JPH06343226A - Method for monitoring stability of electric power system - Google Patents

Method for monitoring stability of electric power system

Info

Publication number
JPH06343226A
JPH06343226A JP5353993A JP35399393A JPH06343226A JP H06343226 A JPH06343226 A JP H06343226A JP 5353993 A JP5353993 A JP 5353993A JP 35399393 A JP35399393 A JP 35399393A JP H06343226 A JPH06343226 A JP H06343226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
power system
eigenvalues
stability
fluctuation mode
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
JP5353993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Taguchi
保博 田口
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5353993A priority Critical patent/JPH06343226A/en
Publication of JPH06343226A publication Critical patent/JPH06343226A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to monitor the static stability of an electric power system quickly by using the knowledge base, wherein the geographical, electric correlation of a generator are described beforehand, recognizing the correlation of the elements of the characteristic vectors of the intrinsic values of various power fluctuation modes at a high speed, and discriminating the intrinsic value of the power fluctuation mode. CONSTITUTION:In an electric-power-system stability monitoring apparatus 1, the connecting state of generators, loads, and power plants and the system operating state 31 such as the amount of power generation, loads, voltages are observed with a data collecting part 11 from an electric power system 30. The intrinsic value and the characteristic vector are obtained with a characteristic-vector computing part 12 by using the knowledge base. A power-fluctuation-mode-intrinsic-value extracting part 14 extracts the intrinsic value of the power fluctuation mode based on the result of the computation of the characteristic vector. The computed intrinsic value 15 of the power fluctuation mode is displayed to the operators of the electric power system on a display part 16. Therefore, the intrinsic values when the state of the electric power system is changed is estimated to be at a high speed, and the static stability can be quickly judged.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電力系統から観測した系
統構成と運用状態から状態方程式の係数行列を作成し、
係数行列から固有値,固有ベクトルを計算し、この固有
値,固有ベクトルにより電力系統の定態安定度を監視す
る電力系統安定度監視方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention creates a coefficient matrix of a state equation from the system configuration and the operating state observed from a power system,
The present invention relates to a power system stability monitoring method for calculating an eigenvalue and an eigenvector from a coefficient matrix and monitoring the steady-state stability of the power system based on the eigenvalue and the eigenvector.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力系統からオンラインで観測した系統
構成と運用状態から状態方程式の係数行列を作成し、係
数行列から固有値,固有ベクトルを計算し、この固有
値,固有ベクトルにより電力系統の定態安定度を監視す
る電力系統安定度監視装置の実用例はない。
2. Description of the Related Art A coefficient matrix of a state equation is created from a system configuration and an operating state observed online from a power system, eigenvalues and eigenvectors are calculated from the coefficient matrix, and the steady state stability of the power system is calculated by the eigenvalues and eigenvectors. There is no practical example of the power system stability monitoring device to be monitored.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】電力系統の定態安定度
を判定するとき、電力系統から観測した系統構成と運用
状態から状態方程式の係数行列を作成し、係数行列から
固有値,固有ベクトルを計算する必要がある。更に、計
算された固有値,固有ベクトルから、電力系統の定態安
定度に影響のある固有値(以下、電力動揺モード固有値
と称す)を抽出する必要がある。
When determining the steady state stability of a power system, a coefficient matrix of a state equation is created from the system configuration and the operating state observed from the power system, and eigenvalues and eigenvectors are calculated from the coefficient matrix. There is a need. Further, from the calculated eigenvalues and eigenvectors, it is necessary to extract eigenvalues (hereinafter, referred to as power oscillation mode eigenvalues) that affect the stationary stability of the power system.

【0004】又、電力系統には数十ないし数百の発電機
があるため状態変数は数百から数千にもなりシステム行
列は数百から数千次元となる。そして、その次元数だけ
の固有値,固有ベクトルがある。この固有値,固有ベク
トルを求解するための計算(以下、固有値計算と称す)
自体相当の時間がかかるが、更に、固有値計算から様々
な電力動揺モード固有値を抽出するためには、非常な労
力を要する。なぜなら、電力動揺モード固有値の抽出に
は、複素数で表わされるその固有値の値以外に固有ベク
トルの要素が大きく関連するからである。固有ベクトル
の要素は複素数で表わされ、複素平面上に分布する。
Further, since there are tens or hundreds of generators in the power system, the number of state variables is hundreds to thousands, and the system matrix has dimensions of hundreds to thousands. Then, there are eigenvalues and eigenvectors corresponding to the number of dimensions. Calculation for solving these eigenvalues and eigenvectors (hereinafter referred to as eigenvalue calculation)
Although it takes a considerable amount of time by itself, it takes a lot of labor to extract various power fluctuation mode eigenvalues from the eigenvalue calculation. This is because the extraction of the power fluctuation mode eigenvalues is greatly related to the elements of the eigenvector other than the value of the eigenvalue represented by a complex number. The elements of the eigenvector are represented by complex numbers and are distributed on the complex plane.

