JP2015027199A - 電力系統安定化システムおよび電力系統安定化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過剰制御を防止することができる事前演算型の電力系統安定化システムを提供すること。
【解決手段】電力系統安定化システムは、系統事故が発生した際の電力系統の安定度維持に必要な制御内容として、想定される事故種別ごとに、再閉路成功を想定した制御内容と再閉路失敗を想定した制御内容とをそれぞれ求めて制御テーブルに設定する中央演算装置９と、系統事故発生時に、検出される事故種別を前記制御テーブルと照合して、初めに再閉路成功を想定した制御内容による制御を行い、再閉路失敗が検出された場合は再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する演算装置１０とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電力系統安定化システムおよび電力系統安定化方法に関する。

電力系統に落雷などの事故が発生した場合、事故除去リレーシステムによって高速かつ最小範囲での事故除去が行われ、系統への影響は最小限に抑えられる。しかし、事故除去リレーシステムの動作にもかかわらず、遮断器不動作などによる事故除去時間の遅延、広範囲な事故遮断、ルート断事故などの重大事故の発生などに起因して事故除去後の系統構成が大幅に変化したりする場合には、潮流急変、大幅な需給アンバランスなどを引き起こし、系統の異常現象が発生する場合がある。これを放置すると、発生した異常現象が電力系統全体へ波及して大停電に拡大する恐れがあるため、このような異常現象の発生を未然に防止したり、系統全体への波及拡大を防止したりする事故波及防止リレーシステムがある。

事故波及防止リレーシステムは、通称、電力系統安定化システムあるいは電力系統安定化装置と呼ばれ、対象とする電力系統における異常現象（脱調現象、周波数異常、電圧異常、過負荷）に応じて様々な種類がある。

以下、説明を簡単化するため、電力系統安定化システムの例として発電機や系統間の脱調現象の発生を未然に防止する脱調未然防止リレーシステムを用いて説明する。他の異常現象（周波数異常、電圧異常、過負荷）を対象とする電力系統安定化システムについても同様のことが言える。

電力系統安定化システムを制御内容の演算方式で分類すると、大きく分けて事前演算型と事後演算型の２つに分類される。

事後演算型は、事故中および事故後の系統情報からオンラインで将来の現象について予測計算を行い、その結果に基づき制御対象発電機などの制御量を演算し、即座に制御を実施する方式である。

一方、事前演算型は、事故および系統現象を想定して、事故前の系統情報から制御量を予め演算、設定しておき、実際に事故が発生した場合、設定を参照し、即座に制御を実施する方式である。

さらに事前演算型は、オフライン事前演算型とオンライン事前演算型に分類される。

オフライン事前演算型はオフラインの安定度計算に基づいて制御テーブルを決定するのに対し、オンライン事前演算型はオンラインで入手した系統情報（オンラインデータ）を用いて安定度計算を実施して制御テーブルを作成する点が異なるが、想定する系統事故種別に対する制御内容を演算して決定し、その結果を制御テーブルとして記憶しておき、事故発生時に事故種別と制御テーブルを照合して制御内容を決定する点は共通である。

電気学会技術報告 第８０１号「系統脱調・事故波及防止リレー技術」，（社）電気学会，２０００年１０月，ｐ５，６，５２，５４，５５，７４，８４，８５，８７，８８ 「保護リレーシステム工学」，（社）電気学会，２００２年３月，ｐ１５２，１５３

架空送電線においては事故の大部分が雷によるものであり、保護リレー動作により送電線の遮断器を開放して事故電流が遮断されれば絶縁が回復するので、遮断器を再投入し、運転を継続することができる。これらの操作を自動的に行うのが自動再閉路（以下、再閉路）であり、架空送電線に広く適用されている。

再閉路には遮断してから投入指令を出すまでの時間（無電圧時間）の長さの違いから、高速、中速、低速の再閉路があり、また遮断相の違いから、単相、三相、多相などの再閉路方式がある。

再閉路は事故除去のために一旦切り離された送電線を再び併用する行為であり、事故発生前の状態に速やかに回復させることができるため、再閉路が成功すれば過渡安定度を向上できる効果がある。

