JP5366715B2

JP5366715B2 - 系統安定化システム

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Publication number: JP5366715B2
Application number: JP2009195501A
Authority: JP
Inventors: 秀治押田; 靖之小和田; 前田　　徹; 孝広高橋; 靖比嘉; 健一郎山里; 安洋兼島; 史尚金城; 敏克大山; 寿浩仲松; 幸人宮城
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-08-26
Also published as: JP2011050152A

Description

この発明は、発電機脱落（以下「電源脱落」と記す）時に負荷遮断することで安定化制御することによって電源脱落に伴う許容限界を超える系統周波数低下を未然に防止する系統安定化システムに関するものである。

従来技術としては以下に述べるように従来技術１及び従来技術２がある。

従来技術１
従来の系統安定化システムとしては、例えば特開平８−３２２１４８号公報（特許文献１）に記載のように、融通電力および周波数を検出し、融通電力が増加し且つ周波数が低下していることで受電側の電源脱落であると判定し、電圧調整用機器の調整・操作あるいは各発電機に電圧低下指令を送出するものがある。
発電プラント側の例えば蒸気弁自体やその制御系の故障や不具合が発生している場合に発電機が脱落することがあるが、従来技術１では、前記発電プラント側の故障や不具合が発生している発電機を特定することができない。

従来技術２
電源脱落の検出方式として、発電機主変圧器に付属の遮断器の開信号を主要検出要素とする方式もあるが、前記発電プラント側の故障や不具合による電源脱落に対してはその検出や系統安定化システムの起動が遅れ、系統周波数が低下許容限界を逸脱する場合が生じる。

特開平８−３２２１４８−号公報（図２及びその説明）

前述のように、前記従来技術１では発電プラント側の例えば蒸気弁自体やその制御系の故障や不具合が発生している発電機を特定することができないという課題があり、前記従来技術２では前記発電プラント側の故障や不具合による電源脱落に対してはその検出や系統安定化システムの起動が遅れ、系統周波数が低下許容限界を逸脱する場合が生じるという課題がある。

また、前記発電プラント側の保護・制御信号、例えばボイラ、タービン等における各所の圧力、温度、流量、多数のバルブの状態などの信号は極めて多種多様であり、これらの信号を全て前記発電プラント側の故障や不具合の検出信号として系統安定化システムに取り込むことは極めて困難である。

また、従来技術２などにおける電源脱落時の系統安定化制御では、当該発電機の各負荷を一括して一挙に遮断するが、各負荷を一括して一挙に遮断すると、万が一プラント側の不具合が解消され当該発電機が脱落しなかった場合には、過剰制御となり系統周波数の上昇を招く。

この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、信頼性の高い系統安定化システムを提供することを目的とするものである。

この発明に係る系統安定化システムは、発電機の有効電力出力の連続的な低下を検出する手段、及び系統周波数の連続的な低下を検出する手段を備え、これら両手段の検出に基づき前記発電機の有効電力および前記系統周波数の双方が連続的に低下すれば当該発電機の有効電力出力相当の負荷を遮断するものである。

この発明は、発電機の有効電力出力の連続的な低下を検出する手段、及び系統周波数の連続的な低下を検出する手段を備え、これら両手段の検出に基づき前記発電機の有効電力および前記系統周波数の双方が連続的に低下すれば当該発電機の有効電力出力相当の負荷を遮断するので、系統周波数が低下許容限界を逸脱する前に、的確に且つ容易に、系統安定化を図ることができ信頼性の高い系統安定化システムを実現することができる効果がある。

この発明の実施の形態１を示す図で、系統安定化システムおよびその適用の事例を示す図である。この発明の実施の形態１を示す図で、系統安定化システムにおける電源脱落検出の機能ブロック図の事例を示す図である。この発明の実施の形態１を示す図で、図１および図２の動作説明をするための電源脱落時の発電機の有効電力出力および系統周波数の変化状態の事例を示す図である。この発明の実施の形態２を示す図で、系統安定化システムの機能をＳ／Ｗで実行する場合の事例を示すフロー図である。この発明の実施の形態３を示す図で、系統安定化システムの機能を基板上にＨ／Ｗで実現する場合の事例を示すブロック図である。この発明の実施の形態４を示す図で、発電機停止指令、発電機出力低下（負荷降下）指令が各発電機個別に利用できる場合に、これらを不要な発電機脱落検出を防止するための手段として、系統安定化システムのＳ／Ｗに追加した場合の事例を示すフロー図である。この発明の実施の形態５を示す図で、発電機停止指令、発電機出力低下（負荷降下）指令が各発電機個別に利用できる場合に、これらを不要な発電機脱落検出を防止するための要素として、系統安定化システムのＨ／Ｗ基板に追加した場合の事例を示すブロック図である。

