JPH06296327A - 電圧安定性指標表示装置および方法 - Google Patents

電圧安定性指標表示装置および方法

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JPH06296327A
JPH06296327A JP5082341A JP8234193A JPH06296327A JP H06296327 A JPH06296327 A JP H06296327A JP 5082341 A JP5082341 A JP 5082341A JP 8234193 A JP8234193 A JP 8234193A JP H06296327 A JPH06296327 A JP H06296327A
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JP
Japan
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display
voltage stability
stability index
dimensional
effect amount
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JP5082341A
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English (en)
Inventor
Susumu Nakamura
進 中村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 3つの電圧安定性指標の関係を3次元表示す
ることにより、電圧安定性指標を明確に認識できるよう
にした。 【構成】 電力系統監視制御システムにおいて、電圧安
定性指標および各種制御装置の制御効果量の種類を選択
する入力画面表示手段と、選択された画面の3次元デー
タを算出する計算手段と、電圧安定性指標を組み合わせ
て表示装置に3次元表示する手段とを備えたことを特徴
とする電圧安定性指標表示方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は良質な電気を高信頼度に
安定して供給することを支援する電力系統監視制御シス
テムにおいて、電力系統全体の監視および対策支援を行
うための電圧安定性指標表示装置および方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来の電圧安定性指標表示方法を図6の
機能ブロック図を用いて説明する。図において、電力系
統解析計算処理手段10は現在系統状態や従来系統状態、
ピーク需要時系統状態を算出し、更にそれぞれの電圧安
定性指標算出と制御効果量計算を行うことにより計算結
果ファイル20に格納し、電圧安定性指標である総需要−
系統電圧特性曲線(P−V曲線)、無効電力−系統電圧
特性曲線(Q−V曲線)、系統電圧余裕(V余裕)、調
相設備余力や各種制御装置(発電機、調相設備、タップ
等)の制御効果量を30の入力装置(キーボード、コンソ
ール等)からの要求により40の画面表示処理を行って、
50の表示装置(Visual Display Unit (以下、VDUと
称す))に表示し、現在系統状態と将来系統状態の電圧
安定性をリアルタイムに監視するとともに、ピーク需要
時の電力系統を予測し電圧安定性改善対策を事前に行っ
ていた。(電力系統解析計算処理については実施例にて
詳細を記述する。) 従来の表示方法の一例を図7に示す。電圧安定性指標の
一つであるP−V曲線はそれぞれの時刻断面で監視対象
電気所毎に1画面にまとめて表示し監視していた。ま
た、各種制御装置の制御効果量計算結果等の表示は、一
覧表形式で監視対象電気所毎のデータを数値で表示して
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の表示方法では電
圧安定性指標が監視対象電気所毎に全てのデータをまと
めて表示監視していたため、該当電気所の各指標の相互
関係等の監視はできたが、制御対策との比較が容易にで
きず、電力系統全体の電圧安定性指標の分布がオペレー
タにはわからなかった。
【0004】また、時々刻々の電圧安定性指標の推移が
不明で1日の内で通常はピーク需要時が一日の中で電圧
安定性が一番悪いと推測されるが系統構成の変化や発電
機の運転状態によって必ずしもピーク需要時が一番悪い
とは限らず電圧安定性が一番厳しい時刻を正確に予測す
る事が困難であった。
【0005】また、各種制御装置の制御効果量計算結果
については一覧表で数値あるいは棒グラフで表示される
が、オペレータが電力系統全体の効果量を参照し理解す
るには時間もかかり誤りも多かった。また、制御装置の
制御効果が電力系統全体にどのように波及するか理解す
ることが容易にできなかった。
【0006】本発明は、上記の課題を解決するために、
3つの指標の関係を3次元表示することで電圧安定性指
標が明確に認識でき、また、電力系統図上に各電圧安定
性指標を表示することにより、2つの電圧安定指標の実
績および予測を時刻変化で明確に3次元表示することに
より事前対策がより適時的確に実施できるように支援と
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は図1に示すように、電圧安定限界を監視ま
たは監視制御および解析する機能を有する電力系統監視
制御システムにおいて、電圧安定性指標および各種制御
装置の制御効果量を算出する電力系統解析計算処理手段
