or turned on/off according to the convenience of each consumer. From the power supplier's perspective, the load on the aggregate has many uncertain factors. Therefore, in order to accurately measure load characteristics, a large number of samples are required for each of the many upper limits such as season and time of day, but if you rely on the occurrence of disturbances as described above, it is impossible to obtain the desired number of samples. Can not. In addition, offline output is required, and timely online measurement is not possible.

【0007】一方、この特性の中には、上述の外乱に基
づく突発的な特性のほかに、定常状態において発生する
自然の揺らぎ、すなわち、需要者側の設備においてスイ
ッチのオンオフが勝手に行われることにより負荷が変わ
り、それに加え発電機の回転子も揺らぎ、さらに需要が
多い場合には変圧器の電圧調整用のタップも変動する等
の理由により、P,V等が常時微小変動している状態に
おける特性がある。
On the other hand, in addition to the sudden characteristics caused by the above-mentioned disturbances, these characteristics include natural fluctuations that occur in a steady state, that is, switches are turned on and off without permission in the equipment on the customer side. As a result, the load changes, and in addition, the generator rotor fluctuates, and when demand is high, the voltage adjustment tap of the transformer also fluctuates, so P, V, etc. constantly fluctuate slightly. There are characteristics in the state.

【0008】係る定常状態における特性を測定するに際
し、上記手段を適用すると以下に示す問題を生じる。定
常状態では負荷変動等の変化がゆっくりであるので、そ
れを全部一旦ホールドし解析することはメモリ容量など
を鑑みても実用的でないばかりか、予め作成する、モデ
ルを作るのも煩雑となる。
[0008] When measuring the characteristics in such a steady state, if the above-mentioned means is applied, the following problems arise. In a steady state, changes such as load fluctuations are slow, so holding all of them once and analyzing them is not only impractical in terms of memory capacity, but also making it complicated to create a model in advance.

【0009】また、通常各設備は、外乱等により電圧が
低下した場合に一旦電力が減ると自己(各設備)に供給
される電力を一定にすべく自己のインピーダンスを低く
して電流を増やすことにより電力を増やし、安定化を図
るように動作するが、何等かの原因によりインピーダン
スを低くして電流を増やすと、電力(電圧)もそれに応
じて減少、すなわち一度電圧が低下しはじめると元に戻
ることなく低下し続け、ついには電圧が零(電力供給不
能)になるという電圧崩壊現象を生じることがある。係
る現象の解析をするためには、微小外乱に対する定常的
な負荷変動の負荷特性を調べる必要があるが、上述の理
由により大きな外乱に伴う測定しかできないため、係る
解析を行うことができなかった。
[0009] In addition, normally each piece of equipment lowers its own impedance and increases the current in order to keep the power supplied to itself (each piece of equipment) constant once the power is reduced when the voltage drops due to a disturbance or the like. However, if the impedance is lowered for some reason and the current is increased, the power (voltage) will also decrease accordingly, meaning that once the voltage begins to drop, it will return to its original state. A voltage collapse phenomenon may occur in which the voltage continues to drop without returning, and eventually reaches zero (power cannot be supplied). In order to analyze such phenomena, it is necessary to investigate the load characteristics of steady load fluctuations in response to minute disturbances, but for the reasons mentioned above, it was not possible to perform such analysis because measurements could only be made in conjunction with large disturbances. .

【0010】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、定常状態で発生して
いる自然の揺らぎ(微小変動)に基づいて負荷特性を測
定することができ、外乱の発生を待つことなく所望のサ
ンプル数を得ることのできる電力系統の負荷特性測定方
式を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned background, and its purpose is to be able to measure load characteristics based on natural fluctuations (minor fluctuations) occurring in a steady state. An object of the present invention is to provide a method for measuring load characteristics of a power system that can obtain a desired number of samples without waiting for the occurrence of a disturbance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る電力系統の負荷特性測定方式では
、電力系統における負荷端の電圧並びに電流を測定し、
その測定値に基づいて電力を求め、該電圧が変動した場
合の該電力の変動への影響を表す負荷特性を算出する負
荷特性測定方式において、上記負荷特性を求めるに際し
、上記電圧,電流並びに電力の種々の組み合わせに対す
る共分散を利用して行うようにした。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, a power system load characteristic measuring method according to the present invention measures the voltage and current at the load end in the power system,
In a load characteristic measurement method that calculates the power based on the measured value and calculates the load characteristics that represent the influence on the fluctuation of the power when the voltage fluctuates, when determining the load characteristics, the voltage, current, and power This is done by using covariance for various combinations of.

