JPH0715876A - Preventively controlling method for electric power system transient stability - Google Patents

Preventively controlling method for electric power system transient stability

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JPH0715876A
JPH0715876A JP5176090A JP17609093A JPH0715876A JP H0715876 A JPH0715876 A JP H0715876A JP 5176090 A JP5176090 A JP 5176090A JP 17609093 A JP17609093 A JP 17609093A JP H0715876 A JPH0715876 A JP H0715876A
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JP
Japan
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transient stability
generator
power system
preventive control
control method
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JP5176090A
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Japanese (ja)
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Kazuya Komata
和也 小俣
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To take into account economy of a system operation and an improvement in active state stability. CONSTITUTION:A method for preventively controlling transient stability of an electric power system has the steps of evaluating assumed disturbance in which the transient stability of the system is previously set, and calculating a regulated amount of a generator output as a preventive control amount by using a mathematical programming method, and comprises the step of adding a sum square of an altered amount from an output command value of the generator obtained by an economic load distributing calculation to an objective function in which an unbalanced amount of generators of acceleration energy during a fault is a minimum as a penalty item.

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、電力系統の過渡安定度
をオンラインにて監視し制御するための予防制御方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preventive control method for monitoring and controlling transient stability of a power system online.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力系統が大規模かつ複雑化するに伴な
って、電力系統の安定度を把握し、維持して行くことは
益々重要なことである。このような状況の中で今後とも
電力系統の安定度を確保するためには、緊急時の安定化
制御と共に、平常時の予防制御も重要になってくる。今
まで実系統に適用された安定度向上対策は、外乱が発生
したことを条件に各種安定化装置を緊急に制御する緊急
制御方式が主体であった。一方、平常時の安定度を監視
し、ある程度の外乱に対しては充分安定度が維持できる
ように、予め必要な制御(例えば、発電機出力の調整)
を施す、いわゆる予防制御についてはまだ研究段階であ
り、実系統に適用された例は少ない。従来提案されてい
る過渡安定度の予防制御方法では、事故中の加速エネル
ギーなどを用いて数理計画法により、過渡安定度を最大
限向上させる発電機の出力調整量を求めるものが主体で
あった(例えば、特願昭62−12695号)。
2. Description of the Related Art As the power system becomes large-scale and complicated, it is more important to grasp and maintain the stability of the power system. Under such circumstances, in order to ensure the stability of the power system in the future as well, in addition to the emergency stabilization control, preventive control during normal times will also be important. Until now, the stability improvement measures that have been applied to actual systems have been mainly emergency control systems that urgently control various stabilizing devices on the condition that disturbance has occurred. On the other hand, the stability during normal times is monitored, and necessary control is performed in advance so that the stability can be maintained against a certain amount of disturbance (for example, adjustment of the generator output).
The so-called preventive control, which is applied to the plant, is still in the research stage, and there are few cases where it is applied to an actual system. The preventive control method for transient stability that has been proposed in the past was mainly to find the output adjustment amount of the generator that maximizes the transient stability by mathematical programming using acceleration energy during an accident. (For example, Japanese Patent Application No. 62-12695).

【0003】図4,図5は従来提案されている過渡安定
度の予防制御方法の流れを示している。即ち、従来の予
防制御方法では、図4に示すようにまずステップS41で
は現在の電力系統の需給状態に応じて対象とする想定外
乱を設定する。次にステップS42で各想定外乱に対して
故障計算を行ない、事故発生時点の各発電機の出力Pfj
を求める。そして、ステップS43ではステップS42で求
めた各発電機の事故発生時点の出力Pfjをもとに、想定
事故に対する加速エネルギーの発電機間のアンバランス
分AE値を(1) 式より求め、更にステップS44でそのA
E値が予め設定された基準値AE* より大きい場合はス
テップS45にて不安定なケースとして登録する。
FIGS. 4 and 5 show the flow of a preventive control method for transient stability that has been conventionally proposed. That is, in the conventional preventive control method, as shown in FIG. 4, first, in step S41, a target expected disturbance is set according to the current supply and demand state of the power system. Next, in step S42, failure calculation is performed for each assumed disturbance, and the output P fj of each generator at the time of the accident occurs
Ask for. Then, in step S43, the unbalanced AE value between the generators of the acceleration energy for the expected accident is calculated from the equation (1) based on the output P fj of each generator obtained in step S42 at the time of the accident, and A in step S44
If the E value is larger than the preset reference value AE *, it is registered as an unstable case in step S45.

