JPH09512698A - 送電系統のための電圧安定性の確実性の評価を実行する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数のバス及びそれに接続された複数の無効性蓄積源を有する送電系統の領域に対し電圧安定性の確実さの評価を実行する方法が提供される。複数のバスは、複数の電圧制御エリアにグループ分けされ、各電圧制御エリア内の各バスが、それに対応する無効電力対電圧の関係の最小値において、実質的に同様の無効性限界及び電圧をを有するようにする。少なくとも１つの電圧制御エリアの各々に対して、対応する無効性蓄積容器が決定される。各無効性蓄積容器は、送電系統の所定の動作点で枯渇した無効性蓄積の尺度に基づいて選択された少なくとも１つの無効性蓄積源より成る。複数の単一不測事態の各々に応答して各無効性蓄積容器の対応する量を計算することにより単一不測事態の分析が実行される。上記の対応する量は、無効性蓄積容器内の無効性蓄積の減少を表す。上記対応する量が所定のスレッシュホールドを越えるような単一不測事態を用いて、各々の無効性蓄積容器に対し、多数の不測事態の分析が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】 送電系統のための電圧安定性の確実性の評価を実行する方法発明の分野 本発明は一般に送電系統のプランニングに係り、より詳細には、送電系統のた めの電圧安定性の評価を実行する方法に係る。先行技術の説明 送電系統には多数の潜在的な電圧不安定性の問題が生じる。これら不安定性の 問題の幾つかは、電力を利用顧客に配電するのに使用される配電系統に生じる。 これら配電系統の電圧不安定性の問題の多くの原因は、長年にわたって存在する もので、それらの原因と解決策は公知である。 発電ステーションから負荷センターへ大量の電力を搬送するのに使用される送 電系統には、別の問題が生じる。これら安定性の問題は、施設の停電、短絡事故 の処理、及び送電網における負荷電力又はエリア間電力転送の増加といった原因 で発生する。これら送電系統の電圧不安定性の問題の多くは、近年になって生じ たものである。これら不安定性の問題は、発電ステーションが負荷センターから 離れたところに位置するために電圧制御の有効性が制限され、電力会社が独立し た電力発生装置や他の電力会社によりそれらの送電系統にわたって電力搬送でき るようにすることが要求され、更に、必要な送電網の建設を躊躇させるといった 最近の傾向により生じる。 電圧崩壊として知られているゆっくりと広がる制御不能な電圧の減少は、送電 系統の電圧不安定性の特定の形式である。電圧崩壊は、発電機がそれらの界磁電 流限界に到達してそれらの励磁電圧制御システムを動作不能にするときに発生す る。電圧崩壊は、最近、世界中の多くの国々で大停電を引き起こしている。 電力系統に電圧崩壊が生じるおそれを減少し、そして更に一般的には電力系統 の安定性を改善するために、多数の電力会社によってシステムのプランニングが 実行される。第１に、電力系統の基本的な要素及びそれらの相互接続を表す数学 モデルが構成される。これらの基本的な要素は、発電ステーション、変圧器、送 電線、及び無効性蓄積源(sources of reactive reserves)、例えば、同期電圧コ ンデンサ及びキャパシタバンクを含む。次いで、システムの安定性を分析するた めの種々の計算技術が、適当にプログラムされたコンピュータを用いて実行され る。この分析に基づき、提案された改善策が、電圧安定性の確実性を向上するた めの特別な仕方で公式化される。数学的モデルは、これらの提案された改善策に 基づいて更新し、得られるシステム安定性の確実さを分析できるようにされる。 所定の設計目的を達成する改善策が、次いで、実際の電力系統において物理的に 実施される。システムプランニングのプロセスは、状況の変化に鑑み定期的に実 行しなければならないという点で連続的である。 数学的に言えば、電圧崩壊は、送電系統の数学的モデルに関連した平衡方程式 が独特の局部的な解をもたないときに発生する。これは、局部的な解が存在しな いか又は多数の解が存在するときに生じる。