JPH04217821A - 電力系統の無効電力運転基準値演算方式 - Google Patents

電力系統の無効電力運転基準値演算方式

Info

Publication number
JPH04217821A
JPH04217821A JP2318320A JP31832090A JPH04217821A JP H04217821 A JPH04217821 A JP H04217821A JP 2318320 A JP2318320 A JP 2318320A JP 31832090 A JP31832090 A JP 31832090A JP H04217821 A JPH04217821 A JP H04217821A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
reactive power
reactive
voltage
plant
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.)
Pending
Application number
JP2318320A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Nakamori
昭 中森
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of JPH04217821A publication Critical patent/JPH04217821A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電力系統内発電所の電圧調整方式に係わり
、特に電力系統内の発電所や変電所の電圧及び無効電力
潮流を適正な値に維持する無効電力制御によって系統電
圧の安定化を図る電力系統の無効電力運転基準値演算方
式に関する。
[従来の技術〕 従来の電力系統内発電所における電圧制御は、遠方にあ
る中央給電所において、いったん系統内各所の運転デー
タを集め、これら多量のデータを用いて系統全体から眺
めた安定度を調査し、中央給電所から各発電所や変電所
に対する適切な電圧及び無効電力指令値を決定している
第4図は無効電力調整を算出する対象となる系統を示す
回路図である。この図において、発電機10、20はそ
れぞれ変圧器11,21を介して共通送電線12に接続
され、更にリアクタンスx10を持つ送電線14を通し
て受電端電圧VBの無限大母線16に接続される二機無
限大母線系である。送電線14のインピーダンスはリア
クタンスx10の他に抵抗成分もあるがその影響は小さ
いので省略してある。
発電機10,20や変圧器11,21のインピーダンス
につても同様の理由で抵抗成分を省略してある。また、
発電機10,20はそれぞれが1つの発電所を代表する
ものであり、1つの発電所に複数台の発電機がある場合
は、これらをまとめて等価的に1台の発電機とみなした
ものである。また、発電機の数を2台としたのは、複数
あることを意味しており、3台以上であっても差し支え
ない。
第5図は1つの発電機で制御可能な無効電力の調整量を
概略的に示すグラフである。この図において、横軸は有
効電力P、縦軸は無効電力Q、曲線3は安定限界曲線で
あり、点(P、Q)がこの安定限界曲線3より上にある
と安定、下にあると不安定となる範囲であり、例えば、
後述するように発電機端子電圧の下限値を0.95pu
として演算されるものである。1つの発電機の実際の有
効電力、無効電力をそれぞれPe、Q0とし、点(Pe
、Q0)は図示のように安定限界曲線3の上にあるもの
とする。このとき、有効電力Peを一定として端子電圧
を減少させて無効電力を小さくしていき安定限界曲線3
にぶつかった位置の無効電力QとQ0との差が調整可能
量ΔQeである。この発電所ごとの無効電力調整可能量
ΔQeの系統全体の総和がこの系統の無効電力調整可能
量ΔQである。この無効電力調整可能量ΔQを基に系統
内の発電所及び変電所ごとの無効電力指令値が演算され
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前述した従来方式の無効電力制御では、
中央給電所及びローカル制御所内の各発電所や変電所に
対する電圧及び無効電力指令値の決定を、一括して中央
給電所又はローカル制御所内において実施するため、各
所から収集された多量の運転状態量データの処理に要す
る計算時間が大きいという問題がある。
この発明の目的は、中央給電所又はローカル制御所内で
の多量のデータ処理に要する計算時間を軽減する電力系