【0012】0012

【作用】測定対象となる負荷の入力端の電圧並びに電流
を測定する。次いで、その電圧並びに電流に基づいて、
所望の電力、すなわち有効電力或いは無効電力を算出す
る。次いで、上記実測された電圧,電流並びに算出され
た電力の各組合わせに対する共分散を求め、その結果を
利用して負荷特性を算出する。すなわち、定常状態で発
生している自然の揺らぎ(微小変動)に基づいて負荷特
性が測定されることになる。また、上記の負荷特性の算
出に際し、従来必須であった予め作成しておいた複数の
モデルの中の一つを選択しそれを使用することがないの
で、高速演算処理が可能となる。
[Operation] Measures the voltage and current at the input terminal of the load to be measured. Then, based on the voltage and current,
Desired power, ie, active power or reactive power, is calculated. Next, the covariance for each combination of the above-mentioned actually measured voltage, current, and calculated power is determined, and the results are used to calculate the load characteristics. That is, the load characteristics are measured based on natural fluctuations (minor fluctuations) occurring in a steady state. Furthermore, when calculating the load characteristics described above, there is no need to select and use one of a plurality of models created in advance, which was conventionally essential, so high-speed calculation processing is possible.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明に係る電力系統の負荷特性測定
方式の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述する。 図1に電力供給側である変電所内の主回路の一例を示す
。同図に示すように、発電側に連繋された上位送電線1
が母線2に接続され、その母線2に並列接続された複数
(本例では2本のみ記載している)の送電線3を介して
各需要者側(負荷)に電力が供給されるようになってい
る。そして、母線2の所定位置には、計器用変圧器4が
接続されており、母線2すなわち各負荷の入力端におけ
る電圧を測定できるようになっている。また、各送電線
3には、計器用変流器5が接続されており、各送電線3
に流れる電流が測定できるようになっている。そして、
それら電圧値(実効値)並びに電流値(実効値)や、そ
れに基づいて算出された各種電力などが表示器6に表示
される。なお、図中符合7は保護回路であり、事故等が
生じた電力系統を切り離し、その保護を図るものである
。さらに、図中符合8,9はそれぞれ装置前面にとりつ
けられた出力端子部であり、その出力端子部を介して上
記電圧,電流を取り出すことができるようになっており
、本発明では、その出力端子部8,9を介して電圧等を
測定することにより負荷特性を測定するようになってい
る。具体的には以下の通りである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the power system load characteristic measuring system according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Figure 1 shows an example of the main circuit in a substation on the power supply side. As shown in the figure, the upper power transmission line 1 connected to the power generation side
is connected to the bus 2, and power is supplied to each consumer side (load) via multiple (only two are shown in this example) power transmission lines 3 connected in parallel to the bus 2. It has become. A potential transformer 4 is connected to a predetermined position of the bus 2, so that the voltage at the input end of the bus 2, that is, each load can be measured. Further, an instrument current transformer 5 is connected to each power transmission line 3.
The current flowing through can be measured. and,
These voltage values (effective values), current values (effective values), various kinds of power calculated based on them, and the like are displayed on the display 6. Note that the reference numeral 7 in the figure is a protection circuit, which disconnects the power system where an accident has occurred and protects it. Further, reference numerals 8 and 9 in the figure are output terminal sections attached to the front surface of the device, respectively, and the above voltage and current can be taken out through the output terminal sections, and in the present invention, the output Load characteristics are measured by measuring voltage and the like via the terminals 8 and 9. Specifically, the details are as follows.

