JPH07107666A - 電力系統状態表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】過渡安定度計算結果をもとに系統のどの地域が
安定度的に弱いかを系統図上に表示する。 【構成】想定事故設定手段１４が想定事故を設定し、安
定度計算手段１５がその事故に対する安定度を計算す
る。安定度計算した結果の波形をもとに、安定・不安定
を判定し、安定な場合にはその度合いを定量的に求め
る。安定度表示手段１６は、安定度計算結果が不安定な
ら対応する想定事故点を赤、安定なら青というように、
想定事故点と安定度計算結果を結び付けて系統図上に表
示する。 【効果】系統の安定度の状態が系統図上で一目でわか
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力系統の安定度を監視
するための電力系統監視装置に係り、特に系統図上でど
の地域の安定度が弱いかまたは強いかが一目で判別でき
る電力系統監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力系統の運用に際しては、現在の系統
状態あるいは将来の予想系統状態において系統事故が発
生した場合に、安定度が保てるかどうかを常に監視して
おく必要がある。

【０００３】そのための状態表示装置として、例えばあ
らかじめ設定した想定事故に対して潮流計算を行い、送
電線の過負荷や母線の電圧をチェックし、制限値を違反
する場合にはそれを系統図上に表示するようなものがあ
った。

【０００４】また、想定事故に対して過渡安定度計算を
行い、安定か不安定かを判定し、不安定なケースを列挙
するようなものがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ま
ず、想定事故に対する潮流計算を行う場合、潮流計算結
果はあくまでも静的な安定度を示すものであり、それだ
けでは事故発生直後の過渡的な安定度まで考慮して状態
表示することができないという問題があった。

【０００６】また、想定事故に対して過渡安定度計算を
行う場合、不安定なケースを列挙するだけでは、系統内
のどの地域が安定度的に弱いかあるいは強いかの判断が
難しく、不安定な場合の安定度向上対策がとりにくいと
いう問題があった。過渡安定度計算結果を系統図上に表
示しようとしても、過渡安定度はもともと全系的な指標
であるため、それを系統図上に反映させるのが難しかっ
た。

【０００７】本発明の目的は、想定事故に対する過渡安
定度計算結果をもとに、どの地域が安定度的に弱いかを
系統図上に表示することにより、安定度向上対策が容易
にとれるような電力系統状態表示装置を提供することに
ある。また、その際の計算時間が少なくて済むような電
力系統状態表示装置を提供することにある。また、将来
の複数時点の予想系統に対する状態も表示でき、さらに
安定度向上対策を施した結果についての状態も表示でき
るような電力系統状態表示装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、想定事故を設定する想定事故設定手段と、想定事故
に対する安定度を計算する安定度計算手段と、想定事故
の発生地点とそれに対応する安定度とを関連づけて系統
図上に表示する安定度表示手段を設けた。

【０００９】また、全ての地点の想定事故の計算ができ
ない場合を考えて、想定事故が設定されない地点につい
ては、周辺の想定事故に対する安定度からその地点の安
定度を推定する安定度推定手段を設けるようにした。

【００１０】また、将来時点の予想系統を作成するため
の将来系統作成手段を設け、将来系統についても安定度
計算できるようにした。

【００１１】また、安定度向上対策をとった結果を入力
する系統変更入力手段を設け、対策結果についても安定
度計算できるようした。

【００１２】

【作用】想定事故として、例えば各送電線での３相地絡
事故を設定し、それぞれの想定事故に対する過渡安定度
計算を実行する。過渡安定度計算の結果、各発電機の相
差角や各送電線の有効電力などの時間応答波形が得られ
る。この波形をもとに、例えば発電機の相差角がある値
を越えたかどうか、または発散傾向か収束傾向かにより
安定・不安定を判定する。また、安定な場合、例えば基
準値からの変動分の面積を求めることにより安定度を定
量的に求めることができる。

【００１３】この結果をもとに、ある送電線の事故に対
して不安定という結果が出たら、例えばその送電線を赤
く表示する。安定な場合は、安定度の大きさに応じて、
十分安定ならば青、やや安定であれば黄色というように
色付けする。これを全ての送電線の想定事故について行
えば、系統上でどこに事故が発生したときに安定かまた
は不安定かが一目でわかる。

【００１４】不安定なケースがある場合には、安定度を
向上させるような対策を施す必要があるが、例えば対応
する送電線の線路潮流を減少させるような対策を施すと
きには、その対策によって他の送電線の潮流が増加し、
安定度が悪化しないかどうかを考慮する必要がある。そ
の際、系統図上に全ての地点での安定度が表示されてい
れば、どの地域の送電線の潮流を増加させてよいかがわ
かるので、対策が立案しやすい。