【0004】[0004]

【数1】 ここで、Nは電力系統に接続する発電機の数、ΔTは想
定外乱の事故継続時間である。又、Mj ,PINj は夫
々、発電機jの慣性定数,事故発生前の発電機出力であ
る。
[Equation 1] Here, N is the number of generators connected to the power system, and ΔT is the accident duration time of the expected disturbance. Further, M j and P INj are the inertia constant of the generator j and the generator output before the accident, respectively.

【0005】次に図4の流れにより不安定ケースが登録
されると、図5の流れにより予防制御量が算出される。
まず、ステップS51では不安定であると判定された各想
定外乱に対して故障計算を行なう。次にステップS52で
はステップS51で求めた不安定な想定外乱に対する各発
電機の事故発生時点の出力を用いて、非線形計画法によ
り系統の需給バランスを表わす(2) 式と、発電機jの出
力上下値を表わす(3)式を制約条件として(4) 式の目的
関数、即ち、不安定な想定外乱に対するAE値を最小化
する各発電機の出力PINj を求める。
Next, when the unstable case is registered according to the flow of FIG. 4, the preventive control amount is calculated according to the flow of FIG.
First, in step S51, a failure calculation is performed for each assumed disturbance determined to be unstable. Next, in step S52, by using the output at the time of the accident of each generator for the unstable assumed disturbance obtained in step S51, the equation (2) representing the supply and demand balance of the system by the nonlinear programming method and the output of the generator j The objective function of the equation (4), that is, the output P INj of each generator that minimizes the AE value with respect to the unstable assumed disturbance is obtained by using the equation (3) representing the upper and lower values as a constraint condition.

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【0007】[0007]

【数3】 [Equation 3]

【0008】ここで、Mは図2の流れにより登録された
不安定な想定外乱の数である。又、PINj はj番目の発
電機の発電機調整後の出力、Pfij はi番目の想定外乱
に対するj番目の発電機の事故中出力、ai は想定外乱
に対する重み係数である(例えば、重大事故ほどai
大きくする)。最後にステップD53では、ステップS52
で求めた各発電機の出力PINj と各発電機の現在値出力
INj (0) を用いて各発電機の出力調整量ΔPINj
(5) 式より求める。
Here, M is the number of unstable assumed disturbances registered according to the flow of FIG. Further, P INj is the output of the j-th generator after generator adjustment, P fij is the in-accident output of the j-th generator for the i-th assumed disturbance, and a i is a weighting coefficient for the assumed disturbance (for example, The more serious accidents, the larger a i ). Finally, in step D53, step S52
The output adjustment amount ΔP INj of each generator is calculated using the output P INj of each generator and the current value output P INj (0) of each generator obtained in
Obtained from equation (5).

【0009】[0009]

【数4】 ΔPINj =PINj −PINJ (0) …………(5) 以上の結果より、従来の電力系統過渡安定度の予防制御
方法によれば、事故中の加速エネルギーの発電機間のア
ンバランス分AE値が最小になるように目的関数を設定
したので、不安定と判定された想定外乱に対して過渡安
定度を最大限向上させる発電機の出力調整量を求めるこ
とができる。
[ Formula 4] ΔP INj = P INj −P INJ (0) (5) From the above results, according to the conventional preventive control method of the power system transient stability, the generator of acceleration energy during an accident is generated. Since the objective function is set so that the unbalanced AE value is minimized, the output adjustment amount of the generator that maximizes the transient stability with respect to the assumed disturbance determined to be unstable can be obtained. .