【0014】図2は本発明に係る第1実施例が適用され
る電力系統のモデルを示している。同図に示すように、
発電側の上位系統10(図1の上位電線1に相当)から
母線11を介して複数(本例では2つ)の負荷フィーダ
ー12,13(図1の送電線3に相当)が並列に接続さ
れている。そして、各負荷フィーダー12,13の入力
端における電圧V1 ,V2 並びに電流I1 ,I2
 を測定するが、各負荷フィーダー12,13の入力端
における電圧は同一(V1 =V2 )であるため、以
下Vとする。 なお、3つ以上の負荷フィーダーが接続されている場合
にはそれらから任意に選択した2つの負荷フィーダーを
用いる。
FIG. 2 shows a model of a power system to which the first embodiment of the present invention is applied. As shown in the figure,
A plurality of (two in this example) load feeders 12 and 13 (corresponding to the transmission line 3 in FIG. 1) are connected in parallel from the power generation side upper system 10 (corresponding to the upper power line 1 in FIG. 1) via the bus bar 11. has been done. Then, the voltages V1, V2 and currents I1, I2 at the input terminals of each load feeder 12, 13
However, since the voltage at the input terminal of each load feeder 12, 13 is the same (V1 = V2), it is hereinafter referred to as V. In addition, when three or more load feeders are connected, two load feeders arbitrarily selected from them are used.

【0015】図3は、本実施例を行うための測定装置の
ブロック構成図を示している。すなわち、上記の計器用
変圧器4や計器用変流器5を介して測定された上記電圧
V並びに電流I1 ,I2 をデジタル信号に変換する
ためのA/D変換器15と、そのA/D変換器15の出
力に接続され、負荷特性を算出する演算装置16と、そ
の演算装置16の出力に接続され演算装置16の算出結
果を表示等する表示・記録装置17とから構成されてい
る。 演算装置16としては例えばコンピュータが用いられ、
表示・記録装置17としてはCRT等のディスプレイや
プリンター等が用いられる。なお、記憶手段としては上
記コンピュータが兼用するようにしても良い。なお、本
例で実際に測定されるVは瞬時値であるため、各種演算
では実効値に変換したものを用いてる。
FIG. 3 shows a block diagram of a measuring device for carrying out this embodiment. That is, an A/D converter 15 for converting the voltage V and currents I1 and I2 measured via the instrument transformer 4 and the instrument current transformer 5 into digital signals, and the A/D converter 15 and its A/D It consists of an arithmetic device 16 connected to the output of the converter 15 to calculate load characteristics, and a display/record device 17 connected to the output of the arithmetic device 16 to display the calculation results of the arithmetic device 16. For example, a computer is used as the arithmetic device 16,
As the display/recording device 17, a display such as a CRT, a printer, or the like is used. Note that the computer may also serve as the storage means. Note that since the V actually measured in this example is an instantaneous value, the value converted to an effective value is used in various calculations.

【0016】ここで、上記演算装置16で行われる処理
に付いて説明する。まず、上記入力された電圧V,電流
I1 ,I2 に基づいて各負荷フィーダー12,13
の有効電力P1,P2並びに無効電力Q1,Q2をそれ
ぞれ算出する。ここで、有効電力P1,P2について着
目すると、各負荷フィーダー12,13は、同一地域で
あるため同一の負荷特性定数(指数)αを有していると
考えられるため、上記式(2)よりその負荷特性はP1
=Pc1・Vα        (3)P2=Pc2・
Vα        (4)と書ける。なお、Pc1,
Pc2は、それぞれ特定の定数である。
The processing performed by the arithmetic unit 16 will now be explained. First, each load feeder 12, 13 is
Active powers P1, P2 and reactive powers Q1, Q2 are calculated, respectively. Here, focusing on the active powers P1 and P2, each load feeder 12 and 13 is considered to have the same load characteristic constant (index) α since they are in the same area, so from the above formula (2), Its load characteristic is P1
=Pc1・Vα (3)P2=Pc2・
It can be written as Vα (4). In addition, Pc1,
Pc2 is a specific constant.

【0017】本発明では、この負荷特性を示す指数αを
、従来のごとく予め作成したモデルを用いることなく、
演算処理にて算出することを特徴としており、具体的な
算出手段並びにその導出原理は以下に示すようになって
いる。上記式(3),(4)の各辺を対数変換すると、 p1=pc1+α・v      (5)p2=pc2
+α・v      (6)となる。ここで、v=lo
g[V],p1=log[P1],pc1=log[P
c1],p2=log[P2],pc2=log[Pc
2]である。
[0017] In the present invention, the index α indicating this load characteristic is calculated without using a model prepared in advance as in the conventional method.
It is characterized by being calculated by arithmetic processing, and the specific calculation means and the principle of derivation thereof are as shown below. When each side of the above equations (3) and (4) is transformed logarithmically, p1=pc1+α・v (5) p2=pc2
+α·v (6). Here, v=lo
g[V], p1=log[P1], pc1=log[P
c1], p2=log[P2], pc2=log[Pc
2].

