JP7184482B2 - 電力網における動揺の検出および評価のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]米国特許出願公開第20050141682号明細書
[実施態様1]
電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表すデジタルデータを受け取り、
前記デジタルデータを処理して、5つの所定の周波数帯域のうちの少なくとも1つにおける動揺状態を検出し、
前記動揺状態の検出時に、前記動揺状態に寄与する少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つを決定する
ように構成された動揺検出器(145)
を備えるシステム(150)。
[実施態様2]
前記5つの所定の周波数帯域は、約0.01Hzから約0.1Hzまでに及ぶ第1の周波数帯域と、約0.1Hzから約1Hzまでに及ぶ第2の周波数帯域と、約1.0Hzから約10.0Hzまでに及ぶ第3の周波数帯域と、約10Hzから約55Hzまでに及ぶ第4の周波数帯域と、DC成分を含む第5の周波数帯域とを含む、実施態様1に記載のシステム(150)。
[実施態様3]
前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第1の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)の一部である少なくとも1つの構成要素内のガバナまたは自動発電制御状態の少なくとも一方に由来する、実施態様2に記載のシステム(150)。
[実施態様4]
前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第2の周波数帯域内にあり、領域間動揺を表す、実施態様2に記載のシステム(150)。
[実施態様5]
前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第3の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)に接続された2つ以上の構成要素の間の動作相互作用に由来する強制された動揺を表す、実施態様2に記載のシステム(150)。
[実施態様6]
前記2つ以上の構成要素のうちの少なくとも1つは、動作のスイッチングモードを使用する装置であり、前記動揺検出器(145)は、前記強制された動揺の規模を基準しきい値と比較するようにさらに構成される、実施態様5に記載のシステム(150)。
[実施態様7]
前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第4の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)に接続された2つの構成要素の間のサブシンクロナス共振状態またはサブシンクロナスねじり相互作用の少なくとも一方を表す、実施態様2に記載のシステム(150)。
[実施態様8]
前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第5の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)の一部である少なくとも1つの構成要素に存在する地磁気誘導電流を表す、実施態様2に記載のシステム(150)。
[実施態様9]
前記電力網(110)の一部である少なくとも1つの構成要素に組み合わせられた1つ以上のセンサ(125、130)と、
前記1つ以上のセンサ(125、130)からセンサデータを受け取り、該センサデータを前記電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表す前記デジタルデータへと変換するアナログ-デジタル変換器(140)と
をさらに備える、実施態様1に記載のシステム(150)。
[実施態様10]
電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表すデジタルデータを受け取るステップと、
前記デジタルデータを処理して前記電力網(110)における動揺状態を検出するステップと、
前記動揺状態の検出時に、前記動揺状態に寄与する少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つを決定するステップと
を含む方法。
[実施態様11]
前記デジタルデータを処理して前記動揺状態を検出するステップは、前記デジタルデータを処理して5つの所定の周波数帯域のうちの少なくとも1つにおける前記動揺状態を検出するステップを含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様12]
前記5つの所定の周波数帯域は、約0.01Hzから約0.1Hzまでに及ぶ第1の周波数帯域と、約0.1Hzから約1Hzまでに及ぶ第2の周波数帯域と、約1.0Hzから約10.0Hzまでに及ぶ第3の周波数帯域と、約10Hzから約55Hzまでに及ぶ第4の周波数帯域と、DC成分を含む第5の周波数帯域とを含む、実施態様11に記載の方法。
[実施態様13]
前記デジタルデータを処理して前記動揺状態を検出するステップは、
前記デジタルデータについて包絡線抽出手順を実行して前記5つの所定の周波数帯域のうちの前記第4の周波数帯域における前記動揺状態を検出するステップ
を含む、実施態様12に記載の方法。
[実施態様14]
前記包絡線抽出手順の実行は、前記第4の周波数帯域の外側の周波数成分を取り除くための1つ以上のフィルタ処理動作を含む、実施態様13に記載の方法。
[実施態様15]
電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表すセンサデータをリアルタイムで取得するステップと、
前記センサデータをデジタルデータサンプルへとリアルタイムで変換するステップと、
前記デジタルデータを処理して前記電力網(110)における動揺状態を検出するステップと、
前記動揺状態の検出時に、前記動揺状態に寄与する少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つを決定するステップと
を含む方法。
[実施態様16]
前記デジタルデータを処理して前記動揺状態を検出するステップは、前記デジタルデータを処理して5つの所定の周波数帯域のうちの少なくとも1つにおける前記動揺状態を検出するステップを含む、実施態様15に記載の方法。
[実施態様17]
