JP2007181387A - Method for determining power system transient stability and its equipment - Google Patents
Method for determining power system transient stability and its equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007181387A JP2007181387A JP2006170418A JP2006170418A JP2007181387A JP 2007181387 A JP2007181387 A JP 2007181387A JP 2006170418 A JP2006170418 A JP 2006170418A JP 2006170418 A JP2006170418 A JP 2006170418A JP 2007181387 A JP2007181387 A JP 2007181387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stability
- generator
- accident
- power system
- phase angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
本発明は、想定事故に対する電力系統の過渡安定度を判別する電力系統の過渡安定度判別方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a power system transient stability determination method and apparatus for determining the power system transient stability against an assumed accident.
一般に、電力系統には、多くの発電機が接続されており、各発電機は、互いに同期運転を行い、それぞれ発電した電力を電力系統に供給している。このような電力系統において、系統事故が発生した場合、保護リレーの動作により事故区間を判定して遮断器を開放し事故区間を除去する。一般的にはこのとき、系統事故継続中に発電機の電力が送れなくなり余ったエネルギーが発電機の加速エネルギーとなり、発電機が加速する。事故除去直後には、電力が送れる状態となり、加速していた発電機が減速する。しかし、加速エネルギーが大きい発電機は、同期運転に戻れずに脱調を起こすものが現れる。その結果、電力系統の安定を維持して運転することができなくなる。 In general, many generators are connected to the power system, and each generator performs a synchronous operation with each other and supplies the generated power to the power system. In such a power system, when a system fault occurs, the fault section is determined by the operation of the protection relay, the circuit breaker is opened, and the fault section is removed. In general, at this time, the surplus energy that cannot be sent to the generator while the grid fault is continuing becomes the acceleration energy of the generator, and the generator accelerates. Immediately after the accident is removed, power can be sent and the accelerating generator decelerates. However, some generators with high acceleration energy will cause step-out without returning to synchronous operation. As a result, it becomes impossible to operate while maintaining the stability of the power system.
そこで、系統事故が発生した場合、速やかに電力系統の安定度を判定し、必要に応じて電力系統に接続されている一部の発電機を遮断し、電力系統に残された発電機の脱調を防止し、電力系統の安定化を図る必要がある。ここに、電力系統の系統事故発生時、電力系統の過渡安定度を迅速に判定することが必要不可欠となる。 Therefore, when a grid fault occurs, the stability of the power system is determined promptly, and if necessary, some generators connected to the power system are shut off and the remaining generators in the power system are removed. It is necessary to stabilize the power system. Here, it is indispensable to quickly determine the transient stability of the power system when a system fault occurs in the power system.
従来、電力系統の過渡安定度判別には、幾つかの判別方法が挙げられる。
その一つの電力系統の過渡安定度判別方法は、安定度シミュレーションを実施し、このシミュレーション結果に基づく発電機の振る舞いを把握することにより、安定度を判別する方法である。つまり、この安定度シミュレーションは、計算の高速化や膨大な計算量の縮小化を図るために、発電機群の加速エネルギーと減速エネルギーとに着目した,いわゆる拡張等面積法に基づく安定度の判別方法である。
Conventionally, there are several determination methods for determining the transient stability of a power system.
The power system transient stability determination method is a method of determining stability by performing a stability simulation and grasping the behavior of the generator based on the simulation result. In other words, this stability simulation is a discrimination of stability based on the so-called extended equal area method, focusing on the acceleration energy and deceleration energy of the generator group in order to speed up the calculation and reduce the enormous amount of calculation. Is the method.
しかし、この安定度判別方法は、拡張等面積法に関する問題の定式化に際し、実際に稼動中の発電機や発電機制御系の動特性を考慮したP−δの関係を表す定式化が難しいため、発電機内部電圧や発電機の機械入力等のパラメータを一定値と仮定した簡略モデルによる定式化を用いていることから、安定度判定の精度に問題があった。 However, this stability determination method is difficult to formulate the relationship regarding P-δ in consideration of the dynamic characteristics of the generator and the generator control system that are actually in operation when formulating the problem concerning the extended equal area method. Since the formulation based on the simplified model assuming parameters such as the generator internal voltage and the machine input of the generator to be constant values is used, there is a problem in the accuracy of the stability determination.
また、他のもう一つの電力系統の安定度判別方法としては、電力系統の想定事故安定度評価方法が提案されている(特許文献1)。
この想定事故安定度評価方法は、図16に示すように、想定事故毎に、発電機の動特性を考慮に入れた事故除去後の発電機の動揺を求める時間領域シミュレーションを実施し、このシミュレーションによって得られる発電機の状態データを読み取る(101)。そして、事故除去後の各発電機の位相角の大きさに応じて、電力系統に接続された複数の発電機を2つのグループに分けた後、所定の演算式のもとに2つの等価発電機(2機系統)に縮約する(102)。つまり、事故除去後の発電機位相角の大きさに基づいて2つのグループに分ける1次元分類法をとっている。
As another power system stability determination method, a power system assumed accident stability evaluation method has been proposed (Patent Document 1).
As shown in FIG. 16, this assumed accident stability evaluation method performs a time domain simulation for obtaining the fluctuation of the generator after removing the accident in consideration of the dynamic characteristics of the generator for each assumed accident. The state data of the generator obtained by is read (101). Then, after dividing the plurality of generators connected to the power system into two groups according to the magnitude of the phase angle of each generator after removing the accident, two equivalent power generations are performed based on a predetermined arithmetic expression. (102). In other words, a one-dimensional classification method is used that divides into two groups based on the magnitude of the generator phase angle after accident removal.
さらに、以上のように2機系統に分けた発電機群を一機無限大系統に等価的に置き換えた後(103)、前述した事故除去後のシミュレーション結果を用いて、事故除去後の修正運動エネルギーを計算する(104)。また、等価一機無限大系統の事故除去後の発電機有効電力出力Pと発電機位相角δとの曲線,すなわちP−δ曲線を推定する(105)。 Furthermore, after the generator group divided into the two-machine system as described above is equivalently replaced with the one-machine infinite system (103), the corrected motion after the accident removal is performed using the simulation result after the accident removal described above. The energy is calculated (104). Further, a curve between the generator active power output P and the generator phase angle δ after the accident removal of the equivalent one machine infinite system, that is, a P-δ curve is estimated (105).
ところで、等価一機無限大系統のP−δ曲線は、サイン曲線となることから、当該P−δ曲線に表われる発電機の有効電力出力を求めるための系統パラメータは、三角関数を含む非線形の定式化に基づき、事故除去後のシミュレーション結果と発電機位相角とを用いて、最小二乗法を用いて推定し、得られた各系統パラメータを用いることにより、最終的に発電機の有効電力出力を求める。 By the way, since the P-δ curve of the equivalent single-machine infinite system is a sine curve, the system parameter for obtaining the active power output of the generator shown in the P-δ curve is a nonlinear function including a trigonometric function. Based on the formulation, the simulation results after the accident removal and the generator phase angle are used to estimate using the least-squares method, and by using the obtained system parameters, the generator's effective power output is finally obtained. Ask for.
さらに、推定された事故除去後のP−δ曲線を用いて、事故除去後の不安定平衡点を求めた後(106)、当該不安定平衡点から減速面積を計算し、この減速面積と前述した修正運動エネルギーとから安定判別を行うものである(107)。
しかしながら、以上のような電力系統の安定度判別方法は、何れも発電機内部電圧を一定と仮定した簡略モデルにより定式化を行っている。その理由は、拡張等面積法が発電機内部電圧を一定とした定式化となっている為である。ここで、発電機内部電圧を一定とした場合、発電機界磁電圧のAVR等の制御系モデルを考慮することができない問題がある。 However, all of the above power system stability determination methods are formulated by a simplified model assuming that the generator internal voltage is constant. The reason is that the extended equal area method is formulated with a constant generator internal voltage. Here, when the generator internal voltage is constant, there is a problem that a control system model such as AVR of the generator field voltage cannot be considered.
また、後者の想定事故安定度評価方法は、想定事故の事故直後の発電機内部位相角によって発電機群をグループ分けしているので、事故中の蓄積エネルギーは考慮されているものの、事故除去後の系統状態を考慮していない。その結果、対象電力系統に接続される発電機群を不安定傾向の発電機グループ及び安定傾向の発電機グループに適切に分けることが難しい。 Furthermore, the latter method of assessing the stability of the assumed accident has grouped the generator group according to the generator internal phase angle immediately after the accident, so the stored energy during the accident is taken into account, but after the accident is removed The system status of As a result, it is difficult to appropriately divide the generator group connected to the target power system into a generator group that tends to be unstable and a generator group that tends to be stable.
また、想定事故安定度評価方法は、2機系統に等価する発電機モデルを作成する際、平均値や最小二乗法等を用いて、等価発電機モデルの系統パラメータを推定しているが、発電機内部電圧を含む未知変数が増える結果、適正な推定が困難となる。 In addition, the assumed accident stability evaluation method estimates the system parameters of the equivalent generator model using an average value, least squares method, etc. when creating a generator model equivalent to the two-machine system. As a result of the increase in unknown variables including the internal voltage, it is difficult to estimate properly.
さらに、拡張等面積法の適用に当たり、電力系統に接続される多数の発電機群を不安定傾向の発電機グループと安定傾向の発電機グループとに分ける必要があるが、後者の想定事故安定度評価方法では、1機無限大系統や長距離送電線で接続される電源系統を想定し、予め分類が容易な系統への適用に限定する方法や事故除去直後の発電機内部位相角の大きさに着目したグループ分け方法に限られている。本来、多数の発電機が接続される多機系統では、過渡安定度の過酷度が事故中の蓄積エネルギーと事故除去後の電力系統の系統状態の影響を受けるものであるが、事故除去直後の発電機内部位相角だけでは、正確にグループ分けできない可能性がある。 In addition, when applying the extended equal area method, it is necessary to divide a large number of generator groups connected to the power system into generator groups that tend to be unstable and generator groups that tend to be stable. In the evaluation method, assuming a one-machine infinite system or a power system connected by a long-distance transmission line, the method is limited to application to a system that can be easily classified in advance, or the magnitude of the generator internal phase angle immediately after the accident is removed It is limited to the grouping method focusing on. Originally, in a multi-machine system to which many generators are connected, the severity of transient stability is affected by the stored energy during the accident and the system state of the power system after the accident is removed. The generator internal phase angle alone may not be able to group correctly.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、多機系統における想定事故発生時、事故中の蓄積エネルギーと事故除去後の電力系統の系統状態とを考慮し、不安定傾向の発電機グループと安定傾向の発電機グループとに正確に分類分けできる電力系統の過渡安定度判別方法およびその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the event of an assumed accident in a multi-machine system, considering the accumulated energy during the accident and the system state of the power system after the accident has been removed, It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for determining the transient stability of a power system that can be accurately classified into generator groups having a stable tendency.
上記課題を解決するために、請求項1に係る電力系統の過渡安定度判別方法の発明は、過渡安定度の判別対象となる電力系統の最も確からしい初期状態を推定計算する初期状態推定入力ステップと、前記電力系統の初期状態に対して想定事故を設定する想定事故設定ステップと、この想定事故設定ステップで設定された想定事故ごとに前記初期状態推定入力ステップから入力される初期状態を用いて前記電力系統の詳細安定度を計算する安定度シミュレーション処理ステップと、この安定度シミュレーション処理ステップにより得られる安定度計算結果の一部である発電機内部電圧ベクトル及び発電機有効電力出力と、予め設定された発電機分類情報とに基づいて等価な2機系モデルを作成する2機系モデル作成ステップと、この作成ステップで作成された2機系モデルを構成する2つの縮約発電機を結ぶ間の等価な系統アドミッタンスを推定する系統アドミッタンス推定ステップと、この推定ステップで推定された系統アドミッタンスと前記安定度計算結果とに基づき、拡張等面積法によって安定判別や安定度の定量評価などの安定判別結果を取得する安定判別評価ステップとを有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, an invention of a transient stability determination method for an electric power system according to
また、請求項2に係る電力系統の過渡安定度判別方法の発明は、前述した構成要素の一部である2機系モデル作成ステップに代えて、前記安定度シミュレーション処理ステップで得られた安定度計算結果の一部である発電機内部電圧ベクトルを所定の方法で簡略化した計算値及び発電機有効電力出力と、予め設定された発電機分類情報とに基づいて等価な2機系モデルを作成する2機系簡易モデル作成ステップを用い、また、前記系統アドミッタンス推定ステップに代えて、前記2機系簡易モデル作成ステップで作成される2機系モデルを構成する2つの縮約発電機を結ぶ間の等価な系統アドミッタンスと発電機内部電圧との積から系統パラメータを推定する系統パラメータ推定ステップを用いたことを特徴とする。
Further, the invention of the transient stability determination method for a power system according to
また、請求項3に係る電力系統の過渡安定度判別方法の発明は、前述した発電機分類情報の設定処理として、前記想定事故設定ステップで設定された想定事故ごとに、安定度計算を行って各発電機の想定事故除去後系統の内部位相角を演算する事故除去後発電機内部位相角演算ステップと、前記想定事故除去後系統の内部位相角と前記安定度シミュレーション処理ステップにより求めた各発電機の事故除去直後の内部位相角とに対する前記電力系統の初期状態の発電機内部位相角の各位相角偏差をそれぞれX軸及びY軸とし、かつ各位相角偏差に属するそれぞれ発電機単位慣性定数を考慮した平均値をX軸のしきい値及びY軸のしきい値とすることにより、各発電機のグルーピングを行う2次元位相角グルーピング処理ステップとを有することを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, the power system transient stability determination method performs stability calculation for each assumed accident set in the assumed accident setting step as the generator classification information setting process described above. The generator internal phase angle calculation step after the accident removal for calculating the internal phase angle of the system after the removal of the assumed accident of each generator, and each generator determined by the internal phase angle and the stability simulation processing step of the system after the removal of the assumed accident The respective phase angle deviations of the generator internal phase angle in the initial state of the power system with respect to the internal phase angle immediately after the accident removal of the X axis and Y axis respectively, and the generator unit inertia constant belonging to each phase angle deviation A two-dimensional phase angle grouping processing step for performing grouping of each generator by setting the considered average value as the X-axis threshold value and the Y-axis threshold value. The features.