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図３により説明する。なお、ここでは６０Ｈｚ系統への適用例を示す。図１は系統安定化システムおよびその適用の事例を示す図、図２は系統安定化システムにおける発電機脱落（以下「電源脱落」とも記す）検出の機能ブロック図の事例を示す図、図３は図１および図２の動作説明をするための電源脱落時の発電機の有効電力出力および系統周波数の変化状態の事例を示す図である。

図１において、或るＡ発電所およびその併設変電所１から発電所併設変電所母線ＢＡおよび送電線Ｆを介して電力系統２に給電される。なお、図示の電力系統２は、他電力系統から連系線を介して融通電力を受けない非連系の事例である。また、電力系統２に複数の発電所およびその併設変電所がある場合には、すべての発電所併設変電所に実施の形態１と同等な構成の事故検出端末装置が設置されるものとする。

Ａ発電所１には、個別に対応プラント制御装置によって出力制御が行われる複数台の発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎが設置されている。即ち、発電機ＧＡ１はＧＡ１プラント制御装置ＧＡ１Ｃによって出力制御が行われ、発電機ＧＡｎはＧＡｎプラント制御装置ＧＡｎＣによって出力制御が行われる。

発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎは、それぞれ出力端が対応主変圧器（昇圧変圧器）および対応主変遮断器を介して発電所併設変電所母線ＢＡに接続されている。即ち、発電機ＧＡ１はその出力端が対応主変圧器（昇圧変圧器）ＭＴｒ１および対応主変遮断器ＣＢ１を介して発電所併設変電所母線ＢＡに接続され、発電機ＧＡｎはその出力端が対応主変圧器（昇圧変圧器）ＭＴｒｎおよび対応主変遮断器ＣＢｎを介して発電所併設変電所母線ＢＡに接続されている。

電力系統２には、複数の負荷Ｌ１，Ｌ２，・・・Ｌｎが接続され、各負荷は対応負荷制御端末装置によって電力系統２への接続・遮断の制御が行われる。即ち、負荷Ｌ１はＬ１負荷制御端末装置２１によって、負荷Ｌ２はＬ２負荷制御端末装置２２によって、負荷ＬｎはＬｎ負荷制御端末装置２ｎによって、それぞれ電力系統２への接続・遮断の制御が行われる。

発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎ各々の対応主変圧器の送電端には電流を計測する計器用変流器が設けられている。すなわち、発電機ＧＡ１の対応主変圧器ＭＴｒ１の送電端には当該発電機ＧＡ１の送電端出力電流を計測する計器用変流器ＣＴ１が設けられ、発電機ＧＡｎの対応主変圧器ＭＴｒｎの送電端には当該発電機ＧＡｎの送電端出力電流を計測する計器用変流器ＣＴｎが設けられている。また、発電所併設変電所母線ＢＡには母線電圧を計
測する計器用変圧器ＰＴが設けられている。これらは、発電所併設変電所における一般的な計器の構成であるが、この構成で得られる有効電力出力には、当該発電機の所内負荷の有効電力分が含まれていない。従って、所内負荷の有効電力分を考慮する必要がある場合には、当該発電機の送電端で計測される有効電力出力に所定の係数を掛けるなどして補正を行う。

Ａ発電所およびその併設変電所１における併設変電所側には、事故検出端末装置１０が設けられ、この事故検出端末装置１０には、前記計器用変流器ＣＴ１，・・・ＣＴｎの各出力および前記計器用変圧器ＰＴの出力が個別に入力され、また、主変遮断器ＣＢ１，・・・ＣＢｎに対する遮断指令を個別に出力する。

なお、本実施の形態１では、プラント制御装置におけるボイラ、タービン、多数のバルブなどの故障や各所の圧力、温度、流量の異常など、プラント制御装置側の正常でない状態を「事故」と呼称し、当該事故を検出する或るいはプラント制御装置側の事故であると予測することを「事故検出」と呼称し、当該事故検出を行う端末装置を「事故検出端末装置」と呼称する。

