JP3419970B2 - 電源安定化制御方法および制御装置 - Google Patents

電源安定化制御方法および制御装置

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JP3419970B2
JP3419970B2 JP24762095A JP24762095A JP3419970B2 JP 3419970 B2 JP3419970 B2 JP 3419970B2 JP 24762095 A JP24762095 A JP 24762095A JP 24762095 A JP24762095 A JP 24762095A JP 3419970 B2 JP3419970 B2 JP 3419970B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統に事故
が発生した場合に認められる発電機の加速(動揺)現象
を対象発電機の運動エネルギーを基にして、脱調状態に
至る前に安定化制御を行う電源安定化制御方法とその制
御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、図11は「高速過渡安定度判定
法の系統変更時における運用限界判定指標、電気学会論
文誌B分冊、105卷、5号、P443(昭和60
年)」に示された従来方法による運動エネルギーを基に
した発電機の安定化制御装置の構成図である。
【0003】図において、1A〜1Cは発電機、2A〜
2Gは系統内の母線、3A〜3Cは送電線5A〜5Kを
流れる電流を検出する変流器(CT)、4A〜4Cは遮
断器、5A〜5Kは発電線、6は母線2Aに印加される
電圧を検出する変成器、7はコントロール・ケーブル、
8は計測制御装置である。
【0004】次に動作について説明する。送電線5Bに
事故が発生した場合に、計測制御装置8は変流器3A〜
3Cおよび変成器6から取り込んだ電流、電圧を基にし
て発電機1A〜1Cの電気的出力Peを計算し、例えば
図13に示すP−Δδ曲線(発電機電気的出力と発電機
内部位相角偏差の曲線)の全発電機の加速エネルギーV
k’を各発電機の運動方程式から算出する。
【0005】なお、図13でΔδは、発電機内部位相角
偏差(事故発生直前からの位相角偏差)で、 Δδ=(M1・δ1+M2・δ2+M3・δ3)/(M1+M2+M3) δ1〜δ3:個々の発電機内部位相角偏差 M1〜M3:個々の発電機の慣性定数 で表される。また、Pmは各発電機の機械的入力、Pe
は各発電機の電気的出力で、事故発生前は平衡状態で、
Pe=Pmとなる。
【0006】また、Vk’の値は図13のハッチングし
た部分の面積を表わし、Δωは、 Δω=(M1・ω1+M2・ω2+M3・ω3)/(M1+M2+M3) ω1〜ω3:個々の発電機角周波数 となる。
【0007】このVk’の値を基にして、図12に示し
た不安定特性図から不安定判別を行い、不安定と判断し
た場合には予め設定したおいた発電機制御量(遮断量)
に従って計測制御装置8は、コントロール・ケーブル7
を通して遮断器4A〜4Cに対して最適な組み合わせの
トリップ信号を出し、安定化制御を実施する。なお、図
12のΣP[PU]は、ΣPeに相当し発電機出力の総
和である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の電源安定化制御
装置は以上のように構成されるので、1回線遮断時と2
回線遮断時のVk’の値が等しく計算される。これは、
Vk’の値は図13のようにΔωに依存するので(後述
の式(1)参照)、図13のように事故発生前と事故発
生後1秒程度ではPmの変化は殆どなく、また、1回線
遮断時(3相地絡事故)と2回線遮断時(6相地絡事
故)では、事故継続中のPeの変化が全く同じになって
しまう(同一なインピーダンスの路線の場合)。それ
故、事故中に変化するΔωの値が同じになり、従って、
Vk’の値が等しくなる。
【0009】以上のことから、発電機が安定に推移でき
るか否かは、事故発生中の発電機出力と事故除去後の発
電機出力に依存する。発電機の角周波数ωは、後述の式
(1)のように「PmとPeとの差」によって加速・減
速を行うが、Pe(発電機出力)が機械的入力Pmと平
衡しているときは加速・減速をしない。従って、事故に
より発電機出力Pe値が小さくなると、機械的入力エネ
ルギーが過剰となって発電機を加速するエネルギーに使
用される。なお、平衡しているときは、この機械的入力
は発電機出力に変化する。
【0010】そこで、事故発生中のPeの低下分が発電
機の加速に大きく影響するが、事故後のPeが事故前に
対してどのくらいの値になるかによっても発電機の安定
性は変わってくる。それ故、1回線事故か2回線事故か
