JP2965253B2 - Power system monitoring and control system - Google Patents

Power system monitoring and control system

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JP2965253B2 JP63205943A JP20594388A JP2965253B2 JP 2965253 B2 JP2965253 B2 JP 2965253B2 JP 63205943 A JP63205943 A JP 63205943A JP 20594388 A JP20594388 A JP 20594388A JP 2965253 B2 JP2965253 B2 JP 2965253B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は良質な電気を高信頼度に安定して供給するこ
とを支援する電力系統監視制御システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a power system monitoring and control system that supports stable and reliable supply of high-quality electricity.

(従来の技術) 従来の電力系統監視制御システムにて系統電圧を監視
する場合、現在の系統電圧の状態を表示し、これが電圧
目標値の上限値と下限値との範囲内にあるか否かを監視
し、範囲外にあるときは警報するようにしている。
(Prior Art) When monitoring a system voltage with a conventional power system monitoring and control system, a current state of the system voltage is displayed, and whether or not this is within a range between an upper limit value and a lower limit value of a voltage target value. Is monitored, and an alarm is issued when it is out of the range.

(発明が解決しようとする課題) 上記した通り、従来システムでは系統電圧の安定度に
関してはオペレータの判断に委ねられている。しかし電
圧の安定度限界がどこにあるかを知る方法がなかったた
め、過去に経験されていない特異な電力系統状態になっ
た時、例えば予測できないほどの重負荷になった時や負
荷の急激な変化が発生した時は、状況によっては系統電
圧を安定に維持できるか否かは不確実な状態となる虞れ
があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional system, the stability of the system voltage is left to the judgment of the operator. However, since there was no way to know where the voltage stability limit was, when the power system became unusual in the past, such as when the load became unpredictably heavy or when the load suddenly changed. Occurs, it may be uncertain whether the system voltage can be stably maintained depending on the situation.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電力
系統の電圧の安定度に関して諸データを提供し、一層質
の高い電力系統の監視、運用の可能な電力系統監視制御
システムを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides various data regarding the stability of voltage of a power system, and provides a power system monitoring and control system capable of monitoring and operating a higher quality power system. It is an object.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための構成を、第1図にて説明す
ると本発明は電力系統からの系統情報を情報伝送装置を
介して電子計算機へ入力し、これらの各情報をもとに処
理して電圧安定度についての諸データを表示装置に出力
する電力系統監視制御システムにおいて、情報伝送装置
を介して伝送されてきた系統情報から被監視電力系統の
現在状態を定める系統状態決定手段(S10)と、系統状
態決定手段により求められた現在系統状態と過去の実績
あるいは総需要予測結果より数分先あるいは数時間先の
将来の電力系統の状態を予測する将来系統状態予測手段
(S20)と、前記将来系統状態予測手段によって定めら
れた将来予測系統状態に対して、需要電力Pと母線電圧
VのP−V曲線により電圧の安定限界を求める安定度限
界計算手段(S30)と、前記決定された将来予測系統状
態の電圧の安定限界を境にして安定領域では安定度限界
からどれだけ離れているかによって将来予測系統状態に
対して系統電圧の安定度の程度を判定する安定度監視手
段(S40)と、系統電圧を調整するための機器が電圧安
定度を高める効果量計算手段(S50)と、系統電圧が不
安定であるときこれを安定にするために必要な、又は不
安定に近いレベルと判定したときは安定度を高めるため
に調整量を求める調整量計算手段(S60)と、前記各演
算結果としての諸データを出力する出力手段(S70)と
から構成した。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A structure for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1. In the present invention, system information from a power system is transmitted to an electronic computer via an information transmission device. A power system monitoring and control system that inputs, processes based on each of these information, and outputs various data on voltage stability to a display device. System state determination means (S10) for determining the current state of the system, and the state of the future power system several minutes or several hours ahead of the current system state obtained by the system state determination means and past results or total demand forecast results (S20) for predicting the future power system state and the future power system state determined by the future system state prediction means. A stability limit calculating means (S30) for determining a limit; and a distance from the stability limit in the stability region with respect to the determined voltage stability limit of the future predicted system state. Stability monitoring means (S40) for judging the degree of system voltage stability, effect amount calculating means (S50) for increasing the system voltage regulation by a device for adjusting the system voltage, and when the system voltage is unstable An adjustment amount calculating means (S60) for obtaining an adjustment amount for increasing the stability when it is determined that the level is necessary or close to unstable for stabilizing the data; And output means (S70).