事故検出端末装置１０は、事故検出端末側演算装置１０Ｃを備えており、この事故検出端末側演算装置１０Ｃは、前記計器用変流器ＣＴ１，・・・ＣＴｎの各出力および前記計器用変圧器ＰＴの出力から、発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの各々の有効電力出力ＰＥおよび有効電力出力ＰＥの増減を導出すると共に、前記計器用変圧器ＰＴの出力から系統周波数Ｆおよび系統周波数Ｆの増減を導出し、発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの各々についてその有効電力出力ＰＥおよび系統周波数Ｆの双方が連続的に低下していることを判定することで当該発電機の脱落（電源脱落）を系統周波数が低下許容限界を逸脱するに至る前に検出（換言すれば電源脱落を予測）し、その旨の信号（本実施の形態では「ＰＦ低下起動成立信号」と呼称する）およびＰＦ低下起動成立時の発電機の有効電力出力ＰＥ相当の負荷量（以下「相応負荷量」と呼称する）を遠隔の中央制御装置３へ、信号経路Ｓ１−３を介して出力し、この出力を受けた中央制御装置３では、その中央制御装置側演算装置３Ｃにより、予め設定された優先順位に基づいて負荷Ｌ１，Ｌ２，・・・Ｌｎの中から前記相応負荷量に相当する負荷を選定し当該負荷を遮断するように、対応する負荷制御端末装置２１，２２，・・・２ｎへ、対応する信号経路Ｓ３−Ｌ１，Ｓ３−Ｌ２，・・・Ｓ３−Ｌｎを介して負荷遮断信号を出力する。前記選定された負荷が遮断されることにより、電源脱落時においても系統周波数は所定の周波数に維持される。つまり、系統安定化が行われる。

なお、ＰＦ低下起動成立信号における、「ＰＦ」は発電機出力Ｐおよび系統周波数Ｆを意味し、「ＰＦ低下起動成立」とは、前述の有効電力ＰＥおよび系統周波数Ｆの双方が連続的に低下していることを判定することで当該発電機の脱落を検出し、その旨の信号を出力する状態をいう。また、このＰＦ低下起動成立時の当該発電機の有効電力出力すなわち相応負荷量を本実施の形態１では「ＰＥＣ」と表現する。

本実施の形態１における系統安定化システムは、前述のように機能する事故検出端末装置１０、中央制御装置３、負荷制御端末装置２１，２２，・・・２ｎ、および信号経路Ｓ１−３，Ｓ３−Ｌ１，Ｓ３−Ｌ２，・・・Ｓ３−Ｌｎで構成されている。

プラント側におけるＧＡ１プラント制御装置ＧＡ１Ｃ，・・・ＧＡｎプラント制御装置ＧＡｎＣは、その健全時には、系統周波数が低下すれば対応発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの出力を上げ、系統周波数が上昇すれば対応発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの出力を下げる方向に対応発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの入力量を制御する。

発電所中央操作室４は、Ａ発電所およびその併設変電所１の各発電機のプラント制御装置へ、個別に、通常運用時および定期点検時などにおける発電機停止指令、発電機出力低下（負荷降下）指令を出す。これらの指令あるいは該指令の有無の信号を利用できる場合には、信号経路Ｓ４−１を介して事故検出端末装置１０へも送る。事故検出端末装置１０はこれらの指令がある場合は、前記ＰＦ低下起動成立が行われないように、あるいは発電機脱落が検出されないように作動する。このＰＦ低下起動成立が行われないように作動するロジック、発電機脱落が検出されないように作動するロジックの各具体的な事例は実施の形態４および実施の形態５で説明する。

次に、系統安定化システムにおける発電機脱落検出の機能、特に事故検出端末装置１０の事故検出端末側演算装置１０Ｃの機能を、ブロック図で例示する図２により説明する。

事故検出端末側演算装置１０Ｃは、発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎ毎に、発電機出力電力増減検出部１０１、発電機出力周波数増減検出部１０２、ＡＮＤ部１０３、および発電機脱落検出要素１０４の各機能を有している。

発電機出力電力増減検出部１０１は、対応発電機の送電端の変流器ＣＴの出力である電流Ｉおよび発電所併設変電所母線ＢＡの計器用変圧器ＰＴの出力である電圧Ｖを入力しこれら電流Ｉおよび電圧Ｖから対応発電機の有効電力出力を導出する有効電力検出部１０１１、この有効電力検出部１０１１の出力である現在の有効電力と基準値設定部１０１３に設定された有効電力基準値とを比較して対応発電機の有効電力出力の増減を検出する有効電力増減検出部１０１２、および対応発電機の有効電力出力の増減が所定時間続いていることを判定するためのタイマー部１０１４の各機能を有している。ここで、有効電力の基準値は、現時点から所定時間前までの有効電力の移動平均値などを用いる。
なお、この発電機出力電力増減検出部１０１は、発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの有効電力出力ＰＥの連続的な低下を検出する手段である。

系統周波数増減検出部１０２は、系統周波数の増減を検出するものであり、計器用変圧器ＰＴの出力である電圧Ｖを入力しこの電圧Ｖに基づいて系統周波数を検出する周波数検出部１０２１、この周波数検出部１０２１の出力である現在の系統周波数と基準値設定部１０２３に設定された系統周波数基準値とを比較して系統周波数の増減を検出する周波数増減検出部１０２２、および系統周波数の増減が所定時間続いていることを判定するためのタイマー部１０２４の各機能を有している。ここで、周波数の基準値は、現時点から所定時間前までの周波数の移動平均値などを用いる。
なお、この系統周波数増減検出部１０２は、系統周波数の連続的な低下を検出する手段である。

