JP2765280B2 - Power plant load simulator using generator model - Google Patents
Power plant load simulator using generator modelInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統の解析や機
器の試験に用いて好適な発電機モデルによる発電所内負
荷の模擬装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for simulating a load in a power plant using a generator model suitable for analyzing a power system and testing equipment.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の模擬装置では実際の有効
電力分は抵抗により、また無効電力分はインダクタンス
やコンデンサ等の素子によりそれぞれ模擬するため、こ
れらの素子を発電機端子にパラレルに接続して行なうよ
うにしている。また、これらを発電機出力の関数として
変化させる場合は、各抵抗値やインダクタンス，コンデ
ンサ値を機械的に変更することが必要となる。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of simulator, since the actual active power is simulated by a resistor and the reactive power is simulated by elements such as an inductance and a capacitor, these elements are connected in parallel to a generator terminal. And do it. In the case where these are changed as a function of the generator output, it is necessary to mechanically change each resistance value, inductance, and capacitor value.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のも
のは実際に電力を消費することから模擬装置が大型化す
るだけでなく、機械的に各素子の値を変更しなければな
らないため、複雑な関数（自分の出力に対する所内負荷
値の関数）に対応できないという問題がある。したがっ
て、この発明は模擬装置を大型化することなく、しかも
連続的な変更や複雑な関数に対応することが可能な模擬
装置を提供することにある。As described above, since the conventional device actually consumes power, not only does the simulation device increase in size, but also the value of each element must be changed mechanically. There is a problem that it cannot handle a complicated function (a function of the in-house load value for its own output). Accordingly, an object of the present invention is to provide a simulation device capable of coping with a continuous change or a complicated function without increasing the size of the simulation device.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第１の発明では、発電機を模擬する発電機モデ
ルと、この発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算
値（瞬時値）を系統側へ与えるための電圧−電流変換器
と、前記発電機モデルの出力から求められる出力有効電
力分に依存する所内負荷有効電力分を各相毎に演算する
第１の演算手段と、その演算結果にもとづき各相電圧と
同相の所内負荷有効電力に相当する波高値を持つ有効電
力分電流瞬時値を演算する第２の演算手段と、を備え、
前記発電機出力電流模擬演算値からこの第２演算装置か
らの電流瞬時値を減算した値を前記電圧−電流変換器を
通して系統へ与えることを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a generator model simulating a generator, and a generator output current simulation calculation value (instantaneous value) from the generator model. ) To the power system side, and first calculating means for calculating, for each phase, an in-house load active power that depends on an output active power obtained from the output of the generator model. A second calculating means for calculating an active power component current instantaneous value having a peak value corresponding to the in-site load active power in phase with each phase voltage based on the calculation result;
A value obtained by subtracting the instantaneous current value from the second arithmetic unit from the generator output current simulation operation value is provided to a system through the voltage-current converter.
【０００５】第２の発明では、発電機を模擬する発電機
モデルと、この発電機モデルからの発電機出力電流模擬
演算値（瞬時値）を系統側へ与えるための電圧−電流変
換器と、前記発電機モデルの出力から求められる出力無
効電力分に依存する所内負荷無効電力分を各相毎に演算
する第１の演算手段と、その演算結果にもとづき各相電
圧と±９０度の位相差をもち所内負荷無効電力に相当す
る波高値を持つ無効電力分電流瞬時値を演算する第２の
演算手段と、を備え、前記発電機出力電流模擬演算値か
らこの第２演算装置からの電流瞬時値を減算した値を前
記電圧−電流変換器を通して系統へ与えることを特徴と
している。In the second invention, a generator model simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, First calculating means for calculating, for each phase, an in-house load reactive power dependent on an output reactive power obtained from the output of the generator model; and a phase difference of ± 90 degrees from each phase voltage based on the calculation result. A second calculating means for calculating a reactive instantaneous current value having a peak value corresponding to the in-station load reactive power, and calculating a current instantaneous value from the second calculating device from the generator output current simulation calculated value. A value obtained by subtracting the value is provided to a system through the voltage-current converter.
【０００６】第３の発明では、発電機を模擬する発電機
モデルと、この発電機モデルからの発電機出力電流模擬
演算値（瞬時値）を系統側へ与えるための電圧−電流変
換器と、前記発電機モデルの出力から求められる出力有
効電力分に依存する所内負荷有効電力分を各相毎に演算
する第１の演算手段と、その演算結果にもとづき各相電
圧と同相の所内負荷有効電力に相当する波高値を持つ有
効電力分電流瞬時値を演算する第２の演算手段と、前記
発電機モデルの出力から求められる出力無効電力分に依
存する所内負荷無効電力分を各相毎に演算する第３の演
算手段と、その演算結果にもとづき各相電圧と±９０度
の位相差をもち所内負荷無効電力に相当する波高値を持
つ無効電力分電流瞬時値を演算する第４の演算手段と、
を備え、前記発電機出力電流模擬演算値から前記第２お
よび第４演算装置からの各電流瞬時値を減算した値を前
記電圧−電流変換器を通して系統へ与えることを特徴と
している。In a third aspect, a generator model simulating a generator, a voltage-current converter for providing a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, First calculating means for calculating, for each phase, an internal load active power dependent on an output active power obtained from an output of the generator model; and an internal load active power having the same phase as each phase voltage based on the calculation result. A second calculating means for calculating an instantaneous value of the active power component having a peak value corresponding to the above, and an internal load reactive power component dependent on an output reactive power component obtained from the output of the generator model for each phase. And a fourth calculating means for calculating a reactive power component current instantaneous value having a phase difference of ± 90 degrees from each phase voltage and having a peak value corresponding to the in-site load reactive power based on the calculation result. When,
And a value obtained by subtracting each instantaneous current value from the second and fourth arithmetic units from the generator output current simulation operation value is provided to a system through the voltage-current converter.