【0005】ここで、固有ベクトルの要素は各発電機を
表わし、発電機の数だけ存在する。複素平面上に分布す
る各要素間の角度,距離は、各発電機間の動揺の位相
差,大きさを表わす。電力動揺モード固有値の固有ベク
トルの各要素は、複素平面上で固有のパターンで分布
し、この固有のパターンを認識し、電力動揺モード固有
値を抽出する必要がある。電力系統安定度監視装置にお
いて、時々刻々と変化する電力系統の定態安定度を監視
するためには、高速に電力動揺モード固有値を計算し抽
出する必要がある。そのためには、電力動揺モード固有
値の固有ベクトルの各要素の固有のパターンを高速に認
識する必要がある。
Here, the elements of the eigenvector represent each generator, and there are as many generators as there are generators. The angle and distance between each element distributed on the complex plane represent the phase difference and magnitude of the fluctuation between the generators. Each element of the eigenvector of the power fluctuation mode eigenvalue is distributed in a unique pattern on the complex plane, and it is necessary to recognize this unique pattern and extract the power fluctuation mode eigenvalue. In the power system stability monitoring device, in order to monitor the steady state stability of the power system that changes from moment to moment, it is necessary to calculate and extract the power fluctuation mode eigenvalue at high speed. For that purpose, it is necessary to recognize the unique pattern of each element of the eigenvector of the power fluctuation mode eigenvalue at high speed.

【0006】又、時々刻々と変化する電力系統によっ
て、固有値や固有ベクトルの各要素も微小ではあるが変
化し、その都度、数百から数千次元からなるシステム行
列の固有値や固有ベクトルを計算し、電力動揺モード固
有値の固有ベクトルの各要素の固有のパターンを認識す
るには膨大な時間がかかる。又、計算機の主記憶領域を
大きく占有し、計算機資源の活用としてもあまり有効で
はない。
Also, each element of the eigenvalues and eigenvectors changes, although it is minute, due to the power system that changes from moment to moment, and at each time, the eigenvalues and eigenvectors of a system matrix consisting of hundreds to thousands of dimensions are calculated, It takes an enormous amount of time to recognize the unique pattern of each element of the eigenvector of the oscillation mode eigenvalue. Further, the main storage area of the computer is largely occupied, and it is not very effective in utilizing computer resources.

【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、様々な電力動揺モード固有値を高速に抽出すると
共に、電力系統状況が変化した時のこれらの固有値を高
速に推定し、これらにより敏速に定態安定度を判定する
機能を備えた電力系統安定度監視方法を提供することを
目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and extracts various power fluctuation mode eigenvalues at a high speed, estimates these eigenvalues when the power system status changes at a high speed, and promptly estimates the eigenvalues. It is an object of the present invention to provide a power system stability monitoring method having a function of determining steady-state stability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の[請求項1]に
係る電力系統安定度監視方法は、予め発電機の地理的,
電気的相関関係を記述した知識ベースを用いて、様々な
電力動揺モード固有値の固有ベクトルの各要素の相関関
係を高速に認識し、電力動揺モード固有値を判別するよ
うにした。
The power system stability monitoring method according to [Claim 1] of the present invention is provided in advance for geographically
Using the knowledge base that describes the electrical correlation, the correlation of each element of the eigenvectors of various power fluctuation mode eigenvalues is recognized at high speed, and the power fluctuation mode eigenvalues are discriminated.

【0009】本発明の[請求項2]に係る電力系統安定
度監視方法は、[請求項1]において、知識ベースは階
層型データベースと電力動揺モード判別ルールを備える
ようにした。
In the power system stability monitoring method according to [Claim 2] of the present invention, in [Claim 1], the knowledge base has a hierarchical database and a power fluctuation mode discrimination rule.

【0010】本発明の[請求項3]に係る電力系統安定
度監視方法は、計算された固有値,固有ベクトルから、
電力系統に影響のある固有値,固有ベクトルを抽出し、
更に電力系統状況が変化した時の電力動揺モード固有値
の微小変化を、予め学習されたニューラルネットにより
推定することにより、敏速に定態安定度を判定するよう
にした。
The power system stability monitoring method according to [claim 3] of the present invention uses the calculated eigenvalues and eigenvectors as follows:
Extract the eigenvalues and eigenvectors that affect the power system,
Furthermore, by estimating a small change in the power oscillation mode eigenvalue when the power system status changes, the steady state stability can be promptly determined by estimating it with a neural network learned beforehand.

【0011】[0011]

【作用】本発明の[請求項1]に係る電力系統安定度監
視方法は、予め発電機の地理的,電気的相関関係を記述
した知識ベースを用いて、様々な電力動揺モード固有値
の固有ベクトルの各要素の相関関係を高速に認識する手
段により、電力動揺モード固有値を高速に判別する。
The power system stability monitoring method according to [Claim 1] of the present invention uses the knowledge base in which the geographical and electrical correlations of the generators are described in advance to generate eigenvectors of various power fluctuation mode eigenvalues. The power fluctuation mode eigenvalue is determined at high speed by means for recognizing the correlation of each element at high speed.

【0012】本発明の[請求項2]に係る電力系統安定
度監視方法は、[請求項1]において、知識ベースには
階層型データベースと電力動揺モード判別ルールがある
ため、電力動揺モードが高速にかつ精確に検出できる。
In the power system stability monitoring method according to [Claim 2] of the present invention, in [Claim 1], since the knowledge base has the hierarchical database and the power fluctuation mode determination rule, the power fluctuation mode is high speed. It can be detected accurately.