また、請求項4に係る電力系統の過渡安定度判別方法の発明は、前述した発電機分類情報の設定処理として、前記安定度シミュレーション処理ステップにより求めた角発電機の事故除去直後の内部位相角角速度から得られる事故時の加速エネルギー及び減速エネルギーをそれぞれX軸及びY軸とし、各発電機のグルーピングを行う2次元エネルギー指標グルーピング処理ステップとを有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, there is provided a method for determining a transient stability of an electric power system, wherein the internal phase angle immediately after the accident removal of the angular generator obtained by the stability simulation processing step is set as the above-described generator classification information setting process. A two-dimensional energy index grouping process step for grouping the generators with the acceleration energy and deceleration energy at the time of an accident obtained from the angular velocity as the X axis and the Y axis, respectively, is provided.
また、請求項5に係る過渡安定度判別方法の発明は、請求項1または請求項2の構成要素に新たに、複数の想定事故ケースに対する前記安定判別評価ステップによる安定判別結果に基づき不安定事故ケースを抽出する安定度スクリーニングステップと、このステップで抽出される不安定事故ケースに対して前記安定度シミュレーション処理ステップを用いて所定の解析対象時間の範囲で安定度シミュレーションを実施し、現在系統における安定、不安定を検証する詳細安定度検証ステップとを追加することを特徴とする。
In addition, the invention of the transient stability determination method according to claim 5 is the constituent element of
また、請求項6に係る電力系統の過渡安定度判別装置の発明は、請求項1に記載される安定判別評価ステップに代えて、前記想定事故が不平衡事故により開閉器の再閉路を行うとき、当該再閉路を境に再閉路前P−δ曲線から別の再閉路後P−δ曲線に切り替わる場合に、当該再閉路後P−δ曲線を推定する再閉路後曲線近似ステップと、前記P−δ曲線の切替わり前後に分けて前記系統アドミッタンス推定ステップで推定された系統アドミッタンスと前記安定度計算結果とに基づいて減速エネルギーを算出し、前記安定判別及び安定度の定量評価を行う再閉路シーケンス付き安定判別評価ステップとを設けたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the invention of the power system transient stability determination device, in place of the stability determination evaluation step according to the first aspect, when the assumed accident causes the switch to be reclosed due to an unbalanced accident. A post-reclosed curve approximation step for estimating the post-reclosed P-δ curve when the pre-reclosed P-δ curve is switched to another post-reclosed P-δ curve with the reclose as a boundary; A reclosing circuit that calculates deceleration energy based on the system admittance estimated in the system admittance estimation step and the stability calculation result separately before and after the switching of the -δ curve, and performs the stability determination and quantitative evaluation of the stability A stability discrimination evaluation step with a sequence is provided.
さらに、請求項7に係る電力系統の過渡安定度判別装置の発明は、請求項3に記載される事故除去後発電機内部位相角演算ステップに代えて、前記想定事故に応じて潮流計算が未収束となる場合、前記想定事故の対象送電線のインピーダンスを仮想的に収束可能な大きさに設定して潮流計算を行い、想定事故後系統の発電機内部位相角を求める簡易インピーダンス潮流計算ステップを設けたことを特徴とする。 Further, the invention of the power system transient stability determination device according to claim 7 is a method of replacing the post-accident generator internal phase angle calculation step according to claim 3, wherein the power flow calculation is not converged according to the assumed accident. If this is the case, a simple impedance flow calculation step is performed to calculate the power flow by setting the impedance of the transmission line subject to the assumed accident to a size that can be virtually converged, and to determine the generator internal phase angle of the system after the assumed accident. It is characterized by that.
さらに、請求項8に係る電力系統の過渡安定度判別装置の発明は、請求項3に記載される事故除去後発電機内部位相角演算ステップに代えて、前記安定度計算結果のうち、詳細安定度シミュレーションの計算打ち切り時における各発電機の内部位相角を想定事故後系統の発電機内部位相角として代用する発電機内部位相角取り出しステップを設けたことを特徴とする。
Furthermore, the invention of the power system transient stability determination device according to
さらに、請求項9に係る電力系統の過渡安定度判別装置の発明は、複数台の発電機が接続された電力系統の過渡安定度を判別する電力系統の過渡安定度判別装置において、前記過渡安定度の判別対象となる電力系統の最も確からしい初期状態を推定計算する初期状態推定入力手段と、前記電力系統の初期状態に対して想定事故を設定する想定事故設定手段と、この想定事故設定手段から設定される想定事故ごとに前記初期状態推定入力手段から入力される初期状態を用いて前記電力系統の詳細安定度を計算する安定度シミュレーション処理手段と、この安定度シミュレーション処理手段で得られる安定度計算結果の一部である発電機内部電圧ベクトル及び発電機有効電力出力と、予め設定された発電機分類情報とに基づいて等価な2機系モデルを作成する2機系モデル作成手段と、この作成手段で作成された2機系モデルを構成する2つの縮約発電機を結ぶ間の等価な系統アドミッタンスを推定する系統アドミッタンス推定手段と、この推定手段で推定された系統アドミッタンスと前記安定度計算結果とに基づき、拡張等面積法によって安定判別や安定度の定量評価などの安定判別結果を取得する安定判別評価手段とを有することを特徴とする。 Furthermore, the invention of the power system transient stability determination device according to claim 9 is the power system transient stability determination device for determining the transient stability of the power system to which a plurality of generators are connected. Initial state estimation input means for estimating and calculating the most probable initial state of the power system to be determined, an assumed accident setting means for setting an assumed accident for the initial state of the power system, and this assumed accident setting means Stability simulation processing means for calculating the detailed stability of the electric power system using the initial state input from the initial state estimation input means for each assumed accident set from the above, and the stability obtained by the stability simulation processing means The equivalent two-machine model based on the generator internal voltage vector and the generator active power output, which are part of the degree calculation result, and the preset generator classification information A two-machine model creating means for creating the system, a system admittance estimating means for estimating an equivalent system admittance between the two reduced generators constituting the two-machine model created by the creating means, and the estimation Stability discrimination evaluation means for acquiring stability discrimination results such as stability discrimination and quantitative evaluation of stability by the extended equal area method based on the system admittance estimated by the means and the stability calculation result .
本発明によれば、多機系統における想定事故の発生時、事故中の蓄積エネルギーと事故除去後の電力系統の系統状態とを考慮し、不安定傾向の発電機グループと安定傾向の発電機グループとに正確に分類分けできる電力系統の過渡安定度判別方法および装置を提供できる。 According to the present invention, when an assumed accident occurs in a multi-machine system, a generator group that tends to be unstable and a generator group that tends to be stable, considering the stored energy during the accident and the system state of the power system after the accident is removed. Thus, it is possible to provide a power system transient stability determination method and apparatus that can be classified accurately.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明に係る電力系統の過渡安定度判別方法の第1の実施の形態を説明する処理の流れを示す図である。
この電力系統の過渡安定度判別方法は、CPUで構成される安定度判別処理装置2が設けられ、所定の処理手順に従って判別対象となる電力系統(電力系統モデルを含む)1の過渡安定度の判別処理を行うものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a flow of processing for explaining a first embodiment of a transient stability determination method for a power system according to the present invention.
This power system transient stability determination method is provided with a stability
安定度判別対象となる電力系統1は、例えば基幹系統を構成する多数の連係母線の各所にそれぞれ変圧器及び電源線を通して多数の発電機や負荷が接続された,いわゆる多機系統を構成している。その結果、電源線や連係母線の何れかで短絡、地絡、断線等の事故が発生した場合、その事故点によっては、事故点近傍の比較的発電容量の小さい発電機の位相差が90度を越える場合がある。この場合、発電機の同期運転が難しくなり、当該発電機は脱調する。脱調する発電機が存在すると、過渡安定度が不安定となり、安定傾向の発電機グループと不安定傾向の発電機グループとに分かれてくる。
The
そこで、安定度判別処理装置2において、系統事故の発生時、電力系統の過渡安定度を正確に判定し、安定傾向の発電機グループと不安定傾向の発電機グループとに分類分けすることにより、発電機遮断の制御に有効に活用することが可能となる。
Therefore, in the stability
この安定度判別処理装置2による過渡安定度判別方法は、過渡安定度判別対象となる電力系統1の初期状態を推定計算する初期状態推定入力ステップ11と、電力系統1の想定事故を設定する想定事故設定ステップ12と、予め想定される想定事故ごとに対象電力系統1の初期状態を用いて安定度計算を実施する安定度シミュレーション処理ステップ13と、2機系モデル作成ステップ14と、系統アドミッタンス推定ステップ15と、安定判別評価ステップ16とから成る。
The transient stability determination method by the stability
初期状態推定入力ステップ11は、対象電力系統1から予め所要とするテレメータ情報や電力系統1に設置される各種開閉器の入り切り情報を取り込み、状態推定計算等を用いて、電力系統1の初期状態を推定計算し、安定度シミュレーション処理ステップ13に入力する。ここで、電力系統1の初期状態とは、想定事故前の運転状態における現在系統の各ノード(例えば各母線、発電機接続母線、系統の各分岐点などが相当する)の電圧、位相角、有効電力、無効電力、その他必要な初期状態量を総称する。また、電力系統1の初期状態としては、現在系統だけでなく、将来の運用計画(夏季消費電力ピーク時等)に基づく将来系統に基づく初期状態を含むものである。なお、将来系統に基づく初期状態の場合には潮流計算によって求める。
The initial state
想定事故設定ステップ12は、予め複数の想定事故データD1がデータベース3に記憶され、当該データベース3から想定事故ごとに想定事故データD1を読み出して安定度シミュレーション処理ステップ13に入力する。ここで、想定事故とは、電力系統1を構成する各送電線の数ごと、各送電線の事故個所ごと及び事故パターンごとに想定される事故データを意味する。事故パターンとしては、例えば落雷による系統の1線地絡、2線地絡事故等が挙げられる。
In the assumed
安定度シミュレーション処理ステップ13は、想定事故設定ステップ12から設定される想定事故ごとに、前記初期状態推定入力ステップ11から入力される初期状態量を用いて、電力系統1の振る舞い(過渡安定度),つまり電力系統1の詳細安定度を計算し、安定度計算結果D2として出力する。具体的には、想定事故発生時の発電機の動特性を非線形常微分方程式で表し、数値積分手法(例えば4次のルンゲ・クッタ法)により、時々刻々変化する各変数の動きを計算する。この実施の形態においては、事故除去時点を基点として例えば0.01秒刻み幅で0.3秒程度経過するまで詳細安定度シミュレーションを繰り返し実施する。従って、事故発生時点を基点としてから0.3秒ないし0.5秒程度までの動特性を計算するだけであり、通常実施されている安定度計算には5.0秒程度かかることを考えると、10分の1程度の速さで動特性の計算を実施できる。
The stability
2機系モデル作成ステップ14は、安定度シミュレーション処理ステップ13で得られた安定度計算結果D2である初期過渡内部電圧ベクトル(大きさ,位相角)及び発電機有効電力出力と、予めデータベース3に記憶されている発電機分類情報D3とに基づいて等価な2機系モデルを作成する。ここで、発電機分類情報D3は、図2に示すように想定事故ごとに例えば不安定傾向の発電機情報と安定傾向の発電機情報とに分けて記憶されている。例えば不安定傾向の発電機情報だけを規定し、それ以外の発電機を安定傾向の発電機として取り扱ってもよく、また安定傾向の発電機情報だけを規定し、それ以外の発電機を不安定傾向の発電機として取り扱ってもよい。
In the two-machine
系統アドミッタンス推定ステップ15は、2機系モデル作成ステップ14で作成された2機系モデルでは2つの等価発電機を結ぶ等価な系統アドミッタンスが未知数となっているので、最小二乗法を用いて、等価な2機モデルにおける系統パラメータ(アドミッタンス)D4を推定する。
In the system
安定判別評価ステップ16は、系統アドミッタンス推定ステップ15で推定された系統アドミッタンスD4と前述した詳細安定度計算結果D2とに基づき、拡張等面積法を用いて安定判別と安定度の定量評価を行い、安定度判別結果D5を出力するものである。
The stability
次に、以上のような電力系統の過渡安定度判別方法の作用について詳細に説明する。
先ず、データベース3の所定領域内に、電力系統1で想定されるあらゆる想定事故データD1と、各想定事故ごとに不安定傾向の発電機情報及び安定傾向の発電機報からなる発電機分類情報D3が予め記憶されている。
Next, the operation of the above power system transient stability determination method will be described in detail.
First, in a predetermined area of the database 3, generator classification information D <b> 3 including all assumed accident data D <b> 1 assumed in the
以上のような状態において、外部から図示しない過渡安定度判別指令が入力されると、初期状態推定入力ステップ11が起動し、想定事故前の運転状態における現在電力系統1の各ノードの初期状態を状態推定計算し、安定度シミュレーション処理ステップ13に入力する。また、想定事故設定ステップ12では、データベース3から予め定められた順序に従って1つの想定事故データを取り出し、安定度シミュレーション処理ステップ13に設定する。
In a state as described above, when a transient stability determination command (not shown) is input from the outside, an initial state
安定度シミュレーション処理ステップ13では、想定事故設定ステップ12から設定される想定事故データに対し、対象電力系統1の初期状態を用いて、詳細安定度計算を実施し、想定事故発生時の電力系統1の振る舞い、特に発電機の振る舞いを計算する。すなわち、安定度シミュレーション処理ステップ13は、各発電機ごとに下記する微分方程式(1)〜(5)を用いて、発電機の振る舞いとなる動特性を計算し、安定度計算結果D2として出力する。
但し、δ:発電機内部位相角、ω:発電機回転子角速度、ω0:基準角速度(=2πf0、f0は基本周波数)、M:発電機単位慣性定数、Pm:機械入力、Pe:電気出力、D:制動係数、e´q:q軸過渡内部電圧、T´d0:d軸開路過渡時定数、T"d0:d軸開路初期過渡時定数、T"q0:q軸開路初期過渡時定数、Efd:界磁電圧に比例する内部電圧、EI:界磁電流に比例する内部電圧、Ψkd:d軸ダンパ回路の磁束、Ψkq:q軸ダンパ回路の磁束、id:d軸電機子電流、iq:q軸電気子電流、ikd:d軸ダンパ電流、ikq:q軸ダンパ電流、ra:電機子抵抗、Xd:d軸同期リアクタンス、X´d:d軸過渡リアクタンス、X"d:d軸初期過渡リアクタンス、Xq:q軸同期リアクタンス、X´q:q軸過渡リアクタンス、X"q:q軸初期過渡リアクタンス、X1:漏れリアクタンスである。 Where δ: generator internal phase angle, ω: generator rotor angular velocity, ω 0 : reference angular velocity (= 2πf 0, f 0 is the fundamental frequency), M: generator unit inertia constant, Pm: machine input, Pe: electrical output, D: damping coefficient, e'q: q-axis transient internal voltage, T'd0: d JikuHirakiro transition time constant, T "d0: d JikuHirakiro initial transient time constant, T" q0: q JikuHirakiro subtransient Time constant, E fd : Internal voltage proportional to field voltage, E I : Internal voltage proportional to field current, Ψ kd : Magnetic flux of d-axis damper circuit, Ψ kq : Magnetic flux of q-axis damper circuit, i d : d-axis armature current, i q: q-axis armature current, i kd: d-axis damper current, i kq: q-axis damper current, r a: armature resistance, X d: d-axis synchronous reactance, X'd: d-axis transient reactance, X ″ d : d-axis initial transient reactance, X q : q-axis synchronous reactance, X ′ q : q-axis transient reactance, X ″ q : q-axis initial transient reactance, X 1 : leakage reactance.