【0018】そして、上記のごとくPc1並びにPc2
は、それぞれ電圧の変動に依存しない定数であるため独
立的な確立変数ととらえることができ、ゆえにpc1並
びにpc2も互いに独立である。したがって、これらの
共分散は零であり、 <pc1,pc2>=0            (7
)となる。ここで、式(5),(6)を式(7)に代入
すると、 <p1−α・v,p2 −α・v>=0      (
8)が成り立ち、これをさらに整理すると、<p1,p
2>−α<v,(p1+p2)>+α2 <v,v>=
0(9) となる。
[0018] As mentioned above, Pc1 and Pc2
Since they are constants that do not depend on voltage fluctuations, they can be regarded as independent probability variables, and therefore, pc1 and pc2 are also independent from each other. Therefore, these covariances are zero, and <pc1,pc2>=0 (7
). Here, by substituting equations (5) and (6) into equation (7), <p1-α・v, p2 −α・v>=0 (
8) holds, and if we further organize this, < p1, p
2>-α<v, (p1+p2)>+α2 <v, v>=
0(9).

【0019】したがって、各共分散 CPP=<p1,p2> CVP=<v,(p1+p2)> CVV=<v,v> が得られれば、式(9)に対する二次方程式の解の公式
から、下記の式(10)によって負荷の特性を示す指数
αが求められる。 α=[CVP+(CVP2 −4・CVV・CPP)1
/2 ]/(2・CVV)  (10) なお、同様にして、無効電力に対する負荷特性定数βも
算出できる。 β=[CVQ+(CVQ2 −4・CVV・CQQ)1
/2 ]/(2・CVV)  (11) すなわち本例では、各電力(電力を左辺とした負荷特性
式)に対して対数変換した後、種々の共分散を算出し、
その共分散を元にして負荷特性定数α,βを求めるので
ある。
Therefore, if each covariance CPP=<p1, p2>CVP=<v,(p1+p2)>CVV=<v,v> is obtained, then from the formula for the solution of the quadratic equation to equation (9), An index α indicating the characteristics of the load is determined by the following equation (10). α=[CVP+(CVP2 -4・CVV・CPP)1
/2 ]/(2·CVV) (10) Note that the load characteristic constant β for reactive power can also be calculated in the same manner. β=[CVQ+(CVQ2 -4・CVV・CQQ)1
/2]/(2・CVV) (11) In other words, in this example, after logarithmically transforming each power (load characteristic equation with power as the left side), various covariances are calculated,
The load characteristic constants α and β are determined based on the covariance.

【0020】ところで上記式(10)により求められる
αは、ある瞬間における値であるため、その値がそのま
ま測定した負荷の負荷特性を代表しているとはいいきれ
ないので、本例では、図4に示す測定装置を用いて定量
化した。なお、図4は上述した演算装置16のさらに具
体的な構成を示すブロック構成図である。
By the way, α determined by the above equation (10) is a value at a certain moment, so it cannot be said that the value directly represents the load characteristics of the measured load. It was quantified using the measuring device shown in 4. Note that FIG. 4 is a block configuration diagram showing a more specific configuration of the arithmetic device 16 described above.

【0021】すなわち、本装置では、一定間隔(サンプ
リングタイム)毎に、その瞬間における電力系統中の負
荷の入力端の電圧V(i)並びに電流I1 (i),I
2 (i)を測定し、それら各データをM個サンプリン
グし、そのサンプリングデータに基づいて上記の指数α
を求めるようになっている。そして、このサンプリング
タイムの長さを調整することにより、比較的短時間での
変動(特性)や、これとは逆に比較的長時間にわたる変
動(特性)の測定が可能となる。具体的な構成並びに手
段は以下の通りである。
That is, in this device, at regular intervals (sampling time), the voltage V(i) and current I1 (i), I
2 (i), sample M pieces of each data, and calculate the above index α based on the sampling data.
is now being sought. By adjusting the length of this sampling time, it becomes possible to measure fluctuations (characteristics) over a relatively short period of time or, conversely, fluctuations (characteristics) over a relatively long period of time. The specific configuration and means are as follows.

