JP2023086205A - Voltage control method of distribution transformation facility, voltage control system, and distribution transformation facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電圧制御方法、電圧制御システムおよび変電設備に関し、配電用変電設備の電圧制御方法、電圧制御システムおよび配電用変電設備に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a voltage control method, a voltage control system, and a transformer facility, and more particularly to a voltage control method, a voltage control system, and a transformer facility for distribution.
配電用変電設備は、電力系統内の送電線間に設置され、送電された特別高圧電力を、変圧器により高圧需要家向けの高圧電力へ変電して、高圧電力系統の配電線に送電する電力設備である。配電用変電設備には、高圧電力系統の電圧を所定範囲内に維持するために、特許文献1に示すような電圧制御装置が設置されている。電圧制御は、負荷時タップ切替変圧器(LRT)のタップ切替による昇降圧操作(LR制御)や、電力コンデンサ(SC)や分路リアクトル(Shr)の投入・開放による調相制御などにより行う。 Distribution substation equipment is installed between transmission lines in the power system, transforms the transmitted extra-high voltage power into high-voltage power for high-voltage consumers with a transformer, and transmits power to the distribution line of the high-voltage power system. Equipment. 2. Description of the Related Art In order to maintain the voltage of a high-voltage electric power system within a predetermined range, a voltage control device as disclosed in Patent Literature 1 is installed in power distribution transformer equipment. Voltage control is performed by step-up/step-down operation (LR control) by switching taps of a tap-changing transformer (LRT) on load, phase-modifying control by turning on/off power capacitors (SC) and shunt reactors (Shr), and the like.
ところで、近年、太陽光発電の買取制度の導入によって、大量の太陽光発電設備が設置され、太陽光発電用パワーコンディショナを介して配電系統(高圧電力系統)に連携されるようになった。太陽光発電用パワーコンディショナは、連携する配電線の状況に応じた無効電力を配電線に注入している。また、配電系統の停電検出方法として配電線に無効電力を注入し確認をしている。停電を検出すると配電線と太陽光発電システムを切り離して、電気的な事故を防いで安全を確保する機能を有している。大量の太陽光発電システムの連携により、配電系統に急激な電圧変動等が発生し配電線に大量の無効電力が注入されると、系統電圧が繰り返し変動する電圧フリッカが発生する要因のひとつである。 By the way, in recent years, with the introduction of a purchase system for photovoltaic power generation, a large amount of photovoltaic power generation equipment has been installed, and has come to be linked to a power distribution system (high-voltage power system) via a power conditioner for photovoltaic power generation. A power conditioner for photovoltaic power generation injects reactive power into a distribution line according to the conditions of the associated distribution line. In addition, as a method of detecting power outages in the distribution system, reactive power is injected into the distribution line and confirmed. It has a function to prevent electrical accidents and ensure safety by disconnecting the distribution line from the photovoltaic power generation system when a power outage is detected. When a large amount of reactive power is injected into the distribution line due to sudden voltage fluctuations in the distribution line due to the cooperation of a large number of photovoltaic power generation systems, the system voltage repeatedly fluctuates, which is one of the factors that causes voltage flicker. .
電力系統用の電圧制御装置として、送電用変電設備に設置されている電圧・無効電力制御(VQC)がある。VQCは高精度な電圧制御が可能であるが、電圧フリッカに対応する機能は有していない。したがって、従来から送電用変電設備で用いられてきたVQCを配電用変電設備にそのまま導入しても、電圧フリッカの予兆や発生を検出することができず、電圧フリッカに応じた電圧制御ができないという課題があった。また、太陽光発電システムの発電量が配電系統内の需要量を超えて逆潮流が発生すると、適正な電圧制御ができないという課題もあった。 As a voltage control device for electric power systems, there is a voltage/reactive power control (VQC) installed in a power transmission substation. VQC is capable of highly accurate voltage control, but does not have a function to deal with voltage flicker. Therefore, even if VQC, which has been conventionally used in power transmission substation equipment, is introduced as it is to distribution substation equipment, it is not possible to detect the sign or occurrence of voltage flicker, and voltage control according to voltage flicker is not possible. I had a problem. In addition, there is also the problem that if the amount of power generated by the photovoltaic power generation system exceeds the amount of demand in the distribution system and a reverse power flow occurs, proper voltage control cannot be performed.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、配電用変電設備において、電圧フリッカの予兆や発生を検出し、適正な電圧制御を行うことができる電圧制御方法、電圧制御システム、およびこれを用いた配電用変電設備を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a voltage control method, a voltage control system, and a voltage control system capable of detecting signs and occurrences of voltage flicker and performing appropriate voltage control in power distribution substation equipment. It is an object to provide a distribution substation using this.
上記課題は、変圧器により、特別高圧電力系統の特別高圧電力を、太陽光発電設備が連携された高圧電力系統の高圧電力へ変電する配電用変電設備の電圧制御方法であって、変圧器の2次側の有効電力に応じて決定される基準値に基づいて、変圧器の2次側電圧を制御するステップと、変圧器の1次側電圧または2次側電圧に基づいて、電圧フリッカの発生または予兆を判定するステップと、電圧フリッカの発生または予兆がある場合に、基準値を増加させるステップとを含む電圧制御方法により、解決することができる。 The above-mentioned problem is a voltage control method for distribution transformer equipment for transforming extra-high voltage power in an extra-high voltage power system into high-voltage power in a high-voltage power system linked to a photovoltaic power generation facility by means of a transformer. controlling the secondary voltage of the transformer based on a reference value determined according to the active power of the secondary; and controlling the voltage flicker based on the primary or secondary voltage of the transformer. It can be solved by a voltage control method including the step of determining the occurrence or sign, and the step of increasing the reference value when there is the occurrence or sign of voltage flicker.