ところで、前記(1)式〜(5)式の右辺に属する諸量は下記(6)式に示す代数方程式及び下記(7)式〜(14)式から求めることができる。
但し、EG:発電機接続ノード電圧ベクトル
EL:負荷ノード電圧ベクトル
YGG:発電機接続ノード間のアドミッタンス行列
YGL:発電機接続ノード−負荷ノード間のアドミッタンス行列
YLG:負荷ノード−発電機接続ノード間のアドミッタンス行列
YLL:負荷ノード間のアドミッタンス行列
eG:発電機内部電圧ベクトル
yG:発電機の内部アドミッタンス
IL:負荷ノード電流ベクトル
また、発電機内部電流IG、発電機有効電力出力Pe、d軸電機子電流id、q軸電機子電流iq、d軸ダンパ電流ikd、q軸ダンパ電流ikq、発電機の界磁電流に比例する内部電圧EI、界磁電圧に比例する内部電圧Efdについては、下記する各式から求める。
E L : Load node voltage vector
Y GG : Admittance matrix between generator connection nodes
Y GL : Admittance matrix between generator connection node and load node
Y LG : Admittance matrix between load node and generator connection node
Y LL : Admittance matrix between load nodes
e G : Generator internal voltage vector y G : Generator internal admittance
I L : Load node current vector Further, generator internal current I G , generator active power output Pe , d-axis armature current i d , q-axis armature current i q , d-axis damper current i kd , q-axis damper The current i kq , the internal voltage E I proportional to the generator field current, and the internal voltage E fd proportional to the field voltage are obtained from the following equations.
なお、前記(7)式〜(14)式において、Re:実部、Im:虚部、fAVRのf:関数を表す。 In the equations (7) to (14), Re: real part, Im: imaginary part, and f: function of f AVR .
さらに、本発明方法では、発電機の界磁電圧制御系(AVR)や調速機制御系(GOV)を考慮する場合は、下記式に基づいてAVR及びGOVの状態変数の動きを計算する。
dyAVR/dt=FAVR(t、yAVR) ……(15)
dyGOV/dt=FGOV(t、yGOV) ……(16)
但し、(15)式及び(16)式において、
yAVR:AVRの状態変数ベクトル
FAVR:AVR制御特性関数ベクトル
yGOV:GOVの状態変数ベクトル
FGOV:GOV制御特性関数ベクトルである。
すなわち、本発明方法においては、ベクトルで表現される(15)式及び(16)式の微分方程式の計算が新たに追加される。
Furthermore, in the method of the present invention, when the field voltage control system (AVR) and the governor control system (GOV) of the generator are taken into account, the movements of the state variables of AVR and GOV are calculated based on the following equations.
dy AVR / dt = F AVR (t, y AVR) (15)
dy GOV / dt = F GOV (t, y GOV) (16)
However, in the equations (15) and (16),
y AVR : AVR state variable vector
F AVR : AVR control characteristic function vector
y GOV : GOV state variable vector
F GOV : GOV control characteristic function vector.
That is, in the method of the present invention, the calculation of the differential equations (15) and (16) expressed by vectors is newly added.
よって、本発明方法における安定度シミュレーション処理ステップ13としては、前記(6)式〜(14)式を用いて、微分方程式(1)式〜(5)式、(15)式、(16)式の右辺に属する諸量を算出した後、これら諸量を(1)式〜(5)式、(15)式、(16)式に代入し、これら微分方程式を解くことにより、Δt時間後の発電機諸量を計算する。そして、これらの計算結果を踏まえ、下記(17)式を用いて、発電機内部電圧ベクトルeGを求めた後、この求めた発電機内部電圧ベクトルeGを再度前記(6)式に代入し計算を繰り返していく。
上式において、sqrtは√を表す。 In the above formula, sqrt represents √.
以上のように安定度シミュレーション処理ステップ13では、各発電機に関する諸量については微分方程式を用いて計算し、系統全体に関する諸量については代数方程式を用いて計算し、それぞれ得られた諸量は図示されていないが適宜な記憶装置に記憶し、例えば0.1秒単位で時刻を進めながら安定度シミュレーションを繰り返し実施していく。そして、本実施の形態では、例えば0.5秒,つまり50回繰り返し実施する。
As described above, in the stability
以後、想定事故毎に、電力系統1の初期状態に基づき、安定度シミュレーションを繰り返し実施する。
Thereafter, the stability simulation is repeatedly performed based on the initial state of the
そして、各想定事故に対する安定度シミュレーションの実施により安定度計算結果D2である諸量が得られたならば、2機系モデル作成ステップ14に移行し、等価発電機の状態変数を求める。
Then, if various quantities that are the stability calculation result D2 are obtained by performing the stability simulation for each assumed accident, the process proceeds to the 2-machine
この2機系モデル作成ステップ14は、前述した安定度シミュレーション処理ステップ13で求められた例えば発電機単位関数M、発電機有効電力出力Pe、発電機内部電圧ベクトルeG、発電機内部位相角δ、発電機機械入力Pmその他の必要な諸量と、データベース3に記憶される発電機分類情報D3とを用い、かつ定式化により電力系統1の等価な2機系モデルを作成する。
The two-machine
なお、安定度シミュレーション処理ステップ13では、特定された想定事故のもとに安定度シミュレーションを実施しているので、当該想定事故における発電機分類情報D3から不安定傾向の発電機グループの等価発電機(縮約発電機)G1と安定傾向の発電機グループの等価発電機(縮約発電機)G2を容易に抽出できる。
In the stability
そこで、2機系モデル作成ステップ14においては、等価発電機の状態変数となる発電機有効電力出力PE1,PE2、発電機内部電圧EG1、EG2、発電機内部位相角δ1´、δ2´、発電機機械入力PM1,PM2を次式の計算によって求める。また、2つの等価発電機G1と等価発電機G2は、縮小Y行列(縮小アドミッタンス)で接続されている。その結果、図3に示すような電力系統1の等価な2機系モデルを作成することができる。なお、図中の縮小Y行列中のG11,G12,G22、B11,B12、B22は系統アドミッタンス(系統パラメータ)である。
なお、符号Mi,Mj等で表す添え字i,jは個別の発電機番号1,2,3,…を意味する。
The subscripts i and j represented by symbols Mi and Mj etc. mean
この2機系モデル作成ステップ14は、発電機分類情報D3に基づき、等価な2機系モデルを作成した後、系統アドミッタンス推定ステップ15に移行し、2機系モデルの系統アドミッタンスを推定する。
In this two-machine
系統アドミッタンス推定ステップ15は、2機系モデル作成ステップ14の処理段階では2つの等価発電機G1,G2を結ぶ等価な系統アドミッタンスが未知であるので、最小二乗法を用いて、等価2機系モデルの系統アドミッタンスを推定する。具体的には、図3に示す縮小Y行列のG11+jB11、G12+jB12、G22+jB22と前記(18)式〜(23)式に対し、前述した安定度シミュレーション処理ステップ13の安定度計算結果D2として出力される想定事故の事故除去後の複数時点の等価発電機の状態変数(PE1,PE2(=Peに相当する)、発電機内部位相角δ1、δ2)を代入すると、等価発電機の状態変数となる発電機有効電力出力PE1,PE2は下記式から求めることができる。なお、PE1(1),PE2(1)の(1)は例えば想定事故除去後の0.1秒における不安定傾向の等価発電機G1の発電機有効電力出力PE1と安定傾向の等価発電機G2の発電機有効電力出力PE2とを表し、1組に相当する。nは想定事故除去後の0.n秒における安定度計算のシミュレーションの時点を示し、n組目とも言える。
以上のような計算式から求めたいパラメータは、G11、G22、G12、B12の4つである。従って、2点以上の異なる時点の等価発電機の発電機有効電力出力PE、発電機内部電圧EG、発電機内部位相角δを取得すれば、最小二乗法によって4つの系統アドミッタンス(系統パラメータ)G11、G22、G12、B12を求めることが可能となる。 There are four parameters G11, G22, G12, and B12 that are desired to be obtained from the above formula. Therefore, if the generator active power output P E , the generator internal voltage E G , and the generator internal phase angle δ of the equivalent generator at two or more different points in time are obtained, the four grid admittances (system parameters ) G11, G22, G12, B12 can be obtained.
前述した(28)式〜(31)式を行列で書き直すと、下式のようになる。
を解くことにより、xすなわち、系統アドミッタンスD4(G11、G22、G12、B12)を求めることができる。 X, that is, the system admittance D4 (G11, G22, G12, B12) can be obtained.
この実施の形態においては、想定事故除去直後から例えば0.01秒刻み幅で0.3秒程度の詳細安定度シミュレーション結果(すなわち、30組((28)式〜(31)式から各組2本であるので、60本)の方程式を用いて解を得ることができる。
In this embodiment, a detailed stability simulation result of about 0.3 seconds in 0.01 second increments immediately after the removal of the assumed accident (that is, each
さらに、安定判別評価ステップ16を実行する。安定判別評価ステップ16は、系統アドミッタンス推定ステップ15により推定された系統アドミッタンスD4(G11、G22、G12、B12)を用いて、2機系モデルの方程式は以下のように2回微分により表すことができる。
すなわち、(35)式は、1機側である不安定傾向の等価発電機における(1)式および(2)式のδを2回微分し、かつMを右辺に移行させた値である。(32)式は、もう1機側の安定傾向の等価発電機における(1)式および(2)式のδを2回微分し、かつMを右辺に移行させた値である。なお、発電機内部電圧EG1、EG2には、詳細安定度シミュレーションの計算打ち切り時(tx)のEG1(tx)、EG2(tx)を用いる。 That is, equation (35) is a value obtained by differentiating δ in equations (1) and (2) twice in an unstable generator on the one side and shifting M to the right side. Equation (32) is a value obtained by differentiating δ in Equation (1) and Equation (2) twice in an equivalent generator with a stability tendency on the other aircraft side and shifting M to the right side. As generator internal voltages E G1 and E G2 , E G1 (tx) and E G2 (tx) at the time of calculation termination (tx) of the detailed stability simulation are used.
次に、δ=δ1−δ2、ω=ω1−ω2とすると、(35)式、(36)式は以下のように置き換えることができる。
この(39)式は一機無限大のモデルに相当するものである。 This equation (39) corresponds to an infinite model.
ここで、発電機単位慣性定数をM、発電機機械入力をPM、発電機有効電力出力をPeとすると、
M=(M1M2)/(M1+M2) ……(40)
PM/M=(PM1/M1)−(PM2/M2) ……(41)
Pe/M=Pe1/M1)−(Pe2/M2) ……(42)
で表せる。
Here, when the generator unit inertia constant is M, the generator machine input is P M , and the generator active power output is Pe,
M = (M 1 M 2 ) / (M 1 + M 2 ) (40)
P M / M = (P M1 / M 1) - (P M2 / M 2) ...... (41)
Pe / M = P e1 / M 1 ) − (P e2 / M 2 ) (42)
It can be expressed as
さらに、(40)式および(41)式から、発電機機械入力PMは、
で表せる。但し、MT=M1+M2 ……(44)
である。同様に、(40)式および(42)式から、発電機有効電力出力Peは、
It is. Similarly, from the equations (40) and (42), the generator active power output Pe is
で表せる。ここで、(45)式に、前記(37)式および(38)式を代入すると、発電機有効電力出力Peは、
Pe=[M2G11EG1 2
+M2EG1EG2{G12cos(δ1−δ2)+B12sin(δ1−δ2)}
−M1G22EG2 2
−M1G1EG2{G12cos(δ2−δ1)+B12sin(δ2−δ1)}]MT -1
……(46)
となる。
It can be expressed as Here, by substituting the equations (37) and (38) into the equation (45), the generator active power output Pe is
Pe = [M 2 G 11 E G1 2
+ M 2 E G1 E G2 {G 12 cos (δ 1 −δ 2 ) + B 12 sin (δ 1 −δ 2 )}
-M 1 G 22 E G2 2
−M 1 G 1 E G2 {G 12 cos (δ 2 −δ 1 ) + B 12 sin (δ 2 −δ 1 )}] M T −1
...... (46)
It becomes.
さらに、発電機有効電力出力Peは、δ=δ1−δ2(∵δ2−δ1=−δ)として整理すると、
Pe=[(M2G11EG1 2−M1G22EG2 2)
+(M2EG1EG2B12+M1EG1EG2B12)sinδ
+(M2EG1EG2G12−M1EG1EG2G12)cosδ]MT -1
=(M2G11EG1 2−M1G22EG2 2)MT -1+EG1EG2B12sinδ
+(M2−M1)EG1EG2G12cosδMT -1
=Pc+(Dsinδ+Ccosδ) ……(47)
但し、(47)式において、
Pc=M2G11EG1 2−M1G22EG2 2)MT -1 ……(48)
C=(M2−M1)EG1EG2G12cosδMT -1 ……(49)
D=EG1EG2B12 ……(50)
となる。
Furthermore, if the generator active power output Pe is arranged as δ = δ 1 −δ 2 (∵δ 2 −δ 1 = −δ),
Pe = [(M 2 G 11 E G1 2 −M 1 G 22 E G2 2 )
+ (M 2 E G1 E G2 B 12 + M 1 E G1 E G2 B 12 ) sin δ
+ (M 2 E G1 E G2 G 12 -M 1 E G1 E G2 G 12 ) cos δ] M T −1
= (M 2 G 11 E G 1 2 −M 1 G 22 E G2 2 ) M T −1 + E G1 E G2 B 12 sin δ
+ (M 2 −M 1 ) E G1 E G2 G 12 cos δM T −1
= Pc + (Dsinδ + Ccosδ) (47)
However, in the equation (47),
Pc = M 2 G 11 E G1 2 −M 1 G 22 E G2 2 ) M T −1 (48)
C = (M 2 −M 1 ) E G1 E G2 G 12 cos δM T −1 (49)
D = E G1 E G2 B 12 (50)
It becomes.