【0022】まず、上記各電圧並びに電流を電力算出手
段20に入力し、各有効電力P1(i),P2(i)並
びに無効電力Q1(i),Q2(i)を求め、入力され
た電圧V(i)と共に、算出結果を次段の対数変換手段
21に入力する。
First, each of the voltages and currents mentioned above is input to the power calculation means 20, and each active power P1(i), P2(i) and reactive power Q1(i), Q2(i) are calculated, and the input voltage is Together with V(i), the calculation result is input to the logarithmic conversion means 21 at the next stage.

【0023】対数変換手段21では、上記5つのデータ
に対して対数変換を行い次段の統計処理手段22に入力
する。本例では、この対数変換手段21と統計処理手段
22との間に(M−1)個の遅延回路手段23が設けら
れており、対数変換手段21から出力されたデータは上
記のごとくそのまま統計処理手段22に入力されると共
に、第1の遅延回路手段23aに入力され、その第1の
遅延回路手段23aに入力されたデータは1ステップ遅
れて統計処理手段22に入力され、それと同時に第2の
遅延回路手段23bに入力される。このようにすること
により、統計処理手段22には、過去M個分の各データ
が入力されることになる。
The logarithmic conversion means 21 performs logarithmic conversion on the above five data and inputs it to the statistical processing means 22 at the next stage. In this example, (M-1) delay circuit means 23 are provided between the logarithmic conversion means 21 and the statistical processing means 22, and the data output from the logarithmic conversion means 21 is directly statisticized as described above. The data input to the processing means 22 and the first delay circuit means 23a are inputted to the first delay circuit means 23a with a delay of one step, and at the same time, the data is input to the delay circuit means 23b. By doing so, the statistical processing means 22 receives M pieces of past data.

【0024】この統計処理手段22では、M個分のデー
タに基づいて、各電圧並びに電力の平均値を求める。す
なわち、以下の計算が行われる。 v=Σi[v(i)]/M             
 (12)p1=Σi[p1(i)]/M      
    (13)p2=Σi[p2(i)]/M   
       (14)q1=Σi[q1(i)]/M
          (15)q2=Σi[q2(i)
]/M          (16)ここで、v(i)
=log[V(i)],p1(i)=log[P1(i
)],p2(i)=log[P2(i)],q1(i)
=log[Q1(i)],q2(i)=log[Q2(
i)]である。また、各式中「i」はサンプリングデー
タのステップ番号(1〜M)を示している。
The statistical processing means 22 calculates the average value of each voltage and power based on M pieces of data. That is, the following calculations are performed. v=Σi[v(i)]/M
(12) p1=Σi[p1(i)]/M
(13) p2=Σi[p2(i)]/M
(14) q1=Σi[q1(i)]/M
(15) q2=Σi[q2(i)
]/M (16) Here, v(i)
=log[V(i)], p1(i)=log[P1(i
)], p2(i)=log[P2(i)], q1(i)
=log[Q1(i)], q2(i)=log[Q2(
i)]. Moreover, "i" in each formula indicates the step number (1 to M) of the sampling data.

【0025】そして、負荷特性定数算出手段24にて、
上記式(12)〜(16)にて算出された各データの平
均値を上記式(10),(11)の各変数に代入するこ
とにより、有効電力Pの負荷特性定数α並びに無効電力
Qの負荷特性定数βが求められる。このようにして得ら
れた、負荷特性定数α,βを上記の表示・記憶装置17
で表示すると共に記憶し、各種の解析に用いられる。
[0025] Then, in the load characteristic constant calculation means 24,
By substituting the average value of each data calculated by the above equations (12) to (16) to each variable of the above equations (10) and (11), the load characteristic constant α of the active power P and the reactive power Q The load characteristic constant β is determined. The load characteristic constants α and β thus obtained are displayed in the display/storage device 17.
It is displayed and stored, and used for various analyses.

【0026】図5は本発明の第2実施例を示している。 本実施例では、上記した第1実施例と相違して1つの負
荷フィーダー30を用いて負荷特性定数α並びにβを算
出するようになっている。本例では上位系統31から2
つの母線(上位母線32とその一段下位の負荷母線33
)を介して1の負荷フィーダー30が接続されており、
この負荷フィーダー30は、図1における送電線3のう
ちの任意の1系統である。また、負荷母線33が図1に
おける母線2に相当し、図1における上位電線1は本図
における両母線32,33を結ぶ線である。そして、両
母線32,33間に位置する変圧器や送電線等のインピ
ーダンス要素を「r+jX」とする。
FIG. 5 shows a second embodiment of the invention. In this embodiment, unlike the first embodiment described above, one load feeder 30 is used to calculate the load characteristic constants α and β. In this example, from upper system 31 to 2
two busbars (upper busbar 32 and load busbar 33 one stage lower than the upper busbar 32)
) is connected to one load feeder 30,
This load feeder 30 is any one system of the power transmission lines 3 in FIG. Further, the load bus bar 33 corresponds to the bus bar 2 in FIG. 1, and the upper electric wire 1 in FIG. 1 is a line connecting both bus bars 32 and 33 in this figure. Then, an impedance element such as a transformer or a power transmission line located between both bus bars 32 and 33 is set as "r+jX".