平衡方程式がもはや解又は独特の解 をもたない点は、電力系統のある物理的な限界又は制御能力限界にしばしば関連 している。 古典的な電圧不安定性への近似を評価するための現在の方法は、負荷の流れの ヤコビアンが特異点条件にいかに接近してるかの尺度に基づいている。というの は、特異な負荷の流れのヤコビアンは、独特の解がないことを意味するからであ る。これら近似尺度は、（ｉ）ゼロに接近する最小の固有値、（ii）最小の特異 値、（iii）種々の感度マトリクス、（iv）無効性電力流−電圧レベル（Ｑ−Ｖ） 曲線限界、（ｖ）有効電力流−電圧レベル（Ｐ−Ｖ）曲線限界、及び（vi）負荷 の流れのヤコビアン特異点の固有値近似尺度を含む。 固有値及び最小特異値方法は、電圧不安定性の実際の位置及び原因の指示性に 欠けるという点で欠点がある。更に、これらの方法は、電圧不安定性の原因、並 びに電圧安定性の確実さを向上するに必要な改善の位置及び形式に関して誤った 結果を招くことが知られている。更に、固有値及び最小特異値方法のための計算 の必要性は比較的高い。感度マトリクス方法でも、非常に非直線的な不連続プロ セスに対し直線的に増加する尺度であることから、固有値及び特異値方法と同じ 多数の困難さが生じる。 古典的な電圧不安定性への近似を評価するのに使用する方法には関わりなく、 多くの電力会社により使用されている既存の方法は、電圧不安定性の問題が１つ しかないことを仮定している。更に、１つの配電無効電力負荷パターンテストが １つの電圧不安定性の問題を検出すると仮定している。 電圧制御エリアは、電力系統において電気的に分離されたバスグループとして 定義されることが知られている。各電圧制御エリアにおける無効性の蓄積源は、 二次電圧制御を介して分配され、発電機又は発電ステーションが電圧制御エリア における他の全ての発電機の前に蓄積を消耗しないようにすることができる。こ の二次電圧制御は、古典的な電圧不安定性を防止するのに有効であるが、既に定 義されている電圧制御エリアは、バスグループがもはや分離されないように元々 存在する送電グリッドが改善されたときには、もはや有効でなくなる。この解決 策の更に別の欠点は、各電圧制御エリアを制御するための無効性蓄積がその電圧 制御エリア内に制限されることである。 １つ以上の密接結合された発電機Ｐ−Ｖバスのグループとして定義された電圧 ゾーンを、相互にサポートする負荷バスの組の結合体と一緒に使用する方法も知 られている。このような方法においては、受け入れられる電圧レベルを維持する ための無効性供給の量が制御される。しかしながら、この解決策の欠点は、電圧 安定性限界を電圧に関して特徴付けしても、古典的な電圧崩壊に対して保護する ことにならないことである。 潜在的な電圧不安定性の問題を位置付ける現在の工学的方法は、全ての単一ラ イン停電の不測事態をシュミレーションし、そして電圧不安定性を生じるものと して解けないものを識別することを含む。しかしながら、解の欠如は、電圧不安 定性を保証するものではなく、解の欠如が生じる理由は、負荷の流れのニュート ン・ラフソンベースのアルゴリズムが、特定の出発解から収斂するように保証さ れず、出発点が解に充分に接近するときだけ収斂し；負荷の流れの収斂は、解が 分岐点に接近している場合にはシステムが解に接近したときでも保証されず；丸 めエラーが負荷の流れの収斂に影響し；そして分路素子の切り換え、或いは発電 機又はラインの停電による不連続な変化が、負荷の流れのアルゴリズムが解へ収 斂するかどうかに大きく影響し得るからである。全ての単一停電に対する収斂し た解は、分岐がないことしか指示しない。収斂した解の不存在が電圧不安定性に より生じることを立証するよう試みるためには、相当の人力及び計算処理時間が 必要となる。１つのこのような方法において、収斂した解の不存在は、あるバス に無限の無効性供給をもつ偽の発電機を追加して、収斂した負荷の流れの解を得 ることができれば、電圧崩壊によるものであると決定される。この方法は、フー ルプルーフではない上に、電圧不安定性の原因も、それがどこに生じたかも指示 しない。 しかしながら、現在の方法は、送電系統に生じ得る多数の異なる電圧安定性の 問題の全てを識別することはできない。