JP2019221121A - Calculation program, calculation method, and calculation device, for withstanding frequency change rate - Google Patents

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圭亮 白崎
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Abstract

To simply estimate whether a PCS will drop out.SOLUTION: The calculation program of a withstanding frequency change rate causes a computer to calculate a limit value of a frequency change rate in which a difference between a moving average of a power frequency in the latest first period and a moving average of a power frequency in a past second period before a predetermined elapsed period becomes a threshold value and output information on the basis of the calculated limit value assuming that a frequency of power changes at a constant frequency change rate from a predetermined initial value.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、周波数変化率耐量の算出プログラム、算出方法および算出装置に関する。   The present invention relates to a calculation program, a calculation method, and a calculation device of a frequency change rate tolerance.

低炭素社会の実現に向け再生可能エネルギー電源、特に太陽光発電(以下「PV」とも記載する。)の導入が進んでいる。電力を需要家の受電設備に供給する電力系統(以下「系統」とも記載する。)では、PVの導入拡大に伴い、平常時の需給運用のみならず、緊急時の安定性への影響が顕在化しつつある。   The introduction of renewable energy power sources, particularly photovoltaic power generation (hereinafter, also referred to as “PV”), has been progressing toward realizing a low-carbon society. In the power system that supplies power to the customer's power receiving equipment (hereinafter also referred to as the “system”), the expansion of the introduction of PV has an obvious impact on not only supply and demand operation in normal times but also emergency stability. It is becoming.

電力会社は、一定の需要に対して、PVの出力が増加すれば、既存の同期発電機(発電機)による出力を減少させる必要があり、下げ代の制約や経済運用のために発電機を停止させる場合もある。このとき、系統に並列された発電機の容量の減少は、系統全体の慣性や電圧維持能力などが減少することを意味しており、系統事故時の周波数安定性や過渡安定度が低下するおそれがある。例えば、大電源脱落や系統分離などが発生した場合においては、慣性の減少により、系統に残された発電機の回転速度は変化しやすくなる。このため、系統を流れる電力の周波数変化率(RoCoF:Rate of Change of Frequency)は、増加傾向となる。なお、周波数変化率は、系統に供給される電力の周波数fの単位時間当たりの変化として、|df/dt|と表せる。   Electric power companies need to reduce the output of existing synchronous generators (generators) when PV output increases for a certain demand. It may be stopped. At this time, a decrease in the capacity of the generators connected in parallel to the system means a decrease in the inertia and voltage maintenance capacity of the entire system, and the frequency stability and transient stability at the time of a system failure may decrease. There is. For example, when a large power loss or system separation occurs, the rotational speed of the generator left in the system is likely to change due to a decrease in inertia. For this reason, the rate of change of the frequency of the power flowing through the system (RoCoF: Rate of Change of Frequency) tends to increase. Note that the frequency change rate can be expressed as | df / dt | as a change per unit time of the frequency f of the power supplied to the system.

PVは、パワーコンディショナ(PCS:Power Conditioning Subsystem)を介して系統に接続される。PCSは、単独運転検出機能を基本的に備えており、連系点電圧の周期偏差または周波数偏差による単独運転の判定を行なっている。PVが大量に連系されている系統では、PVが一斉に脱落すると、系統の電力に電圧変動、周波数変動などの外乱が発生し、電力品質を大きく低下させてしまう原因となる。ここでの「脱落」とは、PCSがゲートブロック後、系統条件が異常で復帰できない状態を指す。   The PV is connected to the system via a power conditioner (PCS: Power Conditioning Subsystem). The PCS basically has an islanding detection function, and determines the islanding based on the cycle deviation or the frequency deviation of the interconnection point voltage. In a system in which a large number of PVs are interconnected, if the PVs drop out at once, disturbances such as voltage fluctuations and frequency fluctuations occur in the power of the system, causing a great decrease in power quality. Here, “dropout” refers to a state in which the system conditions are abnormal and the system cannot be restored after the gate block of the PCS.

そこで、現在、日本では、事故時運転継続(Fault Ride Through)要件(以下「FRT要件」とも記載する。)が規定されている。FRT要件では、±2[Hz/sec]の周波数変動に対して、PCSが系統と連携した運転を継続することを要求している。PCSの単独運転検出機能は、FRT要件を満足するように設計する必要がある。一方、PCSには、FRT要件が定められる以前のFRT非対応の機種がある。FRT非対応のPCS機種については、RoCoFが±2[Hz/sec]に達していなくとも脱落するおそれがある。   Therefore, in Japan, a requirement for fault continuation driving (Fault Ride Through) (hereinafter, also referred to as “FRT requirement”) is currently specified. The FRT requirement requires that the PCS continue operation in cooperation with the grid for frequency fluctuations of ± 2 [Hz / sec]. The PCS islanding detection function must be designed to meet FRT requirements. On the other hand, some PCSs do not support FRT before FRT requirements are defined. PCS models that do not support FRT may fall off even if the RoCoF does not reach ± 2 [Hz / sec].

このため、大電源脱落事故時は、電圧位相跳躍および周波数低下が生じるため、FRT非対応のPCS機種が単独運転検出機能の検出方式の不要動作により広範囲で脱落し、周波数低下を助長するおそれがある。   For this reason, in the event of a large power loss accident, a voltage phase jump and a frequency drop occur. Therefore, a PCS model that does not support the FRT may fall out over a wide range due to unnecessary operation of the detection method of the islanding operation detection function, which may promote the frequency drop. is there.

単独運転検出機能の設定値は、PCSの機種毎に異なり、脱落が生じるRoCoFには差異がある。このため、現状は、各種の単独運転検出機能を個別にモデリングし、所望の周波数変動を与えるシミュレーション解析などによりPCS機種の脱落を推定している。   The set value of the islanding detection function differs for each PCS model, and there is a difference in RoCoF where dropout occurs. For this reason, at present, various types of islanding detection functions are individually modeled, and dropouts of PCS models are estimated by simulation analysis or the like that gives desired frequency fluctuations.

非特許文献1には、シミュレーション解析により系統の安定性を評価する技術が提案されている。非特許文献1の技術では、PV単体の特性を模擬したY法用PVモデルを用いてPVが連携する下位系統のモデルを構築し、シミュレーション解析を行う。   Non-Patent Document 1 proposes a technique for evaluating system stability by simulation analysis. In the technique of Non-Patent Document 1, a model of a lower system to which a PV cooperates is constructed using a PV method for a Y method that simulates the characteristics of a single PV, and a simulation analysis is performed.

白崎 圭亮、北内 義弘、“再生可能エネルギー大量導入時の各種系統条件が基幹系統の系統安定度に及ぼす基本的な影響”、電力中央研究所報告R14013、2015年8月Keisuke Shirasaki and Yoshihiro Kitauchi, "Basic Effects of Various System Conditions upon Large-Scale Introduction of Renewable Energy on System Stability of Backbone System", Central Research Institute of Electric Power Industry Report R14013, August 2015

しかしながら、従来の技術では、PCSの機種毎にモデルを構築して、シミュレーション解析を行わなければならず、PCSが脱落するかを簡易に推定できなかった。   However, in the related art, it is necessary to construct a model for each PCS model and perform a simulation analysis, and it is not possible to easily estimate whether or not the PCS will be dropped.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、PCSが脱落するかを簡易に推定できる周波数変化率耐量の算出プログラム、算出方法および算出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, and an object of the present invention is to provide a calculation program, a calculation method, and a calculation apparatus of a frequency change rate tolerance capable of easily estimating whether or not a PCS is dropped.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の周波数変化率耐量の算出プログラムは、コンピュータに、電力の周波数が所定の初期値から一定の周波数変化率で変化するものとして、直近の第1の期間の電力の周波数の移動平均と所定の経過期間前の過去の第2の期間の電力の周波数の移動平均との差がしきい値となる周波数変化率の限度値を算出し、算出された限度値に基づく情報を出力する処理を実行させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a frequency change rate tolerance calculation program according to the present invention provides a computer with the latest power supply frequency assuming that the power frequency changes at a constant frequency change rate from a predetermined initial value. And a limit value of a frequency change rate at which a difference between the moving average of the power frequency in the first period and the moving average of the power frequency in the past second period before the predetermined elapsed period becomes a threshold value is calculated. And a process of outputting information based on the calculated limit value.

本発明は、PCSが脱落するかを簡易に推定できるという効果を奏する。   The present invention has an effect that it can be easily estimated whether or not the PCS will be dropped.

図1は、判定ロジックを概略的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing the determination logic. 図2は、電力の周波数の変化に対する周期偏差の変化の一例を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a change in the period deviation with respect to a change in the frequency of the power. 図3は、周波数がランプ状に変動する場合の判定ロジックを概略的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a determination logic when the frequency fluctuates like a ramp. 図4は、期間t+trの周期偏差ΔTの変化の一例を示す図である。Figure 4 is a diagram showing an example of a change in cycle deviation ΔT duration t p + t r. 図5は、算出装置の機能的な構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the calculation device. 図6は、表示されるグラフの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the displayed graph. 図7は、算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the procedure of the calculation process. 図8Aは、単独運転検出機能の検出方式、判定ロジック、設定値を示す図である。FIG. 8A is a diagram illustrating a detection method, a determination logic, and a set value of the islanding operation detection function. 図8Bは、単独運転検出機能の検出方式、判定ロジック、設定値を示す図である。FIG. 8B is a diagram illustrating a detection method, a determination logic, and a set value of the islanding operation detection function. 図9Aは、基準周波数50HzのRoCoF耐量を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing the RoCoF resistance at a reference frequency of 50 Hz. 図9Bは、基準周波数60HzのRoCoF耐量を示す図である。FIG. 9B is a diagram showing the RoCoF resistance at a reference frequency of 60 Hz. 図10Aは、基準周波数50Hzについてシミュレーション解析を行った周波数変化率を示す図である。FIG. 10A is a diagram illustrating a frequency change rate obtained by performing a simulation analysis on the reference frequency of 50 Hz. 図10Bは、基準周波数60Hzについてシミュレーション解析を行った周波数変化率を示す図である。FIG. 10B is a diagram illustrating a frequency change rate obtained by performing a simulation analysis on the reference frequency of 60 Hz. 図11Aは、基準周波数50Hzでのシミュレーション解析による脱落の有無の結果を示す図である。FIG. 11A is a diagram showing the result of the presence or absence of dropout by simulation analysis at a reference frequency of 50 Hz. 図11Bは、基準周波数60Hzでのシミュレーション解析による脱落の有無の結果を示す図である。FIG. 11B is a diagram showing the result of the presence or absence of dropout by simulation analysis at a reference frequency of 60 Hz. 図12Aは、Bのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。FIG. 12A is a diagram illustrating a result of the simulation analysis of the group B. 図12Bは、Nのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。FIG. 12B is a diagram illustrating a result of a simulation analysis of N groups. 図12Cは、Hのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。FIG. 12C is a diagram illustrating a result of the simulation analysis of the group H. 図12Dは、Sのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。FIG. 12D is a diagram illustrating a result of the simulation analysis of the group S. 図13Aは、基準周波数50Hzについて、N、H、Sのグループの周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を示したグラフである。FIG. 13A is a graph showing the relationship between the frequency change rate RoCoF of the group of N, H, and S and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF for the reference frequency of 50 Hz. 図13Bは、基準周波数60Hzについて、N、H、Sのグループの周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を示したグラフである。FIG. 13B is a graph showing the relationship between the frequency change rate RoCoF of the group of N, H, and S and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF for the reference frequency of 60 Hz. 図14は、算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a computer that executes a calculation program.