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
電力系統過渡安定度の予防制御方法では、事故中の加速
エネルギーの発電機間のアンバランス分AE値が最小に
なるような目的関数を設定した。その結果として、過渡
安定度を最大限向上させる発電機の出力調整量は求める
ことができる。しかし反面、系統運用面からみた経済
性、即ち、発電コストの最小化、あるいは異なる安定度
問題である動態安定度を考慮することができなかった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであ
り、系統運用の経済性と動態安定度を考慮できる電力系
統過渡安定度の予防制御方法を提供することを目的とし
ている。
As described above, in the conventional preventive control method for the transient stability of the power system, the objective function that minimizes the unbalanced AE value between the generators of the acceleration energy during an accident is set. Set. As a result, the output adjustment amount of the generator that maximizes the transient stability can be obtained. On the other hand, however, it was not possible to take into consideration the economic efficiency in terms of grid operation, that is, the minimization of power generation costs, or dynamic stability, which is a different stability problem.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a preventive control method for transient stability of a power system that can consider the economic efficiency of system operation and dynamic stability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の[請求項1]に
係る電力系統過渡安定度の予防制御方法では、事故中の
加速エネルギーの発電機間のアンバランス分AE値を最
小とする目的関数に対して、発電コストを最小とする経
済負荷配分(ELD)計算より得られた発電機の出力指
令値からの変更分の2乗和に負荷の総需要により変動す
る重み係数を乗じた関数をペナルティ項として追加した
ものである。本発明の[請求項2]に係る予防制御方法
では、請求項1の予防制御方法において、前記ペナルテ
ィ項に重み係数を乗じ、負荷の総需要に応じて可変とす
るようにした。本発明の[請求項3]に係る予防制御方
法では、請求項1の予防制御方法において、電力系統の
動態安定度が安定であるという制約条件を付加した。
In the preventive control method for transient stability of a power system according to [Claim 1] of the present invention, an object is to minimize an unbalanced AE value between generators of acceleration energy during an accident. Function that is obtained by multiplying the function by the sum of squares of the change from the output command value of the generator obtained from the economic load distribution (ELD) calculation that minimizes the power generation cost by the weighting coefficient that fluctuates according to the total load demand. Is added as a penalty term. In the preventive control method according to [claim 2] of the present invention, in the preventive control method according to claim 1, the penalty term is multiplied by a weighting coefficient so as to be variable according to the total load demand. In the preventive control method according to [claim 3] of the present invention, the constraint condition that the dynamic stability of the power system is stable is added to the preventive control method according to claim 1.

【0012】[0012]

【作用】本発明の[請求項1]に係る電力系統過渡安定
度の予防制御方法は、多数の想定外乱に対する過渡安定
度評価の結果、不安定な想定外乱があった場合に、経済
負荷配分(ELD)計算から得られた発電機の出力指令
値と負荷の総需要から計算したペナルティ項が追加され
ているため、系統運用の信頼性と経済性とが考慮され
る。又、本発明の[請求項2]に係る予防制御方法は、
ペナルティ項の重みを変えるものであるため、過渡安定
度と経済性とのバランス調整が可能である。更に、本発
明の[請求項3]に係る予防制御方法では、動態安定度
を加味しているため不安定にならない。
According to the preventive control method of the power system transient stability according to [Claim 1] of the present invention, when the unstable stability is found as a result of the transient stability evaluation for a large number of assumed disturbances, the economic load distribution is performed. Since the penalty term calculated from the output command value of the generator obtained from the (ELD) calculation and the total demand of the load is added, the reliability and economical efficiency of the system operation are considered. The preventive control method according to claim 2 of the present invention is
Since the weight of the penalty term is changed, the balance between transient stability and economic efficiency can be adjusted. Further, the preventive control method according to [claim 3] of the present invention does not become unstable because the dynamic stability is taken into consideration.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の[請求項1]に係る電力系統過渡
安定度の予防制御方法を説明するための全体の流れ図で
ある。まず、ステップS1において系統の現在の運用状
態、つまり発電機出力,電圧等を示す系統の運用状態デ
ータを収集する。次にステップS2で予め用意された多
数の想定外乱f1 ,f2 ,……fn に対してステップS
3では故障計算を行ない、事故発生時点の各発電機の出
力を求める。ステップS4ではこの結果をもとに、各想
定事故に対する事故中の加速エネルギーの発電機間のア
ンバランス分AE値を、(1) 式を用いて求める。そし
て、ステップS5にて過渡安定度を評価し、不安定な場
合は、ステップS6にて不安定想定外乱として登録す
る。全ての想定外乱の過渡安定度評価が終了(ステップ
S7)し、不安定ケースがあったならば、予防制御量と
しての発電機の出力調整量が算出される(ステップS
8)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall flowchart for explaining a preventive control method for transient stability of a power system according to [Claim 1] of the present invention. First, in step S1, the current operating state of the system, that is, the operating state data of the system indicating the generator output, voltage, etc. is collected. Next, in step S2, step S is performed for a large number of assumed disturbances f 1 , f 2 , ... F n prepared in advance.
In 3, the failure calculation is performed and the output of each generator at the time of the accident is obtained. In step S4, based on this result, the unbalanced AE value between the generators of the acceleration energy during the accident for each expected accident is calculated using the equation (1). Then, in step S5, the transient stability is evaluated, and if it is unstable, it is registered as an unstable assumed disturbance in step S6. If the transient stability evaluation of all assumed disturbances is completed (step S7) and there is an unstable case, the output adjustment amount of the generator as the preventive control amount is calculated (step S).
8).