【０００７】第４の発明では、発電機を模擬する発電機
モデルと、この発電機モデルからの発電機出力電流模擬
演算値（瞬時値）を系統側へ与えるための電圧−電流変
換器と、前記発電機モデルの出力から求められる出力皮
相電力分に依存する所内負荷皮相電力分を各相毎に演算
する第１の演算手段と、その演算結果にもとづき各相電
流と同相の所内負荷皮相電力に相当する波高値を持つ皮
相電力分電流瞬時値を演算する第２の演算手段と、を備
え、前記発電機出力電流模擬演算値からこの第２演算装
置からの電流瞬時値を減算した値を前記電圧−電流変換
器を通して系統へ与えることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, a generator model simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, First calculating means for calculating, for each phase, an internal load apparent power dependent on an output apparent power obtained from the output of the generator model; and an internal load apparent power in phase with each phase current based on the calculation result. And a second calculating means for calculating an instantaneous value of an apparent power component having a peak value corresponding to the following value: a value obtained by subtracting the instantaneous current value from the second arithmetic device from the simulated output current value of the generator. The voltage is supplied to a system through the voltage-current converter.
【０００８】第５の発明では、発電機を模擬する発電機
モデルと、この発電機モデルからの発電機出力電流模擬
演算値（瞬時値）を系統側へ与えるための電圧−電流変
換器と、発電所として模擬するための所内負荷電力（有
効電力，無効電力）を演算する第１の演算手段と、この
所内負荷電力と前記発電機モデルから出力される電圧
（瞬時値）とから直交座標系演算により所内負荷電力分
電流瞬時値を演算する第２の演算手段と、を備え、前記
発電機出力電流模擬演算値からこの第２演算装置からの
所内負荷電力分電流瞬時値を減算した値を前記電圧−電
流変換器を通して系統へ与えることを特徴としている。In the fifth invention, a generator model for simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, A first calculating means for calculating an on-site load power (active power, reactive power) for simulating a power plant, and an orthogonal coordinate system based on the on-site load power and a voltage (instantaneous value) output from the generator model. And a second calculating means for calculating an instantaneous load power component current instantaneous value by an operation, wherein a value obtained by subtracting the instantaneous load power component current instantaneous value from the second arithmetic unit from the generator output current simulation operation value is calculated. The voltage is supplied to a system through the voltage-current converter.
【０００９】第６の発明では、発電機を模擬する発電機
モデルと、この発電機モデルからの発電機出力電流模擬
演算値（瞬時値）を系統側へ与えるための電圧−電流変
換器と、発電所として模擬するための所内負荷電力（有
効電力，無効電力）を演算する第１の演算手段と、この
所内負荷電力と前記発電機モデルから出力される電圧
（瞬時値）と出力電流の０相分（直流分）を考慮するた
めの前記発電機モデルの演算電流瞬時値の０相分から直
交座標系演算により所内負荷電力分電流瞬時値を演算す
る第２の演算手段と、を備え、前記発電機出力電流模擬
演算値からこの第２演算装置からの所内負荷電力分電流
瞬時値を減算した値を前記電圧−電流変換器を通して系
統へ与えることを特徴としている。In a sixth aspect, a generator model simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, First calculating means for calculating in-plant load power (active power, reactive power) to simulate a power plant; and 0 (instantaneous value) and output current of the in-plant load power and the voltage output from the generator model. A second calculating means for calculating a current instantaneous value of an in-house load power component from a zero-phase component of the calculated current instantaneous value of the generator model for taking into account the phase component (DC component) by a rectangular coordinate system calculation; A value obtained by subtracting the instantaneous value of the in-house load power from the second arithmetic unit from the generator output current simulated arithmetic value is provided to the system through the voltage-current converter.
【００１０】[0010]
【作用】発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算値
（瞬時値）を電圧−電流（Ｖ−Ｉ）変換器を通して系統
へ与えるに当たり、 イ）目的とする有効電力分電流を、各相とも電圧と同相
の成分から求める。 ロ）目的とする無効電力分電流を、各相とも電圧と±９
０度の位相差をもつ成分から求める。 ハ）上記イ），ロ）を組み合わせる。 ニ）目的とする皮相電力分電流を、各相とも電流と同相
の成分から求める。 ホ）目的とする所内負荷分を、電圧の３相−２相変換成
分から求める。 ヘ）上記ホ）において、零相電流成分を考慮する。 ことにより、発電所内負荷が有効電力，無効電力または
皮相電力のいずれを消費する負荷であっても、その模擬
ができるようにする。[Function] When a simulated operation value (instantaneous value) of a generator output current from a generator model is given to a system through a voltage-current (VI) converter, a) a target active power component current is applied to each phase. It is determined from the component in phase with the voltage. B) The target reactive power current is set to ± 9 for each phase.
It is determined from a component having a phase difference of 0 degrees. C) Combine a) and b) above. D) Obtain the target apparent power component current from the components in phase with the current in each phase. E) The target in-house load is obtained from the three-phase to two-phase conversion component of the voltage. F) In the above e), the zero-phase current component is considered. Thus, even if the load in the power plant consumes any of the active power, the reactive power, and the apparent power, the simulation can be performed.
