JPH05313558A - 電力系統模擬装置 - Google Patents

電力系統模擬装置

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JPH05313558A
JPH05313558A JP14346492A JP14346492A JPH05313558A JP H05313558 A JPH05313558 A JP H05313558A JP 14346492 A JP14346492 A JP 14346492A JP 14346492 A JP14346492 A JP 14346492A JP H05313558 A JPH05313558 A JP H05313558A
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JP
Japan
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generator
power system
electric power
model
frequency
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Pending
Application number
JP14346492A
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English (en)
Inventor
Kenichi Tanomura
顕一 田能村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力系統模擬装置において、電力系統の時間
応答特性と発電機モデルに関する系統安定度の周波数応
答特性との両方を試験できるようにする。 【構成】 発電機,送電線,負荷などの電力系統の構成
機器、又はそのディジタルあるいはアナログモデルを互
いに接続して電力系統モデルを構成する電力系統模擬装
置において、回転子の角速度変動がその発電機の運動特
性から決まる運転状態と、外部から独立して角速度変動
が与えられるようにした運転状態とが切り換え可能発電
機モデル101 と、発電機に回転数変動を与えたときの発
電機の電気的トルク偏差を取込んで系統安定度の周波数
応答特性を測定する周波数応答特性測定手段13とから構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電機,送電線,負荷
などの電力系統の構成機器、又はそのディジタルあるい
はアナログモデルを互いに接続して電力系統モデルを構
成し、電力系統の時間応答特性と系統安定度の周波数応
答特性の両方の試験ができる電力系統模擬装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5を用いて従来の技術を説明する。図
5は発電機,送電線,負荷などの電力系統の構成機器、
又はそのディジタルあるいはアナログモデルを互いに接
続した電力系統モデルと、各電力機器の運転・停止や試
験・測定装置のコントロールを行なう制御装置から構成
される電力系統模擬装置の従来例を表す図である。図5
において、1は電力系統モデル、2は電力系統モデルの
運転・停止及び制御するための指令を操作者が入力する
制御シーケンス入力部、3は電力系統モデルを構成する
電力機器モデルの制御を行なう電力機器制御部、4は試
験データ測定部、5は試験結果を出力する結果出力部で
ある。又、101 は発電機モデル、102 は負荷モデル、10
3 は変圧器モデル、104 は送電線モデル、105 はしゃ断
器モデル、106 は母線であり、電力系統モデル1は前記
した101 〜106 により構成される。電力系統モデル1は
操作者が制御シーケンス入力部2で時間経過ごとに設定
した制御シーケンスに従って、電力機器制御部3により
制御される。例えば、同図において、発電機モデルG1
の運転・停止や送電線LN2のしゃ断器を開放するなど
の制御である。電力系統モデル1の振る舞い、例えば送
電線LN1を流れる電流波形は、試験データ測定部4で
測定され、全ての制御シーケンスが終了した後、測定波
形は測定結果出力部5に時間経過を横軸にしたグラフに
より出力される。時間経過に従って電力系統の応動を測
定する試験(以下、時間応答試験という)では、単一の
電源周波数、主に商用電源周波数(50Hz又は60Hz)での
電力系統の振舞に主眼がおかれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記で述べた従来の電
力系統模擬装置では、単一の電源周波数に対する電力系
統の振舞に主眼をおいているため、電力系統安定化装置
(発電機の励磁制御装置など)を電力系統に設置したと
きの効果や、電力系統に与える影響を広い周波数範囲の
応答として捉えることは不可能であった。本発明は上記
事情に鑑みてなされたものであり、電力系統の時間応答
特性と系統安定度の周波数応答特性の両方の試験ができ
る電力系統模擬装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の構成を図1の構成図を用いて説明する。図1に示され
るように本発明は発電機,送電線,負荷などの電力系統
の構成機器、又はそのディジタルあるいはアナログモデ
ルを互いに接続した電力系統モデル1と、発電機の電気
特性を模擬する電気特性模擬手段10と、発電機軸系の運
動特性を模擬する運動特性模擬手段11及び発電機の回転
数変動の与えかたを決める角速度内部/外部切換スイッ
チ12から構成される発電機モデル101 と、発電機に回転
