JP2869320B2 - 周波数安定化方法 - Google Patents
周波数安定化方法Info
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- JP2869320B2 JP2869320B2 JP5326520A JP32652093A JP2869320B2 JP 2869320 B2 JP2869320 B2 JP 2869320B2 JP 5326520 A JP5326520 A JP 5326520A JP 32652093 A JP32652093 A JP 32652093A JP 2869320 B2 JP2869320 B2 JP 2869320B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統が系統分断
発生によって分離された場合に認められる周波数異常を
電源制限または負荷制限によって制御する周波数安定化
方法に関するものである。
発生によって分離された場合に認められる周波数異常を
電源制限または負荷制限によって制御する周波数安定化
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、例えば「電力系統の保護制御シ
ステム−太田宏次著、電気書院」に示された従来方法に
よる周波数異常制御装置の構成図である。図において、
１Ａ，１Ｂは発電機（発電所）、２Ａ〜２Ｄは系統内の
母線、３Ａ〜３Ｄは送電線であり、送電線３Ａは本系統
１００との連系線となる。４Ａは計測用端末、４Ｂ〜４
Ｅは制御端末、４Ｎは中央演算装置、５は連系線ルート
断検出用のセンサ、６Ａ〜６Ｄは遮断器、７Ａ〜７Ｅは
コントロール・ケーブル、８Ａ〜８Ｅ，８Ｎは情報信号
伝送路、９は中央給電指令所、１０Ａ，１０Ｂは負荷で
ある。
ステム−太田宏次著、電気書院」に示された従来方法に
よる周波数異常制御装置の構成図である。図において、
１Ａ，１Ｂは発電機（発電所）、２Ａ〜２Ｄは系統内の
母線、３Ａ〜３Ｄは送電線であり、送電線３Ａは本系統
１００との連系線となる。４Ａは計測用端末、４Ｂ〜４
Ｅは制御端末、４Ｎは中央演算装置、５は連系線ルート
断検出用のセンサ、６Ａ〜６Ｄは遮断器、７Ａ〜７Ｅは
コントロール・ケーブル、８Ａ〜８Ｅ，８Ｎは情報信号
伝送路、９は中央給電指令所、１０Ａ，１０Ｂは負荷で
ある。
【０００３】次に動作について説明する。連系線ルート
断事故が発生した場合に、センサ５，計測用端末４Ａを
通しての情報から中央演算装置４Ｎが起動し、中央給電
指令所９からの情報と予め求めた系統定数（周波数が落
ち着いた時点でのもの）から以下の式によって必要制限
量を算出する。 （１）負荷制限の場合
断事故が発生した場合に、センサ５，計測用端末４Ａを
通しての情報から中央演算装置４Ｎが起動し、中央給電
指令所９からの情報と予め求めた系統定数（周波数が落
ち着いた時点でのもの）から以下の式によって必要制限
量を算出する。 （１）負荷制限の場合
【０００４】
【数１】
【０００５】 （２）電源制限の場合 ＱP ＝−Ｐ−ＫH ・ΔｆH ・Ｗ0 ＱL ：必要負荷制限量 ＱP ：必要電源制限量 Ｐ ：連系線事故前潮流（受電を正とする） Ｗ0 ：系統容量 ＫL ：負荷制限時の系統定数 ＫH ：電源制限時の系統定数 ΔｆL ：定常周波数から落ち着き先周波数までの下降値
（負荷制限時） ΔｆH ：定常周波数から落ち着き先周波数までの上昇値
（電源制限時） 算出された制限量に基づいて、中央演算装置４Ｎは制御
端末４Ｂ〜４Ｅに指令し、制御端末４Ｂ〜４Ｅはコント
ロール・ケーブル７Ｂ〜７Ｅを通して、遮断器６Ａ〜６
Ｄにトリップ信号を出し、落ち着き先周波数を制御す
る。
（負荷制限時） ΔｆH ：定常周波数から落ち着き先周波数までの上昇値
（電源制限時） 算出された制限量に基づいて、中央演算装置４Ｎは制御
端末４Ｂ〜４Ｅに指令し、制御端末４Ｂ〜４Ｅはコント
ロール・ケーブル７Ｂ〜７Ｅを通して、遮断器６Ａ〜６
Ｄにトリップ信号を出し、落ち着き先周波数を制御す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の周波数安定化方
法は以上のように、落ち着き先周波数を基準にその時点
での系統定数によって行われるので、過渡的な周波数変
化に対応できず、そのために著しい需給アンバランス時
に認められる急激な周波数上昇または下降に対して適切
な制御ができないという問題点があった。
法は以上のように、落ち着き先周波数を基準にその時点
での系統定数によって行われるので、過渡的な周波数変