と、前記計算結果を画面表示する際に表示する方法(表
示色、等高線表示、棒グラフ表示等)や、電圧安定性指
標あるいは制御効果量の項目を選択するための入力手段
と、選択された画面の3次元データを算出する計算手段
と、VDUに3次元表示する手段とで構成したものであ
る。
【0008】
【作用】本発明の作用を図2を用いて説明する。まず、
ステップ1で電力系統解析計算処理で電圧安定性指標
(P−V曲線、Q−V曲線、調相設備余力等)と制御効
果量計算(発電機制御効果量、調相設備制御効果量、負
荷しゃ断効果量計算、負荷増加時電圧低下量、タップ切
替効果量等)を実行し、算出された結果を保存する。
【0009】次に、ステップ2として、3次元表示とし
てどの計算結果を表示するか、時刻変化のグラフの出力
を行うか、表示色をどうするか、表示方法(等高線表
示、棒グラフ表示、色替え表示等)を入力装置より選択
し、表示要求を行う。
【0010】ステップ3として、表示要求に対し、選択
された計算結果データを入力し、3次元表示するための
データを算出し、3次元表示データに格納する。最後
に、データ算出終了と同時にVDUに表示を行う。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して、実施例を説明する。
図1は本発明による電圧安定性指標表示を説明する機能
ブロック図である。10は電圧安定性指標と各種制御装置
の制御効果量を算出する電力系統解析計算処理手段であ
り、20は前記電力系統解析計算処理手段10にて算出され
た計算結果を保存する計算結果ファイルである。
【0012】30はファイル20に格納されている計算結果
に対して表示データと表示方法を選択するための入力装
置である。40は画面表示処理であり、入力装置30から入
力された項目データをデータ選択処理手段40-1により起
動パラメータに変換して、3次元計算処理手段40-2を起
動し、電力系統図上に3次元表示するデータを算出し、
3次元表示データファイル40-3に格納する。40-4は算出
された3次元データをもとに表示装置(VDU)50へ画
面表示する3次元表示処理できる。
【0013】次に実施例の作用を説明するが、電力系統
解析計算処理手段10の機能は、従来と同様図6のような
計算処理になる。10-1の電力系統入力データにおける電
力系統状態(オンライン情報のTM(数値データ:発電
力、潮流、電圧等)やSV(しゃ断器、断路器、Ry等
(情報))等をもとに系統状態算出処理手段10-2におい
て一定周期(1〜5分)で状態推定計算により現在系統
状態を算出する。また、需給制御のELD(経済負荷配
分)計算結果をもとに従来系統状態を算出する。この2
つの系統状態に対し、10-3でP−V曲線およびQ−V曲
線を算出することによって電圧安定性指標であるV余
裕、調相設備余力を算出し、計算結果ファイル20に保存
する。また、現在系統状態に対して、10-4で制御効果量
計算(負荷しゃ断効果量計、負荷増加時電圧低下量、タ
ップ切替効果量等)を実行し同様にして計算結果ファイ
ル20に保存する。
【0014】通常は、図7の従来の表示方法によりVD
U50上に監視対象電気所毎に電圧安定性指標であるP−
V曲線、P余裕、V余裕、調相設備余力を表示する。電
圧安定性はP−V曲線におけるP余裕とV余裕が大きい
程、電圧安定性に余裕があると判断し、また、両者が小
さくても調相設備余力があればその対策として調相設備
を投入することができる。このように、前記3つの電圧
安定性指標の関係をさらにビジュアル(Visual)化する
ために、画面表示処理手段40によって3次元画面表示の
為のデータ算出を行い、図5のようなP−V−SC余力
曲線として、奥行きに調相余力(SC余力)を表示する
3次元(立体)表示を行う。これにより、関係づけされ
た3つの電圧安定性指標は表示された立体の体積の大小
により一目瞭然に運用者に電圧安定性監視を支援でき
る。
【0015】また、各電圧安定性指標の時間変化を予測
監視するために、以下の計算処理を実施する。即ち、一
日の各時刻断面に対する系統状態における電圧安定性指
標を計算し、図3のP−V曲線の時間変化や図4のQ−
V曲線の時間変化のような表示を行う。算出方法は、予
想総需要に対する需給制御ELD計算の1日の発電機出
力配分結果をもとに、一日に数回(2〜3回)各時刻断
面の系統状態を算出し、各時刻の電圧安定性指標を計算
する。また、リアルタイム電圧安定性監視による電圧安
定性指標を実績として、10〜15分単位でそれぞれの断面
について更新する。算出されたP−V曲線の時間変化に
ついて、画面表示処理手段40において、3次元表示のた
めにP(総需要)−V(系統電圧)−T(時刻)のパラ
メータの関係より画面上の表示位置を算出する。また、
3次元表示の他に運用者が参照したい断面により、
(a)P−V曲線、(b)系統電圧と限界電圧(P−V
曲線の先端の電圧)とP−V曲線低め解の時間変化、
(c)限界需要(P−V曲線の先端の需要)と総需要曲
線の時間変化の3つの表示が可能である。(a)につい
ては、従来のP−V曲線の表示方法と同様であるが、各
時間断面のP−V曲線が予め参照できる。(b)につい
ては、系統電圧と限界電圧の差が電圧余裕であり、電圧
安定性の一日の変化で一番弱い時刻がすぐにわかり運用
者の事前対策の支援となる。(c)は限界需要と総需要
曲線との差がP余裕となり、(b)と同様の支援とな
る。さらに、3次元表示されたP−V曲線の時間変化の
形状により、一日の電圧安定性指標を表示する。
【0016】これらの表示をVDU50上に行うために、