ＡＮＤ部１０３は前記両タイマー部１０１４，１０２４の出力の論理積演算を行い、このＡＮＤ部１０３の出力を入力した発電機脱落検出要素１０４は対応発電機の有効電力出力および前記系統周波数の双方が連続的に低下すれば発電機脱落であると予測判定し、前記ＰＦ低下起動成立信号を出力する。このＰＦ低下起動成立信号およびＰＦ低下起動成立時の前記相応負荷量は、前述のように前記事故検出端末装置１０（図１参照）から前記中央制御装置３（図１参照）へ出力し、当該中央制御装置３により前記相応負荷量に相当する負荷の遮断が行われ、系統安定化が行われる。

ここで、プラント側におけるＧＡ１プラント制御装置ＧＡ１Ｃ，・・・ＧＡｎプラント制御装置ＧＡｎＣは、その健全時には、系統周波数が低下すれば対応発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの出力を上げ、系統周波数が上昇すれば対応発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの出力を下げる方向に対応発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの入力量を制御するので、発電機ＧＡ１，・・・ＧＡｎの何れかの発電機の有効電力出力および当該発電機の出力端における系統
周波数の双方が連続的に低下すれば、当該発電機のプラント制御装置において故障や不具合などの事故が発生していることを、各発電機単位で検出できるのである。また、このプラント制御装置における事故発生による発電機脱落の事前（予測）検出は、各発電機の送電端に設置の計器用変流器ＣＴおよび発電所併設変電所母線ＢＡに設置の計器用変圧器ＰＴの出力を使用して行える。従って、系統周波数が低下許容限界を逸脱するに至る前に、的確に且つ容易に、系統安定化を図ることができる。

次いで、電源脱落時の発電機の有効電力出力および系統周波数の変化状態、並びに本実施の形態１の系統安定化システムの前述の機能による系統周波数の変化状態を図３により説明する。

図３（ａ）は電源脱落時の発電機の有効電力出力の変化状態を例示し、図３（ｂ）は電源脱落時の発電機出力端の系統周波数の変化状態および本実施の形態１の系統安定化システムの前述の機能による系統周波数の変化状態を例示してある。
図３（ａ）（ｂ）の横軸は何れも時間ｔ、図３（ａ）の縦軸は発電機有効電力出力ＰＥ（ｔ）（単位ｐｕ）、図３（ｂ）の縦軸は発電機出力端の系統周波数Ｆ（ｔ）（単位Ｈｚ）である。

図３（ａ）（ｂ）に例示しているように、発電機の有効電力出力ＰＥおよび発電機出力端の系統周波数Ｆが双方とも連続的に低下した場合、系統周波数Ｆが起動判定レベルＦ_ＳＥＴ１（例えば５９．８Ｈｚ）まで低下すれば前記ＰＦ低下起動が成立することを想定し、そのときの発電機の有効電力出力ＰＥＣに相当する負荷量を負荷遮断のトータル目標値とする。

系統周波数Ｆが更に低下し、制御実施判定レベルＦ_ＳＥＴ２（例えば５９．５Ｈｚ）まで低下した時点で周波数増減検出部１０２２（図２参照）が出力し、Ｆ_ＳＥＴ２まで低下した時点からＦ_ＳＥＴ２以下の状態がＴ時間（タイマー部１０２４（図２参照）の設定時間）続くと、中央制御装置３（図１参照）は前記優先順位に基づき第１回目の負荷遮断を実施する。

この第１回目の負荷遮断実施により、系統周波数ＦがＦ_ＳＥＴ２を超え、その後再びＦ_ＳＥＴ２まで低下すれば、第１回目の負荷遮断の場合と同様に、Ｆ_ＳＥＴ２まで低下した時点からＦ_ＳＥＴ２以下の状態がＴ時間続くと、中央制御装置３は前記優先順位に基づき第２回目の負荷遮断（第１回目の負荷遮断実施により遮断された負荷とは異なる負荷の遮断）を実施する。

この第２回目の負荷遮断実施により、系統周波数ＦがＦ_ＳＥＴ２を超え、その後再びＦ_ＳＥＴ２まで低下すれば、第１回目の負荷遮断の場合と同様に、Ｆ_ＳＥＴ２まで低下した時点からＦ_ＳＥＴ２以下の状態がＴ時間続くと、中央制御装置３は前記優先順位に基づき第３回目の負荷遮断（第１回目および第２回目の負荷遮断実施により遮断された負荷とは異なる負荷の遮断）を実施する。