【0013】本発明の[請求項3]に係る電力系統安定
度監視方法は、予め学習されたニューラルネットにより
電力系統状況が変化した時の電力動揺モード固有値を推
定する手段により高速に定態安定度を判定する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power system stability monitoring method, wherein a means for estimating a power fluctuation mode eigenvalue when a power system status is changed by a pre-learned neural network is used to rapidly stabilize the system. Judge the degree.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の[請求項1]に係る電力系統安定度
監視方法を図1を用いて説明する。図で示すように、図
1は全体構成図であり、1は安定度監視装置で電力系統
30から、発電機,負荷,変電所などの接続状況、発電
量,負荷,電圧などの系統運用状態31を観測するデータ
収集部11と、固有値,固有ベクトルを求解する固有値,
固有ベクトル計算部12と、固有値,固有ベクトル計算結
果13を基に電力動揺モード固有値を抽出する電力動揺モ
ード固有値抽出部14と、計算された電力動揺モード固有
値15を電力系統の運転員に表示する表示部16とから構成
されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power system stability monitoring method according to claim 1 of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, FIG. 1 is an overall configuration diagram, and 1 is a stability monitoring device for a power system.
From 30, data collection unit 11 for observing connection status such as generator, load, substation, and system operation status 31 such as power generation amount, load, voltage, and eigenvalue for solving eigenvalue and eigenvector,
An eigenvector calculation unit 12, a power fluctuation mode eigenvalue extraction unit 14 that extracts a power fluctuation mode eigenvalue based on the eigenvalue and eigenvector calculation result 13, and a display unit that displays the calculated power fluctuation mode eigenvalue 15 to a power system operator. It consists of 16 and.

【0015】図2は図1に示す電力動揺モード固有値抽
出部14の構成図であり、固有値,固有ベクトル計算結果
収納部141 と、知識ベース142 と、推論エンジン143 と
からなる。又、知識ベース142 は階層型データベース14
21と電力動揺モード判別ルール1422とからなる。そして
固有値,固有ベクトル計算結果13は固有値,固有ベクト
ル計算結果収納部141 に入力する。
FIG. 2 is a block diagram of the power fluctuation mode eigenvalue extraction unit 14 shown in FIG. 1, which comprises an eigenvalue / eigenvector calculation result storage unit 141, a knowledge base 142, and an inference engine 143. The knowledge base 142 is a hierarchical database 14
21 and power fluctuation mode discrimination rule 1422. Then, the eigenvalue / eigenvector calculation result 13 is input to the eigenvalue / eigenvector calculation result storage unit 141.

【0016】知識ベース142 にある発電機の地理的,電
気的相関関係の知識により、電力動揺モード固有値を判
別する。又、発電機の地理的,電気的相関関係の知識
は、階層型データベース1421と電力動揺モード判別ルー
ル1422とに蓄えられている。この部分が[請求項2]に
示される。固有値,固有ベクトル計算結果収納部141 に
ある固有値,固有ベクトル計算結果と、知識ベース142
にある階層型データベース1421の発電機の地理的,電気
的情報とを用い、電力動揺モード判別ルール1422を駆動
させるものが推論エンジン143 である。
Based on the knowledge of the geographical and electrical correlation of the generators in the knowledge base 142, the power fluctuation mode eigenvalue is determined. In addition, knowledge of the geographical and electrical correlation of the generator is stored in the hierarchical database 1421 and the power fluctuation mode discrimination rule 1422. This part is shown in [Claim 2]. The eigenvalue / eigenvector calculation result storage unit 141, and the knowledge base 142
The inference engine 143 drives the power fluctuation mode discrimination rule 1422 using the geographical and electrical information of the generator of the hierarchical database 1421 in FIG.

【0017】図3は知識ベース142 にある階層型データ
ベース1421の構成例を示す図である。電力系統は普通は
階層化されている。図3は電力系統がレベル1,レベル
2,レベル3,レベル4で階層化されている例である。
レベル1は大きな地域で分割されている最も大きなレベ
ルである。この例では北系,西系,東系で分割されてい
るとした。次に、レベル2は2番目に大きなレベルであ
る。これは超高圧変電所毎で分割されている場合が多
い。レベル3は個々の発電所であり、レベル4は個々の
発電機である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the structure of the hierarchical database 1421 in the knowledge base 142. The power system is usually hierarchical. FIG. 3 is an example in which the power system is hierarchized at level 1, level 2, level 3, and level 4.
Level 1 is the largest level divided into larger areas. In this example, the north, west, and eastern systems are divided. Next, level 2 is the second largest level. This is often divided by ultra high voltage substation. Level 3 is an individual power plant and level 4 is an individual generator.

【0018】次に電力動揺モード判別ルール1422の例を
示す。これは判別文で表されるプログラムの集まりであ
り、この例で広域的電力動揺モードとその種類が判る。 (電力動揺モード判別ルール1422の例) (ルール1)複素平面上で、ある固有値の固有ベクトル
の要素(発電機の動揺を表している)の絶対値最大の要
素を1と規格化したとき、絶対値が0.3以上の要素を
動揺発電機とする。
Next, an example of the power fluctuation mode discrimination rule 1422 will be shown. This is a group of programs represented by discriminant sentences, and in this example, the wide-range power fluctuation mode and its type can be known. (Example of power fluctuation mode discrimination rule 1422) (Rule 1) When the element with the maximum absolute value of the eigenvector element (representing the fluctuation of the generator) of a certain eigenvalue on the complex plane is standardized to 1, An element with a value of 0.3 or more is a sway generator.

【0019】(ルール2)動揺発電機が1個のとき、こ
の固有値が示すモードは発電機1個の内部のみで揺れて
いるモードでその発電機の制御系の動揺を示している。
(Rule 2) Oscillation When there is one generator, the mode indicated by this eigenvalue is a mode in which only one generator oscillates, which indicates the oscillation of the control system of the generator.

【0020】(ルール3)動揺発電機が2個以上あり、
レベル3が全て同じであれば、この固有値が示すモード
は同じ発電所内で揺れているモードである。
(Rule 3) There are two or more vibration generators,
If all Levels 3 are the same, the mode indicated by this eigenvalue is the mode swaying in the same power plant.

【0021】(ルール4)動揺発電機が2個以上あり、
レベル2が全て同じであれば、この固有値が示すモード
は同じ変電所内で揺れているモードである。
(Rule 4) There are two or more vibration generators,
If all Level 2 are the same, the mode indicated by this eigenvalue is a mode swaying in the same substation.