で事故中の発電機の振る舞いは同様でも、事故除去後の
Peの値が2回線事故の方が1回線事故に比べて小さく
なるため、発電機の加速の度合いが大きくなるので、よ
り不安定な方向へ進むことになる。
【0011】従って、1回線事故(3相地絡)と2回線
事故(6相地絡)の両者は事故除去後の発電機の安定性
に大きな違いが生じてくるので、2回線事故時にはより
大きな制御量が必要となが、従来の制御方法では両者の
区別はつかない。
【0012】以上のように、事故の厳しさに対応した制
御量算出の決定が困難であり、またVk’の値が事故中
のみの蓄積エネルギーを用いて算出されるため、事故除
去後の系統安定度の判定が困難であるという問題点があ
った。
【0013】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、どのような種類の事故に対し
ても的確な制御量の決定を行い、また事故除去後の系統
安定度も考慮した安定化制御を実施できる方法および装
置を得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】(1)この発明に係る電
源安定化制御方法は、保護対象の電力系統に事故が発生
すると、その電力系統の発電供給量を制御し系統を安定
化する電源安定化制御方法において、上記保護対象の電
力系統の発電制御量(発電供給量の制御量)をシミュレ
ーションする為の系統情報を入力して、シミュレーショ
ンすることにより発電機の運動エネルギーに対応した発
電制御量の第1の特性図を予め作成すると共に、上記第
1の特性図に安定領域、制御領域を決めて予め作成して
おき、事故が発生すると、事故直前から事故除去後所定
時間経過するまでの発電機の運動エネルギーを導出し、
この導出した発電機の運動エネルギーに対応する発電制
御量を上記第1の特性図から求め、上記安定領域にあれ
ば安定と判定し、上記制御領域にあれば上記求めた発電
制御量で発電供給量を制御する方法である。
【0015】(2)また、保護対象の電力系統に事故が
発生すると、その電力系統の発電供給量を制御し系統を
安定化する電源安定化制御方法において、上記保護対象
の電力系統の発電制御量をシミュレーションする為の系
統情報を入力して、シミュレーションすることにより事
故直前と事故除去後所定時間経過後との発電供給量の差
に対応した発電制御量の第1の特性図を予め作成すると
共に、上記第1の特性図に安定領域、制御領域を決めて
予め作成しておき、事故が発生すると、事故直前と事故
除去後所定時間経過後との発電供給量の差を求め、この
求めた発電供給量の差に対応する発電制御量を上記第1
の特性図から求め、上記安定領域にあれば安定と判定
し、上記制御領域にあれば上記発電制御量で発電供給量
を制御する方法である。
【0016】(3)また、保護対象の電力系統に事故が
発生すると、その電力系統の発電供給量を制御し系統を
安定化する電源安定化制御方法において、上記保護対象
の電力系統の発電制御量をシミュレーションする為の系
統情報を入力して、シミュレーションすることにより事
故直前と事故除去後所定時間経過後との発電機の最大位
相角偏差に対応した発電制御量の第1の特性図を予め作
成すると共に、上記第1の特性図に安定領域、制御領域
を決めて予め作成しておき、事故が発生すると事故直前
と事故除去後所定時間経過後との発電機の最大位相角偏
差を導出し、この導出した発電機の最大位相角偏差に対
応する発電制御量を上記第1の特性図から求め、上記安
定領域にあれば安定と判定し、上記制御領域にあれば上
記発電制御量で発電供給量を制御する方法である。
【0017】(4)また、上記(1)〜(3)のいずれ
か1項の電源安定化制御方法により制御すると共に、上
記保護対象の電力系統が再閉路が失敗したときの発電制
御量をシミュレーションする為の系統情報を入力して、
シミュレーションすることにより、再閉路が失敗したと
きに、事故直前から事故除去後所定時間経過するまでの
発電機の運動エネルギーに対応した発電制御量を予め求
めておき、再閉路が失敗したときに、事故直前から事故
除去後所定時間経過するまでの上記発電機の運動エネル
ギーを導出し、この導出した運動エネルギーに対応する
発電制御量を、上記予め求めた発電制御量から求め、こ
の求めた発電制御量で発電供給量を制御する制御する方
法である。
【0018】(5)また、上記(1)〜(3)のいずれ
か1項の電源安定化制御方法により制御すると共に、上
記電力系統が再閉路が失敗したときの発電制御量をシミ
ュレーションする為の系統情報を入力して、シミュレー
ションすることにより、再閉路が失敗したときに、事故
直前と事故除去後所定時間経過後との発電供給量の差に
