JP2539484B2 - アナログシミユレ―タ用発電機の模擬回路 - Google Patents
アナログシミユレ―タ用発電機の模擬回路Info
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- JP2539484B2 JP2539484B2 JP63082954A JP8295488A JP2539484B2 JP 2539484 B2 JP2539484 B2 JP 2539484B2 JP 63082954 A JP63082954 A JP 63082954A JP 8295488 A JP8295488 A JP 8295488A JP 2539484 B2 JP2539484 B2 JP 2539484B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力系統解析等に供するアナログシミユレー
タの発電機の模擬回路に係り、特に該模擬回路の時間遅
れや位相遅れを補償した高性能の発電機の模擬回路に関
する。
タの発電機の模擬回路に係り、特に該模擬回路の時間遅
れや位相遅れを補償した高性能の発電機の模擬回路に関
する。
電力系統の制御保護装置の開発や、系統解析を行うた
めに、実系統のミニチユアモデルであるアナログシミユ
レータが使用されてきた。しかし実系統に比べて小さい
機器を使用すると損失が大きいとか、機器の定数が忠実
に模擬できないといつた問題がある。このため使用機器
の模擬回路として実系統とシミユレータとの損失を合せ
るために損失補償を行つた模擬回路を使用したり、発電
機の動作を忠実に模擬するために発電機の諸特性を計算
機により計算し、その結果を三相正弦波にアナログ変換
して発電機を模擬する方法が考えられている。
めに、実系統のミニチユアモデルであるアナログシミユ
レータが使用されてきた。しかし実系統に比べて小さい
機器を使用すると損失が大きいとか、機器の定数が忠実
に模擬できないといつた問題がある。このため使用機器
の模擬回路として実系統とシミユレータとの損失を合せ
るために損失補償を行つた模擬回路を使用したり、発電
機の動作を忠実に模擬するために発電機の諸特性を計算
機により計算し、その結果を三相正弦波にアナログ変換
して発電機を模擬する方法が考えられている。
このような発電機の模擬方法によれば、発電機の諸定
数、諸特性は計算機のソフトにより任意に合せられるの
で、実系統とほぼ等価な発電機モデルが得られる。しか
し、計算機による計算はサンプリング値に基づいて諸特
性が計算され、また計算機で計算されたデイジタル出力
を三相正弦波のアナログ出力に変換し、必要なレベルま
で増幅する必要があるため、これらによつて入出力間に
時間遅れと位相遅れを生じる。このため系統で大外乱が
発生した場合等、解析時に発電機モデルが不安定動作を
する場合があつた。
数、諸特性は計算機のソフトにより任意に合せられるの
で、実系統とほぼ等価な発電機モデルが得られる。しか
し、計算機による計算はサンプリング値に基づいて諸特
性が計算され、また計算機で計算されたデイジタル出力
を三相正弦波のアナログ出力に変換し、必要なレベルま
で増幅する必要があるため、これらによつて入出力間に
時間遅れと位相遅れを生じる。このため系統で大外乱が
発生した場合等、解析時に発電機モデルが不安定動作を
する場合があつた。
本発明の目的は上述の発電機模擬回路の欠点を除き、
常に安定動作の行える高性能の発電機模擬回路を提供す
ることにある。
常に安定動作の行える高性能の発電機模擬回路を提供す
ることにある。
上記目的を達成するために、本発明のアナログシミュ
レータ用発電機の模擬回路は、発電機の特性を計算する
計算機と、その計算機の計算結果に応じた電圧振幅、位
相、周波数の正弦波電圧を出力する正弦波発生回路と、
該電圧を増幅する増幅器及び発電機模擬回路の端子電圧
と出力電流を前記計算機にとり込むための装置を備えた
アナログシミュレータ用の発電機模擬回路において、前
記計算機により計算された電圧振幅、位相、周波数の計
算結果に、予め測定により求められた模擬回路内部の時
間遅れを補正値として加えた値を前記正弦波発生回路の
指令値とすることを特徴するものである。又、予め測定
により求められた模擬回路内部の時間遅れを補正値とし
て前記計算機の計算の刻み時間ステップを補正すること
を特徴とするものである。
レータ用発電機の模擬回路は、発電機の特性を計算する
計算機と、その計算機の計算結果に応じた電圧振幅、位
相、周波数の正弦波電圧を出力する正弦波発生回路と、
該電圧を増幅する増幅器及び発電機模擬回路の端子電圧
と出力電流を前記計算機にとり込むための装置を備えた
アナログシミュレータ用の発電機模擬回路において、前
記計算機により計算された電圧振幅、位相、周波数の計
算結果に、予め測定により求められた模擬回路内部の時
間遅れを補正値として加えた値を前記正弦波発生回路の
指令値とすることを特徴するものである。又、予め測定
により求められた模擬回路内部の時間遅れを補正値とし