つまり、再閉路が成功する場合と失敗する場合とでは電力系統の安定度が異なるため、安定化に必要な制御量も異なるが、従来の電力系統安定化システムでは、事前演算の処理負担増加や事故発生後の短時間に再閉路の成功／失敗を検出して制御を切替える処理が複雑である、制御を行うタイミングが遅くなると制御量が増加する、等の理由から、再閉路の成功または失敗のどちらかを想定して制御内容を設定し、事故発生を検出したら直ちに制御を行うようにしている。

制御量が不足すると電力系統の安定度が維持できないので、従来の事前演算型の電力系統安定化システムでは、一般に、再閉路失敗を想定して制御内容を決めている。このため、再閉路が成功した際には過剰制御になる可能性がある。

過剰制御の問題として、過剰な電源制限に起因した周波数異常や供給障害の発生や、必要以上に制御した発電設備等を復旧操作する運用者の負担増加などがある。

このように、従来の事前演算型の電力系統安定化システムは再閉路失敗を想定して制御内容を決めているため、再閉路が成功した際には過剰制御になる可能性がある。

そこで、発明が解決しようとする課題は、過剰制御を防止することができる事前演算型の電力系統安定化システムを提供することにある。

実施形態によれば、電力系統安定化システムは、系統事故が発生した際の電力系統の安定度維持に必要な制御内容として、想定される事故種別ごとに、再閉路成功を想定した制御内容と再閉路失敗を想定した制御内容とをそれぞれ求めて制御テーブルに設定する第１の装置と、系統事故発生時に、検出される事故種別を前記制御テーブルと照合して、初めに再閉路成功を想定した制御内容による制御を行い、再閉路失敗が検出された場合は再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する第２の装置とを具備する。

事前演算型の電力系統安定化システムにおいて過剰制御を防止する過剰制御を防止することができる。

各実施形態に共通する系統安定化システムの構成の一例を示す図である。 図１に示される系統安定化システムを構成する各装置の設置の一例を示す図。 第１の実施形態における制御テーブルの設定例を示す図。 同実施形態における事故種別検出手段の機能構成の例を示す図。 同実施形態における再閉路失敗の検出ロジックの例を示す図。 同実施形態における事故発生と制御実施のタイムチャートの例を示す図。 同実施形態における中央演算装置の処理フローの例を示す図。 第２の実施形態における制御テーブルの設定例を示す図。 同実施形態における再閉路失敗の検出ロジックの例を示す図。 第３の実施形態における中央演算装置の処理フローの例を示す図。 第４の実施形態における制御テーブルの設定例を示す図。 同実施形態における再閉路失敗の検出ロジックの例を示す図。 同実施形態における事故発生と制御実施のタイムチャートの例を示す図。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１〜図７を参照して、第１の実施形態について説明する。なお、図１，図２は、後述する各実施形態においても適宜使用する。

図１は、第１の実施形態に係る系統安定化システムの構成の一例を示す図である。

図１に示される系統安定化システムは、オンライン事前演算型の系統安定化システムであり、電力系統の接続状態および電力の需給状態を系統情報として給電情報網Ｎ経由で収集する系統情報収集手段１０１と、系統情報収集手段１０１により収集された系統情報と予め記憶されている系統設備データとに基づいて、現在の潮流状態を表わす解析用系統モデルを作成する系統モデル作成手段１０２と、系統モデル作成手段１０２により作成された解析用系統モデルと、予め記憶されている複数の想定事故種別データとに基づいて、複数の解析条件を設定する解析条件設定手段１０３と、解析条件設定手段１０３により設定された各解析条件に従って安定度計算を行ない、各解析条件に対する電力系統の安定度を判定し、各想定事故が発生した際に電力系統の安定度維持に必要な電制発電機（電源制限する発電機）を示す制御テーブルを設定する安定度判定手段１０４と、電力系統に事故が発生したことを起動条件とし、当該事故の種別を判定し検出する事故種別検出手段１０６と、事故種別検出手段１０６により検出された事故種別を安定度判定手段１０４により設定された各想定事故種別に対する電制発電機を記録した制御テーブルと照合して、電制発電機を決定する電制発電機決定手段１０５と、電制発電機決定手段１０５により決定された電制発電機を電力系統から解列させる制御手段１０７と、を備えて成る。