【0014】まず、ステップS9で不安定想定外乱に対
する故障計算を行ない、事故発生時点の各発電機の出力
を求める。次に、中央給電指令所などの自給電システム
で実施されている経済負荷配分(ELD)計算結果をス
テップS10で入力し、その値を経済運用面から見た発電
機出力の指令値とする。そして、ステップS11では目的
関数に経済性を考慮するためのペナルティ項の重み係数
を負荷の総需要をもとに計算し、ステップS12では動態
安定度が安定であるという制約条件を考慮するための電
力動揺固有値及びそれに対する発電機出力の感度係数を
計算する。
First, in step S9, failure calculation for an unstable presumed disturbance is performed to obtain the output of each generator at the time of the accident. Next, in step S10, the economic load distribution (ELD) calculation result performed by the self-power supply system such as the central power supply command station is input, and the value is set as the command value of the generator output from the economical operation side. Then, in step S11, the weighting factor of the penalty term for considering the economy in the objective function is calculated based on the total load demand, and in step S12, the constraint condition that the dynamic stability is stable is considered. Calculate the power swing eigenvalue and the sensitivity coefficient of the generator output to it.

【0015】更に、ステップS13ではステップS9〜S
12で得られた事故発生時点の発電機出力、経済面から見
た発電機出力の指令値、目的関数のペナルティ項の重み
係数及び固有値とそれに対する発電機出力の感度係数を
入力して、非線形計画法により、目的関数を最小化する
発電機出力を求める。そして最後に現在出力との差分を
予防制御量として(5) 式より計算し(ステップS14)、
この結果は、ステップS15において系統運用者に提示さ
れ、実系統の運用に反映される。
Further, in step S13, steps S9-S are performed.
Input the generator output at the time of the accident, the generator output command value from the economic point of view, the weighting coefficient of the penalty term of the objective function and the eigenvalue and the sensitivity coefficient of the generator output corresponding to the The generator output that minimizes the objective function is determined by programming. Finally, the difference from the current output is calculated as the preventive control amount from equation (5) (step S14),
This result is presented to the system operator in step S15 and reflected in the operation of the actual system.

【0016】以上は予防制御方法の全体の流れである
が、ここで本発明の特徴となっているステップS13で使
用する目的関数と制約条件の構成、ステップS11で計算
されるペナルティ項の重み係数の計算方法及びステップ
S12で得られる動態安定度制約を考慮するための発電機
出力の固有値感度係数の計算方法について、以下に具体
的に説明する。
The above is the overall flow of the preventive control method. Here, the configuration of the objective function and the constraint condition used in step S13, which is the feature of the present invention, and the weighting factor of the penalty term calculated in step S11. The calculation method and the calculation method of the eigenvalue sensitivity coefficient of the generator output for considering the dynamic stability constraint obtained in step S12 will be specifically described below.

【0017】まず、非線形計画法を用いて予防制御量を
求めるために使用される目的関数と、その付帯条件であ
る制約条件について説明する。今、目的関数として(4)
式、即ち、不安定な想定外乱に対する事故中の加速エネ
ルギーの発電機間のアンバランス分AE値の最小化を、
又、制約条件として、系統の需給バランスを表わす(2)
式と発電機出力の上下限値を表わす(3) 式を夫々出発点
に考える。これに付加しなければならない条件は、以下
となる。 経済性(ELDの計算計画)をも考慮しながら過渡
安定度を向上させる。 過渡安定度向上のための発電機の出力調整により動
態安定度が不安定にならない。 は、過渡安定度と経済性(ELDの計算計画に準拠す
ること)とのトレードオフを(6) 式の目的関数で表現す
ることにより実現できる。
First, the objective function used for obtaining the preventive control amount by using the nonlinear programming method and the constraint condition which is an incidental condition thereof will be described. Now, as the objective function (4)
Equation, that is, the minimization of the unbalanced AE value between the generators of the acceleration energy during the accident against the unstable assumption disturbance,
Also, as a constraint condition, the power supply and demand balance is expressed (2).
Let us consider equation (3), which represents the upper and lower limits of the generator output, as the starting points. The conditions that must be added to this are as follows. Improving transient stability while also considering economic efficiency (ELD calculation plan). Dynamic stability does not become unstable by adjusting the output of the generator to improve transient stability. Can be realized by expressing the trade-off between transient stability and economic efficiency (complying with the ELD calculation plan) by the objective function of Eq. (6).

