JP2022049007A - 1つ以上の伝送線路におけるソースインピーダンスを推定するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各々の変電所に、それぞれのソースインピーダンスを有する等価ソースが関連付けられる。電圧および電流測定値ならびに状態信号が取得される。電圧および電流測定値は、各々の末端における末端またはバス電圧ならびに線路電流をもたらし、状態信号は、1つ以上の伝送線路または変電所におけるスイッチング事象に関する。擾乱または電流注入に関する事象は、取得された測定値および取得された状態信号のうちの1つ以上から検出される。各々の等価ソースのソースインピーダンスは、線路パラメータならびに事象に関連する電圧および電流測定値を使用して、事象に基づいて推定される。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、送電システムに関する。より具体的には、実施形態は、送電線路におけるソースインピーダンスの推定に関する。
本発明は、先行技術の限界の少なくともいくつかを克服するソースインピーダンスの推定における改善に関する。
・伝送線路上の故障位置を推定することと、
・推定された故障位置を使用して故障電流を計算することと、
・各々が1つ以上の伝送線路のそれぞれの末端(すなわち、変電所末端またはバスバー(バス))に関する2つのバスインピーダンスを、該当の末端の末端電圧の変化および計算された故障電流を使用して計算することと、
・線路パラメータおよび推定された故障位置を使用して、線路インピーダンスならびに末端と推定された故障位置との間に位置する線路セクションのインピーダンスであるセクションインピーダンスのうちの1つ以上を計算することと、
・計算された線路インピーダンスおよび計算されたセクションインピーダンスのうちの1つ以上と、2つのバスインピーダンスとを使用して、各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定することと
を含む。
・変電所の末端における注入電流または故障電流を、該当の末端について得られた電流測定値から求めることと、
・各々が1つ以上の伝送線路のそれぞれの末端(すなわち、変電所末端またはバス)に関する2つのバスインピーダンスを、該当の末端の末端電圧の変化と、注入電流または故障電流とを使用して計算することと、
・線路パラメータを使用して線路インピーダンスを計算することと、
・計算された線路インピーダンスおよび2つのバスインピーダンスを使用して、各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定することと
を含む。
・伝送線路上の故障位置を推定し、
・推定された故障位置を使用して故障電流を計算し、
・各々が1つ以上の伝送線路のそれぞれの末端(すなわち、変電所末端またはバス)に関する2つのバスインピーダンスを、該当の末端の末端電圧の変化および計算された故障電流を使用して計算し、
・線路パラメータおよび推定された故障位置を使用して、線路インピーダンスならびに末端と推定された故障位置との間に位置する線路セクションのインピーダンスであるセクションインピーダンスのうちの1つ以上を計算し、
・計算された線路インピーダンスおよび計算されたセクションインピーダンスのうちの1つ以上と、前記2つのバスインピーダンスとを使用して、各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定する
ように構成される。
・末端における注入電流または故障電流を、該当の末端について得られた電流測定値から求め、
・各々が1つ以上の伝送線路のそれぞれの末端(すなわち、変電所末端またはバス)に関する2つのバスインピーダンスを、該当の末端の末端電圧の変化、ならびに末端における注入電流または故障電流を使用して計算し、
・線路パラメータを使用して線路インピーダンスを計算し、
・計算された線路インピーダンスおよび2つのバスインピーダンスを使用して、各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定する
ように構成される。
送電線路(例えば、線路保護)におけるさまざまな解析は、送電システムの等価モデルに依存する。図1に示される送電システムを考える。この送電システムは、末端(または、バス)MおよびNを接続する二重回路伝送線路、すなわち図示の回路1および回路2を有する。さらに、図示のように、伝送線路を、(例えば、他の伝送線路を介して)ネットワークの残りの部分に接続することができる。また、動作の要件に応じて、図1に示されるようにバスに接続されたリアクトルまたはコンデンサなどのシャント要素が存在できる。負荷要素は、下流のより低い電圧レベルのネットワークおよび/または直接的なハイテンション(HT)負荷タッピングを呈し得る。
図4のネットワークを考える。バスFにおける故障を、同じバスにおける故障電流Ifltの注入と考えることができる。ネットワーク内のこの余分な電流注入により、末端バスMおよびNにおける電圧が変化する。ここで、末端MおよびNを、変電所末端またはバスバー(すなわち、バス)と考えることができる。以下の(1)に示されるように、各々のバスについて以下のインピーダンスを定義する。