電圧フリッカが生ずると、変圧器の2次側の電圧が乱高下する。このため、電圧フリッカの発生またはその予兆を判定し、電圧フリッカの発生またはその予兆がある場合には、2次側電圧制御の基準となる基準値を増加させることにより、適正な電圧制御を行うことが可能となる。 When voltage flicker occurs, the voltage on the secondary side of the transformer fluctuates. Therefore, the occurrence of voltage flicker or its sign is determined, and if there is the occurrence of voltage flicker or its sign, the reference value serving as the reference for the secondary side voltage control is increased to perform appropriate voltage control. becomes possible.
また、電圧フリッカの発生または予兆を判定するステップは、所定期間にわたって1次側電圧が所定の電圧以下になった場合、または、所定期間にわたって1次側電圧もしくは2次側電圧のフリッカ値が所定値以上になった場合に、電圧フリッカの発生または予兆があると判定するステップを含むことが望ましい。 In addition, the step of determining the occurrence or sign of voltage flicker is performed when the primary side voltage is equal to or lower than a predetermined voltage for a predetermined period of time, or when the flicker value of the primary side voltage or secondary side voltage is maintained for a predetermined period of time. It is desirable to include the step of determining that there is an occurrence or sign of voltage flicker when the value is equal to or greater than the value.
電圧フリッカの検出は、変圧器の1次側電圧もしくは2次側電圧のフリッカ値の上昇により、電圧フリッカの予兆は、変圧器の1次側電圧の低下により判定することができる。電圧やフリッカ値は常時変動するため、所定期間にわたって電圧やフリッカ値と閾値とを比較することにより、精度の高い判定が可能となる。 Voltage flicker can be detected by an increase in the flicker value of the primary side voltage or secondary side voltage of the transformer, and a sign of voltage flicker can be determined by a drop in the primary side voltage of the transformer. Since the voltage and the flicker value constantly fluctuate, it is possible to make a highly accurate determination by comparing the voltage and the flicker value with the threshold over a predetermined period.
また、電圧フリッカの発生または予兆があると判定した後に、所定期間にわたって1次側電圧が所定の電圧以上になり、かつ、所定期間にわたって1次側電圧もしくは2次側電圧のフリッカ値が所定値以下になった場合に、基準値を増加させる前の値に戻すステップをさらに含むことが望ましい。 Further, after it is determined that voltage flicker has occurred or is a sign, the primary side voltage is equal to or higher than a predetermined voltage for a predetermined period of time, and the flicker value of the primary side voltage or secondary side voltage is a predetermined value for a predetermined period of time. It is preferable to further include the step of returning the reference value to the value before the increase when the following is reached.
電圧フリッカの解消は、変圧器の1次側電圧もしくは2次側電圧のフリッカ値の低下により、電圧フリッカの予兆の解消は、変圧器の1次側電圧の上昇により判定することができる。解消した場合には、2次側電圧制御の基準となる基準値をもとの値に戻すことにより、電圧フリッカのない通常状態において適正な電圧制御を行うことが可能となる。また、電圧やフリッカ値は常時変動するため、所定期間にわたって電圧やフリッカ値と閾値とを比較することにより、精度の高い判定が可能となる。 Elimination of voltage flicker can be determined by a decrease in the flicker value of the primary side voltage or secondary side voltage of the transformer, and elimination of the sign of voltage flicker can be determined by an increase in the primary side voltage of the transformer. When the problem is solved, the reference value, which is the reference for the secondary voltage control, is returned to the original value, so that proper voltage control can be performed in a normal state without voltage flicker. In addition, since the voltage and flicker value constantly fluctuate, it is possible to make a highly accurate determination by comparing the voltage and flicker value with the threshold over a predetermined period.
また、変圧器の2次側電圧を制御するステップは、調相制御およびLR制御の少なくともいずれかにより行われ、無効電力を考慮した制御が優先して適用されることが望ましい。電圧フリッカの主原因は、太陽光発電設備による過剰の無効電力注入も要因であることから、調相制御による無効電力の制御を優先することにより、適正な電圧制御が可能となる。 Moreover, it is desirable that the step of controlling the secondary voltage of the transformer is performed by at least one of phase modifying control and LR control, and that control considering reactive power is preferentially applied. Since the main cause of voltage flicker is excessive reactive power injection by the photovoltaic power generation equipment, proper voltage control becomes possible by prioritizing reactive power control by phase modification control.
また、調相制御は、電力用コンデンサおよび分路リアクトルのうちのいずれかを、高圧電力系統に接続することにより行われ、LR制御は、変圧器の変圧比を変更することにより行われることが望ましい。位相制御方向が異なる電力用コンデンサと分路リアクトルを選択的に高圧電力系統に接続することにより無効電力を調整し、また変圧器の変圧比の変更により有効電力と無効電力の双方を調整することができる。 Also, phase modifying control may be performed by connecting either a power capacitor or a shunt reactor to the high-voltage power system, and LR control may be performed by changing the transformation ratio of the transformer. desirable. Adjusting reactive power by selectively connecting power capacitors and shunt reactors with different phase control directions to a high-voltage power system, and adjusting both active power and reactive power by changing the transformation ratio of a transformer. can be done.
また、電圧フリッカの発生または予兆があると判定された場合に、警報を発するステップをさらに含むことが望ましい。電圧フリッカの発生または予兆は送電トラブルの原因となりうるため、電力系統の管理者や電力系統の管理システムに向けた警報を発することにより、トラブルを未然に防ぐために必要な対応をとることが可能となる。 Moreover, it is desirable to further include the step of issuing an alarm when it is determined that there is an occurrence or sign of voltage flicker. Occurrence or signs of voltage flicker can cause power transmission problems, so it is possible to take necessary measures to prevent problems by issuing warnings to power system administrators and power system management systems. Become.
さらに、上記課題は、上述した電圧制御方法を実施する配電用変電設備やその電圧制御システムによっても解決することができる。 Furthermore, the above problems can also be solved by a distribution substation and its voltage control system that implements the voltage control method described above.