て前記計算機の計算の刻み時間ステップを補正すること
を特徴とするものである。
発電機の模擬回路は特性を計算するための計算機、そ
の入出力装置、計算結果に基づいて三相正弦波を発生す
るための正弦波発生回路、正弦波を電力増幅するための
増幅器及び発電機の端子電圧、電流を検出する検出回路
からなり、各回路の時間及び商用周波数（解析を行う系
統の周波数）に対する時間の遅れは、例えばソフト演算
処理のステップ数及び入出力回路の特性測定、あるいは
入力指令値に対する出力の応答を測定することによって
前もって知ることができる。電圧振幅、周波数を一定と
考えると、時間遅れは位相角の変化、すなわち位相遅れ
となり、上述したように前もって知ることができる。従
って、この位相の遅れを考慮して位相角の補正値を設定
し、この補正指令値を与えるようにすれば、模擬回路の
遅れがなくなるので、大外乱等を解析する場合にも不安
定な動作をすることはない。
の入出力装置、計算結果に基づいて三相正弦波を発生す
るための正弦波発生回路、正弦波を電力増幅するための
増幅器及び発電機の端子電圧、電流を検出する検出回路
からなり、各回路の時間及び商用周波数（解析を行う系
統の周波数）に対する時間の遅れは、例えばソフト演算
処理のステップ数及び入出力回路の特性測定、あるいは
入力指令値に対する出力の応答を測定することによって
前もって知ることができる。電圧振幅、周波数を一定と
考えると、時間遅れは位相角の変化、すなわち位相遅れ
となり、上述したように前もって知ることができる。従
って、この位相の遅れを考慮して位相角の補正値を設定
し、この補正指令値を与えるようにすれば、模擬回路の
遅れがなくなるので、大外乱等を解析する場合にも不安
定な動作をすることはない。
以下、本発明の一実施例を第１図から第４図により説
明する。第１図は発電機の模擬回路を示す。１は発電機
の内部電圧を計算するための計算機、２は計算結果をと
り出すための出力装置、３は発電機の電流、端子電圧を
計算機１内にとり込むための入力装置、４は計算機から
の出力である角周波数ω、位相θ及び電圧振幅Vmから三
相の正弦波を出力する三相正弦波発生回路で、一相分の
波形は次式で表わされる。
明する。第１図は発電機の模擬回路を示す。１は発電機
の内部電圧を計算するための計算機、２は計算結果をと
り出すための出力装置、３は発電機の電流、端子電圧を
計算機１内にとり込むための入力装置、４は計算機から
の出力である角周波数ω、位相θ及び電圧振幅Vmから三
相の正弦波を出力する三相正弦波発生回路で、一相分の
波形は次式で表わされる。
Ｅ＝Vmsin（ωｔ＋θ） …（１） 51〜53はそれぞれ三相の正弦波を電力増幅する増幅
器、６は発電機の出力電流を検出する電流検出回路、７
は端子電圧を検出する電圧検出回路、８は発電機につな
がる負荷系統を表わす。９は初期値設定装置を表わし、
この詳細を第２図に示す。第２図において91は初期値設
定回路を表わし、オフラインで計算機によつて潮流計算
プログラム等を使つて計算された系統の発電機の初期値
（例えば周波数、位相、電圧振幅等）で設定されてい
る。92は計算機の出力指令から三相正弦波発生回路へ周
波数、位相、電圧振幅の指令値が届くまでの出力装置の
遅れ、正弦波発生回路の入出力の遅れ、増幅器の遅れを
トータルし、計算結果の出力値に対して遅れを補正する
ための補正値を設定する回路、93は91,92の設定値を計
算機１にとり込むための入力回路である。計算機内での
具体的な処理内容のフローを第３図に示す。計算機内部
では発電機の特性を計算するプログラムがあり、このプ
ログラムの数値計算を行うために、まず発電機の端子電
圧、電流を前記入力装置３を介して読み込む。次にこの
値をもとに発電機の動特性を表す微分方程式であるパー
クの方程式により発電機の内部電圧、電流を計算する。
また、運動方程式を解く。これらにより、現時点に対し
て次のサンプリングの時点である次のステップにおける
発電機の電圧振幅、位相、周波数を計算し、前記出力装
置２を介して正弦波発生回路４にこれら計算結果を出力
する。このとき回路92で前もって設定されている時間遅
れや位相遅れの補正値を加算して出力する。その後、次
ステップの計算のために時間を進め、次々ステップにお
ける指令値計算のために再び端子電圧電流を読み込むと
いった処理を繰り返す。この場合、外部アナログ信号
（発電機電圧）と計算機での計算結果を外部に出力する
タイミングを合わせるため、外部クロックに第３図の計
算処理を同期させる方法がとられている。
器、６は発電機の出力電流を検出する電流検出回路、７
は端子電圧を検出する電圧検出回路、８は発電機につな
がる負荷系統を表わす。９は初期値設定装置を表わし、
この詳細を第２図に示す。第２図において91は初期値設
定回路を表わし、オフラインで計算機によつて潮流計算
プログラム等を使つて計算された系統の発電機の初期値
（例えば周波数、位相、電圧振幅等）で設定されてい
る。92は計算機の出力指令から三相正弦波発生回路へ周