統の無効電力運転基準演算方式を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するためにこの発明によれば、系統電圧
及び無効電力潮流を所定範囲内に維持するよう電力系統
内の各発電所及び変電所の無効電力指令値を決定して無
効電力制御による系統電圧の安定化を図る電力系統の無
効電力運転基準値演算方式において、各発電機の運転状
態量としてd軸ポジション、端子電流、端子電圧及び発
電所至近端負荷を1サイクル毎に演算検出し、各発電端
毎に前記運転状態量データによって発電所全体で制御可
能な電圧及び無効電力を推定すると共に推定結果を中央
給電所又はローカル制御所に伝送し、この推定結果を用
いて系統内の各発電所及び変電所への無効電力指令値演
算を行うものし、又は、系統電圧及び無効電力潮流を所
定範囲内に維持するよう電力系統内の各発電所及び変電
所の無効電力指令値を決定して無効電力制御による系統
電圧の安定化を図る電力系統の無効電力運転基準値演算
方式において、各発電所の有効電力実測値、無効電力実
測値を求め、これら有効電力実測値を基に各発電所ごと
の等価外部リアクタンス推定値を演算し、安定限界時に
成立する関係式を基に前記実測値及び推定値を用いて有
効電力一定の基での各発電所の安定限界無効電力推定値
を演算し、これら実測値並びに演算結果を中央給電所又
はローカル制御所に伝送し、これら伝送されたデータを
用いて安定限界無効電力推定値並びに系統内の各発電所
及び変電所への無効電力指令値を演算するものとし、ま
た、中央給電所又はローカル制御所において各発電所ご
との無効電力実測値と安定限界無効電力推定値のそれぞ
れの総和とを求め、これらの総和を減算して系統の無効
電力調整可能量を求めるものとし、又は各発電所の無効
電力実測値から安定限界無効電力推定値を減算した発電
所ごとの無効電力調整可能量の演算を各発電所で行い、
この演算結果を中央給電所又はローカル制御所に伝送し
、中央給電所又はローカル制御所ではこれら伝送された
各発電所の無効電力調整可能量の総和を演算して系統の
無効電力調整可能量を求めるものとする。
〔作用〕
この発明の構成において、発電所内での発電機運転デー
タ及び至近端負荷データをオンラインで発電端毎に収得
して、発電端毎に発電所全体で制御可能な電圧及び無効
電力を算出し、中央給電所又はローカル制御所へ伝送さ
れたこの各発電端毎の算出結果を用いて系統内の各発電
所及び変電所に対する無効電力指令値演算を行うため、
中央給電所又はローカル制御所での計算時間が軽減する
又は、各発電所の有効電力実測値、無効電力実測値を求
め、これらを基に各発電所ごとの等価外部リアクタンス
推定値を演算し、安定限界時に成立する関係式を基に前
述の有効電力実測値、無効電力実測値及び等価外部リア
クタンス推定値を用いて有効電力一定のもとで各発電所
の安定限界無効電力推定値を演算することによって、発
電所ごとの安定限界無効電力推定値を容易に得ることが
できる。そして、これら実測値並びに演算結果を中央給
電所又はローカル制御所に伝送し、これら伝送されたデ
ータを用いて中央給電所又はローカル制御所で無効電力
調整可能量を演算して系統内の各発電所及び変電所への
無効電力指令値を演算することによって、中央給電所又
はローカル制御所での計算時間を軽減することができる
。また、系統の無効電力調整可能量を演算する方法とし
て、中央給電所又はローカル制御所で各発電所ごとの無
効電力実測値と安定限界無効電力推定値のそれぞれの総
和を別個に求めた上でこれら2つの総和を減算する方法
でもよいし、又は、各発電所で発電所ごとの無効電力調
整可能量を演算して伝送し、中央給電所又はローカル制
御所ではこれらを単に加算する方法でもよい。
〔実施例〕
以下この発明を実施例に基づいて説明する。第1図はこ
の発明の第1の実施例を示す電力系統の無効電力運転基
準値演算方式における無効電力調整量の算出方法を示す
フローチャートである。この図及び第4図を基に無効電
力調整量の算出方法について説明する。先ず、共通送電
線12からリアクタンス負荷x10及び無限大母線16
側から見た際の有効電力をPL0、無効電力をQL0と
したときのQL0をQL0=0と置く。次に、系統の有
効電力P及び電圧Vを指定して、各発電機10、20の
それぞれの無効電力Q1、Q2を算出する。更に、前記
無効電力Q1、Q2が、1サイクル毎に発電機のd軸ポ
ジション、端子電流、端子電圧及び至近端負荷から演算
検出して得た運転状態量データによる実測の各発電機1
0、20の無効電力Q10、Q20となるよう前記無効
電力QL0の値を調整して合わせる。なお、P10、Q
10、P20、Q20、PL0、QL0は現在値であり
、VB、x10は推定値である。
次に、各発電機端子電圧Vt1、Vt2を、下限値0.