第３回目の負荷遮断により系統周波数ＦがＦ_ＳＥＴ２を超えその状態が持続すれば中央制御装置３は以後の負荷遮断は行わない。

このように、１回当たりの負荷制限量（負荷遮断量）はＰＥＣ／ｎ（任意の自然数）とし、前記負荷遮断を複数回に分けて段階的に行う。また、前記ｎは必要制御量や出力低下速度に応じて複数設けておく。中央制御装置３は、例えば、出力低下速度が早ければ小さい値のｎを選択し、出力低下速度が遅ければ大きい値のｎを選択するように、出力低下速度に応じたｎ値を選択することで負荷遮断の過制御や不足制御を抑制する。

負荷遮断のトータル目標値分の負荷を一括遮断すれば、万一プラント側のプラント制御装置における前記事故が解消しタービントリップや主変遮断器開放に至らなかった場合に過剰制御となって系統周波数Ｆが異常に上昇することも有り得るが、１回当たりの負荷制限量（負荷遮断量）をＰＥＣ／ｎとし、前記負荷遮断を複数回に分けて段階的に行うようにすることにより、万一プラント側のプラント制御装置における前記事故が解消しタービントリップや主変遮断器開放に至らなかった場合にも過剰制御とならず系統周波数Ｆが異常に上昇することことを防止できる。一方で、当該発電機の有効電力出力の低下が急激な場合、段階的な負荷遮断では系統周波数低下防止が困難となる恐れがある。この対策として、ＰＦ低下起動成立時に当該発電機の有効電力出力が一定レベル以下となった場合には、ＰＥＣ分の負荷遮断を１回で行うものとする。すなわちｎ＝１と設定する。この判定も、図２の発電機出力電力増減検出部１０１で行う。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２は、前述の系統安定化システムの機能をＳ／Ｗで実行する場合の事例であり、その一例を図４に例示してある。

事故検出端末装置１０（図１参照）は、Ａ発電所およびその併設変電所１に属する全ての運転中発電機に対して、図４に示す処理を行う。以下、Ａ発電所およびその併設変電所１に属する１台の運転中発電機を例にとり、図４に示す処理の説明を行っていく。
図４において、先ず当該発電機の有効電力出力ＰＥ、系統周波数Ｆの各値を収集し（ステップＳＴ１）、次いで系統周波数Ｆが起動判定レベルＦ_ＳＥＴ１（例えば５９．８Ｈｚ）を下回っているかを判定し（ステップＳＴ２）、この条件が成立していなければステップＳＴ１に戻る。
ステップＳＴ２の条件が成立した場合には、当該発電機の有効電力出力ＰＥ、系統周波数Ｆが何れも連続的に低下しているかを判定し（ステップＳＴ３）、この条件が成立していなければステップＳＴ１に戻る。
ステップＳＴ３の条件が成立した場合には、ＰＦ低下起動が成立したと判断し（ステップＳＴ４）、当該発電機の有効電力出力ＰＥが、当該発電機の定格出力ＰＥ_Ｓに出力判定係数Ｋ_ＧＤ（例えば０．１）を掛けた値を上回るかを判定し（ステップＳＴ５）、この条件が成立していなければ、負荷遮断回数ｎに１を設定し（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ７に進む。
ステップＳＴ５の条件が成立した場合には、ＰＥの低下速度に応じた負荷遮断回数ｎを設定し（ステップＳＴ６）、遮断すべきトータル目標負荷量（相応負荷量）ＰＥＣとして、系統周波数ＦがＦ_ＳＥＴ１となった時点の当該発電機の有効電力出力ＰＥを設定する（ステップＳＴ７）。
次いで、前記「ＰＦ低下起動」成立の信号、遮断すべきトータル目標負荷量ＰＥＣ、および負荷遮断回数ｎを中央制御装置３（図１参照）へ送出する（ステップＳＴ８）。