ここで、上記解析条件設定手段１０３は、系統モデル作成手段１０２により作成された解析用系統モデルを記憶する系統モデル記憶部１０３ａと、想定する複数の事故種別データを記憶している想定事故種別記憶部１０３ｂと、系統モデル記憶部１０３ａおよび想定事故種別記憶部１０３ｂにそれぞれ記憶されている解析用系統モデルおよび想定事故種別データを用いて、電制発電機の組み合わせを変えて複数の解析条件を設定する解析条件設定部１０３ｃとから成るものであることが望ましい。

また、上記安定度判定手段１０４は、解析条件設定手段１０３により設定された各解析条件を記憶する解析条件記憶部１０４ａと、当該解析条件記憶部１０４ａに記憶されている各解析条件に対して過渡安定度計算を行なう過渡安定度計算部１０４ｂと、当該過渡安定度計算部１０４ｂによる計算結果を用いて、各解析条件に対する安定度を判定し、各想定事故が発生した際に電力系統の安定度維持に必要な電制発電機を求める安定度判定部１０４ｃと、安定度判定部１０４ｃの判定結果を制御テーブルとして設定する制御テーブル設定部１０４ｄと、から成るものであることが望ましい。

また、上記電制発電機決定手段１０５は、安定度判定手段１０４により設定された制御テーブルを記憶する制御テーブル記憶部１０５ａと、事故種別検出手段１０６により検出された事故種別と前記制御テーブルを照合して、電制発電機を決定する照合処理部１０５ｂと、から成るものであることが望ましい。

ここで、事故種別とは事故の様相のことであり、事故条件と呼ばれることもある。例えば、２回線送電線において１回線の１相だけで事故検出した場合の事故種別は１相１線地絡事故（１φ１ＬＧ）、１回線の３相で事故検出した場合は３相３線地絡事故（３φ３ＬＧ）、などと判定する。すなわち、事故種別検出手段１０６は、系統事故の発生を検出するとともに、事故検出した相の数などを検出することにより、事故種別を判定することができる。

事故種別検出手段１０６において系統事故を検出する方法には、送電線保護リレー等の事故除去リレーシステムの動作や、遮断器の状態変化、あるいは電力系統の電気量の変化を捉える方法があり、これらを複数組み合わせることによって系統事故を確実に検出することができる。

前述の手段を備えて成るオンライン事前演算型の系統安定化システムは、中央演算装置９と演算装置１０と事故検出端末装置１１と制御端末装置１２とで構成される。

図２は、図１に示される系統安定化システムを構成する各装置の設置の一例を示す図である。

前述の中央演算装置９、演算装置１０、事故検出端末装置１１、および制御端末装置１２は、図２に示されるように信号線などの通信設備８により接続される。また、電力系統には、発電機１、母線２、変圧器あるいは送電線３、遮断器（ＣＢ）４、電流計測器（ＣＴ）５、電圧計測器（ＰＴ）６、事故除去リレーシステム７が存在する。

事故検出端末装置１１は変電所など、制御端末装置１２は発電所などにそれぞれ設置される。演算装置１０は他の装置との通信が可能な個所に設置される。事故検出端末装置１１や制御端末装置１２と同じ場所に設置されることもある。さらには、演算装置１０に、事故検出端末装置１１や制御端末装置１２の機能を含めて構成することもある。中央演算装置９は給電指令所など給電情報網Ｎと接続可能な個所に設置される。

本実施形態においては、想定事故種別記憶部１０３ｂに記憶される想定事故種別データについて、系統事故時の再閉路が成功する場合と再閉路が失敗する場合の両方を想定し、制御テーブル設定部１０４ｄには、事故種別ごとに、系統事故時の再閉路が成功する場合と再閉路が失敗する場合の両方の制御内容を設定する。

具体的には、安定度判定手段１０４は、系統事故が発生した際の電力系統の安定度維持に必要な制御内容として、想定される事故種別ごとに、再閉路成功を想定した制御内容と再閉路失敗を想定した制御内容の両方をそれぞれ求めて制御テーブルに設定する。この場合、制御内容として電源制限する電制発電機を決定して該発電機を示す情報を制御テーブルに設定する処理を行う。また、電制発電機決定手段１０５は、系統事故発生時に、検出される事故種別を前記制御テーブルと照合して、初めに再閉路成功を想定した制御内容による制御を行い、再閉路失敗が検出された場合は再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する。