【００１１】[0011]
【実施例】図１はこの発明の第１実施例を示すブロック
図である。同図において、１は発電機モデル、２は電圧
−電流（Ｖ−Ｉ）変換部、３は計測部、４は関数発生
器、５は分配部、６は実効値演算部、７は有効電力分電
流演算部である。発電機モデル１の演算出力電流ＩＧ
abc （ｔ）をＶ−Ｉ変換部（電流アンプ）２に与えるこ
とにより、系統側に実電流を流す。計測部３は発電機モ
デル１の演算出力電流と、Ｖ−Ｉ変換部２からの発電機
出力電圧Ｖabc とから出力有効電力ＰＧ（３相分）を求
める。関数発生器４は、ＰＧに対し次式の如き所定の関
数となる所内負荷電力ＰＬ（３相分）を発生する。 ＰＬ＝ｆ（ＰＧ） …（１） この関数としては、例えば、ｆ（ＰＧ）＝αＰＧ＋βで
も良く、これに代わる関数でも良い。実効値演算部６は
発電機の各相電圧，電流の実効値Ｖe abc ，ＩＧe abc
を演算し、分配部５はＰＬの各相の分配分を次の（２）
または（３）式にて求める。 ＰＬabc ＝ＰＬ／３ …（２） ＰＬ（ｉ）＝Ｖe （ｉ）×ＰＬ／ΣＶe （ｉ） …（３） （ｉ＝ａ，ｂ，ｃ）FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a generator model, 2 is a voltage-current (VI) converter, 3 is a measuring unit, 4 is a function generator, 5 is a distributor, 6 is an effective value calculator, 7 is active power. It is a current division calculator. Calculation output current IG of generator model 1
By supplying abc (t) to the VI conversion unit (current amplifier) 2, an actual current flows to the system side. The measuring unit 3 obtains the output active power PG (for three phases) from the calculated output current of the generator model 1 and the generator output voltage V abc from the VI converter 2. The function generator 4 generates an in-house load power PL (for three phases) which has a predetermined function with respect to PG as follows. PL = f (PG) (1) As this function, for example, f (PG) = αPG + β may be used, or a function instead of this may be used. The effective value calculation unit 6 calculates the effective values V e abc , IG e abc of each phase voltage and current of the generator.
And the distribution unit 5 calculates the distribution of each phase of the PL by the following (2).
Or, it is determined by equation (3). PL abc = PL / 3 (2) PL (i) = V e (i) × PL / ΣV e (i) (3) (i = a, b, c)
【００１２】以下に示す所内負荷分の波高値を持つ電流
瞬時値演算は各相について同じであるので、ａ相にのみ
着目すると、 Ｖａ（ｔ）＝√２Ｖａe ｓｉｎ（ω0 ｔ） ＩＧａ（ｔ）＝√２ＩＧａe ｓｉｎ（ω0 ｔ−θ） となる。ただし、θは発電機出力の力率角を示す。ここ
では、有効電力を想定しているので、所内負荷の電流は
電圧Ｖａ（ｔ）と同相である。また、その実効値ＩＬpe
a は、 ＩＬpe a ＝（３／２）（ＰＬa ／Ｖａe ） で求まる。一方、 ＩＬp a （ｔ）＝√２ＩＬpe a ×Ｖａ（ｔ）／√２Ｖａe と表現できるので、 ＩＬp a （ｔ）＝（３／２）ＰＬa ×Ｖａ（ｔ）／（Ｖａe ）2 …（４） となる。有効電力分電流演算部７は上記（４）式を演算
する。なお、以上はａ相のみに着目したが、ｂ，ｃ相も
上記と同様に求められる。以上より、系統への出力電流
ＩＯabc は、 ＩＯabc ＝ＩＧabc −ＩＬp abc …（５） となり、発電所内負荷を電力ＰＬabc 分だけ消費する負
荷とみなすことが可能となる。[0012] Since the current instantaneous value calculation with the peak value of house load-below is the same for each phase, focusing only on a phase, Va (t) = √2Va e sin (ω 0 t) IGa ( t) = √2IGa e sin (ω 0 t−θ). Here, θ indicates the power factor angle of the generator output. Here, since active power is assumed, the current of the in-house load is in phase with the voltage Va (t). Also, its effective value IL pe
a is obtained by IL pe a = (3/2) (PL a / V a e ). On the other hand, IL p Since a (t) = √2IL pe a × can be expressed as Va (t) / √2Va e, IL p a (t) = (3/2) PL a × Va (t) / (Va e 2 ) (4) The active power component current calculator 7 calculates the above equation (4). Although the above focuses on the a phase only, the b and c phases can also be obtained in the same manner as described above. From the above, the output current IO abc to the system is given by: IO abc = IG abc −IL p abc (5), and the load in the power plant can be regarded as a load that consumes the power PL abc .
【００１３】図２はこの発明の第２の実施例を示すブロ
ック図で、電圧と９０度遅れた位相成分を得る位相器
（フィルタ）８を設けた点、関数発生器４Ａおよび演算
部７Ａを無効電力に対応させるためのものとした点が特
徴で、その他は図１と同様である。したがって、計測部
３は発電機モデル１の演算出力電流と、Ｖ−Ｉ変換部
（電流アンプ）２からの発電機出力電圧Ｖabcとから出
力無効電力ＱＧ（３相分）を求める。関数発生器４Ａ
は、ＱＧに対し次式の如き所定の関数となる所内負荷電
力ＱＬ（３相分）を発生する。 ＱＬ＝ｇ（ＱＧ） …（６） この関数としては、例えば、 ｇ（ＱＧ）＝±αＱＧ±β でも良く、これに代わる関数でも良い。なお、（±）は
遅れまたは進みを示し、ここでは遅れを＋としている。
実効値演算部６は発電機の各相電圧，電流の実効値Ｖe
abc ，ＩＧe abc を演算し、分配部５はＱＬの各相の分
配分を次の（７）または（８）式にて求める。 ＱＬabc ＝ＱＬ／３ …（７） ＱＬ（ｉ）＝Ｖe （ｉ）×ＱＬ／ΣＶe （ｉ） （ｉ＝ａ，ｂ，ｃ） …（８）FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, in which a phase shifter (filter) 8 for obtaining a phase component delayed by 90 degrees from a voltage is provided, and a function generator 4A and a calculation unit 7A are provided. It is characterized in that it is designed to cope with reactive power, and the other points are the same as those in FIG. Therefore, the measuring unit 3 obtains the output reactive power QG (for three phases) from the calculated output current of the generator model 1 and the generator output voltage V abc from the VI converter (current amplifier) 2. Function generator 4A
Generates an in-house load power QL (for three phases) that has a predetermined function as shown in the following equation with respect to QG. QL = g (QG) (6) This function may be, for example, g (QG) = ± αQG ± β, or a function instead of this. Note that (±) indicates a delay or advance, and here, the delay is +.