対応した発電制御量を予め求めておき、再閉路が失敗し
たときに、事故直前と事故除去後所定時間経過後との発
電供給量の差を導出し、この導出した上記発電供給量の
差に対応する発電制御量を、上記予め求めた発電制御量
から求め、この求めた発電制御量で発電供給量を制御す
る方法である。
【0019】(6)また、上記(1)〜(3)のいずれ
か1項の電源安定化制御方法により制御すると共に、上
記電力系統が再閉路が失敗したときの発電制御量をシミ
ュレーションする為の系統情報を入力して、シミュレー
ションすることにより、再閉路が失敗したときに、事故
直前から再閉路失敗時までの発電機の最大位相角偏差に
対応した発電制御量を予め求めておき、再閉路が失敗し
たときに、事故直前から再閉路失敗時までの上記発電機
の最大位相角偏差を導出し、この導出した最大位相角偏
差に対応する発電制御量を、上記予め求めた発電制御量
から求め、この求めた発電制御量で発電供給量を制御す
る方法である。
【0020】(7)この発明に係る電源安定化制御装置
は、上記(1)〜(6)のいずれか1項の電源安定化制
御方法を用いた電源安定化制御装置としたものである。
【0021】
【発明の実施の形態】実施の形態1. この発明の実施の形態は、事故発生から事故除去後の一
定時間までの蓄積エネルギー(図3のハッチングした部
分に相当)を基に式(1)から運動エネルギーVkを算
出し、
【0022】
【数1】
【0023】M:各発電機慣性定数(系統容量ベース) Pe:各発電機の電気的出力 Pm:各発電機の機械的入力 ωo:基準角周波数 Δω:各発電機の各周波数偏差 tf:事故発生時刻 te:事故除去後の一定時刻(サンプリング終了時刻)
【0024】このVkに対応した制御量をシミュレーシ
ョンにより設定した制御量特性図を作成して、どのよう
な種類の事故に対しても的確な制御量の決定を行い、ま
た事故除去後の系統安定度も考慮した安定化制御を実施
するものである。
【0025】なお、従来の加速エネルギーVk’は、事
故発生から事故除去直後までの蓄積エネルギーで、Vk
は、事故発生から事故除去後までの蓄積エネルギーと、
事故除去後から一定時刻までの蓄積エネルギー(事故除
去後のPeの値によって開放エネルギーになることの方
が多いが、その場合には負の蓄積エネルギーとして取り
扱う)の和によって定義している。即ち、Vkは加速・
減速のエネルギーを考慮した運動エネルギーである。
【0026】この定義を用いるのは、「この発明が解決
しようとする課題」で説明したように、事故除去後の発
電機の安定性に大きく影響するためであり、事故除去後
の発電機の安定性を考慮するため、両者の和を算出して
いる。よって、図3のΣ=Vkは式(1)と同じにな
る。また、図3のδcは事故除去直後(時刻)の発電機
位相角で、δE はサンプリング終了時の発電機位相角を
表している。
【0027】以下、この発明の実施の形態1の図に基づ
いて説明する。図1は本発明の電源安定化制御方法に基
づいた安定化制御装置の構成である。図において、1A
〜1Cは発電機、2A〜2Gは系統内の母線、3A〜3
Cは送電線5A〜5Kを流れる電流を検出する変流器
(CT)、4A〜4Cは遮断器、5A〜5Kは発電線、
6は母線2Aに印加される電圧を検出する変成器、7は
コントロール・ケーブル、8は計測制御装置である。
【0028】次に動作について説明する。送電線5I〜
5Kの有効電力潮流(発電機1Aから1Cの電気的出
力)は、変流器3A〜3Cおよび変成器6を通して得ら
れる電流、電圧データにより計測制御装置8で常時算出
され、例えば送電線5Bで事故が発生した場合、母線2
Aの電圧がある一定値以下になったことをキックとし
て、計測制御装置8は常時モードから監視モードに移行
し、図4に示したフローチャートに従って安定化制御を
行う。
【0029】即ち、図4において、 (1)ステップST1は、発電機1A〜1Cの電気的出
力を計測制御装置8で常時計測する常時モード。 (2)ステップST2は、母線2Aの電圧がVfより小
さくなった時点で、計測制御装置8が監視モードに移行
して、角周波数Δωの算出を開始する。 (3)ステップST3は、監視モードに移行した時点を
時間基準とするため、時刻tをリセットする。
【0030】(4)ステップST4は、式(1)より運
動エネルギーVk(発電機1A〜1Cの運動エネルギー
の和)を算出する。 (5)ステップST5は、ステップST4で算出したV
kの値が、図2に示した制御量特性図の安定領域にある
かどうかを判定するブロックで、安定領域にあればステ
ップST9へ進み、その他の場合にはステップST6へ
進む。 (6)ステップST6は、Vk値に対応する必要制御量
を図2に従って算出する。
【0031】(7)ステップST7は、ステップST6