【００１５】このように想定事故の事故点と安定度とを
関連づけて系統図上に表示することにより、系統全体の
安定度が一目でわかり、安定度向上の対策も容易にでき
る。また、全ての送電線での想定事故について計算する
のが困難な場合には、周辺の想定事故の安定度から推定
するようにする。例えば、両隣の送電線の事故で不安定
のときには、その送電線でも不安定と推定する。このよ
うに安定度を推定する機能を持たせることにより、全て
の送電線について安定度計算を行う必要がなくなり、計
算時間の短縮が図れる。

【００１６】また、将来系統についての安定度を調べる
場合には、あらかじめ設定された将来時点の系統構成デ
ータ，母線負荷データ，発電機出力データなどをデータ
ベースから取り出し、将来系統を作成して、それに対す
る安定度を計算すればよい。これにより、将来時点につ
いての想定事故に対する安定度がわかり、不安定になる
場合にはあらかじめ対策を講じることができる。

【００１７】また、安定度向上対策を講じるにあたって
は、系統変更入力手段によって対策結果を入力し、対策
後の系統を作成して、安定度計算を行う。これにより、
対策によってどれだけ安定度向上効果が現れるかを調べ
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１９】図１は、本発明を適用した電力系統安定度
監視装置の構成図である。

【００２０】まず、系統情報入力手段１１により、現在
系統の負荷電力，発電電力，線路潮流，電圧などの情報
を取り込む。状態推定手段１２は、入力情報をもとに状
態推定計算を行い、潮流方程式を満足するような最も確
からしい系統状態を推定する。以下の安定度計算はこの
結果をベースに行う。

【００２１】次に、想定事故設定手段１４が想定事故を
設定する。後で事故点と安定度を対応づけて系統図に表
示することを考えて、すべて同じ条件の事故を設定する
ようにする。例えば、送電線の中間地点での１回線３相
地絡、７０ｍｓ後に１回線遮断、といった事故を各送電
線について設定する。

【００２２】それぞれの想定事故に対して、安定度計算
手段１５が過渡安定度計算を行う。過渡安定度計算とし
ては時間応答シミュレーションを行うのが最も一般的で
あるが、それ以外にもエネルギー関数による方法などが
ある。

【００２３】時間応答シミュレーションを行った場合、
結果として例えば図２に示すような発電機相差角の時間
応答波形が得られる。これをもとに、次のような方法で
安定度を計算する。まず図２（ａ）のように不安定なケ
ースでは、相差角がある値（たとえば１８０度）を越え
るので、それにより不安定と判定する。また、波形の極
大，極小点から振幅を求め、発散傾向にあれば不安定，
収束傾向にあれば安定と判定する。安定な場合、図２
（ｂ）に示すように事故前の相差角を基準にして偏差の
面積を計算すれば、面積の大きさで安定度が定量的に評
価できる。ある値を設定しておいて、それよりも大きい
かどうかを調べれば、十分安定，やや安定といった判定
を行うことができる。

【００２４】次に、計算した安定度をもとに、安定度表
示手段１６がディスプレイ１７に結果を表示する。図３
に示すように、ディスプレイ１７上に対象系統の系統図
を表示し、例えば送電線Ａでの想定事故に対して不安定
という結果であれば、送電線Ａを赤く色付けする。送電
線Ｂでの想定事故に対してやや安定であれば送電線Ｂを
黄色に色付けする。送電線Ｃでの事故が十分安定であれ
ば青く色付けする。

【００２５】このように、その想定事故の事故地点と、
対応する安定度とを関連づけて系統図上に色付けして表
示することにより、系統のどの地域が安定度的に弱いか
が一目で判るという効果がある。

【００２６】色づけの際には、上記の例のように単純に
３つに色分けするだけでなく、時間波形をもとに計算し
た面積の大きさに応じて、色の濃さや色合いを連続的に
変化させる方法も考えられる。その場合は、安定度の度
合いをより細かく知ることができるという効果がある。

【００２７】また、時間応答シミュレーション結果を保
存しておけば、系統図上である送電線を指定して、その
点での想定事故に対する時間応答波形を表示するような
ことも可能である。その場合は、安定度計算の結果をよ
り詳しく知ることができるという効果がある。

【００２８】次に、想定事故の数を減らして計算時間を
短縮する例について説明する。上記の例では、想定事故
設定手段１４が対象系統内の全ての送電線での事故を想
定したが、系統が大規模な場合、全ての想定事故に対す
る安定度計算ができないこともありうる。その場合は、
図４に示すように安定度推定手段４１によって、安定度
を推定するようにする。例えば、図５の例で送電線Ｘの
事故に対してやや安定，送電線Ｚの事故に対してもやや
安定であれば、送電線Ｙの事故に対してもやや安定と推
定する。

【００２９】ただし、送電線Ｘに対してやや安定、送電
線Ｚについて十分安定というような場合には、送電線Ｙ
に対する安定度が単純に推定できない。その場合は、例
えば半分をやや安定、半分を十分安定というように推定
する。あるいはそのような場合には送電線Ｙについても
安定度計算を実施する、という方法も考えられる。