【0027】次に具体的な処理について説明すると、使
用する測定装置の概略構成は図3に示した第1実施例の
ものと同一であり、基本的な流れは上記した第1実施例
のものと同じであるが、計算に用いるパラメータとして
負荷の入力端における電圧V,電流Iに加え、上位母線
31における電圧Vsを用いる点、並びに、第1実施例
のような対数変換を行わない点で相違するため、演算装
置の具体的な構成が図6に示すように異なる。
Next, to explain the specific process, the general configuration of the measuring device used is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, and the basic flow is the same as that of the first embodiment described above. is the same as that of the first embodiment, except that in addition to the voltage V and current I at the input terminal of the load, the voltage Vs at the upper bus bar 31 is used as parameters for calculation, and the logarithmic transformation as in the first embodiment is not performed. Because of the difference, the specific configuration of the arithmetic device is different as shown in FIG.

【0028】すなわち、図6に示すように、測定されA
D変換された各サンプリングタイム時における電圧Vs
(i),V(i)並びに電流I(i)を電力値算出手段
35に入力し、そこにおいて、有効電力P(i)並びに
無効電力Q(i)を算出し、電圧Vs(i),V(i)
と共に出力する。
That is, as shown in FIG.
Voltage Vs at each D-converted sampling time
(i), V(i) and current I(i) are input to the power value calculation means 35, where active power P(i) and reactive power Q(i) are calculated, voltage Vs(i), V(i)
Output with.

【0029】この電力値算出手段35の出力側には、統
計処理手段36並びに遅延回路手段37が接続されてお
り、上記第1実施例と同様に、各M個分の各データーが
統計処理手段36に入力され、そこにおいて、以下に示
す各種データの平均値並びにそれに基づく共分散が求め
られる。
A statistical processing means 36 and a delay circuit means 37 are connected to the output side of the power value calculation means 35, and as in the first embodiment, each M piece of data is sent to the statistical processing means. 36, where the average value of the various data shown below and the covariance based thereon are determined.

【0030】(平均値の算出) Vs=Σi[Vs(i)]/M        (17
)V=Σi[V(i)]/M            
(18)P=Σi[P(i)]/M         
   (19)Q=Σi[Q(i)]/M      
      (20)ここでiはサンプリングのステッ
プ数(1〜M)である。
(Calculation of average value) Vs=Σi[Vs(i)]/M (17
)V=Σi[V(i)]/M
(18) P=Σi[P(i)]/M
(19) Q=Σi[Q(i)]/M
(20) Here, i is the number of sampling steps (1 to M).

【0031】(共分散の算出)     DVV=Σi[{V(i)−V}{Vs(i)
−Vs]/M      (21)    DVP=Σ
i[{P(i)−P}{Vs(i)−Vs]/M   
   (22)    DVQ=Σi[{Q(i)−Q
}{Vs(i)−Vs]/M      (23)
(Calculation of covariance) DVV=Σi[{V(i)-V}{Vs(i)
−Vs]/M (21) DVP=Σ
i[{P(i)-P}{Vs(i)-Vs]/M
(22) DVQ=Σi[{Q(i)−Q
}{Vs(i)-Vs]/M (23)

【0
032】そして、このようにして求められた共分散を負
荷特性定数算出手段28に入力し、各値を以下の式に代
入して係る定数α′,β′を求める。 α′={DVP・V}/{DVV・P}       
     (24)β′={DVQ・V}/{DVV・
Q}            (25)
0
[032] The covariance thus obtained is input to the load characteristic constant calculating means 28, and each value is substituted into the following equation to obtain the constants α' and β'. α′={DVP・V}/{DVV・P}
(24) β′={DVQ・V}/{DVV・
Q} (25)