前記5つの所定の周波数帯域は、約0.01Hzから約0.1Hzまでに及ぶ第1の周波数帯域と、約0.1Hzから約1Hzまでに及ぶ第2の周波数帯域と、約1.0Hzから約10.0Hzまでに及ぶ第3の周波数帯域と、約10Hzから約55Hzまでに及ぶ第4の周波数帯域と、DC成分を含む第5の周波数帯域とを含む、実施態様16に記載の方法。
[実施態様18]
前記デジタルデータを処理して前記動揺状態を検出するステップは、
前記デジタルデータについて包絡線抽出手順を実行して前記5つの所定の周波数帯域のうちの前記第4の周波数帯域における前記動揺状態を検出するステップ
を含む、実施態様17に記載の方法。
[実施態様19]
前記センサデータにタイムスタンプを適用するステップと、
前記タイムスタンプが適用されたセンサデータを使用して、前記少なくとも1つの動揺周波数の同期位相計測器情報を決定するステップと
をさらに含む、実施態様17に記載の方法。
[実施態様20]
前記同期位相計測器情報は、前記少なくとも1つの動揺周波数の同期位相計測器角度情報を含む、実施態様19に記載の方法。
105 ビジネス機器
106 オフィス機器
107 温度調節器
108 コンピュータシステム
110 電力網
111 発電機
112 電力変圧器
113 保護機器
114 電力線
115 産業機器
116 ACモータ
117 スイッチングシステム
118 AC-DCコンバータ
120 住宅設備
121 照明
122 暖房
123 冷房
125 センサ
130 センサ
135 システムインターフェース
140 アナログ-デジタル変換器
141 リンク
145 動揺検出器
146 回線
150 動揺監視システム
155 データプロセッサ
210 信号検出器
211 動揺検出
212 デシメーション
213 基本規模抽出
214 包絡線抽出
215 検証
216 リンク
220 動揺周波数推定
225 動揺の規模および位相の推定
230 動揺減衰比推定
235 トリップロジック
305 フィルタ
310 低域通過FIRフィルタ
320 デシメーション
325 FIRフィルタ
330 デシメーション
335 包絡線抽出
340 高域通過IIRフィルタ
345 低域通過FIRフィルタ
Claims (10)
- 動揺検出器を含むシステムであって、
前記動揺検出器は、
電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表すデジタルデータを受け取り、
前記デジタルデータを処理して、5つの所定の周波数帯域のうちの少なくとも1つにおける動揺状態を検出し、
前記動揺状態の検出時に、前記動揺状態に寄与する少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つを決定し、
前記少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つが予め設定されたしきい値を超えるときに、前記少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、是正措置または、保護動作を生成する
ように構成され、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第1の所定の周波数帯域における動揺は、ガバナまたは自動発電制御状態に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第2の所定の周波数帯域における動揺は、領域間動揺に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第3の所定の周波数帯域における動揺は、電力網に接続された2つ以上の構成要素の間の動作相互作用による強制された動揺に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第4の所定の周波数帯域における動揺は、電力網に接続された2つの構成要素の間のサブシンクロナス共振状態またはサブシンクロナスねじり相互作用に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第5の所定の周波数帯域における動揺は、電力網の一部である少なくとも1つの構成要素に存在する地磁気誘導電流に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域は、0.01Hzから0.1Hzまでに及ぶ第1の周波数帯域と、0.1Hzから1.0Hzまでに及ぶ第2の周波数帯域と、1.0Hzから10.0Hzまでに及ぶ第3の周波数帯域と、10Hzから45Hzまたは55Hzまでに及ぶ第4の周波数帯域と、DC成分を含む第5の周波数帯域とを含む、システム(150)。 - 前記電力網(110)の一部である少なくとも1つの構成要素に組み合わせられた1つ以上のセンサ(125、130)と、
前記1つ以上のセンサ(125、130)からセンサデータを受け取り、該センサデータを前記電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表す前記デジタルデータへと変換するアナログ-デジタル変換器(140)と
をさらに備え
前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第1の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)の一部である第2の構成要素内のガバナまたは自動発電制御状態の少なくとも一方に由来する、請求項1に記載のシステム(150)。 - 前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第2の周波数帯域内にあり、領域間動揺を表す、請求項1に記載のシステム(150)。
- 前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第3の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)に接続された2つ以上の構成要素の間の動作相互作用に由来する強制された動揺を表し、前記2つ以上の構成要素のうちの少なくとも1つは、動作のスイッチングモードを使用する装置であり、前記動揺検出器(145)は、前記強制された動揺の規模を基準しきい値と比較するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム(150)。