数変動を与え発電機の電気的トルク偏差を取込み、系統
安定度の周波数応答特性を測定する周波数応答特性測定
手段13とから構成した。
【作用】電力系統の時間応答特性の試験を行なう場合
は、発電機モデル101 の角速度内部/外部切換スイッチ
12を端子へ切り換え、発電機の運転状態が電気特性模
擬手段10と運動特性模擬手段11で決まるようにして、発
電機モデル101 を含む電力系統モデル1の時間応答特性
を試験する。発電機モデル101 に関する系統安定度の周
波数応答特性の試験を行なう場合は、発電機モデル101
の角速度内部/外部切換スイッチ12を端子へ切り換
え、発電機の運転状態が電気特性模擬手段10と周波数応
答特性測定手段13から出力される独立した角速度により
決まるようにして、発電機モデル101 に関する系統安定
度の周波数応答特性を試験する。上述したように、発電
機モデル101 の角速度内部/外部切換スイッチ12を端子
あるいはに切り換えることにより、電力系統の時間
応答特性と発電機モデルに関する系統安定度の周波数応
答特性の両方の試験ができる。
【0005】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図2
は本発明による電力系統模擬装置の一実施例の構成図で
ある。図2において、1は電力系統モデル、2は制御シ
ーケンス入力部、3は電力機器制御部、4は試験データ
測定部、5は時間応答試験の測定結果出力部である。
又、101 は電子回路で構成された発電機モデルであり、
電圧増幅器1011、d−q軸/3相変換部1012、発電機動
特性演算部1013、3相軸/d−q軸変換部1014、発電機
軸系動特性演算部1015及び角速度内部/外部切換スイッ
チ1016から構成され、角速度内部/外部切換スイッチ
は、操作者が操作卓から電力機器制御部3を介して遠隔
操作で切り換えることができる。201 は周波数応答特性
測定部であり、基本周波数用一定電圧発生部2011、印加
周波数成分発振器2012、印加周波数設定器2013、電気的
トルク偏差ΔTe 、印加角速度偏差Δωの瞬時波形を測
定するΔTe ,Δω波形測定部2014、周波数分析部201
5、測定結果加工部2016、測定結果記憶部2017、周波数
応答特性測定結果出力部2018から構成される。
【0006】発電機モデル101 は電力系統モデル1で決
定される発電機電流ia ,ib ,ic を検出し、3相軸
/d−q軸変換部1014でd軸電流成分id ,q軸電流成
分iq に変換して、発電機動特性演算部1013で発電機の
動特性演算により得られるd軸電圧成分vd ,q軸電圧
成分vq を、d−q軸3相軸変換部1012で3相交流電圧
成分に変換し、電圧増幅器1011で電圧を増幅し、電力系
統モデル1へ出力する。又、発電機動特性演算部1013で
発電機の動特性演算により得られる電気的トルクTe と
電力機器制御部3からの発電機機械入力トルクTm (一
定値)の差である電気的トルク偏差ΔTe は発電機軸系
動特性演算部1015に入力される。角速度内部/外部切換
スイッチ1016が端子へ接続している場合は、発電機軸
系動特性演算部1015の出力である角速度偏差ωG は3相
軸/d−q軸変換部1014,発電機動特性演算部1013,d
−q軸/3相軸変換部1012へ入力され、発電機モデル10
1は時間応答特性試験用の発電機モデルとして動作す
る。
【0007】角速度内部/外部切換スイッチ1016が端子
へ接続している場合は、周波数応答特性測定部201 は
基本周波数用一定電圧発生部2011から出力される基本角
速度ωO (図3(a) )に、印加周波数成分発振器2012か
ら出力される印加周波数設定器2013で設定された任意の
周波数fi で振動する角速度偏差Δω(図3(b) )を重
畳させた角速度ω(図3(c) )を、発電機モデル101 の
3相軸/d−q軸変換部1014,発電機動特性演算部101
3,d−q軸3相軸変換部1012へ入力する。発電機モデ
ル101 の出力電圧はΔωと同一振動成分を含んだ電圧と
なり、電力系統モデル1がΔω同一の振動周波数で励磁
される。その結果、発電機電流ia ,ib ,ic はΔω
と同一振動成分を含んだ電流となり、発電機動特性演算
部1013で発電機の動特性演算により得られる電気的トル
クTe はΔωと同一振動成分を含んだ波形となる。発電
機機械入力トルクTm を一定値としているので、電気的
トルク偏差ΔTe はΔωと同一振動成分を含んだ波形と
なる(図3(d) )。ΔTe は周波数応答特性測定部201
に入力され、ΔTe 及びΔωの波形は同一のタイミング
で一定周期分、ΔTe ,Δω波形測定部2014に取込ま
れ、その測定データを周波数分析部2015に送る。周波数
分析部2015ではΔTe とΔωの波形を周波数分析し、印
加したΔωの周波数と同一の周波数成分のΔTe の大き
さAt と位相φt 及びΔωの大きさAw と位相φw を取
り出し、測定結果加工部2016へ送る。測定結果加工部20
16では発電機モデル101 の印加周波数fi における電気
的な制動力(以下、電気系ダンピングKD という)と同
期化力KS を次式で計算する。
【0008】 KD =実部(De ) …………(2) KS =−虚数部(De )×(ω/ωO ) ………(3) 上記(1) 〜(3) 式で計算したKD ,KS は、測定結果記
憶部2017に記憶される。任意の周波数測定点f0 ,f1
…fk …fn の順に印加周波数設定部2013に設定するこ
とにより、夫々の周波数に対する電気系ダンピングKD
(f0 ),KD(f1 )…KD (fk )…KD (fn