(作 用) 先ず、系統状態決定手段が情報伝送装置より入力され
る電力系統の情報の、誤差を含む計測値を用いて被監視
電力系統の現在状態を決定し、将来系統予測手段は系統
状態決定手段で求められた現在系統状態と過去の実績あ
るいは総需要予測結果より数分先あるいは数時間先の将
来の状態を決定する。次いで電圧安定度限界計算手段が
将来系統状態予測手段によって定められた将来予測系統
状態に対して需要電力Pと母線電圧VのP−V曲線によ
り電圧の安定度限界を求める。そして安定度監視手段が
前記決定された電圧の安定限界を境にして将来予測系統
状態に対して、安定領域では安定度限界からどれだけ離
れているかによって、系統電圧の安定度の程度を判定す
る。
(Operation) First, the system state determination means determines the current state of the monitored power system using the measurement value including the error of the power system information input from the information transmission device, and the future system prediction means determines the system state. A future state that is several minutes or several hours ahead of the current system state obtained by the determination means and past results or total demand prediction results is determined. Next, the voltage stability limit calculating means obtains a voltage stability limit based on the PV curve of the demand power P and the bus voltage V with respect to the future predicted system state determined by the future system state predicting means. Then, the stability monitoring means determines the degree of stability of the system voltage based on how far from the stability limit in the stable region with respect to the future predicted system state at the determined voltage stability limit. .

又、効果量計算手段は系統電圧を調整するための機器
が電圧安定度を高めるための効果量を求め、調整量計算
手段が系統電圧が不安定であるとき、これを安定にする
ために必要な、又は不安定に近いレベルと判定したとき
は安定度を高めるために調整量を求め、最後に出力手段
が上記各手段の種々の結果をCRT等のマンマシン・イン
ターフェース装置へ出力する。
In addition, the effect amount calculation means obtains an effect amount for the device for adjusting the system voltage to increase the voltage stability, and the adjustment amount calculation means is required to stabilize the system voltage when the system voltage is unstable. If it is determined that the level is near or unstable, an adjustment amount is obtained to increase the stability, and finally, the output means outputs various results of the above means to a man-machine interface device such as a CRT.

(実施例) 以下図面を参照して実施例を説明する。説明の都合上
で第2図から説明するが、第2図は本発明による電力系
統監視制御システムの構成例図である。
(Example) Hereinafter, an example is described with reference to drawings. FIG. 2 will be described for convenience of explanation. FIG. 2 is a configuration example of a power system monitoring and control system according to the present invention.

第2図において、1は電力系統であり、この電力系統
の状態を計測しその計測値を伝送する情報伝送装置2−
1と、伝送路3を介して前記情報を受信する情報伝送装
置2−2と、これらの情報を受けて電圧安定度に関する
処理をする電子計算機4と、電子計算機4の処理結果を
表示するマンマシン・インターフェース装置(MMI)か
らなっている。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a power system, which is an information transmission device 2 that measures the state of the power system and transmits the measured value.
1, an information transmission device 2-2 that receives the information via the transmission line 3, an electronic computer 4 that receives the information and performs a process related to the voltage stability, and a man that displays a processing result of the electronic computer 4. It consists of a machine interface device (MMI).

なお、電力系統からの計測情報としては、例えば発電
機の電圧と出力,負荷の有効電力と無効電力,有効電力
潮流,無効電力潮流、母線電圧,しゃ断器と断路器の開
閉状態,変圧機のタップ位置等がある。したがって電子
計算機4は電力系統からの前記各現在計測情報を入力
し、これらの現在情報をもとに数分先あるいは数時間先
の将来電力系統状態の予測データを後述する電圧安定度
に関して処理を行い、その結果としての種々の電圧安定
度に関するデータをMMI装置に表示する。
The measurement information from the power system includes, for example, the voltage and output of the generator, the active power and reactive power of the load, the active power flow, the reactive power flow, the bus voltage, the open / closed state of circuit breakers and disconnectors, and the There are tap positions and the like. Therefore, the computer 4 inputs the respective current measurement information from the electric power system, and processes the prediction data of the future electric power system state several minutes or several hours ahead based on the current information with respect to the voltage stability described later. And displays the resulting data on the various voltage stability on the MMI device.

第1図は電子計算機の電圧安定度に関する処理内容を
示すフローチャートである。第1図において、系統状態
決定処理(S10)では情報伝送装置より入力された電力
系統の誤差を含む計測情報を用いて、最も確からしい電
力系統の現在系統状態値、即ち、第8図のに対応する
状態を重み付き最少2乗推定法により求める。将来系統
状態予測処理(S20)は現在系統状態及び過去の実績あ
るいは総需要予測結果等より第8図の又は第3図の
に対応する数分先あるいは数時間先の将来の電力系統の
状態を予測する。次いで安定度限界計算処理(S30)が
将来系統状態予測処理によって定められた将来予測系統
状態に対して需要電力Pと母線電圧VのP−V曲線によ
り電圧の安定度限界を求める。
FIG. 1 is a flow chart showing the processing contents concerning the voltage stability of the electronic computer. In FIG. 1, in the system state determination processing (S10), the most probable current system state value of the power system, that is, as shown in FIG. The corresponding state is determined by a weighted least squares estimation method. The future power system state prediction process (S20) is based on the present power system state and the future power system state several minutes ahead or several hours ahead corresponding to FIG. 8 or FIG. Predict. Next, a stability limit calculation process (S30) obtains a voltage stability limit based on a PV curve of the demand power P and the bus voltage V for the future predicted system state determined by the future system state prediction process.