図３に制御テーブルの設定例を示す。

再閉路成功を想定した制御内容を第１段制御、再閉路失敗を想定した制御内容を第２段制御として設定する。但し、第１段制御は、系統事故発生時、再閉路の成功／失敗に関わらず最初に実施する制御である。

例えば、事故種別１の系統事故発生後の再閉路成功を想定した制御内容が発電機Ｇ１の電源制限で、再閉路失敗を想定した制御内容が発電機Ｇ２，Ｇ３の電源制限である場合、第１段制御の制御内容としてＧ１電源制限、第２段制御の制御内容としてＧ２，Ｇ３電源制限を設定する。

また、本実施形態においては、事故種別検出手段１０６は、事故種別判定と再閉路失敗検出を行う。図４に事故種別検出手段１０６の機能構成の例を、図５に再閉路失敗の検出ロジックの例を、図６に事故発生と制御実施のタイムチャートの例を示す。

図４に示されるように、事故種別検出手段１０６は、系統事故が発生した場合に事故検出部１０６ａにより系統事故を検出し、事故種別判定部１０６ｂにより事故種別を判定し、送信部１０６ｄにより事故種別を送信する。また、事故種別検出手段１０６は、再閉路失敗が発生した場合には再閉路失敗検出部１０６ｃにより再閉路失敗を検出し、再閉路失敗検出を送信する。再閉路失敗検出部１０６ｃは、図５に示されるように、事故検出部１０６ａにより検出される事故発生のタイミングから無電圧時間（７９ＴＢ１）経過後に送電線保護リレー１０６ｅの動作信号（５２ＴＸ）を受信した場合に、再閉路失敗と判定し、再閉路失敗検出を示す信号を出力する。

電制発電機決定手段１０５は、図６に示されるように、タイミングＴ０で事故が発生した後、事故種別検出手段１０６により事故が検知され事故種別が通知されるタイミングＴ１で第１段制御を実施することを決定し、これにより制御手段１０７が第１段制御を実施する。その後、再閉路失敗が検出された場合、電制発電機決定手段１０５は、事故種別検出手段１０６から再閉路失敗検出が通知されるタイミングＴ２で第２段制御を実施することを決定し、これにより制御手段１０７が第２段制御を実施する。

図７に中央演算装置９の処理フローの例を示す。

中央演算装置９は、オンライン系統情報とあらかじめ記憶されている系統設備データとを用いて状態推定／系統縮約を行って、現在の潮流状態を表す解析用系統モデルを作成し（ステップＳ１０）
中央演算装置９は、再閉路失敗を想定した電制発電機選択の処理を先に行い（ステップＳ１１〜Ｓ１５）、その後に、再閉路成功を想定した電制発電機選択の処理を行う（ステップＳ２１〜Ｓ２５）。

具体的には、中央演算装置９は、再閉路失敗を想定した電制発電機選択の処理を行うにあたり、想定事故のデータ（再閉路失敗を想定したもの）を所定の記憶領域に設定し（ステップＳ１１）、解析用系統モデルと想定事故データに基づき、対象の想定事故の詳細安定度計算を行い（ステップＳ１２）、事故が発生した場合の電力系統の安定度判定を行う（ステップＳ１３）。そして、中央演算装置９は、電力系統の安定度が維持できないと判定した場合は（ステップＳ１４のＮｏ）、安定度維持に必要な制御内容算出を行い、安定度維持に必要な電制発電機を選択して所定の記憶領域に設定し（ステップＳ１５）、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。一方、電力系統の安定度が維持できると判定した場合は（ステップＳ１４のＹｅｓ）、ステップＳ２１の処理へ進む。

次に、中央演算装置９は、再閉路成功を想定した電制発電機選択の処理を行うにあたり、想定事故のデータ（再閉路成功を想定したもの）を所定の記憶領域に設定し（ステップＳ２１）、前述のステップＳ１２〜Ｓ１５と同様の処理を行う（ステップＳ２２〜２５）。