【００３０】このように、ある地点の安定度を周辺の事
故に対する安定度から推定する手段を設けたことによ
り、安定度計算のケース数を減らし、計算時間を短縮で
きる効果がある。

【００３１】次に、本発明を将来系統の安定度の予測お
よび安定度向上対策に用いる例について図６を用いて説
明する。

【００３２】将来系統作成手段６１は、データベース６
２に蓄えられた将来時点での系統構成データ，母線負荷
データ，発電機出力データなどに基づいて将来時点での
系統状態を作成する。将来時点としては当日の昼ピーク
時でもよいし、１週間後の深夜、あるいは１年後のピー
ク負荷時など何でも構わない。

【００３３】作成された将来系統状態に対して、前述し
たのと同様の方法で、想定事故設定手段１４が想定事故
を設定し、安定度計算手段１５が安定度を計算する。安
定度表示手段１６が想定事故点と安定度計算結果を結び
付けてディスプレイ１７上の系統図に表示する。これに
より、将来時点の予想系統に対しても安定度を系統図上
に表示でき、安定度向上対策を事前に施すことができる
効果がある。

【００３４】将来時点として例えば２時間後，４時間
後，６時間後というように複数の時点を考慮する場合、
複数のディスプレイ１７を用意すれば、各時点に対応す
る安定度を別々のディスプレイに表示することもでき
る。その場合、時間の変化に対応した安定度の変化の様
子がわかるという効果がある。なおこれは、一つのディ
スプレイ上に複数の系統図を表示することによっても同
様の効果が得られる。

【００３５】また、各時点での安定度を一つのディスプ
レイ上に時間を追って順々に表示していく方法もある。
その場合は、時間の変化に伴う安定度の変化がよくわか
るという効果がある。

【００３６】将来系統の想定事故に対して不安定という
結果が出た場合は、安定度を向上させるような対策を用
意しておく必要がある。対策方法としては、基本的には
不安定となった送電線の線路潮流が少なくなるようにす
れば良い。線路潮流を少なくする方法としては、発電機
の出力配分を変える、系統構成を変えるなどがある。い
ずれにしても、その線路の潮流を減らしたことにより、
他の線路の潮流が増加して安定度が悪化しないかどうか
に配慮する必要があるが、本発明によれば他の線路につ
いての安定度も表示されているので、潮流を増やしてよ
いかどうかの判断がしやすいという効果がある。

【００３７】考案した対策については、効果がどれだけ
あるかを確認する必要がある。そこで、系統変更入力手
段６３により対策結果を入力し、対策後の系統について
同様に想定事故に対する安定度計算を実行し、ディスプ
レイ１７上に表示する。その際、対策前の結果と対策後
の結果を別々の系統図に表示すれば、違いがわかりやす
い。また、複数の対策が考えられる場合には、それぞれ
の対策に対する安定度計算結果を別々の系統図に表示す
れば、比較検討が容易にできる。

【００３８】このように、本発明により、将来時点に対
する安定度向上対策が容易に作成できる効果がある。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、電力系統内のどの地域
の安定度が弱いかまたは強いかが系統図上で一目でわか
るという効果がある。また、不安定ケースに対して安定
度向上対策をとる際に、どの地域の送電線の潮流が増や
せるかが系統図からわかるため、対策の立案が容易にで
きるという効果がある。また、想定事故の数を減らすこ
とにより、全体の計算時間が短縮できるという効果があ
る。また、将来時点の安定度も一目でわかり、不安定な
場合の対策が容易に作成でき、対策の効果も容易に知る
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を電力系統の安定度監視装置に適用した
場合の構成図。

【図２】時間応答波形例を示す図。

【図３】系統図上の安定度表示例を示す図。

【図４】安定度の推定を行う場合の構成図。

【図５】系統図上の安定度表示例を示す図。

【図６】将来系統に対する安定度を監視する場合の構成
図。

【符号の説明】

１４…想定事故設定手段、１５…安定度計算手段、１６
…安定度表示手段、１７…ディスプレイ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統の状態を表示する電力系統状態表
   示装置において、想定事故を設定する想定事故設定手段
   と、前記想定事故設定手段が設定した想定事故に対する
   安定度を計算する安定度計算手段と、前記安定度計算手
   段が計算した安定度と対応する想定事故の事故地点とを
   関連づけて系統図上に表示する安定度表示手段とを備え
   たことを特徴とする電力系統状態表示装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 ある地点の周辺の地点の想定事故に対する安定度をもと
   に該地点の安定度を推定する安定度推定手段を設けたこ
   とを特徴とする電力系統状態表示装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 将来系統を作成する将来系統作成手段を設け、前記安定
   度計算手段が前記将来系統についての安定度を計算する
   ことを特徴とする電力系統状態表示装置。
4. 【請求項４】請求項１において、 系統の変更を入力するための系統変更入力手段を備え、
   前記安定度計算手段は変更した系統ついての安定度を計
   算することを特徴とする電力系統状態表示装置。