化に対応できず、そのために著しい需給アンバランス時
に認められる急激な周波数上昇または下降に対して適切
な制御ができないという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、過渡的に上昇または下降する
周波数を算出して、その予測最高値，最低値からそれぞ
れ電源制限量，負荷制限量を決定することで、発電機の
安定運転領域内に周波数を維持することを目的とする。
めになされたものであり、過渡的に上昇または下降する
周波数を算出して、その予測最高値，最低値からそれぞ
れ電源制限量，負荷制限量を決定することで、発電機の
安定運転領域内に周波数を維持することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る周波数安
定化方法は、電力系統分断時に認められる周波数変化の
過渡的な変化に着目し、分断系統が発電力過剰の場合に
は周波数最高値を、発電力不足の場合には周波数最低値
を算出し、それぞれの値から発電機安定運転領域内に過
渡的な周波数を制御するようにしたものである。
定化方法は、電力系統分断時に認められる周波数変化の
過渡的な変化に着目し、分断系統が発電力過剰の場合に
は周波数最高値を、発電力不足の場合には周波数最低値
を算出し、それぞれの値から発電機安定運転領域内に過
渡的な周波数を制御するようにしたものである。
【０００９】また、請求項２では、等価発電機の出力を
その慣性定数で割った値（正規化発電量）及び系統間の
連系線潮流値と、周波数最高時および最低時の発電機系
統定数との関係が線形近似できることを利用して、系統
分断発生前の制御対象系統内発電量と連系線潮流値とに
基づき予め周波数最高時および最低時における等価発電
機の系統定数を求めておき、この系統定数を用いて系統
分断発生時の予測過渡周波数最高値，最低値を算出する
ものである。なお、等価発電機とは、系統内の複数の発
電機を等価一機に縮約して表したものであり、その慣性
定数は各発電機の慣性定数の和となる。また、周波数最
高時および最低時における等価発電機の系統定数とは、
従来の系統定数の概念を周波数最高時および最低時に適
用したもので、系統内の周波数が最高値または最低値に
達した時点での系統定数を意味している。
その慣性定数で割った値（正規化発電量）及び系統間の
連系線潮流値と、周波数最高時および最低時の発電機系
統定数との関係が線形近似できることを利用して、系統
分断発生前の制御対象系統内発電量と連系線潮流値とに
基づき予め周波数最高時および最低時における等価発電
機の系統定数を求めておき、この系統定数を用いて系統
分断発生時の予測過渡周波数最高値，最低値を算出する
ものである。なお、等価発電機とは、系統内の複数の発
電機を等価一機に縮約して表したものであり、その慣性
定数は各発電機の慣性定数の和となる。また、周波数最
高時および最低時における等価発電機の系統定数とは、
従来の系統定数の概念を周波数最高時および最低時に適
用したもので、系統内の周波数が最高値または最低値に
達した時点での系統定数を意味している。
【００１０】更に、請求項３では、前記過渡周波数最高
値の算出式を電源制限量を含むように変形して、予測過
渡周波数最高値が発電機の安定運転領域を越えた場合
に、周波数最高値を安定領域内に下げるために必要な電
源制限量を求めるものである。
値の算出式を電源制限量を含むように変形して、予測過
渡周波数最高値が発電機の安定運転領域を越えた場合
に、周波数最高値を安定領域内に下げるために必要な電
源制限量を求めるものである。
【００１１】また、請求項４では、前記系統内の発電機
（通常は主な代表発電機）を等価一機に縮約し、調速
機，すなわちガバナの時定数を一次遅れで近似し、さら
に前記系統内の系統定数から等価発電機の周波数過渡特
性式を導き、その極値を求めることで予測過渡周波数最
高値，最低値を算出するものである。
（通常は主な代表発電機）を等価一機に縮約し、調速
機，すなわちガバナの時定数を一次遅れで近似し、さら
に前記系統内の系統定数から等価発電機の周波数過渡特
性式を導き、その極値を求めることで予測過渡周波数最
高値，最低値を算出するものである。
【００１２】
【作用】この発明における周波数安定化方法は、電力系
統分断時の過渡的な周波数変化の最高値または最低値を
算出するので、従来の落ち着き先周波数（過渡的な周波
数動揺後に落ち着く周波数）に対する制御に比べて、よ
り精度の高い周波数安定化が可能となる。
統分断時の過渡的な周波数変化の最高値または最低値を
算出するので、従来の落ち着き先周波数（過渡的な周波