全ての想定事故に対する電制発電機選択の処理が終了するまでステップＳ１１〜Ｓ１５、Ｓ２１〜Ｓ２５の処理を繰り返し、全ての想定事故に対する電制発電機選択の処理が終了したら（ステップＳ３０のＹｅｓ）、想定事故ごとに第１段制御で電源制限する電制発電機および第２段制御で電源制限する電制発電機を示す情報を制御テーブルに設定し、該制御テーブルを演算装置１０へ送信する（ステップＳ３１）。

中央演算装置９の処理完了後、演算装置１０は、系統事故発生時に事故検出端末装置１１から事故種別の情報を受信したときには、その事故種別を中央演算装置９から受信した制御テーブルと照合して、第１段制御で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。また、演算装置１０は、事故検出端末装置１１から続いて再閉路失敗検出の通知を受信したときには、再び制御テーブルを参照し、第２段制御で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。

第１の実施形態によれば、再閉路の成功／失敗に応じた段階的な制御を行うことができるため、再閉路成功時の過剰制御を防止することができる。また、過剰制御の防止によって、過剰な制御に起因する周波数異常や供給障害を防止し、電力系統における電力供給の信頼度を向上させることができる。また、過剰制御を行った発電設備などの復旧操作や電力系統安定化システムの動作解析の機会を削減し、運用者の負担を軽減させることができる。

（第２の実施形態）
図１，図２を参照するとともに図８，図９も参照して、第２の実施形態について説明する。

なお、この第２の実施形態では、第１の実施形態と共通する部分の説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態においては、再閉路の成功／失敗を、送電線の回線単位で区別する。すなわち、想定事故種別記憶部１０３ｂに記憶される想定事故種別データについて、送電線２回線に跨る系統事故時の再閉路２回線成功、再閉路１回線失敗、再閉路２回線失敗のそれぞれの場合を想定し、制御テーブル設定部１０４ｄには、事故種別ごとに、送電線２回線に跨る系統事故時の再閉路２回線成功、再閉路１回線失敗、再閉路２回線失敗のそれぞれの場合の制御内容を設定する。

具体的には、安定度判定手段１０４は、再閉路の成功／失敗を送電線の回線単位で区別し、送電線２回線に跨る系統事故が発生した際の再閉路２回線成功、再閉路１回線失敗、再閉路２回線失敗のそれぞれの場合を想定した制御内容を求めて制御テーブルに設定する。この場合、制御内容として電源制限する電制発電機を決定して該発電機を示す情報を制御テーブルに設定する処理を行う。また、電制発電機決定手段１０５は、系統事故発生時に検出される事故種別を制御テーブルと照合して、初めに再閉路２回線成功を想定した制御内容による制御を行い、再閉路失敗が検出された場合は再閉路が失敗した回線数に応じて再閉路１回線失敗または再閉路２回線失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する。

図８に制御テーブルの設定例を示す。

図８に示されるように、制御テーブルには、再閉路成功を想定した制御内容を第１段制御、再閉路失敗を想定した制御内容を第２段制御として設定する。但し、第１段制御は、系統事故発生時、再閉路の成功／失敗に関わらず最初に実施する制御である。さらに第２段制御を、再閉路１回線失敗の場合と再閉路２回線失敗の場合とに分けて設定する。

例えば、事故種別１の系統事故発生後の再閉路成功を想定した制御内容が発電機Ｇ１の電源制限で、再閉路１回線失敗を想定した制御内容が発電機Ｇ２の電源制限で、再閉路２回線失敗を想定した制御内容がＧ２，Ｇ３の電源制限である場合、第１段制御の制御内容としてＧ１電源制限、第２段制御（再閉路１回線失敗時用）の制御内容としてＧ２電源制限、第２段制御（再閉路２回線失敗時用）の制御内容としてＧ２，Ｇ３電源制限を設定する。