95puとしたときの潮流計算を実行する。これにより
、発電機端子電圧Vtが下限値0.95puのときの各
発電機10、20の無効電力Q1、Q2が求まり、これ
と実測データから求めたそれぞれの無効電力Q10、Q
20との差分を算出することによって、無効電力調整量
が得られる。このような計算を各発電端毎に行って、発
電所全体で制御可能な電圧及び無効電力を推定し、中央
給電所又はローカル制御所に伝送する。
第2図はこの発明の第2の実施例を示す系統内の無効電
力調整可能量の演算方法を示すフローチャートである。
この図において、系統内の無効電力調整可能量ΔQは次
のステップに基づいて演算される。
■ステップ101 各発電機の有効電力P10、P20、無効電力Q10、
Q20を測定する。
■ステップ102 次式により各発電機の等価外部リアクタンスを推定する
ここで、 xj0;j番目発電機の等価外部リアクタンス推定値 Pj0;j番目発電機の有効電力実測値(j=1,2、
以下同じ) x10;送電線14のリアクタンス xTj;j番目発電機変圧器のリアクタンス■ステップ
103 安定限界無効電力Qjを推定する。
第3図は安定限界時における諸量の関係を示すベクトル
図である。安定限界時にはj番目の発電機の背後電圧E
jは無限大母線電圧VBに対して位相角差αが90度に
なるという関係がある。この発電機の安定限界無効電力
Qjはこの位相角差αの関係を利用して演算することが
できる。その演算は次の手順によるが、これを第3図に
基づいて説明する。前出していない符号は次の通り。た
だし、第3図ではイッデックスjの記載を省略してある
VB;無限大母線電圧(電圧ベクトルab)Ej;j番
目発電機背後電圧(電圧ベクトルac) Vtj;j番目発電機の端子電圧(電圧ベクトルae) Itj;j番目発電機の負荷電流 θj;端子電圧Vtjと負荷電流Itjとの位相角 x■j;j番目発電機横軸リアクタンスEdj;j番目
発電機の端子電圧直軸成分(電圧ベクトルag) E■j;j番目発電機の端子電圧横軸成分(電圧ベクト
ルda) Edmaxj;j番目発電機の端子電圧直軸成分の最大
値(図ではE4jに一致) Qj;安定限界無効電力推定値 (a)各発電機の背後電圧Ejを求める。
電圧ベクトルafをVx、電圧ベクトルbcをVxとそ
れぞれすると、 VB=RIt、Vx=(x0+xq)Itただし、R;
負荷抵抗 Δabf∽Δcbaから次式が成立する。
この式にインデックスjを付けて表すと次式となり背後
電圧Ejが求められる。
(b)各発電機の端子電圧Vtjに対する負荷電流の位
相差θを演算する。
第2図において、θは(θ+δ)−δとして求められる
∠abf=θ+δでありその正接はE/VBであること
から次式が得られる。
θ+δ=tan−1(E/VB) また、δの正接はE■/E4であることから次式が得ら
れる。
これらの式からθjは他の符号にもイッデックスjを付
けて次式が得られる。ただし、図のEdは前述のように
安定限界時は最大値になるのでEdmaxjで表現して
ある。
(c)各発電機の安定限界無効電力推定値Qjを演算す
る。
θjは端子電圧Vtjと負荷電流Itjの位相差であり
、有効電力Pj0と無効電力Qjは周知のように次式で
表される。
以上の手順によって無効電力推定値Qjが求めるステッ
プ103が完了する。
■ステップ104 無効電力調整可能量ΔQを演算する。
各発電機の無効電力実測値Qj0の総和からステップ1
03で演算された安定限界無効電力推定値Qjを減算し
たのが無効電力調整可能量ΔQであり、これを式で表現
すると次式となる。
また、この式は次式のように表現することもできる。
すなわち、各発電機ごとの無効電力調整量ΔQKの総和
をとってΔQを演算することでもよい。このような演算
を各発電所ごとに行って、その結果を中央給電所又はロ
ーカル制御所に伝送する。
前述のように、第4図の発電機10,20は1つの発電
所に複数の発電機がある場合には等価的な1台の発電機
とみなすものであり、前述の実施例における発電機を発
電所と言い換えてもこの発明の目的に反するものではな
く、この発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の
設計変更をなし得ることは勿論である。また第2の実施
例において、系統内の発電所の数が3以上の場合は、(
1)、(6)、(7)の諸式に含まれる総和の記号Σの
上の値の2を3以上の発電所の数にすればよく、この発
明において発電所や発電機の数が限定されるものではな
い。
〔発明の効果〕
この発明は前述のように、電力系統の無効電力運転基準
値演算方式によれば、発電端毎に発電機運転データ及び
至近端負荷データをオンラインで収集し、これらデータ
に基づいて発電所全体で制御可能な電圧及び無効電力を
推定し、中央給電所又はローカル制御所に伝送するよう
にしたため、中央給電所又はローカル制御所において多
量のデータ処理を行わずにこの推定結果を利用して系統
内の各発電所及び変電所への無効電力指令値演算を行え
ばよく、したがって中央給電所又はローカル制御所での
計算時間を軽減することができるという効果が得られる
。又は、各発電所の有効電力実測値、無効電力実測値を
求め、これらを基に各発電所ごとの等価外部リアクタン
ス推定値を演算し、有効電力一定のもとで安定限界時に
成立する関係式を基に前述の有効電力実測値、無効電力
実測値及び等価外部リアクタンス推定値を用いて各発電
所の安定限界無効電力推定値を演算することによって、
発電所ごとの安定限界無効電力推定値を容易に得ること
ができる。そして、これら実測値並びに演算結果を中央
