JP5541971B2 - 系統安定化制御システムおよび系統安定化制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る系統安定化制御システムの一構成例を示す図である。図1に示すように、実施の形態の系統安定化制御システムは、複数台の発電機を有し、送電線を介して主系統に電力を供給する発電所に接続され、当該発電所における電圧、電流等の電気量情報が入力される系統安定化制御装置を主装置として構成されたシステムである。
まず、等価発電機出力(PE+jQE)、過渡リアクタンス背後電圧V1、無限大母線電圧V2、電流I1,I2、等価アドミタンス行列(G+jB)に関し、これらの各変数間には、つぎの(9),(10)式の関係がある。
(8)式で求めるVD(t)は、PE(Δδ)がPMよりも大きい部分の面積、つまり電力相差角曲線の頂部付近の面積であるため、(13)式の電力相差角曲線における定数項P0を省略して係数P1,P2を推定した上でエネルギーVDを算出しても、結果には殆ど影響しないと言える(詳細については、本出願人による先願発明、例えば特開2010−57253号公報などを参照されたい)。
まず、第2の手法と同様に(13)式の電力相差角曲線における定数項P0を省略する。つぎに、送電線路のインピーダンスを“r+jx”で表すとき、これをアドミタンスで表すと、次式のように表すことができる。
第3の手法は、上記(35),(36)式を用いて単一時間断面の計測データのみで電力相差角曲線を推定する手法であったが、第4の手法は、これら(35),(36)式により算出した係数を複数時間断面で平均化するものである。具体的には、次式を用いて係数を算出する。
図4は、第5の手法を説明するための説明図であり、等価発電機内部の仮想出力端を考慮した母線系統モデル図である。上記第1〜第4の手法では、等価発電機出力端GTでの計測値を使用して等価発電機出力の無効電力QEを演算していた。一方、ここで説明する第5の手法では、等価発電機内部の仮想出力端GT’における無効電力QE’を使用するものである。図4に示すように、等価発電機出力端GTと仮想出力端GT’との間には、過渡リアクタンスxd’が付加されている。
ところで、図3に示した制御フローは、事故除去直後、事故除去後から所定時間経過後などの各時間領域において適用可能なフローである。したがって、上述した第1〜第5の手法は、このような各時間領域に適用可能である。一方、これら第1〜第5の手法は、制御のタイミング、演算に必要な計測データ点数、演算時間などの評価要素に対する好適性がある。したがって、第1〜第5の手法を各時間領域にて最適なものに切り替えて用いるようにすれば、システム全体として最適な系統安定化制御の実行が可能となる。
2 変電所
10 系統安定化制御装置
21 入出力装置
22 演算装置
B1 発電所母線
B2 変電所母線
BG1〜BGn 発電機母線
CB1〜CBn 遮断器
CT 変流器
PT 計器用変圧器
F1,F2 送電線
G1〜Gn 発電機
GT 等価発電機出力端
GT’ 仮想出力端
M1 等価発電機
Claims (10)
- 複数台の発電機を具備する発電所から主系統に電力を供給する電力系統から得られるデータを用いて算出される発電機出力および発電機位相角の各情報を用いて電力相差角曲線における定数項、正弦項の係数および、余弦項の係数を推定する際、前記発電機出力に関する情報として有効電力出力および無効電力出力の双方の情報を用いて前記定数項および前記各係数を推定し、前記電力系統の事故または故障時に発電所からの電力供給量を適宜制御して前記電力系統を安定化する系統安定化制御システムであって、
前記電力相差角曲線のうち、前記有効電力出力を表す第1式に含まれる定数項を省略すると共に、
前記電力相差角曲線のうち、前記無効電力出力を表す第2式に含まれる定数項を、当該第2式における正弦項の係数と当該第2式における余弦項の係数の2乗和平方根に置換して前記第1、第2式の各係数を推定する
ことを特徴とする系統安定化制御システム。 - 前記電力相差角曲線における各係数の推定演算処理を複数時間断面にて実行すると共に、推定した各係数の時間平均値を推定値として用いることを特徴とする請求項1に記載の系統安定化制御システム。
- 発電機出力端と発電機内部の仮想出力端との間に想定される過渡リアクタンスに基づいて前記発電機出力端にて計測される無効電力出力を前記発電機内部の仮想出力端における値に換算することを特徴とする請求項1または2に記載の系統安定化制御システム。
- 電力系統の事故または故障時に発電所からの電力供給量を適宜制御して電力系統を安定化する系統安定化制御方法であって、
前記電力系統から得られるデータを用いて算出される発電機出力および発電機位相角の各情報を用いて電力相差角曲線における定数項、正弦項の係数および、余弦項の係数を推定する際、前記発電機出力に関する情報として有効電力出力および無効電力出力の双方の情報を用いて前記定数項および前記各係数を推定する第1ステップと、
前記推定した電力相差角曲線から加速エネルギーおよび減速エネルギーを算出する第2ステップと、
前記算出した加速エネルギー、減速エネルギーの大小比較から安定度判別を行う第3ステップと、
前記安定度判別の結果に基づき、前記発電所からの電力供給量の制御を行う第4ステップと、
を含み、
前記第1ステップの処理を実行する際、前記電力相差角曲線のうちの前記有効電力出力を表す第1式に含まれる定数項を省略すると共に、
前記電力相差角曲線のうちの前記無効電力出力を表す第2式に含まれる定数項を、当該第2式における正弦項の係数と当該第2式における余弦項の係数の2乗和平方根に置換して前記第1、第2式の各係数を推定する
ことを特徴とする系統安定化制御方法。 - 前記第1ステップの処理では、前記電力相差角曲線における各係数の推定演算処理を複数時間断面にて実行すると共に、推定した各係数の時間平均値を推定値として用いることを特徴とする請求項4に記載の系統安定化制御方法。
- 事故除去直後から所定時間経過前の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4に記載の処理を適用し、
前記所定時間経過後の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4または5に記載の処理を適用する
ことを特徴とする系統安定化制御方法。 - 事故除去直後から所定時間経過前の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項5に記載の処理を適用し、
前記所定時間経過後の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4に記載の処理を適用する
ことを特徴とする系統安定化制御方法。 - 事故除去直後から所定時間経過前の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4に記載の処理を適用し、
前記所定時間経過後の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4に記載の処理を適用する
ことを特徴とする系統安定化制御方法。 - 事故除去直後から所定第1時間経過前の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4に記載の処理を適用し、
前記所定第1時間経過後から当該所定第1時間よりも長い所定第2時間経過前の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4に記載の処理を適用し、
前記所定第2時間経過後の時間領域における前記第1ステップの処理として請求項4に記載の処理を適用する
ことを特徴とする系統安定化制御方法。 - 前記第2ステップには、
発電機の遮断が最小となる遮断パターンを選択するステップと、
前記遮断パターンを行った後の加速エネルギーおよび減速エネルギーを算出するステップと、
が含まれ、
前記第3ステップによる安定度判別の処理は、再計算後の各エネルギー値に基づいて実行される
ことを特徴とする請求項4から9の何れか1項に記載の系統安定化制御方法。
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