非常に定常的な動作の変化或いはシステ ムの遠隔領域におそらく意味のない不測事態が生じた後に別の不測事態が生じる と、電圧不安定性が生じることになる。更に、電圧不安定性は、システムの多数 の異なるサブ領域にも生じることがある。現在の方法は、特定の電圧安定性の問 題の原因を識別するための診断的手順、並びに電圧不安定性の問題を防止するた めの系統的及びインテリジェントな改善手順が欠如している。発明の要旨 上記した理由で、電圧不安定性の問題の潜在的な場所を識別すると共に、電圧 不安定性のおそれを低減するための修正手段を決定する方法が必要とされる。 従って、本発明の目的は、送電系統において潜在的な電圧不安定性の問題を決 定するための改良された方法を提供することである。 本発明の別の目的は、送電系統において電圧不安定性を生じる単一の不測事態 を識別する方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、送電系統において電圧不安定性を生じる多数の不測 事態、転送パターン及びレベル、並びに負荷パターン及びレベルを識別する方法 を提供することである。 上記目的を達成するために、本発明は、複数のバス及びそれに接続された複数 の無効性蓄積源を有する送電系統の領域に対して不測事態の分析を実行する方法 を提供する。複数のバスは、複数の電圧制御エリアにグループ分けされ、各電圧 制御エリア内の各バスが同様の対応する無効電力対電圧の関係を有するようにさ れる。少なくとも１つの電圧制御エリアの各々に対する対応する無効性蓄積容器 (reactive reserve basin)が決定される。各無効性蓄積容器は、電力系統の所定 の動作点に枯渇した無効性蓄積の尺度に基づいて選択された少なくとも１つの無 効性蓄積源を備えている。単一不測事態の分析は、複数の単一不測事態の各々に 応答して各無効性蓄積容器ごとに対応する量を計算することにより実行される。 この対応する量は、無効性蓄積容器内の無効性蓄積の減少を表す。多数の不測事 態の分析は、対応する量が所定のスレッシュホールドを越えるような単一不測事 態に基づいて各無効性蓄積容器に対して実行される。 更に、本発明は、複数のバス及びそれに接続された複数の無効性蓄積源を有す る送電系統の領域に対して電圧安定性の評価を実行する方法を提供する。複数の バスは、複数の電圧制御エリアにグループ分けされ、各電圧制御エリア内の各バ スが同様の対応する無効電力対電圧の関係を有するようにされる。電圧制御エリ アの少なくとも１つであって、その中のバスの電圧が、対応する無効電力対電圧 の関係の最小値において電圧スレッシュホールドを越えるような電圧制御エリア が選択される。少なくとも１つの電圧制御エリアの各々に対し、対応する無効性 蓄積容器が決定され、無効性蓄積容器は、送電系統の所定の動作点に枯渇した無 効性蓄積の尺度に基づいて選択された少なくとも１つの無効性蓄積源を備えてい る。単一不測事態の分析は、複数の単一欠陥不測事態の各々に応答して各無効性 蓄積容器ごとに対応する量を計算することにより実行され、対応する量は、無効 性蓄積容器内の無効性蓄積の減少を表し、そして複数の単一不測事態は、少なく とも１つの単一発電機停電及び少なくとも１つの単一ライン停電を含む。対応す る量が所定のスレッシュホールドを越える単一不測事態が選択される。複数の転 送及び負荷パターンをもつ単一及び多数の不測事態に対する電圧安定性が評価さ れ、単一及び多数の不測事態は、選択された単一不測事態に基づく。 上記及び他の目的、特徴及び効果は、添付図面を参照した以下の詳細な説明よ り容易に明らかとなろう。図面の簡単な説明 図１は、本発明の方法により不測事態の分析を実行するためのフローチャート である。 図２は、本発明の方法によりバスを電圧制御エリアにグループ分けするフロー チャートである。 図３は、本発明の方法により無効性蓄積容器を決定するためのフローチャート である。 図４は、本発明の方法により単一不測事態の分析を実行するためのフローチャ ートである。 図５は、本発明の方法により多数の不測事態の分析を実行するためのフローチ ャートである。 図６は、本発明の方法により電圧制御エリアを決定するためのフローチャート である。 図７は、本発明の方法により不測事態の選択を実行するためのフローチャート である。 