JP2515076B2 - 電圧無効電力の制御方法及び装置 - Google Patents
電圧無効電力の制御方法及び装置Info
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- JP2515076B2 JP2515076B2 JP4043746A JP4374692A JP2515076B2 JP 2515076 B2 JP2515076 B2 JP 2515076B2 JP 4043746 A JP4043746 A JP 4043746A JP 4374692 A JP4374692 A JP 4374692A JP 2515076 B2 JP2515076 B2 JP 2515076B2
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- power
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- system voltage
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動無効電力制御装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動無効電力制御装置は、変圧器
に設けられたタップ切替器（以下、ＬＴＣと称する）に
駆動指令を与え、当該変圧器のタップを調整することに
より変圧器二次側の出力電圧や無効電力を所望の範囲に
制御する。かかる自動無効電力制御装置を用いた電力系
統の構成例を図３に示す。
に設けられたタップ切替器（以下、ＬＴＣと称する）に
駆動指令を与え、当該変圧器のタップを調整することに
より変圧器二次側の出力電圧や無効電力を所望の範囲に
制御する。かかる自動無効電力制御装置を用いた電力系
統の構成例を図３に示す。
【０００３】同図において、発電機１は、変圧器２を介
して電力統括に接続される。この変圧器２は図示しない
がＬＴＣを有している。この変圧器２の二次側である電
力系統の電圧及び電流は夫々ＰＴ３及びＣＴ４によって
抽出されてトランスジューサ５に供給される。トランス
ジューサ５は電力系統の電圧及び電流に基づいて電力系
統の無効電圧を求め、これを電力系統の無効電圧を表す
無効電圧Ｑとして電力系統の電圧を表す系統電圧Ｖと共
に出力する。この無効電圧Ｑ及び系統電圧Ｖは、プロセ
ス信号として電圧無効電力制御部６に供給される。電圧
無効電力制御部６は、予め設定された範囲から系統電圧
Ｖ及び無効電力Ｑがある時間以上逸脱すると、変圧器２
のＬＴＣへタップ上げ、あるいはタップ下げの指令を出
力し、変圧器２の二次側電圧Ｖ、無効電力Ｑが常に所定
範囲内に存在するように制御演算を行っている。
して電力統括に接続される。この変圧器２は図示しない
がＬＴＣを有している。この変圧器２の二次側である電
力系統の電圧及び電流は夫々ＰＴ３及びＣＴ４によって
抽出されてトランスジューサ５に供給される。トランス
ジューサ５は電力系統の電圧及び電流に基づいて電力系
統の無効電圧を求め、これを電力系統の無効電圧を表す
無効電圧Ｑとして電力系統の電圧を表す系統電圧Ｖと共
に出力する。この無効電圧Ｑ及び系統電圧Ｖは、プロセ
ス信号として電圧無効電力制御部６に供給される。電圧
無効電力制御部６は、予め設定された範囲から系統電圧
Ｖ及び無効電力Ｑがある時間以上逸脱すると、変圧器２
のＬＴＣへタップ上げ、あるいはタップ下げの指令を出
力し、変圧器２の二次側電圧Ｖ、無効電力Ｑが常に所定
範囲内に存在するように制御演算を行っている。
【０００４】電圧無効電力制御部６について図４を参照
して説明する。プロセス信号である系統電圧信号Ｖと無
効電力信号Ｑは、不感帯設定部７へ入力される。不感帯
設定部７には、例えば図５に示されるように不感帯が設
定されており、同図の斜線部内に系統電圧Ｖ及び無効電
力Ｑが存在すれば不感帯設定部７の出力は零である。も
し、系統電圧Ｖあるいは無効電力Ｑのいずれか一方、ま
たは両方が変動して斜線部の領域外に存在する場合に
は、斜線部領域から外れた大きさに比例したレベルの信
号が不感帯設定部７から積分器８に供給される。
して説明する。プロセス信号である系統電圧信号Ｖと無
効電力信号Ｑは、不感帯設定部７へ入力される。不感帯
設定部７には、例えば図５に示されるように不感帯が設
定されており、同図の斜線部内に系統電圧Ｖ及び無効電
力Ｑが存在すれば不感帯設定部７の出力は零である。も
し、系統電圧Ｖあるいは無効電力Ｑのいずれか一方、ま
たは両方が変動して斜線部の領域外に存在する場合に