波数、位相、電圧振幅の指令値が届くまでの出力装置の
遅れ、正弦波発生回路の入出力の遅れ、増幅器の遅れを
トータルし、計算結果の出力値に対して遅れを補正する
ための補正値を設定する回路、93は91,92の設定値を計
算機１にとり込むための入力回路である。計算機内での
具体的な処理内容のフローを第３図に示す。計算機内部
では発電機の特性を計算するプログラムがあり、このプ
ログラムの数値計算を行うために、まず発電機の端子電
圧、電流を前記入力装置３を介して読み込む。次にこの
値をもとに発電機の動特性を表す微分方程式であるパー
クの方程式により発電機の内部電圧、電流を計算する。
また、運動方程式を解く。これらにより、現時点に対し
て次のサンプリングの時点である次のステップにおける
発電機の電圧振幅、位相、周波数を計算し、前記出力装
置２を介して正弦波発生回路４にこれら計算結果を出力
する。このとき回路92で前もって設定されている時間遅
れや位相遅れの補正値を加算して出力する。その後、次
ステップの計算のために時間を進め、次々ステップにお
ける指令値計算のために再び端子電圧電流を読み込むと
いった処理を繰り返す。この場合、外部アナログ信号
（発電機電圧）と計算機での計算結果を外部に出力する
タイミングを合わせるため、外部クロックに第３図の計
算処理を同期させる方法がとられている。
第４図に発電機が３機からなる電力系統の１例を示
す。801〜803は以上で説明した発電機モデルからなる発
電機で、801が第１図の発電機部分と仮定すれば、第１
図の負荷系統は第４図の変圧器811を含めた右側を表わ
す。（あと同様。）811〜813は変圧器、822〜823は負
荷、831,832は直流送電の交直変換装置、841は直流送電
線、842,843は交流送電線である。
す。801〜803は以上で説明した発電機モデルからなる発
電機で、801が第１図の発電機部分と仮定すれば、第１
図の負荷系統は第４図の変圧器811を含めた右側を表わ
す。（あと同様。）811〜813は変圧器、822〜823は負
荷、831,832は直流送電の交直変換装置、841は直流送電
線、842,843は交流送電線である。
このような系統を解析する場合、前もつて潮流条件に
応じて各発電機の正弦波の電圧振幅、位相及び周波数が
計算される。この結果にもとづいて各発電機は初期値設
定を行い、動作開始（発電機起動指令）で発電機を動作
させ、図中、例えばＦ点で地絡事故が発生した場合の電
流系統解析を行うことができる。
応じて各発電機の正弦波の電圧振幅、位相及び周波数が
計算される。この結果にもとづいて各発電機は初期値設
定を行い、動作開始（発電機起動指令）で発電機を動作
させ、図中、例えばＦ点で地絡事故が発生した場合の電
流系統解析を行うことができる。
本発明によれば発電機模擬回路の遅れを考慮した出力
が得られるので、模擬回路の遅れによる発電機模擬回路
の不安定動作が防止でき、高性能の発電機モデルが得ら
れる。
が得られるので、模擬回路の遅れによる発電機模擬回路
の不安定動作が防止でき、高性能の発電機モデルが得ら
れる。
第５図に本発明のもう１つの実施例を示す。以上では
回路の遅れを計算結果出力である周波数、位相角、電圧
振幅に考慮するものであつたが、この図では回路の遅れ
を計算の刻み時間として考慮したものである。即ち、現
時点の時刻をtn、次ステツプの時刻をtn+1、回路トータ
ルの遅れ時間をΔｔとすると tn+1＝tn＋Δｔ …（２） と表わされる。このためのフローを第５図に示す。第２
図のフローに比べて計算結果が補正されずにそのまま出
力され、時間ステツプが（２）式に示されるように、Δ
ｔだけ補正される点が異なる。このように計算の刻み時
間を回路の遅れを考慮して補正した方法によっても模擬
回路の遅れが補正されることは明らかであり、前述同
様、模擬回路の遅れによる発電機模擬回路の不安定動作
を防止できる。
回路の遅れを計算結果出力である周波数、位相角、電圧
振幅に考慮するものであつたが、この図では回路の遅れ
を計算の刻み時間として考慮したものである。即ち、現
時点の時刻をtn、次ステツプの時刻をtn+1、回路トータ
ルの遅れ時間をΔｔとすると tn+1＝tn＋Δｔ …（２） と表わされる。このためのフローを第５図に示す。第２
図のフローに比べて計算結果が補正されずにそのまま出
力され、時間ステツプが（２）式に示されるように、Δ
ｔだけ補正される点が異なる。このように計算の刻み時
間を回路の遅れを考慮して補正した方法によっても模擬
回路の遅れが補正されることは明らかであり、前述同
様、模擬回路の遅れによる発電機模擬回路の不安定動作
を防止できる。
尚、第２図の初期値設定回路は解析しようとする電力
系統の初期値計算プログラムのはいつた計算機を直結す
る構成とすることにより、初期値設定の手間が省けるの
で、より使い易い発電機モデルを得ることができる。
系統の初期値計算プログラムのはいつた計算機を直結す
る構成とすることにより、初期値設定の手間が省けるの
で、より使い易い発電機モデルを得ることができる。