数動揺後に落ち着く周波数）に対する制御に比べて、よ
り精度の高い周波数安定化が可能となる。
【００１３】また、請求項２においては、予め求めた周
波数最高時および最低時における発電機系統定数を用い
て過渡周波数最高値，最低値を算出するので、系統分断
発生時に容易に周波数最高値，最低値を求めることがで
きる。
波数最高時および最低時における発電機系統定数を用い
て過渡周波数最高値，最低値を算出するので、系統分断
発生時に容易に周波数最高値，最低値を求めることがで
きる。
【００１４】更に、請求項３においては、前記予測過渡
周波数最高値の算出式を電源制限量を含むように変形し
て、周波数最高値を安定領域内に下げるために必要な電
源制限量を求めるので、系統分断発生時の最高周波数を
発電機の安定運転領域まで容易に下げることができる。
周波数最高値の算出式を電源制限量を含むように変形し
て、周波数最高値を安定領域内に下げるために必要な電
源制限量を求めるので、系統分断発生時の最高周波数を
発電機の安定運転領域まで容易に下げることができる。
【００１５】また、請求項４においては、前記周波数過
渡特性式の極値を求めることで、落ち着き先周波数に制
御対象系統固有の係数を掛けるだけで容易に予測周波数
最高値，最低値が算出できる。
渡特性式の極値を求めることで、落ち着き先周波数に制
御対象系統固有の係数を掛けるだけで容易に予測周波数
最高値，最低値が算出できる。
【００１６】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の実施例１を図に基づいて説明する。ま
ず、本発明の基本原理について説明する。図１は、電力
系統分断時における周波数の変化波形である。図におい
て、ｔf 時点が系統分断発生を表し、分断系統が発電力
過剰の場合は、同図（ａ）のように過渡的な最高値を記
録したのちに、発電機の調速機（以下、ガバナと記す）
の時定数に従って落ち着き先周波数値に至る。同様に発
電力不足の場合は、同図（ｂ）のように過渡的な最低値
を経て落ち着き先周波数値に至る。従来の落ち着き先周
波数値を基準とした制御とは異なり、過渡的な周波数最
高値または最低値を算出することにより、精度の高い周
波数制御が可能となる。
ず、本発明の基本原理について説明する。図１は、電力
系統分断時における周波数の変化波形である。図におい
て、ｔf 時点が系統分断発生を表し、分断系統が発電力
過剰の場合は、同図（ａ）のように過渡的な最高値を記
録したのちに、発電機の調速機（以下、ガバナと記す）
の時定数に従って落ち着き先周波数値に至る。同様に発
電力不足の場合は、同図（ｂ）のように過渡的な最低値
を経て落ち着き先周波数値に至る。従来の落ち着き先周
波数値を基準とした制御とは異なり、過渡的な周波数最
高値または最低値を算出することにより、精度の高い周
波数制御が可能となる。
【００１７】図２は、本発明の周波数安定化方法に基づ
いた周波数異常制御装置の構成例である。図において、
１Ａ，１Ｂは発電機（発電所）、２Ａ〜２Ｄは系統内の
母線、３Ａ〜３Ｄは送電線であり、送電線３Ａは本系統
１００との連系線となる。４Ａは計測用端末、４Ｂ〜４
Ｅは制御端末、４Ｎは中央演算装置であり、この中央演
算装置４Ｎは従来と異なり、後述する図３のフローチャ
ートに基づき動作して、本発明の周波数安定化方法を実
行するものである。５は連系線ルート断検出用のセン
サ、６Ａ〜６Ｄは遮断器、７Ａ〜７Ｅはコントロール・
ケーブル、８Ａ〜８Ｅ，８Ｎは情報信号伝送路、９は中
央給電指令所、１０Ａ，１０Ｂは負荷である。
いた周波数異常制御装置の構成例である。図において、
１Ａ，１Ｂは発電機（発電所）、２Ａ〜２Ｄは系統内の
母線、３Ａ〜３Ｄは送電線であり、送電線３Ａは本系統
１００との連系線となる。４Ａは計測用端末、４Ｂ〜４
Ｅは制御端末、４Ｎは中央演算装置であり、この中央演
算装置４Ｎは従来と異なり、後述する図３のフローチャ
ートに基づき動作して、本発明の周波数安定化方法を実
行するものである。５は連系線ルート断検出用のセン
サ、６Ａ〜６Ｄは遮断器、７Ａ〜７Ｅはコントロール・
ケーブル、８Ａ〜８Ｅ，８Ｎは情報信号伝送路、９は中
央給電指令所、１０Ａ，１０Ｂは負荷である。
【００１８】次に本装置の動作について説明する。送電
線３Ａの連系状態は常時センサ５で計測され、コントロ
ール・ケーブル７Ａを通して計測用端末４Ａに入力され
る。中央演算装置４Ｎは、常に計測用端末４Ａからの情
報を伝送路８Ａを通して取り込み、更に中央給電指令所
９から伝送路８Ｎを通して発電機１Ａ，１Ｂの発電情
報，連系線潮流情報をある周期で取り込んでおく。中央