と同期化力KS (f0 ),KS (f1 )…KS (fk
…KS (fn )が測定できる。それらを記録し、図4に
示すような発電機モデル101 に関する系統安定度の周波
数応答特性を測定することが可能である。上記実施例で
は、周波数応答特性を測定する任意の発電機モデルに、
任意に設定した周波数で振動する角速度偏差Δωを基本
角速度ωO に重畳した角速度ωを与えることにより、測
定対象発電機モデルを含む電力系統モデルをΔωと同一
振動周波数で励振させ、その結果得られる測定対象発電
機モデルの電気的トルク偏差ΔTe の波形と印加したΔ
ωの波形を測定し、周波数分析して印加周波数成分と同
一の振動成分の大きさと位相から、測定対象の発電機モ
デルの電気系ダンピングと同期化力を求めることによ
り、発電機に関する系統安定度の周波数応答特性が測定
できる。又、測定対象発電機モデルの角速度内部/外部
切換スイッチ操作卓から電力機器制御部を介して遠隔操
作で切り換えることができるので、電力系統の時間応答
特性の試験と発電機に関する系統安定度の周波数応答特
性の試験の両方ができる。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば発
電機,送電線,負荷などの電力系統の構成機器、又はそ
のディジタルあるいはアナログモデルを互いに接続して
電力系統モデルを構成する電力系統模擬装置において、
回転子の角速度変動がその発電機の運動特性から決まる
運転状態と、外部から独立して角速度変動が与えられる
ようにした運転状態とが切り換え操作によって容易に変
更できるように構成された発電機モデルを備えているた
め、電力系統の時間応答特性と前記発電機モデルに関す
る系統安定度の周波数応答特性の両方の試験ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電力系統模擬装置の構成を示す
図。
【図2】本発明による電力系統模擬装置の実施例を示す
図。
【図3】印加周波数で振動する角周波数成分と電気的ト
ルク偏差を示す図。
【図4】周波数応答試験の測定結果を示す図。
【図5】従来の電力系統模擬装置の構成を示す図。
【符号の説明】
1 電力系統モデル 2 制御シーケンス入力部 3 電力機器制御部 4 試験データ測定部 5 測定結果出力部 10 電気特性模擬手段 11 運動特性模擬手段 12,1016 角速度内部/外部切換スイッチ 13 周波数応答特性測定手段 101 発電機モデル 1011 電圧増幅器 1012 d−q軸/3相変換部 1013 発電機動特性演算部 1014 3相軸/d−q軸変換部 1015 発電機軸系動特性演算部 201 周波数応答特性測定部 2011 基本周波数用一定電圧発生部 2011 印加周波数成分発振器 2013 印加周波数設定器 2014 ΔTe ,Δω波形測定部 2015 周波数分析部 2016 測定結果加工部 3017 測定結果記憶部 2018 測定結果出力部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電機,送電線,負荷などの電力系統の
    構成機器、又はそのディジタルあるいはアナログモデル
    を互いに接続して電力系統モデルを構成する電力系統模
    擬装置において、回転子の角速度変動がその発電機の運
    動特性から決まる運転状態と、外部から独立して角速度
    変動が与えられるようにした運転状態とが切り換え可能
    発電機モデルと、発電機に回転数変動を与えたときの発
    電機の電気的トルク偏差を取込んで系統安定度の周波数
    応答特性を測定する周波数応答特性測定手段とを備えた
    ことを特徴とする電力系統模擬装置。
JP14346492A 1992-05-08 1992-05-08 電力系統模擬装置 Pending JPH05313558A (ja)

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JP14346492A JPH05313558A (ja) 1992-05-08 1992-05-08 電力系統模擬装置

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JPH05313558A true JPH05313558A (ja) 1993-11-26

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ID=15339319

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JP14346492A Pending JPH05313558A (ja) 1992-05-08 1992-05-08 電力系統模擬装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016208772A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 富士電機株式会社 シミュレーション装置及びシミュレーションシステム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016208772A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 富士電機株式会社 シミュレーション装置及びシミュレーションシステム

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