JP2001352679A - 電力系統の安定化装置及び監視装置 - Google Patents
電力系統の安定化装置及び監視装置Info
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- JP2001352679A JP2001352679A JP2000179370A JP2000179370A JP2001352679A JP 2001352679 A JP2001352679 A JP 2001352679A JP 2000179370 A JP2000179370 A JP 2000179370A JP 2000179370 A JP2000179370 A JP 2000179370A JP 2001352679 A JP2001352679 A JP 2001352679A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複数のモードが混在した系統動揺の安定度を正
確に判別できる系統安定化装置及び系統監視装置を提供
すること。 【解決手段】観測データ入力手段２により、系統各所か
らの観測波形が系統安定化装置１に取り込まれる。動揺
モード解析手段３は、プローニー解析法を用いて観測波
形を解析し、波形に含まれる動揺モードの周波数，減衰
率，振幅などを算定する。安定度判別手段４が、解析結
果をもとに安定度を判別し、不安定な場合には安定化信
号作成手段５が電源制限などの安定化信号を作成する。
安定化信号出力手段６が安定化信号を系統内の発電機な
どに出力する。
確に判別できる系統安定化装置及び系統監視装置を提供
すること。 【解決手段】観測データ入力手段２により、系統各所か
らの観測波形が系統安定化装置１に取り込まれる。動揺
モード解析手段３は、プローニー解析法を用いて観測波
形を解析し、波形に含まれる動揺モードの周波数，減衰
率，振幅などを算定する。安定度判別手段４が、解析結
果をもとに安定度を判別し、不安定な場合には安定化信
号作成手段５が電源制限などの安定化信号を作成する。
安定化信号出力手段６が安定化信号を系統内の発電機な
どに出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の安定化
を図るための安定化装置、及び監視装置に係り、特に長
周期動揺など複雑な系統動揺の安定度を、観測データか
らリアルタイムで判別することができる電力系統の安定
化装置、及び監視装置に関する。
を図るための安定化装置、及び監視装置に係り、特に長
周期動揺など複雑な系統動揺の安定度を、観測データか
らリアルタイムで判別することができる電力系統の安定
化装置、及び監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統で地絡等の事故が発生した際に
系統の安定化を図る手段として、事故波及防止リレーな
どの安定化装置が設置されている。例えば事故の影響に
より発電機の脱調が予測される場合、事故発生後に発電
機をトリップさせ（電源制限）脱調を防止する。どの発
電機をトリップさせるかについては、事故点や事故種別
ごとに事前に安定度計算を行って選定し、テーブル等に
設定しておく。
系統の安定化を図る手段として、事故波及防止リレーな
どの安定化装置が設置されている。例えば事故の影響に
より発電機の脱調が予測される場合、事故発生後に発電
機をトリップさせ（電源制限）脱調を防止する。どの発
電機をトリップさせるかについては、事故点や事故種別
ごとに事前に安定度計算を行って選定し、テーブル等に
設定しておく。
【０００３】また、事前の計算ではなく、事故が発生し
てから観測データをもとにリアルタイムで脱調を予測し
て発電機をトリップさせるような方法も提案されてい
る。例えば特開平７−１３１９２６号には、送電線の有
効電力と電流実効値を時々刻々測定して、その変化分か
ら発電機の脱調を判定する方法が記載されている。
てから観測データをもとにリアルタイムで脱調を予測し
て発電機をトリップさせるような方法も提案されてい
る。例えば特開平７−１３１９２６号には、送電線の有
効電力と電流実効値を時々刻々測定して、その変化分か
ら発電機の脱調を判定する方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】系統連系の増大によっ
て、系統間の長周期動揺が近年顕在化しており、従来の
ローカルな短周期動揺の安定化だけでなく、グローバル
な長周期動揺の安定化も重要となっている。また、長周
期動揺の場合、事故直後の過渡領域での脱調だけではな
く、事故後十数秒程度の中間領域または定態領域での脱
調についても予測して安定度判別を行う必要がある。
て、系統間の長周期動揺が近年顕在化しており、従来の