演算装置４Ｎは、必要に応じて電源制限信号，負荷制限
信号を制御端末４Ｂ〜４Ｅに出力し、制御端末４Ｂ〜４
Ｅでは、電源制限信号あるいは負荷制限信号に応じて、
受信した信号の内容から発電機１Ａ，１Ｂ、負荷１０
Ａ，１０Ｂを選択してトリップ信号を出力する。例え
ば、送電線３Ａ（連系線）でルート断事故が発生した場
合、センサ５からの情報からルート断事故を検出したこ
とをキックとして、中央演算装置４Ｎは起動状態に入
り、図３に示したフローチャートに従って、安定化制御
（電源制限，負荷制限）を行う。すなわち、図３におい
て、ステップＳＴ１は故障発生検出による装置起動ブロ
ック、ステップＳＴ２は故障発生時点を基準とするため
の時刻リセットの処理ブロック、ステップＳＴ３は故障
除去の検出ブロックである。ステップＳＴ４では、中央
給電指令所９から取り込んだ情報を基に、連系線潮流値
が制御対象系統から見て送電か受電（ゼロ値を含む）か
を判定し、送電であるならステップＳＴ５に、それ以外
の時はステップＳＴ１１へ進む。ステップＳＴ５では、
中央給電指令所９から取り込んだ連系線潮流値を基に予
め設定しておいたデータから過渡的予測最高周波数値お
よび落ち着き先周波数値を求める。ステップＳＴ６で
は、前記ステップＳＴ５で求めた周波数値が電源制限の
必要な値を越えているか否かを判定し、電源制限が必要
であればステップＳＴ７へ、それ以外の時はステップＳ
Ｔ１７へ進む。ステップＳＴ７では、安定化制御量（電
源制限量）を予め決めたアルゴリズムによって決定す
る。ステップＳＴ８では、ステップＳＴ７で決定した電
源制限量に応じた発電機パターンが存在するか否かを判
定し、存在すればステップＳＴ９に、存在しなければス
テップＳＴ１７へ進む。ステップＳＴ９では、ステップ
ＳＴ７で決定した電源制限量に対応した遮断パターンを
発電機１Ａ，１Ｂから選択する。ステップＳＴ１０で
は、前記ステップＳＴ９で決定した選択パターンに従っ
て、制御端末４Ｂ，４Ｃから遮断器６Ａ，６Ｂにトリッ
プ信号を出力して、ステップＳＴ１７へ進む。一方、ス
テップＳＴ１１では、中央給電指令所９から取り込んだ
連系線潮流値を基に、予め設定しておいたデータから過
渡的予測最低周波数値および落ち着き先周波数値を求め
る。ステップＳＴ１２では、前記ステップＳＴ１１で求
めた周波数値が負荷制限の必要な値を下回っているか否
かを判定し、負荷制限が必要であればステップＳＴ１３
へ、それ以外の時はステップＳＴ１７へ進む。ステップ
ＳＴ１３では、安定化制御量（負荷制限量）を予め決め
たアルゴリズムによって決定する。ステップＳＴ１４で
は、ステップＳＴ１３で決定した負荷制限量に応じた負
荷パターンが存在するか否かを判定し、存在すればステ
ップＳＴ１５に、存在しなければステップＳＴ１７へ進
む。ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１３で決定し
た負荷制限量に対応した遮断パターンを負荷１０Ａ，１
０Ｂから選択する。ステップＳＴ１６では、前記ステッ
プＳＴ１５で決定した選択パターンに従って、制御端末
４Ｄ，４Ｅから遮断器６Ｃ，６Ｄにトリップ信号を出力
して、ステップＳＴ１７へ進む。
線３Ａの連系状態は常時センサ５で計測され、コントロ
ール・ケーブル７Ａを通して計測用端末４Ａに入力され
る。中央演算装置４Ｎは、常に計測用端末４Ａからの情
報を伝送路８Ａを通して取り込み、更に中央給電指令所
９から伝送路８Ｎを通して発電機１Ａ，１Ｂの発電情
報，連系線潮流情報をある周期で取り込んでおく。中央
演算装置４Ｎは、必要に応じて電源制限信号，負荷制限
信号を制御端末４Ｂ〜４Ｅに出力し、制御端末４Ｂ〜４
Ｅでは、電源制限信号あるいは負荷制限信号に応じて、
受信した信号の内容から発電機１Ａ，１Ｂ、負荷１０
Ａ，１０Ｂを選択してトリップ信号を出力する。例え
ば、送電線３Ａ（連系線）でルート断事故が発生した場
合、センサ５からの情報からルート断事故を検出したこ
とをキックとして、中央演算装置４Ｎは起動状態に入
り、図３に示したフローチャートに従って、安定化制御
（電源制限，負荷制限）を行う。すなわち、図３におい
て、ステップＳＴ１は故障発生検出による装置起動ブロ
ック、ステップＳＴ２は故障発生時点を基準とするため
の時刻リセットの処理ブロック、ステップＳＴ３は故障
除去の検出ブロックである。ステップＳＴ４では、中央
給電指令所９から取り込んだ情報を基に、連系線潮流値
が制御対象系統から見て送電か受電（ゼロ値を含む）か
を判定し、送電であるならステップＳＴ５に、それ以外
の時はステップＳＴ１１へ進む。ステップＳＴ５では、