以下に、本発明にかかる周波数変化率耐量の算出プログラム、算出方法および算出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。   Hereinafter, embodiments of a calculation program, a calculation method, and a calculation device of a frequency change rate tolerance according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiment. The embodiments can be appropriately combined within a range that does not contradict processing contents.

[周波数変化率耐量(RoCoF耐量)の算出手法]
最初に、PCSが脱落に至らない周波数変化率(RoCoF)の限度値(周波数変化率耐量、以下、「RoCoF耐量」とも記載する。)の算出手法について説明する。上述のように、PCSは、FRT要件により、±2[Hz/sec]の周波数変動に対して、系統と連携した運転を継続することが要求されている。PCSの単独運転検出機能は、FRT要件を満足するように設計する必要がある。一方、PCSには、FRT要件が定められる以前のFRT非対応の機種がある。FRT非対応のPCS機種については、RoCoFが±2[Hz/sec]に達していなくとも脱落するおそれがある。
[Method of calculating frequency change rate tolerance (RoCoF tolerance)]
First, a method of calculating the limit value of the frequency change rate (RoCoF) at which the PCS does not drop out (the frequency change rate tolerance, hereinafter also referred to as “RoCoF tolerance”) will be described. As described above, the PCS is required to continue the operation in cooperation with the system with respect to the frequency fluctuation of ± 2 [Hz / sec] according to the FRT requirement. The PCS islanding detection function must be designed to meet FRT requirements. On the other hand, some PCSs do not support FRT before FRT requirements are defined. PCS models that do not support FRT may fall off even if the RoCoF does not reach ± 2 [Hz / sec].

FRT非対応機種の単独運転検出機能は、受動的方式の検出感度が高く、受動的方式の代表的な検出方式には、周波数変化率検出方式と電圧位相跳躍検出方式とがある。   The islanding detection function of the FRT non-compliant model has a high detection sensitivity of the passive method, and typical detection methods of the passive method include a frequency change rate detection method and a voltage phase jump detection method.

図1は、判定ロジックを概略的に示した図である。周波数変化率検出方式および電圧位相跳躍検出方式は、基本的に移動平均により算出された最近周期と過去周期との周期偏差がしきい値を超えたかどうかで、単独運転の判定を行っている。例えば、周波数変化率検出方式および電圧位相跳躍検出方式は、判定対象とする時刻t1を基準として、時刻t1から直近の第1の期間tnの電力の周期の移動平均と、時刻t1から所定の経過期間tr前の過去の第2の期間tの電力の周期の移動平均を算出し、第1の期間tnの周期の移動平均と第2の期間tの周期の移動平均との差分がしきい値を超えたかどうかで単独運転の判定を行っている。このため、周波数変化率検出方式および電圧位相跳躍検出方式は、基本的な判定ロジックが共通とみなすことができると考えられる。交流電力の周期は、交流電力の周波数の逆数である。このため、第1の期間tnの周期の移動平均は、第1の期間tnの周波数の移動平均fnの逆数となる。また、第2の期間tの周期の移動平均は、第2の期間tの周波数の移動平均fの逆数となる。 FIG. 1 is a diagram schematically showing the determination logic. The frequency change rate detection method and the voltage phase jump detection method basically determine the islanding operation based on whether or not a cycle deviation between the latest cycle and the past cycle calculated by the moving average exceeds a threshold value. For example, the frequency change rate detection method and the voltage phase jump detection method, based on the time t 1 to a determination target, a moving average of the period of the power of time t 1 from the most recent first period t n, the time t 1 moves from the moving average of the period of the power of a given age t r past the second time period t p before is calculated, the period of the moving average of the period of the first period t n and the second time period t p The determination of the islanding operation is made based on whether the difference from the average exceeds the threshold value. For this reason, it is considered that the frequency change rate detection method and the voltage phase jump detection method can be regarded as having the same basic determination logic. The cycle of the AC power is the reciprocal of the frequency of the AC power. Therefore, the moving average of the period of the first period t n is the reciprocal of the moving average f n of the frequency of the first period t n. Further, the moving average of the period of the second period t p is the reciprocal of the moving average f p of the frequency of the second period t p.

図2は、電力の周波数の変化に対する周期偏差の変化の一例を示した図である。図2(A)には、電力の周波数がランプ状に変動する場合の周波数の変化が示されている。電力の周波数のランプ状の変動とは、周波数が一定の周波数変化率で増加または低下する状態である。図2(A)には、電力の周波数が、時刻tsに初期値f0から0.5[Hz/sec]、1.0[Hz/sec]、2.0[Hz/sec]の周波数変化率でそれぞれ低下している状態を示している。初期値f0は、例えば、電力の基準周波数(50Hzまたは60Hz)である。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a change in the period deviation with respect to a change in the frequency of the power. FIG. 2A shows a change in the frequency when the power frequency fluctuates in a ramp shape. The ramp-like fluctuation of the power frequency is a state in which the frequency increases or decreases at a constant frequency change rate. The FIG. 2 (A), the frequency of the power, from the initial value f 0 to the time t s 0.5 [Hz / sec] , 1.0 [Hz / sec], the frequency of 2.0 [Hz / sec] This shows a state in which the rate of change is decreasing. The initial value f 0 is, for example, a power reference frequency (50 Hz or 60 Hz).

図2(B)には、電力の周波数がランプ状に変動する場合の周期偏差の変化の一例が示されている。図2Bには、電力の周波数が0.5[Hz/sec]、1.0[Hz/sec]、2.0[Hz/sec]の周波数変化率でそれぞれ低下する場合の周期偏差ΔTの変化が示されている。図2Bに示すように、周期偏差ΔTは、周波数変化率の大きさに関わらず、時刻tsにランプ状の周波数変動が開始してから第2の期間tと経過期間trを加算した期間t+trを経過するまで急増する。そして、周期偏差ΔTは、期間t+trの経過後、緩やかに増加する。 FIG. 2B shows an example of a change in the period deviation when the power frequency fluctuates in a ramp shape. FIG. 2B shows the change in the period deviation ΔT when the frequency of the power decreases at the frequency change rates of 0.5 [Hz / sec], 1.0 [Hz / sec], and 2.0 [Hz / sec]. It is shown. As shown in FIG. 2B, cycle deviation ΔT, regardless of the magnitude of the frequency change rate, ramp-like frequency variation obtained by adding the elapsed time t r and the second time period t p from the start to the time t s increases rapidly until the expiration of the period t p + t r. The cycle deviation ΔT after expiration of the time t p + t r, increases slowly.

ここで、本発明者は、電力の周波数がランプ状に変動する場合について、周波数変化率検出方式および電圧位相跳躍検出方式に関する判定ロジックの設定値から、PCSが脱落に至らないRoCoF耐量を簡易的に求める手法を考案した。なお、本実施例では、電圧位相跳躍による不要動作防止用のオンディレイタイマの影響は、検出時間に影響があるものの、RoCoF耐量に影響しないため、考慮しないこととする。   Here, in the case where the frequency of the power fluctuates in a ramp shape, the present inventor can simply determine the RoCoF resistance that the PCS does not drop off from the setting value of the determination logic regarding the frequency change rate detection method and the voltage phase jump detection method. We have devised a method that we want. In the present embodiment, the influence of the on-delay timer for preventing unnecessary operation due to the voltage phase jump has an influence on the detection time, but does not affect the RoCoF resistance, and is not considered.

図3は、周波数がランプ状に変動する場合の判定ロジックを概略的に示した図である。なお、図3の例では、電力の周波数が、周波数の初期値f0から一定の周波数変化率で低下している状態を示している。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a determination logic when the frequency fluctuates like a ramp. Note that the example of FIG. 3 shows a state in which the frequency of the power is decreasing at a constant frequency change rate from the initial value f 0 of the frequency.

周波数変化率検出方式および電圧位相跳躍検出方式の判定ロジックでは、判定対象とする時刻t1を基準として、時刻t1から直近の第1の期間tnの電力の周波数の移動平均fnと、時刻t1から経過期間tr前の過去の第2の期間tの電力の周波数の移動平均fをそれぞれ算出する。 In the determination logic of the frequency change rate detection method and the voltage phase jump detection method, based on the time t 1 to a determination target, a moving average f n of the frequency of the power at time t 1 from the most recent first period t n, elapsed from the time period t 1 t r before the previous second time period t p power of the moving average f p of the frequency is calculated, respectively.

電力の周波数がランプ状に変化している場合、電力の周波数変化率が大きいほど、判定ロジックの中で算出された周期偏差ΔTが増大する。周波数変化率検出方式および電圧位相跳躍検出方式は、周期偏差ΔTが周期換算のしきい値ΔTtを超えた場合に単独運転状態と判定される。この判定条件は、以下の(1)式で表すことができる。 When the frequency of the power changes in a ramp shape, the greater the rate of change in the frequency of the power, the greater the period deviation ΔT calculated in the determination logic. Frequency change rate detection method and the voltage phase jump detection method, cycle deviation [Delta] T is determined islanding state when a threshold is exceeded [Delta] T t of period conversion. This determination condition can be expressed by the following equation (1).

Figure 2019221121
Figure 2019221121

電圧位相跳躍検出方式の場合、判定に用いるしきい値は、しきい値Δθt[deg]として与えられる。周波数変化率検出方式の場合、判定に用いるしきい値は、しきい値Δft[%]として与えられる。しきい値Δθt[deg]は、以下の(2−1)式により、しきい値ΔTt[sec]に換算できる。また、しきい値Δf[%]は、以下の(2−2)式により、しきい値ΔTt[sec]に換算できる。 In the case of the voltage phase jump detection method, the threshold used for determination is given as a threshold Δθ t [deg]. In the case of the frequency change rate detection method, the threshold value used for the determination is given as a threshold value Δf t [%]. The threshold value Δθ t [deg] can be converted to a threshold value ΔT t [sec] by the following equation (2-1). Also, the threshold value Δf [%] can be converted into a threshold value ΔT t [sec] by the following equation (2-2).