本発明に係る配電用変電設備の電圧制御方法、電圧制御システムおよび配電用変電設備によれば、配電用変電設備において、フリッカの予兆や発生を検出し、適正な電圧制御を行うことが可能となる。 According to the voltage control method, voltage control system, and distribution substation equipment for distribution substation equipment according to the present invention, it is possible to detect signs and occurrences of flicker in distribution substation equipment and perform appropriate voltage control. Become.
以下、本発明の実施形態の具体例について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る配電用変電設備の構成の一例である。配電用変電設備1は、66kVの特別高圧電力を、6kVの高圧電力へ変電する配電用変電設備である。配電用変電設備1には、3つのバンク20、30、40があり、各バンクごとに特別高圧電力を高圧電力へ変電する負荷時タップ切替変圧器(LRT)21、31、41が設けられている。各変圧器21、31、41の一次側には、特別高圧電力系統の1次母線51が接続されている。1次母線51には、特別高圧電力系統の電圧、すなわち変圧器21、31、41の1次側電圧V1を測定する変成器52が接続されている。また、各変圧器21、31、41の二次側には、高圧電力系統の2次母線53、54、55が接続されている。2次母線53、54、55には、太陽光発電設備61、62、63が連携されている。
Hereinafter, specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an example of the configuration of a power distribution substation according to an embodiment of the present invention. The power distribution transforming equipment 1 is a power transforming equipment for transforming extra high voltage power of 66 kV into high voltage power of 6 kV. The power distribution transformer facility 1 has three
さらに、配電用変電設備1は、変圧器21、31、41の二次側電圧を制御する電圧制御手段である配電用電圧制御システム(配電VQC)10を備え、変成器52で測定された変圧器21、31、41の1次側電圧V1が入力されている。配電VQC10は、変圧器21、31、41の2次側の有効電力Pに応じて決定される基準値に基づいて、後述する調相手段25、26、35、36、45、46および変圧器21、31、41の変圧比の少なくともいずれかを制御することにより変圧器21、31、41の2次側電圧V2を制御し、また、変圧器21、31、41の1次側電圧V1または2次側電圧V2に基づいて、電圧フリッカの発生または予兆を判定し、電圧フリッカの発生または予兆がある場合には、上述した基準値を増加させる機能を有する。
Furthermore, the distribution substation equipment 1 includes a distribution voltage control system (distribution VQC) 10, which is voltage control means for controlling the secondary voltages of the
各バンク20、30、40は、1次側の変圧器21、31、41に加え、2次側の変成器22、32、42と、電流測定手段23、33、43と、90リレー24、34、44と、分路リアクトル(Shr)25、35、45と、電力用コンデンサ(SC)26、36、46と、スイッチ27、28、37、38、47、48と、電力コンデンサ制御装置29、39、49を備える。
Each
変成器22、32、42は、2次母線53、54、55に接続され、高圧電力系統の電圧、すなわち変圧器21、31、41の2次側電圧V2を測定する。測定された2次側電圧V2は、配電VQC10と90リレー24、34、44に入力される。電流測定手段23、33、43は、変圧器21、31、41の2次側電流I2を、2次母線53、54、55の周りに発生する磁界の大きさにより測定する。測定された2次側電流I2は、配電VQC10と90リレー24、34、44に入力される。
The
90リレー24、34、44は、入力された変圧器21、31、41の2次側電圧V2と2次側電流I2とに基づいて、変圧器21、31、41のタップを切り替えて、変圧器21、31、41の変圧比を変更することにより、2次側電圧V2を制御する装置である。配電VQC10により、変圧器21、31、41の変圧比を制御する場合には、90リレー24、34、44による制御を無効化する。
The 90
分路リアクトル(Shr)25、35、45は、スイッチ27、37、47を介して2次母線53、54、55に接続され、高圧電力系統の無効電力の制御を行う誘導性の調相手段である。分路リアクトル(Shr)25、35、45は、スイッチ27、37、47を投入または開放することにより、高圧電力系統に接続または切断することが可能である。
Shunt reactors (Shr) 25, 35, 45 are connected to
電力用コンデンサ(SC)26、36、46は、スイッチ28、38、48を介して2次母線53、54、55に接続され、高圧電力系統の無効電力の制御を行う容量性の調相手段である。電力用コンデンサ(SC)26、36、46は、スイッチ28、38、48を投入または開放することにより、高圧電力系統に接続または切断することが可能である。
Power capacitors (SC) 26, 36, 46 are connected to
分路リアクトル(Shr)25、35、45と電力用コンデンサ(SC)26、36、46とは、調相の方向が逆であるため、調相制御を行う場合には、スイッチ27、37、47とスイッチ28、38、48のいずれか一方を投入する。また、調相手段(分路リアクトル(Shr)および電力用コンデンサ(SC))は必要な数だけ設置することができ、各調相手段を個別に、または複数台まとめてスイッチに接続することにより、高圧電力系統との断接を制御することができる。
Since the shunt reactors (Shr) 25, 35, 45 and the power capacitors (SC) 26, 36, 46 are in opposite phase-modifying directions, the
電力コンデンサ制御装置29、39、49は、設定された時間帯に、スイッチ28、38、48を切り替えて、電力用コンデンサ(SC)26、36、46を高圧電力系統に接続することにより、高圧電力系統の無効電力を調整して2次側電圧V2を制御する装置である。配電VQC10により、調相制御を行う場合には、電力コンデンサ制御装置29、39、49による制御を無効化する。
