JP5659841B2 - 電力系統の高調波計算用パラメータ解析装置及び高調波計算用パラメータ推定方法 - Google Patents
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Description
2.実際の電力系統に合わせた等価回路の構成
3.高調波計算用パラメータ及び高調波電圧・電流推定計算結果の説明
(1)高調波計算用パラメータ
(2)高調波電圧・電流推定計算結果
4.本発明の高調波計算用パラメータ解析装置の動作原理
5.本発明の高調波計算用パラメータ解析装置の動作
6.本発明の高調波計算用パラメータ解析装置による高調波計算用パラメータ推定例と実測値との比較
7.本発明の高調波計算用パラメータ解析装置の変形例。
図1に示すように、本発明が適用された高調波計算用パラメータ解析装置1は、解析用ファイル22、高調波計算用パラメータファイル23及び実測結果ファイル24を入力する入力部2と、入力部2により入力された各ファイルを記憶する記憶部3とを備えている。また、本発明が適用された高調波計算用パラメータ解析装置1は、記憶部3に記憶された解析用ファイル22及び高調波計算用パラメータファイル23を読み込んで回路解析を行う解析部4を備えている。そして、解析部4により解析された解析結果データ25を順次保存するデータベース5と、解析結果データ25と実測結果ファイル24とを比較する比較部6と、比較部6で抽出された解析結果データ25を出力する出力部7とを備えている。
図2は、実際の電力系統に合わせた等価回路図を示す。等価回路41は、第5次高調波を想定した場合のものである。等価回路41は、送電側において、送電側の高調波電圧V5を有する送電側高調波電圧源42と、高圧送電ケーブル及び変電所の変圧器のインピーダンスXCを有する送配電回路網43とを含んでいる。等価回路41は、負荷側において、需要者の使用状態を表す負荷回路網44を含んでいる。
(1)高調波計算用パラメータ
[送電側高調波電圧V5]
送電側高調波電圧V5を有する送電側高調波電圧源42は、送電側、すなわち基幹系統の電圧を表す。たとえば、基幹系統の基本波電圧は、275kVである。
送配電回路網43の送配電線の等価インダクタンスL1を有するインダクタ43a、変電所の変圧器の等価インダクタンスL2を有するインダクタ43b、及び高圧送電ケーブルの対地等価静電容量CXを有するキャパシタ43cは、それぞれ任意の値とすることができる。基幹系統に高圧送電ケーブルを使用していない場合は、キャパシタ43cの対地等価静電容量CXをゼロと近似することができる。
需要者が電力使用することにより発生している負荷側発生高調波電流I5を有する負荷側発生高調波電流源45は、電力の需要動向によって変電所二次側に流れる第5次高調波電流である。
送電側高調波電圧V5と需要者が電力使用することにより発生している負荷側発生高調波電流I5との位相差をθ5とする。
需要者(負荷側)における調相設備の合成アドミタンスは、Lなし調相設備合成アドミタンス46とLあり調相設備合成アドミタンス47の合成である。
需要により変動する負荷側の高調波電圧歪を低減させるために、変電所の変圧器二次側において投入されるフィルタのアドミタンスYf1、Yf2は、電力会社が投入可否を判断するもので、スイッチ49a、49bにより投入有無を選択する。
[負荷側高調波電圧Vm5]
変圧器二次側電圧(すなわち、負荷回路網44の両端電圧)の第5次高調波成分をVm5とする。Vm5は負荷側の実測可能な高調波電圧であり、回路解析によって求解される。
変電所の変圧器二次側から負荷回路網44に流れる高調波電流のうち第5次高調波成分をIm5とする。Im5は負荷側の実測可能な高調波電流であり、回路解析によって求解される。
θm5は負荷側の実測可能な、高調波電圧と高調波電流間の位相差である。
本発明に係る高調波計算用パラメータ解析装置1の高調波計算用パラメータ推定精度の有効性を評価するため、従来の高調波計算用パラメータ解析用の等価回路について説明する。
図1に示すように、等価回路41(図2)の回路接続情報を、入力部2であるマウスを利用したGUIによりコンピュータに入力する。コンピュータ処理により接続情報に展開されて、解析用ファイル22として記憶部3に一時保存される。等価回路41に高調波計算用パラメータファイル23を設定する。高調波計算用パラメータファイル23に格納される高調波計算用パラメータは、以下のとおりとする。