ローカルな短周期動揺の安定化だけでなく、グローバル
な長周期動揺の安定化も重要となっている。また、長周
期動揺の場合、事故直後の過渡領域での脱調だけではな
く、事故後十数秒程度の中間領域または定態領域での脱
調についても予測して安定度判別を行う必要がある。
【０００５】しかし、上記従来技術に示した方法では、
短周期と長周期が混在したような複数モードの動揺につ
いて、それぞれを分離して安定度を判別し脱調を予測す
るのが困難であった。また中間領域から定態領域での脱
調を正確に判定するのが困難という問題があった。
短周期と長周期が混在したような複数モードの動揺につ
いて、それぞれを分離して安定度を判別し脱調を予測す
るのが困難であった。また中間領域から定態領域での脱
調を正確に判定するのが困難という問題があった。
【０００６】本発明の目的は、複数モードが混在するよ
うな電力系統の動揺に対して、また中間から定態領域に
おいても系統の安定度が判定でき、脱調の予測を行うこ
とができる電力系統の安定化装置、及び監視装置を提供
することにある。
うな電力系統の動揺に対して、また中間から定態領域に
おいても系統の安定度が判定でき、脱調の予測を行うこ
とができる電力系統の安定化装置、及び監視装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、電力系統の安定化装置において、系統の観測データ
を入力する観測データ入力手段、入力した観測データに
含まれる動揺モードを解析する動揺モード解析手段，解
析した動揺モードの結果をもとに電力系統の安定度を判
別する安定度判別手段，安定度判別結果に基づいて系統
安定化信号を作成する安定化信号作成手段、及び安定化
信号を系統内の機器に対して出力する安定化信号出力手
段とを備え、前記動揺モード解析手段は、プローニー解
析法を用いて動揺モードを解析するようにした。
め、電力系統の安定化装置において、系統の観測データ
を入力する観測データ入力手段、入力した観測データに
含まれる動揺モードを解析する動揺モード解析手段，解
析した動揺モードの結果をもとに電力系統の安定度を判
別する安定度判別手段，安定度判別結果に基づいて系統
安定化信号を作成する安定化信号作成手段、及び安定化
信号を系統内の機器に対して出力する安定化信号出力手
段とを備え、前記動揺モード解析手段は、プローニー解
析法を用いて動揺モードを解析するようにした。
【０００８】また、電力系統の監視装置において、系統
の観測データを入力する観測データ入力手段，入力した
観測データに含まれる動揺モードを解析する動揺モード
解析手段，解析した動揺モードの結果をもとに電力系統
の安定度を判別する安定度判別手段、及び安定度判別結
果を表示する安定度表示手段とを備え、前記動揺モード
解析手段は、プローニー解析法を用いて動揺モードを解
析するようにした。
の観測データを入力する観測データ入力手段，入力した
観測データに含まれる動揺モードを解析する動揺モード
解析手段，解析した動揺モードの結果をもとに電力系統
の安定度を判別する安定度判別手段、及び安定度判別結
果を表示する安定度表示手段とを備え、前記動揺モード
解析手段は、プローニー解析法を用いて動揺モードを解
析するようにした。
【０００９】プローニー解析は、時系列波形に含まれる
振動モードを抽出し、各振動モードの周波数や減衰率を
算定するものである。この手法を電力系統の観測波形解
析に適用することにより、複数モードが混在するような
動揺波形に対しても、また中間領域から定態領域での脱
調に対しても正確に安定度判別が行えるようになる。
振動モードを抽出し、各振動モードの周波数や減衰率を
算定するものである。この手法を電力系統の観測波形解
析に適用することにより、複数モードが混在するような
動揺波形に対しても、また中間領域から定態領域での脱
調に対しても正確に安定度判別が行えるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１１】図１は本発明を適用した系統安定化装置の
構成を示したものである。
構成を示したものである。
【００１２】まず、電力系統内の各所にて観測された有
効電力や電圧などの時系列データが通信手段を介して通
信され、観測データ入力手段２により系統安定化装置１
に取り込まれる。
効電力や電圧などの時系列データが通信手段を介して通
信され、観測データ入力手段２により系統安定化装置１
に取り込まれる。
【００１３】取り込まれた観測データは動揺モード解析
手段３に渡され、観測データ中に含まれる動揺モードが
解析される。動揺モードの解析にはプローニー解析法を
用いる。プローニー解析法とは、時系列データに含まれ
る動揺モードを分離・抽出し、モードごとの周波数，減