【0022】(ルール5)動揺発電機が2個以上あり、
レベル1が全て同じであれば、この固有値が示すモード
は同じ大域的地域内で揺れているモードである。
(Rule 5) There are two or more vibration generators,
If all Level 1s are the same, the mode indicated by this eigenvalue is a mode swaying in the same global area.

【0023】(ルール6−1)動揺発電機が2個以上あ
り、レベル1が異なれば、この固有値が示すモードは広
域的電力動揺モードである。
(Rule 6-1) If there are two or more perturbation generators and the level 1 is different, the mode indicated by this eigenvalue is the wide-range power perturbation mode.

【0024】(ルール6−2)ルール6−1が成立した
とき、レベル1の種類が北系,西系であれば、それは北
系,西系間で揺れている広域的電力動揺モードである。
(Rule 6-2) When Rule 6-1 is established, if the level 1 type is the north system or the west system, it is a wide-range power fluctuation mode in which the north system and the west system are swaying. .

【0025】(ルール6−3)ルール6−1が成立した
とき、レベル1の種類が東系,西系であれば、それは東
系,西系間で揺れている広域的電力動揺モードである。
(Rule 6-3) When the rule 6-1 is established and the type of level 1 is the eastern system and the western system, it is a wide-area power fluctuation mode in which the eastern system and the western system are oscillating. .

【0026】(ルール6−4)ルール6−1が成立した
とき、レベル1の種類が北系,東系であれば、それは北
系,東系で揺れている広域的電力動揺モードである。
(Rule 6-4) When the rule 6-1 is established and the type of level 1 is the north system or the east system, it is the wide area power fluctuation mode in which the north system and the east system are swaying.

【0027】(ルール6−5)ルール6−1が成立した
とき、レベル1の種類が北系,西系,東系であれば、そ
れは北系,西系,東系で揺れている広域的電力動揺モー
ドである。
(Rule 6-5) When Rule 6-1 is established, if the type of Level 1 is north, west or east, it is a wide area swaying in north, west or east. It is a power fluctuation mode.

【0028】図4は電力動揺モード固有値15の固有ベク
トル要素17の複素平面上での分布例である。通常求解さ
れた固有値の内、電力動揺モード固有値と呼ばれるもの
は電力系統の規模にもよるが、数個ないし数十個ある。
そして、特に電力系統の定態安定度に大きな影響を与え
ると称されている固有値はほんの数個にすぎない。電力
系統の定態安定度監視においては、いかに高速にこの数
個の固有値を抽出し、電力系統の運転員に表示するかが
大切である。
FIG. 4 shows an example of distribution on the complex plane of the eigenvector element 17 of the power fluctuation mode eigenvalue 15. Of the eigenvalues that are usually solved, there are several to several tens of eigenvalues called power fluctuation mode eigenvalues, depending on the scale of the power system.
And, in particular, there are only a few eigenvalues that are said to have a great influence on the steady-state stability of the power system. In monitoring the steady stability of the power system, it is important to extract these several eigenvalues at high speed and display them to the operator of the power system.

【0029】図4の例においては、発電機18,発電機1
9,発電機20の位置に特色がある。電力動揺モード固有
値15の固有ベクトル要素17の複素平面上での分布は、同
じ電力会社の系統では大きく変わることはないが、系統
状況、即ち、発電機の出力の大きさ,負荷の大きさ,送
電線の接続状況によって、微妙に変化する。
In the example of FIG. 4, the generator 18 and the generator 1
9. The position of the generator 20 is unique. The distribution of the eigenvector elements 17 of the power fluctuation mode eigenvalue 15 on the complex plane does not change significantly in the system of the same electric power company, but the system conditions, that is, the magnitude of the generator output, the magnitude of the load, and the transmission It changes slightly depending on the connection status of the electric wire.

【0030】図5は系統状況の変化に伴なう図4の例に
おける発電機18,発電機19,発電機20の複素平面上での
位置の変化例である。破線の丸印は元の位置、実線の丸
印は変化後の位置である。発電機18,発電機19に代表さ
れる発電機群が例えば西系に属し、発電機20が東系に属
すれば、これは西系と東系で揺れている広域的電力動揺
モードである。電力系統の微妙な変化では広域的電力動
揺モードは変わらない。
FIG. 5 shows an example of changes in the positions of the generator 18, the generator 19, and the generator 20 on the complex plane in the example of FIG. 4 due to the change of the system condition. The dashed circles are the original positions, and the solid circles are the changed positions. If the generator group represented by the generator 18 and the generator 19 belongs to, for example, the western system, and the generator 20 belongs to the eastern system, this is a wide-area power fluctuation mode that is shaking in the western system and the eastern system. . Subtle changes in the power system do not change the wide-area power perturbation mode.

【0031】本実施例によれば、予め発電機の地理的,
電気的相関関係を記述した知識ベースを用い、様々な電
力動揺モード固有値の固有ベクトルの各要素の相関関係
を認識することにより、電力動揺モード固有値を高速に
判別することが可能となる。
According to this embodiment, the geographical location of the generator is
By using the knowledge base that describes the electrical correlation and recognizing the correlation of each element of the eigenvectors of various power fluctuation mode eigenvalues, the power fluctuation mode eigenvalues can be determined at high speed.