Figure 2019221121
Figure 2019221121

図2(B)に示したように、周期偏差ΔTは、周波数変化率の大きさに関わらず、ランプ状の周波数変動が開始してから期間t+trを経過するまで急増する。そこで、期間t+trを経過時点で周期偏差ΔTがしきい値ΔTtに達するランプ状の周波数変動のレベルが概ねRoCoF耐量に相当すると考え、期間t+trを経過した時点の移動平均fn、移動平均fおよび周期偏差ΔTを定式化することを考える。 As shown in FIG. 2 (B), period deviation ΔT is rapidly irrespective of the magnitude of the frequency change rate, the ramp-like frequency variation starts until after the period t p + t r. Therefore, considered that the period t p + t r cycle deviation [Delta] T by the elapsed time to the level of the ramp-shaped frequency variation reaches the threshold [Delta] T t generally corresponding to RoCoF capability, moving average of time has elapsed period t p + t r f n, consider that formulating a moving average f p and cycle deviation [Delta] T.

電力の周波数が、周波数変化率df/dt<0でランプ状に変動する場合、図3に示すように、第1の期間tnの周波数の移動平均fnは、第1の期間tnの中間点の周波数と考えることができる。また、第2の期間tの周期の移動平均は、第2の期間tの中間点の周波数と考えることができる。このため、移動平均fn、移動平均fは、第1の期間tn、第2の期間t、経過期間tr、周波数変化率df/dt、周波数の初期値f0を用いて、以下の(3−1)、(3−2)式で表される。 Frequency power is, to change in a ramp shape at the frequency change ratio df / dt <0, as shown in FIG. 3, the moving average f n of the frequency of the first period t n is the first time period t n It can be thought of as the midpoint frequency. Further, the moving average of the period of the second period t p may be thought of as a frequency of the intermediate point of the second period t p. Therefore, the moving average f n, the moving average f p, using the first time period t n, a second time period t p, age t r, the frequency change rate df / dt, the initial value f 0 frequency, It is represented by the following equations (3-1) and (3-2).

Figure 2019221121
Figure 2019221121

単独運転検出条件である上記の(1)式と上記の(3)式を連立すれば以下の(4)式が得られる。すなわち、(4)式の不等式が成り立つ場合に単独運転が検出されることを意味し、等号が成り立つ場合の周波数変化率df/dtが、RoCoF耐量に対応する。   The following equation (4) is obtained by simultaneously combining the above equation (1), which is the islanding detection condition, and the above equation (3). That is, it means that islanding is detected when the inequality expression (4) is satisfied, and the frequency change rate df / dt when the equality is satisfied corresponds to the RoCoF resistance.

Figure 2019221121
Figure 2019221121

ここで、後述する図8A、図8Bの示したPCSの代表的な設定値を与えた場合、いずれの場合も右辺の(df/dt)2の項の絶対値が他の項に比べ十分小さくなる。そこで、(4)式から(df/dt)2の項を除くと、以下の(5−1)式のようにRoCoFの概算式が得られる。(5−1)式の不等式が成り立つ場合の(5−2)式がRoCoF耐量に対応する。 Here, when typical setting values of the PCS shown in FIGS. 8A and 8B described later are given, in each case, the absolute value of the (df / dt) 2 term on the right side is sufficiently smaller than the other terms. Become. Therefore, if the term of (df / dt) 2 is removed from the equation (4), an approximate equation of RoCoF is obtained as in the following equation (5-1). The expression (5-2) when the inequality expression (5-1) is satisfied corresponds to the RoCoF tolerance.

Figure 2019221121
Figure 2019221121

なお、単独運転検出機能の検出方式には、過去周期、最近周期の算出に移動平均値でなく合計値を用いる機種も存在する。しかし、nサイクルの移動平均値に対してnサイクルの合計値は、n倍の値となる。したがって、検出しきい値を1/n倍とすれば合計値を移動平均値とみなせるため、(5−2)式を適用することができる。これには、例えば、後述する図8AのNのグループなどが該当するが、検出しきい値は他と同程度の設定となっているため、RoCoF耐量が小さくなる特徴がある。   As a detection method of the islanding operation detection function, there is a model that uses a total value instead of a moving average value to calculate the past cycle and the latest cycle. However, the total value of n cycles is n times the moving average value of n cycles. Therefore, if the detection threshold value is set to 1 / n times, the total value can be regarded as a moving average value, so that the expression (5-2) can be applied. This corresponds to, for example, the group N in FIG. 8A described later. However, since the detection threshold is set to the same level as the others, the RoCoF resistance is reduced.

図4は、期間t+trの周期偏差ΔTの変化の一例を示す図である。図4に示すように、周波数の変動開始から期間t+trが経過するまで、周期偏差ΔTの増加は、S字カーブを描く。期間t+trでは、周波数の初期値f0に対する電力の周波数の移動平均fの乖離が比較的小さいことに着目し、周期偏差ΔTの増加度合いを簡易的に線形とみなせば、周期偏差ΔTの増加の傾きと、RoCoF検出時間とは、ほぼ反比例の関係となる。すなわち、RoCoF耐量のn(>1)倍の周波数変化率が生じた場合のRoCoF検出時間は、1/n倍になるとみなせる。この関係は、以下の(6)式で表すことができる。なお、本実施例では、オンディレイタイマの影響を考慮していないが、考慮する場合は、以下の(6)式で示したRoCoF検出時間にタイマ時間を加算すればよい。 Figure 4 is a diagram showing an example of a change in cycle deviation ΔT duration t p + t r. As shown in FIG. 4, the fluctuation start frequency until the elapse of time t p + t r, increased cycle deviation ΔT draws a S-shaped curve. In the period t p + t r, paying attention to that deviation of the moving average f p of the frequency of the power with respect to the initial value f 0 frequency is relatively small, is regarded as the simple linear a degree of increase in cycle deviation [Delta] T, cycle deviation The slope of the increase in ΔT and the RoCoF detection time are almost inversely proportional. That is, it can be considered that the RoCoF detection time when the frequency change rate is n (> 1) times the RoCoF tolerance is 1 / n times. This relationship can be expressed by the following equation (6). In the present embodiment, the influence of the on-delay timer is not taken into consideration, but if it is taken into account, the timer time may be added to the RoCoF detection time shown in the following equation (6).

Figure 2019221121
Figure 2019221121

この(6)式を用いることにより、周波数変化率RoCoFごとに、当該周波数変化率
RoCoFで脱落が検出される検出期間(RoCoF検出期間)を算出できる。
By using the equation (6), it is possible to calculate a detection period (RoCoF detection period) in which dropout is detected at the frequency change rate RoCoF for each frequency change rate RoCoF.

[算出装置の構成]
次に、上述のRoCoF耐量の算出手法を適用した算出装置10の構成について説明する。図5は、算出装置の機能的な構成の一例を示す図である。算出装置10は、本実施例に係る手法を用いてRoCoF耐量を算出する情報処理装置である。算出装置10は、ノートパソコンやパーソナルコンピュータなどのコンピュータであってもよく、タブレット端末などの携帯端末装置であってもよい。
[Configuration of calculation device]
Next, a configuration of the calculation device 10 to which the above-described RoCoF tolerance calculation method is applied will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the calculation device. The calculation device 10 is an information processing device that calculates the RoCoF tolerance using the method according to the present embodiment. The calculation device 10 may be a computer such as a notebook computer or a personal computer, or may be a mobile terminal device such as a tablet terminal.

算出装置10は、表示部20と、入力部21と、記憶部22と、制御部23とを有する。算出装置10は、図5に示した機能部以外にも既知の各種の機能部を有してもよい。例えば、算出装置10は、他の端末と通信を行う通信インタフェース部などを有してもよい。   The calculation device 10 includes a display unit 20, an input unit 21, a storage unit 22, and a control unit 23. The calculating device 10 may include various known functional units in addition to the functional units illustrated in FIG. For example, the calculation device 10 may include a communication interface unit that communicates with another terminal.

表示部20は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部20としては、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示デバイスが挙げられる。表示部20は、各種情報を表示する。例えば、表示部20は、各種の操作画面や算出結果を表示する。   The display unit 20 is a display device that displays various information. The display unit 20 includes a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display). The display unit 20 displays various information. For example, the display unit 20 displays various operation screens and calculation results.

入力部21は、各種の情報を入力する入力デバイスである。例えば、入力部21としては、算出装置10に接続されたキーボードやマウス、算出装置10に設けられた各種のボタン、表示部20上に設けられた透過型のタッチセンサなどの入力デバイスが挙げられる。なお、図5の例では、機能的な構成を示したため、表示部20と入力部21を別に分けているが、例えば、タッチパネルなど表示部20と入力部21を一体的に設けたデバイスで構成してもよい。   The input unit 21 is an input device for inputting various information. For example, examples of the input unit 21 include input devices such as a keyboard and a mouse connected to the calculation device 10, various buttons provided on the calculation device 10, and a transmissive touch sensor provided on the display unit 20. . In the example of FIG. 5, the display unit 20 and the input unit 21 are separately provided to show a functional configuration. For example, the display unit 20 and the input unit 21 are configured by a device integrally provided with the display unit 20 and the input unit 21 such as a touch panel. May be.

記憶部22は、各種のデータを記憶する記憶デバイスである。例えば、記憶部22は、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、光ディスクなどの記憶装置である。なお、記憶部22は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、NVSRAM(Non Volatile Static Random Access Memory)などのデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。   The storage unit 22 is a storage device that stores various data. For example, the storage unit 22 is a storage device such as a hard disk, a solid state drive (SSD), and an optical disk. The storage unit 22 may be a rewritable semiconductor memory such as a random access memory (RAM), a flash memory, or a non-volatile random access memory (NVSRAM).

記憶部22は、制御部23で実行されるOS(Operating System)や各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部22は、後述する算出処理を実行する算出プログラムを含む各種のプログラムを記憶する。さらに、記憶部22は、制御部23で実行されるプログラムで用いられる各種データを記憶する。   The storage unit 22 stores an OS (Operating System) executed by the control unit 23 and various programs. For example, the storage unit 22 stores various programs including a calculation program for executing a calculation process described later. Further, the storage unit 22 stores various data used in a program executed by the control unit 23.

制御部23は、算出装置10を制御するデバイスである。制御部23としては、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等の電子回路や、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路を採用できる。制御部23は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部23は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部23は、受付部40と、第1算出部41と、第2算出部42と、出力部43とを有する。   The control unit 23 is a device that controls the calculation device 10. As the control unit 23, an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit), and an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and an FPGA (Field Programmable Gate Array) can be adopted. The control unit 23 has an internal memory for storing programs and control data defining various processing procedures, and executes various processing by using these. The control unit 23 functions as various processing units by executing various programs. For example, the control unit 23 includes a reception unit 40, a first calculation unit 41, a second calculation unit 42, and an output unit 43.

