JPH048128A - 動態安定度監視システム - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電力系統の動態安定度を判定する動態安定度監
視システムに関する。

（従来の技術） 動態安定度の判定法や発電機動揺を把握するためには、
発電機や系統の動揺を示す微分方程式を解くことになる
。ところが、微分方程式の変数の個数は、発電機の位相
角δ、角遠度ω、内部電圧ｅｑなとの変数、さらに自動
電圧調整器（ＡＶＲ）や調速器（ＧＯＶ）などの変数を
含めると１０〜２０個になり、計算時間が長くなる。そ
こて　従来、高遠化のため、より少ない変数で微分方程
式をたてる工夫がなされているか、これは厳密な解と比
較すると動揺を正確に表わすことが困難である。

第４図は外乱による発電機の振動現象を示す図てあり、
これによって動態安定度について付言すると、微小外乱
により例えば第４図（ａ）に示されるように発電機の角
速度ωが発散する場合（不安定）と、第４図ｆｔ＋）に
示されるように減衰する場合（安定）がある。

般にこの動揺を判定するのに、発電機の動揺発電機内の
磁束、電圧、電流の関係、電力系統の各ｆ＃線の電圧、
電流の関係を示す連立微分方程式や連立方程式を解くこ
とになる。

よく用いられる方法は、この方程式を電力系統の運転点
で線形化して得た状態方程式（１）式を作リ、係数行列
Ａの固有値を求めて安定か否かを判定するものである。

固有値λｔ σｔ＋ｊ６）ｔは、状態方程式には なる振動項が含まれることを示す、ｉは（１）式の変数
の個数だけある。

１／σｔは減衰時定数、ωｔは振動の周期を示す。

第５図は固有値と現象の関係を示す図で（σ１十ｊω１
　）は発散の場合、σ２＋ｊω２は減衰の場゛合を示す
。

σ１が負なら減衰するのて安定、逆にσ１が正になれば
発散するのて不安定となる。

（発明が解決しようとする課題） 動態安定度の判定１発電機動揺の把握を高速に行なうた
め、発電機の変数を減少する場合を考える。ここで、減
少する場合（簡易モデル）と減少しない場合（Ｍ密モデ
ル）の発電機動揺、例えば角速度ωの発数、減衰の様相
をできるだけ一致させる必要がある。そのため、発電機
の運動方程式（（２）式） Ｍｔδ＜　＋Ｄ！　ω＜　＝ＰＨＩ　　Ｐｅ　ｔ　　”
１２）の制動項Ｄｔを調整する方法がある。この制動項
Ｄｉの決め方は確立しておらず、試行錯誤で決めること
が多い。

本発明は簡易モデルの制動項Ｄｔを調整し簡易モデルと
厳密モデルの発電機動揺の様相をてきるたけ一致させて
、安定度の判定を高速に、精度よく行なうことのてきる
動態安定度監視システムを提供することを目的としてい
る。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は簡易モデルと厳密
モデルの固有値が十分近い値となるまで、くり返し制動
項Ｄ４の調整を行なう手段を備えた。

（作　用） 厳密モデルと簡易モデルの固有値が十分近い値となるよ
うな制動項ＤＩの調整量が算出され、その結果、安定度
の判定を高速に精度よくできる。

（実施例） 以下、図面を参照して実施例を説明する。

説明の都合上第２図から説明するが、第２図は本発明に
よる動態安定度監視システムの構成側図である。

第２図において、１は電力系統であり、この電力系統の
状態を計測しその計測値を伝送する情報伝送装置２−１
と、伝送路３を介して前記情報を受信する情報伝送装：
ｊｔ２−２と、これらの情報を受けて動態安定度に関す
る処理をする電子計算１１４と、電子計算１１１４の処
理結果を表示するマンマシン・インタフェース装Ｎ　（
８８１）　５からなっている。

なお、電力系統からの計測情報としては、例えば発電機
の電圧と出力、負荷の有効電力と無効電力。

有効電力潮流、無効電力潮流、母線電圧、しゃ断器と断
路器の開閉状態等がある。したがって電子計算機４は電
力系統からの前記系統情報を入力し、これらの情報をも
とに動態安定度に関して処理を行ない、その結果として
の種々の動態安定度に関するデータをＨ旧装置５に表示
する。

第３図は電子計算機の動態安定度に関する処理内容を示
すフローチャートである。

第３図に示す処理は、情報伝送装置を介して伝送されて
きた系統情報から被監視電力系統の状態を求める系統状
態決定手段Ｓ１０と、系統状態決定手段の結果をもとに
系統の動態安定度に判定する安定度監視手段Ｓ２０と、
系統の安定度を高める効果量を求める効果量計算手段Ｓ
３０と、系統が不安定であるとき、これを安定にするた
めに必要な調整量を求める調整量計算手段Ｓ４０と、前
記各演算結果としての諸データを出力する出力手段Ｓ５
０とから構成されている。