従って、前記(47)式で表す発電機有効電力出力Peは、
Pe=Pc+SQRT(C2+D2)×sin(δ+ν)
=Pc+Pmax×sin(δ+ν) ……(51)
に置き換えることができる。但し、(51)式において、
Pmax=SQRT(C2+D2) ……(52)
ν =tan-1(C+D) ……(53)
となる。SQRTは√を意味する。
Therefore, the generator active power output Pe expressed by the equation (47) is
Pe = Pc + SQRT (C 2 + D 2 ) × sin (δ + ν)
= Pc + Pmax × sin (δ + ν) (51)
Can be replaced. However, in equation (51)
Pmax = SQRT (C 2 + D 2) ...... (52)
ν = tan −1 (C + D) (53)
It becomes. SQRT means √.
そこで、前述した(51)式において、横軸に発電機内部位相角δをとり、縦軸に発電機有効電力出力Pをとると、図4に示すようなPe−δ曲線が得られる。今、通常運転時における運転点(イ)で事故が発生したとき、発電機の有効電力出力Peを電力系統1に送電できなくなって発電機の中のエネルギーが蓄積されて加速状態となり、それに伴って位相角が開いていく。その後、事故除去されると、発電機から発電機の有効電力出力Peが電力系統1に供給されるので、機械入力PMを越えてジャンプし、実線で示すPe−δ線上に沿って推移していく。このとき、機械入力PMを境とし、事故後の斜線で示すエネルギー面積(ロ)と事故除去後の斜線で示すエネルギー面積(ハ)とが等しければ機械入力PMのラインに戻って安定となるが、事故除去後のエネルギー面積(ハ)が小さい場合には不安定な状態に移行する。
Therefore, in the aforementioned equation (51), when the generator internal phase angle δ is taken on the horizontal axis and the generator active power output P is taken on the vertical axis, a Pe-δ curve as shown in FIG. 4 is obtained. Now, when an accident occurs at the operating point (a) during normal operation, the generator's active power output Pe cannot be transmitted to the
なお、図4において、δaは事故発生時のδ、δcは事故除去後のδを表す。また、δu,δ0は、PM=Pc+Pmax×sin(δ+ν)の解となる。 In FIG. 4, δa represents δ at the time of occurrence of the accident, and δc represents δ after the accident is removed. Further, δu and δ0 are solutions of P M = Pc + Pmax × sin (δ + ν).
そこで、安定判別評価ステップ16は、前記(51)式及び図4を用いて、拡張等面積法による安定判別を実施する。この安定判別に当たっては、下記(54)式及び(55)式を用いてACC、DCCを計算し、安定判別を行う。ACCは安定度シミュレーション処理ステップ13における詳細モデルによる計算を打ち切った時刻txの運動エネルギー(加速エネルギー)を表す。また、DCCは詳細モデルによる計算を打ち切った時刻txの減速エネルギーを表す。つまり、ACCはある時点における加速エネルギー(図4の(ロ)斜線部分に相当する)であり、DCCはある時点以降の減速エネルギー(図4の(ハ)斜線部分に相当する)である。
さらに、前記(54)式及び(55)式を用いてACC、DCCを求めた後、これらACC、DCCを用いて下式により安定判別の指標となる値Kを求める。
K={DCC(tx)−ACC(tx)}/ACCMAX ……(56)
なお、ACCMAX=ACCδ0である。
Further, after obtaining ACC and DCC using the equations (54) and (55), a value K serving as an index for determining stability is obtained using the following equations using these ACC and DCC.
K = {DCC (t x ) −ACC (t x )} / ACC MAX (56)
Note that ACC MAX = ACC δ0 .
そして、(56)式によって求めた安定判別の指標値Kを用いて、以下の判別条件のもとに安定か不安定かを判別評価する。
K>0 → 安定
K=0 → 安定限界
K<0 → 不安定
前記(56)式においては、ACC(tx)はプラス値であるので、減速エネルギーDCC(tx)と加速エネルギーACC(tx)との面積の大きさから、安定度を判別することが可能となる。すなわち、tx時点の加速エネルギーACC(tx)が減速エネルギーDCC(tx)を下回る場合には安定であり、上回る場合には不安定となり、いわゆる拡張等面積法に基づくものである。なお、txは事故様相毎に、事故様相のリレー動作に合わせて、事故除去後に0.1秒程度経過した時刻としてもよい。
Then, using the stability determination index value K obtained by the equation (56), it is determined and evaluated whether it is stable or unstable under the following determination conditions.
K> 0 → stable
K = 0 → stability limit
K <0 → unstable
In the equation (56), since ACC (t x ) is a positive value, the stability can be determined from the size of the area of the deceleration energy DCC (t x ) and the acceleration energy ACC (t x ). It becomes possible. That is, the acceleration energy ACC (t x ) at the time point t x is stable when the acceleration energy ACC (t x ) is lower than the deceleration energy DCC (t x ), and is unstable when the acceleration energy ACC (t x ) exceeds the acceleration energy ACC (t x ). Incidentally, t x is in each accident aspect, in accordance with the relay operation of the accident aspects, may be the time that has elapsed 0.1 seconds after the accident removed.
さらに、この実施の形態では、前記(56)式から明らかなように、減速エネルギーDCCと加速エネルギーACCとの差,つまりエネルギーのアンバランス量を加速エネルギーの最大量ACCMAXで割って正規化しているので、例えば複数の地点間の想定事故による安定度を定量的に評価できる。安定判別の指標となる値Kは1より小さい値となるが、このKが大きくなるほど不安定限界(K=0)から遠ざかっていることを判定できる。 Furthermore, in this embodiment, as apparent from the above equation (56), the difference between the deceleration energy DCC and the acceleration energy ACC, that is, the energy imbalance amount is divided by the maximum acceleration energy amount ACC MAX and normalized. Therefore, for example, the stability due to an assumed accident between a plurality of points can be quantitatively evaluated. The value K serving as an index for determining stability is a value smaller than 1, but it can be determined that the larger K is, the farther away from the instability limit (K = 0).
従って、以上のような実施の形態によれば、通常よりも短い時間間隔で詳細安定度シミュレーションを実施し、この安定度計算結果から想定事故に対する安定度の判別を行うことができ、かつ安定度判別に当たっても定量化された指標に基づいて安定な程度を把握することが可能となる。 Therefore, according to the embodiment as described above, the detailed stability simulation can be performed at a time interval shorter than usual, and the stability against the assumed accident can be determined from the stability calculation result. Even in the case of discrimination, it is possible to grasp the degree of stability based on the quantified index.
また、この実施の形態では、等価発電機の背後電圧の大きさと位相角とを用いて定式化するとともに、系統アドミッタンスを分離したので、最小二乗法による収束性が良く、安定して解を求めることが可能となり、特に反復計算は不要となる。 Further, in this embodiment, the formulation is formulated using the magnitude of the back voltage of the equivalent generator and the phase angle, and the system admittance is separated, so the convergence by the least square method is good and the solution is obtained stably. In particular, iterative calculations are unnecessary.
さらに、多くの想定事故ケースの中から不安定事故ケースを抽出することにより、不安定事故ケースに特化して、詳細な解析を短時間で実施することができる。 Furthermore, by extracting unstable accident cases from many assumed accident cases, it is possible to perform detailed analysis in a short time specialized for unstable accident cases.
さらに、時々刻々変化する電力系統に対して、定量化された安定度指標を用いて、定周期で計算し解析することにより、安定領域(K>0)から安定領域(K=0)に近づいて不安定領域(K<0)に移行する状態を把握できることから、安定度限界への接近を監視でき、電力系統1の安定運用に大きく貢献することが可能となる。
Further, the power system that changes from time to time is calculated and analyzed at regular intervals using a quantified stability index, and thus approaches the stable region (K = 0) from the stable region (K> 0). Therefore, it is possible to monitor the approach to the stability limit and greatly contribute to the stable operation of the
(第2の実施の形態)
図5は本発明に係る電力系統の安定度判別方法の第2の実施の形態を説明する処理の流れを示す図である。なお、同図において、図1と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a flow of processing for explaining the second embodiment of the stability determination method of the power system according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この電力系統の安定度判別方法は、初期状態推定入力ステップ11、想定事故設定ステップ12、安定度シミュレーション処理ステップ13及び安定判別評価ステップ16については第1の実施の形態と同じである。
In this power system stability determination method, the initial state
この実施の形態において、特に異なるところは、図1の2機系モデル作成ステップ14に代えて2機系簡易モデル作成ステップ21を用い、また系統アドミッタンス推定ステップ15に代えて系統パラメータ推定ステップ22を用いたことにある。
In this embodiment, the difference is that a two-machine simple
この2機系簡易モデル作成ステップ21は、安定度計算結果D2として得られる発電機内部位相角と発電機有効電力出力等を用い、予めデータベース3に記憶されている発電機分類情報D3とに基づいて等価な2機系モデルを作成する。系統パラメータ推定ステップ22は、2機系簡易モデル作成ステップ21で得られた等価な2機系モデルにおける系統アドミッタンスG11´、G22´、G12´、B12´と発電機内部電圧EGとの積を推定する機能を持っている。
This two-machine simple
次に、以上のような電力系統の安定度判別方法について具体的に説明する。
先ず、安定度シミュレーション処理ステップ13においては、前述したように想定事故設定ステップ12から設定される想定事故ごとに、前記初期状態推定入力ステップ11から入力される初期状態量を用いて、電力系統1の振る舞い(過渡安定度),つまり電力系統1の詳細安定度を計算し、安定度計算結果D2を得る。本実施の形態においては、事故除去後例えば0.01秒刻み幅で0.3秒程度経過まで詳細安定度シミュレーションを繰り返し実施する。なお、詳細は、前記(1)式〜前記(17)式で説明した通りである。
Next, the power system stability determination method as described above will be specifically described.
First, in the stability
以上のようにして安定度シミュレーション処理ステップ13を実施し、安定度シミュレーション結果である安定度計算結果D2が得られたならば、2機系簡易モデル作成ステップ21が安定度シミュレーション処理ステップ13で得られた発電機有効電力出力PE1,PE2、発電機内部電圧EGi、発電機内部位相角δ1i,δ1j及び発電機機械入力Pmi,Pmjを用い、かつ発電機分類情報D3に基づき、下記式によって等価発電機の状態変数を計算し、図6に示すような電力系統1の等価な2機系モデルを作成する。
なお、符号Mi,Mj等で表す添え字i,jは個別の発電機番号1,2,3,…を意味する。
The subscripts i and j represented by symbols Mi and Mj etc. mean
前記の式のうち、(2−3)式の発電機内部電圧EGiには、前述した(3)式のe´qを用いる。しかし、本実施例ではEGiは後述の系統パラメータ側に含めて推定するため、明示的には表れてこない。(つまり、「1」を用いる)。また、第1の実施の形態で説明した(22)式及び(23)式には(1)式のδを用いたが、第2の実施の形態の(2−4)式及び(2−5)式で用いるδ1,δ2は代数的に計算される(17)式のδ´を用いる点で第1の実施の形態と異なる。 Among the above equations, e ′ q of the above-described equation (3) is used for the generator internal voltage E Gi of the equation (2-3). However, in the present embodiment, E Gi is estimated by including it on the system parameter side described later, and thus does not appear explicitly. (That is, use “1”). Further, although δ in the expression (1) is used in the expressions (22) and (23) described in the first embodiment, the expressions (2-4) and (2- Δ 1 and δ 2 used in equation (5) differ from the first embodiment in that δ ′ in equation (17) is used algebraically.
さらに、2機系簡易モデル作成ステップ21で等価な2機系モデルを作成した後、系統パラメータ推定ステップ22に移行し、2機系モデルの系統パラメータを推定する。ここでは、縮小Y行列はG11´+jB11´、G12´+jB12´、G22´+jB22´で表す。但し、各パラメータは次のように定義する。
Further, after an equivalent two-machine model is created in the two-machine simple
G11´=EG1 2G11
G12´=EG1EG2G12
B12´=EG1EG2B12
G22´=EG2 2G22
これらパラメータG11´、G12´、B12´、G22´は、系統アドミッタンスと発電機接続ノード電圧との積で定義される。その結果、以上のように定義することにより、EGiの項が消え、第1の実施の形態で説明した(28)式〜(31)式は下記する(2−9)式〜(2−12)式となる。
G 12 '= E G1 E G2 G 12
B 12 '= E G1 E G2 B 12
G22 '= E G2 2 G 22
These parameters G 11 ′, G 12 ′, B 12 ′, and
ここで、求めたいパラメータは、G11´、G12´、B12´、G22´の4つである。従って、2点以上の異なる時点の等価発電機の発電機有効電力出力PE、発電機接続ノード電圧EG、発電機内部位相角δを取得すれば、最小二乗法によって4つの系統パラメータG11´、G12´、B12´、G22´,つまり図5に示す系統パラメータD21(系統アドミッタンスと電圧との積)を求めることができる。
Here, there are four parameters G 11 ′, G 12 ′, B 12 ′, and
そこで、前述した(2−9)式〜(2−12)式を行列で書き直すと、以下のように書き表すことができる。
この行列と第1の実施の形態で説明した前記(32)式の行列とを比較したとき、(32)式は右辺行列要素の中に電圧EGを入れた行列となっているが、(2−13)式は右辺行列要素の中の電圧EGに相当する要素の部分に「1」を入れ、かつ新しい変数であるパラメータG11´、G12´、B12´、G22´を掛けた行列となっている。
When comparing the matrix and the first said described in the embodiment of (32) of the matrix, but has a (32) is a matrix containing the voltage E G in the right-hand side matrix elements, ( In the expression 2-13), “1” is put in the element corresponding to the voltage E G in the right-hand side matrix element, and the parameters G 11 ′, G 12 ′, B 12 ′, and
そこで、前記(2−13)式を、
z=H・x ……(2−14)
とおき、最小二乗法を用いて、(2−14)式を変形すると、
x=(HTH)−1HTz(Tは転置行列を表す) ……(2−15)
を解くことにより、xすなわち、系統パラメータD21(G11´、G12´、B12´、G22´)を求める。
Therefore, the equation (2-13) is
z = H · x (2-14)
Then, using the method of least squares and transforming equation (2-14),
x = (H T H) -1 H Tz (T represents a transposed matrix) (2-15)
By solving, x ie, system parameters D21 (G 11 ', G 12 ', B 12 ', G22') Request.