【0018】[0018]

【数5】 ここで、E:経済性考慮のための重み係数。 PSj:ELDの計算計画から得られたj番目の発電機の
出力指令値。
[Equation 5] Here, E: a weighting factor for economic considerations. P Sj : Output command value of the j-th generator obtained from the ELD calculation plan.

【0019】次に本発明の[請求項2]に係る予防制御
方法であるが、この場合(6) 式の右辺第2項は、過渡安
定度向上のために、ELD計算の出力指令値より発電機
の実出力を変化させる場合のペナルティ項であり、その
重み係数Eを変えることにより、過渡安定度と経済性の
バランスを調整することができる。例えば、過渡安定度
が厳しい場合は、重み係数Eを小さくして過渡安定度向
上を優先させる。逆に過渡安定度がらくな場合は、Eを
大きくして経済性を優先させることが可能である。
Next, the preventive control method according to claim 2 of the present invention, in which the second term on the right side of the equation (6) is calculated from the output command value of the ELD calculation in order to improve the transient stability. This is a penalty term for changing the actual output of the generator, and by changing the weighting coefficient E, the balance between transient stability and economic efficiency can be adjusted. For example, when the transient stability is severe, the weighting factor E is reduced to give priority to the improvement of the transient stability. On the contrary, when the transient stability is low, E can be increased to give priority to economic efficiency.

【0020】更に、本発明の[請求項3]に係る予防制
御方法について説明すると、の動態安定度条件を考慮
するためには、発電機出力の調整により、動態安定度が
不安定にならない、即ち、電力動揺に対応する固有値の
実部が常に負という制約条件を加えれば良いことにな
る。具体的に定式化すると(7) 式となる。
Further, the preventive control method according to [Claim 3] of the present invention will be described. In order to consider the dynamic stability condition of, the dynamic stability does not become unstable by adjusting the generator output. That is, it is only necessary to add a constraint condition that the real part of the eigenvalue corresponding to the power fluctuation is always negative. Specifically, the formula becomes (7).

【数6】 ここで、σK (0) :K番目の電力動揺固有値の発電機調
整前の値。 αKj :上記固有値に対するj番目の発電機の感度係
数。 以上により問題は(2) ,(3) 及び(7) 式の制約条件のも
とに、(6) 式を最小化する発電機出力PINj を求める非
線形計画問題に定式化された。その解は、汎用的な非線
形計画プログラムにより解くことができる。
[Equation 6] Here, σ K (0): a value of the Kth power fluctuation eigenvalue before the generator adjustment. α Kj : Sensitivity coefficient of the j-th generator with respect to the above eigenvalue. From the above, the problem was formulated into a nonlinear programming problem for finding the generator output P INj that minimizes Eq. (6) under the constraints of Eqs . (2), (3), and (7). The solution can be solved by a general-purpose nonlinear programming program.

【0021】次に、経済性を考慮するための重み係数E
の計算方法について説明する。一般に、過渡安定度は付
加の総需要が大きくなほど厳しくなる。これは、負荷の
増大に伴ない発電機出力が大きくなるためで、通常、発
電機出力が大きくなると事故による加速エネルギーが増
大し過渡安定度が悪化する。そこで、総需要が大きい場
合は過渡安定度が厳しいと考え、重み係数Eを小さくし
過渡安定度を優先させ、逆に総需要が小さい場合は過渡
安定度はらくであると考えて重み係数Eを大きくするこ
とが有効である。これは、重み係数Eを総需要Dの関数
で表わすことにより実現できる。関数の一例を考えると
(8) 式となる。
Next, the weighting factor E for considering the economical efficiency
The calculation method of will be described. In general, the transient stability becomes more severe as the total demand for addition increases. This is because the generator output increases as the load increases, and normally, when the generator output increases, the acceleration energy due to an accident increases and the transient stability deteriorates. Therefore, when the total demand is large, the transient stability is considered to be severe, so that the weighting factor E is reduced to give priority to the transient stability, and conversely, when the total demand is small, the transient stability is easy, and the weighting factor E is considered to be easy. It is effective to increase. This can be realized by expressing the weighting factor E as a function of the total demand D. Consider an example of a function
It becomes formula (8).