で算出した制御量を上回る最小の組み合わせ(最適制御
量)を選択して、遮断器4A〜4Cにトリップ信号を送
信して電源制限(制御)を行って自系統内を安定化し、
ステップST8へ進む。 (8)ステップST8は、計測制御装置8を一時停止さ
せる。この一時停止とは一定時間のロック状態を意味す
るもので、計測制御装置8は常時、電圧・電流の計測
(常時稼働)はしているが、事故が発生し、制御信号を
出力(ST7)した後、一定時間計測制御装置8をロッ
クして一時、この装置の停止を行う。 (9)ステップST9は、計測制御装置8の監視モード
責務時間Te内(注:Teはteとは無関係)であるか
否かを判断し、時間内であればステップST4へ進み、
それ以外はステップST1へ進んで計測制御装置8を常
時モードへ戻す。
【0032】上記の説明では、図2の制御量特性図を用
いたが、この特性図から条件式を生成し、この条件式に
基づいて、運動エネルギーに応じて発電機制御量を決定
するようにしてもよい。
【0033】以上のように、実施の形態1の発明によれ
ば、事故除去後一定時間後の運動エネルギーVkより制
御量を算出して電源制限を行うので、どのような種類の
事故に対しても的確な制御量の決定、および、事故除去
後の系統安定度も考慮した安定化制御が実施できる。な
お、運動エネルギーVkを算出する場合、若干時間がか
かるが、積分することにより計測誤差が相殺されるため
精度の良い制御を行うことができる。
【0034】実施の形態2. 尚、上記実施の形態1では運動エネルギーVkを基に安
定判別、および安定化制御量の算出を行ったが、Vkの
代わりに式(2)を用いても同様の安定化制御が実施で
きる。
【0035】 Pf=Pe(0−)−Pav ‥‥‥‥(2) Pe(0−):事故直前の発電機出力の総和 Pav:事故除去後一定期間の発電機出力の総和平均値
【0036】この実施の形態2の電源安定化制御方法に
基づいた安定化制御装置の構成は図1と同様である。
【0037】次に動作について説明する。図1におい
て、送電線5I〜5Kの有効電力潮流(発電機1Aから
1Cの電気的出力)は、変流器3A〜3Cおよび変成器
6を通して得られる電流、電圧データにより計測制御装
置8で常時算出され、例えば送電線5Bで事故が発生し
た場合、母線2Aの電圧がある一定値以下になったこと
をキックとして、計測制御装置8は常時モードから監視
モードに移行し、図6に示したフローチャートに従って
安定化制御を行う。
【0038】即ち、図6において、 (1)ステップST1は、発電機1A〜1Cの電気的出
力を計測制御装置8で常時計測する常時モード。 (2)ステップST2は、母線2Aの電圧がVfより小
さくなった時点で、計測制御装置8が監視モードに移行
して、事故直前のPe(0−)を記憶する。 (3)ステップST3は、監視モードに移行した時点を
時間基準とするため、時刻tをリセットする。
【0039】(4)ステップST4は、式(2)よりP
fを算出する。 (5)ステップST5は、ステップST4で算出したP
fの値が、図5に示した制御量特性図の安定領域にある
かどうかを判断するブロックで、安定領域にあれば、ス
テップST9へ進み、その他の場合はステップST6へ
進む。 (6)ステップST6は、Pe値に対応する必要制御量
を図5に従って算出する。
【0040】(7)ステップST7は、ステップST6
で算出した制御量を上回る最小の組み合わせ(最適制御
量)を選択して、遮断器4A〜4Cにトリップ信号を送
信して電源制限(制御)を行って自系統内を安定化し、
ステップST8へ進む。 (8)ステップST8は、計測制御装置8を一時停止さ
せる。 (9)ステップST9は、計測制御装置8の監視モード
責務時間内(Te)であるか否かを判断し、時間内であ
ればステップST4へ進み、それ以外はステップST1
へ進んで計測制御装置8を常時モードへ戻す。
【0041】なお、図5の制御量特性図は、実施の形態
1の図2の制御量特性図と横軸の単位が異なるのみで安
定・不安定の分布は同しになっているが、必ずしも同一
になるものでなく、通常は異なる分布状態になる。
【0042】上記の説明では、図5の制御量特性図を用
いたが、この特性図から条件式を生成し、この条件式に
基づいて、発電機の出力差に応じて発電機制御量を決定
するようにしてもよい。
【0043】以上のように、実施の形態2の発明によれ
ば、(2)式のPfより制御量を算出して電源制限を行
うので、どのような種類の事故に対しても的確な制御量
の決定、および、事故除去後の系統安定度も考慮した安
定化制御が実施できる。また、実施の形態1の運動エネ
ルギーVkの算出に比べて、制御の精度は若干劣るが、
発電機出力の計算であるので処理が簡易で処理速度が速
い。