そして安定度監視処理(S40)が前記決定された電圧
の安定限界を境にして将来予測系統状態に対して、安定
領域では安定度限界からどれだけ離れているかによっ
て、系統電圧の安定度の程度を判定する。又、効果量計
算処理(S50)は系統電圧を調整するための機器が電圧
安定度を高めるための効果量を求める。そして調整量計
算処理(S60)は系統電圧が不安定であるときこれを安
定にするために必要な、又は不安定に近いレベルと判定
したときは安定度を高めるために調整量を求め、出力処
理(S70)では前記各処理の結果としての種々のデータ
をMMI装置5に表示する。以下に各処理に手順の詳細を
説明する。
Then, the stability monitoring process (S40) determines the degree of stability of the system voltage based on how far from the stability limit in the stability region the future predicted system state will be at the determined voltage stability limit. Is determined. In the effect amount calculation process (S50), the device for adjusting the system voltage obtains the effect amount for increasing the voltage stability. Then, the adjustment amount calculation processing (S60) calculates an adjustment amount to increase the stability when the system voltage is unstable or is determined to be necessary to stabilize the system voltage or when the level is close to unstable. In the process (S70), various data as a result of each process are displayed on the MMI device 5. The details of the procedure for each process will be described below.

情報伝送装置2−1,2−2を介して受信する電力系統
の計測データには、トランスジューサの変換誤差や、故
障あるいは計測時刻の不揃い等に起因する誤差が含まれ
ているのが通常である。そこで系統状態決定処理(S1
0)では、これらの誤差を含んだ測定値より、最も確か
らしい系統状態値、即ち、ノード電圧、電圧の位相角を
重み付き最少2乗推定方法、即ち、状態推定計算により
決定する。一般に誤差を含む測定値は次のように表せ
る。
The measurement data of the power system received via the information transmission devices 2-1 and 2-2 usually includes a conversion error of the transducer, and an error due to a failure or an irregular measurement time. . Therefore, the system status determination processing (S1
In (0), the most probable system state value, that is, the node voltage and the phase angle of the voltage, are determined by the weighted least squares estimation method, that is, the state estimation calculation, from the measurement values including these errors. Generally, a measurement value including an error can be expressed as follows.

z=h(x)+ε ……(1) 但し、 z:測定値のベクトル。 z = h (x) + ε (1) where z is a vector of measured values.

x:状態変数の真値、即ち、ノード電圧とその位相角
のベクトル。
x: True value of the state variable, that is, a vector of the node voltage and its phase angle.

h(x):xより測定値の真値を求める関数のベクト
ル。
h (x): Vector of functions for finding the true value of the measured value from x.

ε:測定誤差のベクトル。 ε: vector of measurement error.

このとき、測定値とその推定値の残差の2乗割、 J=(z−h(x))tw(z−h(x))……(2) 但し、 w:各測定値の誤差の重みのマトリックス。At this time, 2 Nowari residual of measured values and the estimated value, J = (z-h ( x)) t w (z-h (x)) ...... (2) where, w: the respective measurement value Error weight matrix.

z−h(x):測定値の残差のベクトル。 zh (x): vector of residuals of measured values.

t:ベクトルの転置を示す。 t: Indicates transposition of a vector.

を最少にする状態変数xの推定値xを求める。次に求め
られたxより電力潮流の推定値を求める。以上の手順に
より計測値に含まれている誤差の影響が除かれたより確
かな電力系統の状態が得られる。その結果より第8図の
の位置が定まる。
Is obtained as the estimated value x of the state variable x that minimizes Next, an estimated value of the power flow is obtained from the obtained x. By the above procedure, a more reliable state of the power system in which the influence of the error included in the measurement value is removed can be obtained. The position shown in FIG. 8 is determined from the result.