は、斜線部領域から外れた大きさに比例したレベルの信
号が不感帯設定部７から積分器８に供給される。
【０００５】積分器８は、不感帯設定部７の出力信号の
大きさにより反限時特性を持って、すなわち、大きいレ
ベルの出力信号に対しては積分時間を短くし、小さいレ
ベルの出力信号に対しては積分時間を長くするようにし
て、得られた正、または負方向信号を出力する。この積
分器８にリセット信号が与えられると、積分値はクリア
される。例えば、不感帯出力が零であるかＬＴＣにより
タップ駆動されたときに、連続的にＬＴＣが駆動される
ことを防止する為に図示しないタイマーが設けられてお
り、このタイマーから供給されるリセット信号によって
積分動作がロックされる。前回、ＬＴＣのタップを駆動
してから該タイマーに設定された設定値以上の時間が経
過すると、タイマーはカウントアップし、不感帯出力信
号の有無によりリセット信号が消滅する。
大きさにより反限時特性を持って、すなわち、大きいレ
ベルの出力信号に対しては積分時間を短くし、小さいレ
ベルの出力信号に対しては積分時間を長くするようにし
て、得られた正、または負方向信号を出力する。この積
分器８にリセット信号が与えられると、積分値はクリア
される。例えば、不感帯出力が零であるかＬＴＣにより
タップ駆動されたときに、連続的にＬＴＣが駆動される
ことを防止する為に図示しないタイマーが設けられてお
り、このタイマーから供給されるリセット信号によって
積分動作がロックされる。前回、ＬＴＣのタップを駆動
してから該タイマーに設定された設定値以上の時間が経
過すると、タイマーはカウントアップし、不感帯出力信
号の有無によりリセット信号が消滅する。
【０００６】系統電圧Ｖ及び無効電力Ｑが不感帯設定範
囲を越えて積分器８から出力される正方向信号のレベル
が増方向検出コンパレータ９の設定値以上に達すると、
増方向検出コンパレータ９は変圧器２のタップを上げる
べきことを表すタップ上げ指令を発生する。また、積分
器８から出力される負方向信号のレベルが減方向検出コ
ンパレータ１０の設定値以上に達すると、減方向検出コ
ンパレータ１０は変圧器２のタップを下げるべきことを
表すタップ下げ指令を発生する。もし、積分器８の出力
がコンパレータ９及び１０の動作レベルに到達する前に
不感帯設定部８の出力が零となれば、リセット信号によ
り積分器出力は零となり、制御演算の初期状態に復帰す
る。
囲を越えて積分器８から出力される正方向信号のレベル
が増方向検出コンパレータ９の設定値以上に達すると、
増方向検出コンパレータ９は変圧器２のタップを上げる
べきことを表すタップ上げ指令を発生する。また、積分
器８から出力される負方向信号のレベルが減方向検出コ
ンパレータ１０の設定値以上に達すると、減方向検出コ
ンパレータ１０は変圧器２のタップを下げるべきことを
表すタップ下げ指令を発生する。もし、積分器８の出力
がコンパレータ９及び１０の動作レベルに到達する前に
不感帯設定部８の出力が零となれば、リセット信号によ
り積分器出力は零となり、制御演算の初期状態に復帰す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】変圧器のＬＴＣには、
予防保全の見地から機械的な最大動作回数が定められて
おり、不要な動作回数を抑えることが経済性の面から重
要である。ある変圧器に設定された自動無効電力制御装
置により駆動された実際のＬＴＣ動作記録を図６に示
す。図６において、系統電圧が負荷の変動により上昇し
たために、自動無効電力制御装置はＬＴＣにタップ下げ
指令を出した（同図ａ）。系統電圧が設定範囲よりも高
いのである時間後に再度ＬＴＣにタップ下げ指令を出し
た（同図ｂ）。ところが、系統電圧が設定範囲よりも下
がり過ぎたのでタップを上げる指令を出した（同図
ｃ）。系統電圧Ｖや無効電力Ｑはこの実測オシロに示す
如く電力系統の負荷の変動に応じて変化する。
予防保全の見地から機械的な最大動作回数が定められて
おり、不要な動作回数を抑えることが経済性の面から重
要である。ある変圧器に設定された自動無効電力制御装
置により駆動された実際のＬＴＣ動作記録を図６に示
す。図６において、系統電圧が負荷の変動により上昇し
たために、自動無効電力制御装置はＬＴＣにタップ下げ
指令を出した（同図ａ）。系統電圧が設定範囲よりも高
いのである時間後に再度ＬＴＣにタップ下げ指令を出し
た（同図ｂ）。ところが、系統電圧が設定範囲よりも下
がり過ぎたのでタップを上げる指令を出した（同図
ｃ）。系統電圧Ｖや無効電力Ｑはこの実測オシロに示す
如く電力系統の負荷の変動に応じて変化する。