【0032】本発明の[請求項3]に係る電力系統安定
度監視方法を図6によって説明する。図6において図1
と同一部分については同一符号を付して説明を省略す
る。図6において、22は電力動揺モード固有値推定部
で、計算された電力動揺モード固有値15と系統運用状態
31とから電力動揺モード固有値推定値23を計算する。そ
して表示部16は電力動揺モード固有値15や電力動揺モー
ド固有値推定値23を電力系統の運転員に表示する。その
他の構成は図1と同様である。
A power system stability monitoring method according to [claim 3] of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG.
The same parts as those in FIG. In FIG. 6, reference numeral 22 is a power fluctuation mode eigenvalue estimation unit, which is the calculated power fluctuation mode eigenvalue 15 and system operation state.
The power fluctuation mode eigenvalue estimate 23 is calculated from 31 and. Then, the display unit 16 displays the power fluctuation mode eigenvalue 15 and the power fluctuation mode eigenvalue estimated value 23 to the operator of the power system. Other configurations are the same as those in FIG.

【0033】図7は電力動揺モード固有値抽出部14の一
例の構成図であり、固有値,固有ベクトル計算結果13は
ニューラルネット144 に入力する。そして、予め学習さ
れたニューラルネット144 は固有値,固有ベクトル計算
結果13から、電力動揺モード固有値15を抽出する。
FIG. 7 is a block diagram of an example of the power fluctuation mode eigenvalue extraction unit 14. The eigenvalue / eigenvector calculation result 13 is input to the neural network 144. Then, the neural network 144 learned in advance extracts the power fluctuation mode eigenvalue 15 from the eigenvalue and eigenvector calculation result 13.

【0034】図8は電力動揺モード固有値推定部22の構
成図であり、電力動揺モード固有値15と系統運用状態31
をニューラルネット221 に入力する。そして、予め学習
されたニューラルネット221 は電力動揺モード固有値15
と系統運用状態31とから、電力動揺モード固有値推定値
23を計算する。ここで、ニューラルネットとは、人間の
脳の神経細胞を工学的に模擬した手法であり、電力系統
分野でも最近、その研究が進められ、構成法では階層型
ニューラルネットの応用例が最も知られている。特徴と
しては、パターン認識能力や補間特性に優れている。
FIG. 8 is a block diagram of the power fluctuation mode eigenvalue estimation unit 22. The power fluctuation mode eigenvalue 15 and the system operation state 31 are shown.
To the neural network 221. Then, the neural network 221 learned in advance has the power fluctuation mode eigenvalue 15
Estimated value of power fluctuation mode eigenvalue from
Calculate 23. Here, the neural network is a method of engineeringly simulating nerve cells in the human brain, and its research has recently been advanced in the field of electric power systems, and the application example of the hierarchical neural network is most known in the construction method. ing. The features are excellent in pattern recognition ability and interpolation characteristics.

【0035】図9は階層型ニューラルネットの構成例で
ある。人間の脳細胞に当たるニューロン32と脳細胞を結
ぶ神経に当たるニューロン間結合33により構成されてい
る。人間の脳細胞は学習により脳細胞を結ぶ神経が発達
するといわれているが、ニューラルネットではそれをニ
ューロン間結合33の重み付けによって模擬している。つ
まり学習によりニューロン間結合33の重み付けが決定さ
れていく。図9の階層型ニューラルネットに示すよう
に、ニューロンはいくつかの層に分かれている。つま
り、入力層34,中間層35,出力層36である。図9の例は
3層型ニューラルネットといわれ、入力層34,中間層3
5,出力層36とも各1層である。
FIG. 9 shows an example of the structure of a hierarchical neural network. It is composed of neurons 32 corresponding to human brain cells and interneuron connections 33 corresponding to nerves connecting the brain cells. Human brain cells are said to develop the nerves that connect the brain cells through learning, which is simulated in neural networks by weighting the inter-neuron coupling 33. That is, the weighting of the inter-neuron coupling 33 is determined by learning. As shown in the hierarchical neural network of FIG. 9, the neuron is divided into several layers. That is, the input layer 34, the intermediate layer 35, and the output layer 36. The example of FIG. 9 is called a three-layer type neural network, and has an input layer 34 and an intermediate layer 3
5 and the output layer 36 are each one layer.

【0036】そして、入力層に現象を教示し、出力層に
判定結果を教示する。適度の回数の現象,判定結果の教
示を行なうと、ニューロン間結合33の重み付けが決定さ
れ(学習)、ニューラルネットは学習されていない現象
に対しても、判定ができるようになる(ニューラルネッ
トのパターン認識性や補間性と呼ばれる)。一般にニュ
ーラルネットの学習には時間がかかるが、一旦学習が終
了すると判定は高速となる。
Then, the phenomenon is taught to the input layer and the judgment result is taught to the output layer. When the phenomenon and the judgment result are taught a proper number of times, the weighting of the inter-neuron coupling 33 is determined (learning), and the neural network can judge even the unlearned phenomenon (the neural network Called pattern recognition and interpolation). Generally, learning of a neural network takes time, but once learning is completed, the determination becomes fast.

【0037】なお、ニューラルネットによる電力動揺モ
ード固有値15の固有ベクトル要素17の複素平面上での分
布は図4の場合と同様である。図4にて既に説明した通
り、電力動揺モード固有値15の固有ベクトル要素17の複
素平面上での分布は、同じ電力会社の系統では大きく変
わることはないが、系統状況、即ち、発電機の出力の大
きさ,負荷の大きさ,送電線の接続状況によって、微妙
に変化する。よって、特色がある発電機の複素平面上で
の分布をニューラルネットの入力層とし、電力動揺モー
ド動揺の種別を出力層として、オフラインによるシミュ
レーション結果をもとに、ニューラルネットの学習を行
ない、学習されたニューラルネットを電力動揺モード固
有値15の抽出に用いる。
The distribution of the eigenvector element 17 of the power fluctuation mode eigenvalue 15 on the complex plane by the neural network is the same as in the case of FIG. As already described with reference to FIG. 4, the distribution of the eigenvector elements 17 of the power fluctuation mode eigenvalue 15 on the complex plane does not change significantly in the same power company system, but the system condition, that is, the output of the generator It varies slightly depending on the size, the load, and the connection status of the power transmission line. Therefore, the distribution on the complex plane of the unique generator is used as the input layer of the neural network, the type of power fluctuation mode fluctuation is used as the output layer, and the learning of the neural network is performed based on the results of the offline simulation. The generated neural network is used to extract the power fluctuation mode eigenvalue 15.

