JP7225072B2 - Grid stabilization system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、系統安定化システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to grid stabilization systems.
電力系統の安定的な運用のため、各種の電力設備の稼働状況を監視し、系統事故が発生した時に必要な電力制御を行う、系統安定化システムが知られている。系統安定化システムでは、系統事故が発生した場合に備えて、事故が発生する前の電力の状態に基づいて事故発生を想定した過渡安定度演算を繰り返し実行し、事故に応じて電力制御(以下、遮断、或いは電制とも称する)の対象とする電力機(例えば、発電機や負荷等)を決定する方法が行われている。 2. Description of the Related Art For stable operation of a power system, a power system stabilization system is known that monitors the operation status of various power facilities and performs necessary power control when a system fault occurs. In preparation for the occurrence of a grid fault, the grid stabilization system repeatedly executes transient stability calculations assuming the occurrence of a fault based on the state of power before the fault occurs, and controls the power (hereinafter referred to as power control) according to the fault. A method of determining a power machine (for example, a generator, a load, etc.) to be targeted for power control (also referred to as , cutoff, or shedding) is performed.
従来の発電設備は、火力・水力機等が主流であり、制御対象の数も少なく、出力する電力量が安定していた。このため、演算結果に従い制御しておけば、妥当な効果を得ることができた。しかし、近年、再生可能エネルギーの適用が拡大している。これら発電設備は、自然条件によって出力する電力量が大きく変動するものがある。これら変動し得る電源を発電設備の対象とする場合、系統安定化システムにおける従来の演算と電力制御の仕組みを工夫する必要がある。 Conventional power generation equipment mainly consisted of thermal power plants and hydraulic power plants. Therefore, if the control is performed according to the calculation result, a proper effect can be obtained. However, in recent years, the application of renewable energy is expanding. Some of these power generation facilities greatly fluctuate in the amount of electric power they output depending on natural conditions. When power generation facilities are designed to handle these variable power sources, it is necessary to devise conventional calculation and power control mechanisms in power system stabilization systems.
また、再生可能エネルギーによっては、無線通信網や汎用の通信網等を経由して通信を行う場合があり、通信網の一部に通信不良が発生し易い。このような通信環境においては一定の通信品質を確保できず、通信不良が発生すると、制御指令を送信しても遮断できない可能性がある。この場合、電力制御量が不足し、電力系統を安定化させることが困難となる。 In addition, depending on the renewable energy, communication may be performed via a wireless communication network, a general-purpose communication network, or the like, and communication failure is likely to occur in a part of the communication network. In such a communication environment, a certain communication quality cannot be ensured, and if a communication failure occurs, there is a possibility that the communication cannot be blocked even if a control command is transmitted. In this case, the amount of power control becomes insufficient, and it becomes difficult to stabilize the power system.
本発明が解決しようとする課題は、電力量が変動する場合であっても、事故発生時に電力系統を安定化することができる系統安定化システムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a system stabilization system that can stabilize the power system in the event of an accident even when the amount of power fluctuates.
実施形態の系統安定化システムは、制御装置と、制御端末とを持つ。前記制御装置は、系統事故が発生する前に事前演算された、事故種別ごとの目標制御量が示された制御テーブルと、発生した系統事故の事故種別を示す情報とに基づいて、当該系統事故において電力制御の対象とする電力機を決定し、制御指令を出力する。前記制御端末は、前記制御装置から受信した前記制御指令に従い、電力制御の対象となった電力機を、電力系統から遮断させる。前記制御端末は、前記制御指令の応答として、電力制御を実施した時点における、電力機の電力量である制御実施量を前記制御装置に送信する。前記制御装置は、前記制御実施量と前記目標制御量とに応じて定められる不足制御量に基づいて、当該系統事故において再度の電力制御を行うか否かを決定する。 A grid stabilization system of an embodiment has a control device and a control terminal. The control device calculates the system fault based on a control table showing a target control amount for each fault type, which is pre-computed before the system fault occurs, and information indicating the fault type of the system fault that occurred. determines a power machine to be subjected to power control, and outputs a control command. The control terminal disconnects the power machine subject to power control from the power system according to the control command received from the control device. The control terminal transmits, as a response to the control command, a control implementation amount, which is the power amount of the power machine at the time when the power control was implemented, to the control device. The control device determines whether or not to perform power control again in the system fault, based on an insufficient control amount determined according to the control execution amount and the target control amount.
以下、実施形態の系統安定化システムを、図面を参照して説明する。以下の説明では、電力制御(電制)の対象が発電機である場合を例示して説明するが、これに限定されることはない。電制の対象は、負荷であってもよい。なお、電制は、事故発生時に、発電機や負荷を電力系統から切り離す(解列する)制御であり、以下では「遮断」という場合がある。また、電制の対象となり得る発電機、及び負荷の総称を「電力機」という。つまり、発電機は「電力機」の一例である。 Hereinafter, the system stabilization system of the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, an example in which the target of power control (electric control) is a generator will be described, but the present invention is not limited to this. The target of shedding may be a load. It should be noted that power control is control that disconnects (disconnects) the generator and the load from the power system when an accident occurs, and is sometimes referred to as "shutoff" below. In addition, generators and loads that can be the target of shedding control are collectively referred to as "power machines." In other words, a generator is an example of a "power machine."
