JP5063264B2 - Power system control device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統の制御装置及び制御方法に関し、とくに事故発生時に供給支障を生じさせることなく電力設備が過負荷になるのを防ぐ技術に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for an electric power system, and more particularly to a technique for preventing an electric power facility from being overloaded without causing a supply failure when an accident occurs.
ループ構造を持つ電力経路を有する電力系統においては、ルート断等の事故発生時に、電力系統を構成している送電線や変圧器等の電力設備が過負荷となることがある。例えば、図4Aに例示する電力系統1では、発電機2と負荷31及び負荷32とを結ぶ経路上に2つの変圧器71,72が存在するが、ノードbcを結ぶ電力経路がルート断となると、図4Bに示すように変圧器72が過負荷となる可能性がある。
In a power system having a power path with a loop structure, power facilities such as power transmission lines and transformers constituting the power system may be overloaded when an accident such as a route break occurs. For example, in the
ここで上記過負荷を防ぐには、系統安定化装置(SSC:System Stabilizing Controller)を設置する方法があるが(例えば特許文献1を参照)、この場合、負荷に供給支障が生じないようにしなければならない(例えば特許文献2を参照)。
上記系統安定化装置を用いた場合には、送電線や変圧器等の電力設備における潮流を取り込む必要があるため、設備が大規模になり、設置コストや運用コストが嵩んでしまう。また系統安定化装置を用いた従来方式では、事故発生時に負荷や発電機に繋がる電力経路を遮断してしまうため、供給支障が生じてしまう。 When the above system stabilizing device is used, since it is necessary to capture a tidal current in a power facility such as a transmission line or a transformer, the facility becomes large-scale, and installation costs and operation costs increase. Further, in the conventional method using the system stabilizing device, the power path leading to the load and the generator is interrupted when an accident occurs, which causes a supply trouble.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、ルート断等の事故発生時における供給支障を防ぐことが可能な電力系統の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。 The present invention, such has been made in view of the background, and an object thereof is to provide a control apparatus and a control method capable power system to prevent feed troubles during accidents such as a route disconnection.
本発明の一つは、One aspect of the present invention is
第1の発電機から電力が供給されるノードa、A node a to which power is supplied from the first generator;
前記ノードaから電力が供給される、ノードb及びノードe、Node b and node e to which power is supplied from the node a;
前記ノードb及び第2の発電機から電力が供給されるノードc、A node c to which power is supplied from the node b and the second generator;
前記ノードcから電力が供給されるノードd、A node d to which power is supplied from the node c;
前記ノードeから電力が供給される、ノードf、Node f to which power is supplied from the node e,
前記ノードfから電力が供給される、ノードg、Power supplied from the node f, node g,
前記ノードcと前記ノードdとを結ぶ経路に設けられる第1の変圧器、A first transformer provided in a path connecting the node c and the node d;
前記ノードfと前記ノードgとを結ぶ経路に設けられる第2の変圧器、A second transformer provided in a path connecting the node f and the node g;
前記ノードdから電力が供給される第1負荷、A first load to which power is supplied from the node d;
前記ノードgから電力が供給される第2負荷、A second load to which power is supplied from the node g;
前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に設けられ、通常時は投入されている第1の遮断器、及び、A first circuit breaker which is provided in a path connecting the node b and the node c and is normally turned on; and
前記ノードcと前記ノードfとを結ぶ経路に設けられ、通常時は開放されている第2の遮断器、A second circuit breaker provided in a path connecting the node c and the node f and normally open;
を含んで構成される電力系統において、前記第1遮断器及び前記第2遮断器を制御する制御装置であって、A control device for controlling the first circuit breaker and the second circuit breaker, comprising:
前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記第2の遮断器を投入することとする。When an accident current generated in a path connecting the node b and the node c is detected, the first circuit breaker is opened and the second circuit breaker is turned on.
