JP3031934B2 - 電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置 - Google Patents
電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置Info
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- JP3031934B2 JP3031934B2 JP2009306A JP930690A JP3031934B2 JP 3031934 B2 JP3031934 B2 JP 3031934B2 JP 2009306 A JP2009306 A JP 2009306A JP 930690 A JP930690 A JP 930690A JP 3031934 B2 JP3031934 B2 JP 3031934B2
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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） 本発明は良質な電力を高信頼度に安定して供給するこ
とを支援する電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置に
関する。
とを支援する電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置に
関する。
（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。
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。
（発明が解決しようとする課題） 現時点における電力系統の電圧の大きさは、測定する
ことにより把握することができるが、現在の電圧の余裕
値及び有効電力余裕値がどのくらいであるかを算出する
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に、適
切な系統電圧維持が不確実となる虞れがあった。
ことにより把握することができるが、現在の電圧の余裕
値及び有効電力余裕値がどのくらいであるかを算出する
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に、適
切な系統電圧維持が不確実となる虞れがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、現在
系統状態における電圧余裕値及び有効電力余裕値を求め
ることを可能とした電圧余裕値及び有効電力余裕値算出
装置を提供することを目的とする。
系統状態における電圧余裕値及び有効電力余裕値を求め
ることを可能とした電圧余裕値及び有効電力余裕値算出
装置を提供することを目的とする。
［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潮
流計算をして系統電圧の値を求める装置において、情報
伝送装置より入力される誤差を含む計測値をもとにして
電力系統状態を決定する系統状態決定手段（S10）と、
前記系統状態決定手段の結果を用い総需要量を仮想的に
変化させて異なった総需要値に対する電圧の高め解と低
め解を計算するとともに、この解をある関数で近似して
Ｐ−Ｖ曲線を算出するＰ−Ｖ曲線算出手段（S20）と、
前記Ｐ−Ｖ曲線算出手段の結果を用いて電圧及び有効電
力の余裕値を算出する電圧余裕，有効電力余裕出力手段
（S30）とから構成した。
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潮
流計算をして系統電圧の値を求める装置において、情報
伝送装置より入力される誤差を含む計測値をもとにして
電力系統状態を決定する系統状態決定手段（S10）と、
前記系統状態決定手段の結果を用い総需要量を仮想的に
変化させて異なった総需要値に対する電圧の高め解と低
め解を計算するとともに、この解をある関数で近似して
Ｐ−Ｖ曲線を算出するＰ−Ｖ曲線算出手段（S20）と、
前記Ｐ−Ｖ曲線算出手段の結果を用いて電圧及び有効電
力の余裕値を算出する電圧余裕，有効電力余裕出力手段
（S30）とから構成した。
（作 用） まず、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電力系統
状態を決定する。
る電力系統の情報の誤差を含む計測値を用いて電力系統
状態を決定する。
Ｐ−Ｖ曲線算出手段においてはこの系統状態決定手段
の結果を用い、総需要値を仮想的に変化させることによ
って複数の電圧高め解と低め解を算出する。次いで求め
た各解の点をある関数の曲線で近似させてＰ−Ｖ曲線を
算出する。そして電圧余裕，有効電力余裕出力手段にお
いては、Ｐ−Ｖ曲線算出手段において求めたＰ−Ｖ曲線
を用いて各余裕値を算出して出力する。
の結果を用い、総需要値を仮想的に変化させることによ
って複数の電圧高め解と低め解を算出する。次いで求め
た各解の点をある関数の曲線で近似させてＰ−Ｖ曲線を
算出する。そして電圧余裕，有効電力余裕出力手段にお
いては、Ｐ−Ｖ曲線算出手段において求めたＰ−Ｖ曲線
を用いて各余裕値を算出して出力する。
すなわち、 有効電力余裕＝Pmax−P0 電圧余裕 ＝系統電圧−限界電圧 限界電圧 ＝（VH1＋VL1）/2 但し、P0:現在系統の総需要 Pmax:総需要限界値 VH1:現在電圧高め解 VL1:現在電圧低め解 これにより、電圧余裕値及び有効電力余裕値を出力す
ることができる。
ることができる。
（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図は本発明である電圧余
裕及び有効電力余裕算出方式の適用システム構成例図で
ある。
で第２図から説明するが、第２図は本発明である電圧余
裕及び有効電力余裕算出方式の適用システム構成例図で
ある。
第２図のシステムは、電力系統１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余裕及び有効電力余裕を算出する
電子計算機４と、電子計算機４の処理結果を表示するマ