中央給電指令所９から取り込んだ連系線潮流値を基に予
め設定しておいたデータから過渡的予測最高周波数値お
よび落ち着き先周波数値を求める。ステップＳＴ６で
は、前記ステップＳＴ５で求めた周波数値が電源制限の
必要な値を越えているか否かを判定し、電源制限が必要
であればステップＳＴ７へ、それ以外の時はステップＳ
Ｔ１７へ進む。ステップＳＴ７では、安定化制御量（電
源制限量）を予め決めたアルゴリズムによって決定す
る。ステップＳＴ８では、ステップＳＴ７で決定した電
源制限量に応じた発電機パターンが存在するか否かを判
定し、存在すればステップＳＴ９に、存在しなければス
テップＳＴ１７へ進む。ステップＳＴ９では、ステップ
ＳＴ７で決定した電源制限量に対応した遮断パターンを
発電機１Ａ，１Ｂから選択する。ステップＳＴ１０で
は、前記ステップＳＴ９で決定した選択パターンに従っ
て、制御端末４Ｂ，４Ｃから遮断器６Ａ，６Ｂにトリッ
プ信号を出力して、ステップＳＴ１７へ進む。一方、ス
テップＳＴ１１では、中央給電指令所９から取り込んだ
連系線潮流値を基に、予め設定しておいたデータから過
渡的予測最低周波数値および落ち着き先周波数値を求め
る。ステップＳＴ１２では、前記ステップＳＴ１１で求
めた周波数値が負荷制限の必要な値を下回っているか否
かを判定し、負荷制限が必要であればステップＳＴ１３
へ、それ以外の時はステップＳＴ１７へ進む。ステップ
ＳＴ１３では、安定化制御量（負荷制限量）を予め決め
たアルゴリズムによって決定する。ステップＳＴ１４で
は、ステップＳＴ１３で決定した負荷制限量に応じた負
荷パターンが存在するか否かを判定し、存在すればステ
ップＳＴ１５に、存在しなければステップＳＴ１７へ進
む。ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１３で決定し
た負荷制限量に対応した遮断パターンを負荷１０Ａ，１
０Ｂから選択する。ステップＳＴ１６では、前記ステッ
プＳＴ１５で決定した選択パターンに従って、制御端末
４Ｄ，４Ｅから遮断器６Ｃ，６Ｄにトリップ信号を出力
して、ステップＳＴ１７へ進む。
【００１９】以上のように、この発明の実施例１によれ
ば、電力系統間の連系線ルート断時に認められる需給ア
ンバランスによる周波数異常の過渡的な周波数最高値ま
たは最低値を計算し、かつそれに応じた制限量を算出す
るので、より精度の高い安定化制御が可能となる。
ば、電力系統間の連系線ルート断時に認められる需給ア
ンバランスによる周波数異常の過渡的な周波数最高値ま
たは最低値を計算し、かつそれに応じた制限量を算出す
るので、より精度の高い安定化制御が可能となる。
【００２０】実施例２． 実施例２においては、実施例１の連系線ルート断時の最
高周波数値および最低周波数値算出のための具体的な手
法を説明する（最高周波数値算出手法を例にとって説明
する）。連系線潮流値が送電であった場合に連系線がル
ート断事故を起こすと、系統周波数は図１（ａ）のよう
な波形を示し、その最高値ΔＦH1は次式によって求める
ことができる。
高周波数値および最低周波数値算出のための具体的な手
法を説明する（最高周波数値算出手法を例にとって説明
する）。連系線潮流値が送電であった場合に連系線がル
ート断事故を起こすと、系統周波数は図１（ａ）のよう
な波形を示し、その最高値ΔＦH1は次式によって求める
ことができる。
【００２１】
【数２】
【００２２】 ここに、ＫH1：最高周波数時の発電機（等価発電機）の系統定数 ＫHL：負荷の系統定数 ＷOP：制御対象系統内の総発電量（等価発電機の出力） ＷOL：制御対象系統内の総負荷量 Ｌin：連系線潮流値 ここで、負荷の系統定数ＫHLは予め適当な手段によって
求めておくこととし、最高周波数時の発電機系統定数Ｋ
H1は以下のように求める。最高周波数時の発電機系統定
数ＫH1は、制御対象系統内の発電機の稼働状態（発電
量）および連系線潮流値によって左右されるため、図４
に示すように、制御対象系統内の総発電量ＷOPを稼動発
電機の慣性定数合計値Ｍで正規化した値（以後、正規化
総発電量と記す）と連系線潮流値Ｌinで最高周波数時の
発電機系統定数ＫH1を表すと、以下に示す直線式で近似
できる。
求めておくこととし、最高周波数時の発電機系統定数Ｋ
H1は以下のように求める。最高周波数時の発電機系統定
数ＫH1は、制御対象系統内の発電機の稼働状態（発電
量）および連系線潮流値によって左右されるため、図４
に示すように、制御対象系統内の総発電量ＷOPを稼動発
電機の慣性定数合計値Ｍで正規化した値（以後、正規化
総発電量と記す）と連系線潮流値Ｌinで最高周波数時の