本発明の他の一つは、上記制御装置であって、Another aspect of the present invention is the above control device,
上記電力系統の制御装置であって、A control device for the power system,
比率作動リレー、判定回路、及びリレー回路を備え、Providing a ratio operation relay, a judgment circuit, and a relay circuit,
前記比率作動リレーは、前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記判定回路にトリップ信号を出力し、When the ratio actuated relay detects an accident current that has occurred in a path connecting the node b and the node c, it opens the first circuit breaker and outputs a trip signal to the determination circuit;
前記判定回路は、前記トリップ信号が入力されると前記リレー回路に事故通知信号を出力し、The determination circuit outputs an accident notification signal to the relay circuit when the trip signal is input,
前記リレー回路は、前記事故通知信号が入力されると前記第2の遮断器を投入し、When the accident notification signal is input, the relay circuit turns on the second circuit breaker,
前記判定回路は、前記比率作動リレーから前記トリップ信号が出力されたのと同時に前記リレー回路に前記事故通知信号を出力することとする。The determination circuit outputs the accident notification signal to the relay circuit at the same time when the trip signal is output from the ratio operation relay.
尚、前記比率作動リレーにより前記第1の遮断器が開放されてから前記リレー回路により前記第2の遮断器を投入するまでの時間は、例えば、100ms以下である。The time from when the first circuit breaker is opened by the ratio actuated relay to when the second circuit breaker is turned on by the relay circuit is, for example, 100 ms or less.
本発明の他の一つは、Another one of the present invention is
第1の発電機から電力が供給されるノードa、A node a to which power is supplied from the first generator;
前記ノードaから電力が供給される、ノードb及びノードe、Node b and node e to which power is supplied from the node a;
前記ノードb及び第2の発電機から電力が供給されるノードc、A node c to which power is supplied from the node b and the second generator;
前記ノードcから電力が供給されるノードd、A node d to which power is supplied from the node c;
前記ノードeから電力が供給される、ノードf、Node f to which power is supplied from the node e,
前記ノードfから電力が供給される、ノードg、Power supplied from the node f, node g,
前記ノードcと前記ノードdとを結ぶ経路に設けられる第1の変圧器、A first transformer provided in a path connecting the node c and the node d;
前記ノードfと前記ノードgとを結ぶ経路に設けられる第2の変圧器、A second transformer provided in a path connecting the node f and the node g;
前記ノードdから電力が供給される第1の負荷、A first load to which power is supplied from the node d;
前記ノードgから電力が供給される第2の負荷、A second load to which power is supplied from the node g;
前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に設けられ、通常時は投入されている第1の遮断器、A first circuit breaker which is provided in a path connecting the node b and the node c and is normally turned on;
前記ノードcと前記ノードfとを結ぶ経路に設けられ、通常時は開放されている第2の遮断器、及びA second circuit breaker provided in a path connecting the node c and the node f and normally open; and
前記第1遮断器及び前記第2遮断器を制御する制御装置を含んで構成される電力系統の制御方法であって、A power system control method including a control device for controlling the first circuit breaker and the second circuit breaker,
前記制御装置が、前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記第2の遮断器を投入することとする。When the control device detects an accident current generated in a path connecting the node b and the node c, the control circuit opens the first circuit breaker and turns on the second circuit breaker.
本発明の他の一つは、上記制御方法であって、Another aspect of the present invention is the above control method,
前記制御装置は、比率作動リレー、判定回路、及びリレー回路を備え、The control device includes a ratio operation relay, a determination circuit, and a relay circuit,
前記比率作動リレーが、前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記判定回路にトリップ信号を出力し、When the ratio actuated relay detects an accident current that has occurred in the path connecting the node b and the node c, it opens the first circuit breaker and outputs a trip signal to the determination circuit;
前記判定回路が、前記トリップ信号が入力されると前記リレー回路に事故通知信号を出力し、The determination circuit outputs an accident notification signal to the relay circuit when the trip signal is input,
前記リレー回路が、前記事故通知信号が入力されると前記第2の遮断器を投入し、The relay circuit turns on the second circuit breaker when the accident notification signal is input,
前記判定回路が、前記比率作動リレーから前記トリップ信号が出力されたのと同時に前記リレー回路に前記事故通知信号を出力することとする。The determination circuit outputs the accident notification signal to the relay circuit at the same time when the trip signal is output from the ratio operation relay.
尚、前記比率作動リレーにより前記第1の遮断器が開放されてから前記リレー回路により前記第2の遮断器を投入するまでの時間は、例えば、100ms以下である。The time from when the first circuit breaker is opened by the ratio actuated relay to when the second circuit breaker is turned on by the relay circuit is, for example, 100 ms or less.