中央制御装置３は、ステップＳＴ８により、事故検出端末装置１０から、前記「ＰＦ低下起動」成立の信号、遮断すべきトータル目標負荷量ＰＥＣ、および負荷遮断回数ｎを受信すると、系統周波数Ｆが制御実施判定レベルＦ_ＳＥＴ２（例えば５９．５Ｈｚ）を下回る毎に、ＰＥＣ／ｎ分の負荷遮断指令を、優先順位に基づいて、対応負荷の負荷制御端末装置へ送出する（ステップＳＴ９）。
なお、上記ステップＳＴ５においてＰＥ≧Ｋ_ＧＤ・ＰＥ_Ｓの条件が成立しない場合、ステップＳＴ１０に移行する代わりに、一般的な電源脱落に対応した負荷遮断を実行させることもできる。この場合、事故検出端末装置１０は、直ちに中央制御装置３に対して、一般的な電源脱落に対応した負荷遮断を実行させる指令、当該発電機の事前有効電力出力（例えば現時点から所定時間前までの移動平均値）を送出する。中央制御装置３では、送出されてきた当該発電機の事前有効電力出力、制御目標周波数（整定値）、周波数特性定数（整定値）などより遮断すべき目標負荷量を算出し、系統周波数Ｆが制御実施判定レベルＦ_ＳＥＴ２（例えば５９．５Ｈｚ）を下回ったことを条件に、遮断すべき目標負荷量分の負荷遮断指令を、優先順位に基づいて、対応負荷の負荷制御端末装置へ送出する。

前述のステップＳＴ１〜ステップＳＴ９の手順での処理により、前述の実施の形態１における系統安定化システムと同じ機能を呈する。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３は、前述の系統安定化システムの機能を基板上にＨ／Ｗで実現する場合の事例であり、その一例を図５に例示してある。

図５において、当該発電機の有効電力出力ＰＥが、当該発電機の定格出力ＰＥ_Ｓに出力判定係数Ｋ_ＧＤ（例えば０．１）を掛けた値を上回るかを判定する要素１０１Ａおよび当該発電機の有効電力出力ＰＥの低下継続を判定する要素１０１Ｂは、前述の実施の形態１における図２の発電機出力電力増減検出部１０１に相当する。各要素は所定のタイマーを持ち、各々の設定時間以上判定条件が成立した場合に、各出力を出すものとする。
また、系統周波数Ｆが起動判定レベルＦ_ＳＥＴ１（例えば５９．８Ｈｚ）を下回っているかを判定する要素１０２Ａおよび系統周波数Ｆの低下継続を判定する要素１０２Ｂは、前述の実施の形態１における図２の系統周波数増減検出部１０２に相当する。各要素は所定のタイマーを持ち、各々の設定時間以上判定条件が成立した場合に、各出力を出すものとする。
１０３はＡＮＤ回路である。複数回負荷遮断（ｎ≧２）対応の発電機脱落検出要素１０４Ａおよび１回負荷遮断（ｎ＝１）対応の発電機脱落検出要素１０４Ｂは、前述の実施の形態１における図２の発電機脱落検出部１０４に相当する。
要素１０１Ａは、前述の実施の形態２のステップＳＴ５の機能と同じ機能を有し、要素１０１Ｂは、前述の実施の形態２のステップＳＴ３の機能と同じ機能を有し、要素１０２Ａは、前述の実施の形態２のステップＳＴ２の機能と同じ機能を有し、要素１０２Ｂは、前述の実施の形態２のステップＳＴ３の機能と同じ機能を有している。
５はロックスイッチで、発電機点検時等にOFF操作手段６により開放され、発電機点検
時等に系統安定化システムが不要な発電機脱落検出をしないようにしてある。

本実施の形態３の系統安定化システムでは、当該発電機の有効電力出力ＰＥが、当該発電機の定格出力ＰＥ_Ｓに出力判定係数Ｋ_ＧＤ（例えば０．１）を掛けた値を上回るかを判定する要素１０１Ａ、当該発電機の有効電力出力ＰＥの低下継続を判定する要素１０１Ｂ、系統周波数Ｆが起動判定レベルＦ_ＳＥＴ１（例えば５９．８Ｈｚ）を下回っているかを判定する要素１０２Ａ、系統周波数Ｆの低下継続を判定する要素１０２Ｂ、ＡＮＤ回路１０３、複数回負荷遮断（ｎ≧２）対応の発電機脱落検出要素１０４Ａ、１回負荷遮断（ｎ＝１）対応の発電機脱落検出要素１０４Ｂおよびロックスイッチ５が、基板上に回路として構成され、前述の実施の形態１および実施の形態２と同等の機能を呈す。

実施の形態４.
この発明の実施の形態４は、発電機停止指令、発電機出力低下（負荷降下）指令が各発電機個別に利用できる場合に、これらを不要な発電機脱落検出を防止するための手段として、前述の系統安定化システムのＳ／Ｗに追加した場合の事例であり、その一例を図６に例示してある。