図6は、負荷側高調波電圧Vm5、負荷側高調波電流Im5及び位相差θm5の値について、実測値と本発明の高調波計算用パラメータ解析装置により推定された値を比較して示す図である。図6の「実測結果」の列に示される値は、実測結果としてのVm5、Im5及びθm5の値を示している。「推定計算結果」の列に示される値は、図1及び図4の高調波計算用パラメータ解析により得られた解析結果データ25のうち、実測結果の値との比較により、実測結果の値に最も近い高調波電圧・電流推定計算結果の値を有する解析結果データ25を抽出したものである。Vm5、Im5及びθm5すべてについて略一致する値を有する解析結果データ25を得ることができなかったため、3つの実測結果のうち少なくとも2つとの差が±5%以下の値を有するか否かを比較後の抽出基準とした。Im5については、実測値に対して、+26%となったが、Vm5は略一致しており、θm5は、実測値に対して+3%以内となる解析結果データ25を得ることができた。
上述した高調波計算用パラメータ装置は、負荷側発生高調波電流I5、送電側高調波電圧V5と負荷側発生高調波電流I5との位相差θ5、調相設備容量及びLあり調相設備比率(調相設備合成アドミタンスY0、Y1)を推定すべき高調波計算用パラメータとしている。ここで、推定すべき高調波計算用パラメータの数を減らせば、高調波計算用パラメータの精度を上げることができ、計算時間の短縮を図ることが可能となる。
Claims (8)
- 送電側及び負荷側を考慮した実際の電力系統の等価回路の接続関係を示すデータを含む解析用ファイル、該等価回路の回路要素を含む高調波計算用パラメータ及び該高調波計算用パラメータごとに1つ又は2つ以上の高調波計算用パラメータの値を格納する高調波計算用パラメータファイル、並びに負荷側の高調波電圧・電流の実測値である実測結果及び該実測結果の値を格納する実測結果ファイルを記憶する記憶部と、
上記解析用ファイルから、上記データを読み込み、上記高調波計算用パラメータファイルから、上記高調波計算用パラメータごとに1つの高調波計算用パラメータの値を対応させた高調波計算用パラメータデータを順次読み込み、読み込んだ該データ及び該高調波計算用パラメータデータから生成した計算用ファイルを所定の解析プログラムにしたがって回路解析し、高調波計算用パラメータの値を変えた異なる高調波計算用パラメータデータごとに生成した計算用ファイルについて回路解析を繰り返して、負荷側の実測可能な高調波電圧・電流推定計算結果を求解する解析部と、
上記実測結果の値と、上記解析部から出力される高調波電圧・電流推定計算結果の値とを順次比較して、該実測結果の値と該高調波電圧・電流推定計算結果の値とが所定の関係を満足する高調波電圧・電流推定結果を有する高調波計算用パラメータを抽出する比較部とを備える高調波計算用パラメータ解析装置。 - 上記高調波計算用パラメータは、送電側高調波電圧と負荷側発生高調波電流との位相差を含むことを特徴とする請求項1記載の高調波計算用パラメータ解析装置。
- 上記実際の電力系統に合わせた等価回路は、送電ケーブルの等価回路を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の高調波計算用パラメータ解析装置。
- 上記高調波計算用パラメータは、送電側高調波電圧、負荷側発生高調波電流、送電側高調波電圧と負荷側発生高調波電流との位相差、調相設備容量及び該調相設備容量のうちのリアクトル接続容量比率を含むことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の高調波計算用パラメータ解析装置。
- 送電側及び負荷側を考慮した実際の電力系統の等価回路の接続関係を示すデータを含む解析用ファイル、該等価回路の回路要素を含む高調波計算用パラメータ及び該高調波計算用パラメータごとに1つ又は2つ以上の高調波計算用パラメータの値を格納する高調波計算用パラメータファイル、並びに負荷側の高調波電圧・電流の実測値である実測結果及び該実測結果の値を格納する実測結果ファイルを記憶部に記憶し、
上記解析用ファイルから、上記データを読み込み、上記高調波計算用パラメータファイルから、上記高調波計算用パラメータごとに1つの高調波計算用パラメータの値を対応させた高調波計算用パラメータデータを順次読み込み、読み込んだ該データ及び該高調波計算用パラメータデータから生成した計算用ファイルを所定の解析プログラムにしたがって回路解析し、高調波計算用パラメータの値を変えた異なる高調波計算用パラメータデータごとに生成した計算用ファイルについて回路解析を繰り返して負荷側の実測可能な高調波電圧・電流推定結果を求解し、