- 前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第4の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)に接続された2つの構成要素の間のサブシンクロナス共振状態またはサブシンクロナスねじり相互作用の少なくとも一方を表す、請求項1に記載のシステム(150)。
- 前記少なくとも1つの動揺周波数は、前記第5の周波数帯域内にあり、前記電力網(110)の一部である少なくとも1つの構成要素に存在する地磁気誘導電流を表す、請求項1に記載のシステム(150)。
- 電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表すデジタルデータを受け取るステップと、
前記デジタルデータを処理して前記電力網(110)における5つの所定の周波数帯域のうちの少なくとも1つにおける動揺状態を検出するステップと、
前記動揺状態の検出時に、前記動揺状態に寄与する少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つを決定するステップと、
前記少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つが予め設定されたしきい値を超えるときに、前記少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、是正措置または、保護動作を生成するステップと、
を含み、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第1の所定の周波数帯域における動揺は、ガバナまたは自動発電制御状態に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第2の所定の周波数帯域における動揺は、領域間動揺に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第3の所定の周波数帯域における動揺は、電力網に接続された2つ以上の構成要素の間の動作相互作用による強制された動揺に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第4の所定の周波数帯域における動揺は、電力網に接続された2つの構成要素の間のサブシンクロナス共振状態またはサブシンクロナスねじり相互作用に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第5の所定の周波数帯域における動揺は、電力網の一部である少なくとも1つの構成要素に存在する地磁気誘導電流に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域は、0.01Hzから0.1Hzまでに及ぶ第1の周波数帯域と、0.1Hzから1.0Hzまでに及ぶ第2の周波数帯域と、1.0Hzから10.0Hzまでに及ぶ第3の周波数帯域と、10Hzから45Hzまたは55Hzまでに及ぶ第4の周波数帯域と、DC成分を含む第5の周波数帯域とを含む方法。 - 電力網(110)によって運ばれる電気の振幅変動を表すセンサデータをリアルタイムで取得するステップと、
前記センサデータをデジタルデータサンプルへとリアルタイムで変換するステップと、
前記デジタルデータサンプルを処理して前記電力網(110)における5つの所定の周波数帯域のうちの少なくとも1つにおける動揺状態を検出するステップと、
前記動揺状態の検出時に、前記動揺状態に寄与する少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つを決定するステップと、
前記少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つが予め設定されたしきい値を超えるときに、前記少なくとも1つの動揺周波数の規模特性、位相特性、または減衰特性のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、是正措置または、保護動作を生成するステップと、
を含み、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第1の所定の周波数帯域における動揺は、ガバナまたは自動発電制御状態に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第2の所定の周波数帯域における動揺は、領域間動揺に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第3の所定の周波数帯域における動揺は、電力網に接続された2つ以上の構成要素の間の動作相互作用による強制された動揺に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第4の所定の周波数帯域における動揺は、電力網に接続された2つの構成要素の間のサブシンクロナス共振状態またはサブシンクロナスねじり相互作用に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域のうちの第5の所定の周波数帯域における動揺は、電力網の一部である少なくとも1つの構成要素に存在する地磁気誘導電流に由来し、
前記5つの所定の周波数帯域は、0.01Hzから0.1Hzまでに及ぶ第1の周波数帯域と、0.1Hzから1.0Hzまでに及ぶ第2の周波数帯域と、1.0Hzから10.0Hzまでに及ぶ第3の周波数帯域と、10Hzから45Hzまたは55Hzまでに及ぶ第4の周波数帯域と、DC成分を含む第5の周波数帯域とを含む方法。 - 前記デジタルデータを処理して前記動揺状態を検出するステップは、
前記デジタルデータについて包絡線抽出手順を実行して前記5つの所定の周波数帯域のうちの前記第4の周波数帯域における前記動揺状態を検出するステップ
を含み、
前記包絡線抽出手順の実行は、前記第4の周波数帯域の外側の周波数成分を取り除くための1つ以上のフィルタ処理動作を含む、請求項7または8に記載の方法。 - 前記センサデータにタイムスタンプを適用するステップと、
前記タイムスタンプが適用されたセンサデータを使用して、前記少なくとも1つの動揺周波数の同期位相計測器情報を決定するステップと
をさらに含み、
前記同期位相計測器情報は、前記少なくとも1つの動揺周波数の同期位相計測器角度情報を含む、請求項7または8に記載の方法。
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