The effective value calculator 6 calculates the effective value V e of each phase voltage and current of the generator.
abc, calculates the IG e abc, distributor 5 obtains the distribution amount of each phase of QL in the next (7) or (8). QL abc = QL / 3 (7) QL (i) = V e (i) × QL / ΣV e (i) (i = a, b, c) (8)
【００１４】以下に示す所内負荷分の波高値を持つ電流
瞬時値演算は各相について同じであるので、ａ相にのみ
着目すると、 Ｖａ（ｔ）＝√２Ｖａe ｓｉｎ（ω0 ｔ） ＩＧａ（ｔ）＝√２ＩＧａe ｓｉｎ（ω0 ｔ−θ） となる。ただし、θは発電機出力の力率角である。ここ
では、無効電力を想定しているので、９０度遅れフィル
タ８により、電圧Ｖａ（ｔ）に対し９０度遅れの成分を
次式により求める。なお、フィルタ８は発電機モデル１
からの回転数ｎに同期しているものとする。 Ｖａ（ｔ）LAG ＝√２Ｖａe ｓｉｎ（ω0 ｔ−９０°） …（９） また、その実効値ＩＬQe a は、 ＩＬQe a ＝（３／２）×（ＱＬa ／Ｖａe） で求まる。一方、 ＩＬQ a （ｔ）＝√２ＩＬQe a ×Ｖａ（ｔ）LAG ／√２Ｖａe と表現できるので、 ＩＬQ a （ｔ）＝（３／２）×ＱＬa ×Ｖａ（ｔ）LAG ／（Ｖａe ）2 …（１０） となる。無効電力分電流演算部７Ａは上記（４）式を演
算する。なお、以上はａ相のみに着目した が、ｂ，ｃ
相も上記と同様に求められる。以上より、系統への出力
電流ＩＯabc は、 ＩＯabc ＝ＩＧabc −ＩＬQ abc …（１１） となり、発電所負荷を電力ＱＬabc 分だけを消費する負
荷とみなすことが可能となる。[0014] Since the current instantaneous value calculation with the peak value of house load-below is the same for each phase, focusing only on a phase, Va (t) = √2Va e sin (ω 0 t) IGa ( t) = √2IGa e sin (ω 0 t−θ). Here, θ is the power factor angle of the generator output. Here, since reactive power is assumed, a component delayed by 90 degrees with respect to the voltage Va (t) is obtained by the 90-degree delay filter 8 by the following equation. The filter 8 is the generator model 1
Is assumed to be synchronized with the rotation speed n. Va also (t) LAG = √2Va e sin (ω 0 t-90 °) ... (9), the effective value IL Qe a is a IL Qe a = (3/2) × (QL a / Va e) I get it. On the other hand, it is possible to express the IL Q a (t) = √2IL Qe a × Va (t) LAG / √2Va e, IL Q a (t) = (3/2) × QL a × Va (t) LAG / (Va e) becomes 2 ... (10). The reactive power component current calculator 7A calculates the above equation (4). Although the above focuses on the phase a only, b, c
The phase is determined in the same manner as above. From the above, the output current IO abc to the system is as follows: IO abc = IG abc −IL Q abc (11), and the power plant load can be regarded as a load that consumes only the power QL abc .
【００１５】図３はこの発明の第３実施例を示すブロッ
ク図である。これは、図１と図２とを組み合わせること
により、有効電力分電流ＩＬP abc および無効電力分電
流ＩＬQ abc を求め、これを発電機出力電流から減算
し、発電所負荷を有効電力および無効電力を消費する負
荷とみなすようにしたものである。すなわち、この場合
の系統への出力電流ＩＯabc は、 ＩＯabc ＝ＩＧabc −ＩＬP abc −ＩＬQ abc ＝ＩＧabc −ＩＬPQ abc …（１２） となる。なお、この関係を図４に示す。FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. This is obtained by combining FIG. 1 and FIG. 2 to obtain the active power component current IL P abc and the reactive power component current IL Q abc , subtract these from the generator output current, and convert the power plant load into active power and reactive power. This is to be regarded as a load that consumes power. That is, the output current IO abc to the system in this case is as follows: IO abc = IG abc -IL P abc -IL Q abc = IG abc -IL PQ abc (12) FIG. 4 shows this relationship.