衰率，振幅，位相を算定するものである。詳しい解析方
法については、例えば電気学会論文誌Ｂ，１１８巻,７
／８号,８９２〜８９８頁に記載されている。
手段３に渡され、観測データ中に含まれる動揺モードが
解析される。動揺モードの解析にはプローニー解析法を
用いる。プローニー解析法とは、時系列データに含まれ
る動揺モードを分離・抽出し、モードごとの周波数，減
衰率，振幅，位相を算定するものである。詳しい解析方
法については、例えば電気学会論文誌Ｂ，１１８巻,７
／８号,８９２〜８９８頁に記載されている。
【００１４】プローニー解析法による解析例を図２に示
す。図に示すように、観測した時系列波形を有限個のモ
ード（周波数成分）に分解する。解析結果として、モー
ドごとの周波数，対数減衰率，振幅，位相が得られる。
このプローニー解析法は、複数のモードが混在した波形
に対しても精度良く分離する能力があり、また、長周期
動揺に対してもサンプリング間隔やデータ点数を適切に
選定すれば、判定が可能という特長がある。また、フー
リエ解析と違って減衰率が直接得られるため、安定判別
に適している。
す。図に示すように、観測した時系列波形を有限個のモ
ード（周波数成分）に分解する。解析結果として、モー
ドごとの周波数，対数減衰率，振幅，位相が得られる。
このプローニー解析法は、複数のモードが混在した波形
に対しても精度良く分離する能力があり、また、長周期
動揺に対してもサンプリング間隔やデータ点数を適切に
選定すれば、判定が可能という特長がある。また、フー
リエ解析と違って減衰率が直接得られるため、安定判別
に適している。
【００１５】この動揺モード解析結果に基づいて、安定
度判別手段４が安定度を判別する。基本的には各モード
の対数減衰率を調べ、負であれば安定、正ならば不安定
と判別する。また、対数減衰率が負の場合には、その絶
対値が大きいほど安定なので、例えば−２.０ 以下なら
十分安定、−２.０〜−１.０なら安定、−１.０ 〜−
０.０１ ならやや安定というように、何段階かに分けて
判定することもできる。なお、波形に含まれるノイズ成
分に対応して振幅の小さい不安定モードが検出される場
合があるが、そのようなモードは系統安定度とは関係な
いので無視する。各モードの振幅に着目して、例えば振
幅が大きい上位５つのモードだけを対象にして判定する
というような手法をとることにより、そのような関係の
ない不安定モードを無視することができる。
度判別手段４が安定度を判別する。基本的には各モード
の対数減衰率を調べ、負であれば安定、正ならば不安定
と判別する。また、対数減衰率が負の場合には、その絶
対値が大きいほど安定なので、例えば−２.０ 以下なら
十分安定、−２.０〜−１.０なら安定、−１.０ 〜−
０.０１ ならやや安定というように、何段階かに分けて
判定することもできる。なお、波形に含まれるノイズ成
分に対応して振幅の小さい不安定モードが検出される場
合があるが、そのようなモードは系統安定度とは関係な
いので無視する。各モードの振幅に着目して、例えば振
幅が大きい上位５つのモードだけを対象にして判定する
というような手法をとることにより、そのような関係の
ない不安定モードを無視することができる。
【００１６】安定度判別によって不安定モードが検出さ
れた場合には、安定化信号作成手段５が安定化信号を作
成する。系統安定化対策としては、発電機をトリップさ
せる電源制限や、負荷をトリップさせる負荷制限、系統
分離などがあるが、ここでは電源制限を例にとって説明
する。
れた場合には、安定化信号作成手段５が安定化信号を作
成する。系統安定化対策としては、発電機をトリップさ
せる電源制限や、負荷をトリップさせる負荷制限、系統
分離などがあるが、ここでは電源制限を例にとって説明
する。
【００１７】例えば、各発電所における有効電力波形や
電圧波形からある不安定モードが検出されたとする。モ
ード解析で得られた減衰率や振幅の情報を用いれば、図
３に示すように、現時点以降の波形の変化が予測でき
る。あらかじめあるしきい値を決めておき、有効電力や
電圧の予測値がそこを越えた時点で脱調と判定すること
にすれば、どの時点でどの発電機が脱調に至るかが予測
できる。その脱調に至る手前の時点（例えば０.２ 秒
前）で、安定化信号として発電機に対するトリップ指令
を出すようにする。複数の発電機が脱調に至ると判断さ
れた場合には、例えば脱調時刻が最も早い発電機から順
にトリップさせるといった方法をとればよい。
電圧波形からある不安定モードが検出されたとする。モ
ード解析で得られた減衰率や振幅の情報を用いれば、図
３に示すように、現時点以降の波形の変化が予測でき
る。あらかじめあるしきい値を決めておき、有効電力や
電圧の予測値がそこを越えた時点で脱調と判定すること