【０００８】しかし、図６に示した第２回目のタップ下
げ指令は、その後すぐにタップを上げて元の位置に戻す
必要が生じたことで結果的に見れば不要なＬＴＣの動作
であった。１日のうちでも朝、昼前後、夕方等に複数回
大きな負荷変動が発生するため、年間に換算したＬＴＣ
の不要動作回数は高価なＬＴＣの寿命に大きな影響を与
えている。
げ指令は、その後すぐにタップを上げて元の位置に戻す
必要が生じたことで結果的に見れば不要なＬＴＣの動作
であった。１日のうちでも朝、昼前後、夕方等に複数回
大きな負荷変動が発生するため、年間に換算したＬＴＣ
の不要動作回数は高価なＬＴＣの寿命に大きな影響を与
えている。
【０００９】よって、本発明はＬＴＣの不要動作を抑制
してその寿命を伸長し得る自動無効電力制御装置を提供
することを目的とする。
してその寿命を伸長し得る自動無効電力制御装置を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電圧無効電力の制御方法は、電力系統の系統
電圧及び無効電力を変圧器のタップを切替えて基準状態
に制御する系統電圧及び無効電力の制御方法において、
上記電力系統から得られる少なくとも有効電力、系統電
圧及び無効電力の時系列データから上記電力系統の未来
の系統電圧と無効電力とを予測するステップと、現在の
系統電圧及び無効電力が上記変圧器のタップを切替える
べき条件に合致しても予測した系銃電圧及び無効電力が
上記変圧器のタップを切替えない条件に合致するとき、
上記変圧器のタップ切替を回避するステップと、を含む
ことを特徴とする。また、本発明の自動無効電力制御装
置は、変圧器のタップを切替えて電力系統の系統電圧及
び無効電力を基準状態に制御する自動無効電力制御装置
において、上記電力系統から得られる少なくとも有効電
力、系統電圧及び無効電力の時系列データから上記電力
系統の未来の系統電圧と無効電力とを予測して予測系統
電圧及び予測無効電力を出力する電圧無効電力予測手段
と、上記予測系統電圧及び上記予測無効電力と現在の系
統電圧及び現在の無効電力とに基づいて上記変圧器のタ
ップを切替えて上記系統電圧及び上記無効電力を制御す
る電圧無効電力制御手段と、を備え、前記電圧無効電力
制御手段は、前記現在の系統電圧及び前記現在の無効電
力が前記変圧器のタップを切替えるべき条件に合致して
も、前記予測系統電圧及び前記予測無効電力が前記変圧
器のタップを切替えない条件に合致するとき、前記変圧
器のタップ切替を回避する、ことを特徴とする。
に本発明の電圧無効電力の制御方法は、電力系統の系統
電圧及び無効電力を変圧器のタップを切替えて基準状態
に制御する系統電圧及び無効電力の制御方法において、
上記電力系統から得られる少なくとも有効電力、系統電
圧及び無効電力の時系列データから上記電力系統の未来
の系統電圧と無効電力とを予測するステップと、現在の
系統電圧及び無効電力が上記変圧器のタップを切替える
べき条件に合致しても予測した系銃電圧及び無効電力が
上記変圧器のタップを切替えない条件に合致するとき、
上記変圧器のタップ切替を回避するステップと、を含む
ことを特徴とする。また、本発明の自動無効電力制御装
置は、変圧器のタップを切替えて電力系統の系統電圧及
び無効電力を基準状態に制御する自動無効電力制御装置
において、上記電力系統から得られる少なくとも有効電
力、系統電圧及び無効電力の時系列データから上記電力
系統の未来の系統電圧と無効電力とを予測して予測系統
電圧及び予測無効電力を出力する電圧無効電力予測手段
と、上記予測系統電圧及び上記予測無効電力と現在の系
統電圧及び現在の無効電力とに基づいて上記変圧器のタ
ップを切替えて上記系統電圧及び上記無効電力を制御す
る電圧無効電力制御手段と、を備え、前記電圧無効電力
制御手段は、前記現在の系統電圧及び前記現在の無効電
力が前記変圧器のタップを切替えるべき条件に合致して
も、前記予測系統電圧及び前記予測無効電力が前記変圧
器のタップを切替えない条件に合致するとき、前記変圧
器のタップ切替を回避する、ことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明に係る自動無効電力制御装置は、電圧無
効電力予測制御手段によって得られた時系列データから
電力系統の系統電圧及び無効電力の未来値を予測する。
そして、現在の系統電圧あるいは無効電力がタップ切替
を行うかどうかを判断する規定の範囲の範囲外に存在
し、タップ切替を行うべき場合に該当しても、これ等の
予測値が規定範囲内に収まる場合にはＬＴＣのタップ切