【0044】実施の形態3. 上記実施の形態1では、Vk値を基に過渡安定度の安定
判別および安定化制御量の算出を行ったが、実施の形態
1で求めたVk値より安定と判定された後の系統が、高
速再閉路失敗時に安定に推移するか否かもVkと事前の
シミュレーションから判定、安定化制御量算出が可能で
ある。(ただし、制御量は事前のシミュレーションによ
り設定しておくものとする。)
【0045】この実施の形態の電源安定化制御方法に基
づいた安定化制御装置の構成は図1と同様である。次に
動作について説明する。図1において、送電線5I〜5
Kの有効電力潮流(発電機1Aから1Cの電気的出力)
は、変流器3A〜3Cおよび変成器6を通して得られる
電流、電圧データにより計測制御装置8で常時算出さ
れ、例えば送電線5Bで事故が発生した場合、母線2A
の電圧がある一定値以下になったことをキックとして、
計測制御装置8は常時モードから監視モードに移行し、
図8に示したフローチャートに従って安定化制御を行
う。
【0046】即ち、図8において、 (1)ステップST1は、発電機1A〜1Cの電気的出
力を計測制御装置8で常時計測する常時モード。 (2)ステップST2は、母線2Aの電圧がVfより小
さくなった時点で、計測制御装置8が監視モードに移行
して、角周波数Δωの算出を開始する。 (3)ステップST3は、監視モードに移行した時点を
時間基準とするため、時刻tをリセットする。
【0047】(4)ステップST4は、式(1)より運
動エネルギーVk(発電機1A〜1Cの運動エネルギー
の和)を算出する。 (5)ステップST5は、ステップST4で算出したV
kの値が、図2に示した制御量特性図の安定領域にある
かどうかを判断するブロックで、安定領域にあればステ
ップST12へ進み、その他の場合にはステップST6
へ進む。 (6)ステップST6は、Vk値に対応する必要制御量
を図2に従って算出し、制御量があればステップST1
1に進み、その他の場合にはステップST7に進む。
【0048】(7)ステップST7は、高速再閉路が失
敗か否かを判定するブロックで、失敗ならばステップS
T8へ、その他の場合にはステップST10へ進む。 (8)ステップST8は、Vk値に対応する必要制御量
を図7に従って算出する。 (9)ステップST9は、ステップST8で算出した制
御量を上回る最小の組み合わせ(最適制御量)を選択し
て、遮断器4A〜4Cにトリップ信号を送信して電源制
限(制御)を行って自系統内を安定化し、ステップST
10へ進む。
【0049】(10)ステップST10は、計測制御装
置8を一時停止させる。 (11)ステップST11は、実施の形態1の安定化制
御を実施する。 (12)ステップST12は、計測制御装置8の監視モ
ード責務時間内(Te)であるか否かを判断し、時間内
であればステップST4へ進み、それ以外はステップS
T1へ進んで計測制御装置8を常時モードへ戻す。
【0050】なお、図7の制御量特性図は、図2の制御
量特性図と安定・不安定の分布は同しになっているが、
必ずしも同一になるものでなく、通常は異なる分布状態
になる。
【0051】上記の説明では、図2および図7の制御量
特性図を用いたが、これらの特性図から条件式を生成
し、この条件式に基づいて、運動エネルギーに応じて発
電機制御量を決定するようにしてもよい。
【0052】以上のように、実施の形態3の発明によれ
ば、再閉路失敗時の安定判別、および安定化制御量を決
定することができ、精度の高い安定化制御が実施でき
る。
【0053】実施の形態4. 上記実施の形態3では、運動エネルギーVkより再閉路
失敗時の安定判別、および安定化制御量の算出を行った
が、Vkの代わりに(3)式により算出される発電機位
相角偏差Δδを用いて安定化制御をすることも可能であ
る。
【0054】
【数2】
【0055】ただし、t2:再閉路時の時刻 即ち、再
閉路前の事故の厳しさによりその事故によってもたらさ
れる電力動揺の大きさからその時の発電機不安定度を決
定することができる。この実施の形態の電源制御安定方
法に基づいた安定化装置の構成は図1と同一である。
【0056】次に動作について説明する。図1におい
て、送電線5I〜5Kの有効電力潮流(発電機1Aから
1Cの電気的出力)は、変流器3A〜3Cおよび変成器
6を通して得られる電流、電圧データにより計測制御装
置8で常時算出され、例えば送電線5Bで事故が発生し
た場合、母線2Aの電圧がある一定値以下になったこと
をキックとして、計測制御装置8は常時モードから監視
モードに移行し、図10に示したフローチャートに従っ
て安定化制御を行う。
【0057】即ち、図10において、 (1)ステップST1は、発電機1A〜1Cの電気的出