受付部40は、各種の受け付けを行う。例えば、受付部40は、RoCoF耐量の算出に用いる各種の情報の入力や各種の操作指示を受け付ける。例えば、受付部40は、不図示の操作画面を表示部20に表示させ、操作画面から、電力の周波数の初期値f0、直近の移動平均を求める第1の期間tn、過去の移動平均を求める第2の期間t、第2の期間tまでの経過期間tr、および、判定に用いるしきい値ΔTtの入力を受け付ける。なお、受付部40は、操作画面から、判定に用いるしきい値として、電圧位相跳躍検出方式のしきい値Δθt[deg]、周波数変化率検出方式のしきい値Δft[%]の入力を受け付けてもよい。また、受付部40は、不図示の操作画面からRoCoF耐量の算出開始の指示を受け付ける。 The reception unit 40 performs various receptions. For example, the receiving unit 40 receives input of various information used for calculating the RoCoF tolerance and various operation instructions. For example, the reception unit 40 causes the display unit 20 to display an operation screen (not shown), and from the operation screen, the initial value f 0 of the power frequency, the first period t n for obtaining the latest moving average, and the past moving average. second time period t p to obtain the elapsed time t r to the second time period t p, and accepts the input of the threshold [Delta] t t used for the determination. The receiving unit 40 inputs, from the operation screen, a threshold value Δθ t [deg] of the voltage phase jump detection method and a threshold value Δf t [%] of the frequency change rate detection method as threshold values used for the determination. May be accepted. In addition, the receiving unit 40 receives an instruction to start calculation of RoCoF resistance from an operation screen (not shown).

第1算出部41は、受付部40に受け付けた各種の情報に基づき、電力の周波数が初期値f0から一定の周波数変化率で変化するものとして、直近の第1の期間tnの電力の周波数の移動平均と経過期間tr前の過去の第2の期間tの周波数の移動平均との差がしきい値ΔTtとなるRoCoF耐量を算出する。例えば、第1算出部41は、受付部40に受け付けた初期値f0、第1の期間tn、第2の期間t、経過期間tr、および、しきい値ΔTtから、上述の(5−2)式を用いてRoCoF耐量を算出する。 The first calculation unit 41, based on the various information received in the reception section 40, as the frequency of power changes from an initial value f 0 at a fixed frequency variation rate, the most recent first period t n power the difference between the moving average of the frequency of past second period t p of age t r before and the moving average of the frequency is calculated RoCoF tolerance as the threshold value [Delta] t t. For example, the first calculation unit 41, receiving unit the initial value f 0 accepted 40, the first period t n, a second time period t p, age t r, and, from the threshold [Delta] T t, the above-mentioned The RoCoF tolerance is calculated using the equation (5-2).

なお、操作画面から、判定に用いるしきい値として、しきい値Δθt、しきい値Δftの入力を受け付けた場合、第1算出部41は、上述の(2−1)式、(2−2)式により、しきい値ΔTt[sec]に換算した後、RoCoF耐量を算出する。 Incidentally, the operation screen, as a threshold used for the determination, if accepted threshold [Delta] [theta] t, the input threshold Delta] f t, the first calculation unit 41, the above-mentioned equation (2-1), (2 After conversion into the threshold value ΔT t [sec], the RoCoF resistance is calculated by the equation -2).

第2算出部42は、算出されたRoCoF耐量、第2の期間tおよび経過期間trに基づき、RoCoF耐量に対する周波数変化率の倍数に対して、脱落の検出に要する検出期間が、第2の期間tと経過期間trとを加算した期間t+trが反比例するものとして、脱落が発生する境界となる周波数変化率と検出期間の条件を算出する。例えば、第2算出部42は、上述の(6)式に、RoCoF耐量と期間t+trを代入し、周波数変化率RoCoFを様々に変化させて、周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間する。 Second calculating section 42, calculated RoCoF capability, based on the second time period t p and age t r, with respect to a multiple of the frequency change ratio relative to RoCoF capability, the detection period required for the detection of the falling, the second period t p + t r where the sum of the duration t p and the elapsed time t r of as being inversely proportional to calculate the condition of the detection period and the frequency change rate at the boundary dropouts occurs. For example, the second calculating unit 42, the above-mentioned (6), by substituting RoCoF tolerance and duration t p + t r, variously changing the frequency change rate RoCoF, RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF I do.

出力部43は、各種の出力を行う。例えば、出力部43は、第1算出部41により算出されたRoCoF耐量に基づく情報を出力する。一例として、出力部43は、算出されたRoCoF耐量を操作画像に出力する。これにより、ユーザは、RoCoF耐量を把握できる。   The output unit 43 performs various outputs. For example, the output unit 43 outputs information based on the RoCoF tolerance calculated by the first calculation unit 41. As an example, the output unit 43 outputs the calculated RoCoF tolerance to the operation image. Thereby, the user can grasp the RoCoF tolerance.

また、出力部43は、第2算出部42により算出された条件に基づく情報を出力する。一例として、出力部43は、周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を操作画面にグラフで表示する。   The output unit 43 outputs information based on the condition calculated by the second calculation unit 42. As an example, the output unit 43 displays the relationship between the frequency change rate RoCoF and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF in a graph on the operation screen.

図6は、表示されるグラフの一例を示す図である。図6には、各種の周波数変化率RoCoFと当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間とを結んだグラフが示されている。それぞれの周波数変化率RoCoFでは、グラフの線の下側のRoCoF検出時間では単独運転が検出されず、グラフの線の上側のRoCoF検出時間となると単独運転が検出される。これにより、ユーザは、周波数変化率RoCoFごとに、単独運転が検出される境界となるRoCoF検出時間を把握できる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the displayed graph. FIG. 6 shows a graph connecting various frequency change rates RoCoF and RoCoF detection times corresponding to the frequency change rates RoCoF. At each frequency change rate RoCoF, the islanding operation is not detected in the RoCoF detection time below the line in the graph, and the islanding operation is detected in the RoCoF detection time above the line in the graph. Thereby, the user can grasp the RoCoF detection time, which is the boundary where islanding is detected, for each frequency change rate RoCoF.

なお、出力部43は、RoCoF耐量に基づく情報や、周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を操作画面に出力する以外に、データとして外部の端末装置や記憶装置に出力してもよい。   The output unit 43 outputs the information based on the RoCoF tolerance and the relationship between the frequency change rate RoCoF and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF to an operation screen. You may output to an apparatus.

これにより、例えば、電力会社の担当者は、算出装置10を用いることで、PCSの機種ごとのRoCoF耐量や周波数変化率RoCoFごとのRoCoF検出時間を把握でき、PCSの機種ごとの脱落の発生しやすさを把握できる。電力会社の担当者は、算出されたRoCoF耐量や周波数変化率RoCoFごとのRoCoF検出時間を利用して、周波数変化に対する系統の安定性の評価を行うことができる。   Thereby, for example, the person in charge of the power company can use the calculation device 10 to know the RoCoF tolerance for each PCS model and the RoCoF detection time for each frequency change rate RoCoF, and the dropout of each PCS model occurs. Easy to understand. The person in charge of the power company can evaluate the stability of the system with respect to the frequency change using the calculated RoCoF tolerance and the RoCoF detection time for each frequency change rate RoCoF.

また、例えば、PCSメータの担当者は、算出装置10を用いることで、周波数変化に対してPCSの単独運転検出機能が適切に動作するか評価できる。また、PCSメータの担当者は、PCSの単独運転検出機能が想定した動作となるよう、PCSの単独運転検出機能の設定値の調整に算出装置10を利用できる。   In addition, for example, the person in charge of the PCS meter can use the calculation device 10 to evaluate whether the islanding detection function of the PCS operates properly with respect to the frequency change. Also, the person in charge of the PCS meter can use the calculation device 10 to adjust the set value of the PCS islanding operation detection function so that the islanding operation detection function of the PCS performs an assumed operation.

[処理の流れ]
次に、本実施例に係る算出装置10がRoCoF耐量を算出する算出処理の流れについて説明する。図7は、算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。この算出処理は、所定のタイミング、例えば、受付部40によりRoCoF耐量の算出開始の指示を受け付けたタイミングで実行される。
[Processing flow]
Next, the flow of a calculation process in which the calculation device 10 according to the present embodiment calculates the RoCoF resistance will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the procedure of the calculation process. This calculation process is executed at a predetermined timing, for example, at a timing when the reception unit 40 receives an instruction to start calculating the RoCoF tolerance.

図7に示すように、第1算出部41は、受付部40に受け付けた各種の情報に基づき、電力の周波数が初期値f0から一定の周波数変化率で変化するものとして、直近の第1の期間tnの電力の周波数の移動平均と経過期間tr前の過去の第2の期間tの周波数の移動平均との差がしきい値ΔTtとなる周波数変化率の限度値(RoCoF耐量)を算出する(S10)。例えば、第1算出部41は、受付部40に受け付けた初期値f0、第1の期間tn、第2の期間t、経過期間tr、および、しきい値ΔTtから、上述の(5−2)式を用いてRoCoF耐量を算出する。 As illustrated in FIG. 7, the first calculation unit 41 determines that the power frequency changes from the initial value f 0 at a constant frequency change rate based on various types of information received by the reception unit 40, moving average power of the frequency of the periods t n between the elapsed time t r limit value before the frequency change rate difference is a threshold [Delta] t t of the moving average of the frequency of past second period t p of (RoCoF Is calculated (S10). For example, the first calculation unit 41, receiving unit the initial value f 0 accepted 40, the first period t n, a second time period t p, age t r, and, from the threshold [Delta] T t, the above-mentioned The RoCoF tolerance is calculated using the equation (5-2).

第2算出部42は、算出されたRoCoF耐量、第2の期間tおよび経過期間trに基づき、RoCoF耐量に対する周波数変化率の倍数に対して、脱落の検出に要する検出期間が、第2の期間tと経過期間trとを加算した期間t+trが反比例するものとして、脱落が発生する境界となる周波数変化率と検出期間の条件を算出する(S11)。例えば、第2算出部42は、上述の(6)式に、RoCoF耐量と期間t+trを代入し、周波数変化率RoCoFを様々に変化させて、周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間する。 Second calculating section 42, calculated RoCoF capability, based on the second time period t p and age t r, with respect to a multiple of the frequency change ratio relative to RoCoF capability, the detection period required for the detection of the falling, the second period t p + t r where the sum of the duration t p and the elapsed time t r of as being inversely proportional to calculate the condition of the detection period and the frequency change rate at the boundary of dropping occurs (S11). For example, the second calculating unit 42, the above-mentioned (6), by substituting RoCoF tolerance and duration t p + t r, variously changing the frequency change rate RoCoF, RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF I do.

出力部43は、算出結果を出力し(S12)、処理を終了する。例えば、出力部43は、算出されたRoCoF耐量を操作画像に出力する。また、出力部43は、周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を操作画面にグラフで表示する。   The output unit 43 outputs the calculation result (S12), and ends the processing. For example, the output unit 43 outputs the calculated RoCoF tolerance to the operation image. In addition, the output unit 43 graphically displays the relationship between the frequency change rate RoCoF and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF on the operation screen.