そして、以上のようにして系統パラメータD21(G11´、G12´、B12´、G22´)を求めた後、安定判別評価ステップ16を実行する。安定判別評価ステップ16における一連の処理については第1の実施の形態で説明した通りであり、ここでは、その説明を省略する。
The above way system parameters D21 (G 11 ', G 12 ', B 12 ', G22') After obtaining the executes stability
従って、以上のような実施の形態によれば、系統パラメータを、系統アドミッタンスと電圧との積をパラメータとして最小二乗法を用いて推定するので、考慮区間(系統事故除去後から計算打ち切り時刻)までの電圧変化を加味した系統パラメータを推定でき、拡張等面積法の適用に対する電圧の選定の複雑さを解消できる。その他、第1の実施の形態と同様の効果を奏するものである。 Therefore, according to the embodiment as described above, the system parameter is estimated using the method of least squares with the product of the system admittance and the voltage as a parameter. It is possible to estimate the system parameters taking into account the voltage change, and to eliminate the complexity of voltage selection for the application of the extended equal area method. In addition, the same effects as those of the first embodiment are achieved.
(第3の実施の形態)
図7は本発明に係る電力系統の安定度判別方法の第3の実施の形態を説明する処理の流れを示す図である。なお、同図において、図1と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing a flow of processing for explaining the third embodiment of the power system stability determination method according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この電力系統の安定度判別方法は、第1の実施の形態と同様に、初期状態推定入力ステップ11、想定事故設定ステップ12、安定度シミュレーション処理ステップ13、2機系モデル作成ステップ14、系統アドミッタンス推定ステップ15及び安定判別評価ステップ16を有する他、新たに、想定事故設定ステップ12で設定される想定事故データD1を用いて、事故除去後の系統潮流を計算する事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31と、2次元位相角グルーピング処理ステップ32とを設けたものである。
As in the first embodiment, this power system stability determination method includes an initial state
この第3の実施の形態においては、電力系統の安定度判別に関する基本的な処理の流れは第1の実施の形態と同じである。特に異なるところは、人間による発電機分類情報の設定でなく、電力系統の初期状態データなどを用いて、計算式によって発電機分類情報D3´を取得することにある。 In the third embodiment, the basic processing flow relating to power system stability determination is the same as that of the first embodiment. Particularly, the difference is that the generator classification information D3 ′ is obtained by a calculation formula using the initial state data of the power system, etc., instead of setting the generator classification information by a human.
さらに、具体的に説明する。先ず、発電機のグループ分けに際し、潮流計算及び安定度計算によって電力系統1における初期状態の発電機内部位相角D31であるδ0iを求める。ここで、δ0iの「0」は初期状態を表し、iは発電機の任意の番号を表す。また、想定事故設定ステップ12から想定事故データD1を取り出し、事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31に送出する。
Furthermore, it demonstrates concretely. First, when the generators are grouped, δ0 i which is the generator internal phase angle D31 in the initial state in the
この事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31は、想定事故設定ステップ12から得られる想定事故データD1を用いて、安定度計算を実施し、各発電機の想定事故後系統の内部位相角D32であるδ2iを求める。「2」は想定事故後を表し、iは発電機の任意の番号を表す。また、事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31は、安定度計算結果D2のうち、各発電機の事故除去直後の内部位相角D33であるδ1iを取り出し、2次元位相角グルーピング処理ステップ32に送出する。ここで、「1」は事故除去直後を表し、iは発電機の任意の番号を表す。
In the post-accident generator internal phase
この2次元位相角グルーピング処理ステップ32は、初期状態の発電機内部位相角D31(δ0i)と、想定事故後系統の発電機内部位相角D32(δ2i)と、各発電機の事故除去直後の内部位相角D33(δ1i)とを用いて、不安定傾向の発電機グループと安定傾向の発電機グループとに分類分けした発電機分類情報D3´を得るものである。
This two-dimensional phase angle
次に、2次元位相角グルーピング処理ステップ32の処理動作について説明する。
一般に、発電機の不安定現象は、事故中の発電機におけるエネルギーの蓄積と事故除去後の系統状態といった2つの要因が大きく影響する。
そこで、これらの要因を考慮したとき、前述した3つの位相角に注目する。
(1) 初期電力系統の発電機内部位相角D31(δ0):初期状態の内部位相角
(2) 事故除去直後の発電機内部位相角D33(δ1):詳細安定度計算の事故除去直後の内部位相角
(3) 想定事故後系統の発電機内部位相角D32(δ2):事故後系統の潮流計算と初期値計算で求めた内部位相角である。
Next, the processing operation of the two-dimensional phase angle
In general, the instability phenomenon of a generator is greatly influenced by two factors such as energy accumulation in the generator in an accident and the system state after the accident is removed.
Therefore, when these factors are taken into consideration, attention is paid to the above-described three phase angles.
(1) Generator internal phase angle D31 (δ0) of the initial power system: internal phase angle in the initial state
(2) Generator internal phase angle D33 (δ1) immediately after the accident is removed: Internal phase angle immediately after the accident is removed in the detailed stability calculation
(3) Generator internal phase angle D32 (δ2) of the post-accident system: This is an internal phase angle obtained by tidal current calculation and initial value calculation of the post-accident system.
そして、これら3つの位相角δ0,δ1,δ2を用いて、図8に示すような2次元座標を考える。すなわち、事故中の特性を表す(δ1−δ0)をY軸とし、事故除去後の特性を表す(δ2−δ0)をX軸とする。さらに、それぞれの発電機単位慣性定数Mを考慮した加重平均値(δ1−δ0)k及び(δ2−δ0)k(kは任意の整数)をしきい値とし、2次元座標上に示し、発電機のグループ分けを行う。なお、Y軸のしきい値(δ1−δ0)k及びX軸のしきい値(δ2−δ0)kは下記式で表せる。
そして、以上のような2次元座標上において、X軸のしきい値より大きく、かつY軸のしきい値より大きい発電機をグループ1とし、それ以外の発電機をグループ2とし、これらグループ1,2に属する発電機群に分けることにより、発電機分類情報D3´を取り出すことができる。
On the two-dimensional coordinates as described above, the generators that are larger than the X-axis threshold value and larger than the Y-axis threshold value are set as
また、2次元位相角グルーピング処理ステップ32においては、図9に示すようにX軸のしきい値より大きい発電機をグループ1とし、それ以外の発電機をグループ2とし、発電機分類情報D3´を作成してもよい。
Further, in the two-dimensional phase angle
ほとんどの発電機は事故中に加速することから、事故中の特性を表す(δ1−δ0)は正の値となる。なお、2次元座標上のB領域は、事故中は平均値以下となるが、事故除去後には位相角が大きくなる発電機を含むことになり、事故除去後の特性を考慮する必要がある。 Since most generators are accelerated during an accident, (δ1-δ0) representing the characteristics during the accident is a positive value. The B region on the two-dimensional coordinates is equal to or less than the average value during the accident, but includes a generator whose phase angle increases after the accident is removed, and the characteristics after the accident need to be taken into consideration.
従来のグルーピング法では、(δ1−δ0)が正の領域(A+C)を不安定傾向の発電機としたが、この実施の形態では、事故除去後の特性(δ2−δ0)を考慮し、不安定傾向の発電機を作成できる。 In the conventional grouping method, the region where (δ1−δ0) is positive (A + C) is an unstable generator. However, in this embodiment, the characteristics after the accident removal (δ2−δ0) are taken into account. A generator with a stable tendency can be created.
従って、この実施の形態によれば、複数の想定事故に対して安定度シミュレーションを実施する場合に、想定事故に応じた発電機のグルーピングを人間の判断ではなく、事故中の特性を表す(δ1−δ0)と事故除去後の特性を表す(δ2−δ0)とを用いて2次元座標を考え、その座標上の所定のしきい値のもとに計算式に基づいて自動的にグルーピングを決定することができる。しかも、発電機のグルーピングに際しては、発電機の不安定現象の要因となる事故中の発電機のエネルギーの蓄積と事故除去後の系統状態とを考慮して決定することから、想定事故毎に発電機の適切なグルーピングを行うことができる。 Therefore, according to this embodiment, when the stability simulation is performed on a plurality of assumed accidents, the grouping of the generators corresponding to the assumed accidents is not a human judgment but represents the characteristics during the accident (δ1 -Δ0) and (δ2-δ0) representing the characteristics after accident removal are considered, and a grouping is automatically determined based on a calculation formula based on a predetermined threshold on the coordinates. can do. In addition, when grouping generators, it is determined in consideration of the accumulation of generator energy during an accident that causes the unstable phenomenon of the generator and the system state after the accident is removed. Appropriate grouping of machines can be performed.
(第4の実施の形態)
図10は本発明に係る電力系統の安定度判別方法の第4の実施の形態を説明する処理の流れ示す図である。なお、同図において、図1と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing a process flow for explaining the fourth embodiment of the stability determination method of the power system according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この電力系統の安定度判別方法は、第1の実施の形態と同様に、初期状態推定入力ステップ11、想定事故設定ステップ12、安定度シミュレーション処理ステップ13、2機系モデル作成ステップ14、系統アドミッタンス推定ステップ15及び安定判別評価ステップ16を有する他、新たに安定度シミュレーション処理ステップ13で得られる事故除去直後の発電機内部位相角角速度を用いて、加速エネルギー指標と減速エネルギー指標とを計算し、これら2つのエネルギー指標に基づいて発電機の分類情報D3´を作成する2次元エネルギー指標グルーピング処理ステップ41を設けたものである。
As in the first embodiment, this power system stability determination method includes an initial state
この第4の実施の形態においても、電力系統の安定度判別に関する基本的な処理の流れは第1の実施の形態と同じであり、特に所定の計算式に基づいて自動的に発電機分類情報D3を作成する点が異なる。 Also in the fourth embodiment, the basic processing flow for determining the stability of the power system is the same as that of the first embodiment, and in particular, the generator classification information is automatically generated based on a predetermined calculation formula. The difference is that D3 is created.
次に、以上のような電力系統の安定度判別方法の動作について説明する。 Next, the operation of the power system stability determination method as described above will be described.
安定度シミュレーション処理ステップ13においては、前述したように想定事故設定ステップ12から設定される想定事故ごとに、前記初期状態推定入力ステップ11から入力される初期状態量を用いて、電力系統1の振る舞い(過渡安定度),つまり電力系統1の詳細安定度を計算し、安定度計算結果D2を取得する。なお、詳細説明は、前記(1)式〜前記(17)式に基づいて説明した通りである。
In the stability
そこで、この実施の形態では、安定度シミュレーション処理ステップ13により得られる安定度計算結果D2から事故除去直後の発電機内部位相角角速度ωを取り出すとともに、事故中の加速エネルギーと事故除去後の減速エネルギーとの2つの指標をX軸、Y軸として2次元上に表し、以下のような処理に従って発電機のグルーピングを行う。
Therefore, in this embodiment, the generator internal phase angular angular velocity ω immediately after the accident is removed from the stability calculation result D2 obtained in the stability
先ず、事故中の各発電機に蓄えられる加速エネルギーをAE(Acceleration Energy)と呼ぶ。この加速エネルギーAEは事故除去瞬時の状態を表す指標となり、次式で表わすことができる。
但し、Miは各発電機の慣性定数、Δωiは各発電機の各角度偏差である。 Where Mi is the inertia constant of each generator, and Δωi is the angular deviation of each generator.
前記(4−1)式において、右辺第1項は発電機の加速エネルギー、右辺第2項は慣性中心軸(慣性定数の和を持つ仮想発電機)の加速エネルギーである。 In the equation (4-1), the first term on the right side is the acceleration energy of the generator, and the second term on the right side is the acceleration energy of the inertial central axis (virtual generator having the sum of inertia constants).
ここで、各発電機の角速度偏差Δωiは、事故継続時間をΔT、事故前の発電機有効電力出力をP0i、事故発生時の発電機有効電力出力をPfiとすると、次の計算式により近似的に求めることができる。
Δωi={(P0i−Pfi)/Mi}ΔT ……(4−3)
よって、各発電機のAEは、前記(4−1)式〜(4−3)式をまとめることにより、以下のような式となる。
Δωi = {(P0i−Pfi) / Mi} ΔT (4-3)
Therefore, the AE of each generator becomes the following equation by combining the equations (4-1) to (4-3).
一方、事故除去後の各発電機の減速エネルギーをDE(Deceleration Energy)と呼ぶ。この減速エネルギーDEは、事故除去後の状態を表す指標となる。加速エネルギーAEの場合と同様、発電機iの慣性定数をMi、事故発生前の発電機有効電力出力をP0i、事故除去瞬時の発電機有効電力出力をPciとすると、慣性中心を基準とした各発電機の減速力Pdiは、次式で表せる。
さらに、以上のようにして事故中の加速エネルギーAEと事故除去後の減速エネルギーDEを求めたならば、当該事故中の加速エネルギーAEをX軸とし、事故除去後の減速エネルギーDEをY軸とし、2次元座標を持つグラフとする。そして、各エネルギーの平均値をしきい値として座標上に示すことにより、発電機のグループ分けをすることが可能である。すなわち、X軸のしきい値より大きく、かつY軸のしきい値より大きい発電機をグループ1とし、それ以外の発電機をグループ2とすることにより、発電機分類情報D3´を作成できる。
Further, when the acceleration energy AE during the accident and the deceleration energy DE after the accident removal are obtained as described above, the acceleration energy AE during the accident is the X axis, and the deceleration energy DE after the accident removal is the Y axis. The graph has two-dimensional coordinates. Then, the generators can be grouped by indicating the average value of each energy on the coordinates as a threshold value. That is, the generator classification information D3 ′ can be created by setting the generators larger than the X-axis threshold and larger than the Y-axis threshold to
2次元エネルギー指標グルーピング処理ステップ41により所定の計算式に基づいて発電機分類情報D3´を作成した後、2機系モデル作成ステップ14では、安定度計算結果D2と発電機分類情報D3´とを用いて、等価な2機系モデルを作成する。なお、2機系モデル作成ステップ14以降の処理は第1の実施の形態と同様であり、ここではそれらの説明に譲る。
After generating the generator classification information D3 ′ based on a predetermined calculation formula in the two-dimensional energy index
従って、以上のような実施の形態によれば、複数の想定事故に対して安定度シミュレーションを実施する場合に、想定事故に応じた発電機のグルーピングを人間の判断ではなく、事故中の加速エネルギーと事故除去後の減速エネルギーとを指標として用いることにより、発電機のグループ分けを決定することができる。しかも、発電機のグルーピングに際しては、発電機の不安定現象の要因となる事故中の発電機の加速エネルギーと事故除去後の発電機の減速エネルギーとを考慮して決定することから、想定事故毎に発電機の適切なグルーピングを行うことができる。 Therefore, according to the embodiment as described above, when the stability simulation is performed for a plurality of assumed accidents, the grouping of the generators corresponding to the assumed accidents is not a human judgment, but the acceleration energy during the accidents. And the deceleration energy after the accident removal is used as an index, the generator grouping can be determined. In addition, when grouping generators, it is determined in consideration of the acceleration energy of the generator during the accident, which causes the unstable phenomenon of the generator, and the deceleration energy of the generator after the accident is removed. The generator can be grouped appropriately.