将来系統状態予測処理(S20)は現在系統状態に対し
て将来時点の総需要予測データ,発電機出力,融通電力
等の予測分配値,電力系統変更スケジュール,発電機の
AVR基準値パターン等による修正を加えることにより将
来時点の電力系統モデル並びに電力系統状態データを求
めるが、求められたデータは個別制御機器,例えば個別
VQC装置等の応動が考慮されていないため、求められた
データと前回予測の個別制御機器の予測データを用いて
潮流計算を行ない、個別制御機器応動なしの場合の電力
系統状態予測データを求め、ここで求められたデータに
個別制御機器の応動状態を反映させた応動予測計算を行
ない個別制御機器の応動予測データを求め、最後に上で
求めた将来時点の電力系統状態データと個別制御機器の
応動予測データを用いた潮流計算を行なうことにより、
第8図の又は第3図のに対応する個別制御機器の応
動を模擬した将来時点の最終的な電力系統状態データを
得る。
The future system state prediction process (S20) is based on the current system state and the total demand forecast data at the future time, generator output, predicted distribution values such as interchange power, power system change schedule,
The power system model and the power system state data at the future time are obtained by making corrections using the AVR reference value pattern, etc.
Since the response of the VQC device etc. is not considered, the power flow is calculated using the obtained data and the prediction data of the individual control device of the previous prediction, and the power system state prediction data without the individual control device response is obtained. A response prediction calculation is performed by reflecting the response state of the individual control device in the data obtained here, and the response prediction data of the individual control device is obtained.Finally, the power system status data at the future time obtained above and the individual control device By performing the tidal flow calculation using the response prediction data,
Final power system state data at a future point in time simulating the response of the individual control device corresponding to FIG. 8 or FIG. 3 is obtained.

安定度限界計算処理(S30)は、電力系統の潮流計算
が非線形の2次連立方程式であるため複数の解を持ち、
或る与えられた需要に対して潮流計算を行なうと第3図
のとのように電圧が高めの解と低めの解が得られ、
その中間点が電圧安定限界となる。即ち、電圧が第3図
の安定限界より高いときは安定状態であり、低いときは
不安定状態であることから、次の手順により電圧安定限
界を求める。まず将来系統状態予測処理(S20)が求め
た第3図のの点の将来系統状態より、需要を或る量だ
け増加させた時の状態を求める。即ち、増加された需要
に対して経済負荷配分計算を行い発電機の出力を決定
し、負荷の総重要に対する分布係数と負荷の力率とによ
り負荷の有効電力と無効電力とを決定し、その条件で潮
流計算を行った結果の高め解がである。このように順
次、需要を増加させ潮流計算の解が得られなくなるまで
計算する。その結果が,,,である。次に、
,,,に対応する低め解、,,,を求
める。
The stability limit calculation process (S30) has multiple solutions because the power flow calculation of the power system is a non-linear system of quadratic equations,
When a power flow is calculated for a given demand, a solution with a higher voltage and a solution with a lower voltage are obtained as shown in FIG.
The intermediate point is the voltage stability limit. That is, when the voltage is higher than the stability limit shown in FIG. 3, the voltage is in a stable state, and when the voltage is lower, the voltage is in an unstable state. First, the state when the demand is increased by a certain amount is obtained from the future system state at the point in FIG. 3 obtained by the future system state prediction processing (S20). That is, the economic load distribution calculation is performed on the increased demand, the output of the generator is determined, and the active power and the reactive power of the load are determined based on the distribution coefficient and the power factor of the load with respect to the total importance of the load. It is a higher solution of the result of performing the tidal current calculation under the condition. In this way, the calculation is sequentially performed until the demand is increased and the solution of the power flow calculation cannot be obtained. The result is, next,
Find a lower solution, ,, corresponding to,,,.

一般に二次以上の方程式の解をニュートン・ラフソン
法のような逐次修正法によって求める場合、複数の解の
うちどの解が得られるかは解の初期値、即ち、最初の近
似値によって定まるため、の低め解はノード電圧とそ
の位相角の初期値を小さくすることによって求められ
る。の解をの解を求めるための初期値とし、の解
をの解を求めるための初期値とし、の解をの解を
求めるための初期値として、順次,,,の点を
求める。との中間点ととの中間点ととの中
間点ととの中間点とが安定限界と定義する。
In general, when a solution of a quadratic or higher-order equation is obtained by a sequential correction method such as the Newton-Raphson method, which solution is obtained among a plurality of solutions is determined by an initial value of the solution, that is, an initial approximate value. Is obtained by reducing the initial values of the node voltage and its phase angle. The points of,... Are sequentially determined as the initial value for obtaining the solution of, the initial value for obtaining the solution of, and the initial value for obtaining the solution of. An intermediate point between the intermediate point and the intermediate point between and is defined as the stability limit.

