JP7128132B2 - Power system stabilization system - Google Patents

Power system stabilization system Download PDF

Info

Publication number
JP7128132B2
JP7128132B2 JP2019029629A JP2019029629A JP7128132B2 JP 7128132 B2 JP7128132 B2 JP 7128132B2 JP 2019029629 A JP2019029629 A JP 2019029629A JP 2019029629 A JP2019029629 A JP 2019029629A JP 7128132 B2 JP7128132 B2 JP 7128132B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
terminal device
power flow
interconnection
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019029629A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020137299A (en
Inventor
祐二 石原
操 木村
哲 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Energy Systems and Solutions Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2019029629A priority Critical patent/JP7128132B2/en
Publication of JP2020137299A publication Critical patent/JP2020137299A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7128132B2 publication Critical patent/JP7128132B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Description

本発明の実施形態は、系統事故に伴って発生する周波数の異常を抑制し、周波数を規定範囲内に維持する電力系統安定化システムに関する。 An embodiment of the present invention relates to a power system stabilization system that suppresses frequency anomalies caused by system faults and maintains the frequency within a specified range.

電力系統における周波数の異常(以下、周波数異常)とは、電力系統内の負荷量と発電量のバランス、すなわち電力の需要と供給のバランス(以下、需給バランス)が崩れ、周波数が規定の範囲(以下、規定範囲)から逸脱した状態のことである。 A frequency abnormality in a power system (hereafter referred to as frequency abnormality) means that the balance between the amount of load and the amount of power generated in the power system, that is, the balance between the supply and demand of electricity (hereafter referred to as the supply-demand balance) is broken, and the frequency falls outside the specified range ( hereinafter referred to as a state that deviates from the specified range).

周波数異常は、電力の需要家や電力系統内の各種設備の運転に悪影響を及ぼす。このため、日本国内の多くの電力会社では、周波数の規定範囲、すなわち周波数を管理する範囲を、標準とする周波数(以下、標準周波数)±0.2Hz、一部の電力会社では標準周波数±0.3Hzと定め、この規定範囲内に周波数を維持するように電力系統を運用している。 Frequency anomalies adversely affect the operation of power consumers and various facilities in the power system. For this reason, many electric power companies in Japan set the specified frequency range, that is, the range for frequency management, to the standard frequency (hereinafter referred to as the standard frequency) ± 0.2 Hz, and some electric power companies set the standard frequency ± 0.2 Hz. .3 Hz, and the electric power system is operated to maintain the frequency within this prescribed range.

電力の需要が変動することに伴って発生する緩やかな需給アンバランス(電力の需給バランスが崩れた状態)に対しては、負荷周波数制御(LFC、Load Frequency Control)や、調速機によって、発電機出力、すなわち電力の供給量を制御する。このため、周波数が規定範囲内に維持されるために周波数異常に至ることは少ない。なお、調速機は、発電機のタービンの回転速度を制御する装置である。 In response to the gradual imbalance of supply and demand (state where the balance of supply and demand for electricity is lost) that occurs with fluctuations in the demand for electricity, power generation is controlled by load frequency control (LFC) and governors. It controls machine output, that is, the amount of power supplied. Therefore, since the frequency is maintained within the specified range, frequency anomalies are less likely to occur. The speed governor is a device that controls the rotation speed of the turbine of the generator.

送電線ルートが遮断されるような事故や、複数の母線にまたがる事故である両母線事故などの重大な系統事故に伴って、電力系統から大容量の発電機が解列(電源脱落)されたり、負荷に電力供給する系統が分離(負荷脱落)されたりすると、急激な需給アンバランスを生じる。この場合、周波数が規定範囲を逸脱して周波数異常に至る可能性がある。そのため、電力系統には、周波数異常を解消させる、または未然に防止する周波数リレーシステムが設置されている。 Large-capacity generators are disconnected from the power system due to serious system accidents, such as accidents that cut off transmission line routes and accidents that span multiple bus lines, such as double-bus accidents. If the system that supplies power to the load is separated (dropped load), a sharp imbalance of supply and demand will occur. In this case, there is a possibility that the frequency will deviate from the prescribed range and lead to frequency anomaly. Therefore, a frequency relay system is installed in the electric power system to eliminate or prevent the frequency abnormality.

周波数リレーシステムは、電力系統における周波数の状況に応じて、負荷制限や、発電機遮断などの制御を行うことにより、電力の需給バランスを維持するシステムである。周波数リレーシステムには、周波数異常の発生を検出して制御を行う分散制御方式の不足周波数リレー(UFR、Under Frequency Relay)と、過周波数リレー(OFR、Over Frequency Relay)と、中央制御方式の電力系統安定化システムとがある。 A frequency relay system is a system that maintains the balance between supply and demand of electric power by performing control such as load shedding and generator shutdown according to the frequency situation in the electric power system. The frequency relay system includes a distributed control type under frequency relay (UFR), an over frequency relay (OFR), and a central control type power relay. There is a grid stabilization system.

電力系統安定化システムは、予め、周波数異常に至る可能性の高い事故(想定事故)を想定し、想定事故が発生した場合に周波数を規定範囲内に維持するための制御内容(負荷制限や発電機遮断など)を事前に演算、記憶しておく。そして、電力系統安定化システムでは、実際に想定事故の発生を検出した際に、直ちに制御を実施する。 The power system stabilization system assumes in advance an accident (assumed accident) that has a high possibility of causing a frequency abnormality, and controls contents (load limit, power generation Machine break, etc.) are calculated and stored in advance. Then, in the power system stabilization system, control is immediately performed when the occurrence of the assumed accident is actually detected.

電力系統安定化システムでは、想定事故が発生した後、電力系統が周波数異常に至る前に、制御を行うことができる。このため、周波数異常を確認してからの制御では電力系統の安定運転を維持できない急激な需給アンバランスを生じる系統事故にも対応できる特長がある。 The power system stabilization system can perform control after an assumed accident occurs and before the power system becomes abnormal in frequency. For this reason, it has the advantage of being able to respond to system failures that cause sudden imbalances in supply and demand, in which stable operation of the power system cannot be maintained by control after confirming a frequency abnormality.

周波数異常には、標準周波数に対して周波数が低下(周波数低下)する場合と、上昇(周波数上昇)する場合の両側面がある。電力系統安定化システムは、周波数低下に対して揚水機の遮断や負荷制限を行い、周波数上昇に対して発電機遮断を行う。揚水機は、揚水発電に用いる水をくみ上げるポンプ運転中の発電機であり、負荷と同様に電力を消費する機器である。 Frequency anomaly has two sides: a case where the frequency drops (frequency drop) and a case where the frequency rises (frequency rise) with respect to the standard frequency. The power system stabilization system cuts off the pumps and limits the load when the frequency drops, and cuts off the generator when the frequency rises. A water pump is a generator that pumps up water used for pumped-storage power generation, and is a device that consumes electric power in the same manner as a load.

ここで、従来の電力系統安定化システムの構成と作用について図1、及び図2を用いて説明する。 Here, the configuration and operation of a conventional power system stabilization system will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

以下では、説明を簡素化するため、周波数低下時の応動について説明する。周波数上昇時の応動については、制御対象が異なるのみであり、周波数低下時と同様の考え方が適用できる。 In order to simplify the explanation, the response when the frequency drops will be explained below. As for the response at the time of frequency increase, only the object to be controlled is different, and the same idea as at the time of frequency decrease can be applied.

図1及び図2は、従来の電力系統安定化システムの構成を示す図である。図1及び図2に示すように、従来の電力系統安定化システムは、中央演算装置10と、事故検出端末装置11と、制御端末装置12とで構成される。 1 and 2 are diagrams showing the configuration of a conventional power system stabilization system. As shown in FIGS. 1 and 2, the conventional power system stabilization system comprises a central processing unit 10, an accident detection terminal device 11, and a control terminal device 12. FIG.

図2において、1は発電機、2は負荷、3は母線、4は送電線あるいは変圧器、5は遮断器、6は電流計測器(CT)、7は電圧計測器(VT)、8は通信設備、9は直流連系設備、10は従来の電力系統安定化システムの中央演算装置、11は従来の電力系統安定化システムの事故検出端末装置、12は従来の電力系統安定化システムの制御端末装置である。 In FIG. 2, 1 is a generator, 2 is a load, 3 is a bus, 4 is a transmission line or transformer, 5 is a circuit breaker, 6 is a current measuring device (CT), 7 is a voltage measuring device (VT), and 8 is Communication equipment, 9 DC interconnection equipment, 10 central processing unit of conventional power system stabilization system, 11 accident detection terminal device of conventional power system stabilization system, 12 control of conventional power system stabilization system It is a terminal device.

事故検出端末装置11は、発電所などに設置されることが多い。制御端末装置12は、変電所などに設置されることが多い。中央演算装置10は、事故検出端末装置11や制御端末装置12との通信が可能、かつ、系統容量、発電機の有効電力出力(以下、発電機出力)、負荷が消費する有効電力(以下、負荷量)などの系統情報を、給電情報網から受信できる給電制御所や主要な電気所に設置されることが多い。 The accident detection terminal device 11 is often installed in a power plant or the like. The control terminal device 12 is often installed at a substation or the like. The central processing unit 10 can communicate with the accident detection terminal device 11 and the control terminal device 12, and also provides system capacity, active power output of the generator (hereinafter referred to as generator output), active power consumed by the load (hereinafter referred to as It is often installed in a power supply control center or a major electrical station where system information such as load amount) can be received from the power supply information network.

事故検出端末装置11は、図1に示すように、事故検出部11Aを備え、発電機の脱落事故を検出する。事故検出端末装置11は、図2に示すように、制御対象の電力系統における発電機1側の送電線4に設けられる遮断器5の開閉状態や、電流計測器6及び電圧計測器7により測定された電流及び電圧から演算した発電機出力を用いて、発電機1の脱落事故の有無を検出する。事故検出端末装置11は、検出結果を、通信設備8を介して中央演算装置10へ送信する。 As shown in FIG. 1, the accident detection terminal device 11 includes an accident detection section 11A, and detects a generator dropping accident. As shown in FIG. 2, the accident detection terminal device 11 detects the open/close state of the circuit breaker 5 provided in the transmission line 4 on the side of the generator 1 in the power system to be controlled, and the current measuring device 6 and the voltage measuring device 7. Using the generator output calculated from the obtained current and voltage, the presence or absence of the falling accident of the generator 1 is detected. The accident detection terminal device 11 transmits the detection result to the central processing unit 10 via the communication facility 8 .

中央演算装置10は、図1に示すように、事前演算部10Aと、事後演算部10Bとを備える。以下では、中央演算装置10の処理について図3を用いて説明する。 The central processing unit 10, as shown in FIG. 1, includes a pre-computation unit 10A and a post-computation unit 10B. The processing of the central processing unit 10 will be described below with reference to FIG.