(第5の実施の形態)
図11は本発明に係る電力系統の安定度判別方法の第5の実施の形態を説明する処理手順を示す図である。なお、同図において、図1と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 11: is a figure which shows the process sequence explaining 5th Embodiment of the stability determination method of the electric power grid | system which concerns on this invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この電力系統の安定度判別方法は、第1の実施の形態と同様に、初期状態推定入力ステップ11、想定事故設定ステップ12、安定度シミュレーション処理ステップ13、2機系モデル作成ステップ14、系統アドミッタンス推定ステップ15及び安定判別評価ステップ16を有する。
As in the first embodiment, this power system stability determination method includes an initial state
さらに、この実施の形態では、安定度スクリーニングステップ51と詳細安定度検証ステップ52とを新たに追加し、現在の系統における更なる安定判別の信頼度を高める処理を実現するものである。 Furthermore, in this embodiment, a stability screening step 51 and a detailed stability verification step 52 are newly added to realize a process for increasing the reliability of further stability determination in the current system.
安定度スクリーニングステップ51は、複数の想定事故ケースにおける安定判別評価ステップ16で得られた安定判別結果D5から不安定ケースを抽出するものである。
The stability screening step 51 extracts an unstable case from the stability determination result D5 obtained in the stability
詳細安定度検証ステップ52は、安定度スクリーニングステップ51で抽出された不安定ケースに対して、解析対象時間にわたって全ての安定度計算を実施し、その結果から安定判別結果を取り出すものである。 The detailed stability verification step 52 performs all the stability calculations over the analysis target time for the unstable case extracted in the stability screening step 51, and extracts the stability determination result from the result.
以下、この実施の形態において、特に新たに追加した部分の処理動作について説明する。
前述した各実施の形態における安定判別評価ステップ16では、推定された系統パラメータD4と前述した詳細安定度計算結果D2とに基づき、拡張等面積法を用いて安定判別と安定度の定量評価,つまり安定判別結果D5を取り出している。この安定判別評価処理に関する動作説明は第1の実施の形態の説明に譲る。
Hereinafter, in this embodiment, the processing operation of the newly added part will be described.
In the stability
第1の実施の形態では、(56)式にて安定度の指標となる値Kを求めたが、本実施の形態における安定度スクリーニングステップ51では、当該安定度の指標となる値Kが負の値であれば不安定とし、該当する想定事故を計算対象とする。また、全ての想定事故が安定と判別された場合には、Kの値が小さいものから順番に予め定めたケース数分(例えば10ケース分)について該当する想定事故を計算対象として抽出し、詳細安定度検証ステップ52に送出する。 In the first embodiment, the value K serving as the stability index is obtained by the equation (56). However, in the stability screening step 51 according to the present embodiment, the value K serving as the stability index is negative. If the value is, it is considered unstable, and the corresponding accident is considered for calculation. In addition, when all the assumed accidents are determined to be stable, the corresponding assumed accidents are extracted as calculation targets for a predetermined number of cases (for example, 10 cases) in order from the smallest value of K. Send to stability verification step 52.
この詳細安定度検証ステップ52は、計算対象とされた想定事故に対して、予め決められた時間(例えば5秒)の間、安定度シミュレーションを実施し、系統の振る舞いや発電機の振る舞いを計算する。そして、この一連の計算結果から現在系統が安定なのか、不安定なのかを検証し、判別結果を出すものである。 In this detailed stability verification step 52, a stability simulation is performed for a predetermined time (for example, 5 seconds) for the assumed accident to be calculated, and the system behavior and the generator behavior are calculated. To do. Then, from this series of calculation results, it is verified whether the current system is stable or unstable, and a discrimination result is obtained.
この実施の形態によれば、大量の想定事故に対して高速で簡易な安定判別を行うとともに、明らかに不安定傾向の事故ケースに絞りながら詳細安定度計算を行うことにより、現在系統の状態を高速、かつ高信頼度をもって安定判別することができる。 According to this embodiment, high-speed and simple stability determination is performed for a large number of assumed accidents, and detailed stability calculation is performed while focusing on accident cases that are clearly unstable. Stable determination can be performed with high speed and high reliability.
なお、第5の実施の形態は、第1の実施の形態に適用して説明したが、前述する第2ないし第4の実施の形態にも同様に適用できることは言うまでもない。 Although the fifth embodiment has been described by applying to the first embodiment, it is needless to say that the fifth embodiment can be similarly applied to the second to fourth embodiments described above.
(第6の実施の形態)
図12は本発明に係る電力系統の安定度判別方法の第6の実施の形態を説明する処理の流れを示す図である。なお、同図において、第1の実施形態で説明した図1と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
(Sixth embodiment)
FIG. 12 is a diagram showing a flow of processing for explaining the sixth embodiment of the power system stability determination method according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この電力系統の安定度判別方法は、初期状態推定入力ステップ11、想定事故設定ステップ12、安定度シミュレーション処理ステップ13、2機系モデル作成ステップ14及び系統アドミッタンス推定ステップ15は第1の実施の形態と同じである。
In this power system stability determination method, the initial state
この実施の形態において、特に異なるところは、図1に示す安定判別評価ステップ16に代えて、再閉路後曲線近似ステップ61と再閉路シーケンス付き安定判別評価ステップ62とを用いたことにある。
In this embodiment, the difference is that, in place of the stability
前述したように第1の実施の形態における安定判別評価ステップ16は、図4に示すP−δ曲線(カーブ)を基に想定事故における各発電機の安定判別を行うが、この時、当該想定事故が不平衡事故の場合、開閉器の再閉路後にP−δ曲線が図13に示すようにP1からP2に推移する。同図13において、δtは再閉路実施時の位相角を示す。つまり、開閉器の再閉路により、P−δ曲線が別の曲線に推移する。
As described above, the stability
その結果、再閉路実施時にP−δ曲線が切り替わった場合、安定判別評価ステップ16は、前記(55)式を用いてDCC(減速エネルギー)を算出することができない。
As a result, when the P-δ curve is switched during the reclosing operation, the stability
そこで、本実施の形態では、安定判別評価ステップ16の代わりに、再閉路後曲線近似ステップ61及び再閉路シーケンス付き安定判別評価ステップ62とを用いて、安定判別を実施する。再閉路後曲線近似ステップ61は、データベース3に格納される想定事故データD1を参照し、以上のようなケースにおける想定事故情報を取得する。
Therefore, in this embodiment, instead of the stability
そして、再閉路後曲線近似ステップ61は、想定事故が平衡事故であれば、安定判別評価ステップ16と同様の手法,すなわち、前記(55)式を用いてDCCを算出し安定度判別を行うが、想定事故が不平衡事故であれば、図13に示す開閉器の再閉路後の曲線P2を推定する。今、安定度シミュレーション処理ステップ13における開閉器の再閉路時刻を0.5秒、刻み幅を0.01秒とすると、再閉路後のP−δ曲線は以下のように推定する。なお、曲線近似を推定するに際し、Pcは再閉路の前後で変化しない、νは再閉路の前後で変化しないことを前提条件とする。
Then, after the reclosing
再閉路前:曲線P1=Pc+P1maxsin(δ+ν) ……(61)
再閉路後:曲線P2=Pc+P2maxsin(δ+ν) ……(62)
ここで、(62)式を、P2max=(P2−Pc)/sin(δ+ν)と置き換えた後、前記(61)式を代入してsinを消去すると、
P2max=(P2−Pc)/{(P1−Pc)/P1max}
=P1max(P2−Pc)/(P1−Pc)となる。
ここで、再閉路前後に着目すると、
P2max=P1max(P(0.50秒)−Pc)/(P(0.49秒)−Pc)となる。
Before reclosing: Curve P1 = Pc + P1 max sin (δ + ν) (61)
After reclosing: Curve P2 = Pc + P2 max sin (δ + ν) (62)
Here, after replacing equation (62) with P2 max = (P2−Pc) / sin (δ + ν), substituting equation (61) to eliminate sin,
P2max = (P2-Pc) / {(P1-Pc) / P1max }
= P1 max (P2-Pc) / (P1-Pc).
Here, paying attention to before and after reclosing,
P2 max = P1 max (P (0.50 seconds) −Pc) / (P (0.49 seconds) −Pc).
そこで、再閉路後曲線近似ステップ61は、以上のような再閉路後のP−δ曲線を推定した後、再閉路シーケンス付き安定判別評価ステップ62に移行し、ここで、下記式に基づいてDCCを算出する。
ここで、(63−2)式において、ta:再閉路直前の時間、tb:再閉路直後の時間である。 Here, in the equation (63-2), ta is a time immediately before reclosing, and tb is a time immediately after reclosing.
すなわち、(63−1)式の計算式に基づき最終的に(63−2)式を導き、DCCを算出することができる。ここで、P1max,P2maxは前述した通りである。 That is, the DCC can be calculated by finally deriving the equation (63-2) based on the equation (63-1). Here, P1 max and P2 max are as described above.
従って、以上のような実施の形態によれば、想定事故が不平衡事故の場合、再閉路後にP−δ曲線が再閉路前と別の曲線に推移した場合であっても、精度の高いDCC(減速エネルギー)を算出できる。 Therefore, according to the embodiment as described above, when the assumed accident is an unbalanced accident, even if the P-δ curve changes to a different curve from that before the reclosing after the reclosing, the highly accurate DCC (Deceleration energy) can be calculated.
なお、この第6の実施の形態は、第1の実施の形態の安定判別評価ステップ16に代えて、再閉路後曲線近似ステップ61及び再閉路シーケンス付き安定判別評価ステップ62を適用した例について説明したが、前述する第2〜第5の実施の形態及び後記する第7,8の実施の形態にも同様に適用できることは言うまでもない。
In the sixth embodiment, an example in which a post-reclosing
(第7の実施の形態)
図14は本発明に係る電力系統の安定度判別方法の第7の実施の形態を説明する処理の流れを示す図である。なお、同図において、第3の実施の形態で説明した図7と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
(Seventh embodiment)
FIG. 14 is a diagram showing a flow of processing for explaining a seventh embodiment of the power system stability determination method according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 7 described in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この電力系統の安定度判別方法は、第3の実施の形態と同様に、初期状態推定入力ステップ11、想定事故設定ステップ12、安定度シミュレーション処理ステップ13、2機系モデル作成ステップ14、系統アドミッタンス推定ステップ15、安定判別評価ステップ16及び2次元位相角グルーピング処理ステップ32を有する他、図7に示す事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31に代わり、想定事故対象送電線のインピーダンスを大きくして潮流計算を実施する簡易インピーダンス潮流計算ステップ71を設けたものである。
As in the third embodiment, this power system stability determination method is performed by an initial state
この第7の実施の形態においては、電力系統の安定度判別に関する基本的な処理の流れは第3の実施の形態と同じである。特に異なるところは、第3の実施の形態を説明する図7に示す事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31に代えて、簡易インピーダンス潮流計算ステップ71を設け、この簡易インピーダンス潮流計算ステップ71における潮流計算に当たり、想定事故対象送電線のインピーダンスを大きくして潮流計算を実施する点が異なる。
In the seventh embodiment, the basic processing flow for determining the stability of the power system is the same as that of the third embodiment. A particularly different point is that instead of the post-accident generator internal phase
さらに、具体的に説明する。第3の実施の形態では、発電機の不安定現象は、事故中の発電機におけるエネルギーの蓄積と事故除去後の系統状態の2つの要因による影響を大きく受ける。そこで、これらの要因を考慮したとき、次の3つの位相角に注目する。 Furthermore, it demonstrates concretely. In the third embodiment, the instability phenomenon of the generator is greatly affected by two factors, that is, energy accumulation in the generator during the accident and the system state after the accident is removed. Therefore, when considering these factors, attention is paid to the following three phase angles.
(1) 初期電力系統の発電機内部位相角D31(δ0):初期状態の内部位相角
(2) 事故除去直後の発電機内部位相角D33(δ1):詳細安定度計算の事故除去直後の内部位相角
(3) 想定事故後系統の発電機内部位相角D32(δ2):事故後系統の潮流計算と初期値計算で求めた内部位相角である。
(1) Generator internal phase angle D31 (δ0) of the initial power system: internal phase angle in the initial state
(2) Generator internal phase angle D33 (δ1) immediately after the accident is removed: Internal phase angle immediately after the accident is removed in the detailed stability calculation
(3) Generator internal phase angle D32 (δ2) of the post-accident system: This is an internal phase angle obtained by tidal current calculation and initial value calculation of the post-accident system.
第3の実施の形態では、事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31が前記(3)によって想定事故設定ステップ12から得られる想定事故データD1を用いて、潮流計算を実施し、各発電機の想定事故後系統の内部位相角D32であるδ2iを求めている。この時、想定事故によっては潮流計算が未収束となる場合が出てくる。想定事故後の潮流計算が収束しないということは、安定度が過酷であることを意味しており、ここで、安定判別評価ステップ16を実施せずに不安定と判定することは可能と言える。しかし、その結果、安定判別指標値Kが算出できなくなり、定量的な安定度判別が不可能となる。
In the third embodiment, the generator internal phase
そこで、本実施の形態では、事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31に代わり、簡易インピーダンス潮流計算ステップ71を使用し、想定事故対象送電線のインピーダンスを大きくして潮流計算を実施する。
Therefore, in this embodiment, instead of the generator internal phase
一般に、送電線を開放することによりインピーダンスを無限大に模擬することが可能であるが、本実施の形態では、送電線のインピーダンスとして、潮流計算で収束可能な程度の大きさ(5〜10倍程度)にし、潮流計算を実施し、δ2iを求めるものである。この場合、δ2iの精度は多少低下するが、他の想定事故との対比のために使用することから、問題なく適用できる。 In general, it is possible to simulate the impedance infinite by opening the transmission line, but in this embodiment, the impedance of the transmission line is a size that can be converged by power flow calculation (5 to 10 times) The tide calculation is performed to obtain δ2i. In this case, the accuracy of δ2i is somewhat reduced, but it can be used without any problem because it is used for comparison with other assumed accidents.