【0033】こ
こで、本実施例において上記式(24),(25)によ
り負荷特性定数を求めることのできる導出原理は、以下
の通りである。負荷の入力端における有効電力Pに対す
る負荷特性は、上記式(2)より、P=Pc・Vα′ 
     (26)と表せる。そして上式より微小量の
関係を考えるとΔP=ΔPc・Vα′+ΔV・α′・P
/V    (27)が成り立つ。そして、上位母線3
1の電圧Vsと上式(27)の諸量の共分散をとると、 <ΔP,ΔVs>=<ΔPc,ΔVs>Vα+<ΔV,
ΔVs>α′・P/V  (28) となる。
The derivation principle for determining the load characteristic constant using the above equations (24) and (25) in this embodiment is as follows. The load characteristic for the active power P at the input end of the load is P=Pc・Vα′ from the above equation (2).
It can be expressed as (26). And considering the relationship of minute quantities from the above equation, ΔP=ΔPc・Vα′+ΔV・α′・P
/V (27) holds true. And upper busbar 3
Taking the covariance of the voltage Vs of 1 and the various quantities in equation (27) above, <ΔP, ΔVs>=<ΔPc, ΔVs>Vα+<ΔV,
ΔVs>α′·P/V (28).

【0034】このとき、両母線32,33間のインピー
ダンス要素r+jXが充分大きいとすると、ΔVsとΔ
Pcがそれぞれ独立に変動するので、両者間では<ΔP
c,ΔVs>=0      (29)が成り立つ。し
たがって負荷特性定数αは式(29)を式(28)に代
入すると、 α′={<ΔP,ΔVs>V}/{<ΔV,ΔVs>P
}      (30) が得られ、この式(30)は、上記の式(24)に他な
らない。また、無効電力Qに対する負荷特性定数βに付
いても同様である。そして、本実施例では、上記した第
1実施例に比し、計算処理が簡単であるため、より高速
処理が可能となる。
At this time, assuming that the impedance element r+jX between both bus bars 32 and 33 is sufficiently large, ΔVs and Δ
Since Pc varies independently, <ΔP between the two
c, ΔVs>=0 (29) holds true. Therefore, the load characteristic constant α can be obtained by substituting equation (29) into equation (28), α′={<ΔP, ΔVs>V}/{<ΔV, ΔVs>P
} (30) is obtained, and this equation (30) is nothing but the above equation (24). The same applies to the load characteristic constant β for the reactive power Q. In this embodiment, the calculation process is simpler than that of the first embodiment described above, so that higher-speed processing is possible.

【0035】ところで図1に示すように、通常は上位母
線と負荷母線を有すると共に、負荷母線には複数の負荷
フィーダーが接続されているため、上述した2つの方式
のいずれを採っても負荷特性定数を測定することができ
、シミュレーション結果によれば、両方式のいずれを採
っても求まるαとα′並びにβとβ′とはほぼ同じであ
り、いずれを採用しても構わない。
By the way, as shown in FIG. 1, normally there is an upper bus bar and a load bus bar, and a plurality of load feeders are connected to the load bus bar, so no matter which of the above two methods is adopted, the load characteristics The constants can be measured, and according to the simulation results, α and α' and β and β' determined by either of the two equations are almost the same, so it does not matter which one is used.

【0036】但し系統の構成上、例えば上位,負荷母線
がない場合には第1実施例のみしか適用できず、1つの
負荷フィーダーしかなければ第2実施例しか適用できな
い。また、たとえ上述のごとく構成上の制限がなくても
、以下に示す特性上の制約により、正確なデータを得る
にはいずれか一方のみしか適用できない場合もあり得る
However, due to the structure of the system, for example, if there is no upper load bus, only the first embodiment can be applied, and if there is only one load feeder, only the second embodiment can be applied. Furthermore, even if there is no configuration restriction as described above, there may be cases where only one of them can be applied to obtain accurate data due to the characteristics restrictions described below.

【0037】すなわち、第1実施例の場合、2つの負荷
フィーダーの負荷特性がほぼ等しいという前提に測定さ
れるため、たとえ複数の負荷フィーダーがあっても、そ
れらの各負荷特性が大きく異なる場合には適さない。例
えば、一方の負荷フィーダーは一般の居住地域に対して
電力を供給するもので、他方の負荷フィーダーが工業地
域に対して電力を供給するような場合が該当する。
In other words, in the case of the first embodiment, since the measurement is performed on the assumption that the load characteristics of the two load feeders are approximately equal, even if there are a plurality of load feeders, if the load characteristics of each of them are significantly different, is not suitable. For example, one load feeder may supply power to a general residential area, and the other load feeder may supply power to an industrial area.