第１図は本発明の処理内容を示すフローチャートである
。

第１図に示す処理は、固有値の計算を行なう処理Ｓ１と
、厳密モデルの固有値との誤差を計算する処理Ｓ２と、
誤差が十分小さいかどうかを判断する処理Ｓ３と、感度
を計算する処理Ｓ４と、制動項Ｄｔの調整量を計算する
処理Ｓ５と、制動項Ｄｔを更新する処理Ｓ６とから構成
されている。

次に作用を説明する。

電力系統の運転状ｇｓにをいくつか用意し、厳密モデル
から得られる固有値を目標値λＴ１　、λＴ２　。

・・・λ刊とする。ｎは運転状態の数である。

固有値の計算を行なう処理Ｓ１では、制動項Ｄ１Ｄ２　
、・・・、ＤＩｌｌ　（ｍは発電機の数）を用いて簡易
モデルの固有値λに　（に＝１　、２　、・・・、ｎ）
を計算する。制動項Ｄｉの初期値は、例えば厳密モデル
の制動項をそのまま用いる。処理Ｓ２では処理Ｓ１で求
めた固有値λにと目標値λＴにとの誤差Δλにλ８−λ
ＴＫ　（Ｋ　＝１　、２　、−、　ｎ＞を計算する。

処理Ｓ３では前記した誤差が予め定めた微小な値εより
小さいかどうかを判断する。全てのΔλべ（に＝１　、
２　、・・・、ｎ）についてΔλにくεであれば処理Ｓ
１で用いたり、、Ｃ２、・・・、　Ｉ）ｆｌを簡易モデ
ルの制動項Ｄｔとする。それ以外の場合には感度を計算
する処理Ｓ４へ進む。処理Ｓ４では制動項Ｄ４以外の制
動項り、、Ｃ２，・・・、Ｄｆｆｉは固定し、ＤＬのみ
変化させた時の固有値λ１．λ２．・・・λｎの偏微分
係数である。制動項Ｄｔの調整量を計算する処理Ｓ５で
は次の処理を行なう。各発電機の制動項をΔＤ４ずつ変
化させたとすると、固有値λにの変化分は となる。

したがって、Ｓ、、Ｓ２　、・・・、Ｓｎにおける方程
式をまとめると、 となる、（４）式の左辺は処理Ｓ２て求めたΔλにであ
る。簡単のため（４）式を Ｙ＝Ｃ−Ｘ　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（
５）と書く。Ｘ＝［ΔＤ１　　、　　ΔＤ２　　、・・
・、ΔＤＩｌコｔＹ＝［Δλ１．Δλ２．・・・、Δλ
ｌＩ］ｔｔは転置 （５）式をＸについて解く。

系統状態数ｎの発電機台数（制動係数りの個数）ｍは必
ずしも一致しないため、ｎとｍの大小関係によって、Δ
Ｄ１．ΔＤ２．・・・、ΔＤｆｆｉの求め方は興なって
くる。

（ｉ）ｎ＜ｍの場合 （５）式の関係を満足しながら、ΔＤ１士ΔＤ２・・・
ΔＤ／Ｉ＋を最小にするという条件て解くとＸ二Ｃｔ　
　（ＣＣｔ　）”Ｙ　　　　　　・・・・・・（６）か
らＸ−（ΔＤ１．ΔＤ２　、・・・、ΔＤａ）が調整す
べき値となる。

（ｉｉ）ｎ＝ｍの場合 （５）式の解としてＸが求められる。

（ｉｉｉ）　ｎ＞ｍの場合には ＹとＣＸの差分が最小になる解として Ｘ＝　（Ｃ１Ｃ）−１Ｃｔ　Ｙ　　　　　　・・・・・
・（７）からＸを求めることがてきる。

制動項Ｄｔを更新する処理Ｓ６ては、処理Ｓ５て求めた
調整量ΔＤｉを用いてり、＝Ｄｔ＋ΔＤ４と制動項を更
新し、処理Ｓ１へ戻る。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば簡易モデルと厳密モ
デルの発電機動揺の様相をよく一致させることができ、
その結果、安定度の判定を高速に精度よく行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制動項りの調整方法のフローチャ
ート、第２図は本発明による動態安定度監視システムの
構成開国、第３図は動態安定度監視システムの処理内容
を示すフローチャート、第４図は発電機の発散・減衰の
現象を説明する図、第５図は固有値と現象の関係を示す
図である。 １・・・電力系統 ２−１　、２−２・・・情報伝送装置 ３・・・伝送路　　　　　　　４・・・電子計算機５・
・・ＭＨＩ 特許出願人　　東京電力株式会社 （ほか１名） 代理人弁理士　　石　井　　　紀　男 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統からの系統情報を情報伝送装置を介して電子計
   算機へ入力し、これらの各情報をもとに電力系統の動態
   安定度を判定し表示する動態安定度監視システムにおい
   て、動態安定度の判定の際簡易モデルと厳密モデルの固
   有値の差が小さくなるまで簡易モデルの制動項Ｄをくり
   返し調整する手段を備えたことを特徴とする動態安定度
   監視システム。