発電機系統定数ＫH1を表すと、以下に示す直線式で近似
できる。
【００２３】
【数３】
【００２４】つまり、（２）式の係数ａおよびｂを予め
シミュレーションで設定しておけば、最高周波数時の発
電機系統定数ＫH1は求めることができ、さらに（１）式
から容易に最高周波数値ΔＦH1を求めることができる。
なお、上記では最高値の算出について説明したが、最低
値についても同様に算出することができる。
シミュレーションで設定しておけば、最高周波数時の発
電機系統定数ＫH1は求めることができ、さらに（１）式
から容易に最高周波数値ΔＦH1を求めることができる。
なお、上記では最高値の算出について説明したが、最低
値についても同様に算出することができる。
【００２５】以上、この発明の実施例２によれば、連系
線ルート断時に容易に周波数最高値，最低値を求めるこ
とができる。
線ルート断時に容易に周波数最高値，最低値を求めるこ
とができる。
【００２６】実施例３． 実施例３においては、実施例１の最高周波数に対する電
源制限量を算出する手法を説明する。実施例２で求めた
予測最高周波数値が発電機の安全運転周波数を越えた場
合に実施する電源制限量は次式によって算出することが
できる。
源制限量を算出する手法を説明する。実施例２で求めた
予測最高周波数値が発電機の安全運転周波数を越えた場
合に実施する電源制限量は次式によって算出することが
できる。
【００２７】
【数４】
【００２８】 このように、実施例２の（１）式を上記のように変形す
ることで、図５のように最高周波数ΔＦH1をΔＦH1’に
下げることができるので、その時の必要電源制限量Ｑを
求めることができる。
ることで、図５のように最高周波数ΔＦH1をΔＦH1’に
下げることができるので、その時の必要電源制限量Ｑを
求めることができる。
【００２９】以上、本発明の実施例３によれば、連系線
ルート断時に最高周波数を発電機の安定運転領域まで容
易に下げることができる。
ルート断時に最高周波数を発電機の安定運転領域まで容
易に下げることができる。
【００３０】実施例４． 前記実施例２では、最高周波数時の系統定数を正規化総
発電量で一次近似して定式化することで最高周波数を求
めたが、系統内の代表発電機を等価一機で縮約し、発電
機のガバナの時定数を一次遅れで近似することで、より
容易に最高周波数を算出する手法を説明する。図６は、
制御対象系統を示したモデル系統図である。ここで、ガ
バナの時定数ＴG を一次近似で模擬すると、
発電量で一次近似して定式化することで最高周波数を求
めたが、系統内の代表発電機を等価一機で縮約し、発電
機のガバナの時定数を一次遅れで近似することで、より
容易に最高周波数を算出する手法を説明する。図６は、
制御対象系統を示したモデル系統図である。ここで、ガ
バナの時定数ＴG を一次近似で模擬すると、
【００３１】
【数５】
【００３２】で表せる。更に、連系線ルート断事故発生
後の発電機＃１の動揺方程式は、
後の発電機＃１の動揺方程式は、
【００３３】
【数６】
【００３４】で表せる。ここで、（５）式をｔで微分し
て、
て、
【００３５】
【数７】
【００３６】（４）式を（６）式に代入すると、
【００３７】
【数８】
【００３８】更に、（７）式に（５）式を代入すると
【００３９】
【数９】
【００４０】よって、（１０）式をΔｆについて解くと
次式の周波数過渡特性式を得る。
次式の周波数過渡特性式を得る。
【００４１】
【数１０】
【００４２】更に、（１１）式の極値を求めると、
【００４３】
【数１１】
【００４４】（１３）式を（１１）式に代入すると
【００４５】
【数１２】
【００４６】従って、（１４）式より最高周波数は、落
ち着き先周波数に係数をかけることにより算出すること
ができる。なお、上記では最高値の算出について説明し
たが、最低値についても同様に算出することができる。
ち着き先周波数に係数をかけることにより算出すること
ができる。なお、上記では最高値の算出について説明し
たが、最低値についても同様に算出することができる。
【００４７】以上、本発明の実施例４によれば、落ち着
き先周波数に制御対象系統固有の係数を掛けることによ
って、容易に周波数最高値，最低値が算出でき、より精
度の高い制御が可能となる。
き先周波数に制御対象系統固有の係数を掛けることによ
って、容易に周波数最高値，最低値が算出でき、より精
度の高い制御が可能となる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電力
系統分断時に認められる周波数変化の過渡的な変化に着
目し、分断系統が発電力過剰の場合には予測周波数最高