【0038】また、第2実施例の場合、上位母線と負荷
母線との間のインピーダンス要素が大きいことを前提と
しているため、それが小さい場合には適用することがで
きない。
Further, in the case of the second embodiment, since it is assumed that the impedance element between the upper bus and the load bus is large, it cannot be applied when the impedance element is small.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る電力系統の
負荷特性測定方式では、測定した電圧並びに電流と、そ
れに基づいて算出された電力の各組合わせに対する共分
散を求め、その結果を利用して負荷特性を算出するため
、定常状態で発生している自然の揺らぎ(微小変動)に
基づいて負荷特性を測定することができる。その結果、
電圧崩壊現象の解析を行うことも可能となる。さらに、
従来のように外乱の発生を条件としないため、所望の条
件下における負荷特性データを多数測定することができ
る。さらには、予め各種のモデルを作成する必要もない
ばかりか、高速演算処理が可能となりオンラインによる
タイムリーな測定ができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the power system load characteristic measurement method according to the present invention, the covariance for each combination of the measured voltage and current and the power calculated based on it is determined, and the results are calculated. Since the load characteristics are calculated using this method, the load characteristics can be measured based on natural fluctuations (minor fluctuations) occurring in a steady state. the result,
It also becomes possible to analyze voltage collapse phenomena. moreover,
Since the generation of disturbance is not required as in the conventional method, it is possible to measure a large amount of load characteristic data under desired conditions. Furthermore, there is no need to create various models in advance, and high-speed arithmetic processing is possible, allowing timely online measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】変電所内における主回路の一例を示す概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a main circuit in a substation.

【図2】本発明に係る電力系統の負荷特性測定方式の第
1実施例が適用される電力系統の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a power system to which a first embodiment of the power system load characteristic measurement method according to the present invention is applied.

【図3】本実施例を実施するための測定装置を示すブロ
ック構成図である。
FIG. 3 is a block configuration diagram showing a measuring device for implementing this embodiment.

【図4】図3に示す測定装置の要部である演算処理装置
に付いてさらに詳細に示したブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram showing in more detail the arithmetic processing unit that is a main part of the measuring device shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第2実施例が適用される電力系統の模
式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a power system to which a second embodiment of the present invention is applied.

【図6】本実施例を実施するための測定装置に用いられ
る演算処理装置を示すブロック構成図である。
FIG. 6 is a block configuration diagram showing an arithmetic processing device used in a measuring device for carrying out this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11  母線 12,13,20  負荷フィーダー 16  演算装置手段 20,35  電力値算出手段 21  対数変換手段 22,36  統計処理手段(共分散算出)23,37
  遅延回路手段 24,38  負荷特性定数算出手段 32  上位母線 33  負荷母線
11 Bus bars 12, 13, 20 Load feeder 16 Arithmetic device means 20, 35 Power value calculation means 21 Logarithmic conversion means 22, 36 Statistical processing means (covariance calculation) 23, 37
Delay circuit means 24, 38 Load characteristic constant calculation means 32 Upper bus line 33 Load bus line

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  電力系統における負荷端の電圧並び電
流を測定し、その測定値に基づいて電力を求め、該電圧
が変動した場合の該電力の変動への影響を表す負荷特性
を算出する負荷特性測定方式において、上記負荷特性を
求めるに際し、上記電圧,電流並びに電力の種々の組み
合わせに対する共分散を利用して行うことを特徴とする
電力系統の負荷特性測定方式。
Claim 1: A load that measures voltage and current at a load end in a power system, calculates power based on the measured values, and calculates load characteristics that represent the influence on fluctuations in power when the voltage fluctuates. A method for measuring load characteristics of an electric power system, characterized in that the load characteristics are determined by utilizing covariance for various combinations of the voltage, current, and power.
JP3148042A 1991-05-24 1991-05-24 Load characteristics measuring method for power system Withdrawn JPH04347538A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448403A (en) * 2020-11-16 2021-03-05 国网四川省电力公司经济技术研究院 Decoupling configuration method for energy storage of power distribution network

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