P−V曲線を作図するための潮流計算を繰り返す場
合、調相用コンデンサーやリアクトルの投入量、変圧器
のタップ位置,同期調相機電圧、即ち、無効電力と電圧
の調整に関する機器状態を固定して潮流計算を行なうの
が一般的である。即ち、条件を変化させるのは、総需要
を増加させることに伴なう負荷の有効電力と無効電力及
び発電機出力だけである。これは負荷の有効電力と無効
電力及び発電機出力が同じであっても、調相用コンデン
サーやリアクトルの投入量,変圧器のタップ位置,同期
調相機電圧及び発電機電圧が異なると母線電圧が相違
し、異なったP−V曲線となることから、一定の条件で
電圧安定性を評価するために調相用コンデンサーやリア
クトルの投入量,変圧器のタップ位置,同期調相機電圧
及び発電機電圧を固定してP−V曲線の計算を行なうの
が典型的な方法である。
When repeating the power flow calculation for plotting the PV curve, fix the input states of the phase adjustment capacitors and reactors, the tap positions of the transformers, the synchronous phase adjuster voltage, that is, the equipment state related to the adjustment of the reactive power and voltage. It is common to calculate the tidal current by using That is, only the active power and reactive power of the load and the generator output accompanying the increase in the total demand change the condition. This means that even if the active power and reactive power of the load and the generator output are the same, the bus voltage will be different if the input of the phase-adjustment capacitor and reactor, the tap position of the transformer, the synchronous phase adjuster voltage and the generator voltage are different. Since different and different PV curves are obtained, in order to evaluate the voltage stability under a certain condition, the input amount of a capacitor and a reactor for phase adjustment, a tap position of a transformer, a voltage of a synchronous phase shifter and a generator voltage. It is a typical method to calculate the PV curve while fixing.

本発明には直接の関係はないが、現在系統状態に対し
ては、系統状態決定処理(S10)により定められた調相
用コンデンサーやリアクトルの投入量,変圧器のタップ
位置,同期調相機電圧及び発電機電圧を用いてP−V曲
線を作成するのが普通である。将来予測系統状態に対し
ては、将来系統状態予測処理(S20)により定められた
調相用コンデンサーやリアクトルの投入量,変圧器のタ
ップ位置,同期調相機電圧及び発電機電圧を用いてP−
V曲線を作成する。現在系統状態と将来予測系統状態で
は、総需要の値が異なれば、例えば需要が増加すると系
統電圧が低下するので個別制御機器例えば個別VQCの動
作により調相用コンデンサーやリアクトルの投入量,変
圧器のタップ位置,同期調相機電圧及び発電機電圧が調
整されるのが普通である。
Although not directly related to the present invention, for the current system state, the input amounts of the phase-adjusting capacitors and reactors determined by the system state determination process (S10), the tap positions of the transformer, the voltage of the synchronous phase adjuster And generating the PV curve using the generator voltage. For the predicted future system state, the input of the phase-adjusting capacitors and reactors, the tap position of the transformer, the synchronous phase adjuster voltage, and the generator voltage determined by the future system state prediction process (S20) are used.
Create a V-curve. In the current system state and the future system state, if the value of the total demand is different, for example, if the demand increases, the system voltage will decrease. Therefore, the operation of individual control devices, such as individual VQC, the input amount of phase-adjusting capacitors and reactors, transformers The tap position, synchronous phase shifter voltage and generator voltage are usually adjusted.

本発明では個別機器の応動予測等により将来系統状態
に対する調相用コンデンサーやリアクトルの投入量,変
圧器のタップ位置,同期調相機電圧及び発電機電圧を予
測している。このように将来予測系統状態では、系統状
態決定処理(S10)によって定められた現在系統状態と
総需要の値が異なれば、例えば現在状態より需要が増加
すれば調相用コンデンサーやリアクトルの投入量,変圧
器のタップ位置,同期調相機電圧及び発電機電圧が異な
るので、第8図に示すように異なったP−V曲線とな
る。即ち、現在系統P−V曲線は,,の曲線、将
来予測系統P−Vの曲線は,,の曲線となる。現
在系統P−V曲線の上の現在状態は系統状態決定処理
(S10)により定められた点であり、将来予測系統P
−V曲線上の将来時点での予測現在状態は将来系統予測
処理(S20)によって定められた点である。
According to the present invention, the input amounts of the phase-adjusting capacitors and reactors, the tap positions of the transformers, the synchronous phase shifter voltage, and the generator voltage are predicted with respect to the future system state by predicting the response of individual devices. In this way, in the future predicted system state, if the current system state and the total demand value determined by the system state determination process (S10) are different, for example, if the demand increases from the current state, the input amount of the phase-adjusting capacitors and reactors , Transformer tap position, synchronous phaser voltage and generator voltage are different, resulting in different PV curves as shown in FIG. That is, the current system PV curve becomes a curve of, and the curve of the future prediction system PV becomes a curve of. The current state on the current system PV curve is a point determined by the system state determination processing (S10), and the future predicted system P
The predicted current state at a future point on the -V curve is a point determined by the future system prediction process (S20).

第4図は電圧安定度のレベルを示す図であり、安定度
監視処理(S40)は安定度限界計算処理(S30)が求めた
第4図に示されているような電圧安定度限界曲線に対し
て将来系統状態の電圧安定度がどうなっているかを下記
の項目につき評価する。
FIG. 4 is a diagram showing the levels of voltage stability. The stability monitoring process (S40) uses the voltage stability limit curve as shown in FIG. 4 obtained by the stability limit calculation process (S30). On the other hand, the following items will be evaluated on the voltage stability of the system status in the future.