[算出の具体例]
次に、算出装置10を用いてRoCoF耐量を算出した具体例を説明する。日本電機工業会(JEMA)のWebページ(https://www.jema-net.or.jp/Japanese/res/fukusudai/kenshutsu.html)上では、単独運転検出機能の検出方式や判定ロジック、設定値がある程度公開されており、さらに、同一とした複数の機種がグルーピングされている。
[Specific example of calculation]
Next, a specific example of calculating the RoCoF resistance using the calculation device 10 will be described. On the website of the Japan Electrical Manufacturers' Association (JEMA) (https://www.jema-net.or.jp/Japanese/res/fukusudai/kenshutsu.html), the detection method, judgment logic, and settings for the islanding detection function The value is released to some extent, and a plurality of identical models are grouped.

厳密には時期が異なるが、FRT要件が定められた時期と新型能動的方式であるステップ注入付周波数フィードバック方式の販売が開始された時期は近い。このため、本実施例では、ステップ注入付周波数フィードバック方式が採用されていない機種をFRT非対応機種とみなした。FRT非対応機種52グループ中、本実施例に係る手法が適用可能と考えられる機種として49グループが該当した。   Although the timing is strictly different, the timing at which the FRT requirement is determined and the timing at which sales of the new active type frequency feedback method with step injection are started are close. For this reason, in the present embodiment, a model in which the frequency feedback method with step injection is not adopted is regarded as an FRT non-compliant model. Among the 52 groups of FRT non-compliant models, 49 groups corresponded to the models to which the method according to the present embodiment is considered applicable.

図8Aおよび図8Bは、単独運転検出機能の検出方式、判定ロジック、設定値を示す図である。図8Aおよび図8Bには、本実施例に係る手法が適用可能と考えられる49グループについて、グループごとに、検出方式、判定ロジック、設定値を示している。図8Aおよび図8Bに示したPCSの機種のグループは、日本電機工業会のWebページに記載されたグループを使用している。方式の項目は、単独運転検出機能の検出方式を示しており、「位」が電圧位相跳躍検出方式であることを示し、「周」が周波数変化率検出方式であることを示している。tの項目は、第2の期間tの設定値を示す。tnの項目は、第1の期間tnの設定値を示す。trの項目は、経過期間trの設定値を示す。ΔTtの項目は、しきい値ΔTtの設定値を示しており、検出方式に対応したしきい値を(2−1)式または(2−2)式によりしきい値ΔTt[sec]に換算した値を、系統の電力の基準周波数50Hz、60Hzに対応して示している。 8A and 8B are diagrams illustrating a detection method, a determination logic, and a set value of the islanding operation detection function. 8A and 8B show the detection method, the determination logic, and the set values for each of the 49 groups for which the method according to the present embodiment is considered to be applicable. The group of PCS models shown in FIGS. 8A and 8B uses the group described on the Web page of the Japan Electrical Manufacturers' Association. The item of the method indicates the detection method of the islanding operation detection function, where “place” indicates the voltage phase jump detection method and “lap” indicates the frequency change rate detection method. item t p indicates the set value of the second time period t p. item t n indicates the set value of the first time period t n. item of t r shows the set value of the elapsed time period t r. Item [Delta] T t indicates the set value of the threshold [Delta] T t, a threshold value corresponding to a detection method (2-1) or (2-2) threshold [Delta] T t [sec] by formula Are shown corresponding to the reference frequencies 50 Hz and 60 Hz of the power of the system.

また、図8Aおよび図8Bには、RoCoF耐量の項目に、これらの設定値と上述の(5)式により算出したRoCoF耐量を系統の電力の基準周波数50Hz、60Hzに対応して示している。ただし、FRT非対応機種には、図8Aおよび図8Bに示すように、(5)式からRoCoF耐量を算出するために必要な設定値が部分的に不明の機種がいくつか存在する。そこで、機種によってばらつきが大きいと考えられる第2の期間tや検出しきい値が不明の場合は、RoCoF耐量を不明とした。第1の期間tnが不明の場合は、第1の期間tnを仮の値として1cycとし、経過期間trが不明の場合は、図8Aおよび図8Bから、経過期間tr=第1の期間tnの場合が多い傾向が読み取れることから、経過期間trを第1の期間tnと同値として、RoCoF耐量を算出した。図8Aおよび図8Bでは、算出したRoCoF耐量が2[Hz/sec]を下回る機種のRoCoF耐量の項目にパターンを付している。 8A and 8B, in the item of RoCoF resistance, the set values and the RoCoF resistance calculated by the above equation (5) are shown corresponding to the reference frequencies 50 Hz and 60 Hz of the power of the system. However, as shown in FIG. 8A and FIG. 8B, there are some FRT non-compliant models whose setting values necessary for calculating the RoCoF resistance from Equation (5) are partially unknown. Therefore, if the second time period t p and the detection threshold considered variations depending on the model is large is unknown, was unknown to RoCoF resistance. For unknown first period t n, the first time period t n and 1cyc as a provisional value, when the elapsed time t r is unknown, FIGS. 8A and 8B, the elapsed time t r = first since often a tendency can read period t n of the elapsed time t r as the first time period t n and equivalent was calculated RoCoF resistance. 8A and 8B, a pattern is attached to the item of the RoCoF resistance of the model whose calculated RoCoF resistance is less than 2 [Hz / sec].

図8Aおよび図8Bに示すように、第2の期間t、経過期間trが大きいほど、また、しきい値ΔTt、第1の期間tnが小さいほど、RoCoF耐量は小さくなる。また、FRT非対応機種であってもRoCoF耐量がFRT要件である2[Hz/sec]を下回る機種は限られる。ただし、周波数変化率検出方式には、第2の期間tが大きく、さらに、しきい値ΔTtが小さいことによりRoCoF耐量が非常に小さい機種が存在する。 As shown in FIGS. 8A and 8B, the second time period t p, as the elapsed time t r is large, also, as the threshold value [Delta] T t, the first time period t n small, RoCoF capability decreases. Further, even if the model does not support the FRT, the model whose RoCoF tolerance is less than the FRT requirement of 2 [Hz / sec] is limited. However, the frequency change rate detection method, the second time period t p is large, further, there RoCoF withstand capability are very small model by threshold [Delta] T t is small.

また、判定ロジックおよび設定値が同一であっても、RoCoF耐量は、基準周波数が50Hzの場合と60Hzの場合で、基本的に1.44倍、または、1.2倍の大きさとなる。この理由は、(5−2)式において、ΔTt・f0は無次元量であり、分母のtの与え方が「サイクル数」の場合は分母がf0の逆数に比例するため、RoCoF耐量はf0 2に比例する。これは電圧位相跳躍検出方式が多く該当する。一方、分母の与え方が「秒」の場合は、分母がf0に依存せず一定となるため、RoCoF耐量はf0に比例する。これは、周波数変化率検出方式が多く該当する。図8Aおよび図8Bには、RoCoF耐量の算出に必要な設定値が部分的に不明の機種が存在する。PCSメーカからの情報提供などにより、設定値が明らかとなれば、RoCoF量の算出精度が向上する。 Further, even if the determination logic and the set value are the same, the RoCoF resistance is basically 1.44 times or 1.2 times larger when the reference frequency is 50 Hz and 60 Hz. The reason for this is that in equation (5-2), ΔT t · f 0 is a dimensionless quantity, and when the way of giving the denominator t is “the number of cycles”, the denominator is proportional to the reciprocal of f 0. tolerance is proportional to the f 0 2. This corresponds to the voltage phase jump detection method in many cases. On the other hand, if the way given the denominator of "second", since the denominator becomes constant without depending on f 0, RoCoF capability is proportional to f 0. This often corresponds to the frequency change rate detection method. In FIGS. 8A and 8B, there are models whose setting values required for calculating the RoCoF tolerance are partially unknown. If the set value becomes clear by providing information from the PCS maker or the like, the calculation accuracy of the RoCoF amount is improved.

次に、算出したRoCoF耐量およびRoCoF検出時間の妥当性を検証する。RoCoF耐量の妥当性を検証するため、図8Aおよび図8Bを参考に、電圧位相跳躍検出方式および周波数変化率検出方式からそれぞれ2種ずつ代表的なB、N、H、Sの各グループを選定し、本実施例に係る手法を用いて、各グループのPCS機種の設定値からRoCoF耐量を算出した。図9Aは、基準周波数50HzのRoCoF耐量を示す図である。図9Bは、基準周波数60HzのRoCoF耐量を示す図である。図9Aおよび図9Bには、シB、N、H、Sの各グループのPCS機種の設定値も示されている。   Next, the validity of the calculated RoCoF tolerance and the RoCoF detection time will be verified. In order to verify the validity of the RoCoF tolerance, two representative B, N, H, and S groups were selected from the voltage phase jump detection method and the frequency change rate detection method with reference to FIGS. 8A and 8B. Then, using the method according to the present embodiment, the RoCoF resistance was calculated from the set values of the PCS models of each group. FIG. 9A is a diagram showing the RoCoF resistance at a reference frequency of 50 Hz. FIG. 9B is a diagram showing the RoCoF resistance at a reference frequency of 60 Hz. FIG. 9A and FIG. 9B also show the set values of the PCS models of the groups B, N, H, and S.

また、例えば、非特許文献1に記載の技術により、B、N、H、Sの各グループについて、図9Aおよび図9Bの設定値で、Y法用PVモデルを用いてPVが連携する下位系統のモデルを構築し、基準周波数50Hzおよび60Hzでそれぞれ周波数変化率を変えて周波数がランプ状に低下する場合の各検出方式での単独運転の判定の有無のシミュレーション解析を行った。なお、シミュレーション解析では、ランプ状の周波数変動は下限値を基準周波数50Hzで47.5Hzと設定し、基準周波数60Hzで57.0Hzと設定した。また、周波数変動を開始してから20[sec]が経過した時点で計算打ち切りとした。   Also, for example, according to the technology described in Non-Patent Document 1, for each group of B, N, H, and S, the lower system in which the PV cooperates using the Y method PV model with the set values of FIGS. 9A and 9B. Was constructed, and simulation analysis was performed to determine whether or not the individual operation was determined in each detection method when the frequency decreased in a ramp shape by changing the frequency change rate at each of the reference frequencies 50 Hz and 60 Hz. In the simulation analysis, the lower limit value of the ramp-shaped frequency fluctuation was set to 47.5 Hz at a reference frequency of 50 Hz, and set to 57.0 Hz at a reference frequency of 60 Hz. The calculation was terminated when 20 [sec] had elapsed after the start of the frequency fluctuation.