【0022】[0022]

【数7】 ここで、Dmax :当該年度に予想される最大総需要。 e :重み係数Eの固定分。 C :予め設定される定数。 (8) 式において、n=3,e=0.0 ,C=0.1 とする
と、総需要Dと重み係数Eの関係は図2となる。図2に
おいて、横軸は当該年度の予想最大需要で正規化した総
需要値である。
[Equation 7] Here, D max : maximum total demand expected in the year. e: a fixed amount of the weighting factor E. C: A constant set in advance. Assuming that n = 3, e = 0.0 and C = 0.1 in the equation (8), the relationship between the total demand D and the weighting coefficient E is shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis is the total demand value normalized by the expected maximum demand for the year.

【0023】最後に、動態安定度制約を考慮するための
発電機出力の固有値実部の感度係数αKjの算出方法につ
いて説明する。動態安定度解析のための系統モデルは運
転点の近傍で線形近似した線形モデルを使用する。この
モデルの安定性を判定する手法としては固有値解析法が
従来から用いられている。しかし系の次元が大きく、
又、解析ケースの多い場合には計算時間がかかり過ぎる
ため、直接この手法はオンライン計算には使用できな
い。一方、系のパラメータ、例えば発電機出力などが変
化したとき、対象とする系の固有値がどのように変化す
るかを解析する手法として固有値の感度解析法が提案さ
れている(例えば、J.E.Van Nees 他
“Sensitivities of Large-Loop contorol Systems”、
IEEE Trans on Automatic c
ontrol、Vol.10、308〜315ページ、
July、1965)。
Finally, a method of calculating the sensitivity coefficient α Kj of the eigenvalue real part of the generator output for considering the dynamic stability constraint will be described. The system model for dynamic stability analysis uses a linear model that is linearly approximated near the operating point. The eigenvalue analysis method has been conventionally used as a method for determining the stability of this model. However, the dimension of the system is large,
Further, this method cannot be directly used for online calculation because the calculation time is too long when there are many analysis cases. On the other hand, an eigenvalue sensitivity analysis method has been proposed as a method for analyzing how the eigenvalue of a target system changes when a system parameter such as a generator output changes (for example, J.E. . Van Nees and others
“Sensitivities of Large-Loop contorol Systems”,
IEEE Trans on Automatic c
ontrol, Vol. 10, pages 308-315,
July, 1965).

【0024】この手法によれば、固有値計算は1つの運
転点に対して基本的に1回のみでよい。パラメータの変
化に対する固有値の変化[Δλ]は、
According to this method, the eigenvalue calculation basically needs to be performed only once for one operating point. The change in eigenvalue with respect to the change in parameter [Δλ] is

【外1】 (b) [A]の固有ベクトル[W]と、転置行列[A]t
の固有ベクトル[V]。を用いて算出できるので、その
パラメータの影響が比較的簡単に求めることができる。
[Outer 1] (b) Eigenvector [W] of [A] and transposed matrix [A] t
Eigenvector [V] of. Since it can be calculated using, the influence of the parameter can be obtained relatively easily.