力を計測制御装置8で常時計測する常時モード。 (2)ステップST2は、母線2Aの電圧がVfより小
さくなった時点で、計測制御装置8が監視モードに移行
して、角周波数Δωの算出を開始する。 (3)ステップST3は、監視モードに移行した時点を
時間基準とするため、時刻tをリセットする。
【0058】(4)ステップST4は、式(1)より運
動エネルギーVk(発電機1A〜1Cの運動エネルギー
の和)を算出する。 (5)ステップST5は、ステップST4で算出したV
kの値が、図2に示した制御量特性図の安定領域にある
かどうかを判断するブロックで、安定領域にあれば、ス
テップST13へ進み、その他の場合にはステップST
6へ進む。 (6)ステップST6は、Vk値に対応する必要制御量
を図2に従って算出し、制御量があればステップST1
2に進み、その他の場合にはステップST7に進む。
【0059】(7)ステップST7は、高速再閉路が失
敗か否かを判定するブロックで、失敗ならばステップS
T8へ、その他の場合にはステップST11へ進む。 (8)ステップST8は、(3)式により発電機位相角
偏差Δδを算出する。 (9)ステップST9は、ステップST8により算出さ
れる位相角偏差Δδ値の最大値ΔδMAXに対応する必
要制御量を、図9に従って算出する。 (10)ステップST10は、ステップST9で算出し
た制御量を上回る最小の組み合わせ(最適制御量)を選
択して、遮断器4A〜4Cにトリップ信号を送信して電
源制限(制御)を行って自系統内を安定化し、ステップ
ST11へ進む。
【0060】(11)ステップST11は、計測制御装
置8を一時停止させる。 (12)ステップST12は、実施の形態1の安定化制
御を実施する。 (13)ステップST13は、計測制御装置8の監視モ
ード責務時間内(Te)であるか否かを判断し、時間内
であればステップST4へ進み、それ以外はステップS
T1へ進んで計測制御装置8を常時モードへ戻す。
【0061】なお、図9の制御量特性図の位相角最大偏
差ΔδMAXは、 ΔδMAX =(M1・Δδ1MAX+M2・Δδ2MAX+M3・Δδ3MAX) /(M1+M2+M3) Δδ1MAX〜Δδ3MAX:個々の発電機内部位相角偏差最大値 M1〜M3:個々の発電機の慣性定数 で表される。
【0062】なお、図9の制御量特性図は、実施の形態
1の図2の制御量特性図と横軸の単位が異なるのみで安
定・不安定の分布は同しになっているが、必ずしも同一
になるものでなく、通常は異なる分布状態になる。
【0063】上記の説明では、図2および図9の制御量
特性図を用いたが、これらの特性図から条件式を生成
し、この条件式に基づいて、運動エネルギーおよび位相
角偏差に応じて発電機制御量を決定するようにしてもよ
い。
【0064】この実施の形態4の発明によれば、再閉路
前の事故により電力系統にいかなる厳しさの擾乱が加わ
ったかを知ることができ、Δδの大きさから再閉路失敗
時の安定判別、および安定化制御量を決定することがで
き、精度の高い安定化制御が実施できる。また、この実
施の形態は、式(1)で算出されるΔωをもう1回積分
すればΔδが得られるので、若干演算速度は遅くなる
が、位相角偏差Δδは、事故除去後の再閉路までの間の
偏差を計測しているため、Vkよりも事故除去後の状態
を正確に反映した値となる。
【0065】実施の形態5. この発明の実施の形態1では、事故除去してから所定時
間後、Vkに応じた発電制御量で制御し、 実施の形態
2では、事故除去してから所定時間後、発電機の出力差
に応じた発電制御量で制御し、 実施の形態3では、事
故除去してから所定時間後、Vkに応じた発電制御量で
制御し、再閉路失敗時にはVkに応じた発電制御量で制
御し、実施の形態4では、事故除去してから所定時間
後、Vkに応じた発電制御量で制御し、再閉路失敗時に
はΔδに応じた発電制御量で制御するようにした。
【0066】この実施の形態5では、 (1)事故除去してから所定時間後、Δδに応じた発電
制御量で制御するようにしてもよい。 (2)また、事故除去してから所定時間後、Vkに応じ
た発電制御量で制御し、再閉路失敗時には、発電機の出
力差に応じた発電制御量で制御するようにしてもよい。
【0067】実施の形態6. また、この実施の形態6では、 (1)事故除去してから所定時間後、発電機の出力差に
応じた発電制御量で制御し、再閉路失敗時にはVkに応
じた発電制御量で制御するようにしてもよく、 (2)事故除去してから所定時間後、発電機の出力差に
応じた発電制御量で制御し、再閉路失敗時には、発電機
の出力差に応じた発電制御量で制御するようにしてもよ
く、 (3)事故除去してから所定時間後、発電機の出力差に
応じた発電制御量で制御し、再閉路失敗時にはΔδに応
じた発電制御量で制御するようにしてもよい。