事故検出端末装置１０（図１参照）は、Ａ発電所およびその併設変電所１に属する全ての運転中発電機に対して、図６に示す処理を行う。以下、Ａ発電所およびその併設変電所１に属する１台の運転中発電機を例にとり、図６に示す処理の説明を行っていく。
図６において、先ず当該発電機の有効電力出力ＰＥ、系統周波数Ｆの各値を収集し（ス
テップＳＴ１）、次いで系統周波数Ｆが起動判定レベルＦ_ＳＥＴ１（例えば５９．８Ｈｚ）を下回っているかを判定し（ステップＳＴ２）、この条件が成立していなければステップＳＴ１に戻る。
ステップＳＴ２の条件が成立した場合には、当該発電機の有効電力出力ＰＥ、系統周波数Ｆが何れも連続的に低下しているかを判定し（ステップＳＴ３）、この条件が成立していなければステップＳＴ１に戻る。
ステップＳＴ３の条件が成立した場合には、当該発電機に対する停止指令が無いかを判定し（ステップＳＴ１０）、この条件が成立していなければ、所定時間内ＰＦ低下起動をロックする（ステップＳＴ１２）。
ステップＳＴ１０の条件が成立した場合には、当該発電機に対する出力低下指令が無いかを判定し（ステップＳＴ１１）、この条件が成立していなければ、所定時間内ＰＦ低下起動をロックする（ステップＳＴ１２）。
ステップＳＴ１１の条件が成立した場合には、ＰＦ低下起動が成立したと判断し（ステップＳＴ４）、当該発電機の有効電力出力ＰＥが、当該発電機の定格出力ＰＥ_Ｓに出力判定係数Ｋ_ＧＤ（例えば０．１）を掛けた値を上回るかを判定し（ステップＳＴ５）、この条件が成立していなければ、負荷遮断回数ｎに１を設定し（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ７に進む。
ステップＳＴ５の条件が成立した場合には、ＰＥの低下速度に応じた負荷遮断回数ｎを設定し（ステップＳＴ６）、遮断すべきトータル目標負荷量（相応負荷量）ＰＥＣとして、系統周波数ＦがＦ_ＳＥＴ１となった時点の当該発電機の有効電力出力ＰＥを設定する（ステップＳＴ７）。
次いで、前記「ＰＦ低下起動」成立の信号、遮断すべきトータル目標負荷量ＰＥＣ、および負荷遮断回数ｎを中央制御装置３（図１参照）へ送出する（ステップＳＴ８）。

本実施の形態４の系統安定化システムでは、実施の形態２のフロー図に、発電機停止指令の有無を判定する手段（ステップＳＴ１０）と発電機出力低下（負荷降下）指令の有無を判定する手段（ステップＳＴ１１）を追加することによって、いずれか一方の指令が有る場合には、ＰＦ低下起動を所定時間ロックさせることにより、不要な発電機脱落の検出を防止している。

実施の形態５.
この発明の実施の形態５は、発電機停止指令、発電機出力低下（負荷降下）指令が各発電機個別に利用できる場合に、これらを不要な発電機脱落検出を防止するための要素として、前述の系統安定化システムのＨ／Ｗ基板に追加した場合の事例であり、その一例を図７に例示してある。

図７において、当該発電機の有効電力出力ＰＥが、当該発電機の定格出力ＰＥ_Ｓに出力判定係数Ｋ_ＧＤ（例えば０．１）を掛けた値を上回るかを判定する要素１０１Ａおよび当該発電機の有効電力出力ＰＥの低下継続を判定する要素１０１Ｂは、前述の実施の形態１における図２の発電機出力電力増減検出部１０１に相当する。各要素は所定のタイマーを持ち、各々の設定時間以上判定条件が成立した場合に、各出力を出すものとする。
また、系統周波数Ｆが起動判定レベルＦ_ＳＥＴ１（例えば５９．８Ｈｚ）を下回っているかを判定する要素１０２Ａおよび系統周波数Ｆの低下継続を判定する要素１０２Ｂは、前述の実施の形態１における図２の系統周波数増減検出部１０２に相当する。各要素は所定のタイマーを持ち、各々の設定時間以上判定条件が成立した場合に、各出力を出すものとする。
１０３はＡＮＤ回路である。複数回負荷遮断（ｎ≧２）対応の発電機脱落検出要素１０４Ａおよび１回負荷遮断（ｎ＝１）対応の発電機脱落検出要素１０４Ｂは、前述の実施の形態１における図２の発電機脱落検出部１０４に相当する。
７は当該発電機への発電機停止指令が無いかを判定する要素、８は当該発電機への発電機出力低下（負荷降下）指令が無いかを判定する要素で、それぞれ各指令が無い場合に出力を出す。
要素１０１Ａは、前述の実施の形態４のステップＳＴ５の機能と同じ機能を有し、要素１０１Ｂは、前述の実施の形態４のステップＳＴ３の機能と同じ機能を有し、要素１０２Ａは、前述の実施の形態４のステップＳＴ２の機能と同じ機能を有し、要素１０２Ｂは、前述の実施の形態４のステップＳＴ３の機能と同じ機能を有し、要素７は、前述の実施の形態４のステップＳＴ１０の機能と同じ機能を有し、要素８は、前述の実施の形態４のステップＳＴ１１の機能と同じ機能を有している。
５はロックスイッチで、発電機点検時等にOFF操作手段６により開放され、発電機点検
時等に系統安定化システムが不要な発電機脱落検出をしないようにしてある。