(1)電圧安定度IVS=Vt−VSL(Pt) Vt:将来系統電圧、即ち、第8図のに対応する電
圧。
(1) Voltage stability IVS = V t -VSL (P t ) V t: future system voltage, i.e., voltage corresponding to Figure 8.

VSL(P):電力総需要Pのときの安定度限界電圧。 VSL (P): Stability limit voltage at the time of total power demand P.

P:総需要 Pt:将来の総需要、即ち、第8図のに対応する電力
総需要。
P: Gross demand Pt : Future gross demand, that is, gross power demand corresponding to the one shown in FIG.

(2)安定度レベルの判定 将来系統状態の電力系統の系統電圧の安定度のレベル
を上記電圧安定度IVSを用いて判定する。即ち、将来系
統の電圧安定度の状態、即ち、IVSの大きさが第4図に
示されている安定状態,安定度注意,安定度警戒,不安
定の各領域のどれに含まれているかを判定する。
(2) Determination of stability level The stability level of the system voltage of the power system in the future system state is determined using the voltage stability IVS. That is, the state of the voltage stability of the future system, that is, whether the magnitude of the IVS is included in each of the stable state, stability attention, stability alert, and unstable areas shown in FIG. judge.

効果量計算処理(S50)はコンデンサー,リアクト
ル,変圧器のタップ,発電機電圧等の系統電圧を調整す
るための機器が電圧安定度を高める効果の量を求める。
第4図から分かるように電圧安定度は電力系統の電圧を
高めることによって大きくなる。即ち、系統電圧が安定
度限界電圧より高いほど安定となる。従って電圧調整機
器を単位量だけ調整したとき系統電圧がどれだけ上昇す
るか、即ち、電圧感度係数ΔV/ΔCqが安定度の改善の効
果量である。電圧感度係数は次の方法で求める。調整前
も調整後もノードに流出入する有効電力の和Fと無効電
力の和Gが常に零であることにより、 調整前: F(V,Cq,θ)=0 ……(3) G(V,Cq,θ)=0 ……(4) ここで、F,Gはベクトルである。
In the effect amount calculation process (S50), a device for adjusting a system voltage such as a condenser, a reactor, a tap of a transformer, a generator voltage or the like obtains an amount of an effect of increasing voltage stability.
As can be seen from FIG. 4, the voltage stability is increased by increasing the voltage of the power system. That is, the more stable the system voltage is, the higher the stability limit voltage is. Therefore, how much the system voltage rises when the voltage regulator is adjusted by a unit amount, that is, the voltage sensitivity coefficient ΔV / ΔC q is the effect amount of the improvement of stability. The voltage sensitivity coefficient is obtained by the following method. Before and after the adjustment, the sum F of the active power and the sum G of the reactive power flowing into and out of the node are always zero. Before the adjustment: F (V, Cq , θ) = 0 (3) G (V, C q , θ) = 0 (4) Here, F and G are vectors.

調整後: F(V=ΔV,Cq+ΔCq,θ+Δθ)=0 ……(5) G(V=ΔV,Cq+ΔCq,θ+Δθ)=0 ……(6) となる。ここで、 V:ノード電圧。Adjusted: F (V = ΔV, C q + ΔC q, θ + Δθ) = 0 ...... (5) G (V = ΔV, C q + ΔC q, θ + Δθ) = 0 becomes ... (6). Where: V: node voltage.

θ:ノード電圧の位相角。 θ: phase angle of the node voltage.

Cq:コンデンサー(SC)やリアクトル(ShR)等の無効
電力関連調整変数である。
C q : a reactive power-related adjustment variable such as a capacitor (SC) and a reactor (ShR).

次に(5),(6)式をテーラ展開すると、 F(V=ΔV,Cq+ΔCq,θ+Δθ) =F(V,Cq,θ)+Fv・ΔV+Fcq・ΔCq +Fθ+Δθ ……(7) G(V=ΔV,Cq+ΔCq,θ+Δθ) =G(V,Cq,θ)+Gv・ΔV+Gcq・ΔCq +Gθ+Δθ ……(8) となる。ここで、 Fv,Fcq,Fθ,Gv,Gcq,Gθ:テーラ展開係数のマトリッ
クスである。
Next (5), when the (6) to Taylor expansion, F (V = ΔV, C q + ΔC q, θ + Δθ) = F (V, C q, θ) + F v · ΔV + F cq · ΔC q + F θ + Δθ ... ... the (7) G (V = ΔV , C q + ΔC q, θ + Δθ) = G (V, C q, θ) + G v · ΔV + G cq · ΔC q + G θ + Δθ ...... (8). Here, F v, F cq, F θ, G v, G cq, G θ: Taylor is a matrix of the expansion coefficients.