ンマシンインタフェース装置（MMI）５からなってい
る。
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余裕及び有効電力余裕を算出する
電子計算機４と、電子計算機４の処理結果を表示するマ
ンマシンインタフェース装置（MMI）５からなってい
る。
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
閉状態等がある。
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、電圧
余裕値，有効電力余裕値を算出し、その結果としての電
圧余裕値，有効電力余裕値に関するデータをMMI装置５
に表示する。
在計測情報を入力し、これらの現在情報をもとに、電圧
余裕値，有効電力余裕値を算出し、その結果としての電
圧余裕値，有効電力余裕値に関するデータをMMI装置５
に表示する。
第１図は系統の電圧余裕値，有効電力余裕値を出力す
る処理内容を示すフローチャートである。
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、系統状態決定手段S10では、電力系
統から伝送されてくる誤差を含んだ測定値より、最も確
からしい系統状態値、すなわちノード電圧及び電圧の位
相角を重み付き最少２乗推定方法、すなわち状態推定計
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。
統から伝送されてくる誤差を含んだ測定値より、最も確
からしい系統状態値、すなわちノード電圧及び電圧の位
相角を重み付き最少２乗推定方法、すなわち状態推定計
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。
ｚ＝ｈ（ｘ）＋ε ……（１） 但し、 z:測定値のベクトル x:状態変数の真値、すなわちノード電圧とその位相角
のベクトル ｈ（ｘ）:xより測定値の真値を求める関数のベクトル ε：測定誤差のベクトル このとき、測定値とその推定値の残差の２乗和、 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 ｚ−ｈ（ｘ）：測定値の残差のベクトル t:ベクトルの転置を示す 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。
のベクトル ｈ（ｘ）:xより測定値の真値を求める関数のベクトル ε：測定誤差のベクトル このとき、測定値とその推定値の残差の２乗和、 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 ｚ−ｈ（ｘ）：測定値の残差のベクトル t:ベクトルの転置を示す 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。
第３図は需要量と系統電圧との関係図であり、縦軸に
電圧値を、又、横軸に電力需要値を示したものである。
そして、上記した計算結果より、第３図の及びの位
置が定まる。この，がそれぞれ現在系統電圧の高め
解、低め解となる。
電圧値を、又、横軸に電力需要値を示したものである。
そして、上記した計算結果より、第３図の及びの位
置が定まる。この，がそれぞれ現在系統電圧の高め
解、低め解となる。
Ｐ−Ｖ曲線算出手段S20では、系統状態決定手段S10が
求めた第３図のの点の現在系統状態より、需要を或る
量だけ増加させた時の状態を求める。すなわち増加され
た需要に対して経済負荷配分計算を行ない発電機の出力
を決定し、負荷の総需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する。そし
て、その条件で潮流計算を行な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。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、すなわち最初の近似値によって定まるため、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。
求めた第３図のの点の現在系統状態より、需要を或る
量だけ増加させた時の状態を求める。すなわち増加され
た需要に対して経済負荷配分計算を行ない発電機の出力
を決定し、負荷の総需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する。そし
て、その条件で潮流計算を行な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。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、すなわち最初の近似値によって定まるため、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。
このようにして求めた、、、、、、、
をスプライン関数曲線で近似すると、第３図のような
Ｐ−Ｖ曲線が得られる。
をスプライン関数曲線で近似すると、第３図のような
Ｐ−Ｖ曲線が得られる。
有効電力余裕，電圧余裕出力手段においては、このＰ
−Ｖ曲線を用いて有効電力余裕値，電圧余裕値を算出す
る。すなわち、Ｐ−Ｖ曲線の先端のＰ軸上の値Pmax
と、P0との差を有効電力余裕値とする。また、現在電圧
高め解値と低め解値との中間値を限界電圧値と
し、電圧高め解と限界電圧値との差を電圧余裕値とす
る。
−Ｖ曲線を用いて有効電力余裕値，電圧余裕値を算出す
る。すなわち、Ｐ−Ｖ曲線の先端のＰ軸上の値Pmax
と、P0との差を有効電力余裕値とする。また、現在電圧
高め解値と低め解値との中間値を限界電圧値と
し、電圧高め解と限界電圧値との差を電圧余裕値とす
る。
すなわち、 有効電力余裕＝Pmax−P0 電圧余裕 ＝系統電圧−限界電圧 限界電圧 ＝（VH1＋VL1）/2 但し、P0 :現在系統の総需要 Pmax:総需要限界値 VH1:現在電圧高め解 VL1:現在電圧低め解 したがって、現在系統が低め解にある時、Ｖ余裕値は
負値となる。
負値となる。
このようにして、現在系統における電圧余裕値及び有