にすれば、どの時点でどの発電機が脱調に至るかが予測
できる。その脱調に至る手前の時点（例えば０.２ 秒
前）で、安定化信号として発電機に対するトリップ指令
を出すようにする。複数の発電機が脱調に至ると判断さ
れた場合には、例えば脱調時刻が最も早い発電機から順
にトリップさせるといった方法をとればよい。
【００１８】安定化信号出力手段６は、上記の方法で作
成した安定化信号を該当する発電機に対して通信手段を
介して出力する。発電機側では、その信号に基づいて発
電機トリップ等の処置がとられ、系統安定化処理が実行
される。
成した安定化信号を該当する発電機に対して通信手段を
介して出力する。発電機側では、その信号に基づいて発
電機トリップ等の処置がとられ、系統安定化処理が実行
される。
【００１９】このように本発明の手法を用いれば、安定
度解析法としてプローニー解析法を用いたため、複数モ
ードが混在するような系統動揺に対しても、また長周期
動揺モードに対しても正確に安定度判別が行え、適切な
安定化信号を発電機等に対して出力し、系統の安定化が
図れるという効果がある。
度解析法としてプローニー解析法を用いたため、複数モ
ードが混在するような系統動揺に対しても、また長周期
動揺モードに対しても正確に安定度判別が行え、適切な
安定化信号を発電機等に対して出力し、系統の安定化が
図れるという効果がある。
【００２０】なお、上記の説明では、系統各所のデータ
を通信手段を介して取り込む方式について説明したが、
例えば発電所ごとにローカルにこのような装置を設置
し、自分自身の安定度判別を行って、脱調が予測される
際には発電所内の発電機をトリップさせるような方式も
考えられる。
を通信手段を介して取り込む方式について説明したが、
例えば発電所ごとにローカルにこのような装置を設置
し、自分自身の安定度判別を行って、脱調が予測される
際には発電所内の発電機をトリップさせるような方式も
考えられる。
【００２１】次に、本発明を電力系統監視装置に適用し
た例について説明する。図５は本発明を適用した系統監
視装置の構成を示したものである。
た例について説明する。図５は本発明を適用した系統監
視装置の構成を示したものである。
【００２２】まず、系統安定化装置の場合と同様に、電
力系統内の各所にて観測された有効電力や電圧などの時
系列データが通信手段を介して通信され、観測データ入
力手段２により系統監視装置１１に取り込まれる。
力系統内の各所にて観測された有効電力や電圧などの時
系列データが通信手段を介して通信され、観測データ入
力手段２により系統監視装置１１に取り込まれる。
【００２３】取り込まれた観測データは動揺モード解析
手段３に渡され、観測データ中に含まれる動揺モードが
解析される。動揺モードの解析には、やはりプローニー
解析法を用いる。この動揺モード解析結果に基づいて、
安定度判別手段４が安定度を判別する。基本的には、各
モードの対数減衰率を調べ、負であれば安定，正ならば
不安定と判別する。
手段３に渡され、観測データ中に含まれる動揺モードが
解析される。動揺モードの解析には、やはりプローニー
解析法を用いる。この動揺モード解析結果に基づいて、
安定度判別手段４が安定度を判別する。基本的には、各
モードの対数減衰率を調べ、負であれば安定，正ならば
不安定と判別する。
【００２４】次に、これらの動揺モード解析結果や安定
度判別結果を安定度表示手段１２がオペレータに対して
表示する。表示画面の例を図５に示す。この例では、ど
こでどんな事故が発生し、その結果どういう波形変化が
生じたか、また、どのような動揺モードが発生し、各モ
ードの安定度はどうかが示されている。
度判別結果を安定度表示手段１２がオペレータに対して
表示する。表示画面の例を図５に示す。この例では、ど
こでどんな事故が発生し、その結果どういう波形変化が
生じたか、また、どのような動揺モードが発生し、各モ
ードの安定度はどうかが示されている。
【００２５】このように系統監視装置１１により、オペ
レータに対して系統安定度に関する詳細な情報が提供さ
れる。これをもとにオペレータは、例えば長周期動揺の
安定度が通常時よりも悪化しているとか、徐々に悪くな
っている、というような傾向を知ることができ、発電機
の出力調整や系統切り換えなど、適切な安定度改善処置
をとることができる。
レータに対して系統安定度に関する詳細な情報が提供さ
れる。これをもとにオペレータは、例えば長周期動揺の
安定度が通常時よりも悪化しているとか、徐々に悪くな
っている、というような傾向を知ることができ、発電機
の出力調整や系統切り換えなど、適切な安定度改善処置
をとることができる。
【００２６】本発明を用いれば、特にプローニー解析法
を用いているため、複数モードが混在するような系統動