したがって、 Fv+ΔV+Fcq・ΔCq+Fθ+Δθ=0 ……(9) Gv+ΔV+Gcq・ΔCq+Gθ+Δθ=0 ……(10) であり、SCまたはShRの投入または解放の場合は、Fcq
0であるから(9),(10)式よりΔθを消去して、 ΔV/ΔCq=−(Gv−Fθ -1・Fv-1・Gcq ……(11) となる。ここで、処理(S40)の結果であるVとθを用
いてGV,Fθ,Fv,Gcqの計算を行なう。このようにして求
めた調整機器が系統電圧の安定度を改善する効果量の例
を第5図に示す。
Thus, an F v + ΔV + F cq · ΔC q + F θ + Δθ = 0 ...... (9) G v + ΔV + G cq · ΔC q + G θ + Δθ = 0 ...... (10), if the up or release of the SC or ShR is F cq =
Since 0 (9), (10) erases the Δθ from equation, ΔV / ΔC q = - a (G v -F θ -1 · F v) -1 · G cq ...... (11). Here, G V , F θ , F v , and G cq are calculated using V and θ obtained as a result of the process (S40). FIG. 5 shows an example of the effect amount obtained by the adjustment device thus improving the stability of the system voltage.

調整量計算処理(S60)は処理(S40)により系統電圧
が不安定と判定された場合、即ち、現在並びに将来の系
統電圧が電圧安定度限界曲線より低い場合、安定な状態
に復元をするために必要な調整量Rを求める。系統電圧
を第4図に示されている電圧安定度限界電圧曲線より高
くするために必要な電圧上昇量VUPを安定度監視処理S40
が求めた電圧安定度IVSより次のように求める。
The adjustment amount calculation process (S60) is for restoring to a stable state when the system voltage is determined to be unstable by the process (S40), that is, when the current and future system voltages are lower than the voltage stability limit curve. Is obtained for the adjustment amount R required. The amount of voltage rise VUP required to make the system voltage higher than the voltage stability limit voltage curve shown in FIG.
Is obtained from the voltage stability IVS obtained as follows.

VUP=−IVS+α ……(12) α:安全ファクター。 VUP = −IVS + α (12) α: safety factor.

次に、コンデンサー(SC)の投入によって安定化をす
る場合、処理(S50)の結果である(11)式のΔV/ΔCq
を用いて、 R=VUP÷(ΔV/ΔCq) ……(13) によって調整量Rを求める。
Next, when stabilization is performed by turning on the capacitor (SC), ΔV / ΔC q in equation (11), which is the result of the processing (S50),
The adjustment amount R is obtained by using the following equation: R = VUP ÷ (ΔV / ΔC q ) (13)

出力処理(S70)は前記各処理(S10),(S20),(S
30),(S40),(S50),(S60)の結果をCRT表示装置
のようなMMI装置に出力する。例えば処理(S40)が判定
した系統電圧の安定度の程度に対応したアラームメッセ
ージを表示する。第6図は処理(S20)が決定した系統
電圧の将来値と処理(S30)が決定した安定度限界電圧
曲線の状況の時系列変化をCRT表示装置に表示する例で
ある。
The output process (S70) includes the processes (S10), (S20), (S
30) The results of (S40), (S50) and (S60) are output to an MMI device such as a CRT display device. For example, an alarm message corresponding to the degree of stability of the system voltage determined in the process (S40) is displayed. FIG. 6 shows an example in which the future value of the system voltage determined by the process (S20) and the time-series change of the status of the stability limit voltage curve determined by the process (S30) are displayed on a CRT display device.

以上説明した如く、本実施例によれば電力系統の系統
電圧に関して、電圧の安定性に関する諸データをオペレ
ータに対して適切に提供できる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to appropriately provide the operator with various data relating to the voltage stability regarding the system voltage of the power system.

第7図は本発明による他の実施例の処理内容を示すフ
ローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing content of another embodiment according to the present invention.

本実施例では調整量計算処理S60を省略したものであ
る。即ち、オペレータは効果量を見ることにより、必要
な調整量を決定することができるからである。その他は
第1図と同様である。
In the present embodiment, the adjustment amount calculation processing S60 is omitted. That is, the operator can determine the necessary adjustment amount by looking at the effect amount. Others are the same as FIG.