The
次に、本発明の実施形態の一例である配電用電圧制御システム(配電VQC)10の構成について、図2を参照しながら説明を行う。配電VQC10は、フリッカメータ15、16と、無線ルータ17と、システム制御装置11とを備える。フリッカメータ15は、1次側の変成器52に接続され、変圧器21、31、41の一次側電圧V1を取得して、一次側電圧V1のフリッカ値fを算出する。フリッカメータ16は、各バンク20、30、40の2次側の変成器22、32、42に接続され、変圧器21、31、41の二次側電圧V2を取得して、二次側電圧のフリッカ値fを算出する。ここで、「フリッカ値」とは、電圧フリッカの大きさを表す尺度である。本実施形態の配電VQC10では、ちらつきの視感度曲線を考慮したIECフリッカメータをフリッカ値として採用しているが、他の尺度でもよい。
Next, the configuration of a distribution voltage control system (distribution VQC) 10, which is an example of an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. The
無線ルータ17は、配電VQC10内外のデバイス間の無線通信を中継するルータである。例えば、フリッカメータ15、16で求めたフリッカ値fを、無線ルータ17を介して、システム制御装置11に伝送したり、配電VQC10の外部に設置された制御用PC18に伝送したりすることができる。また、システム制御装置11が発した警報を、制御用PC18に伝送することができる。
The
システム制御装置11は、プロセッサ12と、プロセッサ12に接続された記録媒体13と、タイマ14とが備えられたコンピュータの構成を有する。システム制御装置11は、フリッカ値fをフリッカメータ15、16から受信する。また、システム制御装置11は、変成器22、32、42、52および電流測定手段23、33、43に接続され、変圧器21、31、41の1次側電圧V1、2次側電圧V2および2次側電流I2を受信する。さらに、システム制御装置11は、変圧器21、31、41、および、調相手段25、26、35、36、45、46のスイッチ27、28、37、38、47、48に接続され、変圧器21、31、41のタップを切り替えて変圧器21、31、41の変圧比を変更したり、調相手段(分路リアクトル25、35、45および電力コンデンサ26、36、46)と高圧電力系統とを断接することができる。また、システム制御装置11は、配電用変電設備1から離れた場所からリモートで配電VQC10を管理する遠方監視制御装置19に接続され、配電VQC10で処理される情報や発生された警報を伝送することができる。
The
システム制御装置11は、変圧器21、31、41の1次側電圧V1、または、フリッカメータ15、16で求められたフリッカ値fに基づいて、電圧フリッカの発生または予兆を判定し、変圧器21、31、41の2次側の有効電力Pに応じて決定される基準値に基づいて、変圧器21、31、41の2次側電圧V2を制御し、かつ、電圧フリッカfの発生または予兆がある場合には、基準値を増加させる機能を有する。これらの機能は、記録媒体13に格納されたプログラムに記述され、プログラムをプロセッサ12で実行することにより実現される。
The
記録媒体13は、RAM、SSD、フラッシュメモリなどの半導体メモリやHDDなどの磁気的メモリなどで構成されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。また、タイマ14は、所定周期のクロック信号を発生してプロセッサ12に提供し、プロセッサ12の動作管理や、フリッカ発生や予兆検出の際の時間計測のために利用される。
The
次に、配電用電圧制御システム(配電VQC)10の動作、すなわち、本発明に係る電圧制御方法の実施形態の一例について、図3~7を参照しながら説明を行う。図3は、配電VQC10の基本的な電圧制御動作のフローチャートである。図4は、基本的な電圧制御動作のなかで利用されるP-Vカーブの説明図である。図5a、図5bは、電圧フリッカの発生またはその予兆を判定して動作モード(通常モードまたはフリッカモード)を切り替え、動作モードに応じて基本的な電圧制御動作で用いられる基準値を変更して、電圧制御の適正化を行う電圧制御動作のフローチャートである。図6は、基準値変更の説明図である。図7は、フリッカ検出/予兆判定による動作モードの遷移の説明図である。
Next, the operation of the distribution voltage control system (distribution VQC) 10, that is, an example of an embodiment of the voltage control method according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flow chart of the basic voltage control operation of the
はじめに、図3に基づいて、配電VQC10の基本的な電圧制御動作を説明する。基本的な電圧制御動作は、周期的にまたは所定の設定に応じたタイミングで繰り返し実施される。まず、プロセッサ12が、変成器22、32、42から変圧器21、31、41の2次側電圧V2を、電流測定手段23、33、43から変圧器21、31、41の2次側電流I2をそれぞれ取得する(ステップ101)。次に、プロセッサ12が、2次側電圧V2と2次側電流I2とから、変圧器21、31、41の2次側の有効電力Pと無効電力Qとを求める(ステップ102)。太陽光発電設備61、62、63から供給され電力が、高圧電力系統の総需要電力を超えて、高圧電力系統から特別高圧電力系統へ逆潮流が発生した場合には、有効電力Pは負値となる。次に、プロセッサ12は、記録媒体13に格納されたP-Vカーブを参照して、求めた有効電力Pに対応する2次側電圧V2の上限値および下限値を取得して、変成器22、32、42から取得した2次側電圧V2と比較する(ステップ103)。
First, based on FIG. 3, the basic voltage control operation of the
図4に、P-Vカーブの一例を示す。P-Vカーブは、横軸に有効電力Pを、縦軸に2次側電圧V2をとった5本のカーブ71~75で構成されている。図4では、説明の都合上、P-Vカーブをグラフの形態で示しているが、記録媒体13には、有効電力Pと2次側電圧V2との関係を示す関数やテーブルの形態で格納されている。カーブ73は、有効電力Pに対応する最適な2次側電圧V2の値であり、電圧制御の基準値である。カーブ73は、複数の目標点S1、S2、S3、S4、S5を補間して作成される。図4では、目標点S1、S2、S3、S4、S5間を線形補間している。
FIG. 4 shows an example of a PV curve. The PV curve is composed of five
カーブ72および74は、基準値と測定値との間の差が有為でないと判断される不感帯の上限および下限である。常時動作とならないために不感帯が設けられている。カーブ72および74は、カーブ73の基準値に基づいて(例えば、基準値の±1%に)設定される。配電用変電設備1が正常に動作している場合には、2次側電圧V2は上限値と下限値との範囲内に位置する。カーブ71および75は、有効電力Pに対応する2次側電圧V2の上限および下限の警報値である。