本実施の形態５の系統安定化システムでは、当該発電機の有効電力出力ＰＥが、当該発電機の定格出力ＰＥ_Ｓに出力判定係数Ｋ_ＧＤ（例えば０．１）を掛けた値を上回るかを判定する要素１０１Ａ、当該発電機の有効電力出力ＰＥの低下継続を判定する要素１０１Ｂ、系統周波数Ｆが起動判定レベルＦ_ＳＥＴ１（例えば５９．８Ｈｚ）を下回っているかを判定する要素１０２Ａ、系統周波数Ｆの低下継続を判定する要素１０２Ｂ、ＡＮＤ回路１０３、複数回負荷遮断（ｎ≧２）対応の発電機脱落検出要素１０４Ａ、１回負荷遮断（ｎ＝１）対応の発電機脱落検出要素１０４Ｂ、７は当該発電機への発電機停止指令が無いかを判定する要素、８は当該発電機への発電機出力低下（負荷降下）指令が無いかを判定する要素およびロックスイッチ５が、基板上に回路として構成され、前述の実施の形態４と同等の機能を呈す。

なお、各図１〜図７において、同一または相当部分には同一符合を付してある。

１Ａ発電所およびその併設変電所、１０事故検出端末装置
１０Ｃ事故検出端末側演算装置、２電力系統、
２１，２２，・・・２ｎ負荷制御端末装置、
３中央制御装置、３Ｃ中央制御装置側演算装置、
４発電所中央操作室、５ロックスイッチ、
６発電機点検時OFF操作手段、７発電機停止指令無し判定要素、
８発電機出力低下指令無し判定要素、
１０１発電機出力電力増減検出部、１０１１有効電力検出部、
１０１２有効電力増減検出部、１０１３基準値設定部、
１０１４タイマー部、１０２系統周波数増減検出部、
１０２１周波数検出部、１０２２周波数増減検出部、
１０２３基準値設定部、１０２４タイマー部、
１０３ＡＮＤ部、１０４発電機脱落検出要素、
ＢＡ発電所併設変電所母線、ＣＴ１，ＣＴｎ変流器、
ＣＢ１，ＣＢｎ遮断器、Ｆ送電線、
ＧＡ１，・・・ＧＡｎ発電機、
ＧＡ１Ｃ，・・・ＧＡｎＣプラント制御装置、
Ｌ１，Ｌ２，・・・Ｌｎ負荷、ＭＴｒ１，・・・ＭＴｒｎ主変圧器、
ＰＥ発電機有効電力出力、
ＰＥＣ周波数５９．８Ｈｚにける発電機有効電力出力、
ＰＴ１，ＰＴｎ変流器、
Ｓ１−３，Ｓ３−Ｌ１，Ｓ３−Ｌ２，・・・Ｓ３-Ｌｎ，Ｓ４-１，Ｓ４-２信号経
路。

Claims

発電機の有効電力出力の連続的な低下を検出する手段、および系統周波数の連続的な低下を検出する手段を備え、これら両手段の検出に基づき前記発電機の有効電力出力および前記系統周波数の双方が連続的に低下すれば当該発電機の有効電力出力相当の負荷を遮断する系統安定化システム。
請求項１に記載の系統安定化システムにおいて、前記負荷遮断を複数回に分けて段階的に行うことを特徴とする系統安定化システム。
請求項２に記載の系統安定化システムにおいて、前記負荷の段階的遮断回数を、当該発電機の有効電力出力低下速度が速い場合より遅い場合の方を多くすることを特徴とする系統安定化システム。
請求項２または３に記載の系統安定化システムにおいて、発電機の有効電力出力が一定レベル以下となった場合に、電源脱落相当と見なし、電源脱落に対応した負荷遮断を行うことを特徴とする系統安定化システム。
請求項２または３に記載の系統安定化システムにおいて、発電機の有効電力出力が一定レベル以下となった場合に、電源脱落相当と見なし、前記負荷遮断を複数回に分けず１回で行うことを特徴とする系統安定化システム。
請求項１〜５の何れか一に記載の系統安定化システムにおいて、当該発電機の停止指令および当該発電機の負荷降下指令の少なくとも一方があれば当該発電機の有効電力出力相当の負荷遮断をロックすることを特徴とする系統安定化システム。