[発明の効果] 以上説明した如く、本発明によれば電力系統の系統電
圧に関して現在並びに将来の電圧の安定限界を求め、こ
れを基に安定度を改善する効果量及び安定化に必要とさ
れる調整量を表示するようにしたので、オペレータにと
って一層質の高い電力系統の監視,運用が可能となり、
したがって電力の一層安定な供給が可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the current and future voltage stability limits are determined with respect to the system voltage of the power system, and based on this, the effect amount for improving the stability and the stabilization are needed for stabilization. The adjustment amount is displayed, so that the operator can monitor and operate the power system with higher quality.
Therefore, more stable power supply is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明によってなされる電圧安定度に関しての
処理内容を示すフローチャート、第2図は本発明による
電力系統監視制御システムの構成例図、第3図は需要量
と系統電圧との関係図、第4図は電圧安定度のレベルを
示す図、第5図は調整機器の効果量の例を示す図、第6
図はMMIへの表示例図、第7図は本発明による他の実施
例の処理内容を示すフローチャート、第8図は現在時点
のP−V曲線と将来時点のP−V曲線の関係を示す図で
ある。 S10……系統状態決定処理、S20……将来系統状態予測処
理 S30……安定度限界計算処理、S40……安定度監視処理 S50……効果量計算処理、S60……調整量計算処理 S70……出力処理
FIG. 1 is a flow chart showing the contents of processing relating to the voltage stability performed by the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a power system monitoring and control system according to the present invention, and FIG. FIG. 4, FIG. 4 is a diagram showing a voltage stability level, FIG. 5 is a diagram showing an example of an effect amount of the adjusting device, FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an example of display on the MMI, FIG. 7 is a flowchart showing the processing content of another embodiment according to the present invention, and FIG. 8 shows the relationship between the PV curve at the present time and the PV curve at a future time. FIG. S10: System status determination process, S20: Future system status prediction process S30: Stability limit calculation process, S40: Stability monitoring process S50: Effect amount calculation process, S60: Adjustment amount calculation process S70 ... Output processing

フロントページの続き (72)発明者 雨宮 正彦 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 加藤 寿男 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 工藤 謹正 東京都港区芝浦1丁目1番1号 株式会 社東芝本社事務所内 (72)発明者 柵木 堅 東京都府中市東芝町1 株式会社東芝府 中工場内 (72)発明者 佐藤 正弘 東京都府中市東芝町1 株式会社東芝府 中工場内 (56)参考文献 特開 昭60−228287(JP,A) 特開 昭62−83628(JP,A) 特開 昭62−2129(JP,A)Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Amamiya 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Toshio Kato 1-3-3 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Electric Power Company (72) Inventor Kensei Kudo 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside the Toshiba head office (72) Inventor Ken Kenki 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Tokyo Inside the Toshiba Fuchu factory (72) Inventor Masahiro Sato 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu factory (56) References JP-A-60-228287 (JP, A) JP-A-62-83628 (JP, A) JP-A 62-83628 2129 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電力系統からの系統情報を情報伝送装置を
介して電子計算機へ入力し、これらの各情報をもとに処
理して電圧安定度についての諸データを表示装置に出力
する電力系統監視制御システムにおいて、情報伝送装置
を介して伝送されてきた系統情報から被監視電力系統の
現在系統状態を定める系統状態決定手段と、前記系統状
態決定手段により求められた現在系統状態と過去の実績
あるいは総需要予測結果より数分先あるいは数時間先の
将来の電力系統の状態を予測する将来系統状態予測手段
と、前記将来系統状態予測手段によって定められた将来
予測系統状態に対して、需要電力Pと母線電圧VのP−
V曲線により電圧の安定限界を求める安定度限界計算手
段と、前記決定された将来予測系統状態の電圧の安定限
界を境にして安定領域では安定度限界からどれだけ離れ
ているかによって将来予測系統状態に対して系統電圧の
安定度の程度を判定する安定度監視手段と、系統電圧を
調整するための機器が電圧安定度を高めるための効果量
を計算する効果量計算手段と、前記効果量をもとに系統
電圧が不安定であるときこれを安定にするために必要
な、又は不安定に近いレベルと判定したときはこれを安
定にするために必要とする調整量を求める調整量計算手
段と、前記計算結果としての諸データを出力する出力手
段とを備えたことを特徴とする電力系統監視制御システ
ム。
1. A power system which inputs system information from a power system to an electronic computer via an information transmission device, processes the information based on the information, and outputs various data on voltage stability to a display device. In the monitoring control system, a system state determining unit that determines a current system state of a monitored power system from system information transmitted via an information transmission device, and a current system state and a past performance obtained by the system state determining unit. Alternatively, a future system state prediction means for predicting a state of a future power system several minutes or several hours ahead of the total demand prediction result, and a future power system state determined by the future system state prediction means, P and P- of bus voltage V
A stability limit calculating means for obtaining a voltage stability limit based on a V curve, and a future prediction system state based on how far from the stability limit in the stability region the voltage stability limit of the determined future prediction system state is bounded. A stability monitoring means for determining the degree of stability of the system voltage, an effect amount calculating means for an apparatus for adjusting the system voltage to calculate an effect amount for increasing the voltage stability, and the effect amount Adjustment amount calculation means for obtaining an adjustment amount necessary for stabilizing the system voltage when the system voltage is unstable, or when it is determined that the level is close to unstable when the system voltage is unstable. And an output means for outputting various data as the calculation result.
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