図3は、従来の中央演算装置10の処理を説明するための図である。事前演算部10Aは、発電機1の発電機出力、負荷2の負荷量、系統容量Pなどの系統情報を給電情報網から受信する。事前演算部10Aは、系統情報と、予め設定された電力周波数特性K、及び目標周波数偏差Δfを用いて、例えば、電源脱落の想定事故が発生した場合における周波数維持に必要な目標制御量Pを、以下の(1)式で演算する。 FIG. 3 is a diagram for explaining the processing of the conventional central processing unit 10. As shown in FIG. The pre-computation unit 10A receives system information such as the generator output of the generator 1, the load amount of the load 2 , and the system capacity P0 from the power supply information network. The pre-computing unit 10A uses the system information, the preset power frequency characteristic K, and the target frequency deviation Δf C to calculate, for example, the target control amount P C is calculated by the following equation (1).

=ΔP-K×Δf×(P-ΔP) …(1)式
ここで、
:目標制御量[MW]
ΔP :想定事故発生時の需給アンバランス量[MW]
K :電力周波数特性(系統定数)[1/Hz]
Δf:目標周波数偏差[Hz]
:系統容量[MW]
P C = ΔP−K×Δf C ×(P 0 −ΔP) Equation (1) where,
P C : Target controlled variable [MW]
ΔP : Amount of supply and demand imbalance at the time of assumed accident [MW]
K: Power frequency characteristics (system constant) [1/Hz]
Δf C : Target frequency deviation [Hz]
P 0 : system capacity [MW]

なお、(1)式において、想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPの極性は、発電量が負荷量より少ない場合に+(プラス、つまり正の値)とする。すなわち(1)式では、想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPが+である場合に、その大きさに応じた負荷制限を行う。 In equation (1), the polarity of the demand-supply imbalance amount ΔP at the occurrence of an assumed accident is set to + (plus, that is, a positive value) when the power generation amount is less than the load amount. That is, in the formula (1), when the supply-demand imbalance amount ΔP at the time of occurrence of the assumed accident is +, the load is restricted according to its magnitude.

事前演算部10Aは、演算した目標制御量Pに基づいて、負荷制限する負荷(以下、制御内容)を複数の負荷2の中から選択し、記憶する。 Based on the calculated target control amount PC, the pre - computation unit 10A selects and stores a load to be limited (hereinafter referred to as control content) from the plurality of loads 2 .

なお、中央演算装置10は、給電情報網を介さずに、事故検出端末装置11により計測された発電機1の発電機出力を取得してもよいし、制御端末装置12により計測された負荷2の負荷量を取得するようにしてもよい。 Note that the central processing unit 10 may acquire the generator output of the generator 1 measured by the accident detection terminal device 11 without going through the power supply information network, or the load 2 measured by the control terminal device 12. You may make it acquire the load amount of .

事前演算部10Aは、制御内容として、負荷制限した場合における負荷量ができるだけ目標制御量に近くなるように、負荷制限の対象とする負荷2の組合せを選択する。事前演算部10Aは、以上の処理を、常時所定の時間間隔で繰り返し実施し、制御内容を更新する。 The pre-computation unit 10A selects a combination of the loads 2 to be subject to load limitation so that the amount of load when the load is limited is as close as possible to the target control amount. The pre-computation unit 10A always repeats the above processing at predetermined time intervals to update the control content.

ここで、従来の電力系統安定化システムにおける想定事故、及び制御内容について、図4及び図5を用いて説明する。図4は、従来の想定事故を示す情報の構成例を示す図である。図5は、従来の制御内容を示す情報の構成例を示す図である。 Here, an assumed accident in a conventional power system stabilization system and details of control will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of information indicating a conventional assumed accident. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of information indicating the content of conventional control.

図4に示すように、想定事故の情報は、例えば、想定事故ケース番号、監視点、及び事故様相などの項目を備える。想定事故ケース番号には想定事故に付される番号が示される。監視点には想定事故の発生が想定されている地点が示される。事故様相には想定事故の内容が示される。 As shown in FIG. 4, the assumed accident information includes, for example, items such as assumed accident case number, monitoring point, and accident mode. The postulated accident case number indicates the number assigned to the postulated accident. A monitoring point indicates a point where a hypothetical accident is supposed to occur. The accident mode indicates the details of the assumed accident.

図5に示すように、制御内容の情報は、例えば、想定事故ケース番号、需給アンバランス量ΔP、制御内容のなどの項目を備える。また、制御内容として、目標制御量P、制御対象などの項目を備える。想定事故ケース番号は図4の想定事故ケース番号に対応する番号である。需給アンバランス量ΔPは想定事故が発生した場合の需給アンバランス量を示す。制御対象は、負荷制限する負荷2を示す。 As shown in FIG. 5, the control content information includes items such as an assumed accident case number, supply and demand imbalance amount ΔP, and control content, for example. In addition, items such as the target control amount P C and the controlled object are provided as control contents. The assumed accident case number is a number corresponding to the assumed accident case number in FIG. The supply and demand imbalance amount ΔP indicates the supply and demand imbalance amount when an assumed accident occurs. The controlled object indicates the load 2 to be load-limited.

図4及び図5の例では、想定事故ケース番号1の事故として示される、A発電所においてX送電線のルート遮断事故が発生した場合、目標制御量PはPC-1であり、制御対象とする負荷2としてのL1、L2、及びL3を負荷制限する設定となっている。 In the example of FIGS. 4 and 5, when the route interruption accident of X transmission line occurs at power plant A, which is shown as the accident of assumed accident case number 1, the target control amount P C is P C-1 , and the control The settings are such that loads L1, L2, and L3 as the target load 2 are limited.

事故検出端末装置11は、X送電線の遮断器5が閉状態から開状態へ変化した場合、又はX送電線を流れる電力または電流が所定の閾値以下に減少した場合に、このA発電所におけるX送電線のルート遮断事故の発生を検出する。また、事故検出端末装置11は、X送電線の保護装置や、A発電所の母線保護装置の動作信号を取得することにより、X送電線のルート遮断事故を検出する場合もある。保護装置は、送電線や母線の事故を検知した場合に遮断器を遮断する動作信号を出力することにより、事故の影響を最小限に抑え、電力系統を保護する装置である。 When the circuit breaker 5 of the X transmission line changes from the closed state to the open state, or when the power or current flowing through the X transmission line decreases below a predetermined threshold, the accident detection terminal device 11 detects the Detect the occurrence of a route interruption accident of the X transmission line. Further, the accident detection terminal device 11 may detect a route interruption accident of the X transmission line by acquiring the operation signal of the protection device of the X transmission line or the bus protection device of the A power plant. A protective device is a device that minimizes the effects of an accident and protects the power system by outputting an operation signal to cut off a circuit breaker when an accident is detected in a transmission line or busbar.

事後演算部10Bは、事故検出端末装置11から起動信号を受信する。起動信号は、事故検出端末装置11により系統事故が検出されたことに伴い、制御内容を実行する旨を指示する信号である。事後演算部10Bは、受信した起動信号に基づいて、事前演算部10Aにより記憶された制御内容を参照する。事後演算部10Bは、記憶された制御内容から、当該想定事故の制御内容を実施する。具体的に、事後演算部10Bは、制御内容として選択されている負荷2(図5の例では、L1、L2及びL3)を制御する制御端末装置12に、制御信号を送信する。制御信号は、制御端末装置12が制御対象としている負荷2を負荷制限する(負荷2への電力の供給を遮断する)旨を指示する信号である。 Post-calculation unit 10B receives an activation signal from accident detection terminal device 11 . The activation signal is a signal that instructs execution of the control contents in response to the detection of a system fault by the fault detection terminal device 11 . Post-computation unit 10B refers to the control details stored by pre-computation unit 10A based on the received activation signal. The post-calculation unit 10B implements the control details of the assumed accident based on the stored control details. Specifically, the post-calculation unit 10B transmits a control signal to the control terminal device 12 that controls the load 2 (L1, L2, and L3 in the example of FIG. 5) selected as the control content. The control signal is a signal instructing the control terminal device 12 to limit the load 2 to be controlled (to cut off the power supply to the load 2).

図1に戻り、制御端末装置12は、制御部12Aを備える。制御端末装置12は、中央演算装置10から制御信号を受信した際、負荷2の遮断器5を開極する。以下、制御端末装置12が行う処理を、図6を用いて説明する。 Returning to FIG. 1, the control terminal device 12 includes a control section 12A. The control terminal device 12 opens the circuit breaker 5 of the load 2 when receiving the control signal from the central processing unit 10 . Processing performed by the control terminal device 12 will be described below with reference to FIG.

図6は、従来の制御端末装置12の構成を示すブロック図である。制御端末装置12は、例えば、フェイルセーフリレー95Fを備える。フェイルセーフリレー95Fは、負荷2に供給する電力を誤って遮断する誤動作を防止する周波数リレーである。 FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a conventional control terminal device 12. As shown in FIG. The control terminal device 12 has, for example, a failsafe relay 95F. The fail-safe relay 95F is a frequency relay that prevents malfunction of erroneously cutting off power supplied to the load 2 .

フェイルセーフリレー95Fは、電圧計測器7から母線電圧を取得し、取得した母線電圧から周波数を算出する。フェイルセーフリレー95Fは、算出した周波数が所定の閾値(整定値f95F)未満(又は、所定の閾値以下)である場合に、その旨を示す信号(95F動作)を出力する。 The failsafe relay 95F acquires the bus voltage from the voltage measuring instrument 7 and calculates the frequency from the acquired bus voltage. The fail-safe relay 95F outputs a signal (95F operation) indicating the fact when the calculated frequency is less than a predetermined threshold (setting value f95F ) (or equal to or less than the predetermined threshold).

制御端末装置12は、制御信号と、フェイルセーフリレー95Fからの周波数の低下を示す信号(95F動作)とのAND条件で、負荷2が繋がる遮断器5に遮断指令を出力し、遮断器5を開極する。遮断指令は、負荷2に供給する電力の遮断を指令する信号である。これにより、制御端末装置12は、中央演算装置10から制御信号を受信するだけではなく、実際に周波数が所定の整定値f95Fより低下した場合に負荷制限を行うようにすることで、誤動作を防止する。ここで、フェイルセーフリレー95Fの整定値f95Fは、フェイルセーフリレー95Fの周波数が規定範囲を逸脱したことを検出できるよう、規定範囲の下限近くに設定する。 The control terminal device 12 outputs a shutdown command to the circuit breaker 5 connected to the load 2 under the AND condition of the control signal and the signal indicating the frequency drop from the fail-safe relay 95F (95F operation), and the circuit breaker 5 Open the pole. The cutoff command is a signal that commands cutoff of power supplied to the load 2 . As a result, the control terminal unit 12 not only receives the control signal from the central processing unit 10, but also prevents malfunction by limiting the load when the frequency actually drops below a predetermined set value f95F . To prevent. Here, the setting value f 95F of the failsafe relay 95F is set near the lower limit of the specified range so that it can be detected that the frequency of the failsafe relay 95F has deviated from the specified range.