【００１６】図５はこの発明の第４実施例を示すブロッ
ク図である。これは計測部３で求められる有効電力Ｐ
Ｇ，無効電力ＱＧ（各３相分）から、皮相電力演算部９
にて次式で示される如き皮相電力ＳＧを求めるものであ
る。 ＳＧ＝（ＰＧ2 ＋ＱＧ2 ）1/2 …（１３） このＳＧに対して所定の関数を発生する関数発生器４Ｂ
により、所内負荷の皮相電力分ＳＬ（３相分）を次式に
より求める。 ＳＬ＝ｋ（ＳＧ） …（１４） この関数の例としては、 αＳＧ＋β とすることができ、その他適宜な関数を用いることもで
きる。皮相電力分電流演算部７Ｂでは、現在の皮相電力
ＳＧに対する所内負荷分ＳＬを現在の力率で消費させる
ため、皮相電力分電流を次式により演算する。 ＩＬS abc （ｔ）＝（ＳＬ／ＳＧ）×ＩＧabc （ｔ） …（１５） 以上より、系統への出力電流ＩＯabc は、 ＩＯabc ＝ＩＧabc −ＩＬS abc …（１６） として求められ、皮相電力ＳＬabc 分だけ消費する負荷
とみなすことが可能となる。FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. This is the active power P obtained by the measuring unit 3.
G, reactive power QG (for each of the three phases), the apparent power calculation unit 9
Is used to determine the apparent power SG as shown by the following equation. SG = (PG 2 + QG 2 ) 1/2 (13) Function generator 4B for generating a predetermined function for this SG
Thus, the apparent power SL (for three phases) of the in-house load is obtained by the following equation. SL = k (SG) (14) As an example of this function, αSG + β can be used, and other appropriate functions can also be used. In the apparent power component current calculation unit 7B, the apparent power component current is calculated by the following equation in order to consume the internal load SL for the current apparent power SG at the current power factor. IL S abc (t) = (SL / SG) × IG abc (t) (15) From the above, the output current IO abc to the system is obtained as: IO abc = IG abc −IL S abc (16) Can be regarded as a load that consumes the apparent power SL abc .
【００１７】以上では、有効電力分は電圧瞬時値と同相
の瞬時値を、また無効電力分は電圧瞬時値と９０度位相
遅れの瞬時値を周波数の変動に合わせてそれぞれ演算す
る必要があるため、回路が複雑になる嫌いがある。そこ
で、次のようにすることが考えられる。図６はかかる場
合の実施例を示すブロック図である。同図において、４
Ｃは所内負荷電力（有効電力，無効電力）演算部、７Ｃ
は所内負荷分電流（ＩＬα，ＩＬβ）演算部、１０は電
圧のａ，ｂ，ｃ相→α，β相（３相−２相）変換部、１
１は電流のα，β相→ａ，ｂ，ｃ相（２相→３相）変換
部でその他はこれまでの図と同様である。すなわち、発
電機モデル１の演算出力電流ＩＧabc （ｔ）をＶ−Ｉ変
換部（電流アンプ）２に与えることにより、系統側に実
電流を流す。計測部３は発電機モデル１の演算出力電流
とＶ−Ｉ変換部２からの発電機出力電圧Ｖabc とから、
出力有効電力ＰＧ（３相分），出力無効電力ＱＧ（３相
分）を求める。所内負荷電力演算部４ＣはこのＰＧ，Ｑ
Ｇに対し、次の（１７）式の如き所定の関数となる所内
負荷電力ＰＬ，ＱＬ（各３相分）を求めて出力する。 ＰＬ＝ｆ（ＰＧ），ＱＬ＝ｇ（ＱＧ） または、 ＰＬ＝ｈ（ＰＧ，ＱＧ），ＱＬ＝ｉ（ＰＧ，ＱＧ） …（１７） この関数としては、例えば、 ｆ（ＰＧ）＝αＰ×ＰＧ＋βＰ ｇ（ＱＧ）＝±αＱ×ＱＧ±βＱ で良く、これに代わる関数でも良い。なお、Ｑ要素では
（±）は遅れまたは進みを示し、ここでは遅れを（＋）
とする。In the above description, it is necessary to calculate the instantaneous value of the active power component in the same phase as the instantaneous voltage value and the reactive power component to calculate the instantaneous value of the voltage and the instantaneous value of the 90-degree phase delay in accordance with the frequency variation. I hate to complicate the circuit. Therefore, the following can be considered. FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment in such a case. In FIG.
C is an in-plant load power (active power, reactive power) calculation unit, 7C
Is an in-site load current (ILα, ILβ) calculation unit, 10 is a voltage a, b, c phase → α, β phase (3-phase-2 phase) conversion unit,
Reference numeral 1 denotes an α, β phase → a, b, c phase (two-phase → three-phase) conversion portion of the current, and the other portions are the same as those in the previous drawings. That is, the actual output current is supplied to the system side by giving the calculation output current IG abc (t) of the generator model 1 to the VI conversion unit (current amplifier) 2. The measuring unit 3 calculates the output current V abc of the generator model 1 and the generator output voltage V abc from the VI conversion unit 2.
Output active power PG (for three phases) and output reactive power QG (for three phases) are obtained. The on-site load power calculation unit 4C calculates the PG, Q
For G, the in-house load powers PL and QL (for each of the three phases), which become a predetermined function as shown in the following equation (17), are obtained and output. PL = f (PG), QL = g (QG) or PL = h (PG, QG), QL = i (PG, QG) (17) As this function, for example, f (PG) = αP × PG + βPg (QG) = ± αQ × QG ± βQ, or a function instead of this. In the Q element, (±) indicates a delay or advance, and here, the delay is (+).