図９に再閉路失敗の検出ロジックの例を示す。

図９に示されるように、再閉路失敗検出部１０６ｃは、事故検出部１０６ａにより検出される事故発生のタイミングから無電圧時間（７９ＴＢ１）経過後に１号送電線保護リレー１０６ｆの動作信号（５２ＴＸ）または２号送電線保護リレー１０６ｇの動作信号（５２ＴＸ）を受信した場合に、再閉路１回線失敗と判定し、再閉路１回線失敗検出を示す信号を出力する。また、再閉路失敗検出部１０６ｃは、事故検出部１０６ａにより検出される事故発生のタイミングから無電圧時間（７９ＴＢ１）経過後に１号送電線保護リレー１０６ｆの動作信号（５２ＴＸ）と２号送電線保護リレー１０６ｇの動作信号（５２ＴＸ）の両方を受信した場合に、再閉路２回線失敗と判定し、再閉路２回線失敗検出を示す信号を出力する。

なお、本実施形態の中央演算装置９の処理フローについては、再閉路の成功／失敗を送電線の回線単位で区別する点を除けば、図７に示した処理フローと同様となるため、その説明を省略する。

中央演算装置９の処理完了後、演算装置１０は、系統事故発生時に事故検出端末装置１１から事故種別の情報を受信したときには、その事故種別を中央演算装置９から受信した制御テーブルと照合して、第１段制御で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。また、演算装置１０は、事故検出端末装置１１から続いて再閉路１回線失敗検出の通知を受信したときには、再び制御テーブルを参照し、第２段制御（再閉路１回線失敗時用）で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。一方、演算装置１０は、事故検出端末装置１１から続いて再閉路２回線失敗検出の通知を受信したときには、再び制御テーブルを参照し、第２段制御（再閉路２回線失敗時用）で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、再閉路１回線失敗時と再閉路２回線失敗時との安定度の違いに応じた制御を行うことができ、再閉路１回線失敗時の過剰制御を防止することができる。

（第３の実施形態）
図１，図２を参照するとともに図１０も参照して、第３の実施形態について説明する。

なお、この第３の実施形態では、第１の実施形態と共通する部分の説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態においては、安定度判定手段１０４での再閉路失敗を想定した電制発電機選択の処理において、電制発電機なしに電力系統の安定度維持が可能と判断した場合、再閉路成功を想定した電制発電機選択の処理を省略する。

具体的には、図１０に示されるように、中央演算装置９は、再閉路失敗を想定した電制発電機選択の処理において、電源制限する電制発電機なしに電力系統の安定度維持が可能と判断した場合、すなわち、ステップＳ１５の電制発電機選択の処理を行うことなく、電力系統の安定度が維持できると判定した場合（ステップＳ１４のＹｅｓ、ステップＳ４０のＮｏ）、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理をスキップし、ステップＳ３０の処理へ進む。

第３の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、無用な演算処理を省略することができるので、安定度判定手段１０４の演算処理量の増加を抑えることができ、中央演算装置９の負担を軽減することができる。

（第４の実施形態）
図１，図２を参照するとともに図１１〜図１３も参照して、第４の実施形態について説明する。

なお、この第４の実施形態では、第１の実施形態と共通する部分の説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態においては、再閉路の成功／失敗を、高速再閉路と中速再閉路（あるいは低速再閉路）とで区別する。すなわち、想定事故種別記憶部１０３ｂに記憶される想定事故種別データについて、高速再閉路の成功／失敗、さらに中速再閉路の成功／失敗の場合を想定し、制御テーブル設定部１０４ｄには、事故種別ごとに、高速再閉路成功、高速再閉路失敗、高速再閉路失敗の後の中速再閉路失敗（あるいは低速再閉路失敗）のそれぞれの場合の制御内容を設定する。

具体的には、安定度判定手段１０４は、再閉路の成功／失敗を高速再閉路と中速再閉路（あるいは低速再閉路）とで区別し、系統事故が発生した際の高速再閉路成功、高速再閉路失敗、高速再閉路失敗の後の中速再閉路失敗（あるいは低速再閉路失敗）のそれぞれの場合を想定した制御内容を求めて制御テーブルに設定する。この場合、制御内容として電源制限する電制発電機を決定して該発電機を示す情報を制御テーブルに設定する処理を行う。また、電制発電機決定手段１０５は、系統事故発生時に、検出される事故種別を制御テーブルと照合して、初めに高速再閉路成功を想定した制御内容による制御を行い、高速再閉路失敗が検出された場合は高速再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行い、さらに中速再閉路失敗（あるいは低速再閉路失敗）が検出された場合は中速再閉路失敗（あるいは低速再閉路失敗）を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する。