【0068】実施の形態7. また、この実施の形態7では、 (1)事故除去してから所定時間後、Δδに応じた発電
制御量で制御し、再閉路失敗時にはVkに応じた発電制
御量で制御するようにしてもよく、 (2)事故除去してから所定時間後、Δδに応じた発電
制御量で制御し、再閉路失敗時には、発電機の出力差に
応じた発電制御量で制御するようにしてもよく、 (3)事故除去してから所定時間後、Δδに応じた発電
制御量で制御し、再閉路失敗時にはΔδに応じた発電制
御量で制御するようにしてもよい。
【0069】実施の形態8. 上記実施の形態では電源を安定化する制御方法について
述べたが、この制御方法を用いた電源安定化制御装置と
してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の電源制御安定化装
置を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1の運動エネルギーと
発電機制御量の関係を示す制御量特性図である。
【図3】 この発明の実施の形態1の運動エネルギーの
概念を示すP−Δδ曲線である。
【図4】 この発明の実施の形態1の電源制御安定化方
法を示すフローチャートである。
【図5】 この発明の実施の形態2のPfと発電機制御
量の関係を示す制御量特性図である。
【図6】 この発明の実施の形態2の電源制御安定化方
法を示すフローチャートである。
【図7】 この発明の実施の形態3の運動エネルギーと
再閉路失敗時の発電機制御量の関係を示す制御量特性図
である。
【図8】 この発明の実施の形態3の電源制御安定化方
法を示すフローチャートである。
【図9】 この発明の実施の形態4の位相角最大値と再
閉路失敗時の発電機制御量の関係を示す制御量特性図で
ある。
【図10】 この発明の実施の形態4の電源制御安定化
方法を示すフローチャートである。
【図11】 従来の電源制御安定化装置を示す構成図で
ある。
【図12】 従来の加速エネルギーと発電機総出力の安
定度の関係を示す特性図である。
【図13】 従来の電源制御安定化方法を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1A〜1C 発電機、2A〜2G 母線、3A〜3C
変流器(CT)、4A〜4C 遮断器、5A〜5K 送
電線、6 変成器、7 コントロール・ケーブル、8
計測制御装置。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−173320(JP,A) 特開 平3−169226(JP,A) 特開 昭56−41725(JP,A) 鈴木守、柳橋健、相田忠弘、押田秀 治,大容量電源系統のオンライン安定化 制御方式,電気学会研究会資料電力技術 研究会,日本,社団法人電気学会,1988 年 7月29日,PE−88 94〜112,第 41頁〜第50頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 3/00 - 5/00 H02H 3/48 JICSTファイル(JOIS)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保護対象の電力系統に事故が発生する
    と、その電力系統の発電供給量を制御し系統を安定化す
    る電源安定化制御方法において、上記保護対象の電力系統の発電制御量(発電供給量の制
    御量)をシミュレーションする為の系統情報を入力し
    て、シミュレーションすることにより発電機の運動エネ
    ルギーに対応した発電制御量の第1の特性図を予め作成
    すると共に、上記第1の特性図に安定領域、制御領域を
    決めて予め作成しておき、 事故が発生すると、事故直前から事故除去後所定時間経
    過するまでの発電機の運動エネルギーを導出し、この導
    出した発電機の運動エネルギーに対応する発電制御量を
    上記第1の特性図から求め、上記安定領域にあれば安定
    と判定し、上記制御領域にあれば上記求めた発電制御量
    で発電供給量を制御する ようにしたことを特徴とする電
    源安定化制御方法。
  2. 【請求項2】 保護対象の電力系統に事故が発生する
    と、その電力系統の発電供給量を制御し系統を安定化す
    る電源安定化制御方法において、上記保護対象の電力系統の発電制御量をシミュレーショ
    ンする為の系統情報を入力して、シミュレーションする
    ことにより事故直前と事故除去後所定時間経過後との発
    電供給量の差に対応した発電制御量の第1の特性図を予
    め作成すると共に、上記第1の特性図に安定領域、制御