図10Aは、基準周波数50Hzについてシミュレーション解析を行った周波数変化率を示す図である。図10Bは、基準周波数60Hzについてシミュレーション解析を行った周波数変化率を示す図である。各グループのRoCoF耐量は、異なる。このため、図10Aおよび図10Bには、RoCoF耐量の周波数変化率を100%として、シミュレーションの際の周波数変化率の比率を周波数変動レベルとして%値で示している。   FIG. 10A is a diagram illustrating a frequency change rate obtained by performing a simulation analysis on the reference frequency of 50 Hz. FIG. 10B is a diagram illustrating a frequency change rate obtained by performing a simulation analysis on the reference frequency of 60 Hz. The RoCoF tolerance of each group is different. For this reason, FIGS. 10A and 10B show the frequency change rate of the RoCoF resistance amount as 100% and the ratio of the frequency change rate in the simulation as a frequency change level as a% value.

図11Aは、基準周波数50Hzでのシミュレーション解析による脱落の有無の結果を示す図である。図11Bは、基準周波数60Hzでのシミュレーション解析による脱落の有無の結果を示す図である。図11Aおよび図11Bでは、RoCoF耐量の周波数変化率を100%とした周波数変動レベルで脱落の有無が示されている。「○」は、シミュレーション解析において検出方式の単独運転が動作せず、系統と連携した運転が継続したことを示す。「×」は、シミュレーション解析において単独運転が検出され、脱落したことを示す。   FIG. 11A is a diagram showing the result of the presence or absence of dropout by simulation analysis at a reference frequency of 50 Hz. FIG. 11B is a diagram showing the result of the presence or absence of dropout by simulation analysis at a reference frequency of 60 Hz. FIGS. 11A and 11B show the presence or absence of dropout at a frequency variation level where the frequency change rate of the RoCoF resistance is 100%. “O” indicates that the independent operation of the detection method did not operate in the simulation analysis, and the operation in cooperation with the grid continued. “×” indicates that islanding was detected in simulation analysis and dropped out.

図11Aおよび図11Bに示すように、いずれのグループもRoCoF耐量(100%値)に対して「×」となっており、精度面は、概ね良好であることが確認された。しかし、N、Sのグループにおいては、算出されたRoCoF耐量(100%値)と、シミュレーション結果で単独運転が検出される周波数変動レベルとの乖離が比較的大きかった。   As shown in FIG. 11A and FIG. 11B, each group was “×” with respect to the RoCoF resistance (100% value), and it was confirmed that the accuracy was generally good. However, in the groups N and S, the difference between the calculated RoCoF resistance (100% value) and the frequency fluctuation level at which the isolated operation was detected in the simulation result was relatively large.

そこで、各グループに周波数変動レベルが97%値の周波数変動を与えた場合を比較して原因を考察する。   Therefore, the cause is considered by comparing the case where the frequency fluctuation level of the frequency fluctuation level is 97% to each group.

図12Aは、Bのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。図12A(A)には、基準周波数60Hzについて周波数変動レベルが97%値である4.414[Hz/sec]の周波数変化率で周波数を低下させた際の電力の周波数の変化が示されている。図12A(B)には、図12A(A)のように電力の周波数が変化した場合の周期偏差ΔTの変化が示されている。   FIG. 12A is a diagram illustrating a result of the simulation analysis of the group B. FIG. 12A (A) shows a change in the power frequency when the frequency is reduced at a frequency change rate of 4.414 [Hz / sec] with a frequency variation level of 97% at a reference frequency of 60 Hz. I have. FIG. 12A (B) shows a change in the period deviation ΔT when the power frequency changes as in FIG. 12A (A).

周波数変化率が4.414[Hz/sec]の場合、周波数変動を開始してから約0.68[sec]経過時点で周波数は、60Hzから57Hzに達する。これに対し、期間t+trは、0.55[sec]であり、差分は、約0.13[sec]である。周波数変動開始から期間t+trが経過した後も周期偏差ΔTは、緩やかに増加し誤差要因となるが、その時間が0.15[sec]と短いため、本実施例に係る手法とY法用PVモデルによるシミュレーション結果との乖離も小さいものと考えられる。 When the frequency change rate is 4.414 [Hz / sec], the frequency increases from 60 Hz to 57 Hz when about 0.68 [sec] has elapsed after the start of the frequency change. On the other hand, the period t p + t r is a 0.55 [sec], the difference is about 0.13 [sec]. Cycle deviation ΔT after the period t p + t r from frequency fluctuation start has elapsed, but increases gradually cause an error, because the time is short and 0.15 [sec], techniques and Y according to the present embodiment It is considered that the deviation from the simulation result by the formal PV model is small.

図12Bは、Nのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。図12B(A)には、基準周波数60Hzについて周波数変動レベルが97%値である0.580[Hz/sec]の周波数変化率で周波数を低下させた際の電力の周波数の変化が示されている。図12B(B)には、図12B(A)のように電力の周波数が変化した場合の周期偏差ΔTの変化が示されている。   FIG. 12B is a diagram illustrating a result of a simulation analysis of N groups. FIG. 12B (A) shows a change in the power frequency when the frequency is reduced at a frequency change rate of 0.580 [Hz / sec], which is a 97% value of the frequency fluctuation level at a reference frequency of 60 Hz. I have. FIG. 12B (B) shows a change in the period deviation ΔT when the power frequency changes as in FIG. 12B (A).

周波数変化率が0.580[Hz/sec]の場合、周波数変動を開始してから約5.2[sec]経過時点で周波数は、60Hzから57Hzに達する。これに対し、期間t+trは、0.33[sec]であるため、その差分は約4.8[sec]である。周波数変動開始から期間t+trが経過した後も周期偏差ΔTは、緩やかに増加し誤差要因となるが、その時間が4.8[sec]と長いため、本実施例に係る手法とY法用PVモデルによるシミュレーション結果との乖離が大きくなったものと考えられる。 When the frequency change rate is 0.580 [Hz / sec], the frequency increases from 60 Hz to 57 Hz when about 5.2 [sec] has elapsed after the start of the frequency fluctuation. In contrast, the period t p + t r are the 0.33 [sec], the difference is about 4.8 [sec]. Cycle deviation ΔT after the period t p + t r from frequency fluctuation start has elapsed, but increases gradually cause an error, because the time is long and 4.8 [sec], techniques and Y according to the present embodiment It is considered that the deviation from the simulation result by the forensic PV model became large.

図12Cは、Hのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。図12C(A)には、基準周波数60Hzについて周波数変動レベルが97%値である0.0338[Hz/sec]の周波数変化率で周波数を低下させた際の電力の周波数の変化が示されている。図12C(B)には、図12C(A)のように電力の周波数が変化した場合の周期偏差ΔTの変化が示されている。   FIG. 12C is a diagram illustrating a result of the simulation analysis of the group H. FIG. 12C (A) shows a change in the power frequency when the frequency is reduced at a frequency change rate of 0.0338 [Hz / sec], which is a 97% value of the frequency fluctuation level at a reference frequency of 60 Hz. I have. FIG. 12C (B) shows a change in the period deviation ΔT when the power frequency changes as in FIG. 12C (A).

周波数変化率が0.0338[Hz/sec]の場合、周波数変動を開始してから約88.8[sec]経過時点で周波数は、60Hzから57Hzに達する。なお、本実施例では、シミュレーション時間は周波数変動開始から20[sec]で打ち切っている。これに対し、期間t+trは、10.2[sec]であるため、その差分は9.8[sec]である。周波数変動開始から期間t+trが経過した後も周期偏差ΔTは、緩やかに増加し誤差要因となるが、周波数の変化速度が非常に緩やかであるため、期間t+tr経過後の周期偏差ΔTの増加も非常に緩やかである。このため、Hのグループの場合は、誤差要因の影響度合いが相対的に小さいことにより、本実施例に係る手法とY法用PVモデルによるシミュレーション結果との乖離が小さくなったものと考えられる。 When the frequency change rate is 0.0338 [Hz / sec], the frequency increases from 60 Hz to 57 Hz when about 88.8 [sec] has elapsed after the start of the frequency change. In this embodiment, the simulation time is stopped at 20 [sec] from the start of the frequency fluctuation. In contrast, the period t p + t r are the 10.2 [sec], the difference is 9.8 [sec]. Cycle deviation ΔT after the period t p + t r from frequency fluctuation start has passed, although the increasing moderately error factors, since the change rate of the frequency is very gradual, cycle after age t p + t r The increase in the deviation ΔT is also very slow. Therefore, in the case of the group H, it is considered that the discrepancy between the method according to the present embodiment and the simulation result by the PV model for the Y method is small because the degree of influence of the error factor is relatively small.

図12Dは、Sのグループのシミュレーション解析の結果を示す図である。図12D(A)には、基準周波数60Hzについて周波数変動レベルが97%値である0.862[Hz/sec]の周波数変化率で周波数を低下させた際の電力の周波数の変化が示されている。図12D(B)には、図12D(A)のように電力の周波数が変化した場合の周期偏差ΔTの変化が示されている。   FIG. 12D is a diagram illustrating a result of the simulation analysis of the group S. FIG. 12D (A) shows a change in the power frequency when the frequency is reduced at a frequency change rate of 0.862 [Hz / sec], which is a 97% frequency change level for a reference frequency of 60 Hz. I have. FIG. 12D (B) shows a change in the period deviation ΔT when the power frequency changes as in FIG. 12D (A).

Sのグループのシミュレーション結果は、Nのグループと同様の考察になる。周波数変化率が0.862[Hz/sec]の場合、周波数変動を開始してから約3.5[sec]経過時点で周波数は60Hzから57Hzに達する。これに対し、期間t+trは、1.10[sec]であるため、その差分は、約2.4[sec]である。周波数変動開始から期間t+trが経過した後も周期偏差ΔTは、緩やかに増加し誤差要因となるが、その時間が2.4[sec]と長いため、本実施例に係る手法とY法用PVモデルによるシミュレーション結果との乖離が大きくなったものと考えられる。 The simulation result of the group S has the same consideration as that of the group N. When the frequency change rate is 0.862 [Hz / sec], the frequency increases from 60 Hz to 57 Hz at about 3.5 [sec] after the start of the frequency change. On the other hand, the period t p + t r is, because it is a 1.10 [sec], the difference is about 2.4 [sec]. Since cycle deviation ΔT after the period t p + t r from frequency fluctuation start has passed, although the increasing moderately error factors, long and the time is 2.4 [sec], techniques and Y according to the present embodiment It is considered that the deviation from the simulation result by the forensic PV model became large.

以上のことから、誤差要因は、次のように整理できる。期間t+trが経過した後の周期偏差ΔTの増加の程度が誤差となる。周波数変化率が大きいほど、期間t+tr後の周期偏差ΔTの増加の程度が大きくなる。周波数が下げ止まるまでの時間と期間t+trとの差分による誤差の時間だけ、周波数変化率に応じて、周期偏差ΔTは、増加する。 From the above, the error factors can be arranged as follows. The degree of increase in the period t p + t r is cycle deviation ΔT after a lapse of the error. As the frequency change rate is large, the degree of increase in the period t p + t r after the cycle deviation ΔT becomes large. Only time to frequency stops decreasing and duration t p + t r and error time due to the difference, depending on the frequency change rate, cycle deviation ΔT increases.