運用者は入力装置30よりデータ選択処理手段40-1に対し
て、上記のようないくつかの3次元表示項目の中から、
表示する3つのパラメータや表示色、表示方法を任意に
設定入力するか、あるいは、上記例のように予め表示方
法や表示色が3つのパラメータによって決定している項
目を選択する。
【0017】選択された内容に対して、3次元表示計算
処理手段40-2において、3つのパラメータを平面上の画
面に3次元表示するための座標を算出する。図3のP−
V−T曲線を例に関して以下に説明する。従来のP−V
曲線(図7)は3次元曲線と2次元曲線の組み合わせに
よって表示される。このデータが各時間断面(T)毎に
保存されている。3次の直行座標の原点を画面の座標の
原点(0,0)とし、水平線(T線)と奥行き線(V
線)との角度がθのとき、ある点P=P1 ,V=V1
T=T1 の点は画面表示の座標として、 (X,Y)=(T1 −V1 ・cos θ,P1−V1・cos θ)……(1) となる。(1)より、保存時刻(T1 )とP−V曲線の
データを画面表示用の(X,Y)座標に算出しなおし、
3次元表示データファイル40-3に保存する。
【0018】3次元表示処理手段40-4にて、3次元表示
を表現する必要がある。その一例として、上記のように
算出された3次元データより、画面表示する際に、時間
(T)と系統電圧(V)に関して一定間隔でP−V曲線
をプロットするように表示する。これにより、表示上、
P−V曲線の先端近辺(図中の山の部分)のプロットが
密になり、立体的な表示になる。
【0019】以上のように本実施例によれば、運用者は
電力系統図上に表示された電圧安定性指標により、電力
系統全体の分布や各制御装置に対する制御効果量の電力
系統への波及の様子を監視できる。
【0020】図5のような3つの電圧安定性指標をパラ
メータとした3次元表示により、その形状や大きさによ
り電圧安定性特性が表現でき、また、2つの電圧安定性
指標だけでは総合的な判定が十分できなかったが、立体
の大きさから電圧安定性指標の総合的判定が実施でき
る。
【0021】また、図3と図4により電圧安定性指標の
時刻変化が監視でき一日の中で電圧安定性が弱いところ
をすばやく判断し、電圧安定性対策を遅延なく実施でき
ることになる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、電圧安定限界を監
視または監視制御および解析する機能を有する電力系統
監視制御システムにおいて、P−V曲線やQ−V曲線に
おけるV余裕および調相設備余力等の電圧安定性指標と
各種制御装置の制御効果量を表示する方法として、電圧
安定性指標の時間変化表示により、一日の中で電圧安定
性が一番弱い時刻をすばやく認識し事前対策の支援とな
る。さらに、3つの電圧安定性指標をパラメータとした
3次元表示により、表示された図形の形や大きさで一目
瞭然に電圧安定性がわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成および実施例を説明するための機
能ブロック図、
【図2】本発明による電圧安定性指標表示方法の作用の
フローチャート、
【図3】P−V−T曲線表示概念図、
【図4】Q−V−T曲線表示概念図、
【図5】P−V−SC余力曲線表示概念図、
【図6】従来の電圧安定性監視機能ブロック図、
【図7】従来のP−V曲線表示例図。
【符号の説明】
10:電力系統解析計算処理手段 20:計算結果ファイル 30:入力装置 40:画面表示処理手段 40-1:データ選択処理手段 40-2:3次元表示処理手段 40-3:3次元表示データ 40-4:3次元表示処理手段 50:表示装置(VDU)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統監視制御システムにおいて、電
    力系統の状態量を入力し、電圧安定性指標、各種制御効
    果量を計算する電力系統解析計算処理手段と、この電圧
    安定性指標および制御効果量の中から画面に表示したい
    項目を選択する入力手段と、この入力手段により選択さ
    れた画面の3次元データを算出する計算手段と、電圧安
    定性指標を組み合わせて表示装置に3次元表示する手段
    とを備えたことを特徴とする電圧安定性指標表示装置。
  2. 【請求項2】 電力系統解析計算処理手段により、電圧
    安定性指標、各種制御効果量計算を実行してその結果を
    計算結果ファイルに保存し、この保存ファイルに保存し
    た計算結果の中から3次元表示としてどの種類の計算結
    果を表示するか、時刻変化のグラフの出力を行うか否
    か、どの表示色にするか、どのような表示方法にするか
    等の項目を入力装置から選択して表示要求し、次にこの
    表示要求に対して選択された計算結果データを用いて、
    3次元表示するためのデータを算出し、表示装置により
    3次元表示を行うようにした電圧安定性指標表示方法。
  3. 【請求項3】 電圧安定性指標がP−V曲線、Q−V曲
    線もしくは調相設備余力のいずれかであることを特徴と
    する請求項2に記載の電圧安定性指標表示方法。
  4. 【請求項4】 制御効果量計算が発電機制御効果量、調
    相設備制御効果量、負荷しゃ断効果量、負荷増加時電圧
    低下量、タップ切替効果量のいずれかであることを特徴
    とする請求項2に記載の電圧安定性指標表示方法。
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