    領域を決めて予め作成しておき、 事故が発生すると、事故直前と事故除去後所定時間経過
    後との発電供給量の差を求め、この求めた発電供給量の
    差に対応する発電制御量を上記第1の特性図から求め、
    上記安定領域にあれば安定と判定し、上記制御領域にあ
    れば上記発電制御量で発電供給量を制御する ようにした
    ことを特徴とする電源安定化制御方法。
  3. 【請求項3】 保護対象の電力系統に事故が発生する
    と、その電力系統の発電供給量を制御し系統を安定化す
    る電源安定化制御方法において、上記保護対象の電力系統の発電制御量をシミュレーショ
    ンする為の系統情報を入力して、シミュレーションする
    ことにより事故直前と事故除去後所定時間経過後との発
    電機の最大位相角偏差に対応した発電制御量の第1の特
    性図を予め作成す ると共に、上記第1の特性図に安定領
    域、制御領域を決めて予め作成しておき、事故が発生す
    ると事故直前と事故除去後所定時間経過後との発電機の
    最大位相角偏差を導出し、この導出した発電機の最大位
    相角偏差に対応する発電制御量を上記第1の特性図から
    求め、上記安定領域にあれば安定と判定し、上記制御領
    域にあれば上記発電制御量で発電供給量を制御する よう
    にしたことを特徴とする電源安定化制御方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項の電源安定
    化制御方法により制御すると共に、 上記保護対象の電力系統が再閉路が失敗したときの発電
    制御量をシミュレーションする為の系統情報を入力し
    て、シミュレーションすることにより、再閉路が失敗し
    たときに、事故直前から事故除去後所定時間経過するま
    での発電機の運動エネルギーに対応した発電制御量を予
    め求めておき、 再閉路が失敗したときに、事故直前から事故除去後所定
    時間経過するまでの上記発電機の運動エネルギーを導出
    し、この導出した運動エネルギーに対応する発電制御量
    を、上記予め求めた発電制御量から求め、この求めた発
    電制御量で発電供給量を制御する ようにしたことを特徴
    とする電源安定化制御方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1項の電源安定
    化制御方法により制御すると共に、 上記保護対象の電力系統が再閉路が失敗したときの発電
    制御量をシミュレーションする為の系統情報を入力し
    て、シミュレーションすることにより、 再閉路が失敗したときに、事故直前と事故除去後所定時
    間経過後との発電供給量の差に対応した発電制御量を予
    め求めておき、 再閉路が失敗したときに、事故直前と事故除去後所定時
    間経過後との発電供給量の差を導出し、この導出した上
    記発電供給量の差に対応する発電制御量を、上記予め求
    めた発電制御量から求め、この求めた発電制御量で発電
    供給量を制御する ようにしたことを特徴とする電源安定
    化制御方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜3のいずれか1項の電源安定
    化制御方法により制御すると共に、 上記保護対象の電力系統が再閉路が失敗したときの発電
    制御量をシミュレーショ ンする為の系統情報を入力し
    て、シミュレーションすることにより、 再閉路が失敗したときに、事故直前から再閉路失敗時ま
    での発電機の最大位相角偏差に対応した発電制御量を予
    め求めておき、 再閉路が失敗したときに、事故直前から再閉路失敗時ま
    での上記発電機の最大位相角偏差を導出し、この導出し
    た最大位相角偏差に対応する発電制御量を、上記予め求
    めた発電制御量から求め、この求めた発電制御量で発電
    供給量を制御する ようにしたことを特徴とする電源安定
    化制御方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項の電源安定
    化制御方法を用いた電源安定化制御装置。
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鈴木守、柳橋健、相田忠弘、押田秀治,大容量電源系統のオンライン安定化制御方式,電気学会研究会資料電力技術研究会,日本,社団法人電気学会,1988年 7月29日,PE−88 94〜112,第41頁〜第50頁

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