値を、発電力不足の場合には予測周波数最低値を算出
し、それぞれの値から発電機安定運転領域内に過渡的な
周波数を制御するようにしたので、従来の落ち着き先周
波数に対する制御に比べて、より精度の高い周波数安定
化が可能となる効果がある。
系統分断時に認められる周波数変化の過渡的な変化に着
目し、分断系統が発電力過剰の場合には予測周波数最高
値を、発電力不足の場合には予測周波数最低値を算出
し、それぞれの値から発電機安定運転領域内に過渡的な
周波数を制御するようにしたので、従来の落ち着き先周
波数に対する制御に比べて、より精度の高い周波数安定
化が可能となる効果がある。
【００４９】また、請求項２では、正規化発電量及び連
系線潮流値と、周波数最高時および最低時の発電機系統
定数との関係が線形近似できることを利用して、系統分
断発生前の発電量と連系線潮流値とに基づき予め周波数
最高時および最低時の系統定数を求めておき、この系統
定数を用いて系統分断発生時の過渡周波数最高値，最低
値を算出するので、系統分断発生時に容易に周波数最高
値，最低値を求めることができる効果がある。
系線潮流値と、周波数最高時および最低時の発電機系統
定数との関係が線形近似できることを利用して、系統分
断発生前の発電量と連系線潮流値とに基づき予め周波数
最高時および最低時の系統定数を求めておき、この系統
定数を用いて系統分断発生時の過渡周波数最高値，最低
値を算出するので、系統分断発生時に容易に周波数最高
値，最低値を求めることができる効果がある。
【００５０】更に、請求項３では、前記過渡予測周波数
最高値の算出式を電源制限量を含むように変形して、周
波数最高値を安定領域内に下げるために必要な電源制限
量を求めるので、系統分断発生時の最高周波数を発電機
の安定運転領域まで容易に下げることができる効果があ
る。
最高値の算出式を電源制限量を含むように変形して、周
波数最高値を安定領域内に下げるために必要な電源制限
量を求めるので、系統分断発生時の最高周波数を発電機
の安定運転領域まで容易に下げることができる効果があ
る。
【００５１】また、請求項４では、等価発電機の周波数
過渡特性式の極値を求めることで、落ち着き先周波数に
制御対象系統固有の係数を掛けるだけで容易に過渡予測
周波数最高値，最低値を算出することができる効果があ
る。
過渡特性式の極値を求めることで、落ち着き先周波数に
制御対象系統固有の係数を掛けるだけで容易に過渡予測
周波数最高値，最低値を算出することができる効果があ
る。
【図１】この発明の基本原理を示す連系線ルート断時の
周波数波形図である。
周波数波形図である。
【図２】この発明の実施例１を示す周波数異常制御装置
の構成図である。
の構成図である。
【図３】図２の装置における処理のフローチャートであ
る。
る。
【図４】この発明の実施例２を示す正規化総発電量と最
高周波数時系統定数との関係を示す図である。
高周波数時系統定数との関係を示す図である。
【図５】この発明の実施例３を示す電源制限時と無制御
時の波形図である。
時の波形図である。
【図６】この発明の実施例４を示すモデル系統図であ
る。
る。
【図７】従来の周波数異常制御装置の構成図である。
１Ａ，１Ｂ 発電機（発電所） ２Ａ〜２Ｄ 母線 ３Ａ 送電線（連系線） ３Ｂ〜３Ｄ 送電線 ４Ａ 計測用端末 ４Ｂ〜４Ｅ 制御端末 ４Ｎ 中央演算装置 ５ ルート断検出用センサ ６Ａ〜６Ｄ 遮断器 ７Ａ〜７Ｅ コントロール・ケーブル ８Ａ〜８Ｅ，８Ｎ 情報信号伝送路 ９ 中央給電指令所 １０Ａ，１０Ｂ 負荷
フロントページの続き (72)発明者 白石 一雄 高松市丸の内２番５号 四国電力株式会 社内 (72)発明者 宮本 喜弘 高松市丸の内２番５号 四国電力株式会 社内 (72)発明者 吉備 和仁 神戸市兵庫区浜山通６丁目１番１号 三 菱電機エンジニアリング株式会社 神戸 事業所内 (72)発明者 押田 秀治 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (72)発明者 中村 正則 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (72)発明者 服部 俊樹 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−121916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−150040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−46123（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 3/00 - 5/00 H02H 3/48