【0025】図3にこの手法を用いた発電機出力の固有
値実部に対する感度係数の算出手順を示す。図3におい
て、ステップS21〜S24は感度計算の準備部分である。
即ち、ステップS21にて現在の電力潮流分布状態を決定
する潮流計算を行ない、この潮流計算計画に基づいてス
テップS22にて系統の係数行列[A]D を作成する。次
にステップS23にて固有値計算より夫々[A]D の固有
値λKo,K=1〜n(nは次元)と各固有値にて対する
固有ベクトル[WK ],K=1〜nと、転置行列[A]
t の固有ベクトル[VK ],K=1〜nを求める。ステ
ップS25〜S31は各発電機ごとに繰返し計算する感度解
析の部分である。即ち、ステップS25,S26では対象発
電機jを設定し、その出力を単位量ΔPj変化させた場
合の潮流分布を決定するための潮流計算を行なう。ステ
ップS27ではステップS26での潮流計算結果に基づいて
発電機出力変更後の系統の行列[A]1 を作成する。
FIG. 3 shows the procedure for calculating the sensitivity coefficient for the real part of the eigenvalue of the generator output using this method. In FIG. 3, steps S21 to S24 are preparations for sensitivity calculation.
That is, in step S21, the power flow calculation for determining the current power flow distribution state is performed, and the coefficient matrix [A] D of the system is created in step S22 based on this power flow calculation plan. Next, in step S23, the eigenvalue calculation calculates the eigenvalues [A] D of eigenvalues λ Ko and K = 1 to n (n is a dimension) and eigenvectors [W K ] and K = 1 to n corresponding to each eigenvalue, and the transposed matrix [A]
An eigenvector [V K ] of t , K = 1 to n is obtained. Steps S25 to S31 are a part of the sensitivity analysis which is repeatedly calculated for each generator. That is, in steps S25 and S26, the target generator j is set, and the power flow is calculated to determine the power flow distribution when the output is changed by the unit amount ΔP j . In step S27, the system matrix [A] 1 after the generator output is changed is created based on the power flow calculation result in step S26.

【0026】次にステップS28にて発電機出力変更に伴
なう係数行列[A]の変化分[ΔA]を計算する。これ
を用いてステップS29にて固有値λK ,K=1〜nの変
化予測値ΔλK (ΔσK +jΔωK ),K=1〜nを計
算する。これが求まれば、その実部を用いてステップS
30にて発電機出力の固有値感度αKjが求められる。そし
て、最後にステップS31にて全発電機の処理が終了した
か否かを判断し、終了していなければステップS25へ戻
り、ステップS25〜S30までの処理を繰返す。全発電機
の処理が終了すれば図3の固有値感度係数の算出処理は
完了する。
Next, in step S28, the change [ΔA] of the coefficient matrix [A] due to the generator output change is calculated. Eigenvalues at step S29 by using the λ K, K = 1~n changes predicted value Δλ K (Δσ K + jΔ ωK ), calculates the K = 1 to n. If this is found, the real part is used to perform step S
At 30, the eigenvalue sensitivity α Kj of the generator output is obtained. Finally, in step S31, it is determined whether or not the processing of all the generators is completed. If not completed, the processing returns to step S25, and the processing of steps S25 to S30 is repeated. When the processing of all generators is completed, the calculation processing of the eigenvalue sensitivity coefficient of FIG. 3 is completed.

【0027】以上述べたように本実施例によれば、事故
中の加速エネルギーの発電機間のアンバランス分AE値
を最小とする目的関数に、経済負荷配分(ELD)計算
より得られた発電機の出力指令値からの変更分の2乗和
に、負荷の総需要により変動する重み係数を乗じた関数
をペナルティ項として付加すると共に、電力系統の動態
安定度が安定であるという制約条件を追加したので、こ
れを非線形計画法により解くことにより、系統運用の信
頼性と経済性のバランスが良く取れた過渡安定度の予防
制御量を算出することができる。なお、本発明は上述し
た実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更し
ない範囲で種々に変更して実施することが可能である。
例えば、目的関数のペナルティ項の重み係数Eの計算式
((8) 式)を変更することなどである。
As described above, according to the present embodiment, the electric power generated by the economic load distribution (ELD) calculation is used as the objective function that minimizes the unbalanced AE value between the generators of the acceleration energy during an accident. A function that multiplies the sum of squares of changes from the output command value of the machine by a weighting coefficient that fluctuates according to the total load demand is added as a penalty term, and a constraint condition that the dynamic stability of the power system is stable is added. Since this is added, by solving this with a non-linear programming method, it is possible to calculate the preventive control amount of transient stability in which the reliability and economic efficiency of system operation are well balanced. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, changing the calculation formula (Formula (8)) of the weighting factor E of the penalty term of the objective function.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば系
統運用の信頼性(過渡安定度と動態安定度の維持)と経
済性(発電コストの最小化)の双方を、系統状態に応じ
てバランス良く考慮することができる電力系統過渡安定
度の予防制御方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, both reliability of system operation (maintaining transient stability and dynamic stability) and economic efficiency (minimization of power generation cost) are adjusted depending on the system state. Thus, it is possible to provide a preventive control method for the transient stability of the power system, which can be considered in good balance.