有効電力Pに対する2次側電圧V2の測定値が図4のM2に位置する場合には、図3のステップ103において、測定値M2がP-Vカーブの警報出力範囲内(2次側電圧V2上限のP-Vカーブ71を超える)と判定される。すると、プロセッサ12は、異常が発生したことを通知するために、制御用PC18や遠方監視制御装置19に警報を発信する(ステップ105)。
If the measured value of the secondary voltage V2 with respect to the active power P is located at M2 in FIG. 4, the measured value M2 is within the alarm output range of the PV curve (secondary side voltage V2 exceeds the
2次側電圧V2の測定値が、P-Vカーブの警報出力範囲外にある場合には、プロセッサ12は、高圧電力系統から特別高圧電力系統への逆潮流が発生しているか否かを判定する(ステップ104)。具体的には、有効電力Pの符号が負値か否かを判断する。例えば、有効電力Pに対する2次側電圧V2の測定値が図4のM1に位置する場合には、測定値M1はP-Vカーブの警報出力範囲外にはあるが、有効電力Pが負値であるため逆潮流が発生していると判定される。すると、プロセッサ12は、逆潮流が発生したことを通知するために、制御用PC18や遠方監視制御装置19に警報を発信する(ステップ105)。
If the measured value of the secondary voltage V2 is outside the alarm output range of the PV curve, the
その後、プロセッサ12は、有効電力Pに対する2次側電圧V2の測定値が、不感帯の範囲内にあるか否かを判定し、不感帯の範囲内にある場合には電圧制御が不要であるため終了する(ステップ106)。一方、不感帯の範囲内にない場合には、プロセッサ12は、2次側電圧V2の測定値と基準値との誤差ΔVを求める。例えば、有効電力Pに対する2次側電圧V2の測定値が図4のM3に位置する場合には、測定値M3は不感帯の範囲内(カーブ72とカーブ74の間)であるため、動作を終了する。一方、有効電力Pに対する2次側電圧V2の測定値が図4のM1やM4に位置する場合には、測定値M1、M4と基準値との誤差ΔVを求める。求めた誤差ΔVは従前の基本的な電圧制御動作で得られた誤差ΔVと積算される(ステップ107)。
After that, the
次に、プロセッサ12は、積算値が所定範囲内であるか否か判定し、所定範囲内の場合には電圧制御が不要であるため終了する(ステップ108)。一方、所定範囲を超える場合には、変圧器21、31、41の2次側電圧V2の制御を行う。この際、無効電力を考慮した制御が優先して適用される。例えば、電圧制御には、無効電力を調整する調相制御と、変圧器21、31、41の変圧比を変更するLR制御とがあるが、電圧フリッカの主原因は、太陽光発電設備からの過剰の無効電力注入であることから、調相制御による無効電力の制御をLR制御よりも優先して適用する。さらに具体的には、プロセッサ12は、まず算出された無効電力Qの符号(あるいは2次側電圧V2と2次側電流I2の位相)に応じて、分路リアクトル(Shr)25、35、45と電力用コンデンサ(SC)26、36、46のうち、適切な調相手段を選択する。分路リアクトルや電力用コンデンサが複数ある場合には、制御量に応じて、その中から任意の数の調相手段を選択する。次に、プロセッサ12は、選択された調相手段を高圧電力系統に接続したときの2次側電圧V2を見積もり、選択された調相手段のみで制御可能であるか否かを判断する(ステップ109)。
Next, the
選択された調相手段のみで制御可能である場合には、プロセッサ12は、選択した調相手段に対応するスイッチ27、28、37、38、47、48を投入又は開放して、選択した調相手段を高圧電力系統に接続又は切断する(ステップ110)。一方、選択された調相手段のみでは、十分な制御が行えないことが見込まれる場合には、プロセッサ12は、調相手段に対応するスイッチ27、28、37、38、47、48の投入・開放に加えて、変圧器21、31、41のタップを切り替えて変圧比を変更するLR制御を行う(ステップ111)。その後、プロセッサ12は、積算値をリセットして、基本的な電圧制御動作を終了する(ステップ112)。
If control is possible only with the selected phase modifying means, the
なお、上述した基本的な電圧制御動作は、バンク20、30、40ごとに独立して行う。すなわち、バンク20の変圧器21の2次側電圧V2および2次側電流I2の測定値から求めた変圧器21の2次側の有効電力Pに応じて決定される基準値に基づいて、バンク20の変圧器21の2次側電圧を制御する。また、バンク30の変圧器31の2次側電圧V2および2次側電流I2の測定値から求めた変圧器31の2次側の有効電力Pに応じて決定される基準値に基づいて、バンク30の変圧器31の2次側電圧を制御する。同様に、バンク40の変圧器41の2次側電圧V2および2次側電流I2の測定値から求めた変圧器41の2次側の有効電力Pに応じて決定される基準値に基づいて、バンク40の変圧器41の2次側電圧を制御する。
The basic voltage control operation described above is performed independently for each of the
次に、電圧フリッカの発生またはその予兆を判定して、動作モードに応じたP-Vカーブ(基準値)に変更する電圧制御動作について、図5a、図5bを参照しながら説明を行う。図5a、図5bは、図3に示した基本的な電圧制御動作と同期または独立して、周期的にまたは所定の設定に応じたタイミングで繰り返し実施される。図5aは、動作モードが、電圧フリッカがない通常モードにあるときのフローチャートであり、図5bは、動作モードが、フリッカ発生または予兆があるフリッカモードにあるときのフローチャートである。 Next, the voltage control operation for determining the occurrence of voltage flicker or its sign and changing the PV curve (reference value) according to the operation mode will be described with reference to FIGS. 5a and 5b. 5a and 5b are performed periodically or repeatedly at timing according to predetermined settings, synchronously or independently of the basic voltage control operation shown in FIG. FIG. 5a is a flow chart when the operation mode is a normal mode without voltage flicker, and FIG. 5b is a flow chart when the operation mode is a flicker mode with flicker occurrence or indication.
通常モードで動作しているときには、まず、フリッカメータ15が、変成器52から変圧器21、31、41の1次側電圧V1を、フリッカメータ16が、変成器22、32、42から変圧器21、31、41の2次側電圧V2をそれぞれを取得する(ステップ201)。次に、フリッカメータ15、16が、取得した1次側電圧V1と2次側電圧V2とから、それぞれのフリッカ値f(IECフリッカメータ値)を求める(ステップ202)。
When operating in the normal mode, first, the
次に、プロセッサ12が、無線ルータ17を介して、フリッカメータ15、16からフリッカ値fを受け取り、フリッカ値fがフリッカ閾値fth以上となる状態が所定時間tthにわたって続いているか判定する(ステップ203)。例えば、前述のとおり図5aのフローチャートは繰り返し実行されるが、フリッカ値fがフリッカ閾値fth以上となったことが判定された最初の実行時の時刻をタイマ14から取得して記録媒体13に記憶しておき、その後の実行時においてもフリッカ値fがフリッカ閾値fth以上であると判定されたときには、当該実行時の時刻との差が所定時間tth以上であるか否かを判定する。なお、フリッカ値fがフリッカ閾値fth未満となった場合には、記録媒体13に記憶を消去してリセットする。フリッカ閾値fthや所定時間tthは、1次側電圧V1と2次側電圧V2とで、またバンク20、30、40ごとに異なる値を設定してもよいし、同一の値であってもよい。
Next, the
フリッカ値fがフリッカ閾値fth以上となる状態が所定時間tthにわたって続いていると判定された場合、すなわち電圧フリッカの発生がある場合には、プロセッサ12は、P-Vカーブの基準値を増加させる(ステップ206)。例えば、図6に示すように、カーブ73の基準となる複数の目標点S1、S2、S3、S4、S5のそれぞれを所定量または所定倍率だけ増加させて新たな目標点S1’、S2’、S3’、S4’、S5’を設定し、新たな目標点S1’、S2’、S3’、S4’、S5’を補間して基準値の新たなカーブ73’を生成する。他の4本のカーブ71、72、74、75も、新たなカーブ73’に基づいて生成する。また、プロセッサ12は、電圧フリッカが発生したことを通知するために、制御用PC18や遠方監視制御装置19に警報を発信し(ステップ207)、動作モードをフリッカモードに遷移させる(ステップ208)。遷移後は、再び通常モードに遷移するまで、図5aの通常モードのフローに代えて、図5bに示すフリッカモードのフローが繰り返して実行される。
If it is determined that the flicker value f is greater than or equal to the flicker threshold value f th for the predetermined time t th , that is, if voltage flicker occurs, the
一方、ステップ203で、フリッカ値fがフリッカ閾値fth以上となる状態が所定時間tthにわたって続いていないと判定された場合、すなわち電圧フリッカの発生していない場合には、プロセッサ12は、1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下となる状態が所定時間tthにわたって続いているか判定する(ステップ204)。例えば、1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下となったことが最初に判定された実行時の時刻をタイマ14から取得して記録媒体13に記憶しておき、その後の実行時においても1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下であると判定されたときには、当該実行時の時刻との差が所定時間tth以上であるか否かを判定する。なお、1次側電圧V1が電圧閾値Vthを超えた場合には、記録媒体13に記憶を消去してリセットする。所定時間tthは、電圧フリッカ検出(ステップ203)と異なる値を設定してもよいし、同一の値であってもよい。
On the other hand, if it is determined in
1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下となる状態が所定時間tthにわたって続いていると判定された場合、すなわち電圧フリッカの予兆がある場合には、プロセッサ12は、P-Vカーブの基準値を増加させ(ステップ206)、電圧フリッカの予兆があることを通知するために、制御用PC18や遠方監視制御装置19に警報を発信し(ステップ207)、動作モードをフリッカモードに遷移する(ステップ208)。
If it is determined that the state in which the primary side voltage V1 is equal to or lower than the voltage threshold Vth continues for a predetermined time tth , that is, if there is a sign of voltage flicker, the
他方、ステップ204で、1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下となる状態が所定時間tthにわたって続いていないと判定された場合には、動作モードを通常モードに維持する(ステップ205)。
On the other hand, if it is determined in
以上が、動作モードが通常モードのときの、電圧フリッカの発生・予兆判定および基準値変更に関する電圧制御動作である。 The above is the voltage control operation related to voltage flicker generation/prediction determination and reference value change when the operation mode is the normal mode.
次に、図5bを参照しながら、動作モードがフリッカモードであるときの、電圧フリッカの発生・予兆判定および基準値変更に関する電圧制御動作について説明する。フリッカモード時の動作は、通常モード時の動作とほぼ逆の動作を行う。 Next, with reference to FIG. 5b, the voltage control operation regarding voltage flicker occurrence/prediction determination and reference value change when the operation mode is the flicker mode will be described. The operation in the flicker mode is almost the reverse of the operation in the normal mode.
すなわち、まず、フリッカメータ15が、変成器52から変圧器21、31、41の1次側電圧V1を、フリッカメータ16が、変成器22、32、42から変圧器21、31、41の2次側電圧V2のそれぞれを取得する(ステップ211)。次に、フリッカメータ15、16が、取得した1次側電圧V1と2次側電圧V2からそれぞれのフリッカ値f(IECフリッカメータ値)を求める(ステップ212)。
That is, first, the
次に、プロセッサ12が、無線ルータ17を介して、フリッカメータ15、16からフリッカ値fを受け取り、フリッカ値fがフリッカ閾値fth以下となる状態が所定時間tthにわたって続いているか判定する(ステップ213)。フリッカ閾値fthや所定時間tthは、1次側電圧V1と2次側電圧V2とで、またバンク20、30、40ごとに異なる値を設定してもよいし、同一の値であってもよく、また通常モードにおけるフリッカ判定(図5aのステップ203)と同一の値であっても異なる値であってもよい。
Next, the
フリッカ値fがフリッカ閾値fth以下となる状態が所定時間tthにわたって続いていると判定された場合、すなわち電圧フリッカが解消された場合には、プロセッサ12は、1次側電圧V1が電圧閾値Vth以上となる状態が所定時間tthにわたって続いているか判定する(ステップ214)。所定時間tthは、電圧フリッカの解消を判定するステップ(ステップ213)と異なる値を設定してもよいし、同一の値であってもよい。
If it is determined that the flicker value f is equal to or lower than the flicker threshold value fth for the predetermined time tth , that is, if the voltage flicker is eliminated, the
1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下となる状態が所定時間tthにわたって続いていると判定された場合、すなわち電圧フリッカの予兆もなくなったと判定された場合には、プロセッサ12は、P-Vカーブの基準値を増加させる前の値に戻す(ステップ216)。例えば、図6において、ステップ206で設定された新たな目標点S1’、S2’、S3’、S4’、S5’を、もとの目標点S1、S2、S3、S4、S5に戻して補間して、増加前の基準値のカーブ73に戻す。他の4本のカーブ71、72、74、75も、増加前のカーブに戻す。また、プロセッサ12は、電圧フリッカが解消したことを通知するために、制御用PC18や遠方監視制御装置19に対して発した警報を停止し(ステップ217)、動作モードを通常モードに遷移させる(ステップ218)。遷移後は、再びフリッカモードに遷移するまで、図5aに示す通常モードのフローが繰り返して実行される。
If it is determined that the state in which the primary-side voltage V1 is equal to or lower than the voltage threshold Vth has continued for a predetermined time tth , that is, if it is determined that the sign of voltage flicker has disappeared, the
一方、ステップ213において、フリッカ値fがフリッカ閾値fth以下となる状態が所定時間tthにわたって続いていないと判定された場合、または、ステップ214において、1次側電圧V1が電圧閾値Vth以上となる状態が所定時間tthにわたって続いていないと判定された場合には、動作モードをフリッカモードのまま維持する(ステップ215)。
On the other hand, if it is determined in
以上が、動作モードがフリッカモードのときの、電圧フリッカの発生・予兆判定および基準値変更に関する電圧制御動作である。 The above is the voltage control operation related to voltage flicker occurrence/prediction determination and reference value change when the operation mode is the flicker mode.
図7に動作モードの遷移の例を示す。図では、横軸に時間を、縦軸に1次側電圧V1とフリッカ値fをとって、1次側電圧V1とフリッカ値fの時間的変化を示し、上部に動作モードを示した。通常モードで動作中の時刻t0で、フリッカ値fがフリッカ閾値fth以上となるが、所定時間tth経過前の時刻t1にフリッカ閾値fth以下となるため通常モードが維持される。その後、時刻t2で1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下となり、時刻t2から所定時間tthが経過する時刻t3まで電圧閾値Vth以下の状態が維持されている。時刻t3の時点では、フリッカ値fはフリッカ閾値fth以上となってから所定時間tth経過していないが、1次側電圧V1が電圧閾値Vth以下となってから所定時間tth経過しているため、時刻t3で通常モードからフリッカモードに遷移し、基準値(P-Vカーブ)が増加される。 FIG. 7 shows an example of operation mode transition. In the figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the primary voltage V1 and the flicker value f, showing temporal changes in the primary voltage V1 and the flicker value f. . At time t0 during operation in the normal mode, the flicker value f becomes equal to or greater than the flicker threshold fth, but becomes equal to or less than the flicker threshold fth at time t1 before the predetermined time tth elapses, so the normal mode is maintained. Thereafter, at time t2 , the primary side voltage V1 becomes equal to or less than the voltage threshold Vth , and remains equal to or less than the voltage threshold Vth until time t3 when a predetermined time tth elapses from time t2 . At time t3 , the predetermined time tth has not passed since the flicker value f became equal to or greater than the flicker threshold fth, but the predetermined time tth has not passed since the primary side voltage V1 became equal to or less than the voltage threshold Vth . Since the time has elapsed, the normal mode is changed to the flicker mode at time t3 , and the reference value (PV curve) is increased.
その後、時刻t4において1次側電圧V1が電圧閾値Vth以上となり、所定時間tth経過する時刻t6まで電圧閾値Vth以上の状態が維持されている。一方、フリッカ値fは時刻t5にフリッカ閾値fth以下となり、時刻t6時点でもフリッカ閾値fth以下ではあるが、フリッカ閾値fth以下となってから所定時間tthが経過していない。このため、時刻t6では、フリッカモードが維持される。その後、1次側電圧V1は電圧閾値Vth以上の状態を、フリッカ値fはフリッカ閾値fth以下の状態を継続的に維持し、時刻t7においてフリッカ値fがフリッカ閾値fth以下となってから所定時間tthが経過する。すると、時刻t7でフリッカモードから通常モードに遷移し、基準値(P-Vカーブ)が増加させる前の値に戻される。 Thereafter, at time t4 , the primary side voltage V1 becomes equal to or higher than the voltage threshold Vth , and remains equal to or higher than the voltage threshold Vth until time t6 after a predetermined time tth has elapsed. On the other hand, the flicker value f becomes less than or equal to the flicker threshold fth at time t5 , and is still less than or equal to the flicker threshold fth at time t6 , but the predetermined time tth has not passed since it became less than or equal to the flicker threshold fth . Therefore, at time t6 , the flicker mode is maintained. After that, the primary side voltage V1 continues to be equal to or higher than the voltage threshold value Vth , and the flicker value f is maintained to be equal to or lower than the flicker threshold value fth . After that, a predetermined time t th elapses. Then, at time t7 , the flicker mode is changed to the normal mode, and the reference value (PV curve) is returned to the value before being increased.