ここで、従来の電力系統安定化システムにおける周波数の規定範囲と整定値f95Fの関係を、図7を用いて説明する。図7は、周波数の規定範囲と整定値f95Fの関係を説明する図である。図7の横軸は時間、縦軸は周波数[Hz]を示す。標準周波数fは電力系統において標準となる周波数を示す。周波数f95Fはフェイルセーフリレー95Fの整定値に対応する周波数を示す。周波数fUFRは電力系統安定化システムとは別に、電力系統に設けられるUFR(不足周波数リレー)の整定値に対応する周波数である。また、図7では、標準周波数fから所定の範囲にある周波数を規定範囲として示している。 Here, the relationship between the specified frequency range and the set value f95F in the conventional power system stabilization system will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the specified frequency range and the set value f95F . The horizontal axis in FIG. 7 indicates time, and the vertical axis indicates frequency [Hz]. The standard frequency f0 indicates the standard frequency in the electric power system. Frequency f 95F indicates the frequency corresponding to the setting value of failsafe relay 95F. The frequency fUFR is a frequency corresponding to the setting value of a UFR (under-frequency relay) provided in the power system, separate from the power system stabilization system. Further, in FIG. 7, frequencies within a predetermined range from the standard frequency f0 are shown as the specified range.

図7に示すように、整定値f95Fは、例えば、電力系統における周波数の規定範囲の下限近くに設定される。これは、電力系統安定化システムにより、出来るだけ高速に、負荷制限の制御を行うためである。一方、UFRは、周波数の低下による周波数異常の継続を確認して負荷制限を行う装置であるため、その整定値fUFRは、周波数f95Fより低い値に設定される。 As shown in FIG. 7, the setpoint value f 95F is set, for example, near the lower limit of the specified range of frequencies in the power system. This is because the power system stabilization system controls load shedding as quickly as possible. On the other hand, since the UFR is a device that checks the continuation of the frequency abnormality due to the frequency drop and limits the load, its set value f UFR is set to a value lower than the frequency f 95F .

ここで、従来の電力系統安定化システムにおける各装置間において情報の伝送に用いられる伝送フォーマットについて図8を用いて説明する。電力系統安定化システムにおける各装置とは、中央演算装置10、事故検出端末装置11、及び制御端末装置12の各装置のことである。 Here, a transmission format used for information transmission between devices in a conventional power system stabilization system will be described with reference to FIG. Each device in the power system stabilization system is each device of the central processing unit 10 , the accident detection terminal device 11 , and the control terminal device 12 .

図8は、従来の伝送フォーマットの例を示す図である。図8では、電流差動保護方式の送電線保護装置が各種の信号を出力する場合と同じフォーマットを使って各装置間の伝送が行われる例を示している。具体的に、事故検出端末装置11から中央演算装置10へ送信される起動信号、及び中央演算装置10から制御端末装置12へ送信される制御信号が、この伝送フォーマットに従って、ビット情報(0または1)で伝送される。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional transmission format. FIG. 8 shows an example in which transmission between devices is performed using the same format as when a current differential protection type power transmission line protection device outputs various signals. Specifically, the activation signal transmitted from the accident detection terminal device 11 to the central processing unit 10 and the control signal transmitted from the central processing unit 10 to the control terminal device 12 are bit information (0 or 1 ).

伝送フォーマットは、例えば、12[フレーム]、1080[ビット]で構成される。また、伝送フォーマットは、1080[ビット]の情報が、20[ms]で伝送され、54[kbps]の伝送速度により伝送が行われる。伝送フォーマットの1[フレーム]は、90[ビット]からなり、内訳としてフレーム同期、第1ワード、第2ワードなどにより構成される。 The transmission format is composed of, for example, 12 [frames] and 1080 [bits]. As for the transmission format, information of 1080 [bits] is transmitted at 20 [ms], and transmission is performed at a transmission rate of 54 [kbps]. One [frame] of the transmission format consists of 90 [bits], and is composed of frame synchronization, first word, second word, and the like.

例えば、中央演算装置10から制御端末装置12へ制御信号を送信する場合、制御対象の制御端末装置12へ送信する制御信号のビット情報が「制御あり」(例えば「1」)に設定される。ここで、制御対象の制御端末装置12とは、負荷制限の対象とする負荷2への電力を供給又は遮断する遮断器5を制御する制御端末装置12であって、当該遮断器5に遮断指令を出力する制御端末装置12のことである。 For example, when a control signal is transmitted from the central processing unit 10 to the control terminal device 12, the bit information of the control signal transmitted to the control terminal device 12 to be controlled is set to "with control" (for example, "1"). Here, the control terminal device 12 to be controlled is the control terminal device 12 that controls the circuit breaker 5 that supplies or cuts off power to the load 2 that is the target of load limitation. is the control terminal device 12 that outputs the .

一方、中央演算装置10は、その他の制御端末装置12へは「制御なし」(例えば「0」)に設定して送信する。その他の制御端末装置12とは、負荷制限の対象としない負荷2への電力を供給又は遮断する遮断器5を制御する制御端末装置12のことである。 On the other hand, the central processing unit 10 sets "no control" (for example, "0") to the other control terminal devices 12 and transmits them. The other control terminal device 12 is the control terminal device 12 that controls the circuit breaker 5 that supplies or interrupts power to the load 2 that is not subject to load limitation.

なお、図6、及び図8では、記載を省略しているが、図2に示すように、制御端末装置12は、複数の負荷2を制御することが多い。このため、中央演算装置10から制御端末装置12へ送信する制御信号は、負荷2ごとに、「制御あり」又は「制御なし」が設定される。制御端末装置12は、受信した制御信号に従って、該当する負荷の遮断器5を遮断する。 Although not shown in FIGS. 6 and 8, the control terminal device 12 often controls a plurality of loads 2 as shown in FIG. Therefore, the control signal transmitted from the central processing unit 10 to the control terminal device 12 is set to "with control" or "without control" for each load 2. FIG. The control terminal device 12 cuts off the circuit breaker 5 of the corresponding load according to the received control signal.

次に、直流連系設備9の緊急時潮流制御機能について説明する。図1に示すように、電力系統において、制御対象の電力系統が、外部の電力系統(以下、外部系統)と周波数変換所や、直流連系線で連系される場合がある。このような電力系統では、外部系統と、制御対象の電力系統との間に、直流連系設備9を設ける。直流連系設備9は、外部系統から受電する電力、あるいは外部系統へ送電する電力、すなわち連系潮流の方向と大きさを、周波数変動に応じて制御する。 Next, the emergency power flow control function of the DC interconnection equipment 9 will be described. As shown in FIG. 1, in a power system, a power system to be controlled may be interconnected with an external power system (hereinafter referred to as an external system) via a frequency conversion station or a DC interconnection line. In such a power system, a DC interconnecting facility 9 is provided between the external system and the power system to be controlled. The DC interconnection equipment 9 controls the power received from the external system or the power transmitted to the external system, that is, the direction and magnitude of the interconnection power flow according to the frequency fluctuation.

直流連系設備9は、緊急時潮流制御機能を備える。直流連系設備9の緊急時潮流制御機能は、緊急時AFC(Auto Frequency Control)、又はEPPS(Emergency Power Presetting Switch)と呼ばれ、周波数が規定範囲を逸脱した場合に、需給バランスを保つ方向へ連系潮流を制御して、制御対象の電力系統の周波数を規定範囲内に維持する。つまり、緊急時潮流制御機能は、周波数異常などの緊急時に、連系潮流の方向と大きさを制御する機能である。 The DC interconnection equipment 9 has an emergency power flow control function. The emergency power flow control function of the DC interconnection equipment 9 is called emergency AFC (Auto Frequency Control) or EPPS (Emergency Power Presetting Switch). It controls the grid power flow to keep the frequency of the controlled power system within a specified range. In other words, the emergency power flow control function is a function to control the direction and magnitude of the interconnected power flow in an emergency such as a frequency abnormality.

直流連系設備9は、周波数低下時に、外部系統からの受電量を増加させるか、又は外部系統への送電量を減少させる。一方、直流連系設備9は、周波数上昇時には、外部系統への送電量を増加させるか、又は外部系統からの受電量を減少させる。 The DC interconnection equipment 9 increases the amount of power received from the external system or decreases the amount of power transmitted to the external system when the frequency drops. On the other hand, the DC interconnection equipment 9 increases the amount of power transmitted to the external system or decreases the amount of power received from the external system when the frequency is increased.

このように、直流連系設備9の緊急時潮流制御機能による周波数制御では、連系潮流を制御し、需要家の停電を伴うような負荷制限は行わない。このため、電力の安定供給の観点を鑑みると、電力系統安定化システムによる制御より、直流連系設備9の緊急時潮流制御機能による制御を優先する方が望ましい。 In this way, the frequency control by the emergency power flow control function of the DC interconnection equipment 9 controls the interconnection power flow and does not limit the load that would result in a power outage of the consumer. Therefore, from the viewpoint of stable power supply, it is desirable to give priority to the control by the emergency power flow control function of the DC interconnection equipment 9 over the control by the power system stabilization system.

電気学会技術報告 第1127号「周波数リレーシステムによる事故波及防止技術」、社団法人 電気学会、2008年9月The Institute of Electrical Engineers of Japan Technical Report No. 1127 "Technology for Preventing Influence of Accidents by Frequency Relay System", The Institute of Electrical Engineers of Japan, September 2008

前述のように、従来の電力系統安定化システムでは、事故検出(制御信号)とフェイルセーフリレー95Fの動作のAND条件で、負荷制限などの制御が行われていた。 As described above, in the conventional power system stabilization system, control such as load limitation was performed under the AND condition of accident detection (control signal) and the operation of the fail-safe relay 95F.

このため、フェイルセーフリレー95Fの整定値を、周波数規定範囲の下限の近くに設定すれば、電力系統安定化システムで高速な制御が可能である。しかし、その一方で、直流連系設備9の緊急時潮流制御機能で周波数異常を解消できる事故であっても、電力系統安定化システムで先に制御を行ってしまうために、緊急時潮流制御機能を活用できない制御となっていた。 Therefore, if the set value of the failsafe relay 95F is set near the lower limit of the frequency regulation range, high-speed control is possible in the power system stabilization system. However, on the other hand, even if the accident can be resolved by the emergency power flow control function of the DC interconnection equipment 9, the power system stabilization system will perform control first, so the emergency power flow control function It was a control that could not be utilized.

反対に、フェイルセーフリレー95Fの整定値を緊急時潮流制御機能が動作する周波数よりも低く設定した場合、緊急時潮流制御機能による制御を優先できる。しかし、電力系統安定化システムの制御が遅くなるために、緊急時潮流制御機能で周波数異常を解消できない場合に広域停電に至る恐れがあった。 Conversely, when the set value of the fail-safe relay 95F is set lower than the frequency at which the emergency power flow control function operates, priority can be given to control by the emergency power flow control function. However, because the control of the power system stabilization system slows down, there is a risk of wide-area blackouts if the emergency power flow control function cannot resolve the frequency anomaly.

本発明は、この問題を解消するため、直流連系設備の緊急時潮流制御機能によって周波数異常を解消できる場合は緊急時潮流制御機能による制御を優先し、緊急時潮流制御機能によって周波数異常を解消できない場合に制御を行う、電力系統安定化システムを提供することを目的とする。 In order to solve this problem, the present invention prioritizes control by the emergency power flow control function when the frequency abnormality can be resolved by the emergency power flow control function of the DC interconnection equipment, and eliminates the frequency abnormality by the emergency power flow control function. It is an object of the present invention to provide a power system stabilization system that performs control when it cannot.