(系統安定化システム1の構成)
まず、図1を用いて系統安定化システム1の構成を説明する。
図1は、第1の実施形態の系統安定化システム1の構成の例を示すブロック図である。系統安定化システム1は、例えば、事故検出端末10と、中央演算装置20と、中央制御装置30と、制御端末40とを備える。ここで、中央制御装置30は、「制御装置」の一例である。制御端末40は、「制御端末」の一例である。
(Configuration of grid stabilization system 1)
First, the configuration of the
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a
電力系統Eは、電力を発電し、発電した電力を需要家の負荷設備まで送電するための一連の設備の集合である。電力系統Eは、例えば、発電機、母線、変圧器あるいは送電線、負荷、調相設備、遮断器、断路器等の電力設備(系統設備とも称する)により構成される。電力系統Eは、電力設備に供給される電力を計測するための電圧計測用変成器、及び電流計測用変成器を備える。 The electric power system E is a set of a series of equipment for generating electric power and transmitting the generated electric power to the load equipment of the consumer. The electric power system E is composed of electric power equipment (also called system equipment) such as, for example, a generator, a bus, a transformer or a transmission line, a load, a phase modifying equipment, a circuit breaker, and a disconnecting switch. The power system E includes a voltage-measuring transformer and a current-measuring transformer for measuring the power supplied to the power equipment.
給電情報網Nは、電力系統Eを構成する電力設備の各々と、中央演算装置20とを通信可能に接続する通信ネットワークである。給電情報網Nを介して、電力設備の各々において取得される系統情報が、中央演算装置20に出力される。系統情報は、電力系統Eにおける電力設備の接続状態、及び電力の需給状態に関する情報である。系統情報は、例えば、遮断器や断路器等の開閉状態、発電機出力、負荷、送電線の有効及び無効電力、各電気所の母線電圧に関する情報等である。
The power supply information network N is a communication network that communicably connects each of the power facilities that make up the power system E and the
事故検出端末10、中央演算装置20、中央制御装置30、及び制御端末40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
The
事故検出端末10は、電力系統Eと接続する。事故検出端末10は、電力系統Eにおいて事故の検出を行う必要がある電力設備、例えば、変電所、開閉所、発電所等に設けられる。事故検出端末10は、検出対象とする電力設備における電力の時系列情報を取得して、検出対象における系統事故の発生の有無を検出する。事故検出端末10は、系統事故を検出した場合、その事故種別を判別する。事故検出端末10は、系統事故の発生を検出すると、判別した事故種別を中央制御装置30に送信する。
The
事故種別は、系統事故の種類を識別する情報であって、例えば、事故番号、事故対応箇所、および事故様相を示す情報である。系統事故は電力系統Eにおいて発生した地絡などの事故の総称である。事故対応箇所は、系統事故が発生した箇所である。事故様相は、記号や数字を組み合わせたコードなどで示される、系統事故の具体的な内容である。 The accident type is information for identifying the type of system fault, and is, for example, information indicating an accident number, accident response location, and accident aspect. A system fault is a general term for faults such as ground faults that occur in the power system E. The fault response point is a point where a system fault has occurred. The accident mode is the specific content of the system fault indicated by a code that combines symbols and numbers.
中央演算装置20は、給電情報網Nを介して電力系統Eと接続する。中央演算装置20は、電力設備の各々の系統情報を、一定の周期又は系統情報ごとの更新周期で、給電情報網Nを介して(オンラインで)取得する。
The
中央演算装置20は、例えば、事前演算部21と、制御テーブル22とを備える。事前演算部21は、系統モデルを作成する。系統モデルは、系統情報が検出された時点における電力系統Eの状態と等価なモデルである。具体的に、事前演算部21は、系統情報と、予め記憶する系統設備情報とを用いて系統モデルを作成する。系統設備情報は、電力系統Eを構成する電力設備の仕様であって、例えば、発電機のインピーダンスなどの情報である。
The
事前演算部21は、作成した系統モデルに、系統情報を用いた潮流計算を行い、系統に流れる潮流(電力)値を算出する。事前演算部21は、算出した潮流値を基に、事故発生、事故除去、電制の対象とする発電機を遮断した後の系統の動きについて、過渡安定度演算によるシミュレーションを行う。事前演算部21は、電制の対象とする発電機を変化させながら、系統が安定となる結果を得るまで繰り返し過渡安定度演算を行う。事前演算部21は、系統が安定となる解析シミュレーションの結果に基づいて、電制の対象とする発電機の組み合わせを選択し、想定事故ごとに制御テーブル22を作成する。
The
制御テーブル22は、想定される系統事故(想定事故)ごとに、事故発生時に系統から切り離す電力量の目標値(目標制御量MP)、及び遮断する発電機の組合せを対応づけた情報である(図6参照)。 The control table 22 is information that associates a target value (target control amount MP) of the amount of electric power to be disconnected from the system when an accident occurs and a combination of generators to be cut off for each assumed system accident (assumed accident) ( See Figure 6).