本発明によれば、ルート断等の事故発生時における供給支障を防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the supply trouble in the event of an accident such as a route disconnection.
以下、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図1Aに本発明の一実施形態として説明する電力系統1の概略的な構成を示している。同図に示すように、電力系統1は、電力供給源である発電機2と、送電線等の電力設備によって構成され、発電機2から供給される電力を負荷31,32に導く電力経路4と、ノードcdを結ぶ経路上に設けられる変圧器71、ノードfgを結ぶ経路上に設けられる変圧器72とを含んで構成されている。またノードcには発電機7から電力が供給されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1A shows a schematic configuration of a
同図に示すように、電力系統1はループ構造を含んで構成されている。例えば発電機2と負荷31とを結ぶ経路には、ノードabcdを通る経路(第1の電力経路)及びノードaefghidを通る経路(第2の電力経路)の2つの経路が存在し、また発電機2と負荷32を結ぶ経路には、ノードabcdihgを通る経路及びノードaefgを通る経路の2つの経路が存在する。
As shown in the figure, the
電力経路を構成している経路のうち、ノードbcを結ぶ経路(以下、この経路をA線41と称する。)には、第1の遮断器51が設けられている。またノードcjkfを結ぶ経路(以下、この経路をB線42(第3の電力経路)と称する。)には、第2の遮断器52が設けられている。B線42は、作業時や試験運転時等に一時的に使用される補助的な経路である。このため、第2の遮断器52は通常は開放(遮断)されており(遮断状態)B線42は通電されていない。なお、A線41とB線42を同時に通電すると、短絡容量が増大して定格遮断容量を超え、1線地絡電流の増大により線下の通信線への誘導電圧が許容値を超える可能性がある。
Of the paths constituting the power path, a path connecting the nodes bc (hereinafter, this path is referred to as A line 41) is provided with a
第1の遮断器51及び第2の遮断器52の開閉制御(遮断/投入)は、これらに通信可能に接続している制御部6(制御装置)によって行われる。図2に制御部6の構成を示している。同図に示すように、制御部6は、A線リレー盤61、A線ルート断判定盤62、B線リレー盤63を含んで構成されている。A線リレー盤61は、第1の遮断器51の開閉を制御する比率差動リレー611(87リレー)を有する。A線ルート断判定盤62は、比率差動リレー611から入力されるトリップ信号に応じてA線41において事故が発生しているか否かを示す信号(以下、事故通知信号と称する。)をリレー回路631に入力する判定回路621を有する。B線リレー盤63は、判定回路621からA線41において事故が発生している旨の事故通知信号が入力されると第2の遮断器52を投入する、リレー回路631を有する。
Opening / closing control (breaking / closing) of the
次にA線41においてルート断等の事故が発生した場合に制御部6によって行われる第1の遮断器51及び第2の遮断器52の具体的な制御について、図3に示すタイミングチャートとともに説明する。
Next, specific control of the
まずA線41においてルート断等の事故が発生して大きな事故電流が流れると(t1)、比率差動リレー611がオンし(t2)、比率差動リレー611からトリップ信号が出力される(t3)。続いて第1の遮断器51が開放され(t4)(遮断状態)、ノードbcを結ぶ電力供給経路(A線41)が遮断される。判定回路621は、比率差動リレー611からトリップ信号の入力があると、リレー回路631に事故が発生している旨を示す事故通知信号を出力する(t3)。リレー回路631は、判定回路621から上記事故通知信号の入力があると、第2の遮断器52を投入(閉)する(t5)。
First, when an accident such as a route interruption occurs in the
ここで第1の遮断器51が開放されてから第2の遮断器52が投入されるまでの時間(t4→t5)が長いと第2の遮断器52の両端の位相角(相差角)が大きく開き、第2の遮断器52の投入時にノードcに電力を供給している発電機7の軸に大きなトルクが加わって発電機7が破損することがある。このため、第1の遮断器51が開放されてから第2の遮断器52が投入されるまでの時間(t4→t5)は、相差角の開きが発電機7に悪影響を与えるまでの時間(以下、所定時間と称する。)よりも短いことが好ましい。
Here, if the time (t4 → t5) from when the
そこで本実施形態では、図3に示すように、比率差動リレー611からトリップ信号が出力されたのと同時に判定回路621からリレー回路631に事故通知信号を入力し(t3)、これにより第2の遮断器52をできるだけ早く投入するようにし(t5)、発電機7に与える影響を抑えるようにしている。具体的には、上記所定時間、すなわち第1の遮断器51が開放されてから第2の遮断器52が投入されるまでの時間(t4→t5)を100ms以下とする。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the accident notification signal is input from the
図1Bに第2の遮断器52が投入された後における、電力系統1における電力供給の様子を示す。t4〜t5の期間中、負荷32については発電機2からノードaefgを通る経路で、また負荷31については発電機2からノードaefghiを通る経路で、それぞれ電力が供給されている。このため、第1の遮断器51及び第2の遮断器52の双方が開放されているt4〜t5の期間中に負荷31に供給支障が生じることはない。
FIG. 1B shows a state of power supply in the
このように、本実施形態によれば、ルート断等の事故発生時に負荷に供給支障を生じることがない。また第1の遮断器51が開放されてから第2の遮断器52が投入されるまでの時間(t4→t5)が短いため、経路の切り替えによる発電機7に与える影響を抑えることができる。なお、以上の仕組みは制御部6により第1の遮断器51及び第2の遮断器52を制御するというシンプルな仕組みであるため容易かつ安価に実施可能である。