このように、本実施例に係る手法は、一部のグループで若干の誤差が生じるものの、全体としては、精度面で概ね良好である。   As described above, the method according to the present embodiment is generally good in terms of accuracy as a whole, although some errors occur in some groups.

次に、RoCoF検出時間の妥当性について検証する。RoCoF耐量が2[Hz/sec]以下と算出されたN、H、Sのグループに対し、基準周波数50Hzおよび60Hzでそれぞれ、各種の周波数変化率RoCoFと当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間を算出した。   Next, the validity of the RoCoF detection time will be verified. For the groups of N, H, and S whose RoCoF tolerance was calculated to be 2 [Hz / sec] or less, various frequency change rates RoCoF and RoCoF detection times corresponding to the frequency change rates RoCoF at the reference frequencies 50 Hz and 60 Hz, respectively. Was calculated.

また、例えば、非特許文献1に記載の技術により、N、H、Sの各グループについて、Y法用PVモデルを用いてPVが連携する下位系統のモデルを構築し、基準周波数50Hzおよび60Hzでそれぞれ周波数変化率を変えて周波数がランプ状に低下する場合の各検出方式での単独運転の判定の有無のシミュレーション解析を行った。   Further, for example, by using the technology described in Non-Patent Document 1, a model of a lower system in which PVs cooperate is constructed for each group of N, H, and S using a PV model for the Y method, and the reference frequency is 50 Hz and 60 Hz. Simulation analysis was performed to determine whether or not the islanding operation was determined in each detection method when the frequency decreased in a ramp shape by changing the frequency change rate.

図13Aは、基準周波数50Hzについて、N、H、Sのグループの周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を示したグラフである。図13Bは、基準周波数60Hzについて、N、H、Sのグループの周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を示したグラフである。図13Aおよび図13Bには、N、H、Sのグループの周波数変化率RoCoFと、当該周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間の関係を示したグラフが示されている。また、図13Aおよび図13Bには、N、H、Sのグループについて、Y法用PVモデルを用いたシミュレーション解析で単独運転の判定がされなかった周波数変化率RoCoFに対応するRoCoF検出時間が「×」で示されている。図13Aおよび図13Bに示すように、「×」とグラフは、対応しており、本実施例に係る手法によるRoCoF検出時間が概ね妥当であることを確認できる。   FIG. 13A is a graph showing the relationship between the frequency change rate RoCoF of the group of N, H, and S and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF for the reference frequency of 50 Hz. FIG. 13B is a graph showing the relationship between the frequency change rate RoCoF of the group of N, H, and S and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF for the reference frequency of 60 Hz. 13A and 13B are graphs showing the relationship between the frequency change rate RoCoF of the group of N, H, and S and the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF. 13A and 13B show, for the groups of N, H, and S, the RoCoF detection time corresponding to the frequency change rate RoCoF for which the single operation was not determined by the simulation analysis using the PV model for the Y method is “ × ”. As shown in FIG. 13A and FIG. 13B, the “×” and the graph correspond to each other, and it can be confirmed that the RoCoF detection time by the method according to the present embodiment is approximately appropriate.

また、図13Aおよび図13Bのグラフは、N、H、Sのグループの機種毎の脱落領域を表している。すなわち、RoCoFおよびRoCoF検出時間がグラフの上側内に入ると、その機種の検出方式が不要動作するものとして、脱落する機種を簡易的に推定することが可能である。このため、PCSの機種毎に、図13Aおよび図13Bのグラフのような脱落領域をあらかじめ求めておけば、シミュレーションによらず、ランプ状の周波数変動のレベルおよびその継続時間に対して脱落するおそれのあるPCS機種を効率的に把握できる。   Further, the graphs of FIGS. 13A and 13B show the dropout areas for each model of the groups N, H, and S. That is, when the RoCoF and the RoCoF detection time fall within the upper side of the graph, it is possible to simply estimate the model that will be dropped, assuming that the detection method of that model performs unnecessary operation. For this reason, if a drop-out area as shown in the graphs of FIGS. 13A and 13B is obtained in advance for each PCS model, the drop-out area may drop with respect to the level of the ramp-like frequency fluctuation and the duration thereof regardless of the simulation. It is possible to efficiently grasp the PCS model with the information.

また、本実施例に係る手法により求めたPCSの機種毎の脱落領域は、各機種の分布および日射量による出力予測などの情報と組み合わせることで、周波数変動が生じた場合のPVの脱落量を簡易的かつ高速に推定することにも活用可能と考えられる。   Further, the dropout area for each model of PCS obtained by the method according to the present embodiment is combined with information such as the distribution of each model and the output prediction based on the amount of solar radiation, so that the dropout amount of PV in the event of frequency fluctuation is obtained. It can be used for simple and fast estimation.

[効果]
上述してきたように、本実施例に係る算出装置10は、電力の周波数が所定の初期値f0から一定の周波数変化率で変化するものとして、直近の第1の期間tnの電力の周波数の移動平均と所定の経過期間tr前の過去の第2の期間tの電力の周波数の移動平均との差がしきい値となる周波数変化率の限度値(RoCoF耐量)を算出する。算出装置10は、算出された限度値に基づく情報を出力する。これにより、ユーザは、PCSのモデルを構築してシミュレーションを行うことなく、算出装置10からPCSが脱落に至らない周波数変化率の限度値を取得できる。この結果、ユーザは、限度値からPCSが脱落するかを簡易に推定できる。
[effect]
As described above, the calculation device 10 according to the present embodiment assumes that the power frequency changes at a constant frequency change rate from the predetermined initial value f 0, and determines that the power frequency in the latest first period t n the difference between the moving average of the frequency of past power of the second time period t p of the moving average and a predetermined elapsed time period t r previous calculates the limit value of the frequency change ratio which threshold value (RoCoF tolerance). The calculation device 10 outputs information based on the calculated limit value. Thereby, the user can acquire the limit value of the frequency change rate at which the PCS does not drop out of the calculation device 10 without constructing a PCS model and performing simulation. As a result, the user can easily estimate whether the PCS will drop out of the limit value.

また、本実施例に係る算出装置10は、第1の期間tnの電力の周波数の移動平均を第1の期間tnの中間点の周波数とし、第2の期間tの電力の周波数の移動平均を第2の期間tの中間点の周波数として、限度値を算出する。これにより、算出装置10は、移動平均を求める演算を簡易化でき、限度値を簡易に算出できる。 Also, calculating device 10 according to this embodiment, the moving average of the frequency of the electric power of the first time period t n the frequency of the intermediate point of the first period t n, the frequency of the power of the second time period t p the moving average as a frequency of the intermediate point of the second period t p, calculates the limit value. Thereby, the calculation device 10 can simplify the calculation for obtaining the moving average, and can easily calculate the limit value.

また、本実施例に係る算出装置10は、初期値f0、第1の期間tn、経過期間tr、第2の期間t、しきい値ΔTtから、上述の(5−2)式により限度値(RoCoF耐量)を算出する。これにより、算出装置10は、PCSのモデルを構築したシミュレーションを行うことなく、限度値を算出できる。 Also, calculating device 10 according to this embodiment, the initial value f 0, a first time period t n, age t r, the second time period t p, the threshold [Delta] T t, the above-mentioned (5-2) The limit value (RoCoF tolerance) is calculated by the equation. Thus, the calculation device 10 can calculate the limit value without performing a simulation that builds a PCS model.

また、本実施例に係る算出装置10は、単独運転検出機能の検出方式が電圧位相跳躍検出方式である場合、電圧位相跳躍検出方式のしきい値Δθtから(2−1)式を用いてしきい値ΔTtを算出し、単独運転検出機能の検出方式が周波数変化率検出方式である場合、周波数変化率検出方式のしきい値Δftから(2−2)式を用いてしきい値ΔTtを算出する。これにより、算出装置10は、電圧位相跳躍検出方式および周波数変化率検出方式について、同じ手法でPCSが脱落に至らない周波数変化率の限度値を算出できる。 Also, calculating device 10 according to this embodiment, when the detection method of the independent operation detecting function is a voltage phase jump detection method, using the threshold [Delta] [theta] t of the voltage phase jump detection method (2-1) below The threshold value ΔT t is calculated, and if the detection method of the islanding detection function is the frequency change rate detection method, the threshold value is calculated from the threshold value Δf t of the frequency change rate detection method using the equation (2-2). Calculate ΔT t . Thereby, the calculation device 10 can calculate the limit value of the frequency change rate at which the PCS does not drop out by the same method for the voltage phase jump detection method and the frequency change rate detection method.

また、本実施例に係る算出装置10は、算出された限度値(RoCoF耐量)、第2の期間tおよび経過期間trに基づき、限度値に対する周波数変化率の倍数に対して、脱落の検出に要する検出期間が、期間t+trに反比例するものとして、脱落が発生する境界となる周波数変化率と検出期間の条件を算出する。算出装置10は、算出された条件に基づく情報を出力する。これにより、算出装置10は、脱落が発生する境界となる周波数変化率と検出期間の条件を提供できる。 Also, calculating device 10 according to this embodiment, the calculated limit value (RoCoF capability), based on the second time period t p and age t r, with respect to a multiple of the frequency change ratio relative to the limit value, the dropout detection period required for detection, as being inversely proportional to the period t p + t r, calculates the condition of the detection period and the frequency change rate at the boundary dropouts occurs. The calculation device 10 outputs information based on the calculated conditions. Thereby, the calculation device 10 can provide the condition of the frequency change rate and the detection period, which are the boundaries where the dropout occurs.

また、本実施例に係る算出装置10は、条件に基づき、周波数変化率と前記検出期間の関係をグラフで表示する。これにより、ユーザは、表示されたグラフから脱落が発生する境界となる周波数変化率と検出期間を把握できる。   Further, the calculation device 10 according to the present embodiment displays the relationship between the frequency change rate and the detection period in a graph based on the condition. Thereby, the user can grasp the frequency change rate and the detection period, which are boundaries where dropout occurs, from the displayed graph.

さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、開示の技術は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。   [B] Second Embodiment Although the embodiments related to the disclosed apparatus have been described above, the disclosed technology may be implemented in various different forms other than the above-described embodiments. Therefore, another embodiment included in the present invention will be described below.