替えを行わない。
効電力予測制御手段によって得られた時系列データから
電力系統の系統電圧及び無効電力の未来値を予測する。
そして、現在の系統電圧あるいは無効電力がタップ切替
を行うかどうかを判断する規定の範囲の範囲外に存在
し、タップ切替を行うべき場合に該当しても、これ等の
予測値が規定範囲内に収まる場合にはＬＴＣのタップ切
替えを行わない。
【００１２】この結果、ＬＴＣの不要なタップ切替が可
及的に回避され、ＬＴＣのタップ切替回数が減少する。
及的に回避され、ＬＴＣのタップ切替回数が減少する。
【００１３】
【実施例】本発明の自動無効電力制御装置について図１
を参照して説明する。図１は、本発明の自動無効電力制
御装置の一実施例を示すブロック図であり、電圧無効電
力予測部１１及び電圧無効電力制御部１２によって構成
されている。
を参照して説明する。図１は、本発明の自動無効電力制
御装置の一実施例を示すブロック図であり、電圧無効電
力予測部１１及び電圧無効電力制御部１２によって構成
されている。
【００１４】電圧無効電力予測部１１は、図示しないト
ランスジューサから電力系統の有効電力あるいはそれに
相当する信号の時系列データと、電力系統の電圧の時系
列データ及び無効電力の時系列データの供給を受けて、
系統電圧の予測値と無効電力の予測値を出力するもの
で、図２に示されるように電圧モデル同定部１３、無効
電力モデル同定部１４、有効電力予測部１５、電圧予測
部１６及び無効電力予測部１７によって構成される。電
圧モデル同定部１３は、有効電力と系統電圧の時系列デ
ータから有効電力を入力とし電圧を出力とする式（１）
のＡＲＭＡ（ａｕｔｏ−ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｍｏｖ
ｉｎｇ−ａｖｅｒａｇｅ ｍｏｄｅｌ）モデルのパラメ
ータ｛ａｉ，ｂｊ｝を最小２乗推定（例えば、線形シス
テムの同定：計測と制御Ｖｏｌ２８−Ｎｏ４，ＰＰ２９
１／２９９）により算出し、該パラメータと、有効電力
Ｐ及び系統電圧Ｖの時系列データとを電圧予測部１６に
供給する。
ランスジューサから電力系統の有効電力あるいはそれに
相当する信号の時系列データと、電力系統の電圧の時系
列データ及び無効電力の時系列データの供給を受けて、
系統電圧の予測値と無効電力の予測値を出力するもの
で、図２に示されるように電圧モデル同定部１３、無効
電力モデル同定部１４、有効電力予測部１５、電圧予測
部１６及び無効電力予測部１７によって構成される。電
圧モデル同定部１３は、有効電力と系統電圧の時系列デ
ータから有効電力を入力とし電圧を出力とする式（１）
のＡＲＭＡ（ａｕｔｏ−ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｍｏｖ
ｉｎｇ−ａｖｅｒａｇｅ ｍｏｄｅｌ）モデルのパラメ
ータ｛ａｉ，ｂｊ｝を最小２乗推定（例えば、線形シス
テムの同定：計測と制御Ｖｏｌ２８−Ｎｏ４，ＰＰ２９
１／２９９）により算出し、該パラメータと、有効電力
Ｐ及び系統電圧Ｖの時系列データとを電圧予測部１６に
供給する。
【００１５】 ただし、Ｖ（ｋ）は系統電圧のｋ番目のサンプルデー
タ、Ｖ（ｋ−ｉ）は系統電圧のｋ−ｉ番目のサンプルデ
ータ、Ｐ（ｋ−ｊ）は有効電力のｋ−ｊ番目のサンプル
データ、ｎはＡＲモデル次数、ｍはＭＡモデル次数であ
る。
タ、Ｖ（ｋ−ｉ）は系統電圧のｋ−ｉ番目のサンプルデ
ータ、Ｐ（ｋ−ｊ）は有効電力のｋ−ｊ番目のサンプル
データ、ｎはＡＲモデル次数、ｍはＭＡモデル次数であ
る。
【００１６】同様に、無効電力モデル同定部１４は、有
効電力と無効電力の時系列データから有効電力を入力と
し無効電力を出力する式（２）のＡＲＭＡモデルのパラ
メータ｛Ｃｉ，ｄｊ｝を最小２乗推定により算出し、該
パラメータと、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの時系列デー
タとを無効電力予測部１７に供給する。
効電力と無効電力の時系列データから有効電力を入力と
し無効電力を出力する式（２）のＡＲＭＡモデルのパラ
メータ｛Ｃｉ，ｄｊ｝を最小２乗推定により算出し、該
パラメータと、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの時系列デー
タとを無効電力予測部１７に供給する。
【００１７】 ただし、Ｑ（ｋ）は無効電力のｋ番目のサンプルデー
タ、Ｑ（ｋ−ｉ）は無効電力のｋ−ｉ番目のサンプルデ
ータ、Ｐ（ｋ−ｊ）は有効電力のｋ−ｊ番目のサンプル
データ、ｎはＡＲモデル次数、ｍはＭＡモデル次数であ