図１１に制御テーブルの設定例を示す。

図１１に示されるように、制御テーブルには、高速再閉路成功を想定した制御内容を第１段制御、高速再閉路失敗を想定した制御内容を第２段制御として設定する。但し、第１段制御は、系統事故発生時、再閉路の成功／失敗に関わらず最初に実施する制御である。さらに、高速再閉路失敗の後の中速再閉路失敗（あるいは低速再閉路失敗）を想定した制御内容を第３段制御として設定する。

例えば、事故種別１の系統事故発生後の高速再閉路成功を想定した制御内容が発電機Ｇ１の電源制限で、高速再閉路失敗を想定した制御内容が発電機Ｇ２、Ｇ３の電源制限で、高速再閉路失敗の後の中速再閉路失敗（あるいは低速再閉路失敗）を想定した制御内容がＧ４の電源制限である場合、第１段制御の制御内容としてＧ１電源制限、第２段制御の制御内容としてＧ２，Ｇ３電源制限、第３段制御の制御内容としてＧ４電源制限を設定する。

図１２に再閉路失敗の検出ロジックの例を、図１３に事故発生と制御実施のタイムチャートの例を示す。

図１２に示されるように、再閉路失敗検出部１０６ｃは、事故検出部１０６ａにより検出される事故発生のタイミングから高速再閉路の無電圧時間（７９ＴＢ１）経過後に送電線保護リレー１０６ｅの動作信号（５２ＴＸ）を受信した場合に、高速再閉路失敗と判定し、高速再閉路失敗検出を示す信号を出力する。また、再閉路失敗検出部１０６ｃは、事故検出部１０６ａにより検出される事故発生のタイミングから、上記無電圧時間（７９ＴＢ１）よりも長い中速再閉路（あるいは低速再閉路）の無電圧時間（７９ＴＢ２）経過後に、送電線保護リレー１０６ｅの動作信号（５２ＴＸ）を受信した場合に、中速再閉路失敗（あるいは低速再閉路失敗）と判定し、中速再閉路失敗検出（あるいは低速再閉路失敗検出）を示す信号を出力する。

電制発電機決定手段１０５は、図１３に示されるように、タイミングＴ０で事故が発生した後、事故種別検出手段１０６により事故が検知され事故種別が通知されるタイミングＴ１で第１段制御を実施することを決定し、これにより制御手段１０７が第１段制御を実施する。その後、高速再閉路失敗が検出された場合、電制発電機決定手段１０５は、事故種別検出手段１０６から高速再閉路失敗検出が通知されるタイミングＴ２で第２段制御を実施することを決定し、これにより制御手段１０７が第２段制御を実施する。その後、中速再閉路失敗が検出された場合、電制発電機決定手段１０５は、事故種別検出手段１０６から中速再閉路失敗検出が通知されるタイミングＴ３で第３段制御を実施することを決定し、これにより制御手段１０７が第３段制御を実施する。

なお、本実施形態の中央演算装置９の処理フローについては、再閉路の成功／失敗を高速再閉路と中速再閉路（あるいは低速再閉路）とで区別する点を除けば、図７に示した処理フローと同様となるため、その説明を省略する。

中央演算装置９の処理完了後、演算装置１０は、系統事故発生時に事故検出端末装置１１から事故種別の情報を受信したときには、その事故種別を中央演算装置９から受信した制御テーブルと照合して、第１段制御で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。また、演算装置１０は、事故検出端末装置１１から続いて高速再閉路失敗検出の通知を受信したときには、再び制御テーブルを参照し、第２段制御で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。また、演算装置１０は、事故検出端末装置１１から続いて中速再閉路失敗検出（あるいは低速再閉路失敗検出）の通知を受信したときには、再び制御テーブルを参照し、第３段制御で電源制限する電制発電機を決定し、制御端末装置１２は、演算装置１０により決定された電制発電機を電力系統から解列させる。

第４の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、高速再閉路失敗時と中速再閉路失敗時（あるいは低速再閉路失敗時）との無電圧時間の違いに応じた段階的な制御を行うことができ、中速再閉路失敗時（あるいは低速再閉路失敗時）の過負荷制御などを適切に行うことができる。