Thus, according to this embodiment, it is not caused supply trouble in load during accidents such as a route disconnection. Moreover, since the time (t4 → t5) from when the
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。 The above description of the embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.
1 電力系統
2 発電機
31 負荷
32 負荷
4 電力経路
41 A線
42 B線
51 第1の遮断器
52 第2の遮断器
6 制御部
61 A線リレー盤
611 比率差動リレー
62 A線ルート断判定盤
621 判定回路
63 B線リレー盤
631 リレー回路
7 発電機
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ノードaから電力が供給される、ノードb及びノードe、Node b and node e to which power is supplied from the node a;
前記ノードb及び第2の発電機から電力が供給されるノードc、A node c to which power is supplied from the node b and the second generator;
前記ノードcから電力が供給されるノードd、A node d to which power is supplied from the node c;
前記ノードeから電力が供給される、ノードf、Node f to which power is supplied from the node e,
前記ノードfから電力が供給される、ノードg、Power supplied from the node f, node g,
前記ノードcと前記ノードdとを結ぶ経路に設けられる第1の変圧器、A first transformer provided in a path connecting the node c and the node d;
前記ノードfと前記ノードgとを結ぶ経路に設けられる第2の変圧器、A second transformer provided in a path connecting the node f and the node g;
前記ノードdから電力が供給される第1負荷、A first load to which power is supplied from the node d;
前記ノードgから電力が供給される第2負荷、A second load to which power is supplied from the node g;
前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に設けられ、通常時は投入されている第1の遮断器、及び、A first circuit breaker which is provided in a path connecting the node b and the node c and is normally turned on; and
前記ノードcと前記ノードfとを結ぶ経路に設けられ、通常時は開放されている第2の遮断器、A second circuit breaker provided in a path connecting the node c and the node f and normally open;
を含んで構成される電力系統において、前記第1遮断器及び前記第2遮断器を制御する制御装置であって、A control device for controlling the first circuit breaker and the second circuit breaker, comprising:
前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記第2の遮断器を投入するWhen an accident current generated in the path connecting the node b and the node c is detected, the first circuit breaker is opened and the second circuit breaker is turned on.
ことを特徴とする電力系統の制御装置。A power system control device.
比率作動リレー、判定回路、及びリレー回路を備え、
前記比率作動リレーは、前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記判定回路にトリップ信号を出力し、
前記判定回路は、前記トリップ信号が入力されると前記リレー回路に事故通知信号を出力し、
前記リレー回路は、前記事故通知信号が入力されると前記第2の遮断器を投入し、
前記判定回路は、前記比率作動リレーから前記トリップ信号が出力されたのと同時に前記リレー回路に前記事故通知信号を出力する
ことを特徴とする電力系統の制御装置。 A power system control device according to claim 1,
Providing a ratio operation relay, a judgment circuit, and a relay circuit,
When the ratio actuated relay detects an accident current that has occurred in a path connecting the node b and the node c, it opens the first circuit breaker and outputs a trip signal to the determination circuit;
The determination circuit outputs an accident notification signal to the relay circuit when the trip signal is input,
When the accident notification signal is input, the relay circuit turns on the second circuit breaker,
The determination circuit outputs the accident notification signal to the relay circuit at the same time when the trip signal is output from the ratio operation relay.