実施形態の系統安定化システムは、事故検出端末装置と、中央演算装置と、制御端末装置とを持つ。前記事故検出端末装置は、系統情報を用いて系統事故の発生を検出し、中央演算装置へ起動信号を送信する。前記中央演算装置は、制御内容を事前に演算して記憶しておき、前記事故検出端末装置から前記起動信号を受信したとき、前記記憶されている前記制御内容を参照し、制御端末装置へ前記制御内容を示す制御信号を送信する。前記制御端末装置は、前記中央演算装置からの前記制御信号の受信、及び自装置内のフェイルセーフリレー動作のAND条件で制御を実施する。前記電力系統安定化システムは、直流連系設備による緊急時潮流制御を優先し、直流連系設備による緊急時潮流制御で対応できない需給アンバランス分の制御を行う。 The system stabilization system of the embodiment has an accident detection terminal device, a central processing unit, and a control terminal device. The fault detection terminal device detects the occurrence of a system fault using the system information and transmits an activation signal to the central processing unit. The central processing unit preliminarily calculates and stores control content, and upon receiving the activation signal from the accident detection terminal device, refers to the stored control content and transmits the control content to the control terminal device. It transmits a control signal indicating the content of control. The control terminal device performs control on the AND condition of the reception of the control signal from the central processing unit and the operation of the fail-safe relay within the device itself. The power system stabilization system gives priority to emergency power flow control by the DC interconnection equipment, and controls supply and demand imbalance that cannot be dealt with by the emergency power flow control by the DC interconnection equipment.

従来の電力系統安定化システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the conventional power system stabilization system. 従来の電力系統安定化システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the conventional power system stabilization system. 従来の中央演算装置10の処理を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining processing of a conventional central processing unit 10; 従来の想定事故を示す情報の構成を示す図。The figure which shows the structure of the information which shows the conventional assumption accident. 従来の制御内容を示す情報の構成を示す図。The figure which shows the structure of the information which shows the content of conventional control. 従来の制御端末装置12が行う処理を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining processing performed by a conventional control terminal device 12; 従来の電力系統安定化システムの周波数制御体系を示す図。The figure which shows the frequency control system of the conventional power system stabilization system. 従来の電力系統安定化システムの伝送フォーマットの例を示す図。The figure which shows the example of the transmission format of the conventional power system stabilization system. 第2の実施形態の電力系統安定化システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the power system stabilization system of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の電力系統安定化システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the power system stabilization system of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の中央演算装置10の処理を説明するための図。FIG. 7 is a diagram for explaining processing of the central processing unit 10 of the second embodiment; 第2、第3の実施形態の制御内容を示す情報の構成を示す図。The figure which shows the structure of the information which shows the control content of 2nd, 3rd embodiment. 第3の実施形態の制御端末装置12が行う処理を説明するための図。The figure for demonstrating the process which the control terminal device 12 of 3rd Embodiment performs. 第3の実施形態の電力系統安定化システムの伝送フォーマットの例を示す図。The figure which shows the example of the transmission format of the power system stabilization system of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の電力系統安定化システムの周波数制御体系を示す図。The figure which shows the frequency control system of the power system stabilization system of 3rd Embodiment.

以下、実施形態の電力系統安定化システムを、図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明では、説明を簡素化するため、周波数低下時の応動について説明する。周波数上昇時の応動については、制御対象が異なるのみであり、周波数低下時と同様の考え方が適用できる。 A power system stabilization system according to an embodiment will be described below with reference to the drawings. In the description of the embodiments below, the response at the time of frequency drop will be described for the sake of simplicity. As for the response at the time of frequency increase, only the object to be controlled is different, and the same idea as at the time of frequency decrease can be applied.

(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。本実施形態の電力系統安定化システムの構成は、従来の電力系統安定化システムと同様である。つまり、すでに説明した、図1、図2、図3、及び図6に示す構成である。このため、本実施形態の電力系統安定化システムの構成については、その説明を省略する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be explained. The configuration of the power system stabilization system of this embodiment is the same as that of the conventional power system stabilization system. That is, the configurations shown in FIGS. 1, 2, 3, and 6 have already been described. Therefore, description of the configuration of the power system stabilization system of this embodiment is omitted.

以下、本実施形態の電力系統安定化システムの作用について説明する。
本実施形態の電力系統安定化システムでは、直流連系設備9による緊急時潮流制御を優先する。ここで、直流連系設備9による緊急時潮流制御を優先するとは、本実施形態の電力系統安定化システムによる負荷制限が行われる前に、直流連系設備9による緊急時潮流制御が行われるようにすることをいう。
The operation of the power system stabilization system of this embodiment will be described below.
In the power system stabilization system of the present embodiment, priority is given to emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 . Here, prioritizing the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 means that the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 is performed before the load limit is performed by the power system stabilization system of the present embodiment. It means to make

本実施形態の電力系統安定化システムでは、想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPのうち、一部については、直流連系設備9による緊急時潮流制御により解消されることを前提とする。また、残りのアンバランス量については電力系統安定化システムにより解消させるものとする。つまり、想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPのうち、一部のアンバランス量は、直流連系設備9の緊急時潮流制御により調整されることが期待される電力量とする。また、残りの制御量は、緊急時潮流制御で対応できないアンバランス分であり、本実施形態の電力系統安定化システムにより制御すべき電力量とする。 In the power system stabilization system of the present embodiment, it is assumed that part of the supply and demand imbalance amount ΔP at the occurrence of an assumed accident is eliminated by emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 . In addition, the remaining unbalance amount shall be eliminated by the power system stabilization system. In other words, part of the supply-demand imbalance amount ΔP at the occurrence of an assumed accident is assumed to be the power amount expected to be adjusted by the emergency power flow control of the DC interconnection equipment 9 . The remaining control amount is an unbalanced amount that cannot be dealt with by emergency power flow control, and is assumed to be the electric power amount to be controlled by the power system stabilization system of the present embodiment.

中央演算装置10の事前演算部10Aは、給電情報網から連系潮流Pを受信し、予め設定しておいた直流連系設備9の容量PTmaxとの差を、(2)式で求め、緊急時潮流制御によって調整可能な連系潮流の調整幅、すなわち、連系潮流の期待値ΔP(以下、調整期待値ΔP)とする。 The pre-computing unit 10A of the central processing unit 10 receives the interconnection power flow PT from the power supply information network, and obtains the difference from the preset capacity PTmax of the DC interconnection equipment 9 by the equation (2). , an adjustment range of the interconnection power flow that can be adjusted by the emergency power flow control, that is, an expected value ΔP T of the interconnection power flow (hereinafter referred to as an expected adjustment value ΔP T ).

ΔP=PTmax-P …(2)式
ここで、
ΔP :直流連系設備の緊急時潮流制御による連系潮流の調整期待値[MW]
Tmax :直流連系設備の容量[MW]
:連系潮流[MW]
ΔP T =P Tmax -P T (2) where,
ΔP T : Expected value for adjustment of interconnection power flow by emergency power flow control of DC interconnection equipment [MW]
P Tmax : Capacity of DC interconnection facility [MW]
P T : Interconnection power flow [MW]

なお、(2)式では、連系潮流Pおよび容量PTmaxの極性は、受電方向を+(プラス、つまり正の値)としている。すなわち(2)式では、制御対象の電力系統が、外部系統から受電する方向を+とする。 In the equation (2), the polarities of the interconnection power flow PT and the capacity PTmax are set to + (plus, that is, a positive value) in the power receiving direction. That is, in equation (2), the direction in which the power system to be controlled receives power from the external system is assumed to be +.

事前演算部10Aは、想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPから調整期待値ΔPを差し引いた量を、(3)式で求める。事前演算部10Aは、想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPを、想定事故の内容と、給電情報網から受信した発電機1の発電機出力などの系統情報を用いて求める。すなわち、事前演算部10Aは、想定事故によって脱落する発電機の発電機出力を、当該想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPとして求める。 The pre-computation unit 10A obtains the amount obtained by subtracting the expected adjustment value ΔPT from the demand-supply imbalance amount ΔP at the time of occurrence of the assumed accident, using equation (3). The pre-computation unit 10A obtains the supply and demand imbalance amount ΔP at the time of occurrence of the assumed accident using the content of the assumed accident and system information such as the generator output of the generator 1 received from the power supply information network. That is, the precalculation unit 10A obtains the generator output of the generator dropped due to the assumed accident as the demand-supply imbalance amount ΔP at the occurrence of the assumed accident.

事前演算部10Aは、(3)式で求めた、想定事故発生時の需給アンバランス量ΔPから調整期待値ΔPを差し引いた量を、本実施形態の電力系統安定化システムで対応する対応需給アンバランス量ΔPSSC(以下、対応需給アンバランス量ΔPSSC)とする。 The pre-computation unit 10A subtracts the adjustment expected value ΔP T from the supply and demand imbalance amount ΔP at the time of occurrence of the assumed accident obtained by the equation (3), The imbalance amount ΔP SSC (hereinafter referred to as the corresponding supply and demand imbalance amount ΔP SSC ).

ΔPSSC=ΔP-α×ΔP …(3)式
ここで、
ΔPSSC :電力系統安定化システムで対応する対応需給アンバランス量[MW]
ΔP :直流連系設備の緊急時潮流制御による連系潮流の調整期待値[MW]
α :係数(0<α≦1)
ΔP SSC =ΔP−α×ΔP T (3) where,
ΔP SSC : Amount of supply and demand imbalance corresponding to the power system stabilization system [MW]
ΔP T : Expected value for adjustment of interconnection power flow by emergency power flow control of DC interconnection equipment [MW]
α: Coefficient (0<α≤1)

ここで、(3)式における係数αは、調整期待値ΔPを考慮する度合いを調整する係数である。係数αは、0<α≦1の範囲で予め設定される。調整期待値ΔPの全量を考慮する場合、つまり、直流連系設備9の緊急時潮流制御により、調整期待値ΔPの全量が調整されることを想定する場合、係数αは、「1」に設定される。一方、直流連系設備9の緊急時潮流制御が全量完了するのを待たずに、本実施形態の電力系統安定化システムで制御を行う場合、係数αは、1より小さい値に設定される。 Here, the coefficient α in the equation (3) is a coefficient for adjusting the degree of considering the adjustment expected value ΔPT . The coefficient α is set in advance within the range of 0<α≦1. When considering the total amount of the adjustment expected value ΔPT , that is, when it is assumed that the total amount of the adjustment expected value ΔPT is adjusted by the emergency power flow control of the DC interconnection equipment 9, the coefficient α is "1". is set to On the other hand, the coefficient α is set to a value smaller than 1 when the control is performed by the power system stabilization system of the present embodiment without waiting for the completion of all the emergency power flow control of the DC interconnection equipment 9 .

事前演算部10Aは、(3)式で求めた、対応需給アンバランス量ΔPSSCが正の場合に、そのアンバランス量を解消させるための制御量を、(4)式で求め、目標制御量Pとする。 When the corresponding supply-demand imbalance amount ΔP SSC obtained by the formula (3) is positive, the pre-computation unit 10A obtains the control amount for eliminating the imbalance amount by the formula (4), and obtains the target control amount. Let PC .

=ΔPSSC-K×Δf×(P-ΔP) …(4)式
ここで、
:目標制御量[MW]
ΔPSSC :電力系統安定化システムで対応する対応需給アンバランス量[MW]
K :電力周波数特性(系統定数)[1/Hz]
Δf :目標周波数偏差[Hz]
:系統容量[MW]
P C =ΔP SSC −K×Δf C ×(P 0 −ΔP) Equation (4) where,
P C : Target controlled variable [MW]
ΔP SSC : Amount of supply and demand imbalance corresponding to the power system stabilization system [MW]
K: Power frequency characteristics (system constant) [1/Hz]
Δf C : Target frequency deviation [Hz]
P 0 : system capacity [MW]

以上説明したように、第1の実施形態の電力系統安定化システムは、直流連系設備9による緊急時潮流制御を優先し、直流連系設備9による緊急時潮流制御で対応できない需給アンバランス分(つまり、対応需給アンバランス量ΔPSSC)について対応する。 As described above, the power system stabilization system of the first embodiment gives priority to the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9, (That is, the corresponding supply and demand imbalance amount ΔP SSC ) is dealt with.

これにより、第1の実施形態の電力系統安定化システムでは、直流連系設備9による緊急時潮流制御が行われることを見込んで、直流連系設備9で対応できない需給アンバランス分を解消させるためにのみ電力系統安定化システムによる制御が行われる。このため、直流連系設備9による緊急時潮流制御を活用できる。直流連系設備9による緊急時潮流制御が行われることにより、電力系統安定化システムによる負荷制限などの制御が過剰に実施されることを防止することが可能である。且つ、直流連系設備9で対応できない需給アンバランス分については、電力系統安定化システムで対応することができるために、広域停電に至ることを防止できる。 As a result, in the power system stabilization system of the first embodiment, in anticipation that the DC interconnection equipment 9 will perform emergency power flow control, in order to eliminate the supply and demand imbalance that the DC interconnection equipment 9 cannot handle. Control by the power system stabilization system is performed only during Therefore, emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 can be utilized. By performing emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9, it is possible to prevent excessive control such as load restriction by the power system stabilization system. In addition, since the supply and demand imbalance that cannot be dealt with by the DC interconnection equipment 9 can be dealt with by the power system stabilization system, wide-area blackouts can be prevented.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態では、直流連系設備9による緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に備えた制御を行う点において、上述した実施形態と相違する。ここで、直流連系設備9による緊急時潮流制御が正しく動作しない場合とは、直流連系設備9による連系潮流の調整が行われないか、又は調整が行われているが期待した潮流量が調整されていないことを意味する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. This embodiment differs from the above-described embodiments in that control is performed in preparation for the case where the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 does not operate correctly. Here, the case where the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 does not operate correctly means that the interconnection power flow is not adjusted by the DC interconnection equipment 9, or the expected power flow is not adjusted. is not adjusted.

本実施形態の電力系統安定化システムは、想定事故が発生した場合に備えて、後述する第1制御、及び第2制御の二つの制御を演算しておく。第1制御は、上述した実施形態で説明した、対応需給アンバランス量ΔPSSCに対応する負荷制限の内容であって、直流連系設備9による緊急時潮流制御が行われることを想定した制御である。第2制御は、直流連系設備9による緊急時潮流制御により実施されること期待されていた制御に対応する、電力系統安定化システムによる負荷制限の内容である。 The power system stabilization system of the present embodiment calculates two controls, a first control and a second control, which will be described later, in preparation for the occurrence of an assumed accident. The first control is the content of load restriction corresponding to the corresponding supply and demand imbalance amount ΔP SSC described in the above-described embodiment, and is control assuming that emergency power flow control is performed by the DC interconnection equipment 9. be. The second control is the content of load restriction by the power system stabilization system corresponding to the control expected to be implemented by the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 .

本実施形態の電力系統安定化システムは、想定事故が発生した場合に、第1制御を行うとともに、連系潮流を監視する。そして、本実施形態の電力系統安定化システムは、第1制御を実施後、直流連系設備9による緊急時潮流制御が正しく動作していないと判定される場合、第2制御を追加で実施する。 The power system stabilization system of this embodiment performs the first control and monitors the interconnection power flow when an assumed accident occurs. Then, after the first control is performed, the power system stabilization system of the present embodiment additionally performs the second control when it is determined that the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 is not operating correctly. .

本実施形態の電力系統安定化システムの構成と作用について図9~図11を用いて説明する。図9及び図10は、第2の実施形態の電力系統安定化システムの構成を示す図である。図11は、第2の実施形態の電力系統安定化システムの中央演算装置10の処理を説明するための図である。 The configuration and operation of the power system stabilization system of this embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. FIG.9 and FIG.10 is a figure which shows the structure of the power system stabilization system of 2nd Embodiment. FIG. 11 is a diagram for explaining the processing of the central processing unit 10 of the power system stabilization system of the second embodiment.

図9及び図10に示すように、本実施形態の電力系統安定化システムは、直流監視端末装置13を備える。直流監視端末装置13は、連系潮流などに関する潮流連系情報を、中央演算装置10に送信する。 As shown in FIGS. 9 and 10 , the power system stabilization system of this embodiment includes a DC monitoring terminal device 13 . The DC monitoring terminal device 13 transmits to the central processing unit 10 tidal current interconnection information regarding interconnection tidal currents and the like.

直流監視端末装置13は、直流連系監視部13Aを備える。直流連系監視部13Aは、電流計測器6、電圧計測器7から入力された電流及び電圧を用いて、連系潮流Pを演算する。直流連系監視部13Aは、演算した連系潮流Pを直流連系情報として、中央演算装置10へ送信する。ここで、連系潮流Pなどの直流連系情報は、アナログ量である。連系潮流Pなどの直流連系情報は、例えば、図8に示した伝送フォーマットの第2ワード等に、2進数、つまりビット情報(0または1)で設定されることで、伝送される。 The DC monitoring terminal device 13 includes a DC interconnection monitoring section 13A. The DC interconnection monitoring unit 13A uses the current and voltage input from the current measuring device 6 and the voltage measuring device 7 to calculate the interconnection power flow PT . The DC interconnection monitoring unit 13A transmits the calculated interconnection power flow PT to the central processing unit 10 as DC interconnection information. Here, the DC interconnection information such as the interconnection power flow PT is an analog quantity. The DC interconnection information such as the interconnection power flow PT is transmitted, for example, by setting it as a binary number, that is, bit information (0 or 1) in the second word of the transmission format shown in FIG. .

図11に示すように、中央演算装置10の事前演算部10Aは、給電情報網または直流監視端末装置13から受信した連系潮流Pを用いて、調整期待値ΔPを(2)式で求める。また、事前演算部10Aは、想定事故が発生した場合に生じる需給アンバランス量ΔPから、調整期待値ΔPを差し引いた、対応需給アンバランス量ΔPSSCを、(3)式で求める。 As shown in FIG. 11, the pre-computing unit 10A of the central processing unit 10 uses the interconnection power flow PT received from the power supply information network or the DC monitoring terminal device 13 to calculate the adjustment expected value ΔPT by equation (2). Ask. Further, the pre-computing unit 10A obtains the corresponding demand-supply imbalance amount ΔP SSC by subtracting the adjustment expected value ΔPT from the demand-supply imbalance amount ΔP that occurs when the assumed accident occurs, using equation (3).

事前演算部10Aは、対応需給アンバランス量ΔPSSCが正の場合に、対応需給アンバランス量ΔPSSCを解消する制御量を、(5)式で求め、第1制御の目標制御量PC1とする。 When the corresponding supply-demand imbalance amount ΔP SSC is positive, the pre-computation unit 10A obtains the control amount that eliminates the corresponding supply-demand imbalance amount ΔP SSC using the equation (5), and calculates the target control amount P C1 for the first control. do.

C1=ΔPSSC-K×Δf×(P-ΔP) …(5)式
ここで、
C1 :第1制御の目標制御量[MW]
ΔPSSC :電力系統安定化システムで対応する対応需給アンバランス量[MW]
K :電力周波数特性(系統定数)[1/Hz]
Δf :目標周波数偏差[Hz]
:系統容量[MW]
P C1 =ΔP SSC −K×Δf C ×(P 0 −ΔP) Expression (5) Here,
P C1 : Target control amount [MW] of the first control
ΔP SSC : Amount of supply and demand imbalance corresponding to the power system stabilization system [MW]
K: Power frequency characteristics (system constant) [1/Hz]
Δf C : Target frequency deviation [Hz]
P 0 : system capacity [MW]

また、事前演算部10Aは、直流連系設備9の緊急時潮流制御に期待する制御量を、(6)式で求め、第2制御の目標制御量PC2とする。(6)式における係数αは、(3)式で用いた係数αの値と同一の値である。 In addition, the pre-computing unit 10A obtains the control amount expected for the emergency power flow control of the DC interconnection equipment 9 by the formula (6), and sets it as the target control amount PC2 of the second control. The coefficient α in the equation (6) is the same value as the coefficient α used in the equation (3).

C2=α×ΔP …(6)式
ここで、
C2 :第2制御の目標制御量[MW]
α :係数(0<α≦1)
ΔP :直流連系設備の緊急時潮流制御による連系潮流の調整期待値[MW]
P C2 =α×ΔP T (6) Formula Here,
P C2 : Target controlled variable [MW] of the second control
α: Coefficient (0<α≤1)
ΔP T : Expected value for adjustment of interconnection power flow by emergency power flow control of DC interconnection equipment [MW]

事前演算部10Aは、第1制御と、第2制御それぞれについて、負荷制限する負荷量ができるだけ目標制御量に近くなるように、負荷2の組合せを選択する。なお、事前演算部10Aは、初めに第1制御の制御内容を選択し、次に第1制御で選択されていない負荷2の中から第2制御の制御内容を選択する。事前演算部10Aは、選択した第1制御及び第2制御の内容を制御内容として保存する。 Pre-computation unit 10A selects a combination of loads 2 so that the amount of load to be restricted is as close as possible to the target control amount for each of the first control and second control. In addition, the pre-computation unit 10A first selects the control content of the first control, and then selects the control content of the second control from among the loads 2 not selected in the first control. The pre-calculation unit 10A saves the contents of the selected first control and second control as control contents.

ここで、本実施形態の電力系統安定化システムにおける制御内容について、図12を用いて説明する。図12は、本実施形態の制御内容を示す情報の構成例を示す図である。 Here, the contents of control in the power system stabilization system of this embodiment will be described with reference to FIG. 12 . FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of information indicating the control content of this embodiment.

図12に示すように、本実施形態の制御内容の情報は、想定事故ケース番号、需給アンバランス量ΔP、第1制御の制御内容、及び第2制御の制御内容の項目を備える。また、第1制御の制御内容、及び第2制御の制御内容として、目標制御量PC1、目標制御量PC2、制御対象などの項目を備える。想定事故ケース番号、需給アンバランス量ΔP、及び、制御対象の各項目については、図4及び図5と同様であるため、その説明を省略する。第1制御の制御内容は、第1制御にて目標とする目標制御量PC1に対して負荷制限する負荷2を示す。第2制御の制御内容は、第2制御にて目標とする目標制御量PC2に対して負荷制限する負荷2を示す。 As shown in FIG. 12, the control content information of the present embodiment includes the items of assumed accident case number, supply and demand imbalance amount ΔP, control content of the first control, and control content of the second control. In addition, items such as the target control amount P C1 , the target control amount P C2 , and the controlled object are provided as the control content of the first control and the control content of the second control. The assumed accident case number, supply and demand imbalance amount ΔP, and items to be controlled are the same as those in FIGS. The control content of the first control indicates the load 2 to be load-limited with respect to the target control amount PC1 targeted in the first control. The control content of the second control indicates the load 2 to be load-limited with respect to the target control amount PC2 targeted in the second control.

図12の例では、想定事故ケース番号1の系統事故として示される、A発電所においてX送電線のルート遮断事故が発生した場合、第1制御の目標制御量PC1はPC1-1であり、制御対象とする負荷2としてのL1、L2、及びL3を負荷制限する設定となっている。また、第2制御の目標制御量PC2はPC2-1であり、制御対象とする負荷2としてのL4及びL5を負荷制限する設定となっている。 In the example of FIG. 12, when a route interruption accident of X transmission line occurs at power plant A, which is shown as a system fault of assumed accident case number 1, the target control amount P C1 of the first control is P C1-1 . , L1, L2, and L3 as loads 2 to be controlled are set to be limited. The target control amount P C2 of the second control is P C2-1 , and is set to limit the load L4 and L5 as the load 2 to be controlled.

事後演算部10Bは、事故検出端末装置11から起動信号を受信した際、受信した起動信号に基づいて、事前演算部10Aにより記憶された制御内容を参照する。事後演算部10Bは、記憶された制御内容から、発生した系統事故に対応する第1制御の制御内容を、初めに実施する。具体的に、事後演算部10Bは、第1制御の制御内容として選択されている負荷2(図12の例では、L1、L2及びL3)を制御する制御端末装置12に、これらの負荷2の負荷制限を指示する制御信号を送信する。 When the post-calculation unit 10B receives the activation signal from the accident detection terminal device 11, the post-calculation unit 10B refers to the control details stored by the pre-calculation unit 10A based on the received activation signal. The post-calculation unit 10B first implements the control contents of the first control corresponding to the occurrence of the system failure from the stored control contents. Specifically, the post-calculation unit 10B sends the control terminal device 12 that controls the loads 2 (L1, L2, and L3 in the example of FIG. 12) selected as the control content of the first control Send a control signal to instruct load shedding.

また、事後演算部10Bは、起動信号を受信してから、例えば、予め設定した一定時間、または周波数が規定範囲内に回復するまでの時間、直流監視端末装置13から受信した連系潮流Pを監視する。事後演算部10Bは、連系潮流Pが増加方向に変化しない場合、緊急時潮流制御が正しく動作していないと判定する。事後演算部10Bは、緊急時潮流制御が正しく動作していないと判定した場合、第2制御の制御内容を参照して、制御端末装置12へ追加で制御信号を送信する。つまり、事後演算部10Bは、第2制御の制御内容として選択されている負荷2(図12の例では、L4及びL5)を制御する制御端末装置12に、これらの負荷2の負荷制限を指示する制御信号を送信する。 In addition, after receiving the activation signal, the post-calculation unit 10B, for example, for a predetermined period of time or a period of time until the frequency recovers within a specified range, the interconnection power flow PT received from the DC monitoring terminal device 13 to monitor. If the interconnection power flow PT does not increase, the post-calculation unit 10B determines that the emergency power flow control is not operating correctly. When the post-calculation unit 10B determines that the emergency power flow control is not operating properly, the post-calculation unit 10B additionally transmits a control signal to the control terminal device 12 with reference to the control content of the second control. That is, the post-calculation unit 10B instructs the control terminal device 12 that controls the load 2 (L4 and L5 in the example of FIG. 12) selected as the control content of the second control to limit the load of these loads 2. Send a control signal to

事後演算部10Bは、連系潮流Pが増加方向に変化したか否かを、一定の時間間隔ΔTにおける、連系潮流Pの変化量で判定する。例えば、(7)式が成立するとき、事後演算部10Bは、連系潮流Pが増加方向に変化していないと判定する。 The post-calculation unit 10B determines whether or not the interconnection power flow PT has changed in the increasing direction based on the amount of change in the interconnection power flow PT at a constant time interval ΔT. For example, when the equation (7) holds, the post-calculation unit 10B determines that the interconnection power flow PT has not changed in the increasing direction.

(t)<P(t-ΔT) …(7)式
ここで、
(t):時刻tにおける連系潮流
t :現在時刻
ΔT:時間間隔
P T (t)<P T (t−ΔT) (7) where,
P T (t): Interconnected power flow at time t t: Current time ΔT: Time interval

なお、緊急時潮流制御の動作判定に用いる直流連系情報は、連系潮流Pに限定しない。緊急時潮流制御の動作判定とは、緊急時潮流制御は正しく動作しているか否かの判定である。つまり、上記では、緊急時潮流制御は正しく動作しているか否かの判定を、連系潮流Pが増加方向に変化したか否かに応じて判定する場合を例に説明したが、これに限定されることはない。 The DC interconnection information used for determining the operation of emergency power flow control is not limited to the interconnection power flow PT . Operation determination of emergency power flow control is determination as to whether or not emergency power flow control is operating correctly. That is, in the above description, the case of determining whether or not emergency power flow control is operating correctly is described as an example, depending on whether or not the interconnection power flow PT has changed in the increasing direction. not limited.

例えば、事後演算部10Bは、直流連系設備9の状態(例えば、正常/異常の2値情報)に基づいて、緊急時潮流制御の動作判定を行ってもよい。この場合、直流監視端末装置13は、直流連系設備9の状態を取り込んで中央演算装置10へ送信する。そして、事後演算部10Bは、直流監視端末装置13から取得した直流連系設備9の状態を示す情報に、異常が示されていた場合、緊急時潮流制御は正しく動作していないと判定し、第2制御を実施させる制御信号を制御端末装置12に送信する。 For example, the post-calculation unit 10B may determine the operation of emergency power flow control based on the state of the DC interconnection equipment 9 (for example, normal/abnormal binary information). In this case, the DC monitoring terminal device 13 captures the state of the DC interconnection equipment 9 and transmits it to the central processing unit 10 . Then, if the information indicating the state of the DC interconnection equipment 9 acquired from the DC monitoring terminal device 13 indicates an abnormality, the post-calculation unit 10B determines that the emergency power flow control is not operating correctly, A control signal for executing the second control is transmitted to the control terminal device 12 .

また、事後演算部10Bは、直流連系設備9に接続する母線3や送電線4の電力の状態(例えば、電圧値)に基づいて、緊急時潮流制御の動作判定を行ってもよい。この場合、直流監視端末装置13は、直流連系設備9に接続する母線3や送電線4に設けられた電圧計測器7から入力された電圧を、中央演算装置10へ送信する。そして、事後演算部10Bは、想定事故発生時における、直流連系設備9に接続する母線3や送電線4の電圧値が、予め設定した値より低下した場合、緊急時潮流制御は正しく動作していないと判定し、第2制御を実施させる制御信号を制御端末装置12に送信する。 Further, the post-calculation unit 10B may perform operation determination of emergency power flow control based on the power state (for example, voltage value) of the bus 3 and the transmission line 4 connected to the DC interconnection equipment 9 . In this case, the DC monitoring terminal device 13 transmits to the central processing unit 10 the voltage input from the voltage measuring device 7 provided on the bus 3 or transmission line 4 connected to the DC interconnection equipment 9 . Then, when the voltage value of the bus 3 or the transmission line 4 connected to the DC interconnection equipment 9 drops below a preset value at the occurrence of an assumed accident, the post-calculation unit 10B prevents the emergency power flow control from operating correctly. It is determined that the second control is not performed, and a control signal for executing the second control is transmitted to the control terminal device 12 .

また、事後演算部10Bは、周波数の状態、に基づいて、緊急時潮流制御の動作判定を行ってもよい。この場合、直流監視端末装置13、又は事故検出端末装置11、又は制御端末装置12は、電圧計測器7から入力された電圧から周波数を計測し、計測した周波数を、中央演算装置10へ送信する。そして、事後演算部10Bは、第1制御を実施した後の周波数が回復傾向に変化していないと判定した場合、緊急時潮流制御は正しく動作していないと判定し、第2制御を実施させる制御信号を制御端末装置12に送信する。 Further, the post-calculation unit 10B may determine the operation of emergency power flow control based on the state of the frequency. In this case, the DC monitoring terminal device 13, or the accident detection terminal device 11, or the control terminal device 12 measures the frequency from the voltage input from the voltage measuring device 7, and transmits the measured frequency to the central processing unit 10. . Then, if the post-calculation unit 10B determines that the frequency after performing the first control has not changed to the recovery trend, it determines that the emergency power flow control is not operating correctly, and causes the second control to be performed. A control signal is transmitted to the control terminal device 12 .

以上説明したように、第2の電力系統安定化システムでは、中央演算装置10は、第1制御と第2制御とを設ける。第1制御は直流連系設備9による緊急時潮流制御を優先して実施される制御である。第2制御は緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に実施される制御である。中央演算装置10は、第1制御と第2制御それぞれの制御内容を演算して求める。中央演算装置10は、事故検出端末装置から起動信号を受信したとき、初めに第1制御の制御信号を制御端末装置へ送信する。中央演算装置10は、事故発生前後の直流連系情報を用いて緊急時潮流制御の動作状態を監視し、緊急時潮流制御が正しく動作していないと判定した際、第2制御の制御信号を制御端末装置へ追加で送信する。 As described above, in the second power system stabilization system, the central processing unit 10 provides the first control and the second control. The first control is a control that gives priority to emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 . The second control is a control that is executed when the emergency power flow control does not operate correctly. The central processing unit 10 calculates and obtains the contents of each of the first control and the second control. When the central processing unit 10 receives the activation signal from the accident detection terminal device, it first transmits a control signal for the first control to the control terminal device. The central processing unit 10 monitors the operating state of the emergency power flow control using the DC interconnection information before and after the occurrence of the accident, and when it is determined that the emergency power flow control is not operating correctly, outputs the control signal for the second control. Send additionally to the control terminal.

これにより、第2の実施形態の電力系統安定化システムは、上述した第1の実施形態の効果に加え、直流連系設備9による緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に、電力系統安定化システムで対応できる。このため、緊急時潮流制御が不良(正しく動作しない)時にも、事故の影響を抑え、広域停電に至ることを防止できる。 As a result, in the power system stabilization system of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment described above, when the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 does not operate correctly, the power system stabilization system can be handled by Therefore, even when the emergency power flow control fails (does not operate correctly), the impact of the accident can be suppressed and wide-area blackouts can be prevented.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。本実施形態では、中央演算装置10により第1制御及び第2制御それぞれを区別するための情報が付された二つの制御信号が、事故発生時に制御端末装置12に送信される点、及び、制御端末装置12により第2制御を実施するか否かが判断される点において、上述した実施形態と相違する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, two control signals to which information for distinguishing between the first control and the second control are attached by the central processing unit 10 are transmitted to the control terminal device 12 when an accident occurs; This embodiment differs from the above-described embodiment in that the terminal device 12 determines whether or not to perform the second control.

本実施形態の電力系統安定化システムの構成は、後述する制御端末装置12を除き、上述した従来の電力系統安定化システム、及び第1の実施形態と同様である。つまり、すでに説明した、図1、図2、図3、及び図6に示す構成である。このため、本実施形態の電力系統安定化システムの構成については、その説明を省略する。 The configuration of the power system stabilization system of this embodiment is the same as the conventional power system stabilization system described above and the first embodiment, except for a control terminal device 12, which will be described later. That is, the configurations shown in FIGS. 1, 2, 3, and 6 have already been described. Therefore, description of the configuration of the power system stabilization system of this embodiment is omitted.

本実施形態の制御端末装置12の構成について、図13を用いて説明する。図13は、本実施形態の制御端末装置12の構成を示すブロック図である。本実施形態の制御端末装置12は、制御信号を保持する機能部(制御信号の保持)と、フェイルセーフリレー95F1と、フェイルセーフリレー95F2とを備える。 The configuration of the control terminal device 12 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the control terminal device 12 of this embodiment. The control terminal device 12 of the present embodiment includes a functional unit that holds control signals (holding of control signals), a failsafe relay 95F1, and a failsafe relay 95F2.

制御信号を保持する機能部(制御信号の保持)は、制御端末装置12が中央演算装置10から受信した第1制御と第2制御の制御信号を、互いに区別して保持する。制御信号を保持する機能部(制御信号の保持)は、それぞれの制御信号に付与された、第1制御と第2制御とを互いに区別する信号に基づいて、第1制御と第2制御とを区別して保持する。 The functional unit that holds the control signal (holding of control signal) holds the control signals of the first control and the second control received by the control terminal device 12 from the central processing unit 10 while distinguishing them from each other. A functional unit that holds the control signal (holding of the control signal) performs the first control and the second control based on the signal that distinguishes the first control and the second control from each other, which is given to each control signal. keep them separate.

フェイルセーフリレー95F1は、第1制御の誤動作を防止する周波数リレーである。フェイルセーフリレー95F1は、所定の整定値f95F1で動作する。つまり、フェイルセーフリレー95F1は、電圧計測器7から取得した電圧に基づいて測定される周波数が、所定の整定値f95F1未満(又は、整定値f95F1以下)である場合、その旨を示す信号(95F1動作)を出力する。このフェイルセーフリレー動作により、制御端末装置12は、第1制御の制御信号を受信し、且つ、周波数が所定の整定値f95F1未満(又は、整定値f95F1以下)となった場合に、遮断器5へ遮断指令を出力する。ここで遮断指令が出力される遮断器5は、第1制御において負荷制限の対象となる負荷2を制御(負荷2への電力を供給又は遮断)する遮断器5である。 Failsafe relay 95F1 is a frequency relay that prevents malfunction of the first control. Failsafe relay 95F1 operates at a predetermined setpoint f 95F1 . That is, when the frequency measured based on the voltage obtained from the voltage measuring instrument 7 is less than the predetermined setting value f95F1 (or equal to or less than the setting value f95F1 ), the failsafe relay 95F1 provides a signal indicating that fact. (95F1 operation) is output. By this fail-safe relay operation, the control terminal device 12 receives the control signal of the first control, and when the frequency becomes less than a predetermined set value f 95F1 (or set value f 95F1 or less), the cutoff Outputs a shutdown command to the device 5. Here, the breaker 5 to which the break command is output is the breaker 5 that controls (supplies or cuts off power to the load 2) the load 2 that is subject to load limitation in the first control.

フェイルセーフリレー95F2は、第2制御の誤動作を防止する周波数リレーである。フェイルセーフリレー95F2は、所定の整定値f95F2で動作する。つまり、フェイルセーフリレー95F2は、電圧計測器7から取得した電圧に基づいて測定される周波数が、所定の整定値f95F2未満(又は、整定値f95F2以下)である場合、その旨を示す信号(95F2動作)を出力する。このフェイルセーフリレー動作により、制御端末装置12は、第2制御の制御信号を受信し、且つ、周波数が所定の整定値f95F2未満(又は、整定値f95F2以下)となった場合に、遮断器5へ遮断指令を出力する。ここで遮断指令が出力される遮断器5は、第2制御において負荷制限の対象となる負荷2を制御(負荷2への電力を供給又は遮断)する遮断器5である。 Failsafe relay 95F2 is a frequency relay that prevents malfunction of the second control. Failsafe relay 95F2 operates at a predetermined setpoint f 95F2 . That is, when the frequency measured based on the voltage obtained from the voltage measuring instrument 7 is less than the predetermined setting value f95F2 (or equal to or less than the setting value f95F2 ), the failsafe relay 95F2 provides a signal indicating that fact. (95F2 operation) is output. By this fail-safe relay operation, the control terminal device 12 receives the control signal of the second control, and when the frequency becomes less than the predetermined set value f 95F2 (or set value f 95F2 or less), the cutoff Outputs a shutdown command to the device 5. Here, the breaker 5 to which the break command is output is the breaker 5 that controls (supplies or cuts off power to the load 2) the load 2 that is subject to load limitation in the second control.

以下、本実施形態の電力系統安定化システムの作用について説明する。
本実施形態の電力系統安定化システムでは、上述した第2の実施形態と同様に、直流連系設備9の緊急時潮流制御を優先する第1制御、及び緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に備えた第2制御が、中央演算装置10により予め演算される。
The operation of the power system stabilization system of this embodiment will be described below.
In the power system stabilization system of this embodiment, as in the second embodiment described above, when the first control that prioritizes the emergency power flow control of the DC interconnection equipment 9 and the emergency power flow control do not operate correctly The second control provided is precomputed by the central processing unit 10 .

中央演算装置10の事前演算部10Aは、給電情報網から受信した連系潮流Pを用いて、調整期待値ΔPを、(2)式で求める。また、事前演算部10Aは、想定事故が発生した場合に生じる需給アンバランス量ΔPから、調整期待値ΔPを差し引いた、対応需給アンバランス量ΔPSSCを、(3)式で求める。そして、事前演算部10Aは、対応需給アンバランス量ΔPSSCが正の場合に、対応需給アンバランス量ΔPSSCを解消する制御量を(5)式で求め、第1制御の目標制御量PC1とする。また、事前演算部10Aは、直流連系設備9の緊急時潮流制御に期待する制御量を、(6)式で求め、第2制御の目標制御量PC2とする。 The pre-computing unit 10A of the central processing unit 10 uses the interconnection power flow PT received from the power supply information network to find the adjustment expected value ΔPT by formula (2). Further, the pre-computing unit 10A obtains the corresponding demand-supply imbalance amount ΔP SSC by subtracting the adjustment expected value ΔPT from the demand-supply imbalance amount ΔP that occurs when the assumed accident occurs, using equation (3). Then, when the corresponding supply-demand imbalance amount ΔP SSC is positive, the pre-computation unit 10A obtains the control amount that eliminates the corresponding supply-demand imbalance amount ΔP SSC using the equation (5), and calculates the target control amount P C1 for the first control. and In addition, the pre-computing unit 10A obtains the control amount expected for the emergency power flow control of the DC interconnection equipment 9 by the formula (6), and sets it as the target control amount PC2 of the second control.

事前演算部10Aは、第1制御と第2制御それぞれについて、負荷制限する負荷量ができるだけ目標制御量PC1、C2に近くなるように負荷2の組合せを選択する。なお、事前演算部10Aは、初めに第1制御の制御内容を選択し、次に第1制御で選択されていない負荷2の中から第2制御の制御内容を選択する。事前演算部10Aは、選択した第1制御及び第2制御の内容を制御内容として保存する。制御内容は、例えば、図12に示すような内容である。 For each of the first control and the second control, the pre-computation unit 10A selects a combination of the loads 2 so that the load amounts to be restricted are as close to the target control amounts P C1 and P C2 as possible. In addition, the pre-computation unit 10A first selects the control content of the first control, and then selects the control content of the second control from among the loads 2 not selected in the first control. The pre-calculation unit 10A saves the contents of the selected first control and second control as control contents. The contents of control are, for example, contents as shown in FIG.

事後演算部10Bは、事故検出端末装置11から起動信号を受信した際、受信した起動信号に基づいて、事前演算部10Aにより記憶された制御内容を参照する。事後演算部10Bは、記憶された制御内容から、発生した事故に対応する第1制御及び第2制御の制御内容をそれぞれ示す二つの制御信号に、互いの制御信号を区別できる信号を付与して、制御端末装置12に送信する。 When the post-calculation unit 10B receives the activation signal from the accident detection terminal device 11, the post-calculation unit 10B refers to the control details stored by the pre-calculation unit 10A based on the received activation signal. From the stored control details, the post-calculation unit 10B gives two control signals respectively indicating the control details of the first control and the second control corresponding to the accident that has occurred a signal capable of distinguishing between the control signals. , to the control terminal device 12 .

ここで、互いの制御信号を区別できる信号について図14を用いて説明する。図14は、本実施形態の伝送フォーマットの例を示す図である。本実施形態の伝送フォーマットのフレーム構成は、図8に示す従来の伝送フォーマットと同様であるため、その説明を省略する。 Here, a signal capable of distinguishing control signals from each other will be described with reference to FIG. 14 . FIG. 14 is a diagram showing an example of the transmission format of this embodiment. Since the frame structure of the transmission format of this embodiment is the same as that of the conventional transmission format shown in FIG. 8, the description thereof will be omitted.

中央演算装置10は、例えば、第1ワードにおいて、従来の制御信号が設定されるビットに第1制御の制御信号(制御信号1)を設定する。また、中央演算装置10は、第1制御の制御信号の次のビットに第2制御の制御信号(制御信号2)を設定する。このように、中央演算装置10は、例えば、伝送フォーマットにおいて、第1制御及び第2制御の制御信号を設定するビットの位置を互いに異なる位置とすることにより、互いを区別できる信号を付与する。 The central processing unit 10, for example, sets the control signal (control signal 1) of the first control to the bit where the conventional control signal is set in the first word. Also, the central processing unit 10 sets the control signal for the second control (control signal 2) to the next bit of the control signal for the first control. In this way, the central processing unit 10 assigns signals that can be distinguished from each other, for example, by setting the positions of the bits that set the control signals of the first control and the second control to different positions in the transmission format.

ここで、整定値f95F1と、整定値f95F2との関係について図15を用いて説明する。図15は、第3の実施形態における整定値f95F1と、整定値f95F2との関係を説明する図である。図15の横軸、縦軸、標準周波数f0、周波数fUFR、及び規定範囲については、図7と同様であるため、その説明を省略する。 Here, the relationship between the setting value f 95F1 and the setting value f 95F2 will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating the relationship between the setting value f 95F1 and the setting value f 95F2 in the third embodiment. The horizontal axis, vertical axis, standard frequency f 0 , frequency f UFR , and prescribed range in FIG. 15 are the same as in FIG.

図15に示すように、第1制御は、緊急時潮流制御の動作を待たずに実施される制御である。このため、フェイルセーフリレー95F1の整定値f95F1は、規定範囲の下限近くに設定される。一方、第2制御は、緊急時潮流制御が正しく動作しなかった場合のバックアップとして実施される制御である。このため、フェイルセーフリレー95F2の整定値f95F2は、整定値f95F1よりも低い値に設定される。 As shown in FIG. 15, the first control is a control that is performed without waiting for the operation of emergency power flow control. Therefore, the setting value f 95F1 of the failsafe relay 95F1 is set near the lower limit of the specified range. On the other hand, the second control is a control that is performed as a backup when the emergency power flow control does not operate properly. Therefore, the setting value f 95F2 of the fail-safe relay 95F2 is set to a lower value than the setting value f 95F1 .

以上説明したように、第3の実施形態の電力系統安定化システムでは、中央演算装置10は、第1制御と第2制御とを設ける。第1制御は直流連系設備9による緊急時潮流制御を優先して実施される制御である。第2制御は緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に実施される制御である。中央演算装置10は、第1制御と第2制御それぞれの制御内容を演算して求める。中央演算装置10は、事故検出端末装置から起動信号を受信したとき、第1制御及び第2制御の制御信号を、互いに区別できる信号を付与して制御端末装置12へ送信する。制御端末装置12は、第1制御及び第2制御それぞれに対応するフェイルセーフリレーを備える。 As described above, in the power system stabilization system of the third embodiment, the central processing unit 10 provides first control and second control. The first control is a control that gives priority to emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 . The second control is a control that is executed when the emergency power flow control does not operate correctly. The central processing unit 10 calculates and obtains the contents of each of the first control and the second control. When the central processing unit 10 receives the activation signal from the accident detection terminal device, the central processing unit 10 gives the control signals for the first control and the second control a signal that can be distinguished from each other and transmits them to the control terminal device 12 . The control terminal device 12 includes failsafe relays corresponding to the first control and the second control.

これにより、第3の実施形態の電力系統安定化システムは、上述した第1の実施形態の効果に加え、直流連系設備9による緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に、電力系統安定化システムで対応できる。このため、緊急時潮流制御が不良(正しく動作しない)時にも、事故の影響を抑え、広域停電に至ることを防止できる。 As a result, in the power system stabilization system of the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment described above, when the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 does not operate correctly, the power system stabilization system can be handled by Therefore, even when the emergency power flow control fails (does not operate correctly), the impact of the accident can be suppressed and wide-area blackouts can be prevented.

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、直流連系設備9による緊急時潮流制御を優先し、直流連系設備9による緊急時潮流制御で対応できない需給アンバランス分(つまり、対応需給アンバランス量ΔPSSC)について電力系統安定化システムにより対応する。これにより、直流連系設備9による緊急時潮流制御を活用でき、電力系統安定化システムによる負荷制限などの制御が過剰に実施されることを防止することが可能である。 According to at least one embodiment described above, priority is given to the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9, and the supply and demand imbalance that cannot be handled by the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 (that is, the corresponding supply and demand imbalance quantity ΔP SSC ) is addressed by the power system stabilization system. As a result, the emergency power flow control by the DC interconnection equipment 9 can be utilized, and it is possible to prevent excessive control such as load restriction by the power system stabilization system.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1…発電機、2…負荷、3…母線、4…送電線あるいは変圧器、5…遮断器、6…電流計測器、7…電圧計測器、8…通信設備、9…直流連系設備、10…中央演算装置、11…事故検出端末装置、12…制御端末装置、13…直流監視端末装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Generator, 2... Load, 3... Bus, 4... Transmission line or transformer, 5... Circuit breaker, 6... Current measuring instrument, 7... Voltage measuring instrument, 8... Communication equipment, 9... DC interconnection equipment, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Central processing unit, 11... Accident detection terminal device, 12... Control terminal device, 13... DC monitoring terminal device

Claims (3)

系統情報を用いて系統事故の発生を検出し、中央演算装置へ起動信号を送信する事故検出端末装置と、
制御内容を事前に演算して記憶しておき、前記事故検出端末装置から前記起動信号を受信したとき、前記記憶されている前記制御内容を参照し、制御端末装置へ前記制御内容を示す制御信号を送信する中央演算装置と、
前記中央演算装置からの前記制御信号の受信、及び自装置内のフェイルセーフリレー動作のAND条件で制御を実施する制御端末装置と、
直流連系設備の状態を示す情報を取り込んで中央演算装置へ送信する直流監視端末装置と、
を備える電力系統安定化システムであって、
給電情報網から受信した連系潮流と前記直流監視端末装置から受信した前記直流連系設備の状態を示す情報を用いて、直流連系設備による緊急時潮流制御を優先し、直流連系設備による緊急時潮流制御で対応できない需給アンバランス分の制御を行う、
ことを特徴とする電力系統安定化システム。
An accident detection terminal device that detects the occurrence of a system fault using system information and transmits a start signal to the central processing unit;
A control content is calculated and stored in advance, and when the start signal is received from the accident detection terminal device, the stored control content is referred to, and a control signal indicating the control content is sent to the control terminal device. a central processing unit that transmits
a control terminal device that receives the control signal from the central processing unit and performs control under the AND condition of the fail-safe relay operation within the device;
a DC monitoring terminal device that takes in information indicating the state of the DC interconnection equipment and transmits it to the central processing unit;
A power system stabilization system comprising:
Using the information indicating the state of the DC interconnection equipment received from the DC monitoring terminal device and the interconnection power flow received from the power supply information network , priority is given to emergency power flow control by the DC interconnection equipment, and the DC interconnection equipment Control the supply and demand imbalance that cannot be handled by emergency power flow control,
A power system stabilization system characterized by:
前記中央演算装置は、前記直流連系設備による前記緊急時潮流制御を優先して実施される第1制御と、前記緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に実施される第2制御とを設け、前記第1制御と前記第2制御それぞれの制御内容を演算し、前記事故検出端末装置から事故発生を示す起動信号を受信したとき、初めに前記第1制御の制御信号を、前記制御端末装置へ送信し、前記事故発生の前後における直流連系情報を用いて、前記緊急時潮流制御の動作状態を監視し、前記緊急時潮流制御が正しく動作していないと判定した際、前記第2制御の制御信号を、前記制御端末装置へ追加で送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力系統安定化システム。
The central processing unit is provided with a first control that prioritizes the emergency power flow control by the DC interconnection facility and a second control that is implemented when the emergency power flow control does not operate properly, The control contents of each of the first control and the second control are calculated, and when an activation signal indicating the occurrence of an accident is received from the accident detection terminal device, the control signal for the first control is first transmitted to the control terminal device. and monitor the operating state of the emergency power flow control using the DC interconnection information before and after the occurrence of the accident, and when it is determined that the emergency power flow control is not operating correctly, the second control additionally transmitting a control signal to the control terminal device;
The power system stabilization system according to claim 1, characterized by:
前記中央演算装置は、前記直流連系設備による前記緊急時潮流制御を優先して実施される第1制御と、前記緊急時潮流制御が正しく動作しない場合に実施される第2制御とを設け、前記第1制御と前記第2制御それぞれの制御内容を演算し、前記事故検出端末装置から事故発生を示す起動信号を受信したとき、前記第1制御、及び前記第2制御それぞれの制御信号を、互いに区別できる信号を付与して前記制御端末装置12へ送信し、
前記制御端末装置は、前記第1制御、及び前記第2制御それぞれに対応するフェイルセーフリレーを備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力系統安定化システム。
The central processing unit is provided with a first control that prioritizes the emergency power flow control by the DC interconnection facility and a second control that is implemented when the emergency power flow control does not operate properly, The control contents of each of the first control and the second control are calculated, and when an activation signal indicating the occurrence of an accident is received from the accident detection terminal device, the control signal of each of the first control and the second control is Add a signal that can be distinguished from each other and transmit it to the control terminal device 12,
The control terminal device includes a fail-safe relay corresponding to each of the first control and the second control,
The power system stabilization system according to claim 1, characterized by:
JP2019029629A 2019-02-21 2019-02-21 Power system stabilization system Active JP7128132B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019029629A JP7128132B2 (en) 2019-02-21 2019-02-21 Power system stabilization system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019029629A JP7128132B2 (en) 2019-02-21 2019-02-21 Power system stabilization system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020137299A JP2020137299A (en) 2020-08-31
JP7128132B2 true JP7128132B2 (en) 2022-08-30

Family

ID=72263814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019029629A Active JP7128132B2 (en) 2019-02-21 2019-02-21 Power system stabilization system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7128132B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7214914B1 (en) 2022-07-28 2023-01-30 通研電気工業株式会社 Transmission equipment for power system protection

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000341856A (en) 1999-05-27 2000-12-08 Mitsubishi Electric Corp System stabilizing device
JP2017060249A (en) 2015-09-15 2017-03-23 株式会社東芝 System stabilization system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3700386B2 (en) * 1998-04-15 2005-09-28 株式会社日立製作所 Energy and power interchange system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000341856A (en) 1999-05-27 2000-12-08 Mitsubishi Electric Corp System stabilizing device
JP2017060249A (en) 2015-09-15 2017-03-23 株式会社東芝 System stabilization system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020137299A (en) 2020-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100312414A1 (en) System and method for power management and load shedding
JP5405567B2 (en) Generator network and local electrical system
JP2008061417A (en) Cooperation system of power system
CN108565974B (en) Self-powered remote failure protection method and system based on protection device
KR101197576B1 (en) Online Intelligent Special Protection Scheme using PMUPhasor Measurement Units Data in Power Systems
US10135250B2 (en) Inertia compensated load tracking in electrical power systems
JPH08317548A (en) Protective device for bipolar converting place in high- pressure dc transmission equipment
JP7128132B2 (en) Power system stabilization system
KR20090016031A (en) Electric power system protective device
CN116646978B (en) Self-healing device based on diamond type power distribution network
EP2765679A9 (en) Intelligent electrical power network device
Otomega et al. A load shedding scheme against both short-and long-term voltage instabilities in the presence of induction motors
Chase et al. Protection and testing considerations for IEC 61850 sampled values-based distance and line current differential schemes
ES2928187T3 (en) Protection against recurring failures for wind power plants
EP1702392B1 (en) A method and a device for selecting and dimensioning measures in case of instability in an electrical power system
JP2017060249A (en) System stabilization system
CN113632334A (en) Feeder fault response using DC interconnect system
US20220239109A1 (en) Method for monitoring an electricity supply grid
Begovic System protection
Hodder et al. Backup considerations for line current differential protection
EP4089869A1 (en) Electrical assembly
EP3772150B1 (en) Method to operate a windfarm
Miller et al. Fault contribution considerations for wind plant system design and power system protection issues
Apostolov et al. Advanced load-shedding functions in distribution protection relays
JPS6117222B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220308

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220719

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7128132

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150