【0038】図10は電力動揺モード固有値15の固有ベク
トル要素17の複素平面上での別の分布例である。図10の
例においては、発電機18,発電機19,発電機20の位置に
特色がある。図11は電力動揺モード固有値15の抽出に用
いるニューラルネットの入力層,中間層,出力層の構成
例である。図4の例を電力動揺モード1、図10の例を電
力動揺モード2とすると、電力動揺モード1では発電機
18,発電機19,発電機20に、電力動揺モード2では発電
機24,発電機25,発電機26に特色がある。
FIG. 10 shows another distribution example on the complex plane of the eigenvector element 17 of the power fluctuation mode eigenvalue 15. In the example of FIG. 10, the positions of the generator 18, the generator 19, and the generator 20 are characteristic. Figure 11 shows a configuration example of the input layer, intermediate layer, and output layer of the neural network used to extract the power fluctuation mode eigenvalue 15. When the example of FIG. 4 is the power oscillation mode 1 and the example of FIG. 10 is the power oscillation mode 2, the generator is set in the power oscillation mode 1.
18, the generator 19, and the generator 20, and in the power fluctuation mode 2, the generator 24, the generator 25, and the generator 26 have features.

【0039】よって図11に示すように、入力層として発
電機18,発電機19,発電機20,発電機24,発電機25,発
電機26の複素平面上での位相と絶対値、即ち、計12
層、出力層として、電力動揺モード1,電力動揺モード
2の計2層とした。中間層としては、6層から10層が
妥当と思われる。図11に示す例において、オフラインに
よる各系統断面におけるシミュレーションによる結果か
ら、発電機18,発電機19,発電機20,発電機24,発電機
25,発電機26の複素平面上での位相と絶対値と、電力動
揺モード1,電力動揺モード2のオフラインによる判定
結果をニューラルネット144 に入力させ、学習させ、重
み係数を決定した後、オンラインに用いる。
Therefore, as shown in FIG. 11, the phases and absolute values on the complex plane of the generator 18, the generator 19, the generator 20, the generator 24, the generator 25, and the generator 26 as the input layer, that is, 12 in total
As the layers and the output layers, there were a total of two layers of the power fluctuation mode 1 and the power fluctuation mode 2. It seems that 6 to 10 layers are appropriate as the intermediate layer. In the example shown in FIG. 11, the generator 18, the generator 19, the generator 20, the generator 24, the generator are obtained from the result of the simulation in each system cross section offline.
25, the phase and absolute value of the generator 26 on the complex plane, and the offline determination results of the power fluctuation mode 1 and the power fluctuation mode 2 are input to the neural network 144, the learning is performed, the weighting factor is determined, and then online. Used for.

【0040】図12は電力動揺モード固有値推定部22に用
いるニューラルネットの入力層,中間層,出力層の構成
例である。図6に示すように、電力動揺モード固有値抽
出部14により電力動揺モード固有値15、電力系統30から
系統運用状態31が電力動揺モード固有値推定部22に入力
される。電力動揺モード固有値15は電力動揺モード固有
値抽出部14により幾つかの電力動揺モードに分類されて
いる。
FIG. 12 shows a configuration example of the input layer, the intermediate layer, and the output layer of the neural network used in the power fluctuation mode eigenvalue estimation unit 22. As shown in FIG. 6, the power oscillation mode eigenvalue extraction unit 14 inputs the power oscillation mode eigenvalue 15 and the system operation state 31 from the power system 30 to the power oscillation mode eigenvalue estimation unit 22. The power fluctuation mode eigenvalue 15 is classified into several power fluctuation modes by the power fluctuation mode eigenvalue extraction unit 14.

【0041】系統運用状態31には具体的には各送電線の
送電量,各変電所の電圧,各発電所の発電電力,各変電
所の母線の入り切り等がある。又、各電力動揺モード固
有値はこれらの系統運用状態31と大きく関連している。
系統運用状態31は時々刻々変わっており、各電力動揺モ
ード固有値はこれに影響され、微小に変化する。更に、
各電力動揺モード固有値に大きく影響する系統運用状態
31の要素は幾つかに限られる。
Specifically, the system operation state 31 includes the amount of power transmitted through each transmission line, the voltage of each substation, the generated power of each power plant, and the opening and closing of the busbars of each substation. Further, each power fluctuation mode eigenvalue is closely related to these system operation states 31.
The system operation state 31 changes from moment to moment, and the power oscillation mode eigenvalues are affected by this and change slightly. Furthermore,
System operation state that greatly affects the eigenvalue of each power fluctuation mode
The 31 elements are limited to a few.