なお、本実施の形態においては、第3の実施の形態における事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31が実施していた安定度計算結果D2からのδ1iの取り出しについては、同様に簡易インピーダンス潮流計算ステップ71にて行うものである。
In the present embodiment, the simple impedance flow calculation is similarly applied to the extraction of δ1i from the stability calculation result D2 performed by the post-accident generator internal phase
従って、この実施の形態によれば、事故除去後の定常状態における潮流計算が未収束となるような過酷な想定事故においても潮流計算を収束させる手段を設けることにより、確実にδ2iを算出することができる。その結果、前述した安定判別指標値Kを用いて、他の想定事故との安定度判別が可能となる。 Therefore, according to this embodiment, it is possible to reliably calculate δ2i by providing means for converging the tidal current calculation even in a severe assumed accident in which the tidal current calculation in the steady state after the accident removal is not yet converged. Can do. As a result, it is possible to determine the stability from other assumed accidents using the above-described stability determination index value K.
(第8の実施の形態)
図15は本発明に係る電力系統の安定度判別方法の第8の実施の形態を説明する処理の流れを示す図である。なお、同図において、第3の実施形態で説明した図7と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
(Eighth embodiment)
FIG. 15 is a diagram showing a flow of processing for explaining an eighth embodiment of the power system stability determination method according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 7 described in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この電力系統の安定度判別方法は、第3の実施の形態と同様に、初期状態推定入力ステップ11、想定事故設定ステップ12、安定度シミュレーション処理ステップ13、2機系モデル作成ステップ14、系統アドミッタンス推定ステップ15、安定判別評価ステップ16及び2次元位相角グルーピング処理ステップ32を有する他、図7に示す事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31に代わり、安定度計算結果D2より詳細安定度シミュレーションの計算打ち切り時txにおける各発電機の内部位相角D33をδ2iとして取り出す発電機内部位相角取り出しステップ81を設けたものである。
As in the third embodiment, this power system stability determination method is performed by an initial state
この第8の実施の形態においては、電力系統の安定度判別に関する基本的な処理の流れは第3の実施の形態と同じである。特に異なるところは、第3の実施の形態における事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31にて、潮流計算を実施して内部位相角D32であるδ2iを算出する代わりに、発電機内部位相角取り出しステップ81が安定度計算結果D2より詳細安定度シミュレーションの計算打ち切り時txにおける各発電機の内部位相角D33をδ2iとして取り出し、2次元位相角グルーピング処理ステップ32に送出する点が異なる。
In the eighth embodiment, the basic processing flow for determining the stability of the power system is the same as that of the third embodiment. The difference is that, in the third embodiment, the generator internal phase
さらに、具体的に説明する。前述した通り、発電機の不安定現象は、事故中の発電機におけるエネルギーの蓄積と事故除去後の系統状態といった2つの要因による影響を大きく受ける。そこで、これらの要因を考慮したとき、前述したように次の3つの位相角に注目する。 Furthermore, it demonstrates concretely. As described above, the instability phenomenon of the generator is greatly influenced by two factors such as energy accumulation in the generator during the accident and the system state after the accident is removed. Therefore, when these factors are considered, attention is paid to the following three phase angles as described above.
(1) 初期電力系統の発電機内部位相角D31(δ0):初期状態の内部位相角
(2) 事故除去直後の発電機内部位相角D33(δ1):詳細安定度計算の事故除去直後の内部位相角
(3) 想定事故後系統の発電機内部位相角D32(δ2):事故後系統の潮流計算と初期値計算で求めた内部位相角である。
(1) Generator internal phase angle D31 (δ0) of the initial power system: internal phase angle in the initial state
(2) Generator internal phase angle D33 (δ1) immediately after the accident is removed: Internal phase angle immediately after the accident is removed in the detailed stability calculation
(3) Generator internal phase angle D32 (δ2) of the post-accident system: This is an internal phase angle obtained by tidal current calculation and initial value calculation of the post-accident system.
第3の実施の形態では、事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31が前記(3)に基づき、想定事故設定ステップ12から得られる想定事故データD1を用いて、潮流計算を実施し、各発電機の想定事故後系統の内部位相角D32であるδ2iを求めている。この時、想定事故によっては潮流計算が未収束となる場合が出てくる。想定事故後の潮流計算が収束しないということは、安定度が過酷であることを意味しており、ここで、安定判別評価ステップ16を実施せずに不安定と判定することは可能と言える。しかし、その結果、安定判別指標値Kが算出できなくなり、定量的な安定度判別が不可能となる。
In the third embodiment, after the accident removal, the generator internal phase
そこで、本実施の形態では、事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31に代わり、発電機内部位相角取り出しステップ81が安定度計算結果D2のうち、詳細安定度シミュレーションの計算打ち切り時txにおける各発電機の内部位相角D33をδ2iとして取り出し、2次元位相角グルーピング処理ステップS32に送出する。詳細安定度シミュレーションの計算打ち切り時txでは、事故除去後の系統状態も反映された位相角が求められているので、δ2iとして適用可能である。
Therefore, in the present embodiment, instead of the generator internal phase
なお、本実施の形態は、第3の実施の形態における事故除去後発電機内部位相角演算ステップ31が実施していた安定度計算結果D2からのδ1iの取り出しについては、同様に発電機内部位相角取り出しステップ81にて行うものである。
In the present embodiment, similarly to the extraction of δ1i from the stability calculation result D2 performed in the post-accident generator internal phase
従って、この実施の形態によれば、事故除去後の定常状態における潮流計算が未収束となるような過酷な想定事故においても潮流計算を収束させる手段を設けることにより、δ2iを算出することが可能となる。その結果、前述した安定判別指標値Kを用いて、他の想定事故との安定度判別が可能となる。 Therefore, according to this embodiment, it is possible to calculate δ2i by providing means for converging the tidal current calculation even in a severe assumed accident in which the tidal current calculation in the steady state after the accident removal is unconverged. It becomes. As a result, it is possible to determine the stability from other assumed accidents using the above-described stability determination index value K.
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1…電力系統、2…安定度判別処理装置、11…初期状態推定入力ステップ、12…想定事故設定ステップ、13…安定度シミュレーション処理ステップ、14…2機系モデル作成ステップ、15…系統アドミッタンス推定ステップ、16…安定判別評価ステップ、21…2機系簡易モデル作成ステップ、22…系統パラメータ推定ステップ、31…事故除去後発電機内部位相角演算ステップ、32…2次元位相角グルーピング処理ステップ、41…2次元エネルギー指標グルーピング処理ステップ、51…安定度スクリーニングステップ、52…詳細安定度検証ステップ、61…再閉路後曲線近似ステップ、62…再閉路シーケンス付き安定判別評価ステップ、71…簡易インピーダンス潮流計算ステップ、81…発電機内部位相角取り出しステップ、D1…想定事故データ、D2…安定度計算結果、D3,D3´…発電機分類情報、D4…系統パラメータ(アドミッタンス)、D5…安定判別結果、D21…系統パラメータ(アドミッタンスと電圧の積)、D31…初期状態の発電機内部位相角、D32…想定事故後系統の発電機内部位相角、D33…事故除去後の発電機内部位相角。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記過渡安定度の判別対象となる電力系統の最も確からしい初期状態を推定計算する初期状態推定入力ステップと、
前記電力系統の初期状態に対して想定事故を設定する想定事故設定ステップと、
この想定事故設定ステップから設定される想定事故ごとに前記初期状態推定入力ステップから入力される初期状態を用いて前記電力系統の詳細安定度を計算する安定度シミュレーション処理ステップと、
この安定度シミュレーション処理ステップで得られる安定度計算結果の一部である発電機内部電圧ベクトル及び発電機有効電力出力と、予め設定された発電機分類情報とに基づいて等価な2機系モデルを作成する2機系モデル作成ステップと、
この作成ステップで作成された2機系モデルを構成する2つの縮約発電機を結ぶ間の等価な系統アドミッタンスを推定する系統アドミッタンス推定ステップと、
この推定ステップで推定された系統アドミッタンスと前記安定度計算結果とに基づき、拡張等面積法によって安定判別や安定度の定量評価などの安定判別結果を取得する安定判別評価ステップとを有することを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the power system transient stability determination method for determining the transient stability of the power system to which a plurality of generators are connected,
An initial state estimation input step for estimating and calculating the most probable initial state of the power system to be determined for the transient stability;
An assumed accident setting step for setting an assumed accident with respect to the initial state of the power system;
Stability simulation processing step for calculating the detailed stability of the power system using the initial state input from the initial state estimation input step for each assumed accident set from the assumed accident setting step;
Based on the generator internal voltage vector and the generator active power output, which are part of the stability calculation result obtained in this stability simulation processing step, and the preset generator classification information, an equivalent two-system model is obtained. 2-machine model creation step to create,
A system admittance estimation step for estimating an equivalent system admittance between the two reduced generators constituting the two-system model created in the creation step;
A stability discrimination evaluation step for obtaining a stability discrimination result such as stability discrimination and quantitative evaluation of stability by the extended equal area method based on the system admittance estimated in the estimation step and the stability calculation result. A method for determining the transient stability of the power system.
前記2機系モデル作成ステップに代えて、前記安定度シミュレーション処理ステップで得られた安定度計算結果の一部である発電機内部電圧ベクトルを所定の方法で簡略化した計算値及び発電機有効電力出力と、予め設定された発電機分類情報とに基づいて等価な2機系モデルを作成する2機系簡易モデル作成ステップを用い、
また、前記系統アドミッタンス推定ステップに代えて、前記2機系簡易モデル作成ステップで作成される2機系モデルを構成する2つの縮約発電機を結ぶ間の等価な系統アドミッタンスと発電機内部電圧との積から系統パラメータを推定する系統パラメータ推定ステップを用いたことを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the method for determining the transient stability of the electric power system according to claim 1,
Instead of the two-machine model creation step, the generator internal voltage vector, which is a part of the stability calculation result obtained in the stability simulation processing step, is simplified by a predetermined method and the generator active power. Using a 2-machine simple model creation step for creating an equivalent 2-machine model based on the output and preset generator classification information,
Further, instead of the system admittance estimation step, an equivalent system admittance between the two reduced generators constituting the two-system model created in the two-system simple model creation step and the generator internal voltage A method for determining the transient stability of a power system, wherein a system parameter estimation step for estimating a system parameter from a product of the system is used.
前記発電機分類情報の設定処理としては、前記想定事故設定ステップで設定された想定事故ごとに、安定度計算を行って各発電機の想定事故除去後系統の内部位相角を演算する事故除去後発電機内部位相角演算ステップと、前記想定事故除去後系統の発電機内部位相角と前記安定度シミュレーション処理ステップにより求めた各発電機の事故除去直後の内部位相角とに対する前記電力系統の初期状態の発電機内部位相角の各位相角偏差をそれぞれX軸及びY軸とし、かつ各位相角偏差に属するそれぞれ発電機単位慣性定数を考慮した平均値をX軸のしきい値及びY軸のしきい値とすることにより、各発電機のグルーピングを行う2次元位相角グルーピング処理ステップとを有することを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the transient stability determination method of the electric power system according to claim 1 or claim 2,
As the setting process of the generator classification information, for each assumed accident set in the assumed accident setting step, a stability calculation is performed to calculate the internal phase angle of the system after removing the assumed accident of each generator. The initial state of the electric power system with respect to the electric machine internal phase angle calculation step, the internal phase angle of the generator after the assumed accident removal and the internal phase angle immediately after the accident removal of each generator obtained by the stability simulation processing step The phase angle deviation of the generator internal phase angle is set to the X axis and the Y axis, respectively, and the average value taking into account the generator unit inertia constant belonging to each phase angle deviation is set to the threshold of the X axis and the threshold of the Y axis. And a two-dimensional phase angle grouping processing step for grouping the generators by setting the value to a value.
前記発電機分類情報の設定処理としては、前記安定度シミュレーション処理ステップにより求めた各発電機の事故除去直後の内部位相角角速度から得られる事故時の加速エネルギー及び減速エネルギーをそれぞれX軸及びY軸とし、各発電機のグルーピングを行う2次元エネルギー指標グルーピング処理ステップとを有することを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the transient stability determination method of the electric power system according to claim 1 or claim 2,
As the generator classification information setting process, the acceleration energy and deceleration energy at the time of the accident obtained from the internal phase angle angular velocity immediately after the accident removal of each generator obtained by the stability simulation processing step are respectively set to the X axis and the Y axis. And a two-dimensional energy index grouping processing step for performing grouping of each generator.
複数の想定事故ケースに対する前記安定判別評価ステップによる安定判別結果に基づき不安定事故ケースを抽出する安定度スクリーニングステップと、このステップで抽出される不安定事故ケースに対して前記安定度シミュレーション処理ステップを用いて所定の解析対象時間の範囲で安定度シミュレーションを実施し、現在系統における安定、不安定を検証する詳細安定度検証ステップとを追加したことを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the transient stability determination method of the electric power system as described in any one of Claims 1 thru | or 4,
A stability screening step for extracting unstable accident cases based on stability determination results obtained by the stability determination evaluation step for a plurality of assumed accident cases, and the stability simulation processing step for the unstable accident cases extracted in this step. A method for determining the transient stability of a power system, characterized in that a stability simulation is performed within a predetermined analysis target time range and a detailed stability verification step for verifying stability and instability in the current system is added.
前記安定判別評価ステップに代えて、前記想定事故が不平衡事故により開閉器の再閉路を行うとき、当該再閉路を境に再閉路前P−δ曲線から別の再閉路後P−δ曲線に切り替わる場合に、当該再閉路後P−δ曲線を推定する再閉路後曲線近似ステップと、前記P−δ曲線の切替わり前後に分けて前記系統アドミッタンス推定ステップで推定された系統アドミッタンスと前記安定度計算結果とに基づいて減速エネルギーを算出し、前記安定判別及び安定度の定量評価を行う再閉路シーケンス付き安定判別評価ステップとを有することを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the method for determining the transient stability of the electric power system according to claim 1,
Instead of the stability discrimination evaluation step, when the assumed accident causes the re-closing of the switch due to an unbalanced accident, the P-δ curve before the re-closing is changed from the P-δ curve before the re-closing to the P-δ curve after the re-closing. When switching, the post-reclosing curve approximation step for estimating the post-reclosing P-δ curve, and the system admittance and the stability estimated in the system admittance estimation step separately before and after the switching of the P-δ curve A power system transient stability determination method, comprising: a stability determination step with a reclosing sequence that calculates deceleration energy based on a calculation result, and performs stability determination and quantitative evaluation of stability.