以上詳述したように、各実施形態によれば、事前演算型の電力系統安定化システムにおいて過剰制御を防止することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…発電機、２…母線、３…送電線あるいは変圧器、４…遮断器（ＣＢ）、５…電流計測器（ＣＴ）、６…電圧計測器（ＶＴ）、７…事故除去リレーシステム、８…通信設備、９…中央演算装置、１０…演算装置、１１…事故検出端末装置、１２…制御端末装置、１０１…系統情報収集手段、１０２…系統モデル作成手段、１０３…解析条件設定手段、１０３ａ…系統モデル記憶部、１０３ｂ…想定事故種別記憶部、１０３ｃ…解析条件設定部、１０４…安定度判定手段、１０４ａ…解析条件記憶部、１０４ｂ…過渡安定度計算部、１０４ｃ…安定度判定部、１０４ｄ…制御テーブル設定部、１０５…電制発電機決定手段、１０５ａ…制御テーブル記憶部、１０５ｂ…照合処理部、１０６…事故種別検出手段、１０７…制御手段。

Claims (6)

1. 系統事故が発生した際の電力系統の安定度維持に必要な制御内容として、想定される事故種別ごとに、再閉路成功を想定した制御内容と再閉路失敗を想定した制御内容とをそれぞれ求めて制御テーブルに設定する第１の装置と、
   系統事故発生時に、検出される事故種別を前記制御テーブルと照合して、初めに再閉路成功を想定した制御内容による制御を行い、再閉路失敗が検出された場合は再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する第２の装置と
   を具備することを特徴とする電力系統安定化システム。
2. 請求項１に記載の電力系統安定化システムにおいて、
   前記第１の装置は、再閉路の成功／失敗を送電線の回線単位で区別し、送電線２回線に跨る系統事故が発生した際の再閉路２回線成功、再閉路１回線失敗、再閉路２回線失敗のそれぞれの場合を想定した制御内容を求めて制御テーブルに設定し、
   前記第２の装置は、系統事故発生時に、検出される事故種別を制御テーブルと照合して、初めに再閉路２回線成功を想定した制御内容による制御を行い、再閉路失敗が検出された場合は再閉路が失敗した回線数に応じて再閉路１回線失敗または再閉路２回線失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する
   ことを特徴とする電力系統安定化システム。
3. 請求項１に記載の電力系統安定化システムにおいて、
   前記第１の装置は、再閉路の成功／失敗を高速再閉路と中速再閉路あるいは低速再閉路とで区別し、系統事故が発生した際の高速再閉路成功、高速再閉路失敗、高速再閉路失敗の後の中速再閉路失敗あるいは低速再閉路失敗のそれぞれの場合を想定した制御内容を求めて制御テーブルに設定し、
   前記第２の装置は、系統事故発生時に、検出される事故種別を制御テーブルと照合して、初めに高速再閉路成功を想定した制御内容による制御を行い、高速再閉路失敗が検出された場合は高速再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行い、さらに中速再閉路失敗あるいは低速再閉路失敗が検出された場合は中速再閉路失敗あるいは低速再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定することを特徴とする電力系統安定化システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力系統安定化システムにおいて、
   前記第１の装置は、制御内容として電源制限する電制発電機を決定して該電制発電機を示す情報を制御テーブルに設定する処理を行うことを特徴とする電力系統安定化システム。
5. 請求項４に記載の電力系統安定化システムにおいて、
   前記第１の装置は、再閉路失敗を想定した電制発電機選択の処理を先に行い、電制発電機なしに電力系統の安定度維持が可能と判断した場合、再閉路成功を想定した発電機選択の処理を省略することを特徴とする電力系統安定化システム。
6. 第１の装置により、系統事故が発生した際の電力系統の安定度維持に必要な制御内容として、想定される事故種別ごとに、再閉路成功を想定した制御内容と再閉路失敗を想定した制御内容とをそれぞれ求めて制御テーブルに設定しておき、
   第２の装置により、系統事故発生時に、検出される事故種別を前記制御テーブルと照合して、初めに再閉路成功を想定した制御内容による制御を行い、再閉路失敗が検出された場合は再閉路失敗を想定した制御内容による制御を追加で行うことを決定する
   ことを特徴とする電力系統安定化方法。

Images