JP2008011630A - 電圧高め制御量決定装置、電圧高め制御量決定方法、発電機制御システムおよび発電機制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固有値感度計算部120が安定化対象発電機の端子電圧に関する不安定動揺モードの固有値感度を計算し、電圧高め量増加部130が固有値感度に基づいて電圧高め制御量を増加し、シミュレーション部140がシミュレーションを行って過渡安定度および過励磁曲線を求め、過励磁上限判定部150が過励磁曲線の安全運転可能範囲からの逸脱の有無を判定し、過渡安定度判定部160が過渡安定度が安定しているか否かを判定し、目標達成判定部170が動揺減衰目標を達成したか否かを判定し、制御部180が過励磁曲線の安全運転可能範囲からの逸脱の有無および過渡安定度をチェックしながら繰り返し電圧高め制御量を増加して動揺減衰目標が達成されると制御量を確定するように制御する。
【選択図】 図2
Description
(1)過酷事故後の過渡安定度が維持できるか
→発電機が事故後に振動発散して脱調しないかどうかの確認
(2)発電機過電圧への影響が許容できるか
→過渡安定度計算後に得られるv/f比が発電機の安全運転可能範囲の上限から逸脱していないかどうかの確認
図4に示すように、まず、安定化対象モードの固有値を安定にするように調整された発電機端子電圧を初期値(同図の■)の中の最大値をスタート地点として、同図(1)、(2)に示すように、ある適当な操作量目標値を設定する(例えばスタート地点からの増分量を0.01puとする。以下、この増分量をVDELTと呼ぶ)。この時、■は定常運転時の初期電圧なので当然ながらその上限はJEC規定による1.05pu以下となっていなければならない。
次にn台の発電機毎に計算されている端子電圧に関する固有値感度の大きさの比(すなわち動揺モードへの寄与の度合い)に応じてΔEを増加させていく。そしてある発電機の端子電圧設定値が(1)に到達したら(同図の場合は「発電機1」が最初に到達)一度計算を終える。初期の端子電圧と得られたΔEを加えた端子電圧(同図の◆)を用いてS法により固有値感度を再計算する。
ステップで得られた各発電機毎のΔEを用いて事故後に短時間電圧高め制御を実施して過渡安定度をY法で確認し、以下の判定を行う。
<判定1>安定度に問題がなければ(過渡安定度が維持され、かつ、v/f比が上限を逸脱していなければ)、その操作量を最終的なものとして採用する(同図の★)。
<判定2>v/fは逸脱しないが発電機が振動発散する場合は電圧高め制御量目標値を(2)まで引き上げて(増分量はVDELT)、ステップ2で再計算した各発電機端子電圧が◆の時の新しい固有値感度比に従ってΔEを増加させステップ2へ戻る。
<判定3>過渡不安定でかつv/fも逸脱する場合は、v/f逸脱を生じた発電機のΔEを一つ前の値に戻しその値で固定とする。残りの発電機についてステップ2に戻って繰り返し計算を継続する。
これらを(判定1)になるまで繰り返す。もし上記の手順の途中で、全ての発電機に対して過励磁曲線の上限値となっても不安定となってしまった場合は安定化が不可能なため、検討の前提となっている潮流条件は許容できず、潮流調整などで事前の潮流状態をより軽負荷な状態にしておくなどの変更作業が必要である、ということになる。
ステップ1:系統諸量(PQV等)変更前の潮流計算ならびに固有値計算を行う(A)。
ステップ2:感度を計算するパラメータα(PQV等)の設定(どの機器のどのパラメータに対する感度を計算するか)。
ステップ3:パラメータ毎に感度計算ループ。
ステップ4:パラメータ変更後の潮流計算ならびに固有値計算を行う(B)。
ステップ5:Δ(A−B)/Δαによりαに対する感度を計算。
ステップ6:ステップ3に戻り、全αに対して感度を計算。
(2)過渡安定度に対して、発電機1台で実施する電圧高め制御により系統安定化が可能であり、その際に発電機の安定運転許容範囲過電圧許容曲線の上限付近(ここでは1.20puとした)まで裕度を使う。
N18負荷:5.5pu→5.0puへ変更
N19負荷:5.5pu→5.0puへ変更
N47負荷:4.0pu→3.5puへ変更
N46負荷:5.0pu→3.0puへ変更
G10発電機出力:5.0pu→3.3puへ変更
G7発電機出力11pu→10.5puへ変更
G10出力:3.65pu
端子電圧:G8,G9,G10=1.03pu
固有値:ダンピングは+0.052(1/sec)、周波数は0.32(Hz)でやや不安定
とし、電圧高め制御量を各発電機一律に増加させる手法(以下、単純法)との比較を行った。
110 動揺減衰目標受付部
120 固有値感度計算部
130 電圧高め量増加部
140 シミュレーション部
150 過励磁上限判定部
160 過渡安定度判定部
170 目標達成判定部
180 制御部
2001〜200n 発電機制御装置
Claims (10)
- 電力系統事故発生時に複数の発電機の電圧を短時間だけ高める電圧高め制御における各発電機の制御量を決定する電圧高め制御量決定装置であって、