上記実測結果の値と、上記高調波電圧・電流推定計算結果の値とを順次比較して、該実測結果の値と該高調波電圧・電流推定計算結果の値とが所定の関係を満足する高調波電圧・電流推定結果を有する高調波計算用パラメータを抽出する高調波計算用パラメータ推定方法。 - 送電側及び負荷側を考慮した実際の電力系統の等価回路の接続関係を示すデータを含む解析用ファイル、該等価回路の回路要素を含む高調波計算用パラメータ及び該高調波計算用パラメータごとに1つ又は2つ以上の高調波計算用パラメータの値を格納する高調波計
算用パラメータファイル、並びに負荷側の基本波皮相電力、高調波電圧、高調波電流及び高調波電圧と高調波電流との位相差の実測結果及び該実測結果の複数の値を格納する実測結果ファイルを記憶する記憶部と、
上記実測結果ファイルを読み込んで、上記負荷側の基本波皮相電力、高調波電圧、高調波電流及び高調波電圧と高調波電流との位相差のそれぞれの実測結果の値の間の関係から導出される線形近似式に基づく高調波電圧の値及び高調波電流の値をそれぞれ実測結果の値とする新たな実測結果ファイルを生成し、上記解析用ファイルから上記データを読み込み、該高調波計算用パラメータファイルの負荷側発生高調波電流の値を0Aに、送電側高調波電圧と負荷側発生高調波電流との位相差を任意の固定値に設定した上記高調波計算用パラメータファイルを読み込んで、上記高調波計算用パラメータごとに1つの高調波計算用パラメータの値を対応させた高調波計算用パラメータデータを順次読み込み、読み込んだ該データ及び該高調波計算用パラメータデータから生成した計算用ファイルを所定の解析プログラムにしたがって回路解析し、高調波計算用パラメータの値を変えた異なる高調波計算用パラメータデータごとに生成した計算用ファイルについて回路解析を繰り返して、負荷側の実測可能な高調波電圧・電流推定計算結果を求解する解析部と、
上記新たな実測結果ファイルの中の実測結果の値と、上記解析部から出力される高調波電圧・電流推定計算結果の値とを順次比較して、該実測結果の値と該高調波電圧・電流推定計算結果の値とが所定の関係を満足する高調波電圧・電流推定結果を有する高調波計算用パラメータを抽出する比較部とを備える高調波計算用パラメータ解析装置。 - 上記高調波計算用パラメータは、送電側高調波電圧、調相設備容量及び該調相設備容量のうちのリアクトル接続容量比率を含むことを特徴とする請求項6記載の高調波計算用パラメータ解析装置。
- 送電側及び負荷側を考慮した実際の電力系統の等価回路の接続関係を示すデータを含む解析用ファイル、該等価回路の回路要素を含む高調波計算用パラメータ及び該高調波計算用パラメータごとに1つ又は2つ以上の高調波計算用パラメータの値を格納する高調波計算用パラメータファイル、並びに負荷側の基本波皮相電力、高調波電圧、高調波電流及び高調波電圧と高調波電流との位相差の実測結果及び該実測結果の複数の値を格納する実測結果ファイルを記憶部に記憶し、
上記実測結果ファイルを読み込んで、上記負荷側の基本波皮相電力、高調波電圧、高調波電流及び高調波電圧と高調波電流との位相差のそれぞれの実測結果の値の間の関係から導出される線形近似式に基づく高調波電圧の値及び高調波電流の値をそれぞれ実測結果の値とする新たな実測結果ファイルを生成し、
上記解析用ファイルから上記データを読み込み、上記高調波計算用パラメータファイルの負荷側発生高調波電流の値を0Aに、送電側高調波電圧と負荷側発生高調波電流との位相差を任意の固定値に設定した該高調波計算用パラメータファイルを読み込んで、上記高調波計算用パラメータごとに1つの高調波計算用パラメータの値を対応させた高調波計算用パラメータデータを順次読み込み、読み込んだ該データ及び該高調波計算用パラメータデータから生成した計算用ファイルを所定の解析プログラムにしたがって回路解析し、高調波計算用パラメータの値を変えた異なる高調波計算用パラメータデータごとに生成した計算用ファイルについて回路解析を繰り返して、負荷側の実測可能な高調波電圧・電流推定計算結果を求解し、
上記新たな実測結果ファイルの中の実測結果の値と、上記高調波電圧・電流推定計算結果の値とを順次比較して、該実測結果の値と該高調波電圧・電流推定計算結果の値とが所定の関係を満足する高調波電圧・電流推定結果を有する高調波計算用パラメータを抽出する高調波計算用パラメータ推定方法。
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