And
【００１８】変換部１０では発電機の各相電圧を３相−
２相変換して、次式の如く示されるα，β相電圧瞬時値
を求める。 Ｖα＝（２／３）×Ｖａ＋（−１／３）×Ｖｂ＋（−１／３）×Ｖｃ Ｖβ＝（１／√３）×Ｖｂ＋（−１／√３）×Ｖｃ …（１８） 所内負荷電力ＰＬ，ＱＬは所内負荷分電流瞬時値をＩＬ
α，ＩＬβとすると、これとα，β相電圧瞬時値Ｖα，
Ｖβとを用いて次式のように表わされる。 ＰＬ＝Ｖα×ＩＬα＋Ｖβ×ＩＬβ ＱＬ＝Ｖβ×ＩＬα−Ｖα×ＩＬβ …（１９） したがって、所内負荷分電流瞬時値ＩＬα，ＩＬβは
（１９）式を解いて、 ＩＬα＝（Ｖα×ＰＬ＋Ｖβ×ＱＬ）／（Ｖα2 ＋Ｖβ2 ） ＩＬβ＝（Ｖβ×ＰＬ−Ｖα×ＱＬ）／（Ｖα2 ＋Ｖβ2 ） …（２０） として与えられる。所内負荷分電流演算部７Ｃは所内負
荷電力ＰＬ，ＱＬとα，β相電圧瞬時値Ｖα，Ｖβとを
用いて（２０）式の如き演算をすることにより、所内負
荷分電流瞬時値ＩＬα，ＩＬβを求める。The converter 10 converts each phase voltage of the generator into three phases.
The two-phase conversion is performed to obtain the instantaneous α and β phase voltage values represented by the following equations. Vα = (2/3) × Va + (− ／) × Vb + (− ／) × Vc Vβ = (1 / √3) × Vb + (− 1 / √3) × Vc (18) Internal load The power PL and QL are calculated as follows:
α, ILβ, and α, β phase voltage instantaneous value Vα,
It is expressed by the following equation using Vβ. PL = Vα × ILα + Vβ × ILβ QL = Vβ × ILα−Vα × ILβ (19) Accordingly, the instantaneous load component current values ILα and ILβ are obtained by solving the equation (19), and ILα = (Vα × PL + Vβ × QL) / (Vα 2 + Vβ 2 ) ILβ = (Vβ × PL−Vα × QL) / (Vα 2 + Vβ 2 ) (20) The in-house load component current calculation unit 7C performs an operation as shown in Expression (20) using the in-house load power PL, QL and the α, β-phase voltage instantaneous values Vα, Vβ, thereby obtaining the in-plant load instantaneous values ILα, ILβ. Ask for.
【００１９】変換部１１は所内負荷分のα，β相電流瞬
時値ＩＬα，ＩＬβから２相−３相変換によりａｂｃ相
電流瞬時値ＩＬa ，ＩＬb ，ＩＬc を次式の如く求め
る。 ＩＬa ＝ＩＬα ＩＬb ＝（−１／２）×ＩＬα＋（√３／２）×ＩＬβ ＩＬc ＝（−１／２）×ＩＬα＋（−√３／２）×ＩＬβ …（２１） 以上より、系統への出力電流ＩＯabc は、 ＩＯabc ＝ＩＧabc −ＩＬabc …（２２） として求められ、発電所負荷をＰＬ，ＱＬ分だけ消費す
る負荷とみなすことが可能となる。The transformer 11 of the house load-alpha, beta-phase current instantaneous value ILα, abc phase current instantaneous value by 2 phase -3 phase conversion from ILβ IL a, IL b, the IL c determined as follows. = IL a = ILα IL b ( - 1/2) × ILα + (√3 / 2) × ILβ IL c = (- 1/2) × ILα + - than (√3 / 2) × ILβ ... (21) above, The output current IO abc to the system is obtained as follows: IO abc = IG abc −IL abc (22), and the power plant load can be regarded as a load that consumes PL and QL.
【００２０】図７に図６の変形例を示す。これは、発電
機モデル出力電流の０相分（直流分相当量）を求めるａ
ｂｃ相→０相変換部１２およびα，β，０相→ａｂｃ相
変換部１３を追加し、所内負荷分電流演算部７Ｃにより
発電機モデル出力電流の０相分も考慮して所内負荷分ａ
ｂｃ相電流瞬時値を求め、系統への出力電流に発電機モ
デル出力電流０相分を含めた点が特徴で、その他は図６
と同じである。なお、発電機モデル出力電流０相分は次
式より求めることとする。 ＩＧ0 ＝（１／３）×ＩＧa ＋（１／３）×ＩＧb ＋（１／３）×ＩＧc …（２３） また、変換部１３はこの発電機モデル出力電流０相分Ｉ
Ｇ0 と、所内負荷分のα，β相電流瞬時値ＩＬα，ＩＬ
βとから、次式により所内負荷分ａｂｃ相電流瞬時値Ｉ
Ｌa ，ＩＬb ，ＩＬc を求める。 ＩＬa ＝ＩＬα＋ＩＧ0 ＩＬb ＝（−１／２）×ＩＬα＋（√３／２）×ＩＬβ＋ＩＧ0 ＩＬc ＝（−１／２）×ＩＬα＋（−√３／２）×ＩＬβ＋ＩＧ0 …（２４） 以上より、系統への出力電流ＩＯabc は、 ＩＯabc ＝ＩＧabc −ＩＬabc …（２５） として０相分も考慮したものとなり、発電所負荷をＰ
Ｌ，ＱＬ分だけ消費する負荷とみなすことが可能とな
る。FIG. 7 shows a modification of FIG. This is to find the zero phase component (DC component equivalent) of the generator model output current a
The bc phase → 0 phase conversion unit 12 and the α, β, 0 phase → abc phase conversion unit 13 are added, and the local load component a is calculated by the local load component current calculation unit 7C in consideration of the zero phase component of the generator model output current.
The feature is that the instantaneous value of the bc phase current is obtained, and the output current to the system includes 0 phase of the generator model output current.