【0042】図12の例では、入力層として電力動揺モー
ド,幾つかの送電線の送電量,幾つかの変電所の母線の
入り切りとした。この例では電力動揺モード1,電力動
揺モード2,送電線Aの送電量,送電線Bの送電量,送
電線Cの送電量,変電所Aの母線1の入り切り,変電所
Bの母線2の入り切りの7層である。出力層としては固
有値の実部と虚部の2層である。固有値の実部は動揺の
ダンピングを表し、マイナス側の絶対値が大きい程安定
となり、プラスとなると発散となり不安定を表す。又、
虚部は動揺システムを表す。安定度のみをみる場合では
出力層は実部のみで十分であるが、動揺の様相もみる場
合は虚部も必要となる。
In the example of FIG. 12, the power fluctuation mode, the power transmission amount of some transmission lines, and the switching of bus lines of some substations are used as the input layer. In this example, the power oscillation mode 1, the power oscillation mode 2, the transmission amount of the transmission line A, the transmission amount of the transmission line B, the transmission amount of the transmission line C, the switching of the bus 1 of the substation A, and the switching of the bus 2 of the substation B. There are 7 layers, which are mixed. As the output layer, there are two layers of the real part and the imaginary part of the eigenvalue. The real part of the eigenvalue represents the vibration damping, and the larger the absolute value on the negative side, the more stable the value becomes. or,
The imaginary part represents the agitation system. When only looking at the stability, the real part of the output layer is sufficient, but when looking at the behavior of the sway, the imaginary part is also necessary.

【0043】図12に示す電力動揺モード固有値推定部22
のニューラルネットは学習が必要である。これはオフラ
インによるシミュレーションにより行なう。学習された
ニューラルネットによる電力動揺モード固有値の推定は
高速であり、これをオンラインに用いる。上記実施例に
よれば、電力系統状況が変化した時の電力動揺モード固
有値の微小変化を予め学習されたニューラルネットによ
り推定することにより、高速に定態安定度を判定するこ
とが可能となる。
Power fluctuation mode eigenvalue estimation unit 22 shown in FIG.
Neural nets require learning. This is done by off-line simulation. The estimation of the power fluctuation mode eigenvalue by the learned neural network is fast, and this is used online. According to the above-described embodiment, it is possible to determine the steady-state stability at high speed by estimating a small change in the power oscillation mode eigenvalue when the power system status changes by the neural network that has been learned in advance.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば計
算された固有値,固有ベクトルから電力系統の定態安定
度に影響のあるものを推論エンジン又はニューラルネッ
トにて抽出する構成としたので、電力動揺モード固有値
を高速に推定することが可能となるため、時々刻々変化
する電力系統の定態安定度を迅速に監視することが可能
となる。
As described above, according to the present invention, the inference engine or the neural network is used to extract, from the calculated eigenvalues and eigenvectors, those that affect the steady stability of the power system. Since the power fluctuation mode eigenvalue can be estimated at high speed, it is possible to quickly monitor the steady state stability of the power system, which changes from moment to moment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による電力系統安定度監視方法を説明す
る一実施例の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment for explaining a power system stability monitoring method according to the present invention.

【図2】図1に示す電力動揺モード固有値抽出部の構成
例図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a power fluctuation mode eigenvalue extraction unit shown in FIG.

【図3】知識ベースにある階層型データベースの構成例
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a hierarchical database in a knowledge base.

【図4】電力動揺モード固有値の固有ベクトル要素の複
素平面上での分布例。
FIG. 4 is a distribution example of eigenvector elements of power fluctuation mode eigenvalues on a complex plane.

【図5】系統状況の変化に伴なう図4の例における発電
機の複素平面上での位置の変化例。
5 is an example of a change in the position of the generator on the complex plane in the example of FIG. 4 due to a change in the system status.

【図6】本発明の他の実施例の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図7】図6に示す電力動揺モード固有値抽出部の構成
例図。
7 is a diagram showing a configuration example of a power fluctuation mode eigenvalue extraction unit shown in FIG.

【図8】図6に示す電力動揺モード固有値推定部の構成
例図。
8 is a diagram showing an example of the configuration of a power fluctuation mode eigenvalue estimation unit shown in FIG.

【図9】階層型ニューラルネットの構成例。FIG. 9 is a configuration example of a hierarchical neural network.

【図10】電力動揺モード固有値の固有ベクトル要素の複
素平面上での別の分布例。
FIG. 10 shows another example of distribution of eigenvector elements of power fluctuation mode eigenvalues on the complex plane.

【図11】電力動揺モード固有値の抽出に用いるニューラ
ルネットの入力層,中間層,出力層の構成例。
FIG. 11 is a configuration example of an input layer, an intermediate layer, and an output layer of the neural network used for extracting the power fluctuation mode eigenvalue.

【図12】電力動揺モード固有値の推定に用いるニューラ
ルネットの入力層,中間層,出力層の構成例。
FIG. 12 is a configuration example of an input layer, an intermediate layer, and an output layer of a neural network used for estimating the power fluctuation mode eigenvalue.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 安定度監視装置 11 データ収集部 12 固有値,固有ベクトル計算部 13 固有値,固有ベクトル計算結果 14 電力動揺モード固有値抽出部 15 電力動揺モード固有値 16 表示部 22 電力動揺モード固有値推定部 23 電力動揺モード固有値推定値 30 電力系統 31 系統運用状態 144 ,221 ニューラルネット 1 stability monitoring device 11 data collection unit 12 eigenvalue, eigenvector calculation unit 13 eigenvalue, eigenvector calculation result 14 power fluctuation mode eigenvalue extraction unit 15 power fluctuation mode eigenvalue 16 display unit 22 power fluctuation mode eigenvalue estimation unit 23 power fluctuation mode eigenvalue estimation value 30 Power system 31 System operating status 144,221 Neural network