例えば、上記の実施例では、RoCoF耐量の算出に用いる各種の設定値の入力を操作画面から受け付ける場合について説明したが、開示の装置はこれに限定されない。例えば、各種の設定値の一部または全部をデータとして記憶しておき、各種の設定値の一部または全部をデータから読み出してRoCoF耐量を算出してもよい。例えば、算出装置10は、電力の周波数の初期値f0、第1の期間tn、第2の期間t、経過期間trおよびしきい値ΔTtの設定値を記憶したデータを用いてRoCoF耐量を算出してもよい。 For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which the input of various setting values used for calculating the RoCoF tolerance is received from the operation screen. However, the disclosed device is not limited to this. For example, some or all of the various set values may be stored as data, and some or all of the various set values may be read from the data to calculate the RoCoF tolerance. For example, calculating apparatus 10, an initial value f 0 of the frequency of the power, the first time period t n, a second time period t p, using the data stored set value of the elapsed time t r and the threshold value [Delta] T t The RoCoF resistance may be calculated.

また、上記の実施例では、上述の(5−1)式において(df/dt)2の項を除いた場合について説明したが、開示の装置はこれに限定されない。例えば、(df/dt)2の項も含めた式からRoCoF耐量に算出してもよい。例えば、以下の(7−2)−(7−4)ように、a、b、cを表した場合、上述の(4)式から、以下の(7−1)式のように周波数変化率df/dtに関する式が得られる。(7−1))式の不等式の境界がRoCoF耐量に対応する。これにより、RoCoF耐量をより精度よく算出できる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the term of (df / dt) 2 is excluded from the above equation (5-1) has been described, but the disclosed device is not limited to this. For example, RoCoF tolerance may be calculated from an expression including the term (df / dt) 2 . For example, when a, b, and c are expressed as in the following (7-2)-(7-4), the frequency change rate is calculated from the above equation (4) as in the following equation (7-1). An expression for df / dt is obtained. The boundary of the inequality in (7-1)) corresponds to the RoCoF tolerance. Thereby, the RoCoF tolerance can be calculated more accurately.

Figure 2019221121
Figure 2019221121

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的状態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、受付部40、第1算出部41、第2算出部42および出力部43の各処理部が適宜統合されてもよい。また、各処理部の処理が適宜複数の処理部の処理に分離されてもよい。さらに、各処理部にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。   Each component of each device illustrated is a functional concept, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific state of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or a part of it is functionally or physically distributed / arbitrarily divided into arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured. For example, the processing units of the reception unit 40, the first calculation unit 41, the second calculation unit 42, and the output unit 43 may be appropriately integrated. Further, the processing of each processing unit may be appropriately separated into the processing of a plurality of processing units. Further, all or any part of each processing function performed by each processing unit may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic. .

[周波数変化率耐量の算出プログラム]
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。図14は、算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
[Frequency change rate tolerance calculation program]
The various processes described in the above embodiments can also be realized by executing a prepared program on a computer system such as a personal computer or a workstation. Therefore, an example of a computer system that executes a program having the same function as the above embodiment will be described below. FIG. 14 is a diagram illustrating a computer that executes a calculation program.

図14に示すように、コンピュータ300は、CPU(Central Processing Unit)310、HDD(Hard Disk Drive)320、RAM(Random Access Memory)340を有する。これら300〜340の各部は、バス400を介して接続される。   As shown in FIG. 14, the computer 300 includes a CPU (Central Processing Unit) 310, a HDD (Hard Disk Drive) 320, and a RAM (Random Access Memory) 340. These units 300 to 340 are connected via a bus 400.

HDD320には上記の受付部40、第1算出部41、第2算出部42および出力部43と同様の機能を発揮する算出プログラム320aが予め記憶される。なお、算出プログラム320aについては、適宜分離してもよい。   The HDD 320 stores in advance a calculation program 320a that performs the same functions as those of the reception unit 40, the first calculation unit 41, the second calculation unit 42, and the output unit 43. Note that the calculation program 320a may be separated as appropriate.

また、HDD320は、各種情報を記憶する。例えば、HDD320は、RoCoF耐量の算出に用いる各種データを記憶する。   The HDD 320 stores various information. For example, the HDD 320 stores various data used for calculating the RoCoF tolerance.

そして、CPU310が、算出プログラム320aをHDD320から読み出して実行することで、実施例の各処理部と同様の動作を実行する。すなわち、算出プログラム320aは、受付部40、第1算出部41、第2算出部42および出力部43と同様の動作を実行する。   Then, the CPU 310 reads out the calculation program 320a from the HDD 320 and executes the same to execute the same operation as each processing unit of the embodiment. That is, the calculation program 320a performs the same operation as the reception unit 40, the first calculation unit 41, the second calculation unit 42, and the output unit 43.

なお、上記した算出プログラム320aについては、必ずしも最初からHDD320に記憶させることを要しない。   Note that the above-described calculation program 320a does not necessarily need to be stored in the HDD 320 from the beginning.

例えば、コンピュータ300に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。   For example, the program is stored in a “portable physical medium” such as a flexible disk (FD), a CD-ROM, a DVD disk, a magneto-optical disk, or an IC card inserted into the computer 300. Then, the computer 300 may read out the program from these and execute it.

さらには、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ300に接続される「他のコンピュータ(またはサーバ)」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。   Further, the program is stored in “another computer (or server)” connected to the computer 300 via a public line, the Internet, a LAN, a WAN, or the like. Then, the computer 300 may read out the program from these and execute it.

10 算出装置
20 表示部
21 入力部
22 記憶部
23 制御部
40 受付部
41 第1算出部
42 第2算出部
43 出力部
Reference Signs List 10 calculation device 20 display unit 21 input unit 22 storage unit 23 control unit 40 reception unit 41 first calculation unit 42 second calculation unit 43 output unit

Claims (8)

電力の周波数が所定の初期値から一定の周波数変化率で変化するものとして、直近の第1の期間の電力の周波数の移動平均と所定の経過期間前の過去の第2の期間の電力の周波数の移動平均との差がしきい値となる前記周波数変化率の限度値を算出し、
算出された前記限度値に基づく情報を出力する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする周波数変化率耐量の算出プログラム。
Assuming that the power frequency changes at a constant rate of change from a predetermined initial value, the moving average of the power frequency of the latest first period and the power frequency of the past second period before the predetermined elapsed period Calculate a limit value of the frequency change rate at which the difference from the moving average becomes a threshold value,
A computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to execute a process of outputting information based on the calculated limit value.
前記限度値を算出する処理は、前記第1の期間の電力の周波数の移動平均を前記第1の期間の中間点の周波数とし、前記第2の期間の電力の周波数の移動平均を前記第2の期間の中間点の周波数として、前記限度値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の周波数変化率耐量の算出プログラム。
The processing of calculating the limit value may be performed by setting a moving average of the power frequency in the first period as a frequency at an intermediate point of the first period, and calculating a moving average of the power frequency in the second period as the second average. The frequency change rate tolerance calculation program according to claim 1, wherein the limit value is calculated as a frequency at an intermediate point of the period.
前記限度値を算出する処理は、前記初期値をf0とし、前記第1の期間をtnとし、前記経過期間をtrとし、前記第2の期間をtとし、前記しきい値をΔTtとした場合、(1)式から前記限度値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の周波数変化率耐量の算出プログラム。
Figure 2019221121
Processing for calculating the limit value, the initial value is set to f 0, the first period as the t n, the elapsed time and t r, the second period and t p, the threshold The program according to claim 1, wherein when ΔT t is set, the limit value is calculated from Expression (1).
Figure 2019221121
前記しきい値をΔTtとした場合、単独運転検出機能の検出方式が電圧位相跳躍検出方式である場合、電圧位相跳躍検出方式のしきい値Δθtから(2−1)式を用いて前記しきい値ΔTtを算出し、単独運転検出機能の検出方式が周波数変化率検出方式である場合、周波数変化率検出方式のしきい値Δftから(2−2)式を用いて前記しきい値ΔTtを算出する
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の周波数変化率耐量の算出プログラム。
Figure 2019221121
If the threshold was set to [Delta] T t, when the detection method of the independent operation detecting function is a voltage phase jump detection method using the threshold value [Delta] [theta] t of the voltage phase jump detection method of (2-1) below the The threshold ΔT t is calculated, and when the detection method of the islanding operation detection function is the frequency change rate detection method, the threshold is calculated from the threshold value Δf t of the frequency change rate detection method by using the expression (2-2). The program according to claim 1, wherein the value ΔT t is calculated.
Figure 2019221121
算出された前記限度値、前記第2の期間および前記経過期間に基づき、前記限度値に対する周波数変化率の倍数に対して、脱落の検出に要する検出期間が、前記第2の期間と前記経過期間とを加算した加算期間に反比例するものとして、脱落が発生する境界となる周波数変化率と前記検出期間の条件を算出する処理をコンピュータにさらに実行させ、
前記出力する処理は、算出された前記条件に基づく情報を出力する
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の周波数変化率耐量の算出プログラム。
Based on the calculated limit value, the second period, and the elapsed period, a detection period required for detecting dropout is a second period and the elapsed period for a multiple of a frequency change rate with respect to the limit value. And the computer further executes a process of calculating a condition of the detection period and a frequency change rate which is a boundary at which dropout occurs, as being inversely proportional to the addition period obtained by adding
5. The non-transitory computer-readable recording medium according to claim 1, wherein the outputting includes outputting information based on the calculated condition. 6.
前記出力する処理は、前記条件に基づき、周波数変化率と前記検出期間の関係をグラフで表示する
ことを特徴とする請求項5に記載の周波数変化率耐量の算出プログラム。
The computer-readable storage medium according to claim 5, wherein, in the output processing, a relationship between a frequency change rate and the detection period is displayed in a graph based on the condition.
電力の周波数が所定の初期値から一定の周波数変化率で変化するものとして、直近の第1の期間の電力の周波数の移動平均と所定の経過期間前の過去の第2の期間の電力の周波数の移動平均との差がしきい値となる前記周波数変化率の限度値を算出し、
算出された前記限度値に基づく情報を出力する
処理をコンピュータが実行することを特徴とする周波数変化率耐量の算出方法。
Assuming that the power frequency changes at a constant rate of change from a predetermined initial value, the moving average of the power frequency of the latest first period and the power frequency of the past second period before the predetermined elapsed period Calculate a limit value of the frequency change rate at which the difference from the moving average becomes a threshold value,
A computer executes a process of outputting information based on the calculated limit value, wherein the computer executes the process.
電力の周波数が所定の初期値から一定の周波数変化率で変化するものとして、直近の第1の期間の電力の周波数の移動平均と所定の経過期間前の過去の第2の期間の電力の周波数の移動平均との差がしきい値となる前記周波数変化率の限度値を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記限度値に基づく情報を出力する出力部と、
を有することを特徴とする周波数変化率耐量の算出装置。
Assuming that the power frequency changes at a constant rate of change from a predetermined initial value, the moving average of the power frequency of the latest first period and the power frequency of the past second period before the predetermined elapsed period A calculation unit that calculates a limit value of the frequency change rate at which a difference from the moving average becomes a threshold value,
An output unit that outputs information based on the limit value calculated by the calculation unit,
A frequency change rate tolerance calculation device, comprising:
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