揺に対しても、また長周期動揺モードに対しても正確に
安定度判別が行え、オペレータが安定度改善措置をとる
のに必要な情報が提供できるという効果がある。
を用いているため、複数モードが混在するような系統動
揺に対しても、また長周期動揺モードに対しても正確に
安定度判別が行え、オペレータが安定度改善措置をとる
のに必要な情報が提供できるという効果がある。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、複数モードが混在する
ような電力系統の動揺に対して精度良く安定度判別が可
能で、また長周期動揺の中間領域から定態領域にかけて
の安定度判別や脱調予測も行うことができ、系統の安定
化が図れるという効果がある。また、そのような系統動
揺に関して系統安定度改善のための情報をオペレータに
対して提供できるという効果がある。
ような電力系統の動揺に対して精度良く安定度判別が可
能で、また長周期動揺の中間領域から定態領域にかけて
の安定度判別や脱調予測も行うことができ、系統の安定
化が図れるという効果がある。また、そのような系統動
揺に関して系統安定度改善のための情報をオペレータに
対して提供できるという効果がある。
【図１】本発明を適用した系統安定化装置の構成図。
【図２】プローニー解析の概要についての説明図。
【図３】安定度判別についての説明図。
【図４】本発明を適用した系統監視装置の構成図。
【図５】系統監視用画面例を示す図。
１…系統安定化装置、２…観測データ入力手段、３…動
揺モード解析手段、４…安定度判別手段、５…安定化信
号作成手段、６…安定化信号出力手段、１１…系統監視
装置、１２…安定度表示手段。
揺モード解析手段、４…安定度判別手段、５…安定化信
号作成手段、６…安定化信号出力手段、１１…系統監視
装置、１２…安定度表示手段。
Claims (2)
- 【請求項１】電力系統の観測データを入力する観測デー
タ入力手段，入力した観測データに含まれる動揺モード
を解析する動揺モード解析手段，解析した動揺モードの
結果をもとに電力系統の安定度を判別する安定度判別手
段，安定度判別結果に基づいて系統安定化信号を作成す
る安定化信号作成手段、及び安定化信号を系統内の機器
に対して出力する安定化信号出力手段とを備え、 前記動揺モード解析手段は、プローニー解析法を用いて
動揺モードを解析することを特徴とする電力系統の安定
化装置。 - 【請求項２】電力系統の観測データを入力する観測デー
タ入力手段，入力した観測データに含まれる動揺モード
を解析する動揺モード解析手段，解析した動揺モードの
結果をもとに電力系統の安定度を判別する安定度判別手
段、及び安定度判別結果を表示する安定度表示手段とを
備え、 前記動揺モード解析手段は、プローニー解析法を用いて
動揺モードを解析することを特徴とする電力系統の監視
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000179370A JP2001352679A (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 電力系統の安定化装置及び監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000179370A JP2001352679A (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 電力系統の安定化装置及び監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001352679A true JP2001352679A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=18680657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000179370A Pending JP2001352679A (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 電力系統の安定化装置及び監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001352679A (ja) |
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2000
- 2000-06-09 JP JP2000179370A patent/JP2001352679A/ja active Pending
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