各発電機の安定度向上効果の大きさに基づいて制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量算出手段により算出された制御量によって各発電機を制御した場合の各発電機の過励磁量および過渡安定度に基づいて前記制御量の適否を判定する制御量適否判定手段と、
を備えたことを特徴とする電圧高め制御量決定装置。 - 不安定モードに対する発電機の端子電圧に関する固有値感度を前記安定度向上効果の大きさとして各発電機について計算する固有値感度計算手段をさらに備え、
前記制御量算出手段は、前記固有値感度計算手段により計算された固有値感度に基づいて各発電機の制御量を算出することを特徴とする請求項1に記載の電圧高め制御量決定装置。 - 電力系統事故発生後に発電機を安定化させる際の発電機動揺の減衰目標を受け付ける減衰目標受付手段をさらに備え、
前記制御量適否判定手段は、前記過励磁量が所定の安全運転可能範囲にあり、前記過渡安定度が安定していて、かつ、前記減衰目標受付手段により受け付けられた減衰目標が達成された場合に前記制御量が適切であると判定することを特徴とする請求項1または2に記載の電圧高め制御量決定装置。 - 前記制御量適否判定手段は、前記過励磁量が所定の安全運転可能範囲にあり、かつ、前記過渡安定度が安定していない場合に前記制御量が適切でないと判定し、
前記制御量適否判定手段により前記制御量が適切でないと判定された場合に、前記過渡安定度が安定になり前記減衰目標が達成されるか、あるいは、該過励磁量が所定の安全運転可能範囲から逸脱するまで前記制御量算出手段による制御量の算出を繰り返して制御量を増加させるように制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項3に記載の電圧高め制御量決定装置。 - 前記制御量適否判定手段は、繰り返し計算によって前記過励磁量が所定の安全運転可能範囲を逸脱した場合には、前記過渡安定度が安定であれば一つ前の繰り返し計算によって計算した制御量が適切であると判定し、前記過渡安定度が不安定であれば制御量は不適であって安定化は不能であると判定することを特徴とする請求項4に記載の電圧高め制御量決定装置。
- 前記固有値感度計算手段は、S法を用いて固有値感度を計算することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一つに記載の電圧高め制御量決定装置。
- 前記制御量適否判定手段は、前記制御量算出手段により算出された制御量によって各発電機を制御した場合の各発電機の過励磁量および過渡安定度をY法シミュレーションによって計算し、該計算した過励磁量および過渡安定度に基づいて前記制御量の適否を判定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の電圧高め制御量決定装置。
- 電力系統事故発生時に複数の発電機の電圧を短時間だけ高める電圧高め制御における各発電機の制御量を決定する電圧高め制御量決定方法であって、
各発電機の安定度向上効果の大きさに基づいて制御量を算出する制御量算出工程と、
前記制御量算出工程により算出された制御量によって各発電機を制御した場合の各発電機の過励磁量および過渡安定度に基づいて前記制御量の適否を判定する制御量適否判定工程と、
を含んだことを特徴とする電圧高め制御量決定方法。 - 電力系統事故発生時に複数の発電機の電圧を短時間だけ高める電圧高め制御における各発電機の制御量を決定する電圧高め制御量決定装置と、該電圧高め制御量決定装置により決定された制御量に基づいて発電機を制御する発電機制御装置とから構成される発電機制御システムであって、
前記電圧高め制御量決定装置は、
各発電機の安定度向上効果の大きさに基づいて制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量算出手段により算出された制御量によって各発電機を制御した場合の各発電機の過励磁量および過渡安定度に基づいて前記制御量の適否を判定する制御量適否判定手段と、
を備えたことを特徴とする発電機制御システム。 - 電力系統事故発生時に複数の発電機の電圧を短時間だけ高める電圧高め制御における各発電機の制御量を決定する電圧高め制御量決定装置と、該電圧高め制御量決定装置により決定された制御量に基づいて発電機を制御する発電機制御装置とから構成される発電機制御システムの発電機制御方法であって、
前記電圧高め制御量決定装置が、
各発電機の安定度向上効果の大きさに基づいて制御量を算出する制御量算出工程と、
前記制御量算出工程により算出された制御量によって各発電機を制御した場合の各発電機の過励磁量および過渡安定度に基づいて前記制御量の適否を判定する制御量適否判定工程と、
を含んだことを特徴とする発電機制御方法。
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