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

【図1】本発明による電力系統過渡安定度の予防制御方
法を説明するための一実施例を示す全体の流れ図。
FIG. 1 is an overall flow chart showing an embodiment for explaining a preventive control method of power system transient stability according to the present invention.

【図2】図1におけるペナルティ項の重み係数を変動さ
せる方法の一例を示すための図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a method of changing a weighting factor of a penalty term in FIG.

【図3】図1における固有値の感度係数を算出するため
の処置の流れ図。
3 is a flow chart of a procedure for calculating a sensitivity coefficient of an eigenvalue in FIG.

【図4】従来の予防制御方法を説明するための流れ図。FIG. 4 is a flowchart for explaining a conventional preventive control method.

【図5】従来の予防制御方法を説明するための流れ図。FIG. 5 is a flowchart for explaining a conventional preventive control method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ステップS1 系統状態データ収集部 ステップS2 想定外乱設定部 ステップS3 故障計算部 ステップS4 AE値計算部 ステップS5 過渡安定度判定部 ステップS6 不安定想定外乱登録部 ステップS7 全想定外乱の過渡安定度判定が終了した
か否かの判定部 ステップS8 想定外乱の中に不安定ケースがあるか否
かの判定部 ステップS9 不安定想定外乱に対する故障計算部 ステップS10 経済負荷配分(ELD)計算の結果入力
部 ステップS11 目的関数のペナルティ項の重み係数計算
部 ステップS12 固有値及び固有値感度計算部 ステップS13 非線形計画法による発電機出力計算部 ステップS14 予防制御量としての発電機の出力調整量
算出部 ステップS15 系統運用者による制御実施部
Step S1 System state data collection unit Step S2 Expected disturbance setting unit Step S3 Failure calculation unit Step S4 AE value calculation unit Step S5 Transient stability determination unit Step S6 Unstable expected disturbance registration unit Step S7 Transient stability determination of all assumed disturbances Judgment unit for determining whether or not it has ended Step S8 Judgment unit for determining whether or not there is an unstable case in the assumption disturbance Step S9 Failure calculation section for unstable assumption disturbance Step S10 Economic load distribution (ELD) calculation result input section Step S11 Weighting factor calculation part for penalty term of objective function Step S12 Eigenvalue and eigenvalue sensitivity calculation part Step S13 Generator output calculation part by nonlinear programming Step S14 Output adjustment amount calculation part of generator as preventive control amount Step S15 System operator Control execution section by

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力系統の過渡安定度を予め設定された
想定外乱について評価し、不安定な想定外乱があった場
合は、予防制御量として、発電機出力の調整量を数理計
画法を用いて算出する過渡安定度の予防制御方法におい
て、事故中の加速エネルギーの発電機間のアンバランス
分を最小とする目的関数に経済負荷配分計算により得ら
れた発電機の出力指令値からの変更分の2乗和をペナル
ティ項として追加したことを特徴とする電力系統過渡安
定度の予防制御方法。
1. The transient stability of a power system is evaluated for preset assumed disturbances, and if there are unstable assumed disturbances, the amount of adjustment of the generator output is used as a preventive control amount using mathematical programming. In the preventive control method of transient stability calculated by the following, the change amount from the output command value of the generator obtained by the economic load distribution calculation to the objective function that minimizes the unbalanced portion of the acceleration energy during the generator between accidents The preventive control method for the transient stability of the power system, wherein the sum of squares of is added as a penalty term.
【請求項2】 請求項1記載の電力系統過渡安定度の予
防制御方法において、前記ペナルティ項に重み係数を乗
じ、負荷の総需要に応じて可変とすることを特徴とする
電力系統過渡安定度の予防制御方法。
2. The power system transient stability control method according to claim 1, wherein the penalty term is multiplied by a weighting coefficient to make it variable according to the total load demand. Preventive control method.
【請求項3】 請求項1記載の電力系統過渡安定度の予
防制御方法において、電力系統の動態安定度が安定であ
るという制約条件を付加したことを特徴とする電力系統
過渡安定度の予防制御方法。
3. The preventive control method for power system transient stability according to claim 1, wherein a constraint condition that the dynamic stability of the power system is stable is added. Method.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022259738A1 (en) * 2021-06-07 2022-12-15 株式会社日立製作所 Power supply-demand plan creation device and method

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