Is the same as In addition, the generator model output current for the 0 phase is determined by the following equation. IG 0 = (1/3) × IG a + (1/3) × IG b + (1/3) × IG c (23) Further, the converter 13 outputs the generator model output current I for the 0 phase.
G 0 and instantaneous α and β phase current values ILα and IL of the in-house load
From β, the instantaneous value I of the abc phase current for the in-house load is calculated by the following equation.
L a, IL b, the IL c seek. IL a = ILα + IG 0 IL b = (- 1/2) × ILα + (√3 / 2) × ILβ + IG 0 IL c = (- 1/2) × ILα + (- √3 / 2) × ILβ + IG 0 ... (24) From the above, the output current IO abc to the system is obtained by taking into account the zero phase as IO abc = IG abc −IL abc (25)
It can be regarded as a load that consumes L and QL.
【００２１】[0021]
【発明の効果】この発明によれば、所内負荷が有効電
力，無効電力またはこれらを合成した所内負荷電力もし
くは皮相電力を任意の関数で消費する場合でも簡単な演
算で、しかも精度良く模擬することが可能となる利点が
得られる。According to the present invention, even when the in-house load consumes the active power, the reactive power, or the in-house load power or apparent power obtained by combining the active power and the reactive power by an arbitrary function, the simulation can be performed with a simple operation and with high accuracy. Is obtained.
【図１】この発明の第１実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第３実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図４】有効電力分電流ＩＬP および無効電力分電流Ｉ
ＬQの関係を説明するためのベクトル図である。[4] active power component current IL P and the reactive power component of the current I
It is a vector diagram for explaining the relationship between L Q.
【図５】この発明の第４実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図６】この発明の第５実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【図７】図６の変形例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a modification of FIG. 6;
１ 発電機モデル ２ 電圧電流（Ｖ−Ｉ）変換器 ３ 計測部 ４ 関数発生器 ５ 分配部 ６ 実効値演算部 ７ 有効電力分電流演算部 ８ フィルタ（位相器） ９ 皮相電力演算部 ４Ａ 関数発生器 ４Ｂ 関数発生器 ４Ｃ 所内負荷分電力演算部 ７Ａ 無効電力分電流演算部 ７Ｂ 皮相電力分電流演算部 ７Ｃ 所内負荷分電流演算部 １０ 変換部 １１ 変換部 １２ 変換部 １３ 変換部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Generator model 2 Voltage-current (VI) converter 3 Measurement part 4 Function generator 5 Distribution part 6 Effective value calculation part 7 Active power component current calculation part 8 Filter (phase shifter) 9 Apparent power calculation part 4A Function generation Unit 4B Function generator 4C In-station load power calculation unit 7A Reactive power component current calculation unit 7B Apparent power component current calculation unit 7C In-station load current calculation unit 10 Conversion unit 11 Conversion unit 12 Conversion unit 13 Conversion unit
Claims (6)
発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算値（瞬時
値）を系統側へ与えるための電圧−電流変換器と、前記
発電機モデルの出力から求められる出力有効電力分に依
存する所内負荷有効電力分を各相毎に演算する第１の演
算手段と、その演算結果にもとづき各相電圧と同相の所
内負荷有効電力に相当する波高値を持つ有効電力分電流
瞬時値を演算する第２の演算手段と、を備え、前記発電
機出力電流模擬演算値からこの第２演算装置からの電流
瞬時値を減算した値を前記電圧−電流変換器を通して系
統へ与えることを特徴とする発電機モデルによる発電所
内負荷模擬装置。1. A generator model simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to a system side, and the generator model First calculating means for calculating, for each phase, an internal load active power that depends on the output active power obtained from the output of the inverter, and a wave corresponding to the internal load active power in phase with each phase voltage based on the calculation result. A second calculating means for calculating an instantaneous value of the active power component having a high value, wherein the voltage-current value is obtained by subtracting the instantaneous value of the current from the second calculating device from the simulated output current value of the generator. A load simulator in a power plant using a generator model, which is provided to a system through a converter.
発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算値（瞬時
値）を系統側へ与えるための電圧−電流変換器と、前記
発電機モデルの出力から求められる出力無効電力分に依
存する所内負荷無効電力分を各相毎に演算する第１の演
算手段と、その演算結果にもとづき各相電圧と±９０度
の位相差をもち所内負荷無効電力に相当する波高値を持
つ無効電力分電流瞬時値を演算する第２の演算手段と、
を備え、前記発電機出力電流模擬演算値からこの第２演
算装置からの電流瞬時値を減算した値を前記電圧−電流
変換器を通して系統へ与えることを特徴とする発電機モ
デルによる発電所内負荷模擬装置。2. A generator model for simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to a system side, and the generator model First calculating means for calculating, for each phase, an internal load reactive power dependent on an output reactive power obtained from an output of the power supply, and an internal load having a phase difference of ± 90 degrees with each phase voltage based on the calculation result. Second calculating means for calculating a reactive power component current instantaneous value having a peak value corresponding to the reactive power;
Wherein a value obtained by subtracting the instantaneous current value from the second arithmetic unit from the generator output current simulation operation value is given to a system through the voltage-current converter. apparatus.