る。
タ、Ｑ（ｋ−ｉ）は無効電力のｋ−ｉ番目のサンプルデ
ータ、Ｐ（ｋ−ｊ）は有効電力のｋ−ｊ番目のサンプル
データ、ｎはＡＲモデル次数、ｍはＭＡモデル次数であ
る。
【００１８】有効電力予測部１５は、有効電力の時系列
データから有効電力を時間ｔの関数、例えば、式（３）
で近似し、将来のサンプル点ｔ′，ｔ′′，…における
有効電力を予測し、その予測値Ｐ′，Ｐ′′…を電圧予
測部１６及び無効電力予測部１７に供給する。
データから有効電力を時間ｔの関数、例えば、式（３）
で近似し、将来のサンプル点ｔ′，ｔ′′，…における
有効電力を予測し、その予測値Ｐ′，Ｐ′′…を電圧予
測部１６及び無効電力予測部１７に供給する。
【００１９】 Ｐ（ｔ）＝Ｐ０＋Ｐ１＊ｔ＋Ｐ２＊ｔ２ （３） ただし、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２はパラメータであり、例えば
最小２乗法で決定する
最小２乗法で決定する
【００２０】電圧予測部１６は、電圧モデル同定部１３
の出力である電圧モデルのパラメータ、有効電力の時系
列データ群、系統電圧の時系列データ群及び有効電力予
測部１５の出力である有効電力予測値に基づいて、系統
電圧の予測値を上記（１）式によって算出する。すなわ
ち、過去の系統電圧の時系列データ群及び有効電力の時
系列データ群を用いて（１）式により、次の系統電圧の
未来の第１サンプル点ｔ′におけるサンプル出力Ｖ
（ｋ）を求める。これは、予測値であり、未来の系統電
圧の第１サンプル値Ｖ′となる。これを系統電圧の時系
列データに追加する。有効電力予測部１５から上記第１
サンプル点ｔ′における有効電力Ｐ′を取込み、これを
有効電力の時系列データ群に追加する。系統電圧及び有
効電力の時系列データを用いて式（１）により、未来の
サンプル点ｔ′′における系統電圧の第２サンプル値
Ｖ′′を求める。また、有効電力予測部１５から第２サ
ンプル点ｔ′′における有効電力の予測値Ｐ′′を取込
む。系統電圧及び有効電力の時系列データ（Ｖ′及び
Ｐ′を含んでいる）に更にサンプル値Ｖ′′，Ｐ′′を
追加し、式（１）により、未来の第３サンプル点
ｔ′′′における系統電圧の第３サンプル値Ｖ′′′を
求める。このような演算を予測すべき時間軸上の所望の
サンプル点ｔｎ′の位置まで繰り返し、例えば数サンプ
ルから数十サンプル先の未来サンプル点ｔｎ′における
系統電圧Ｖｎ′を予測する。得られた系統電圧の所定時
間後の予測値を電圧無効電力制御部１２に供給する。
の出力である電圧モデルのパラメータ、有効電力の時系
列データ群、系統電圧の時系列データ群及び有効電力予
測部１５の出力である有効電力予測値に基づいて、系統
電圧の予測値を上記（１）式によって算出する。すなわ
ち、過去の系統電圧の時系列データ群及び有効電力の時
系列データ群を用いて（１）式により、次の系統電圧の
未来の第１サンプル点ｔ′におけるサンプル出力Ｖ
（ｋ）を求める。これは、予測値であり、未来の系統電
圧の第１サンプル値Ｖ′となる。これを系統電圧の時系
列データに追加する。有効電力予測部１５から上記第１
サンプル点ｔ′における有効電力Ｐ′を取込み、これを
有効電力の時系列データ群に追加する。系統電圧及び有
効電力の時系列データを用いて式（１）により、未来の
サンプル点ｔ′′における系統電圧の第２サンプル値
Ｖ′′を求める。また、有効電力予測部１５から第２サ
ンプル点ｔ′′における有効電力の予測値Ｐ′′を取込
む。系統電圧及び有効電力の時系列データ（Ｖ′及び
Ｐ′を含んでいる）に更にサンプル値Ｖ′′，Ｐ′′を
追加し、式（１）により、未来の第３サンプル点
ｔ′′′における系統電圧の第３サンプル値Ｖ′′′を
求める。このような演算を予測すべき時間軸上の所望の
サンプル点ｔｎ′の位置まで繰り返し、例えば数サンプ
ルから数十サンプル先の未来サンプル点ｔｎ′における
系統電圧Ｖｎ′を予測する。得られた系統電圧の所定時
間後の予測値を電圧無効電力制御部１２に供給する。
【００２１】無効電力予測部１７は、無効電力モデル同
定部１４の出力である無効電力モデルのパラメータ、有
効電力の時系列データ群、無効電力の時系列データ群及
び有効電力予測部１５の出力である有効電力予測値に基
づいて、無効電力の予測値を上記（２）式によって算出
する。すなわち、過去の系統電圧の時系列データ群及び
有効電力の時系列データ群を用いて（２）式により、次
の無効電力の未来の第１サンプル点ｔ′におけるサンプ
ル出力Ｑ（ｋ）を求める。これは、予測値であり、未来
の系統電圧の第１サンプル値Ｑ′となる。これを無効電