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力系統から観測した系統構成と運用状
態から状態方程式の係数行列(システム行列)を作成
し、係数行列から固有値,固有ベクトルを計算し、この
固有値,固有ベクトルにより系統の定態安定度を監視す
る電力系統安定度監視方法において、予め発電機の地理
的,電気的相関関係を記述した知識ベースを付加し、こ
の知識ベースを用い、計算された固有値,固有ベクトル
から電力系統の定態安定度に影響のある固有値,固有ベ
クトルを抽出し、高速に定態安定度を判定することを特
徴とする電力系統安定度監視方法。
1. A coefficient matrix (system matrix) of a state equation is created from a system configuration and an operating state observed from a power system, eigenvalues and eigenvectors are calculated from the coefficient matrix, and the systematic stability of the system is calculated from the eigenvalues and eigenvectors. In the power system stability monitoring method for monitoring the power system, a knowledge base that describes the geographical and electrical correlations of generators is added in advance, and this knowledge base is used to calculate the steady state stability of the power system from the calculated eigenvalues and eigenvectors. A power system stability monitoring method characterized by extracting eigenvalues and eigenvectors that affect the stability and determining the steady-state stability at high speed.
【請求項2】 知識ベースは階層型データベース及び電
力動揺モード判別ルールを備えていることを特徴とする
請求項1記載の電力系統安定度監視方法。
2. The power system stability monitoring method according to claim 1, wherein the knowledge base includes a hierarchical database and a power fluctuation mode discrimination rule.
【請求項3】 電力系統から観測した系統構成と運用状
態から状態方程式の係数行列(システム行列)を作成
し、係数行列から固有値,固有ベクトルを計算し、この
固有値,固有ベクトルにより系統の定態安定度を監視す
る電力系統安定度監視方法において、計算された固有
値,固有ベクトルから、電力系統の定態安定度に影響の
ある固有値,固有ベクトルを抽出し、更に電力系統状況
が変化した時のこれらの固有値をニューラルネットによ
り推定し、これらにより高速に定態安定度を判定するこ
とを特徴とする電力系統安定度監視方法。
3. A coefficient matrix (system matrix) of a state equation is created from a system configuration and an operating state observed from a power system, eigenvalues and eigenvectors are calculated from the coefficient matrix, and the systematic stability of the system is determined by the eigenvalues and eigenvectors. In the power system stability monitoring method for monitoring the eigenvalues, eigenvalues and eigenvectors that affect the steady stability of the power system are extracted from the calculated eigenvalues and eigenvectors, and these eigenvalues when the power system status changes are extracted. A power system stability monitoring method characterized by estimating by a neural network and determining the steady state stability at high speed by these.
JP5353993A 1993-04-09 1993-12-28 Method for monitoring stability of electric power system Pending JPH06343226A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5353993A JPH06343226A (en) 1993-04-09 1993-12-28 Method for monitoring stability of electric power system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8233993 1993-04-09
JP5-82339 1993-04-09
JP5353993A JPH06343226A (en) 1993-04-09 1993-12-28 Method for monitoring stability of electric power system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06343226A true JPH06343226A (en) 1994-12-13

Family

ID=26423367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5353993A Pending JPH06343226A (en) 1993-04-09 1993-12-28 Method for monitoring stability of electric power system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06343226A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009077589A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Tokyo Electric Power Co Inc:The Apparatus for observing power fluctuation mode
JP2013219853A (en) * 2012-04-05 2013-10-24 Tokyo Electric Power Co Inc:The Operation system of database for power system analysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009077589A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Tokyo Electric Power Co Inc:The Apparatus for observing power fluctuation mode
JP2013219853A (en) * 2012-04-05 2013-10-24 Tokyo Electric Power Co Inc:The Operation system of database for power system analysis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ren et al. A fully data-driven method based on generative adversarial networks for power system dynamic security assessment with missing data
Zheng et al. A novel equivalent model of active distribution networks based on LSTM
Wehenkel Machine learning approaches to power-system security assessment
Amjady et al. Transient stability prediction of power systems by a new synchronism status index and hybrid classifier
Sawhney et al. A feed-forward artificial neural network with enhanced feature selection for power system transient stability assessment
Brandwajn et al. Severity indices for contingency screening in dynamic security assessment
Azmy et al. Artificial neural network-based dynamic equivalents for distribution systems containing active sources
Qi et al. Nonlinear model reduction in power systems by balancing of empirical controllability and observability covariances
Dong et al. Using IS to assess an electric power system's real-time stability
Padhy et al. A coherency-based approach for signal selection for wide area stabilizing control in power systems
Yu et al. Fault location in distribution system using convolutional neural network based on domain transformation
Aboytes et al. Transient stability assessment in longitudinal power systems using artificial neural networks
CN104716646A (en) Node coupling degree analysis method based on injection currents
Arvizu et al. Dimensionality reduction in transient simulations: A diffusion maps approach
Shahriyari et al. A Deep Learning-Based Approach for Comprehensive Rotor Angle Stability‎ Assessment‎
Guo et al. On-line prediction of transient stability using decision tree method—Sensitivity of accuracy of prediction to different uncertainties
Fregene et al. Stabilizing control of a high-order generator model by adaptive feedback linearization
Leelaruji et al. Voltage stability monitoring using sensitivities computed from synchronized phasor measurement data
Liu et al. Transient rotor angle stability prediction based on deep belief network and long short-term memory network
Lai et al. Application of evolutionary programming to transient and subtransient parameter estimation
JPH06343226A (en) Method for monitoring stability of electric power system
Zhao et al. A fast and accurate transient stability assessment method based on deep learning: WECC case study
Li et al. Applications of entropy principles in power systems: A survey
Li et al. Artificial intelligence for real-time topology identification in power distribution systems
Salem et al. Simple neuro-controller with a modified error function for a synchronous generator