Zl=Zcsinh(γl),Zl1= Zcsinh(γdl),Zl2=Zcsinh(γ(1-d)l)
であり、ここでZcは特性インピーダンスであり、γは線路の伝搬定数である。明らかなように、Zl1およびZl2(すなわち、末端と故障位置との間の線路セクションのインピーダンス)、ならびにすべての関連の量は、本方法のこの実施形態の前提条件である故障位置「d」に依存する。一例として、これを、線路の両端からの測定値を使用して計算される故障点電圧が同じになるはずであるという単純な原理を使用することによって、見つけることができる。「d」を計算するために、以下を使用することができる。
上記のステップ5のように得られたZsMおよびZsNの値から、線路シャントアドミタンスからの寄与を、次のように除去する。
2.得られたdの値を(6)および(7)に使用して計算された故障電流:Iflt=2.2835∠14.936okA
この実施形態に関して、図8に示されるようなパイモデルによって伝送線路を表した等価2ポートモデルが考慮される。例えばバスMなどの末端バスにおけるシャント要素(例えば、リアクトル/コンデンサ/負荷)のスイッチング事象に起因する電流注入を考える。上述の実施形態に関して行ったように、各々のバスMおよびNについて以下のインピーダンス(すなわち、バスインピーダンス)を定義する。
904において、バスインピーダンス(ZMFおよびZNF)が、式(8)のように、それぞれのバス電圧の変化と注入された電流との比として計算される。
908において、等価ソースのソースインピーダンス(ZsMおよびZsN)が、得られたZMFおよびZNFを(11)に使用して推定される。あるいは、ソースインピーダンス(ZsMおよびZsN)は、(12)のように、ZMF、ZNF、ならびに両端において測定された線路電流の変化を使用することによって推定される。
・距離リレー性能を改善し、適応的な設定機能を可能にする。
・システム不均一性係数および距離リレーリーチ計算を計算するために使用することができる。
Claims (16)
- 少なくとも2つの変電所を接続する1つ以上の伝送線路であって、各々の変電所にそれぞれのソースインピーダンスを有する等価ソースが関連付けられる1つ以上の伝送線路におけるソースインピーダンスを推定するための方法であって、
各々の変電所における末端電圧および線路電流をもたらす電圧および電流測定値と、前記1つ以上の伝送線路または前記変電所におけるスイッチング事象に関連する状態信号とを取得するステップと、
伝送線路における擾乱または前記変電所のうちの1つにおける電流注入に関連する事象を、前記取得した測定値および前記取得した状態信号のうちの1つ以上から検出するステップと、
線路パラメータと、前記事象の前および後の測定値を含む前記事象に関連する前記電圧および電流測定値とを使用して、前記事象に基づいて各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定するステップと
を含む方法。 - 前記線路パラメータは、伝送線路の特性インピーダンスおよび伝搬定数のうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記線路パラメータは、前記伝送線路の線路長をさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ソースインピーダンスは、故障電流または前記変電所の末端における注入電流を使用してさらに推定される、請求項1に記載の方法。
- 前記擾乱は、前記1つ以上の伝送線路のうちの1つにおける故障であり、
各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定するステップは、
前記伝送線路上の故障位置を推定するステップと、
前記推定された故障位置を使用して故障電流を計算するステップと、
各々が前記1つ以上の伝送線路のそれぞれの末端に関する2つのバスインピーダンスを、該当の末端の末端電圧の変化および前記計算された故障電流を使用して計算するステップと、
前記線路パラメータおよび前記推定された故障位置を使用して、線路インピーダンスならびに前記末端と前記推定された故障位置との間に位置する線路セクションのインピーダンスであるセクションインピーダンスのうちの1つ以上を計算するステップと、
前記計算された線路インピーダンスおよび前記計算されたセクションインピーダンスのうちの1つ以上と、前記2つのバスインピーダンスとを使用して、各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 各々のバスインピーダンスを計算するステップは、前記バスインピーダンスに補正係数を乗算するステップを含み、前記補正係数は、故障電圧と前記計算された故障電流との比、および前記線路セクションのシャントアドミタンスを使用して計算され、前記故障電圧は、前記推定された故障位置を使用して計算され、前記シャントアドミタンスは、前記推定された故障位置および前記線路パラメータを使用して計算され、