Claims (4)
- 【請求項１】 電力系統に系統分断が生じて、分離され
た系統における発電機の発電力と負荷の消費電力との間
に不均衡が生じた場合に、その需給アンバランス量から
発電力過剰時には過渡的な周波数上昇の予測最高値を、
また発電力不足時には過渡的な周波数下降の予測最低値
を求め、その周波数値が発電機のプラント特性から制限
される安定運転領域を外れると判定される時に、ぞれぞ
れに応じた電源制限，負荷制限を行うことを特徴とする
周波数安定化方法。 - 【請求項２】 前記過渡周波数最高値，最低値を算出す
るに際して、予め周波数最高時および最低時における等
価発電機の系統定数を求めるために、前記等価発電機の
出力をその慣性定数で割った正規化発電量及び系統間の
連系線潮流値と前記系統定数値との関係が線形近似でき
ることを利用し、系統分断発生前の制御対象系統内の発
電量と連系線潮流値とに基づき得られる周波数最高時及
び最低時における発電機系統定数を用いて予測過渡周波
数最高値，最低値を算出することを特徴とする請求項第
１項記載の周波数安定化方法。 - 【請求項３】 前記過渡周波数最高値が発電機の安定運
転領域を越えた場合に、周波数最高値を安定領域内に下
げるために、前記過渡周波数最高値の算出式を電源制限
量を含むように変形して電源制限量を求めることを特徴
とする請求項第２項記載の周波数安定化方法。 - 【請求項４】 前記過渡周波数最高値，最低値を算出す
るに際して、前記系統内の発電機を等価一機に縮約し、
調速機の時定数を一次遅れで近似し、さらに前記系統内
の系統定数から等価発電機の周波数過渡特性式を導き、
その極値を求めることで過渡周波数最高値，最低値を算
出することを特徴とする請求項第１項記載の周波数安定
化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326520A JP2869320B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 周波数安定化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326520A JP2869320B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 周波数安定化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07184324A JPH07184324A (ja) | 1995-07-21 |
| JP2869320B2 true JP2869320B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=18188753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5326520A Expired - Fee Related JP2869320B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 周波数安定化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869320B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109066726B (zh) * | 2018-08-07 | 2021-07-13 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种综合多类措施的频率安全紧急协调优化控制方法 |
| CN114884086B (zh) * | 2022-04-24 | 2024-07-05 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 基于风储系统的控制方法、装置、设备和存储介质 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5326520A patent/JP2869320B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07184324A (ja) | 1995-07-21 |
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