発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算値（瞬時
値）を系統側へ与えるための電圧−電流変換器と、前記
発電機モデルの出力から求められる出力有効電力分に依
存する所内負荷有効電力分を各相毎に演算する第１の演
算手段と、その演算結果にもとづき各相電圧と同相の所
内負荷有効電力に相当する波高値を持つ有効電力分電流
瞬時値を演算する第２の演算手段と、前記発電機モデル
の出力から求められる出力無効電力分に依存する所内負
荷無効電力分を各相毎に演算する第３の演算手段と、そ
の演算結果にもとづき各相電圧と±９０度の位相差をも
ち所内負荷無効電力に相当する波高値を持つ無効電力分
電流瞬時値を演算する第４の演算手段と、を備え、前記
発電機出力電流模擬演算値から前記第２および第４演算
装置からの各電流瞬時値を減算した値を前記電圧−電流
変換器を通して系統へ与えることを特徴とする発電機モ
デルによる発電所内負荷模擬装置。3. A generator model for simulating a generator, a voltage-current converter for providing a generator output current simulation calculation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, and the generator model First calculating means for calculating, for each phase, an internal load active power that depends on the output active power obtained from the output of the inverter, and a wave corresponding to the internal load active power in phase with each phase voltage based on the calculation result. A second calculating means for calculating an instantaneous value of the active power component having a high value; and a third calculating means for calculating, for each phase, an internal load reactive power component dependent on an output reactive power component obtained from an output of the generator model. Calculating means, and fourth calculating means for calculating a reactive power component current instantaneous value having a phase difference of ± 90 degrees from each phase voltage and having a peak value corresponding to the in-site load reactive power based on the calculation result. , The generator output current simulation Wherein the value second and fourth the voltage value obtained by subtracting the current instantaneous value from the computing device - current converter power plant load simulator according to the generator model, characterized in that to provide to the system through.
発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算値（瞬時
値）を系統側へ与えるための電圧−電流変換器と、前記
発電機モデルの出力から求められる出力皮相電力分に依
存する所内負荷皮相電力分を各相毎に演算する第１の演
算手段と、その演算結果にもとづき各相電流と同相の所
内負荷皮相電力に相当する波高値を持つ皮相電力分電流
瞬時値を演算する第２の演算手段と、を備え、前記発電
機出力電流模擬演算値からこの第２演算装置からの電流
瞬時値を減算した値を前記電圧−電流変換器を通して系
統へ与えることを特徴とする発電機モデルによる発電所
内負荷模擬装置。4. A generator model for simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, and the generator model First calculating means for calculating, for each phase, an internal load apparent power that depends on the output apparent power obtained from the output of the inverter, and a wave corresponding to the internal load apparent power in phase with each phase current based on the calculation result. Second calculating means for calculating a current instantaneous value corresponding to an apparent power having a high value, wherein the voltage-current is obtained by subtracting the current instantaneous value from the second arithmetic unit from the generator output current simulation operation value. A load simulator in a power plant using a generator model, which is provided to a system through a converter.
発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算値（瞬時
値）を系統側へ与えるための電圧−電流変換器と、発電
所として模擬するための所内負荷電力（有効電力，無効
電力）を演算する第１の演算手段と、この所内負荷電力
と前記発電機モデルから出力される電圧（瞬時値）とか
ら直交座標系演算により所内負荷電力分電流瞬時値を演
算する第２の演算手段と、を備え、前記発電機出力電流
模擬演算値からこの第２演算装置からの所内負荷電力分
電流瞬時値を減算した値を前記電圧−電流変換器を通し
て系統へ与えることを特徴とする発電機モデルによる発
電所内負荷模擬装置。5. A generator model for simulating a generator, a voltage-current converter for providing a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, and a power plant First calculating means for calculating the in-plant load power (active power, reactive power) for performing the in-plant load, and the in-plant load based on the in-plant load power and the voltage (instantaneous value) output from the generator model by an orthogonal coordinate system calculation. Second calculating means for calculating an instantaneous value of the power component current, and subtracting the instantaneous value of the local load power from the second calculating device from the simulated output current value of the generator to obtain the voltage-current value. A load simulator in a power plant using a generator model, which is provided to a system through a converter.
発電機モデルからの発電機出力電流模擬演算値（瞬時
値）を系統側へ与えるための電圧−電流変換器と、発電
所として模擬するための所内負荷電力（有効電力，無効
電力）を演算する第１の演算手段と、この所内負荷電力
と前記発電機モデルから出力される電圧（瞬時値）と出
力電流の０相分（直流分）を考慮するための前記発電機
モデルの演算電流瞬時値の０相分から直交座標系演算に
より所内負荷電力分電流瞬時値を演算する第２の演算手
段と、を備え、前記発電機出力電流模擬演算値からこの
第２演算装置からの所内負荷電力分電流瞬時値を減算し
た値を前記電圧−電流変換器を通して系統へ与えること
を特徴とする発電機モデルによる発電所内負荷模擬装
置。6. A generator model for simulating a generator, a voltage-current converter for giving a generator output current simulation operation value (instantaneous value) from the generator model to the system side, and a power plant Calculation means for calculating the in-plant load power (active power, reactive power) for performing the operation, the in-plant load power, the voltage (instantaneous value) output from the generator model, and the 0-phase component (DC And a second calculating means for calculating the instantaneous value of the in-station load power component current from the zero-phase component of the calculated current instantaneous value of the generator model to take into account the generator output current. A load model in a power plant using a generator model, wherein a value obtained by subtracting the instantaneous value of the load in the plant from the second processing device and the instantaneous value of the load from the second calculation device is given to the system through the voltage-current converter.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3170406A JP2765280B2 (en) | 1990-07-02 | 1991-06-17 | Power plant load simulator using generator model |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340324A JPH04340324A (en) | 1992-11-26 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3170406A Expired - Lifetime JP2765280B2 (en) | 1990-07-02 | 1991-06-17 | Power plant load simulator using generator model |
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|---|---|---|---|---|
| KR100725881B1 (en) * | 1999-09-24 | 2007-06-08 | 산요덴키가부시키가이샤 | Signal processor and semiconductor integrated circuit |
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1991
- 1991-06-17 JP JP3170406A patent/JP2765280B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH04340324A (en) | 1992-11-26 |
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