なお、発電機の起動は前もつて計算された初期値を起
動指令（シミユレータの操作盤から得られるものとす
る）で三相正弦波発生回路に出力することにより行うこ
とができる。
動指令（シミユレータの操作盤から得られるものとす
る）で三相正弦波発生回路に出力することにより行うこ
とができる。
本発明によれば発電機模擬回路の遅れを考慮した三相
正弦波出力がソフト変更により簡単に得られるので、回
路遅れによるモデルの不安定動作を防止できる効果があ
る。
正弦波出力がソフト変更により簡単に得られるので、回
路遅れによるモデルの不安定動作を防止できる効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例の発電機模擬回路ブロツク線
図、第２図は第１図中の初期値設定装置の詳細のブロツ
ク線図、第３図は第１図の計算機の処理フロー図、第４
図は３機系から成る電力系統図、第５図は本発明の発電
機模擬回路の計算機の他の処理フロー図である。 １……計算機、２……出力装置、３……入力装置、４…
…三相正弦波発生回路、６……電流検出回路、７……電
圧検出回路、８……負荷系統、９……初期値設定装置、
51〜53……増幅器、91……初期値設定回路、92……補正
値設定回路、93……入力回路。
図、第２図は第１図中の初期値設定装置の詳細のブロツ
ク線図、第３図は第１図の計算機の処理フロー図、第４
図は３機系から成る電力系統図、第５図は本発明の発電
機模擬回路の計算機の他の処理フロー図である。 １……計算機、２……出力装置、３……入力装置、４…
…三相正弦波発生回路、６……電流検出回路、７……電
圧検出回路、８……負荷系統、９……初期値設定装置、
51〜53……増幅器、91……初期値設定回路、92……補正
値設定回路、93……入力回路。
Claims (2)
- 【請求項１】発電機の特性を計算する計算機と、その計
算機の計算結果に応じた電圧振幅、位相、周波数の正弦
波電圧を出力する正弦波発生回路と、該電圧を増幅する
増幅器及び発電機模擬回路の端子電圧と出力電流を前記
計算機にとり込むための装置を備えたアナログシミュレ
ータ用の発電機模擬回路において、前記計算機により計
算された電圧振幅、位相、周波数の計算結果に、予め測
定により求められた模擬回路内部の時間遅れを補正値と
して加えた値を前記正弦波発生回路の指令値とすること
を特徴するアナログシミュレータ用の発電機模擬回路。 - 【請求項２】発電機の特性を計算する計算機と、その計
算機の計算結果に応じた電圧振幅、位相、周波数の正弦
波電圧を出力する正弦波発生回路と、該電圧を増幅する
増幅器及び発電機模擬回路の端子電圧と出力電流を前記
計算機にとり込むための装置を備えたアナログシミュレ
ータ用の発電機模擬回路において、予め測定により求め
られた模擬回路内部の時間遅れを補正値として前記計算
機の計算の刻み時間ステップを補正することを特徴とす
るアナログシミュレータ用の発電機模擬回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082954A JP2539484B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | アナログシミユレ―タ用発電機の模擬回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082954A JP2539484B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | アナログシミユレ―タ用発電機の模擬回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259797A JPH01259797A (ja) | 1989-10-17 |
| JP2539484B2 true JP2539484B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=13788615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63082954A Expired - Lifetime JP2539484B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | アナログシミユレ―タ用発電機の模擬回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539484B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP63082954A patent/JP2539484B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01259797A (ja) | 1989-10-17 |
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