力の時系列データに追加する。有効電力予測部１５から
上記第１サンプル点ｔ′における有効電力Ｐ′を取込
み、これを有効電力の時系列データ群に追加する。無効
電力及び有効電力の時系列データを用いて式（１）によ
り、未来のサンプル点ｔ′′における無効電力の第２サ
ンプル値Ｑ′′を求める。また、有効電力予測部１５か
ら第２サンプル点ｔ′′における有効電力の予測値
Ｐ′′を取込む。無効電力及び有効電力の時系列データ
（Ｑ′及びＰ′を含んでいる）に更にサンプル値
Ｑ′′，Ｐ′′を追加し、式（１）により、未来の第３
サンプル点ｔ′′′における無効電力の第３サンプル値
Ｑ′′′を求める。このような、演算を予測すべき時間
軸上の所望のサンプル点ｔｎ′の位置まで繰り返し、例
えば数サンプルから数十サンプル先の未来サンプル点ｔ
ｎ′における無効電力Ｑｎ′を予測する。得られた無効
電力の所定時間後の予測値を電圧無効電力制御部１２に
供給する。
定部１４の出力である無効電力モデルのパラメータ、有
効電力の時系列データ群、無効電力の時系列データ群及
び有効電力予測部１５の出力である有効電力予測値に基
づいて、無効電力の予測値を上記（２）式によって算出
する。すなわち、過去の系統電圧の時系列データ群及び
有効電力の時系列データ群を用いて（２）式により、次
の無効電力の未来の第１サンプル点ｔ′におけるサンプ
ル出力Ｑ（ｋ）を求める。これは、予測値であり、未来
の系統電圧の第１サンプル値Ｑ′となる。これを無効電
力の時系列データに追加する。有効電力予測部１５から
上記第１サンプル点ｔ′における有効電力Ｐ′を取込
み、これを有効電力の時系列データ群に追加する。無効
電力及び有効電力の時系列データを用いて式（１）によ
り、未来のサンプル点ｔ′′における無効電力の第２サ
ンプル値Ｑ′′を求める。また、有効電力予測部１５か
ら第２サンプル点ｔ′′における有効電力の予測値
Ｐ′′を取込む。無効電力及び有効電力の時系列データ
（Ｑ′及びＰ′を含んでいる）に更にサンプル値
Ｑ′′，Ｐ′′を追加し、式（１）により、未来の第３
サンプル点ｔ′′′における無効電力の第３サンプル値
Ｑ′′′を求める。このような、演算を予測すべき時間
軸上の所望のサンプル点ｔｎ′の位置まで繰り返し、例
えば数サンプルから数十サンプル先の未来サンプル点ｔ
ｎ′における無効電力Ｑｎ′を予測する。得られた無効
電力の所定時間後の予測値を電圧無効電力制御部１２に
供給する。
【００２２】電圧無効電力制御部１２は、系統電圧の現
在値Ｖ、無効電力の現在値Ｑ、系統電圧の所定時間後の
予測値Ｖｎ′及び無効電力の所定時間後の予測値Ｑｎ′
に基づいて変圧器のタップ切替指令を発令する。すなわ
ち、従来技術によるタップ切替指令出力の方法に加え
て、比較的に近い将来における系統電圧及び無効電力の
予測値が設定範囲内に収まる場合にはタップ切替を行わ
ないという判断が付加されて、タップ上げ指令及びタッ
プ下げ指令の両切替指令を適宜に選択して発生する。ま
た、系統電圧の現在値Ｖ、無効電力の現在値Ｑ、系統電
圧の予測値Ｖｎ′及び無効電力の予測値Ｑｎ′のいずれ
もが設定範囲外となる場合には予測値を参照してタップ
を設定することにより、比較的に短かい時間間隔で再度
タップを設定し直すべく切替指令を発するという事態を
回避し得る。かかる切替指令はトランス２のＬＴＣに供
給され、電圧無効電力制御が行われる。
在値Ｖ、無効電力の現在値Ｑ、系統電圧の所定時間後の
予測値Ｖｎ′及び無効電力の所定時間後の予測値Ｑｎ′
に基づいて変圧器のタップ切替指令を発令する。すなわ
ち、従来技術によるタップ切替指令出力の方法に加え
て、比較的に近い将来における系統電圧及び無効電力の
予測値が設定範囲内に収まる場合にはタップ切替を行わ
ないという判断が付加されて、タップ上げ指令及びタッ
プ下げ指令の両切替指令を適宜に選択して発生する。ま
た、系統電圧の現在値Ｖ、無効電力の現在値Ｑ、系統電
圧の予測値Ｖｎ′及び無効電力の予測値Ｑｎ′のいずれ
もが設定範囲外となる場合には予測値を参照してタップ
を設定することにより、比較的に短かい時間間隔で再度
タップを設定し直すべく切替指令を発するという事態を
回避し得る。かかる切替指令はトランス２のＬＴＣに供
給され、電圧無効電力制御が行われる。
【００２３】なお、実施例ではＡＲＭＡモデルを用いて
説明しているが、予測値を算出するために用いる式は、
既述（１）式、（２）式、あるいは（３）式に限定され
るものではなく適当な予測値の算出式、例えば適応オブ
ザーバ等を選択して用いることが可能である。
説明しているが、予測値を算出するために用いる式は、