中央演算装置20は、事前演算部21による解析シミュレーション周期的に実行することにより、制御テーブル22を周期的に更新する。これにより、常に最新の系統情報を反映させ、系統事故が発生した場合に電力系統Eを安定化できるようにする。
The
中央制御装置30は、事故検出端末10、中央演算装置20、及び制御端末40と通信可能に接続する。中央制御装置30は、事故検出端末10から事故種別を取得する。中央制御装置30は、中央演算装置20から制御テーブル22を取得する。
The
中央制御装置30は、例えば、電制機決定部31と、制御実績情報32とを備える。電制機決定部31は、事故種別に基づいて制御テーブルを参照し、事故種別に示される系統事故に対応する、目標制御量、及び、電制の対象とする発電機の組合せを取得する。電制機決定部31は、取得した目標制御量、及び、電制の対象とする発電機の組合せに基づいて、実際に電制を行う発電機を決定し、決定した電制機に対応する制御端末40に制御指令を出力する。制御指令は、制御端末40に、制御端末40が管理する遮断器の遮断を命ずる指令である。制御端末40が管理する遮断器は、電制を行う発電機と電力系統Eとの間に設けられた遮断器であって、当該遮断器が遮断されることで発電機が電力系統Eから切り離される。
The
電制機決定部31は、電制を行った実績に基づいて、制御実績情報32を作成する。制御実績情報32は、電制を行った実績を示す情報であって、例えば、電制を実施した系統事故の事故種別、目標制御量、電制を実施した発電機の識別番号、制御指令に対する応答(Ack)の有無等である(図7参照)。
The shedding
なお、制御テーブル22は、例えば、中央演算装置20の記憶部(不図示)、制御実績情報32は中央制御装置30の記憶部(不図示)に記憶される情報である。これらの記憶部は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により構成される。
Note that the control table 22 is information stored in a storage unit (not shown) of the
制御端末40は、中央制御装置30からの制御指令に従い、制御端末40が管理する遮断器に遮断指令を出力する。遮断指令は、遮断器を遮断する命令である。制御端末40は、遮断器を遮断させると、中央制御装置30にその旨の応答(Ack)を返す。
以上が系統安定化システム1の構成である。
The
The above is the configuration of the
ここで、実施形態においては、電制の対象となる発電機として、出力する電力量が経時的に大きく変動し得る発電機(例えば、再生可能エネルギーによるもの等)を前提としている。このため、事前オンライン演算にて想定した発電機の出力と、実際に電制を行った際の発電機の出力とに差異が生じる可能性がある。差異が生じ、電制にて電力系統Eから切り離した電力量が不足すれば、電力系統Eを安定化させることができなくなる可能性がある。 Here, in the embodiment, it is assumed that the power generator to be power-controlled is a power generator whose output power can vary greatly over time (for example, a power generator using renewable energy). Therefore, there may be a difference between the output of the generator assumed in the pre-online calculation and the output of the generator when the shedding is actually performed. If a difference occurs and the amount of electric power cut off from the electric power system E by electrical control becomes insufficient, the electric power system E may not be stabilized.