随意により、前記ソースインピーダンスを推定するステップは、シャントアドミタンスの寄与を除去するステップを含み、前記シャントアドミタンスの寄与は、前記少なくとも1つの伝送線路のシャントアドミタンスならびに前記故障位置および前記線路パラメータを使用して計算される前記線路セクションのシャントアドミタンスのうちの1つ以上を使用して計算される、請求項5に記載の方法。 - 前記推定されたソースインピーダンスは、大きさおよび角度の両方を有する複素ソースインピーダンスである、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記推定されたソースインピーダンスは、変電所装置における保護機能および制御機能の一方の設定に使用される、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 1つ以上の伝送線路におけるソースインピーダンスを推定するためのコンピュータプログラム製品であって、
プロセッサによって実行されたときに請求項1~8のいずれか一項に記載の方法を該プロセッサに実行させる命令を含んでいる非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含んでいる、コンピュータプログラム製品。 - 少なくとも2つの変電所を接続する1つ以上の伝送線路であって、各々の変電所にそれぞれのソースインピーダンスを有する等価ソースが関連付けられる1つ以上の伝送線路におけるソースインピーダンスを推定するための装置であって、
各々の変電所における末端電圧および線路電流をもたらす電圧および電流測定値と、前記1つ以上の伝送線路または前記変電所におけるスイッチング事象に関連する状態信号とを取得するように構成されたデータ取得ユニットと、
前記データ取得ユニットに通信可能に結合し、
前記1つ以上の伝送線路のうちの1つにおける擾乱または前記変電所のうちの1つにおける電流注入に関連する事象を、前記取得した測定値および前記取得した状態信号のうちの1つ以上から検出し、
線路パラメータと、前記事象の前および後の測定値を含む前記事象に関連する前記電圧および電流測定値とを使用して、前記事象に基づいて前記等価ソースのソースインピーダンスを推定する
ように構成された信号処理ユニットと、
前記信号処理ユニットに通信可能に結合した制御ユニットと
を備える装置。 - 前記線路パラメータは、伝送線路の特性インピーダンスおよび伝搬定数のうちの1つ以上を含む、請求項10に記載の装置。
- 前記線路パラメータは、前記伝送線路の線路長をさらに含む、請求項11に記載の装置。
- 前記ソースインピーダンスは、故障電流または前記変電所の末端における注入電流を使用してさらに推定される、請求項10に記載の装置。
- 前記擾乱は、前記1つ以上の伝送線路のうちの1つにおける故障であり、
前記信号処理ユニットは、
前記伝送線路上の故障位置を推定し、
前記推定された故障位置を使用して故障電流を計算し、
各々が前記1つ以上の伝送線路のそれぞれの末端に関する2つのバスインピーダンスを、該当の末端の末端電圧の変化および前記計算された故障電流を使用して計算し、
前記線路パラメータおよび前記推定された故障位置を使用して、線路インピーダンスならびに前記末端と前記推定された故障位置との間に位置する線路セクションのインピーダンスであるセクションインピーダンスのうちの1つ以上を計算し、
前記計算された線路インピーダンスおよび前記計算されたセクションインピーダンスのうちの1つ以上と、前記2つのバスインピーダンスとを使用して、各々の等価ソースのソースインピーダンスを推定する
ように構成される、請求項10に記載の装置。 - 前記信号処理ユニットは、各々のバスインピーダンスを、前記バスインピーダンスに補正係数を乗算することによって計算するように構成され、前記補正係数は、故障電圧と前記計算された故障電流との比、および前記線路セクションのシャントアドミタンスを使用して計算され、前記故障電圧は、前記推定された故障位置を使用して計算され、前記シャントアドミタンスは、前記推定された故障位置および前記線路パラメータを使用して計算され、
随意により、前記信号処理ユニットは、前記ソースインピーダンスを、シャントアドミタンスの寄与を除去することによって推定するように構成され、前記シャントアドミタンスの寄与は、前記少なくとも1つの伝送線路のシャントアドミタンスならびに前記故障位置および前記線路パラメータを使用して計算される前記線路セクションのシャントアドミタンスのうちの1つ以上を使用して計算される、請求項14に記載の装置。 - 前記装置は変電所サーバであり、
随意により、前記変電所サーバは、1つ以上の測定機器および前記スイッチング装置に通信可能に結合し、
前記装置は、前記1つ以上の伝送線路の末端に関連付けられたインテリジェント電子装置であり、前記1つ以上の伝送線路の別の末端に関連付けられた別のインテリジェント電子装置に通信可能に結合している、請求項10~15のいずれか一項に記載の装置。
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