既述（１）式、（２）式、あるいは（３）式に限定され
るものではなく適当な予測値の算出式、例えば適応オブ
ザーバ等を選択して用いることが可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の自動無効電
力制御装置は、電力系統の過去の時系列データに基づい
て近い将来の系統電圧と無効電力を予測することによ
り、比較的に短時間で再度のタップ切替が必要になるよ
うなタップ切替操作を予め回避することが可能となり、
タップ切替回数を可及的に削減できる。これにより高価
なＬＴＣの寿命を延ばすことが可能となる。
力制御装置は、電力系統の過去の時系列データに基づい
て近い将来の系統電圧と無効電力を予測することによ
り、比較的に短時間で再度のタップ切替が必要になるよ
うなタップ切替操作を予め回避することが可能となり、
タップ切替回数を可及的に削減できる。これにより高価
なＬＴＣの寿命を延ばすことが可能となる。
【図１】本発明の自動無効電力制御装置を示すブロック
図。
図。
【図２】電圧無効電力予測部の構成例を示すブロック
図。
図。
【図３】電圧無効電力制御システムの構成例を示すブロ
ック図。
ック図。
【図４】自動無効電力制御の制御動作を説明するための
図。
図。
【図５】不感帯部７における不感帯設定範囲を説明する
図。
図。
【図６】ＬＴＣの実動作をオシロスコープで観察した画
面例を示す図。
面例を示す図。
１１ 電圧無効電力予測部 ６，１２ 電圧電力制御部 １３ 電圧モデル同定部 １４ 無効電力モデル同定部 １５ 有効電力予測部 １５ 電圧予測部 １７ 無効電力予測部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 真 司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 総合研究所内 (72)発明者 豊 住 隆 寛 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 平１−231627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−6611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−167633（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】電力系統の系統電圧及び無効電力を変圧器
のタップを切替えて基準状態に制御する系統電圧及び無
効電力の制御方法であって、 前記電力系統から得られる少なくとも有効電力、系統電
圧及び無効電力の時系列データから前記電力系統の未来
の系統電圧と無効電力とを予測するステップと、 現在の系統電圧及び無効電力が前記変圧器のタップを切
替えるべき条件に合致しても予測した系統電圧及び無効
電力が前記変圧器のタップを切替えない条件に合致する
とき、前記変圧器のタップ切替を回避するステップと、 を含むことを特徴とする電圧無効電力の制御方法。 - 【請求項２】変圧器のタップを切替えて電力系統の系統
電圧及び無効電力を基準状態に制御する自動無効電力制
御装置であって、 前記電力系統から得られる少なくとも有効電力、系統電
圧及び無効電力の時系列データから前記電力系統の未来
の系統電圧と無効電力とを予測して予測系統電圧及び予
測無効電力を出力する電圧無効電力予測手段と、 前記予測系統電圧及び前記予測無効電力と現在の系統電
圧及び現在の無効電力とに基づいて前記変圧器のタップ
を切替えて前記系統電圧及び前記無効電力を制御する電
圧無効電力制御手段と、を備え、 前記電圧無効電力制御手段は、前記現在の系統電圧及び
前記現在の無効電力が前記変圧器のタップを切替えるべ
き条件に合致しても、前記予測系統電圧及び前記予測無
効電力が前記変圧器のタップを切替えない条件に合致す
るとき、前記変圧器のタップ切替を回避する、 ことを特徴とする自動無効電力制御装置。 - 【請求項３】前記電圧無効電力予測手段は、 前記電力系統から得られた前記有効電力の時系列データ
及び前記系統電圧の時系列データに基づいて前記予測系
統電圧を得るための系統電圧モデル式を同定する系統電
圧モデル同定手段と、 前記電力系統から得られた前記有効電力の時系列データ
及び前記無効電力の時系列データに基づいて前記予測無
効電力を得るための無効電力モデル式を同定する無効電
力モデル同定手段と、 前記電力系統から得られた前記有効電力の時系列データ
から前記有効電力を時間関数として表現し、この時間関