この対策として、以下で説明する各実施形態では、中央制御装置30と制御端末40との通信を用いて、電力系統Eから切り離した電力量が不足した場合でも、電力系統Eを安定化させることができるようにする。
As a countermeasure, in each embodiment described below, communication between the
(第1の実施形態)
第1の実施形態を説明する。図2~図5は、第1の実施形態の中央制御装置30と制御端末40との通信を説明する図である。図2は、系統事故が発生していない事故前の通信を示す。図3~図5は、系統事故が発生した事故時の通信を示す。
(First embodiment)
A first embodiment will be described. 2 to 5 are diagrams for explaining communication between the
図2に示すように、事故前において、制御端末40は、中央制御装置30に出力電力量HP(図2では電力量と記載)を通知する。ここでの出力電力量HPは、制御端末40が管理する遮断器を介して、電力系統Eと接続される発電機から出力される電力量である。つまり、電制の対象となり得る発電機から出力される電力量である。制御端末40は、例えば、発電機と遮断器との間に接続される電圧計測用変成器、及び電流計測用変成器から、発電機が出力する電圧及び電流を取得する。制御端末40は、取得した電圧及び電流に基づいて出力電力量HPを算出し、算出した出力電力量HPを中央制御装置30に通知する。
As shown in FIG. 2, before an accident, the
この例では、中央制御装置30が制御対象とする複数の制御端末40(制御端末40-1、…、40-K、40-K+1、40-K+2、…、40-N)の各々が、中央制御装置30に出力電力量HPを通知する場合を示している。
In this example, each of a plurality of control terminals 40 (control terminals 40-1, . . . , 40-K, 40-K+1, 40-K+2, . A case of notifying the
制御端末40が、中央制御装置30に出力電力量HPを通知する周期は、任意に設定されてよいが、中央演算装置20が給電情報網Nを介して系統情報を取得する周期より短い周期であることが好ましい。これにより、事前オンライン演算にて想定した発電機の出力と、実際に電制を行った際の発電機の出力との差異を把握することが可能となる。差異を把握を把握することができれば、再度の電制を実施するか否かを判定することができる。
The period at which the
図3に示すように、事故時において、中央制御装置30は、制御端末40に制御指令を出力する。制御端末40は、中央制御装置30から制御指令を取得すると、その応答として、中央制御装置30に制御実施量JPを通知する。制御実施量JPは、電制を行う際に測定された電力量である。すなわち、制御実施量JPは、電制時において、電力系統Eから実際に切り離された電力量である。中央制御装置30は、制御端末40から取得した制御実施量JPを制御実績情報32として記憶させる。
As shown in FIG. 3, the
この例では、中央制御装置30は、制御端末40-1、…、40-K、40-K+1の各々に制御指令を出力し、その応答として制御実施量JPが通知される場合を示している。
This example shows a case where the
図4に示すように、事故時において、通信不良の発生等により、中央制御装置30により出力された制御指令が、制御端末40に伝達されない場合が発生し得る。この場合、制御指令を取得できなかった制御端末40からは、制御実施量JPが通知されない。中央制御装置30は、制御端末40から制御実施量JPを取得できない場合には、その旨を制御実績情報32として記憶させる。
As shown in FIG. 4, in the event of an accident, a control command output by the
この例では、中央制御装置30は、制御端末40-1、…、40-K、40-K+1の各々に制御指令を出力し、その応答として制御端末40-1、…、40-Kから制御実施量JPが通知されたが、制御端末40-K+1からは制御実施量JPが通知されなかった(応答なし)場合を示している。
In this example, the
図5に示すように、中央制御装置30は、必要に応じて再度の電制を実施する。再度の電制は、制御テーブル22に従って実施した電制によってもなお、電力系統Eから切り離す電力量が不足する場合に行う電制である。
As shown in FIG. 5, the
具体的に、中央制御装置30は、制御端末40から通知された制御実施量JPと、制御テーブル22に記憶された目標制御量MPとに応じて定められる不足制御量FPに基づいて、系統事故において再度の電制(電力制御)を行うか否かを決定する。不足制御量FPは、例えば、以下の(1)式で示される。
Specifically, the
FP=MP-Σ(JP) …(1) FP=MP-Σ(JP) …(1)
(1)式における、FPは不足制御量、MPは目標制御量、JPは制御実施量、をそれぞれ示しており、Σ(JP)は電制が実施された発電機のそれぞれの制御実施量JPの総和を示している。 In the equation (1), FP is the insufficient control amount, MP is the target control amount, and JP is the control amount, and Σ(JP) is the control amount JP shows the sum of
ここで、中央制御装置30は、不足制御量FPを導出する際に、制御端末40から応答(制御実施量JP)が通知された発電機のみを対象とする。すなわち、図3の例のように、制御指令を出力した制御端末40の全てから応答があった場合には、中央制御装置30は、制御指令を出力した制御端末40のそれぞれから通知された制御実施量JPを(1)式の右辺第2項に代入して、不足制御量FPを算出する。一方、図4のように、制御指令を出力した制御端末40のうち、制御端末40-k+1から応答がなかった場合には、中央制御装置30は、制御指令を出力した制御端末40のうち応答の通知があった制御端末40(制御端末40-1、…、40-K)の制御実施量JPを(1)式の右辺第2項に代入して、不足制御量FPを算出する。
Here, when the
中央制御装置30は、例えば、不足制御量FPが正(プラス)である場合に、再度の電制を行うと判定する。中央制御装置30は、再度の電制を行うと判定した場合、再度の電制をおこなう発電機を選択する。中央制御装置30は、中央制御装置30が制御の対象とする複数の制御端末40(制御端末40-1、…、40-K、40-K+1、40-K+2、…、40-N)のうち、電制を実施済み(制御実施済)の発電機を除いたものを、再度の電制の対象(制御対象)とする。
The
中央制御装置30は、出力電力量HPが不足制御量FPよりも大きいものを、再度の電制を実施する発電機として選択する。すなわち、中央制御装置30は、以下の(2)式を満たす発電機を、再度の電制を実施する発電機として選択する。
The
FP<HP …(2) FP<HP (2)
ここで、FPは不足制御量、HPは発電機の出力電力量を示している。出力電力量HPは、事故前に、それぞれの制御端末40から定期的に通知される電力量である。
Here, FP indicates the amount of insufficient control, and HP indicates the output power amount of the generator. The output power amount HP is the power amount periodically notified from each
中央制御装置30は、(2)式を満たす発電機が複数ある場合、複数の発電機のうち、出力電力量HPが最も不足制御量FPに近いものを、再度の電制を実施する発電機として選択するようにしてもよい。
When there are a plurality of generators that satisfy the expression (2), the
或いは、中央制御装置30は、(2)式を満たす発電機がない場合、複数の発電機の出力電力量HPの総和が、(2)式を満たし、且つ、出力電力量HPの総和が不足制御量FPに最も近い値となる組合せを導出し、導出した組合せの発電機を、再度の電制を実施する発電機として選択するようにしてもよい。
Alternatively, if there is no generator that satisfies the formula (2), the
なお、中央制御装置30は、(2)式を満たす発電機が存在する場合であっても、複数の発電機の出力電力量HPの総和が、(2)式を満たし、且つ、出力電力量HPの総和が不足制御量FPに最も近い値となる組合せを導出し、導出した組合せの発電機を、再度の電制を実施する発電機として選択するようにしてもよいのは勿論である。
Note that even if there is a generator that satisfies the formula (2), the
上述した通り、発電機の出力は変動し得る。このため、中央制御装置30は、出力電力量HPが、不足制御量FPにマージンを上乗せした電力量よりも大きい発電機を、再度の電制を実施する発電機として選択するようにしてもよい。すなわち、中央制御装置30は、例えば、以下の(3)式を満たす発電機を、再度の電制を実施する発電機として選択するようにしてもよい。
As mentioned above, the output of the generator can fluctuate. Therefore, the
FP×k<HP …(3) FP×k<HP (3)
ここで、FPは不足制御量、kは1以上の任意の実数、HPは発電機の出力電力量、を示している。 Here, FP is an insufficient control amount, k is an arbitrary real number equal to or greater than 1, and HP is the power output of the generator.
図5の例では、中央制御装置30は、制御端末40-Nに再度の電制の実施を命じる制御指令を出力し、その応答として制御端末40-Nから制御実施量JPが通知された場合を示している。
In the example of FIG. 5, when the
中央制御装置30は、不足制御量FPの値が負(マイナス)となるまで、再度の電制を繰り返し行うようにしてもよい。中央制御装置30は、再度の電制を実施した発電機に対応する制御端末40から取得した制御実施量JPを制御実績情報32に記憶させる。
The
図6は、第1の実施形態の制御テーブル22の構成の例を示す図である。図6に示すように、制御テーブル22は、例えば、想定事故種別番号、目標制御量(目標制御量MP)、制御対象等の各項目を備える。想定事故種別番号は、オンライン事前演算にて対象とした想定事故の事故種別に対応する番号を示す。目標制御量は、オンライン事前演算にて演算された想定事故を安定させるために電力系統Eから切り離す必要がある電力量の目標値を示す。制御対象は、想定事故に対して電制の対象として選択された発電機の識別番号を示す。この例では、想定事故種別番号(1)の目標制御量はP1であり、制御対象は発電機G1、G3であることを示している。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the control table 22 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the control table 22 includes items such as an assumed accident type number, a target controlled variable (target controlled variable MP), and a controlled object. The assumed accident type number indicates the number corresponding to the accident type of the assumed accident targeted in the online precomputation. The target control amount indicates the target value of the amount of electric power that needs to be cut off from the power system E in order to stabilize the assumed accident calculated by the online preliminary calculation. The control target indicates the identification number of the generator selected as the target of shedding control for the assumed accident. In this example, the target control amount for assumed accident type number (1) is P1, and the control targets are generators G1 and G3.
図7は、第1の実施形態の制御実績情報32の構成の例を示す図である。図7に示すように、制御実績情報32は、例えば、実施事故種別番号、目標制御量、電制端末、応答、及び制御実施量等の項目を備える。実施事故種別番号は、実際に発生した系統事故の事故種別に対応する番号を示す。目標制御量は、制御テーブル22に記憶されている事故種別に対応する目標制御量(目標制御量MP)を示す。電制端末は、中央制御装置30が制御指令を出力した制御端末40に接続される発電機の識別番号を示す。応答は、制御指令に対する応答の有無を示す。制御実施量は、制御端末40から通知された制御実施量JPを示す。この例では、実施事故種別番号(1)の目標制御量はP1であり、発電機G1に対する制御指令に応答があり、その制御実施量がPG1(t)であったこと、及び発電機G3に対する制御指令に応答があり、その制御実施量がPG3(t)であったこと、を示している。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the
以上、説明したように、第1の実施形態の系統安定化システム1は、中央制御装置30(「制御装置」の一例)と、制御端末40(「制御端末」の一例)とを備える。中央制御装置30は、系統事故が発生する前に事前演算された、事故種別ごとの目標制御量MPが示された制御テーブル22と、発生した系統事故の事故種別を示す情報とに基づいて、当該系統事故において電力制御の対象とする発電機(「電力機」の一例)を決定し、制御指令を出力する。制御端末40は、中央制御装置30から受信した制御指令に従い、電力制御の対象とされる発電機を、電力系統Eから遮断させる。制御端末40は、制御指令の応答として、電力制御を実施した時点における、制御実施量JPを中央制御装置30に送信する。制御端末40は、制御実施量JPと目標制御量MPとに応じて定められる不足制御量FPに基づいて、系統事故において再度の電力制御を行うか否かを決定する。これにより、第1の実施形態の系統安定化システム1では、制御実施量JPを用いて不足制御量FPを導出することができ、不足制御量FPが発生している場合には再度の電制を実施するとの判定を行うことができる。したがって、電力量が変動し、事前オンライン演算時の想定より発電機の電力量が減少する等して、制御量が不足する場合であっても、再度の電制を行うように判定することができる。このため、発電機の電力量が変動する場合であっても、電力系統Eを安定化させることが可能である。
As described above, the
また、第1の実施形態の系統安定化システム1では、制御端末40は、系統事故発生前において、電力機の出力電力量HPを中央制御装置30に通知する。不足制御量FPは、制御実施量JPと目標制御量MPとの差分である。中央制御装置30は、系統事故発生前に受信した発電機の出力電力量HPが、不足制御量FPより大きい場合、当該発電機を再度の電力制御の対象とするようにしてもよい。これにより、差分を算出するという簡単な方法で、再度の電制を実施するか否か、及び、再度の電制を実施する発電機の選択を行うことが可能である。
In addition, in the
また、第1の実施形態の系統安定化システム1では、制御端末40は、系統事故発生前において、電力機の出力電力量HPを中央制御装置30に通知する。不足制御量FPは、制御実施量JPと目標制御量MPとの差分に所定のマージンkを乗算した値である。中央制御装置30は、系統事故発生前に受信した電力機の出力電力量HPが、不足制御量FP(マージンを上乗せした値)より大きい場合、当該電力機を度の電力制御の対象とするようにしてもよい。これにより、再度の電制を実施する時までに制御端末40から通知された電力量が変動し、多少減少する場合も考慮して再度の電制を実施する発電機の選択を行うことが可能である。
In addition, in the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。以下の説明では、上述した実施形態と相違する構成のみを説明し、同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図8、図9は、第2の実施形態の中央制御装置30と制御端末40との通信を説明する図である。図8は事故前の状態を示し、図9は事故時の状態を示している。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the following description, only configurations that are different from the above-described embodiment will be described, and similar configurations will be denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
8 and 9 are diagrams for explaining communication between the
図8に示すように、事故前において、制御端末40は、中央制御装置30に、出力電力量HPと制御可否情報SKとを通知する。制御可否情報SKは、電制を実施することが可能か否かを示す情報である。制御端末40は、例えば、すでに遮断器を遮断済みである場合には、電制を実施することができない旨を示す制御可否情報SKを中央制御装置30に通知する。或いは、制御端末40は、発電機が発電していない場合には、電制を実施することができない旨を示す制御可否情報SKを中央制御装置30に通知する。
As shown in FIG. 8, before an accident, the
この例では、中央制御装置30が制御対象とする複数の制御端末40(制御端末40-1、…、40-K、40-K+1、40-K+2、…、40-N)の各々のうち、制御端末40-1、…、40-Kから電制を実施可能である旨の制御可否情報SKが通知されたが、制御端末40-K+1からは電制を実施することができない旨の制御可否情報SKが通知された場合を示している。
In this example, among the plurality of control terminals 40 (control terminals 40-1, ..., 40-K, 40-K+1, 40-K+2, ..., 40-N) to be controlled by the
図9に示すように、事故時において、中央制御装置30は、電制を実施可能である旨の制御可否情報SKが通知された制御端末40に制御指令を出力する。
As shown in FIG. 9, in the event of an accident, the
具体的に、中央制御装置30の電制機決定部31は、事故種別に基づいて制御テーブルを参照し、事故種別に示される系統事故に対応する、目標制御量MP、及び、電制の対象とする発電機の組合せを取得する。電制機決定部31は、取得した発電機の組合せのうち、電制を実施することができない旨の制御可否情報SKが通知された発電機を除外する。
Specifically, the shedding
電制機決定部31は、除外した発電機の代わりに、電制の対象とする新たな発電機を選択する。例えば、電制機決定部31は、除外した発電機の参照電力量OP(オンライン事前演算に用いられた電力量)より大きい出力電力量HPが通知されている発電機を抽出する。電制機決定部31は、抽出した発電機を、電制の対象とする新たな発電機とする。
The shedding
なお、中央制御装置30は、参照電力量OPより大きい出力電力量HPをもつ発電機が、複数ある場合には、複数の発電機のうち、出力電力量HPが参照電力量OPに最も近いものを、電制の対象とする新たな発電機として選択するようにしてもよい。
If there are a plurality of generators with an output power amount HP greater than the reference power amount OP, the
或いは、中央制御装置30は、参照電力量OPより大きい出力電力量HPをもつ発電機がない場合、複数の発電機の出力電力量HPの総和が、参照電力量OPより大きく、且つ、出力電力量HPの総和が参照電力量OPに最も近い値となる組合せを導出し、導出した組合せの発電機を、電制の対象とする新たな発電機として選択するようにしてもよい。
Alternatively, if there is no generator with an output power amount HP greater than the reference power amount OP, the
なお、中央制御装置30は、参照電力量OPより大きい出力電力量HPをもつ発電機が存在する場合であっても、複数の発電機の出力電力量HPの総和が、参照電力量OPより大きく、且つ、出力電力量HPの総和が参照電力量OPに最も近い値となる組合せを導出し、導出した組合せの発電機を、再度の電制を実施する発電機として選択するようにしてもよいのは勿論である。
Note that even if there is a generator having an output power amount HP greater than the reference power amount OP, the
この例では、中央制御装置30は、電制が可能である旨の制御可否情報SKが通知された制御端末40-1、…、40-Kの各々に制御指令を出力している。また、中央制御装置30は、電制を実施することができない旨の制御可否情報SKが通知された40-K+1には制御指令を出力しない。その代わりに、中央制御装置30は、電制が可能である旨の制御可否情報SKが通知された制御端末40-Nに制御指令を出力している場合を示している。
In this example, the
以上、説明したように、第2の実施形態の系統安定化システム1は、中央制御装置30(「制御装置」の一例)と、制御端末40(「制御端末」の一例)とを備える。中央制御装置30は、系統事故が発生する前に事前演算された、事故種別ごとの目標制御量MPが示された制御テーブル22と、発生した系統事故の事故種別を示す情報とに基づいて、当該系統事故において電力制御の対象とする発電機(「電力機」の一例)を決定し、制御指令を出力する。制御端末40は、中央制御装置30から受信した制御指令に従い、電力制御の対象とされる発電機を、電力系統Eから遮断させる。制御端末40は、事故前(系統事故発生前)において、電力機を電力制御することが可能か否かを示す制御可否情報SKを中央制御装置30に通知する。中央制御装置30は、制御可否情報SKに基づいて、当該系統事故において電力制御の対象とする電力機を決定する。これにより、第2の実施形態の系統安定化システム1は、制御可否情報SKに基づいて電制を実施することができない発電機を除外し、且つ、電力量に基づいて除外した発電機の代わりに新たな発電機を選択することができる。したがって、上述した効果と同様の効果を奏する。
As described above, the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。以下の説明では、上述した実施形態と相違する構成のみを説明し、同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、事故前において、第1の実施形態と同様に、制御端末40は、電力量を中央制御装置30に通知する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the following description, only configurations that are different from the above-described embodiment will be described, and similar configurations will be denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. In this embodiment, before an accident, the
図10は、第3の実施形態の中央制御装置30と制御端末40との通信を説明する図である。図10は、事故時の状態を示している。
図10に示すように、事故時において、中央制御装置30は、電制の対象とする制御端末40に制御指令を出力する。制御端末40は、中央制御装置30から制御指令を取得すると、その応答(Ack)を通知する。ここでの応答には、制御実施量JPが含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。中央制御装置30は、制御指令を出力してから、所定時間が経過するまでの待機時間の間、制御端末40からの応答を待つ。中央制御装置30は、待機時間の間に応答が受信されない制御端末40がある場合、当該制御端末40による遮断が行われなかったとみなし、再度の電制を行うと判定する。中央制御装置30が再度の電制を行う方法は、上述した第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
FIG. 10 is a diagram explaining communication between the
As shown in FIG. 10, in the event of an accident, the
以上、説明した通り、第3の実施形態の系統安定化システム1は、中央制御装置30(「制御装置」の一例)と、制御端末40(「制御端末」の一例)とを備える。中央制御装置30は、系統事故が発生する前に事前演算された、事故種別ごとの目標制御量MPが示された制御テーブル22と、発生した系統事故の事故種別を示す情報とに基づいて、当該系統事故において電力制御の対象とする発電機(「電力機」の一例)を決定し、制御指令を出力する。制御端末40は、前記制御指令の応答を前記制御装置に通知する。中央制御装置30は、制御指令を出力した後の所定時間内に、制御端末40から応答を受信しない場合、当該系統事故において再度の電力制御を行うと決定する。これにより、上述した効果と同様の効果を奏する。また、制御指令を出力した後の所定時間内に、素早く再度の電力制御を行うか否かを判定することができる。
As described above, the
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、系統安定化システム1では、制御端末40は、制御指令の応答として制御実施量JPを中央制御装置30に送信し、中央制御装置30は、制御実施量JPと目標制御量MPとに応じて定められる不足制御量に基づいて、当該系統事故において再度の電力制御を行うか否かを決定する。これにより、電力量が変動する場合であっても、事故発生時に電力系統を安定化することができる。
According to at least one embodiment described above, in the
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…系統安定化システム、10…事故検出端末、20…中央演算装置、21…事前演算部、22…制御テーブル、30…中央制御装置(制御装置)、31…電制機決定部、32…制御実績情報、40…制御端末(制御端末)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記制御装置から受信した前記制御指令に従い、電力制御の対象となった電力機を、電力系統から遮断させる制御端末と、
を備える系統安定化システムにおいて、
前記制御端末は、前記制御指令の応答として、電力制御を実施した時点における、電力機の電力量である制御実施量を前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記制御実施量と前記目標制御量とに応じて定められる不足制御量に基づいて、当該系統事故において再度の電力制御を行うか否かを決定する、
系統安定化システム。 Based on the control table showing the target control amount for each fault type calculated in advance before the occurrence of the system fault and the information indicating the fault type of the fault that occurred, the power control target for the fault is determined. A control device that determines a power machine to be used and outputs a control command;
a control terminal for disconnecting a power machine subject to power control from a power system according to the control command received from the control device;
In a grid stabilization system comprising
The control terminal transmits to the control device, as a response to the control command, a control execution amount that is the amount of power of the power machine at the time the power control is executed,
The control device determines whether or not to perform power control again in the system fault, based on an insufficient control amount determined according to the control execution amount and the target control amount.
Grid stabilization system.
前記不足制御量は、前記制御実施量と前記目標制御量との差分であり、
前記制御装置は、系統事故発生前に受信した電力機の電力量が、前記不足制御量より大きい場合、当該電力機を再度の電力制御の対象とする、
請求項1に記載の系統安定化システム。 The control terminal notifies the control device of the power amount of the power machine before the occurrence of a grid fault,
The insufficient control amount is the difference between the control implementation amount and the target control amount,
When the power amount of the power machine received before the occurrence of the grid fault is greater than the insufficient control amount, the control device subjects the power machine to power control again.
The grid stabilization system according to claim 1.
前記不足制御量は、前記制御実施量と前記目標制御量との差分に所定のマージンを乗算した値であり、
前記制御装置は、系統事故発生前に受信した電力機の電力量が、前記不足制御量より大きい場合、当該電力機を度の電力制御の対象とする、
請求項1に記載の系統安定化システム。 The control terminal notifies the control device of the power amount of the power machine before the occurrence of a grid fault,
The insufficient control amount is a value obtained by multiplying the difference between the control execution amount and the target control amount by a predetermined margin,
When the power amount of the power machine received before the occurrence of the grid fault is greater than the insufficient control amount, the control device treats the power machine as the target of power control.
The grid stabilization system according to claim 1.
前記制御装置から受信した前記制御指令に従い、電力制御の対象となった電力機を、電力系統と遮断させる制御端末と、を備える系統安定化システムにおいて、
前記制御端末は、系統事故発生前において、電力機の電力量、及び当該電力機を電力制御することが可能か否かを示す制御可否情報SKを前記制御装置に通知し、
前記制御装置は、前記電力量、及び前記制御可否情報SKに基づいて、当該系統事故において電力制御の対象とする電力機を決定する、
系統安定化システム。 Based on the control table showing the target control amount for each fault type calculated in advance before the occurrence of the system fault and the information indicating the fault type of the fault that occurred, the power control target for the fault is determined. A control device that determines a power machine to be used and outputs a control command;
A system stabilization system comprising a control terminal that disconnects a power machine subject to power control from a power system in accordance with the control command received from the control device,
The control terminal notifies the control device of the power amount of the power machine and control availability information SK indicating whether or not power control of the power machine can be performed before the occurrence of the grid fault,
The control device determines a power machine to be subjected to power control in the system fault based on the power amount and the control availability information SK.
Grid stabilization system.
前記制御装置から受信した前記制御指令に従い、電力制御の対象となった電力機を、電力系統と遮断させる制御端末と、を備える系統安定化システムにおいて、
前記制御端末は、前記制御指令の応答を前記制御装置に通知し、
前記制御装置は、前記制御指令を出力した後の所定時間内に、前記制御装置から応答を受信しない場合、当該系統事故において再度の電力制御を行うと決定する、
系統安定化システム。 Based on the control table showing the target control amount for each fault type calculated in advance before the occurrence of the system fault and the information indicating the fault type of the fault that occurred, the power control target for the fault is determined. A control device that determines a power machine to be used and outputs a control command;
A system stabilization system comprising a control terminal that disconnects a power machine subject to power control from a power system in accordance with the control command received from the control device,
The control terminal notifies the control device of a response to the control command,
If the control device does not receive a response from the control device within a predetermined time after outputting the control command, the control device determines to perform power control again in the system fault.
Grid stabilization system.
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