給電所又はローカル制御所に伝送し、中央給電所又はロ
ーカル制御所でこれら伝送されたデータを用いて無効電
力調整可能量を演算して系統内の各発電所及び変電所へ
指令する電圧及び無効電力の指令値を演算することによ
り中央給電所又はローカル制御所での計算時間を軽減す
ることができるという効果が得られる。
無効電力調整可能量を演算する方法として、中央給電所
又はローカル制御所で各発電機ごとの無効電力実測値の
総和と安定限界無効電力推定値の総和を別個に求めた上
でこれら2つの総和を減算する方法でもよいし、各発電
所で発電所ごとの無効電力調整可能量を演算して伝送し
、中央給電所又はローカル制御所ではこれらを単に加算
して総和を演算する方法でもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例を示す無効電力調整可
能量演算方法のフローチャート、第2図はこの発明の第
2の実施例を示す無効電力調整可能量演算方法のフロー
チャート、第3図は安定限界時における諸量の関係を示
すベクトル図、第4図は無効電力調整可能量を算出する
対象となる系統の回路図、第5図は発電所で制御可能な
無効電力の調整量を概略的に示すグラフである。 10、20…発電機、11、21…変圧器、12…共通
送電線、14…送電線、16…無限大母線、3…安定限
界曲線。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】系統電圧及び無効電力潮流を所定範囲内に
    維 持するよう電力系統内の各発電所及び変電所の無効電力
    指令値を決定して無効電力制御による系統電圧の安定化
    を図る電力系統の無効電力運転基準値演算方式において
    、 各発電機の運転状態量としてd軸ポジション、端子電流
    、端子電圧及び発電所至近端負荷を1サイクル毎に演算
    検出し、各発電端毎に前記運転状態量データによって発
    電所全体で制御可能な電圧及び無効電力を推定すると共
    に推定結果を中央給電所又はローカル制御所に伝送し、
    この推定結果を用いて系統内の各発電所及び変電所への
    無効電力指令値演算を行うことを特徴とする電力系統の
    無効電力運転基準値演算方式。
  2. 【請求項2】系統電圧及び無効電力潮流を所定範囲内に
    維 持するよう電力系統内の各発電所及び変電所の無効電力
    指令値を決定して無効電力制御による系統電圧の安定化
    を図る電力系統の無効電力運転基準値演算方式において
    、 各発電所の有効電力実測値、無効電力実測値を求め、こ
    れら有効電力実測値を基に各発電所ごとの等価外部リア
    クタンス推定値を演算し、安定限界時に成立する関係式
    を基に前記実測値及び推定値を用いて有効電力一定の基
    での各発電所の安定限界無効電力推定値を演算し、これ
    ら実測値並びに演算結果を中央給電所又はローカル制御
    所に伝送し、これら伝送されたデータを用いて安定限界
    無効電力推定値並びに系統内の各発電所及び変電所への
    無効電力指令値を演算することを特徴とする電力系統の
    無効電力運転基準値演算方式。
  3. 【請求項3】中央給電所又はローカル制御所において各
    発 電所ごとの無効電力実測値と安定限界無効電力推定値の
    それぞれの総和とを求め、これらの総和を減算して系統
    の無効電力調整可能量を求めることを特徴とする請求項
    2記載の電力系統の無効電力運転基準値演算方式。
  4. 【請求項4】各発電所の無効電力実測値から安定限界無
    効 電力推定値を減算した発電所ごとの無効電力調整可能量
    の演算を各発電所で行い、この演算結果を中央給電所又
    はローカル制御所に伝送し、中央給電所又はローカル制
    御所ではこれら伝送された各発電所の無効電力調整可能
    量の総和を演算して系統の無効電力調整可能量を求める
    ことを特徴とする請求項1記載の電力系統の無効電力運
    転基準値演算方式。
JP2318320A 1990-10-30 1990-11-22 電力系統の無効電力運転基準値演算方式 Pending JPH04217821A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2-293117 1990-10-30
JP29311790 1990-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04217821A true JPH04217821A (ja) 1992-08-07

Family

ID=17790651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2318320A Pending JPH04217821A (ja) 1990-10-30 1990-11-22 電力系統の無効電力運転基準値演算方式

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04217821A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012165535A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Chugoku Electric Power Co Inc:The 安定限界曲線の作成方法ならびに電力系統の安定度判定方法および安定化方法