A power system control device.
前記比率作動リレーにより前記第1の遮断器が開放されてから前記リレー回路により前記第2の遮断器を投入するまでの時間が100ms以下であるThe time from when the first circuit breaker is opened by the ratio actuated relay to when the second circuit breaker is turned on by the relay circuit is 100 ms or less.
ことを特徴とする電力系統の制御装置。A power system control device.
前記ノードaから電力が供給される、ノードb及びノードe、Node b and node e to which power is supplied from the node a;
前記ノードb及び第2の発電機から電力が供給されるノードc、A node c to which power is supplied from the node b and the second generator;
前記ノードcから電力が供給されるノードd、A node d to which power is supplied from the node c;
前記ノードeから電力が供給される、ノードf、Node f to which power is supplied from the node e,
前記ノードfから電力が供給される、ノードg、Power supplied from the node f, node g,
前記ノードcと前記ノードdとを結ぶ経路に設けられる第1の変圧器、A first transformer provided in a path connecting the node c and the node d;
前記ノードfと前記ノードgとを結ぶ経路に設けられる第2の変圧器、A second transformer provided in a path connecting the node f and the node g;
前記ノードdから電力が供給される第1の負荷、A first load to which power is supplied from the node d;
前記ノードgから電力が供給される第2の負荷、A second load to which power is supplied from the node g;
前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に設けられ、通常時は投入されている第1の遮断器、A first circuit breaker which is provided in a path connecting the node b and the node c and is normally turned on;
前記ノードcと前記ノードfとを結ぶ経路に設けられ、通常時は開放されている第2の遮断器、及びA second circuit breaker provided in a path connecting the node c and the node f and normally open; and
前記第1遮断器及び前記第2遮断器を制御する制御装置を含んで構成される電力系統の制御方法であって、A power system control method including a control device for controlling the first circuit breaker and the second circuit breaker,
前記制御装置が、前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記第2の遮断器を投入するWhen the control device detects an accident current generated in a path connecting the node b and the node c, the control device opens the first circuit breaker and turns on the second circuit breaker.
ことを特徴とする電力系統の制御方法。A power system control method characterized by the above.
前記制御装置は、比率作動リレー、判定回路、及びリレー回路を備え、The control device includes a ratio operation relay, a determination circuit, and a relay circuit,
前記比率作動リレーが、前記ノードbと前記ノードcとを結ぶ経路に生じた事故電流を検知すると、前記第1の遮断器を開放するとともに前記判定回路にトリップ信号を出力し、When the ratio actuated relay detects an accident current that has occurred in the path connecting the node b and the node c, it opens the first circuit breaker and outputs a trip signal to the determination circuit;
前記判定回路が、前記トリップ信号が入力されると前記リレー回路に事故通知信号を出力し、The determination circuit outputs an accident notification signal to the relay circuit when the trip signal is input,
前記リレー回路が、前記事故通知信号が入力されると前記第2の遮断器を投入し、The relay circuit turns on the second circuit breaker when the accident notification signal is input,
前記判定回路が、前記比率作動リレーから前記トリップ信号が出力されたのと同時に前記リレー回路に前記事故通知信号を出力するThe determination circuit outputs the accident notification signal to the relay circuit at the same time when the trip signal is output from the ratio operated relay.
ことを特徴とする電力系統の制御方法。A power system control method characterized by the above.
前記比率作動リレーにより前記第1の遮断器が開放されてから前記リレー回路により前記第2の遮断器を投入するまでの時間が100ms以下であるThe time from when the first circuit breaker is opened by the ratio actuated relay to when the second circuit breaker is turned on by the relay circuit is 100 ms or less.
ことを特徴とする電力系統の制御方法。A power system control method characterized by the above.
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