前記事故除去後発電機内部位相角演算ステップに代えて、想定事故に応じて潮流計算が未収束となる場合、前記想定事故の対象送電線のインピーダンスを仮想的に収束可能な大きさに設定して潮流計算を行い、想定事故後系統の発電機内部位相角を求める簡易インピーダンス潮流計算ステップを有することを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the method for determining the transient stability of the electric power system according to claim 3,
Instead of the step of calculating the internal phase angle of the generator after removing the accident, if the power flow calculation has not converged according to the assumed accident, the impedance of the target transmission line of the assumed accident is set to a size that can be virtually converged. A method of determining transient stability of a power system, comprising a simple impedance power flow calculation step for calculating a power flow and obtaining a generator internal phase angle of the system after an assumed accident.
前記事故除去後発電機内部位相角演算ステップに代えて、前記安定度計算結果のうち、詳細安定度シミュレーションの計算打ち切り時における各発電機の内部位相角を想定事故後系統の発電機内部位相角として代用する発電機内部位相角取り出しステップを有することを特徴とする電力系統の過渡安定度判別方法。 In the method for determining the transient stability of the electric power system according to claim 3,
Instead of the step of calculating the internal phase angle of the generator after removing the accident, the internal phase angle of each generator at the time of the calculation termination of the detailed stability simulation is used as the generator internal phase angle of the post-accident system. A method for determining transient stability of an electric power system, comprising a step of extracting a generator internal phase angle to be substituted.
前記過渡安定度の判別対象となる電力系統の最も確からしい初期状態を推定計算する初期状態推定入力手段と、
前記電力系統の初期状態に対して想定事故を設定する想定事故設定手段と、
この想定事故設定手段から設定される想定事故ごとに前記初期状態推定入力手段から入力される初期状態を用いて前記電力系統の詳細安定度を計算する安定度シミュレーション処理手段と、
この安定度シミュレーション処理手段で得られる安定度計算結果の一部である発電機内部電圧ベクトル及び発電機有効電力出力と、予め設定された発電機分類情報とに基づいて等価な2機系モデルを作成する2機系モデル作成手段と、
この作成手段で作成された2機系モデルを構成する2つの縮約発電機を結ぶ間の等価な系統アドミッタンスを推定する系統アドミッタンス推定手段と、
この推定手段で推定された系統アドミッタンスと前記安定度計算結果とに基づき、拡張等面積法によって安定判別や安定度の定量評価などの安定判別結果を取得する安定判別評価手段とを有することを特徴とする電力系統の過渡安定度判別装置。 In the power system transient stability determination device for determining the transient stability of the power system to which a plurality of generators are connected,
Initial state estimation input means for estimating and calculating the most probable initial state of the power system to be subjected to the determination of the transient stability;
Assumed accident setting means for setting an assumed accident for the initial state of the power system;
Stability simulation processing means for calculating the detailed stability of the power system using the initial state input from the initial state estimation input means for each assumed accident set from the assumed accident setting means,
Based on the generator internal voltage vector and the generator active power output, which are a part of the stability calculation result obtained by the stability simulation processing means, and the preset generator classification information, an equivalent two-system model is obtained. 2-machine model creation means to create,
System admittance estimation means for estimating an equivalent system admittance between the two reduced generators constituting the two-system model created by the creation means;
Stability discrimination evaluation means for obtaining stability discrimination results such as stability discrimination and quantitative evaluation of stability by the extended equal area method based on the system admittance estimated by the estimation means and the stability calculation result A power system transient stability discrimination device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006170418A JP4602288B2 (en) | 2005-12-01 | 2006-06-20 | Method and apparatus for determining transient stability of power system |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005348162 | 2005-12-01 | ||
JP2006170418A JP4602288B2 (en) | 2005-12-01 | 2006-06-20 | Method and apparatus for determining transient stability of power system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007181387A true JP2007181387A (en) | 2007-07-12 |
JP4602288B2 JP4602288B2 (en) | 2010-12-22 |
Family
ID=38305957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006170418A Expired - Fee Related JP4602288B2 (en) | 2005-12-01 | 2006-06-20 | Method and apparatus for determining transient stability of power system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4602288B2 (en) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101338125B1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-12-09 | 한국전기연구원 | Intelligent and Adaptive Protection System for Varying Power System Conditions to Prevent Transient Instability |
CN103683277A (en) * | 2013-10-23 | 2014-03-26 | 南京南瑞集团公司 | Calculation method for transient-stability load-shedding control validity evaluation indexes of power system |
CN103904649A (en) * | 2014-03-28 | 2014-07-02 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Generator polymerization method suitable for models with different orders |
JP2015159644A (en) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | 株式会社東芝 | accident spread prevention system |
CN105119268A (en) * | 2015-07-08 | 2015-12-02 | 国家电网公司 | Method for sorting transient severe faults of power system |
CN106505569A (en) * | 2016-12-28 | 2017-03-15 | 云南电力调度控制中心 | A kind of method that asynchronous sending end provincial power network high-frequency cutting machine strategy is formulated in analysis |
KR20170037321A (en) * | 2015-09-25 | 2017-04-04 | 한국전력공사 | Apparatus and method for detecting valid contingency |
KR101743057B1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-15 | 한전케이디엔주식회사 | Apparatus and method for determining stability of power system |
CN109038674A (en) * | 2018-08-28 | 2018-12-18 | 华北电力大学(保定) | The VSG inertia and damped coefficient measurement method of non-linear least square curve matching |
CN109494765A (en) * | 2018-11-13 | 2019-03-19 | 北京交通大学 | Alternating current-direct current combined hybrid system transient stability control method based on EEAC |
JP2019047696A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-22 | 株式会社東芝 | Power system monitoring system, power system monitoring method, and program |
JP2019221008A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 株式会社日立製作所 | System cross-section data management device and method |
JP2020096415A (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 株式会社東芝 | Power system stabilization system |
JP2020156186A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | System stabilizing device |
CN111914484A (en) * | 2020-08-07 | 2020-11-10 | 中国南方电网有限责任公司 | Recursive graph convolution network system for power grid transient stability evaluation |
JP2020188595A (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 株式会社日立製作所 | System management device and system management method |
CN112886586A (en) * | 2021-03-10 | 2021-06-01 | 东北电力大学 | Method for optimizing equivalent model power recovery control parameters of doubly-fed wind power plant |
WO2022205948A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 贵州电网有限责任公司 | Sensitivity analysis and equipment failure rate-based electrical grid accident level pre-determination system and method |
US11770001B2 (en) | 2016-07-27 | 2023-09-26 | Hitachi, Ltd. | Stability monitoring device and method |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102545209B (en) * | 2011-12-23 | 2013-10-30 | 湖北省电力公司 | Online analysis method for comprehensive equivalent damping characteristics of regional generator group |
CN102545216B (en) * | 2012-01-19 | 2013-10-23 | 浙江大学 | Projection method for generator node voltage during electric power system transient stability simulation process |
CN103475010B (en) * | 2013-08-09 | 2015-05-13 | 国家电网公司 | Transient stabilization control method for interconnection electrical network after impact disturbance |
CN103840476B (en) * | 2014-03-04 | 2015-09-23 | 国家电网公司 | A kind of height week based on unit Equivalent Model cuts machine setting method |
CN104393590B (en) * | 2014-11-14 | 2016-11-30 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Intelligent identification method for transient instability mode of power grid |
CN106505563B (en) * | 2016-12-02 | 2020-04-10 | 武汉大学 | Toughness evaluation method for grid-connected converter under power grid fault |
CN111478314B (en) * | 2020-03-20 | 2023-07-04 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | Transient stability evaluation method for power system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0946908A (en) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Toshiba Corp | Stabilizing equipment of power system |
JPH10257674A (en) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | Modeling method, prediction method, and system stabilization control method |
JPH11243644A (en) * | 1998-02-23 | 1999-09-07 | Mitsubishi Electric Corp | Evaluation method for assumed accident stability of electric power system |
JP2000270481A (en) * | 1999-03-15 | 2000-09-29 | Meidensha Corp | Method for analyzing stability of power system |
-
2006
- 2006-06-20 JP JP2006170418A patent/JP4602288B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0946908A (en) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Toshiba Corp | Stabilizing equipment of power system |
JPH10257674A (en) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | Modeling method, prediction method, and system stabilization control method |
JPH11243644A (en) * | 1998-02-23 | 1999-09-07 | Mitsubishi Electric Corp | Evaluation method for assumed accident stability of electric power system |
JP2000270481A (en) * | 1999-03-15 | 2000-09-29 | Meidensha Corp | Method for analyzing stability of power system |
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101338125B1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-12-09 | 한국전기연구원 | Intelligent and Adaptive Protection System for Varying Power System Conditions to Prevent Transient Instability |
CN103683277A (en) * | 2013-10-23 | 2014-03-26 | 南京南瑞集团公司 | Calculation method for transient-stability load-shedding control validity evaluation indexes of power system |
JP2015159644A (en) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | 株式会社東芝 | accident spread prevention system |
CN103904649A (en) * | 2014-03-28 | 2014-07-02 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Generator polymerization method suitable for models with different orders |
CN105119268A (en) * | 2015-07-08 | 2015-12-02 | 国家电网公司 | Method for sorting transient severe faults of power system |
KR102430664B1 (en) | 2015-09-25 | 2022-08-16 | 한국전력공사 | Apparatus and method for detecting valid contingency |
KR102438976B1 (en) | 2015-09-25 | 2022-09-02 | 한국전력공사 | Apparatus and method for detecting valid contingency |
KR20170037321A (en) * | 2015-09-25 | 2017-04-04 | 한국전력공사 | Apparatus and method for detecting valid contingency |
KR102438977B1 (en) | 2015-09-25 | 2022-09-02 | 한국전력공사 | Apparatus and method for detecting valid contingency |
KR20220113897A (en) * | 2015-09-25 | 2022-08-17 | 한국전력공사 | Apparatus and method for detecting valid contingency |
KR20220113896A (en) * | 2015-09-25 | 2022-08-17 | 한국전력공사 | Apparatus and method for detecting valid contingency |
KR101743057B1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-15 | 한전케이디엔주식회사 | Apparatus and method for determining stability of power system |
US11770001B2 (en) | 2016-07-27 | 2023-09-26 | Hitachi, Ltd. | Stability monitoring device and method |
CN106505569A (en) * | 2016-12-28 | 2017-03-15 | 云南电力调度控制中心 | A kind of method that asynchronous sending end provincial power network high-frequency cutting machine strategy is formulated in analysis |
JP2019047696A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-22 | 株式会社東芝 | Power system monitoring system, power system monitoring method, and program |
JP2019221008A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 株式会社日立製作所 | System cross-section data management device and method |
JP6995701B2 (en) | 2018-06-15 | 2022-01-17 | 株式会社日立製作所 | System cross-section data management device and method |
CN109038674A (en) * | 2018-08-28 | 2018-12-18 | 华北电力大学(保定) | The VSG inertia and damped coefficient measurement method of non-linear least square curve matching |
CN109038674B (en) * | 2018-08-28 | 2024-01-09 | 华北电力大学(保定) | Nonlinear least square curve fitting VSG inertia and damping coefficient measuring method |
CN109494765A (en) * | 2018-11-13 | 2019-03-19 | 北京交通大学 | Alternating current-direct current combined hybrid system transient stability control method based on EEAC |
CN109494765B (en) * | 2018-11-13 | 2022-03-18 | 北京交通大学 | EEAC-based AC-DC hybrid system transient stability control method |
JP2020096415A (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 株式会社東芝 | Power system stabilization system |
JP7163163B2 (en) | 2018-12-10 | 2022-10-31 | 株式会社東芝 | Power system stabilization system |
JP2020156186A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | System stabilizing device |
JP7034978B2 (en) | 2019-03-19 | 2022-03-14 | 株式会社東芝 | System stabilizer |
JP2020188595A (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 株式会社日立製作所 | System management device and system management method |
JP7265928B2 (en) | 2019-05-15 | 2023-04-27 | 株式会社日立製作所 | System control device and system control method |
CN111914484A (en) * | 2020-08-07 | 2020-11-10 | 中国南方电网有限责任公司 | Recursive graph convolution network system for power grid transient stability evaluation |
CN111914484B (en) * | 2020-08-07 | 2024-03-26 | 中国南方电网有限责任公司 | Recursive graph convolution network system for power grid transient stability evaluation |
CN112886586A (en) * | 2021-03-10 | 2021-06-01 | 东北电力大学 | Method for optimizing equivalent model power recovery control parameters of doubly-fed wind power plant |
WO2022205948A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 贵州电网有限责任公司 | Sensitivity analysis and equipment failure rate-based electrical grid accident level pre-determination system and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4602288B2 (en) | 2010-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4602288B2 (en) | Method and apparatus for determining transient stability of power system | |
Huang et al. | Application of electromagnetic transient-transient stability hybrid simulation to FIDVR study | |
JP4616206B2 (en) | Power system stability determination method and apparatus | |
Feng et al. | Identification of voltage collapse through direct equilibrium tracing | |
Li et al. | Analysis and estimation of transient stability for a grid-connected wind turbine with induction generator | |
Jayasekara et al. | Derivation of an accurate polynomial representation of the transient stability boundary | |
Abedini et al. | Generator out-of-step prediction based on faster-than-real-time analysis: Concepts and applications | |
Shubhanga et al. | Stability-constrained generation rescheduling using energy margin sensitivities | |
Mondai et al. | Analysis of limiting bounds for stalling of natural gas genset in the CERTS microgrid test bed | |
Boum et al. | Fault diagnosis of an induction motor based on fuzzy logic, artificial neural network and hybrid system | |
Zacharia et al. | Wide area control of governors and power system stabilizers with an adaptive tuning of coordination signals | |
Owusu-Mireku et al. | A direct method for the transient stability analysis of transmission switching events | |
Min et al. | Computing safety margins of a generation rejection scheme: A framework for online implementation | |
Shamisa et al. | Model free graphical index for transient stability limit based on on‐line single machine equivalent system identification | |
CN105229477B (en) | The method that area of computer aided determines power network impedance | |
CN108011368A (en) | The control method of complicated electric power system maximum angle of oscillation is limited based on EEAC | |
Karady | Improving transient stability using generator tripping based on tracking rotor-angle | |
CN115580187A (en) | Method and system for evaluating de-excitation mode of synchronous generator | |
Agber et al. | Effect of power system parameters on transient stability studies | |
Solvang | Dynamic simulations of simultaneous hvdc contingencies in the nordic power system considering system integrity protection schemes | |
Amroune et al. | Effects of different parameters on power system transient stability studies | |
Mahmud et al. | Generalized Lyapunov function for stability analysis of interconnected power systems | |
Kang et al. | Enhancement of power system stability with VSC-HVDC transmission | |
JP2021035109A (en) | Inertia estimation device, inertia estimation program, and inertia estimation method | |
Oluic et al. | Detection and properties of voltage impasse regions in the presence of nonlinear static loads |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100907 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100929 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4602288 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |