JP2024020085A - Power grid stabilizer - Google Patents

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JP2024020085A JP2022122990A JP2022122990A JP2024020085A JP 2024020085 A JP2024020085 A JP 2024020085A JP 2022122990 A JP2022122990 A JP 2022122990A JP 2022122990 A JP2022122990 A JP 2022122990A JP 2024020085 A JP2024020085 A JP 2024020085A
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操 木村
Misao Kimura
朋秀 山嵜
Tomohide Yamazaki
祐二 石原
Yuji Ishihara
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Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power grid stabilizer capable of keeping a stable state of a power grid even when a state of the power grid largely changes.
SOLUTION: A power grid stabilizer according to an embodiment comprises a selection unit, an electrical control estimation model generation unit, an electrical control machine correction unit, a first stage electrical control execution unit, a stability evaluation model generation unit and an additional electrical control execution unit. After an accident occurs, the additional electrical control execution unit selects and cuts off an additional electrical control machine when a generator is determined to lose synchronization on the basis of model definition information prepared in the stability evaluation model generation unit, a transition of phase angle deviation calculated using a measured value of a power grid, and a determination criterion.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明の実施形態は、系統安定化装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to system stabilization devices.

落雷等によって短絡や地絡といった系統事故と呼ばれる状況が電力系統において発生した場合、当該電力系統内の発電機は、脱調と呼ばれる不安定な状態になることがある。脱調を放置すると、電力系統全体が不安定な状態に陥ることがある。この場合に、電力系統内の発電機の一部を電制機として、当該電制機からの電力の供給を遮断することにより、電力系統の大部分の安定運用を維持する系統安定化装置が知られている。 When a situation called a system accident such as a short circuit or a ground fault occurs in an electric power system due to a lightning strike or the like, the generators in the electric power system may be in an unstable state called a step-out. If the loss of synchronization is left untreated, the entire power system may fall into an unstable state. In this case, a system stabilization device is installed that maintains stable operation of most of the power system by turning some of the generators in the power system into a power breaker and cutting off the supply of power from the power breaker. Are known.

系統安定化装置は、予め設定された周期で、電力系統に関する系統情報を取得する。系統安定化装置は、当該系統情報を用いて、電力系統の電力の潮流状態を表すシミュレーションモデルである系統モデルにおいて系統事故が発生した場合の過渡安定度を算出する。系統安定化装置は、当該過渡安定度の算出結果に基づいて、発電機の脱調の有無を判定する。発電機の脱調が発生する場合、系統安定化装置は、電力系統を安定な状態に維持するために必要な電制機を選定する。そして、系統安定化装置は、系統事故が発生した場合、当該選定した電制機からの電力の供給を遮断することにより、電力系統を安定な状態に維持する(非特許文献1)。 The grid stabilization device acquires grid information regarding the power grid at preset intervals. The grid stabilizing device uses the grid information to calculate transient stability when a grid fault occurs in a grid model that is a simulation model representing the power flow state of power in the power grid. The system stabilization device determines whether or not there is a step out of the generator based on the calculation result of the transient stability. When a generator out-of-step occurs, the grid stabilization device selects the electrical cutoff machine necessary to maintain the power grid in a stable state. Then, when a system fault occurs, the system stabilization device maintains the power system in a stable state by cutting off the supply of power from the selected power cutout machine (Non-Patent Document 1).

ところで、必要な電制機を選定する周期の間に、電力系統の状態が大きく変化した場合がある。非特許文献1の方法で予め選定しておいた電制機では、電力系統を安定な状態に維持できない、即ち、電制機を増やす必要が生じる可能性がある。電力系統を安定にするための改善策として、より短い周期で必要な電制量を計算して、予め選定しておいた電制機に必要な電制機を、事故発生前に追加・変更しておく方法が知られている(特許文献1、2)。また、事故発生後の計測情報に基づき安定な状態を維持することが困難と判定した場合に新たな電制機を選定して、非特許文献1の方法で予め選定しておいた電制機の遮断後に、新たな電制機を遮断する方法が知られている(特許文献3)。 By the way, there are cases where the state of the power system changes significantly during the cycle of selecting the necessary power shedding machine. The electricity shedding machines selected in advance using the method of Non-Patent Document 1 may not be able to maintain the power system in a stable state, that is, it may be necessary to increase the electricity shedding machines. As an improvement measure to stabilize the power system, calculate the amount of power shedding required in a shorter cycle and add or change the necessary power shedding equipment to the previously selected power shedding equipment before an accident occurs. There is a known method for keeping it in place (Patent Documents 1 and 2). In addition, if it is determined that it is difficult to maintain a stable state based on measurement information after an accident occurs, a new electrical shedding machine is selected, and the electrical shedding machine that has been selected in advance by the method of Non-Patent Document 1 is used. A method is known in which a new electrical cutoff machine is cut off after the previous one is cut off (Patent Document 3).

電力系統の様々な状態変化に対応するため、前述した、事故発生前に必要な電制機を追加・変更しておく方法と、予め選定しておいた電制機の遮断後に、新たな電制機を遮断する方法とを組合せることが考えられる。しかしながら、再エネを対象として電制機を追加・変更しておく特許文献1と、同期発電機を対象として電制機を追加・変更しておく特許文献2とを単純に組合せると、双方で必要な追加・変更を実施してしまい、結果として電制機が過剰になる課題がある。
特許文献3の新たな電制機を遮断する方法では、電制機が追加・変更されることを前提としていないため、追加・変更前の電制機で評価して、新たな電制機を過剰に選定して遮断する課題がある。
In order to respond to various changes in the state of the power system, there are two methods: adding or changing the necessary power limiting devices before an accident occurs, as described above, and adding or changing new power limiting devices after shutting off a pre-selected power limiting device. It is conceivable to combine this with a method of shutting off the brake. However, if you simply combine Patent Document 1, which adds/changes a power cutter for renewable energy, and Patent Document 2, which adds/changes a power cutter for a synchronous generator, both However, there is a problem in that the necessary additions and changes are made, resulting in an excessive number of electrical curtailment devices.
The method of cutting off a new electrical shedding machine in Patent Document 3 does not assume that the electrical shedding machine will be added or changed, so it evaluates the electrical shedding machine before being added or changed, and then determines whether to use the new electrical shedding machine. There is an issue of excessive selection and blocking.

特開2021-69214号公報JP2021-69214A 特許第7002989号公報Patent No. 7002989 特開2022-38125号公報JP2022-38125A

“付録2 脱調未然防止リレーシステム事例”、2000年10月、電気学会技術報告、第801号、p.153-154“Appendix 2 Example of relay system to prevent synchronization”, October 2000, Technical Report of the Institute of Electrical Engineers of Japan, No. 801, p. 153-154

本発明が解決しようとする課題は、電力系統の状態が大きく変化しても、電力系統の安定状態を維持することができる系統安定化装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a system stabilization device that can maintain a stable state of the power system even if the state of the power system changes significantly.

実施形態の系統安定化装置は、選定部と、電制推定モデル生成部と、電制機補正部と、第1段電制実行部と、安定度評価モデル生成部と、追加電制実行部と、を持つ。選定部は、予め設定された周期で、発電機を有する電力系統の特性を表す系統情報を取得し、当該系統情報を用いて、前記電力系統の電力の潮流状態を表すシミュレーションモデルである系統モデルを作成し、当該系統モデルで所定の系統事故が発生した場合の過渡安定度を算出し、かつ当該過渡安定度の算出結果に基づいて、前記所定の系統事故毎に、前記発電機のうち電力の供給を遮断する第1電制機を選定する。電制推定モデル生成部は、前記系統情報と、前記系統モデルにおける前記所定の系統事故毎の第1電制機候補と、の組合せである電制機情報に基づいて、前記系統情報から電制機を予測する回帰式を作成する。電制機補正部は、前記回帰式と、前記選定部により最後に取得された前記系統情報と、前記所定の系統事故が発生する直前の前記系統情報を用いて、電力系統の安定維持に必要な電制量を計算し、計算した電制量に基づいて、第1電制機に新たな電制機を追加する、または、第1電制機を変更する。第1段電制実行部は、系統事故発生時に、前記電制機補正部で追加、または、変更された第1電制機を遮断する指令を伝達する。安定度評価モデル生成部は、事故発生前後の電力系統や発電機の計測値から発電機の脱調有無の判定に用いる位相角偏差の変遷を求めるためのモデル定義情報と、発電機の脱調有無の判定に用いる判定基準を、直前の過渡安定度計算結果から準備しておく。追加電制実行部は、事故発生後に、前記安定度評価モデル生成部で準備しておいたモデル定義情報と電力系統の計測値を用いて計算した位相角偏差の変遷と、判定基準に基づいて、発電機が脱調すると判定された場合に追加の電制機を選定し、遮断する。 The system stabilization device of the embodiment includes a selection unit, a power shedding estimation model generation unit, a power shedding correction unit, a first stage power shedding execution unit, a stability evaluation model generation unit, and an additional power shedding execution unit. and have. The selection unit acquires grid information representing characteristics of a power system having a generator at a preset period, and uses the grid information to create a system model that is a simulation model representing a power flow state of power in the power system. Create a system model, calculate the transient stability when a predetermined system fault occurs, and based on the calculation result of the transient stability, calculate the power output of the generator for each of the predetermined system faults. Select the first voltage cutter that cuts off the supply of. The power control estimation model generation unit generates power control from the system information based on power control information that is a combination of the system information and a first power control candidate for each of the predetermined system faults in the system model. Create a regression equation to predict the The electrical grid correction unit uses the regression equation, the grid information last acquired by the selection unit, and the grid information immediately before the predetermined grid fault occurs to determine the power system necessary for maintaining stability of the power system. A new power shedding device is added to the first power shedding device or the first power shedding device is changed based on the calculated amount of power shedding. The first-stage electrical curtailment execution unit transmits a command to cut off the first electrical curtailment machine added or changed by the electrical curtailment machine correction unit when a system fault occurs. The stability evaluation model generation unit generates model definition information for determining the change in phase angle deviation used to determine whether or not the generator is out of step from the measured values of the power system and generator before and after the occurrence of an accident, and The criteria to be used for determining the presence or absence are prepared from the immediately preceding transient stability calculation results. After the occurrence of an accident, the additional power control execution unit calculates the change in phase angle deviation calculated using the model definition information prepared by the stability evaluation model generation unit and the measured values of the power system, and based on the determination criteria. , if it is determined that the generator is out of step, an additional power cutter is selected and cut off.

実施形態の系統安定化装置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a system stabilizing device according to an embodiment. 実施形態の系統安定化装置の第1段電制機選定部の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a first-stage electrical curtailment machine selection section of the system stabilization device according to the embodiment. 実施形態の系統安定化装置の電制機補正部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electrical curtailment machine correction|amendment part of the system stabilization device of embodiment. 実施形態の系統安定化装置の安定度評価モデル生成部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the stability evaluation model generation part of the system stabilization device of embodiment. 実施形態の系統安定化装置の電制同期機決定部の処理内容を説明する図。The figure explaining the processing content of the electric control synchronous machine determination part of the system stabilization device of embodiment. 実施形態の系統安定化装置の電制再エネ決定部の処理内容を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating the processing contents of the power grid renewable energy determination unit of the system stabilization device according to the embodiment. 実施形態の系統安定化装置の過渡安定度計算の処理内容を説明する図。The figure explaining the processing content of transient stability calculation of the system stabilization device of an embodiment. 実施形態の系統安定化装置の電制時出力変化計算部の処理内容を説明する図。The figure explaining the processing content of the output change calculation part at the time of power cut of the system stabilization device of embodiment.

以下、実施形態の系統安定化装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a system stabilizing device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

図1は実施形態に関わる電力供給システムの構成を示す図である。図1のように、電力供給システムは、電力系統1と、伝送系10と、系統安定化装置20を備える。電力系統1は、情報端末11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、制御端末12-1、12-2、母線2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、送電線3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、変圧器4-1、4-2、4-3、4-4、発電機5-1、5-2、5-3、5-4および遮断器6-1、6-2、6-3、6-4を備える。以下の説明では、母線2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6を区別する必要が無い場合には、母線2と記載する。また、送電線3-1、3-2、3-3、3-4、3-5を区別する必要が無い場合には、送電線3と記載する。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a power supply system according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the power supply system includes a power system 1, a transmission system 10, and a system stabilization device 20. The power system 1 includes information terminals 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5, control terminals 12-1, 12-2, buses 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, power transmission lines 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, transformers 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, generator 5-1, 5-2, 5-3, 5-4 and circuit breakers 6-1, 6-2, 6-3, 6-4. In the following description, when there is no need to distinguish between the bus lines 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, and 2-6, they will be referred to as bus lines 2. In addition, if there is no need to distinguish between the power transmission lines 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, and 3-5, they will be referred to as power transmission lines 3.

発電機5-1、5-2、5-3、5-4は、太陽光や風力等の再生可能エネルギーまたは化石燃料等の枯渇性エネルギーによって電力を発電する。発電機5-1、5-2、5-3、5-4は、発電した電力を、送電線3および母線2を介して、需要家に供給する。以下の説明では、発電機5-1、5-2、5-3、5-4を区別する必要が無い場合には、発電機5と記載する。また、太陽光や風力等の非同期連系の発電機を再エネ電源と記載し、火力・水力・原子力等の同期連系の発電機を同期発電機と記載する。 The generators 5-1, 5-2, 5-3, and 5-4 generate electricity using renewable energy such as sunlight and wind power, or exhaustible energy such as fossil fuel. The generators 5-1, 5-2, 5-3, and 5-4 supply the generated power to consumers via the power transmission line 3 and bus bar 2. In the following description, if there is no need to distinguish between the generators 5-1, 5-2, 5-3, and 5-4, they will be referred to as generators 5. In addition, asynchronously interconnected generators such as solar and wind power are referred to as renewable energy sources, and synchronously interconnected generators such as thermal, hydroelectric, and nuclear power are referred to as synchronous generators.

変圧器4-1は、発電機5-1により発電される電力の電圧を所定電圧に変圧する。変圧器4-2は、発電機5-2により発電される電力の電圧を所定電圧に変圧する。変圧器4-3は、発電機5-3により発電される電力の電圧を所定電圧に変圧する。変圧器4-4は、発電機5-4により発電される電力の電圧を所定電圧に変圧する。以下の説明では、変圧器4-1、4-2、4-3、4-4を区別する必要が無い場合には、変圧器4と記載する。 The transformer 4-1 transforms the voltage of the power generated by the generator 5-1 to a predetermined voltage. The transformer 4-2 transforms the voltage of the power generated by the generator 5-2 to a predetermined voltage. The transformer 4-3 transforms the voltage of the power generated by the generator 5-3 to a predetermined voltage. The transformer 4-4 transforms the voltage of the power generated by the generator 5-4 to a predetermined voltage. In the following description, the transformers 4-1, 4-2, 4-3, and 4-4 will be referred to as transformers 4 unless it is necessary to distinguish them.

遮断器6-1は、発電機5-1により発電される電力の需要家への供給を遮断する。遮断器6-2は、発電機5-2により発電される電力の需要家への供給を遮断する。遮断器6-3は、発電機5-3により発電される電力の需要家への供給を遮断する。遮断器6-4は、発電機5-4により発電される電力の需要家への供給を遮断する。以下の説明では、遮断器6-1、6-2、6-3、6-4を区別する必要が無い場合には、遮断器6と記載する。 The circuit breaker 6-1 cuts off the supply of electric power generated by the generator 5-1 to the consumer. The circuit breaker 6-2 cuts off the supply of electric power generated by the generator 5-2 to the consumer. The circuit breaker 6-3 cuts off the supply of electric power generated by the generator 5-3 to the consumer. The circuit breaker 6-4 cuts off the supply of electric power generated by the generator 5-4 to the consumer. In the following description, the circuit breakers 6-1, 6-2, 6-3, and 6-4 will be referred to as circuit breakers 6 unless it is necessary to distinguish them.

情報端末11-1は、発電機5から母線2-1を介して需要家に電力を供給する電力系統1の特性を表す情報(以下、系統情報と言う)を計測する。具体的には、情報端末11-1は、電気情報と、系統情報とを計測する。電気情報は、母線2-1に接続される送電線3-1、3-2、3-5により供給される電力等に関する情報である。系統情報は、当該送電線3-1等の接続情報である。情報端末11-2は、発電機5から母線2-2を介して需要家に電力を供給する電力系統1の特性を表す系統情報を計測する。具体的には、情報端末11-2は、母線2-2に接続される送電線3-1、3-3の電気情報と当該送電線3-1、3-3の接続情報とを含む系統情報を計測する。情報端末11-3は、発電機5から母線2-3を介して需要家に電力を供給する電力系統1の特性を表す系統情報を計測する。具体的には、情報端末11-3は、母線2-3に接続される送電線3-2、3-4の電気情報と当該送電線3-2、3-4の接続情報とを含む系統情報を計測する。情報端末11-4は、発電機5から母線2-4を介して需要家に電力を供給する電力系統1に関する系統情報を計測する。具体的には、情報端末11-4は、母線2-4に接続される送電線3-3、遮断器6-1、6-2の電気情報と当該送電線3-3、遮断器6-1、6-2の接続情報とを含む系統情報を計測する。情報端末11-5は、発電機5から母線2-5を介して需要家に電力を供給する電力系統1に関する系統情報を計測する。具体的には、情報端末11-5は、母線2-5に接続される送電線3-4、遮断器6-3、6-4の電気情報と当該送電線3-4、遮断器6-3、6-4の接続情報とを含む系統情報を計測する。 The information terminal 11-1 measures information (hereinafter referred to as system information) representing the characteristics of the power system 1 that supplies power from the generator 5 to consumers via the bus 2-1. Specifically, the information terminal 11-1 measures electrical information and system information. The electrical information is information regarding the power etc. supplied by the power transmission lines 3-1, 3-2, and 3-5 connected to the bus 2-1. The system information is connection information of the power transmission line 3-1, etc. The information terminal 11-2 measures system information representing the characteristics of the power system 1 that supplies power from the generator 5 to consumers via the bus 2-2. Specifically, the information terminal 11-2 is a system that includes electrical information on the power transmission lines 3-1 and 3-3 connected to the bus 2-2 and connection information on the power transmission lines 3-1 and 3-3. Measure information. The information terminal 11-3 measures system information representing the characteristics of the power system 1 that supplies power from the generator 5 to consumers via the bus 2-3. Specifically, the information terminal 11-3 is a system that includes electrical information on the power transmission lines 3-2 and 3-4 connected to the bus 2-3 and connection information on the power transmission lines 3-2 and 3-4. Measure information. The information terminal 11-4 measures system information regarding the power system 1 that supplies power from the generator 5 to consumers via the bus 2-4. Specifically, the information terminal 11-4 provides electrical information about the power transmission line 3-3 and circuit breakers 6-1 and 6-2 connected to the bus 2-4, and the transmission line 3-3 and circuit breakers 6-2. System information including connection information 1 and 6-2 is measured. The information terminal 11-5 measures system information regarding the power system 1 that supplies power from the generator 5 to consumers via the bus 2-5. Specifically, the information terminal 11-5 provides electrical information on the power transmission line 3-4 and circuit breakers 6-3 and 6-4 connected to the bus bar 2-5, as well as electrical information on the power transmission line 3-4 and circuit breakers 6-4 connected to the bus bar 2-5. 3. Measure the system information including the connection information of 6-4.

ここで、系統情報が含む電気情報は、送電線3や変圧器4の有効電力と無効電力、発電機5の有効電力と無効電力、母線2に印加される母線電圧などに関する情報である。また、系統情報が含む接続情報は、送電線3と変圧器4の接続状態などに関する情報である。以下の説明では、情報端末11-1、11-2、11-3、11-4を区別する必要が無い場合には、通信端末11と記載する。 Here, the electrical information included in the system information is information regarding the active power and reactive power of the power transmission line 3 and the transformer 4, the active power and reactive power of the generator 5, the bus voltage applied to the bus bar 2, and the like. Further, the connection information included in the system information is information regarding the connection state between the power transmission line 3 and the transformer 4, and the like. In the following description, information terminals 11-1, 11-2, 11-3, and 11-4 will be referred to as communication terminals 11 when there is no need to distinguish them.

制御端末12-1は、遮断器6-1、6-2を制御して、発電機5-1、5-2からの電力の供給の遮断を制御する。また、制御端末12-2は、遮断器6-3、6-4を制御して、発電機5-3、5-4からの電力の供給の遮断を制御する。以下の説明では、制御端末12-1、12-2を区別する必要が無い場合には、制御端末12-1、12-2を制御端末12と記載する。 The control terminal 12-1 controls the circuit breakers 6-1 and 6-2 to control the interruption of power supply from the generators 5-1 and 5-2. Furthermore, the control terminal 12-2 controls the circuit breakers 6-3 and 6-4 to control the interruption of power supply from the generators 5-3 and 5-4. In the following description, if there is no need to distinguish between the control terminals 12-1 and 12-2, the control terminals 12-1 and 12-2 will be referred to as the control terminal 12.

電力系統1において、系統情報が得られない送電線3-5から左側の範囲を外部系統と称する。系統情報が得られる送電線3-5から右側の範囲を内部系統と称する。外部系統にも、母線2や送電線3、変圧器4、発電機5などが複数存在する。 In the power system 1, the range to the left from the power transmission line 3-5 for which system information cannot be obtained is referred to as an external system. The range to the right from power transmission line 3-5 where system information can be obtained is referred to as an internal system. The external system also includes a plurality of busbars 2, power transmission lines 3, transformers 4, generators 5, and the like.

伝送系10は、専用通信回線やインターネット等の通信ネットワークを含む。伝送系10は、情報端末11と系統安定化装置20との間、および、制御端末12と系統安定化装置20との間で、系統情報等の各種情報を伝送する。 The transmission system 10 includes a dedicated communication line and a communication network such as the Internet. The transmission system 10 transmits various information such as system information between the information terminal 11 and the system stabilizing device 20 and between the control terminal 12 and the system stabilizing device 20.

系統安定化装置20は、伝送系10を介して、情報端末11から、系統情報等の各種情報を取得する。系統安定化装置20は、当該取得した各種情報に基づいて、電力系統1が有する発電機5のうち、電力系統1による電力供給の安定性維持に必要な電制機を決定する。ここで、電制機は、電力の供給を遮断する発電機5である。 The system stabilizing device 20 acquires various information such as system information from the information terminal 11 via the transmission system 10. The system stabilizing device 20 determines, among the generators 5 included in the power system 1 , which power grid generators are necessary for maintaining the stability of power supply by the power system 1 based on the acquired various information. Here, the power cutter is a generator 5 that cuts off the supply of electric power.

系統安定化装置20は、第1段電制機選定部30と、電制推定モデル生成部40と、電制機補正部50と、第1段電制実行部60と、安定度評価モデル生成部70と、追加電制実行部80とを備える。これらの構成要素は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現され、或いは各種記憶装置における記憶領域を含む。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。 The system stabilization device 20 includes a first-stage shedding machine selection section 30, a shedding estimation model generation section 40, a shedding machine correction section 50, a first-stage shedding execution section 60, and a stability evaluation model generation section. section 70 and an additional electrical control execution section 80. These components are realized by a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program (software), or include storage areas in various storage devices. Some or all of these components are hardware (circuit parts) such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), and GPU (Graphics Processing Unit). (including circuitry), or may be realized by collaboration between software and hardware. The program may be stored in advance in a storage device (a storage device with a non-transitory storage medium) such as an HDD (Hard Disk Drive) or flash memory, or may be stored in a removable storage device such as a DVD or CD-ROM. It may be stored in a medium (non-transitory storage medium), and installed in the storage device by loading the storage medium into a drive device.

第1段電制機選定部30の構成を、図2を参照しつつ説明する。
第1段電制機選定部30は、基本系統記憶部31と、系統情報収集部32と、系統モデル作成部33と、安定度計算部34と、安定化指標変化量算出部35と、再エネグループ決定部36と、電制機選定部37と、計算結果収集部38と、計算結果記憶部39とを備える。
基本系統記憶部31は、対象電力系統の構成や送電線、発電機の定数などを保存する。基本系統記憶部31によって保存される情報は、構成情報である。
系統情報収集部32は、伝送系10を介して情報端末11で計測された有効電力などの系統情報を収集する。
系統モデル作成部33は、基本系統記憶部31の基本系統の情報と系統情報収集部32の系統情報を収集し、系統モデルを作成する。
安定度計算部34は、系統モデル作成部33で作成された系統モデルを用いて過渡安定度計算を実施する。安定化指標変化量算出部35は、安定度計算部34の計算結果を収集し、安定化指標を算出する。安定化指標変化量算出部35は、電制によって、電力を供給する電力系統1における複数の発電機5から供給される電力の供給を削減した場合の、同期安定性の安定化指標の変化量を算出する。
再エネグループ決定部36は、安定化指標変化量算出部35の処理結果を収集し、安定化指標変化量算出部35により算出された安定化指標の変化量に基づき、複数の発電機5をグループ化(グループに分類)する。
電制機選定部37は、安定度計算部34の計算結果と安定化指標変化量算出部35の処理結果を収集し、電制機を選定する。
計算結果収集部38は、安定度計算部34の計算結果と電制機選定部37の処理結果を収集する。
計算結果記憶部39は、計算結果収集部38でまとめられた対象電力系統の情報や電制機選定結果などを記憶する。
The configuration of the first stage electrical control machine selection section 30 will be explained with reference to FIG. 2.
The first stage breaker selection unit 30 includes a basic system storage unit 31, a system information collection unit 32, a system model creation unit 33, a stability calculation unit 34, a stabilization index change calculation unit 35, and a It includes an energy group determination section 36, a power cutter selection section 37, a calculation result collection section 38, and a calculation result storage section 39.
The basic system storage unit 31 stores the configuration of the target power system, power transmission lines, generator constants, and the like. The information stored by the basic system storage unit 31 is configuration information.
The system information collection unit 32 collects system information such as active power measured by the information terminal 11 via the transmission system 10.
The system model creation unit 33 collects basic system information from the basic system storage unit 31 and system information from the system information collection unit 32, and creates a system model.
The stability calculation unit 34 performs transient stability calculation using the system model created by the system model creation unit 33. The stabilization index change amount calculation section 35 collects the calculation results of the stability calculation section 34 and calculates a stabilization index. The stabilization index change amount calculation unit 35 calculates the amount of change in the stabilization index of synchronization stability when the supply of power supplied from the plurality of generators 5 in the power grid 1 that supplies power is reduced due to power restriction. Calculate.
The renewable energy group determination section 36 collects the processing results of the stabilization index change amount calculation section 35 and selects the plurality of generators 5 based on the amount of change in the stabilization index calculated by the stabilization index change amount calculation section 35. Group (classify into groups).
The power shedding machine selection unit 37 collects the calculation results of the stability calculation unit 34 and the processing results of the stabilization index change amount calculation unit 35, and selects a power shedding machine.
The calculation result collection unit 38 collects the calculation results of the stability calculation unit 34 and the processing results of the power cut machine selection unit 37.
The calculation result storage unit 39 stores information on the target power system, the power cut machine selection results, etc. compiled by the calculation result collection unit 38.

電制機補正部50の構成を、図3を参照しつつ説明する。
電制機補正部50は、電制同期機決定部51と、電制再エネ決定部52とを備える。
電制同期機決定部51は、伝送系10を介して得た系統情報と第1段電制機選定部30の処理結果と電制推定モデル生成部40の処理結果を収集し、同期発電機を決定する。
電制再エネ決定部52は、伝送系10を介して得た系統情報と第1段電制機選定部30の処理結果と電制推定モデル生成部40の処理結果を収集し、再エネ電源を決定する。
The configuration of the electrical curtailment correction unit 50 will be explained with reference to FIG. 3.
The electrical grid correction unit 50 includes a electrical grid synchronous machine determining unit 51 and an electrical grid renewable energy determining unit 52.
The power control synchronous machine determining unit 51 collects the system information obtained via the transmission system 10, the processing results of the first stage power control machine selection unit 30, and the processing results of the power control estimation model generation unit 40, and selects a synchronous generator. Determine.
The electric power restriction renewable energy determination unit 52 collects the system information obtained through the transmission system 10, the processing results of the first stage electric power restriction selection unit 30, and the processing results of the electric power restriction estimation model generation unit 40, and selects a renewable energy power source. Determine.

安定度評価モデル生成部70の構成を、図4を参照しつつ説明する。
安定度評価モデル生成部70は、判定基準策定部71と、出力変化モデル策定部72と、安定側系統モデル策定部73と、不安定側系統モデル策定部75とを備える。
安定度評価モデル生成部70は、第1段電制機選定部30の処理結果を収集する。
The configuration of the stability evaluation model generation section 70 will be explained with reference to FIG. 4.
The stability evaluation model generation unit 70 includes a determination criterion formulation unit 71, an output change model formulation unit 72, a stable system model formulation unit 73, and an unstable system model formulation unit 75.
The stability evaluation model generation unit 70 collects the processing results of the first stage electrical control machine selection unit 30.

電制推定モデル生成部40は、計算結果記憶部39に保存されている系統モデルの情報と電制機選定結果を用いて、電制量を求める推定モデルを作成する。 The electricity shedding estimation model generation unit 40 creates an estimation model for determining the electricity shedding amount using the system model information stored in the calculation result storage unit 39 and the electricity shedding machine selection results.

追加電制実行部80は、電力系統で事故が発生した後に動作する機能部である。追加電制実行部80は、電力系統で事故が発生した場合において、第1電制機による電制を実行した後に追加の電制を行うか否かを、安定度評価モデル生成部70により生成された関数等を用いて判定する。追加電制実行部80は、追加の電制が必要な場合には、その対象とする電制機を選択する。 The additional electricity restriction execution unit 80 is a functional unit that operates after an accident occurs in the power system. The additional power shedding execution unit 80 generates, by the stability evaluation model generation unit 70, whether or not to perform additional power shedding after the first power shedding machine has executed the power shedding when an accident occurs in the power system. Judgment is made using the function etc. If additional electricity shedding is required, the additional electricity shedding execution unit 80 selects a electricity shedding machine to be subjected to the electricity shedding.

(作用)
ここでは、系統安定化装置20に含まれる各要素の作用について説明する。
まず、図2を参照しつつ、第1段電制機選択部30の作用を説明する。第1段電制機選定部30では、系統事故が発生した際に遮断すべき電制機を選定する。以下の説明で記載の事前計算は、この一連の処理を指す。電制機には同期発電機と再エネ電源が含まれる。
(effect)
Here, the operation of each element included in the system stabilizing device 20 will be explained.
First, with reference to FIG. 2, the operation of the first stage electrical curtailment selection section 30 will be explained. The first-stage power breaker selection unit 30 selects a power breaker to be cut off when a system fault occurs. The pre-calculation described in the following explanation refers to this series of processing. Electricity control equipment includes synchronous generators and renewable energy power sources.

系統情報収集部32は、1分などの一定周期で伝送系10を介して計測端末11から電力系統の様々な箇所の電圧や有効電力、無効電力といった状態量を収集する。 The system information collection unit 32 collects state quantities such as voltage, active power, and reactive power at various points in the power system from the measurement terminal 11 via the transmission system 10 at a fixed period such as one minute.

系統モデル作成部33は、系統情報収集部32で集められた電力系統の各種状態量と基本系統記憶部31に保存された電力系統の構成や送電線等の定数を組合せる。系統モデル作成部33は、電力系統の過渡安定度計算に必要な系統モデルを構築する。 The system model creation unit 33 combines various state quantities of the power system collected by the system information collection unit 32 with constants such as the configuration of the power system and transmission lines stored in the basic system storage unit 31. The system model creation unit 33 constructs a system model necessary for calculating the transient stability of the power system.

安定度計算部34は、系統モデル作成部33で構築された系統モデルを使って、予め設定されている種々の想定事故が発生した場合の過渡安定度計算を実行する。安定度計算部34は、発電機が脱調しないか脱調するかを判別する、即ち、電力系統が安定か不安定かを判別する。 The stability calculation unit 34 uses the system model constructed by the system model creation unit 33 to perform transient stability calculations when various preset assumed accidents occur. The stability calculation unit 34 determines whether the generator does not step out or steps out, that is, determines whether the power system is stable or unstable.

安定化指標変化量算出部35と再エネグループ決定部36は、安定化効果の近い再エネ電源を同一グループにまとめて、グループ単位で電制の候補とする。
具体的に、安定化指標変化量算出部35は、電力を供給する電力系統1における複数の発電機5から供給される電力の供給を削減した場合の、同期安定性の安定化指標の変化量を算出する。最初に、安定化指標変化量算出部35は、電力系統1の系統構成(トポロジー)と発電機5の運転停止状態に基づき潮流断面の分類を行う。
安定化指標変化量算出部35は、上記により潮流断面を分類した後、再エネグループ決定部36による複数の発電機5のグループ化に用いられる安定化指標変化量の算出を、電力系統1の潮流断面の分類ごとに行う。安定化指標変化量は、再生可能エネルギー発電装置6の出力電力の減少または停止による安定化効果を示す指標である。
The stabilization index change amount calculation unit 35 and the renewable energy group determination unit 36 group together renewable energy power sources with similar stabilization effects into the same group, and select each group as candidates for electricity restriction.
Specifically, the stabilization index change amount calculation unit 35 calculates the amount of change in the stabilization index of synchronization stability when the supply of power supplied from the plurality of generators 5 in the power system 1 that supplies electric power is reduced. Calculate. First, the stabilization index change amount calculation unit 35 classifies the power flow cross section based on the system configuration (topology) of the power system 1 and the shutdown state of the generator 5.
After classifying the power flow cross sections as described above, the stabilization index change amount calculation unit 35 calculates the stabilization index change amount used for grouping the plurality of generators 5 by the renewable energy group determination unit 36 based on the power system 1. This is done for each classification of tidal flow cross section. The stabilization index change amount is an index indicating the stabilization effect due to a reduction or stoppage of the output power of the renewable energy power generation device 6.

電制機選定部37は、安定度計算部34の結果が不安定の場合、脱調する発電機および再エネ電源グループの中から電制機を選定する。一例として、電制機選定部37は、電制なしの過渡安定度計算結果で最初に脱調した発電機、2番目に脱調した発電機を対象に、電制候補の同期発電機または再エネ電源グループを遮断した過渡安定度計算の結果から、遮断前後の有効電力変化量を求める。電制機選定部37は、変化量の多い電制候補を電制機に選定する。 If the result of the stability calculation unit 34 is unstable, the power cutout machine selection unit 37 selects a power cutout machine from the out-of-step generator and the renewable energy power source group. As an example, the shedding machine selection unit 37 selects a synchronous generator that is a candidate for shedding or a generator that loses synchronization second in the transient stability calculation results without shedding. From the results of the transient stability calculation when the energy power source group is shut off, the amount of change in active power before and after shutoff is determined. The electrical shedding machine selection unit 37 selects electrical shedding candidates with a large amount of variation as electrical shedding machines.

計算結果収集部38は、安定度計算部34で用いた系統モデルと、安定度計算部34の計算結果と、電制機選定部37の電制機選定結果とを関連づけて一つのデータセットとして保持する。 The calculation result collection unit 38 associates the system model used by the stability calculation unit 34, the calculation result of the stability calculation unit 34, and the power cutoff machine selection result of the power cutoff machine selection unit 37, and collects them as one data set. Hold.

計算結果記憶部39は、計算結果収取部38でまとめられた系統モデルと計算結果を、1年などの長期にわたり保存する。 The calculation result storage unit 39 stores the system model and calculation results compiled by the calculation result collection unit 38 for a long period of time, such as one year.

電制推定モデル生成部40は、計算結果記憶部39に保存された過去の系統モデルや過渡安定度計算結果、電制機選定結果などから、電制量を求めるための推定モデルを作成する。推定モデルの一例は、ブランチ相差角を入力として電制量を得る線形回帰式である。ブランチ相差角は送電線や変圧器の有効電力とそのリアクタンスの積で概算する方法で求められる。電制推定モデル生成部40は、特許文献2に記載の回帰式生成部30と同様であってよい。 The electricity shedding estimation model generation unit 40 creates an estimation model for determining the electricity shedding amount from the past system model, transient stability calculation results, electricity shedding machine selection results, etc. stored in the calculation result storage unit 39. An example of the estimation model is a linear regression equation that uses the branch phase difference angle as input to obtain the electrical control amount. The branch phase difference angle can be roughly estimated by the product of the active power of the transmission line or transformer and its reactance. The electricity restriction estimation model generation unit 40 may be similar to the regression equation generation unit 30 described in Patent Document 2.

電制機補正部50は、電制推定モデル生成部40で作成された電制量を求める回帰式と、計算結果記憶部39の保存情報と、伝送系10から得られる系統情報を使う。電制機補正部50は、第1段電制機選定部30の処理周期より短い周期で電制量を求める。電制機補正部50は、必要に応じて、第1段電制機選定部30で選定した電制機に、別の電制機を追加したり、第1段電制機選定部30で選定した電制機を変更したりする。 The electricity shedding machine correction unit 50 uses the regression equation for calculating the electricity shedding amount created by the electricity shedding estimation model generation unit 40, the information stored in the calculation result storage unit 39, and the system information obtained from the transmission system 10. The electrical curtailment correction unit 50 calculates the electrical curtailment amount at a cycle shorter than the processing cycle of the first stage electrical curtailment selection unit 30. The electrical shedding machine correction section 50 adds another electrical shedding machine to the electrical shedding machine selected by the first stage electrical shearing machine selection section 30, or adds another electrical shedding machine to the electrical shedding machine selected by the first stage electrical shedding machine selection section 30, as necessary. Change the selected electrical control device.

電制機補正部50の一つの構成要素である電制同期機決定部51について説明する。
電制同期機決定部51は、同期発電機を電制候補として、必要に応じて電制機を追加・変更して第1段電制実行部60に結果を伝達する。具体的な処理内容を図5で説明する。
The electrical curtailment synchronous machine determination unit 51, which is one component of the electrical curtailment machine correction unit 50, will be explained.
The power restriction synchronous machine determining unit 51 uses the synchronous generator as a power restriction candidate, adds or changes a power restriction machine as necessary, and transmits the result to the first stage power restriction execution unit 60. The specific processing contents will be explained with reference to FIG.

ステップS101では、伝送系10から得た系統情報に基づき、電制推定モデル生成部40で作成された回帰式の中から、最新の系統状態に対応する回帰式Aと、事前計算時の系統状態に対応する回帰式Bを選び出す。選び出す方法は特許文献2と同様である。 In step S101, based on the system information obtained from the transmission system 10, a regression formula A corresponding to the latest system state and a system state at the time of pre-calculation are selected from among the regression formulas created by the electricity control estimation model generation unit 40. Select regression equation B corresponding to . The selection method is the same as in Patent Document 2.

ステップS102では、回帰式Aと最新の系統情報を使って、最新の系統状態において必要な電制量を計算する。この計算結果を電制量Aとする。 In step S102, the amount of power restriction required in the latest system state is calculated using regression formula A and the latest system information. This calculation result is defined as the electric control amount A.

ステップS103では、回帰式Bと事前計算時の系統情報を使って、事前計算時の系統状態において必要な電制量を計算する。この計算結果を電制量Bとする。 In step S103, the amount of power restriction required in the system state at the time of the pre-calculation is calculated using the regression formula B and the system information at the time of the pre-calculation. This calculation result is defined as the electric control amount B.

ステップS104では、電制量Aと電制量Bの大きさを比較する。電制量Aが電制量Bより大きい場合はステップS105に進む。電制量Aが電制量B以下の場合は電制機を追加・変更せずに終了する。 In step S104, the magnitudes of the electric control amount A and the electric control amount B are compared. If the electric control amount A is larger than the electric control amount B, the process advances to step S105. If the electricity reduction amount A is less than the electricity reduction amount B, the process ends without adding or changing electricity reduction equipment.

ステップS105では、電制量の増加分が電制量Aと電制量Bの差分以上となるように電制機を追加・変更する。例えば、電制量Aと電制量Bの差分以上に有効電力が大きく、かつ、最少の発電機を、予め設定しておいた電制候補の中から選定して、第1段電制機選定部30で選定していた電制機に加える。 In step S105, a power reduction device is added or changed so that the increase in the power control amount is equal to or greater than the difference between the power control amount A and the power control amount B. For example, a generator whose active power is larger than the difference between the amount of electricity curtailment A and the amount of electricity curtailment B and which is the smallest is selected from among the electricity curtailment candidates set in advance, and the first-stage electricity curtailment is performed. It is added to the electrical control machine selected by the selection section 30.

以上により、事前計算時の系統状態で必要な電制量より、最新の系統状態で必要な電制量が多く、第1段電制機選定部30で選定した電制機より多くの電制量が必要な場合にのみ、電制量を増やすように電制機が加えられる。 As a result of the above, the amount of power restriction required in the latest system state is greater than the amount of power restriction required in the system state at the time of preliminary calculation, and the amount of power restriction required is greater than the amount of power restriction required in the system state at the time of preliminary calculation, and the amount of power restriction is greater than that of the power restriction device selected by the first stage power breaker selection unit 30. A curtailer is added to increase the curtailment amount only when the quantity is required.

電制機補正部50の一つの構成要素である電制再エネ決定部52について説明する。
電制再エネ決定部52は、再エネ電源を電制候補として、必要に応じて電制機を追加して第1段電制実行部60に結果を伝達する。具体的な処理内容を図6で説明する。
The electricity curtailment renewable energy determining unit 52, which is one component of the electricity curtailment correction unit 50, will be explained.
The power restriction renewable energy determining unit 52 uses the renewable energy power source as a power restriction candidate, adds a power restriction machine as necessary, and transmits the result to the first stage power restriction execution unit 60. The specific processing contents will be explained with reference to FIG.

ステップS201では、第1段電制機選定部30で選定された電制機に再エネ電源が含まれているか否かを判定する。選定された電制機に再エネ電源が含まれる場合はステップS202に進む。選定された電制機に再エネ電源が含まれない場合は電制機を追加せずに処理を終了する。 In step S201, it is determined whether or not the electricity curtailment machine selected by the first stage electricity curtailment machine selection unit 30 includes a renewable energy power source. If the selected electricity reduction machine includes a renewable energy power source, the process advances to step S202. If the selected electrical cutoff machine does not include a renewable energy power source, the process ends without adding the electricity cutoff machine.

ステップS202では、第1段電制機選定部30で電制機に選定された再エネ電源の総出力が、天候の変化などによって出力が低下し、第1段電制機選定部30で必要としていた電制量より小さくなっているか否かを判定する。選定された再エネ電源の総出力が電制量よりも小さい場合はステップS203に進む。選定された再エネ電源の総出力が電制量よりも小さくない場合は電制機を追加せずに処理を終了する。 In step S202, the total output of the renewable energy power source selected as a power breaker by the first stage power breaker selection unit 30 decreases due to changes in the weather, etc., and the first stage power breaker selection unit 30 determines that the total output is It is determined whether or not the amount of electricity control is smaller than the amount of electricity that was set. If the total output of the selected renewable energy power source is smaller than the power control amount, the process advances to step S203. If the total output of the selected renewable energy power source is not smaller than the electricity curtailment amount, the process is terminated without adding an electricity curtailment machine.

ステップS203では、伝送系10から得た系統情報に基づき、電制候補の再エネグループ毎に、電制推定モデル生成部40で作成された回帰式の中から、最新の系統状態に対応する回帰式を選び出す。選び出す方法は特許文献2と同様である。 In step S203, based on the grid information obtained from the transmission system 10, a regression equation corresponding to the latest grid state is selected from among the regression equations created by the grid estimation model generation unit 40 for each renewable energy group that is a grid grid candidate. Pick out the formula. The selection method is the same as in Patent Document 2.

ステップS204では、ステップS203で選び出した回帰式と、最新の系統情報を使って、電制候補の再エネグループ毎に電制量を計算する。このとき、第1段電制機選定部30で選ばれていた再エネグループの電制量も回帰式で計算する。第1段電制機選定部30で選ばれていた再エネグループの回帰式による電制量を電制量0、電制機候補の再エネグループの回帰式による電制量を電制量1、電制量2として説明する。ここでは説明の簡素化のため、必要により追加する電制機候補の再エネグループを2ヶ所としているが、3ヶ所以上でもよい。 In step S204, the amount of power restriction is calculated for each renewable energy group of power restriction candidates using the regression equation selected in step S203 and the latest grid information. At this time, the amount of electricity curtailment of the renewable energy group selected by the first stage electricity curtailment machine selection unit 30 is also calculated using a regression formula. The amount of power shedding based on the regression formula for the renewable energy group selected by the first stage power shedding machine selection unit 30 is 0, and the amount of power shedding based on the regression formula for the renewable energy group that is a candidate for power shedding machine is 1. , the electric control amount will be explained as 2. Here, in order to simplify the explanation, there are two renewable energy groups of power cutout machine candidates to be added as necessary, but there may be three or more renewable energy groups.

ステップS205では、電制量1と電制量2を比較して、小さい方の再エネグループを電制機の再エネグループに選定する。以下では、電制量1が電制量2より小さいものとして説明する。 In step S205, the electricity reduction amount 1 and the electricity reduction amount 2 are compared, and the smaller renewable energy group is selected as the renewable energy group of the electricity reduction machine. In the following description, it will be assumed that the electric control amount 1 is smaller than the electric control amount 2.

ステップS206では、(1)式で計算した必要電制量が、電制量1の再エネグループで得られるように、当該再エネグループの中から再エネ電源を選定して電制機に加える。電制量不足分は、第1段電制機選定部30で系統状態の安定維持に必要としていた電制量、即ち、期待していた電制量と、第1段電制機選定部30で選ばれていた再エネグループの総出力、即ち、遮断される実質的な電制量との差分である。電制量1の再エネグループの総出力が(1)式の必要電制量未満の場合は、必要電制量が確保できないため、その不足分が電制量2の再エネグループで得られるよう、同様の処理を行う。 In step S206, a renewable energy power source is selected from the renewable energy group and added to the power shedding machine so that the required power shedding amount calculated using equation (1) can be obtained in a renewable energy group with a power shedding amount of 1. . The shortage of the power shedding amount is the amount of power shedding that the first stage shedding machine selection unit 30 needed to maintain a stable system condition, that is, the amount of power shedding that was expected, and the amount of shedding that the first stage shedding machine selection unit 30 needed to maintain a stable system condition. This is the difference between the total output of the renewable energy group selected in If the total output of the renewable energy group with a power restriction amount of 1 is less than the required power restriction amount in equation (1), the required power restriction amount cannot be secured, and the shortfall will be obtained by the renewable energy group with a power restriction amount of 2. , perform the same process.

Figure 2024020085000002
Figure 2024020085000002

以上により、第1段電制機選定部30で再エネグループが電制機に選定されていて、かつ、その再エネグループの出力が低下して、期待していた電制量に満たない場合は、他の再エネグループの再エネ電源を電制機に加えることにより、期待通りの効果となるようにする。 As a result of the above, when a renewable energy group is selected as a power shedding machine by the first stage power shedding machine selection unit 30, and the output of that renewable energy group decreases and does not reach the expected power shedding amount. By adding renewable energy power sources from other renewable energy groups to the power cut-off machine, the expected effect will be achieved.

次に、図7を参照し、安定度計算部34の処理内容を説明する。 Next, the processing contents of the stability calculation unit 34 will be explained with reference to FIG.

ステップS301では、系統モデル作成部33で作成した系統モデルを用いて初期潮流を計算する。以降の各ステップにおいても、この系統モデルに基づく処理が行われる。 In step S301, the initial power flow is calculated using the system model created by the system model creation section 33. Processing based on this system model is also performed in each subsequent step.

ステップS302では、ステップS301の潮流計算結果に基づき、発電機5等の初期値を設定する。 In step S302, initial values of the generator 5 and the like are set based on the power flow calculation result in step S301.

ステップS303では、系統構成に基づき、アドミタンス行列(以降、Y行列[Y]と称する)を生成する。 In step S303, an admittance matrix (hereinafter referred to as Y matrix [Y]) is generated based on the system configuration.

ステップS304では、Y行列の逆行列[Y]-1を計算する。 In step S304, the inverse matrix [Y] -1 of the Y matrix is calculated.

ステップS305では、系統事故や電制機の反映などにより系統構成に変化があるか否かを判定する。系統構成に変化がある場合はステップS306に進む。系統構成に変化がない場合はステップS308に進む。 In step S305, it is determined whether or not there is a change in the system configuration due to a system accident, a power outage, or the like. If there is a change in the system configuration, the process advances to step S306. If there is no change in the system configuration, the process advances to step S308.

ステップS306では、系統構成の変更に基づき、Y行列[Y]を変更する。 In step S306, the Y matrix [Y] is changed based on the change in the system configuration.

ステップS307では、変更したY行列の逆行列[Y]-1を計算する。 In step S307, the inverse matrix [Y] -1 of the changed Y matrix is calculated.

ステップS308では、初期状態、または、1時間刻みΔT前の発電機5等の状態に基づき、注入電流[I]を計算する。 In step S308, the injection current [I] is calculated based on the initial state or the state of the generator 5, etc. one hour ago ΔT.

ステップS309では、Y行列の逆行列[Y]-1と注入電流[I]からノード電圧[V]を計算する。 In step S309, the node voltage [V] is calculated from the inverse matrix [Y] -1 of the Y matrix and the injection current [I].

ステップS310では、TendがTよりも大きいか否かを判定する。TendがTよりも大きい場合はステップS311に進む。TendがTよりも大きくない場合は終了する。Tendは、予め決められた時間(サイクル)が経過した場合に処理を終了することを定めた基準値であり、シミュレーションの終了時間である。Tは、図7に示すフローチャートの開始時点でゼロに設定されている。 In step S310, it is determined whether T end is greater than T. If T end is greater than T, the process advances to step S311. If T end is not greater than T, the process ends. T end is a reference value that specifies that the process will end when a predetermined time (cycle) has elapsed, and is the end time of the simulation. T is set to zero at the beginning of the flowchart shown in FIG.

ステップS311では、計算されたノード電圧[V]に基づき、発電機5等の状態を計算する。 In step S311, the state of the generator 5 etc. is calculated based on the calculated node voltage [V].

ステップS312では、TにΔTを加算してTの値を更新し、ステップS305に進む。
以上により、過渡安定度計算が行われる。
In step S312, ΔT is added to T to update the value of T, and the process proceeds to step S305.
As described above, transient stability calculation is performed.

第1段電制実行部60は、必要により電制機補正部50で追加・変更された、想定事故条件毎の電制機選定結果と、伝送系10から得られる事故発生の情報に基づき、発生した事故に対応する電制機を抽出し、電制機を遮断するための制御信号を出力する。制御信号を受信した制御端末12は対応する発電機を系統から遮断する。 The first-stage electrical shedding execution unit 60 performs electrical shedding based on the electrical shedding machine selection results for each assumed accident condition, which have been added or changed by the electrical shedding machine correction unit 50 as necessary, and information on the occurrence of an accident obtained from the transmission system 10. It extracts the electrical outages that correspond to the accident that occurred and outputs a control signal to shut off the electrical outages. The control terminal 12 that receives the control signal cuts off the corresponding generator from the grid.

安定度評価モデル生成部70は、追加電制実行部80で必要な定数等を計算する。
安定度評価モデル生成部70においては、特許文献3に記載の安定度評価モデル生成部40と同様の手法が用いられる。ただし、出力変化モデル策定部72の処理内容は、特許文献3の記載とは異なる。
具体的に、特許文献3では、第1段電制機選定部30で選定された第1段電制機が変更されることはない。このため、第1段電制機に選定された電制機を遮断する条件の過渡安定度計算結果から、追加電制実行部80で必要となる、一機無限大母線モデルに換算した電制時の有効電力出力変化量を計算しておけばよい。
これに対し、本実施形態では、電制機補正部50で第1段電制機が変更される場合がある。このため、第1段電制機になり得る発電機の全パターンについて、一機無限大母線モデルに換算した電制時の有効電力出力変化量を計算する必要がある。図8を参照しつつ、電制時の出力変化量の計算方法を説明する。
図8は、実施形態の系統安定化装置20の電制時出力変化計算部73の処理内容を説明する図である。
The stability evaluation model generation unit 70 calculates constants and the like required by the additional electrical control execution unit 80.
The stability evaluation model generation section 70 uses the same method as the stability evaluation model generation section 40 described in Patent Document 3. However, the processing content of the output change model formulation unit 72 is different from that described in Patent Document 3.
Specifically, in Patent Document 3, the first stage power breaker selected by the first stage power breaker selection unit 30 is not changed. For this reason, based on the transient stability calculation results of the conditions for cutting off the electrical shedding machine selected as the first stage electrical shedding machine, the electrical shedding control unit 80 converts the electrical shedding machine into a one-machine infinite bus model, which is required by the additional electrical shedding execution unit 80. It is sufficient to calculate the amount of change in active power output at the time.
In contrast, in the present embodiment, the first-stage electrical breaker may be changed by the electrical breaker correction unit 50. For this reason, it is necessary to calculate the amount of change in active power output during power shedding converted into a single machine infinite bus model for all patterns of generators that can be used as the first stage power shedding machine. With reference to FIG. 8, a method of calculating the amount of change in output during power reduction will be explained.
FIG. 8 is a diagram illustrating the processing contents of the output change calculation unit 73 during electrical blackout of the system stabilization device 20 of the embodiment.

一機無限大母線モデルに換算した電制時の有効電力出力変化量を計算する最も単純な方法は、電制機補正部50の処理で最終的に第1段電制機となる可能性がある発電機の全組合せの過渡安定度計算を行うことであるが、計算時間が長くなることから、短時間で計算できる方法を考案したものである。 The simplest method for calculating the amount of change in active power output during power shedding converted to a single machine infinite bus model is to calculate the amount of change in active power output during power shedding converted to the single machine infinite bus model. The purpose was to calculate the transient stability of all combinations of a certain generator, but since the calculation time would be long, we devised a method that could be calculated in a short time.

安定度計算部34で実施される過渡安定度計算では、10ミリ秒などの計算時間刻みで、同期発電機等の内部状態の計算、電力系統の電圧・電流等の計算を反復することで、10~20秒程度の同期発電機や電力系統の振る舞いを得る。電制時出力変化計算部73は、過渡安定度計算の過程で得られる、電制直前のアドミタンス行列(Y行列)の逆行列と同期発電機の内部電圧を用いて、10ミリ秒といった計算時間刻みの反復計算を行わずに、一機無限大母線モデルに換算した電制時の有効電力出力変化量を計算する。 In the transient stability calculation performed by the stability calculation unit 34, the calculation of the internal state of the synchronous generator, etc., and the calculation of the voltage, current, etc. of the power system are repeated in calculation time increments of 10 milliseconds, etc. Obtain the behavior of the synchronous generator and power system for about 10 to 20 seconds. The power shedding output change calculation unit 73 uses the inverse matrix of the admittance matrix (Y matrix) immediately before power shedding and the internal voltage of the synchronous generator obtained in the process of transient stability calculation to calculate a calculation time of 10 milliseconds. Calculate the amount of change in active power output during power shedding converted to a one-machine infinite bus model without performing step-by-step iterative calculations.

ステップS401では、過渡安定度計算結果から電制直前のY行列の逆行列と、注入電流ベクトルと、ノード電圧と、発電機有効電力と、発電機内部電圧を取得する。Y行列の逆行列と、注入電流ベクトルと、ノード電圧の間には(2)式の関係がある。ここで、[V]はノード電圧のベクトル、[Y]はY行列、[I]は注入電流ベクトルである。 In step S401, the inverse matrix of the Y matrix immediately before power cutoff, the injection current vector, the node voltage, the generator active power, and the generator internal voltage are obtained from the transient stability calculation results. There is a relationship expressed by equation (2) between the inverse matrix of the Y matrix, the injection current vector, and the node voltage. Here, [V] is a node voltage vector, [Y] is a Y matrix, and [I] is an injection current vector.

Figure 2024020085000003
Figure 2024020085000003

ステップS402では、ステップS401で得た各発電機の有効電力を不安定群と安定群の2機モデルに換算する。 In step S402, the active power of each generator obtained in step S401 is converted into a two-machine model of an unstable group and a stable group.

ステップS403では、ステップS402の結果を用いて、一機無限大母線モデルに換算した電制時の有効電力出力変化量の計算に必要となる、一機無限大母線モデルに換算した電制直前の有効電力出力を計算する。 In step S403, the result of step S402 is used to calculate the amount of change in active power output during power outage converted into the one-machine infinite bus model. Calculate active power output.

ステップS404では、第1段電制機になり得る発電機の全組合せのうち一つを設定する。 In step S404, one of all combinations of generators that can be used as the first-stage electrical cut-off machine is set.

ステップS405では、ステップS404で設定された電制対象に対応する注入電流をゼロに変更する。これは、電制対象の発電機から電力系統1への注入電流が電制後はゼロになることに基づく。 In step S405, the injection current corresponding to the electrical control target set in step S404 is changed to zero. This is based on the fact that the current injected into the power grid 1 from the generator to be shut down becomes zero after the shutoff.

ステップS406では、前述の(2)式で各ノードの電圧を計算する。 In step S406, the voltage at each node is calculated using the above-mentioned equation (2).

ステップS407では、電制対象以外の各発電機の有効電力を(3)式で計算する。発電機端子電圧VにはステップS406で新たに計算された値を用い、発電機内部電圧EにはステップS401で取得した電制直前の値を用いる。Xは発電機内部インピーダンスであり、過渡安定度計算の過程で設定されるものを用いる。 In step S407, the active power of each generator other than the one targeted for electricity control is calculated using equation (3). The value newly calculated in step S406 is used for the generator terminal voltage VG , and the value obtained immediately before the power cutoff obtained in step S401 is used for the generator internal voltage EG . XG is the generator internal impedance, which is set in the process of transient stability calculation.

Figure 2024020085000004
Figure 2024020085000004

ステップS408では、ステップS407で求めた発電機有効電力を不安定群と安定群の2機モデルに換算する。 In step S408, the generator active power obtained in step S407 is converted into a two-machine model of an unstable group and a stable group.

ステップS409では、不安定群と安定群の2機モデルにおける電制時の有効電力変化量を計算する。 In step S409, the amount of change in active power during power cut-off in the two-machine model of the unstable group and the stable group is calculated.

ステップS410では、電制時の有効電力変化量の分担比を安定群について求める。 In step S410, the sharing ratio of the amount of change in active power during power shedding is determined for the stable group.

ステップS411では、ステップS410で求めた分担比を使って、電制直後の不安定群と安定群の2機モデルの有効電力を計算する。 In step S411, the active power of the two-machine model of the unstable group and the stable group immediately after power outage is calculated using the sharing ratio determined in step S410.

ステップS412では、ステップS411で求めた2機モデルの有効電力を一機無限大母線モデルの有効電力に換算する。 In step S412, the active power of the two-machine model obtained in step S411 is converted into the active power of the one-machine infinite bus model.

ステップS413では、一機無限大母線モデルにおける電制時の有効電力変化量を計算する。この計算値を、ステップS404で設定した、第1段電制機になり得る発電機組合せの一つにおける有効電力変化量として保存する。 In step S413, the amount of change in active power during power cut-off in the single machine infinite bus model is calculated. This calculated value is saved as the amount of change in active power in one of the generator combinations that can become the first-stage electrical curtailment machine, which was set in step S404.

ステップS414では、第1段電制機になり得る発電機組合せのすべてが計算されたか否かを判定する。すべてが計算されていれば処理を終了する。すべてが計算されていなければステップS415に進む。 In step S414, it is determined whether all the generator combinations that can become the first-stage electrical cut-off machine have been calculated. If everything has been calculated, the process ends. If all have not been calculated, the process advances to step S415.

ステップS415では、電制直前の注入電流をセットして、電制時の有効電力変化量を求める前の状態に戻した上で、ステップS404に戻る。 In step S415, the injected current immediately before the power cut is set to return to the state before calculating the amount of change in active power during the power cut, and then the process returns to step S404.

ステップS404では、第1段電制機になり得る発電機組合せのうち、次の候補を設定する。 In step S404, the next candidate is set among the generator combinations that can become the first-stage electrical curtailment machine.

ステップS405以降では、前述と同様にして設定された電制対象に対応する電制時の有効電力変化量を計算する。 From step S405 onwards, the amount of change in active power during power restriction corresponding to the set power restriction target is calculated in the same manner as described above.

以上の繰り返し処理によって、第1段電制機になり得る全発電機組合せにおける、一機無限大母線モデル換算の電制時の有効電力変化量が計算される。 Through the above-described iterative processing, the amount of change in active power during electrical shedding in terms of a single machine infinite bus model is calculated for all generator combinations that can become the first-stage electrical shedding machine.

この方法であれば、過渡安定度計算で同様の計算結果を得る場合に比べて、初期状態から電制発生までの数百ミリ秒のシミュレーションと、電制を模擬する場合に必要となるY行列の逆行列の再計算が不要となる。 With this method, compared to obtaining similar calculation results using transient stability calculations, it is possible to simulate several hundred milliseconds from the initial state to the occurrence of electrical restriction, and the Y matrix required to simulate electrical restriction. There is no need to recalculate the inverse matrix of .

なお、ステップS410で有効電力変化量の分担比を計算するなどの複雑な方法とし、ステップS408で得られた不安定群と安定群の電制直後の有効電力を一機無限大母線モデルに換算して直接使用していない。この理由は、ステップS407で得られる発電機有効電力に誤差が含まれるためである。 In addition, in step S410, a complicated method such as calculating the sharing ratio of the amount of change in active power is used, and the active power immediately after power reduction of the unstable group and stable group obtained in step S408 is converted into a one-machine infinite bus model. and not used directly. The reason for this is that the generator active power obtained in step S407 includes an error.

電制対象の発電機に対応する注入電流は、電制後はゼロとなるのが正しい。その考えに基づき、ステップS405では、電制対象の発電機に対応する注入電流をゼロにしているが、ステップS406で計算されるノード電圧に含まれる、電制対象の発電機の端子電圧は注入電流ゼロとする値にはならない。 It is correct that the injected current corresponding to the generator subject to power shedding becomes zero after power shedding. Based on this idea, in step S405, the injection current corresponding to the generator to be curtailed is set to zero, but the terminal voltage of the generator to be curtailed, which is included in the node voltage calculated in step S406, is It will not be the value that makes the current zero.

発電機の注入電流は(4)式で計算される。ここで、Iは注入電流、Eは発電機内部電圧、Vは発電機端子電圧、Xは発電機内部インピーダンスであり、すべて複素数である。 The injection current of the generator is calculated using equation (4). Here, I G is the injection current, E G is the generator internal voltage, V G is the generator terminal voltage, and X G is the generator internal impedance, all of which are complex numbers.

Figure 2024020085000005
Figure 2024020085000005

電制後の正確な状態を計算するには、(4)式におけるIがゼロ、即ち、EとVの差が許容範囲内となるまで、電制対象の発電機の注入電流をゼロとし、ノード電圧を計算する処理ステップを反復する必要がある。 To calculate the accurate state after shedding, the injection current of the generator to be sheared is increased until IG in equation (4) is zero, that is, the difference between EG and VG is within the allowable range. It is necessary to repeat the processing steps of zeroing and calculating the node voltages.

計算完了に要する時間の増加が許容できるのであれば、ノード電圧を計算する処理ステップである、ステップS405とステップS406を反復して正確な電制後の状態を計算し、正確な発電機有効電力を計算することもできる。 If the increase in time required to complete the calculation is acceptable, step S405 and step S406, which are the processing steps for calculating the node voltage, are repeated to calculate the accurate state after power cutoff and calculate the accurate generator active power. can also be calculated.

その場合、ステップS409、ステップS410、ステップS411の処理ステップは不要となり、ステップS408で得られた不安定群と安定群の発電機有効電力から、ステップS412で一機無限大母線モデルの発電機有効電力を計算すればよい。 In that case, the processing steps of step S409, step S410, and step S411 are unnecessary, and from the generator active power of the unstable group and stable group obtained in step S408, in step S412, the generator effective power of the one machine infinite bus model is calculated. Just calculate the power.

追加電制実行部80は、伝送系10から得られる発電機の計測情報と、安定度評価モデル生成部70で得た定数等と、電制機補正部50で決定した第1段電制機に基づき、第1段電制機が遮断された場合に安定となるか、不安定となるか否かを判別する。追加電制実行部80は、不安定となる場合には追加の電制機を選定の上、対象を遮断するための制御信号を送信する。特許文献3の記載と異なる点は、電制機補正部50で決定された電制機を第1段電制機としている点である。 The additional electricity shedding execution unit 80 uses the measurement information of the generator obtained from the transmission system 10, the constants etc. obtained by the stability evaluation model generation unit 70, and the first stage electricity shedding machine determined by the electricity shedding machine correction unit 50. Based on this, it is determined whether the first stage electrical curtailment machine becomes stable or unstable when it is cut off. The additional electricity shedding execution unit 80 selects an additional electricity shedding machine when the situation becomes unstable, and transmits a control signal for cutting off the target. The difference from the description in Patent Document 3 is that the electrical shedding machine determined by the electrical shedding machine correction unit 50 is the first stage electrical shedding machine.

(効果)
本実施形態によれば、電制機補正部50において、最新の系統状態で増加させるべき電制量を同期発電機に割り振り、第1段電制機選定部30で再エネグループが電制機に選定されていて、かつ、再エネの出力低下で期待した電制量が不足する場合、その不足分を他の再エネグループで補填するという、役割分担を明確にすることができる。これにより、同期発電機を対象とした電制機の補正の仕組みと、再エネを対象とした電制機の補正の仕組みを単純に組合せた場合で生じる、過剰な電制量増加を回避することができる。
(effect)
According to the present embodiment, the electricity shedding correction unit 50 allocates the electricity shedding amount to the synchronous generators according to the latest system state, and the first stage electricity shedding selection unit 30 assigns the electricity shedding amount to the renewable energy group. , and if the expected amount of power reduction is insufficient due to a decline in the output of renewable energy, it is possible to clarify the division of roles by having other renewable energy groups compensate for the shortfall. This avoids an excessive increase in the amount of power cutoff that would occur if the power cutter correction mechanism for synchronous generators and the power cutter correction mechanism for renewable energy were simply combined. be able to.

また、安定度評価モデル生成部70において、電制時の有効電力変化量を求めるために、過渡安定度計算よりも計算量の少ない方法を用いることで、計算時間が大幅に長くなることや計算機の増強を回避することができる。 In addition, the stability evaluation model generation unit 70 uses a method that requires less calculation than the transient stability calculation in order to obtain the amount of change in active power during power outage. can be avoided.

次に、特許文献1、2、3と本実施形態を比較し、本実施形態の効果を説明する。
特許文献1、2においては、電制量の抑制ができるが、想定外への対応力が課題であった。特許文献3においては、実際の事象に合わせた電制量を求めているが、電制量が多めになる課題があった。
具体的に、特許文献1、2では、系統状態の変化に応じて事前に電制量を増やしておく(事前に電制内容を決定しておく)。このため、系統事故発生から電制(発電機遮断)までの時間が最短となって電制量を少なくできるという利点がある。一般論として、事故発生から電制までの時間が長いほど、安定化に必要な電制量は多くなる。一方、事前計算(シミュレーション)の結果から構築した回帰式を用いるため、事前計算で想定していない条件や、想定がずれていた影響を反映させることは困難である。
Next, the present embodiment will be compared with Patent Documents 1, 2, and 3, and the effects of the present embodiment will be explained.
In Patent Documents 1 and 2, the amount of power reduction can be suppressed, but the ability to respond to unexpected situations is a problem. In Patent Document 3, the amount of electrical restriction is determined in accordance with the actual event, but there is a problem that the amount of electrical restriction is too large.
Specifically, in Patent Documents 1 and 2, the amount of power restriction is increased in advance according to a change in the system state (the content of power restriction is determined in advance). For this reason, there is an advantage that the time from the occurrence of a system fault to power shutoff (power cutoff) is minimized, and the amount of power shutoff can be reduced. Generally speaking, the longer the time from the occurrence of an accident until the power is shut off, the greater the amount of power shutoff required for stabilization. On the other hand, since a regression formula constructed from the results of preliminary calculations (simulations) is used, it is difficult to reflect conditions not assumed in the preliminary calculations or the effects of deviations from assumptions.

一方、特許文献3では、事故発生後の計測情報(発電機有効電力など)を使うため、実態に即した判定を下すことができるという利点がある。しかしながら、事故発生後の一定時間の計測情報を用いて安定判別に必要な演算を実施し、さらに、必要な電制量を求めている。このため、予め電制内容を決定している特許文献1、2より電制が遅くなり、電制量が多くなる。 On the other hand, Patent Document 3 uses measurement information (generator active power, etc.) after the occurrence of an accident, so it has the advantage of being able to make a determination that is in line with the actual situation. However, calculations necessary for determining stability are performed using measurement information for a certain period of time after the accident occurs, and the necessary amount of electrical control is also determined. Therefore, the power control is slower and the amount of power control is larger than in Patent Documents 1 and 2, in which the content of the power control is determined in advance.

上述した特許文献1、2、3に対し、本実施形態では、特許文献1、2、3の長所を有している。電力系統の状態変化に応じた電制量の増加では、増加量を抑制しつつ、想定ずれにより電制量の増加分が足りなった場合にも対応することができる。 In contrast to the above-mentioned Patent Documents 1, 2, and 3, this embodiment has the advantages of Patent Documents 1, 2, and 3. By increasing the amount of power shedding in response to changes in the state of the power system, it is possible to suppress the increase while also responding to cases where the increase in the amount of power shedding is insufficient due to deviations from assumptions.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第1段電制機選定部30と、電制推定モデル生成部40と、電制機補正部50と、第1段電制実行部60と、安定度評価モデル生成部70と、追加電制実行部80と、を持つことにより、電力系統の状態が大きく変化しても、電力系統の安定状態を維持することができる。 According to at least one embodiment described above, the first-stage electrical shedding machine selection section 30, the electrical shedding estimation model generation section 40, the electrical shedding machine correction section 50, the first-stage electrical shedding execution section 60, By having the stability evaluation model generation unit 70 and the additional electricity control execution unit 80, it is possible to maintain a stable state of the power system even if the state of the power system changes significantly.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

1…電力系統、2…母線、3…送電線、4…変圧器、5…発電機、6…遮断器、10…伝送系、11…情報端末、12…制御端末、20…系統安定化装置、30…第1段電制機選定部、40…電制推定モデル生成部、50…電制機補正部、60…第1段電制実行部、70…安定度評価モデル生成部、80…追加電制実行部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Power system, 2... Bus bar, 3... Power transmission line, 4... Transformer, 5... Generator, 6... Breaker, 10... Transmission system, 11... Information terminal, 12... Control terminal, 20... System stabilization device , 30... First-stage electrical shedding machine selection section, 40... Electrical shedding estimation model generation section, 50... Electric shedding machine correction section, 60... First-stage electrical shedding execution section, 70... Stability evaluation model generation section, 80... Additional electrical control execution unit

Claims (3)

予め設定された周期で、発電機を有する電力系統の特性を表す系統情報を取得し、当該系統情報を用いて、前記電力系統の電力の潮流状態を表すシミュレーションモデルである系統モデルを作成し、当該系統モデルで所定の系統事故が発生した場合の過渡安定度を算出し、かつ当該過渡安定度の算出結果に基づいて、前記所定の系統事故毎に、前記発電機のうち電力の供給を遮断する第1電制機を選定する選定部と、
前記系統情報と、前記系統モデルにおける前記所定の系統事故毎の第1電制機候補と、の組合せである電制機情報に基づいて、前記系統情報から電制機を予測する回帰式を作成する電制推定モデル生成部と、
前記回帰式と、前記選定部により最後に取得された前記系統情報と、前記所定の系統事故が発生する直前の前記系統情報を用いて、電力系統の安定維持に必要な電制量を計算し、計算した電制量に基づいて、第1電制機に新たな電制機を追加する、または、第1電制機を変更する電制機補正部と、
系統事故発生時に、前記電制機補正部で追加、または、変更された第1電制機を遮断する指令を伝達する第1段電制実行部と、
事故発生前後の電力系統や発電機の計測値から発電機の脱調有無の判定に用いる位相角偏差の変遷を求めるためのモデル定義情報と、発電機の脱調有無の判定に用いる判定基準を、直前の過渡安定度計算結果から準備しておく安定度評価モデル生成部と、
事故発生後に、前記安定度評価モデル生成部で準備しておいたモデル定義情報と電力系統の計測値を用いて計算した位相角偏差の変遷と、判定基準に基づいて、発電機が脱調すると判定された場合に追加の電制機を選定し、遮断する追加電制実行部と、
を備える、
系統安定化装置。
Obtaining system information representing the characteristics of a power system having a generator at a preset period, and using the system information to create a system model that is a simulation model representing a power flow state of power in the power system, Calculate the transient stability when a predetermined system fault occurs in the system model, and cut off the power supply from the generator for each of the predetermined system faults based on the calculation result of the transient stability. a selection unit that selects a first electrical cutoff machine;
Creating a regression equation for predicting a power outage from the system information based on power outage information that is a combination of the power outage information and a first power outage candidate for each of the predetermined system faults in the system model. an electricity control estimation model generation unit that performs
Using the regression equation, the grid information last acquired by the selection unit, and the grid information immediately before the predetermined grid fault occurs, calculate the amount of power reduction necessary to maintain stability of the power grid. , a power shedding machine correction unit that adds a new shelving machine to the first shedding machine or changes the first shedding machine based on the calculated shedding amount;
a first-stage electric control execution unit that transmits a command to cut off the first electric control machine added or changed by the electric control machine correction unit when a system fault occurs;
Model definition information for determining the change in phase angle deviation used to determine the presence or absence of generator step-out from measured values of the power system and generator before and after the occurrence of an accident, and the criteria used to determine the presence or absence of generator step-out. , a stability evaluation model generation unit that prepares from the immediately previous transient stability calculation results;
After an accident occurs, if the generator loses synchronization based on the transition of the phase angle deviation calculated using the model definition information prepared by the stability evaluation model generator and the measured values of the power system, and the judgment criteria, an additional power control execution unit that selects and cuts off an additional power control machine when the determination is made;
Equipped with
Grid stabilizer.
前記電制機補正部は、
前記回帰式と、前記所定の系統事故が発生する直前の前記系統情報とに基づいて、電力系統の安定維持に必要な電制量(A)を計算し、前記回帰式と、前記選定部により最後に取得された前記系統情報とに基づいて、電力系統の安定維持に必要な電制量(B)を計算し、電制量(A)と電制量(B)の大小関係および差分に基づいて、第1電制機に追加する、または、変更する、同期発電機を対象として電制機を選定する電制同期機決定部と、
前記回帰式と、前記所定の系統事故が発生する直前の前記系統情報から、電力系統の安定維持に必要な電制量を計算し、第1電制機の出力低下による電制量の不足分と、前記回帰式で計算した電制量に基づいて、第1電制機に追加する、再生可能エネルギー電源を対象として電制機を選定する電制再エネ決定部と、
を備える、
請求項1に記載の系統安定化装置。
The electrical control machine correction section
Based on the regression formula and the system information immediately before the predetermined system fault occurs, the amount of power reduction (A) required to maintain stability of the power system is calculated, and based on the regression formula and the selection unit, Based on the last acquired grid information, the amount of power shedding (B) necessary to maintain stability of the power system is calculated, and the magnitude relationship and difference between the amount of power shedding (A) and the amount of power shedding (B) are calculated. a power control synchronous machine determining unit that selects a power control machine to be added to or changed from the first power control machine based on the synchronous generator;
From the regression equation and the system information immediately before the predetermined system fault occurs, the amount of power shedding necessary to maintain stability of the power system is calculated, and the shortage of the amount of power shedding due to the decrease in the output of the first power shedding machine is calculated. and a power reduction renewable energy determining unit that selects a power reduction device for renewable energy power sources to be added to the first power reduction device based on the power reduction amount calculated by the regression formula;
Equipped with
The system stabilizing device according to claim 1.
前記安定度評価モデル生成部は、
過渡安定度計算結果から、電力系統の発電機を不安定発電機群と安定発電機群に分け、不安定発電機群を1台の発電機に換算した不安定発電機群モデルの定義情報をまとめる不安定発電機モデル策定部と、
過渡安定度計算結果から、外部系統の安定発電機の有効電力総和を求める関数、および、安定発電機群を1台の発電機に換算した安定発電機群モデルの定義情報をまとめる安定発電機モデル策定部と、
過渡安定度計算結果から、安定判別に用いる位相角偏差の判定基準を作成する判定基準策定部と、
過渡安定度計算の過程で得られる、系統計算に必要な電制直前の情報を用いて、過渡安定度計算を実施することなく、第1電制機の遮断で生じる、一機無限大母線モデル換算の有効電力変化量を、第1電制機となり得る全組合せについて求める出力変化モデル策定部と、
を備える、
請求項1又は請求項2に記載の系統安定化装置。
The stability evaluation model generation unit includes:
Based on the transient stability calculation results, the generators in the power system are divided into unstable generator groups and stable generator groups, and the definition information of an unstable generator group model is obtained by converting the unstable generator group into one generator. Unstable generator model formulation department that compiles,
A stable generator model that summarizes the definition information of a function that calculates the total active power of stable generators in the external system and a stable generator group model that converts a stable generator group into one generator from the transient stability calculation results. Planning department and
a criterion formulation unit that creates a criterion for phase angle deviation used for stability determination from the transient stability calculation results;
Using the information obtained in the process of transient stability calculations and immediately before power shedding necessary for system calculations, we can create a one-machine infinite bus model that occurs when the first power shedding machine is cut off, without performing transient stability calculations. an output change model formulation unit that calculates the converted effective power change amount for all combinations that can become the first curtailment machine;
Equipped with
The system stabilizing device according to claim 1 or claim 2.
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