数から次サンプル点の有効電力を予測し、これを予測有
効電力として出力する有効電力予測手段と、 前記系統電圧の時系列データ及び前記有効電力の時系列
データを同定された前記電圧モデル式に与えて次サンプ
ル点の系統電圧を予測し、この予測した系統電圧を含む
系統電圧の時系列データ及び前記予測有効電力を含む有
効電力の時系列データを前記系統電圧モデル式に与えて
更に次のサンプル点の系統電圧を予測する系統電圧予測
手段と、 前記無効電力の時系列データ及び前記有効電力の時系列
データを同定された前記無効電力モデル式に与えて次サ
ンプル点の無効電力を予測し、この予測した無効電力を
含む無効電力の時系列データ及び前記予測有効電力を含
む有効電力の時系列データを前記無効電力モデル式に与
えて更に次のサンプル点の無効電力を予測する無効電力
予測手段と、 を備えることを特徴とする請求項２記載の自動無効電力
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043746A JP2515076B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 電圧無効電力の制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043746A JP2515076B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 電圧無効電力の制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0659758A JPH0659758A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2515076B2 true JP2515076B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=12672329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4043746A Expired - Lifetime JP2515076B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 電圧無効電力の制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515076B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8531173B2 (en) * | 2011-03-31 | 2013-09-10 | General Electric Company | System and method for operating a tap changer |
| JP6061663B2 (ja) * | 2012-12-19 | 2017-01-18 | 三菱電機株式会社 | 電力潮流制御装置 |
| US9979192B2 (en) * | 2014-07-29 | 2018-05-22 | General Electric Company | System and method for controlling a power distribution network |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0625955B2 (ja) * | 1986-06-27 | 1994-04-06 | 富士電機株式会社 | 無効電力補償用制御装置 |
| JPH0828941B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1996-03-21 | 株式会社日立製作所 | 電圧・無効電力制御装置 |
| JP2678258B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1997-11-17 | 株式会社日立製作所 | 電力系統の電圧・無効電力制御方法 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4043746A patent/JP2515076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0659758A (ja) | 1994-03-04 |
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