効電力余裕値を求めることができる。
効電力余裕値を求めることができる。
［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、現在系統の電圧の余裕値及び有効電力余裕
値を求め、これをオペレータに提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。
圧に関して、現在系統の電圧の余裕値及び有効電力余裕
値を求め、これをオペレータに提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。
第１図は本発明によってなされる電圧余裕，有効電力余
裕を算出する装置の処理内容を示すフローチャート、第
２図は本発明を実施する電力系統監視制御装置の構成例
図、第３図は需要量と系統電圧との関係図である。 S10……系統状態決定手段、S20……Ｐ−Ｖ曲線算出手段 S30……有効電力余裕，電圧余裕出力手段
裕を算出する装置の処理内容を示すフローチャート、第
２図は本発明を実施する電力系統監視制御装置の構成例
図、第３図は需要量と系統電圧との関係図である。 S10……系統状態決定手段、S20……Ｐ−Ｖ曲線算出手段 S30……有効電力余裕，電圧余裕出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 進 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 鈴木 和佳子 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 青柳 真理 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 平２−55527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−210838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−121720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−159270（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−101929（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55526（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55528（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/00
Claims (1)
- 【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潮
流計算をして系統電圧の値を求める装置において、情報
伝送装置より入力される誤差を含む計測値をもとにして
電力系統状態を決定する系統状態決定手段と、前記系統
状態決定手段の結果を用い総需要量を仮想的に変化させ
て異なった総需要値に対する電圧の高め解と低め解を計
算するとともに、この解をある関数で近似してＰ−Ｖ曲
線を算出するＰ−Ｖ曲線算出手段と、前記Ｐ−Ｖ曲線算
出手段の結果を用いて電圧及び有効電力の余裕値、即
ち、電圧の場合は系統電圧と限界電圧との差、又、有効
電力の場合は総需要限界値と現在系統の総需要との差を
算出する電圧余裕，有効電力余裕出力手段とを備えたこ
とを特徴とする電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009306A JP3031934B2 (ja) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | 電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009306A JP3031934B2 (ja) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | 電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215124A JPH03215124A (ja) | 1991-09-20 |
| JP3031934B2 true JP3031934B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=11716786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009306A Expired - Lifetime JP3031934B2 (ja) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | 電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031934B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4981650B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2012-07-25 | パナソニック株式会社 | 配電システム |
| JP5423357B2 (ja) * | 2009-11-30 | 2014-02-19 | 三菱電機株式会社 | 電圧無効電力監視システム |
| JP6335819B2 (ja) * | 2015-03-09 | 2018-05-30 | 株式会社日立製作所 | 電圧安定度計算装置および電圧安定度計算方法 |
-
1990
- 1990-01-18 JP JP2009306A patent/JP3031934B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03215124A (ja) | 1991-09-20 |
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