JP2015162984A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 オムロン株式会社 制御装置、電力変換装置、電源システム、およびプログラム
CN110276487A (zh) * 2019-06-17 2019-09-24 国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司 虚拟电厂环境下的无功辅助服务交易机制
CN114899865A (zh) * 2022-04-27 2022-08-12 安徽工业大学 一种大规模新能源并网系统无功补偿方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012165535A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Chugoku Electric Power Co Inc:The 安定限界曲線の作成方法ならびに電力系統の安定度判定方法および安定化方法
JP2015162984A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 オムロン株式会社 制御装置、電力変換装置、電源システム、およびプログラム
CN110276487A (zh) * 2019-06-17 2019-09-24 国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司 虚拟电厂环境下的无功辅助服务交易机制
CN114899865A (zh) * 2022-04-27 2022-08-12 安徽工业大学 一种大规模新能源并网系统无功补偿方法
CN114899865B (zh) * 2022-04-27 2024-04-19 安徽工业大学 一种大规模新能源并网系统无功补偿方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109791394B (zh) 基于参与因子的用于微电网的再同步的方法
KR101132107B1 (ko) 분산전원이 연계된 전력계통의 전압/무효전력 제어 시스템 및 이를 위한 방법
Lee Voltage stability assessment using equivalent nodal analysis
US10164434B2 (en) Methods and systems for power injection or extraction in a power network
Caldognetto et al. Improving microgrid performance by cooperative control of distributed energy sources
CN102651551A (zh) 控制功率因数的方法、控制无功功率的方法和控制器
CN104953606A (zh) 一种孤岛微网公共耦合点电压不平衡网络化分层补偿方法
US20220399721A1 (en) Method for grid impedance and dynamics estimation
CN108075480B (zh) 一种交直流系统的状态估计方法及系统
CN107317337B (zh) 交直流混合微网潮流控制器的分散协调控制方法
WO2019130665A1 (ja) 発電システム
Bell et al. Real-time distributed control of low-voltage grids with dynamic optimal power dispatch of renewable energy sources
CN109586301A (zh) 基于同步相量量测等值的智能配电网就地电压控制方法
Artemenko et al. New definition formulas for apparent power and active current of three-phase power system
JP6693595B1 (ja) 系統連系装置
Ragab et al. Enhancing the response of thyristor‐controlled reactor using neural network
JPH04217821A (ja) 電力系統の無効電力運転基準値演算方式
CN109858061A (zh) 面向电压功率灵敏度估计的配电网络等值与化简方法
Dragosavac et al. PLC-based model of reactive power flow in steam power plant for pre-commissioning validation testing of coordinated QV controller
CN109586276B (zh) 一种含柔性直流输电的交直流电网潮流控制方法和装置
CN109193663A (zh) 计及发电自动控制不平衡功率分摊的潮流计算方法及系统
CN108173272B (zh) 一种基于在线灵敏度的分布式电压控制方法
Wu et al. Research on improvement of line loss algorithm based on three-phase unbalance degree
US11199887B2 (en) Utility power regulation system using local voltage estimation and method for the same
CN108539769A (zh) 一种电力电子变压器降低配电网络电压不平衡度的方法