以上、本願発明者らによってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、フリッカメータ15、16と、システム制御装置11と、制御用PC18と、遠方監視制御装置19との間の通信は、無線通信や、有線通信、インターネットなどの情報ネットワークを介した通信でもよい。また、配電VQC10と、他のコンポーネント(変成器22、32、42、52、電流測定手段23、33、43、遠方監視制御装置19、変圧器21、31、41、調相手段25、26、35、36、45、46など)との接続も、無線通信や、有線通信、インターネットなどの情報ネットワークを介した通信でもよい。
The invention made by the inventors of the present application has been specifically described above based on the embodiments, but the invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. . For example, the communication between the
さらに、上述した実施態様では、配電用VQC10の機能を、フリッカメータ15、16とシステム制御装置11とにより実現しているが、各機能を、個別のハードウェアやソフトウェア、またはその組み合わせによって構成してもよい。例えば、フリッカ値をフリッカメータ15、16で求める代わりに、システム制御装置11のプロセッサ12により求めることにより、本発明に係る電圧制御方法を実施してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the functions of the
1 配電用変電設備
10 配電用電圧制御システム(配電VQC)
11 システム制御装置
12 プロセッサ
13 記録媒体
14 タイマ
15、16 フリッカメータ
17 無線ルータ
18 制御用PC
19 遠方監視制御装置
20 1B
21、31、41 変圧器
22、32、42、52 変成器
23、33、43 電流測定手段
24、34、44 90リレー
25、35、45 分路リアクトル(調相手段)
26、36、46 電力コンデンサ(調相手段)
27、28、37、38、47、48 スイッチ
29、39、49 電力コンデンサ制御装置
30 2B
40 3B
51 1次母線(特別高圧電力系統)
53、54、55 2次母線(高圧電力系統)
61、62、63 太陽光発電設備
71 P-Vカーブ(V2上限警報値)
72 P-Vカーブ(不感帯上限)
73、73’ P-Vカーブ(基準値)
74 P-Vカーブ(不感帯下限)
75 P-Vカーブ(V2下限警報値)
1
11
19 remote
21, 31, 41
26, 36, 46 power capacitor (phase modifying means)
27, 28, 37, 38, 47, 48
40 3B
51 Primary Bus (Extra High Voltage Power System)
53, 54, 55 Secondary bus (high voltage power system)
61, 62, 63 Solar
72 PV curve (dead zone upper limit)
73, 73' PV curve (reference value)
74 PV curve (lower limit of dead zone)
75 PV curve ( V2 lower limit alarm value)
Claims (8)
前記変圧器の2次側の有効電力に応じて決定される基準値に基づいて、前記変圧器の2次側電圧を制御するステップと、
前記変圧器の1次側電圧または2次側電圧に基づいて、電圧フリッカの発生または予兆を判定するステップと、
前記電圧フリッカの発生または予兆がある場合に、前記基準値を増加させるステップと、
を含む、電圧制御方法。 A voltage control method for distribution transformer equipment for transforming extra-high voltage power in an extra-high voltage power system to high-voltage power in a high-voltage power system linked to photovoltaic power generation equipment by means of a transformer,
controlling the secondary side voltage of the transformer based on a reference value determined according to the active power of the secondary side of the transformer;
determining the occurrence or sign of voltage flicker based on the primary side voltage or secondary side voltage of the transformer;
increasing the reference value if there is an occurrence or sign of the voltage flicker;
voltage control method, including
前記LR制御は、前記変圧器の変圧比を変更することにより行われる、
請求項4に記載の方法。 The phase modifying control is performed by connecting one of a power capacitor and a shunt reactor to the high-voltage power system,
The LR control is performed by changing the transformation ratio of the transformer,
5. The method of claim 4.
前記変圧器の1次側電圧または2次側電圧のフリッカ値を求めるフリッカメータと、
システム制御装置であって、
コンピュータと、
前記コンピュータに、
前記変圧器の1次側電圧または前記フリッカ値に基づいて、電圧フリッカの発生または予兆を判定する機能と、
前記変圧器の2次側の有効電力に応じて決定される基準値に基づいて、前記変圧器の2次側電圧を制御する機能と、
前記電圧フリッカの発生または予兆がある場合に、前記基準値を増加させる機能と、
を実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、
を備える、システム制御装置と、
を備える、配電用電圧制御システム。 A voltage control system for power distribution transformer equipment that transforms extra-high voltage power in an extra-high voltage power system to high-voltage power in a high-voltage power system linked to a photovoltaic power generation facility by means of a transformer,
a flicker meter for determining a flicker value of the primary side voltage or the secondary side voltage of the transformer;
A system controller,
a computer;
to the computer;
a function of determining the occurrence or sign of voltage flicker based on the primary side voltage of the transformer or the flicker value;
A function of controlling the secondary side voltage of the transformer based on a reference value determined according to the active power of the secondary side of the transformer;
a function of increasing the reference value when the voltage flicker occurs or is a sign;
a computer-readable recording medium recording a program for realizing
a system controller comprising
A distribution voltage control system comprising:
前記変圧器の1次側電圧および2次側電圧を測定する変成器と、
前記変圧器の2次側電流を測定する電流測定手段と、
前記高圧電力系統に断接切替可能な調相手段と、
前記変圧器の2次側の有効電力に応じて決定される基準値に基づいて、前記調相手段および前記変圧比の少なくともいずれかを制御して、前記変圧器の2次側電圧を制御する電圧制御手段と、
を備え、
前記電圧制御手段は、前記1次側電圧または前記2次側電圧に基づいて、電圧フリッカの発生または予兆を判定し、前記電圧フリッカの発生または予兆がある場合には、前記基準値を増加させる、
配電用変電設備。 A transformer with a changeable transformation ratio that converts the extra high voltage of the extra high voltage power system to the high voltage of the high voltage power system linked to the photovoltaic power generation equipment;
a transformer for measuring primary and secondary voltages of said transformer;
current measuring means for measuring the secondary current of the transformer;
phase modifying means capable of switching between disconnection and disconnection of the high-voltage power system;
At least one of the phase modifying means and the transformation ratio is controlled based on a reference value determined according to the active power on the secondary side of the transformer to control the secondary voltage of the transformer. voltage control means;
with
The voltage control means determines the occurrence or sign of voltage flicker based on the primary side voltage or the secondary side voltage, and increases the reference value when the voltage flicker occurs or is the sign. ,
Distribution substation equipment.
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