図８は、本発明の方法により無効性蓄積容器の確実性の評価を実行するための フローチャートである。 図９は、本発明の方法により無効性蓄積容器の頑丈さを実証するためのフロー チャートである。 図１０は、本発明の方法により安定性の確実さの評価を実行すためのフローチ ャートである。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明の方法は、多数の不測事態の分析を実行するのに使用される単一の不測 事態をインテリジェンス的に選択することにより従来の確実さの評価方法及びシ ステムの欠点を克服する。より詳細には、多数の不測事態の分析を実行するのに 使用される単一の不測事態は、無効性蓄積容器として知られている送電系統の領 域において無効性蓄積の減少に基づいて選択される。更に、本発明の方法は、制 御能力の欠落が潜在的な電圧不安定性の問題の形跡を与えるようなハイアラーキ 制御構造を提供する。 一般に、本発明の方法は、１つ以上の電力会社の充分に分離された区分に影響 を及ぼす完全に独立した電圧安定性の問題を識別することができる。充分にコヒ レントなグループにおいていずれかのバスで計算されたＱ−Ｖ曲線が同じ形状の 最小の無効性蓄積容器を有するときに独特の電圧安定性の問題が生じる。ある重 要な電圧制御エリアにおいて計算されたＱ−Ｖ曲線の最小値に到達する際にほぼ 全ての無効性蓄積を消耗する無効性供給装置を有する隣接電圧制御エリアは、そ の重要な電圧制御エリアに対する無効性蓄積容器である。多数の電圧制御エリア における無効性蓄積を使い尽くしたときに、グローバルな電圧安定性の問題が生 じる。異なる電圧安定性の問題に対するグローバルな無効性蓄積容器は同じ電圧 制御エリアをいずれも含まない。各々のグローバルな電圧安定性の問題は、その 無効性蓄積容器に属する無効性供給装置の独特な非重畳組により防止される。 各々のグローバルな安定性の問題に対し、大きな１組の局部的安定性の問題が ネスト状に配される。次いで、各々の局部的安定性の問題は、それに関連した異 なる無効性蓄積容器を有する。しかしながら、これらの局部的な無効性蓄積容器 は重畳する。その結果、発電機、切り換え可能な分路キャパシタ又はＳＶＣが多 数の局部的な無効性蓄積容器に属するおそれが存在する。 電圧制御エリアにおける無効性蓄積が尽きたときに、その電圧制御エリアが属 する全ての無効性蓄積容器は、電圧不安定性に向かう著しい段階的な変化を受け る。不測事態又は動作の変化により全ての電圧制御エリアにおいて全ての無効性 蓄積を使い尽くす局部的な無効性蓄積容器は、その不測事態又は動作の変化が、 その無効性蓄積容器を決定するためにＱ−Ｖ曲線が計算された重要な電圧制御エ リアに直接的に衝撃を及ぼす限り、電圧不安定性を経験する局部的な無効性蓄積 容器となる。局部的な無効性蓄積容器における全ての電圧制御エリアの全ての無 効性蓄積が尽きると、その重要な電圧制御エリアに対し電圧不安定性が生じる。 というのは、その重要な電圧制御エリアは、不測事態又は動作の変化に対抗する のに必要な全ての無効性供給を得ることができないからである。ここで使用する 「不測事態」とは、装置の損失（例えば、発電機、送電線又は変圧器の）或いは 短絡（通常は欠陥不測事態と称する）による送電系統の予期しない個別の変化で ある。 局部的に最も影響を受け易い電圧制御エリア及び無効性蓄積容器は、グローバ ルな無効性蓄積容器にも属しているほとんど各々の局部的な無効性蓄積容器に属 するものである。この局部的に最も影響を受け易い無効性蓄積容器は、比較的小 さな蓄積を有するもので、これは、グローバルな無効性蓄積容器のサブセットで ある局部的な無効性蓄積容器を有するほとんど各々の局部的に重要な電圧制御エ リアについて計算されたＱ−Ｖ曲線のストレステストに対して迅速に尽きる。こ のような局部的に最も影響を受け易い無効性蓄積容器は、システム改善の焦点で なければならない。 局部的な電圧安定性の問題は、不測事態又は動作の変化によって生じるもので あって、分散する局部的な電圧安定性の問題からのみ頻繁に発生するグローバル な電圧安定性の問題ではない。一般に、局部的に最も影響を受け易いものだけで なく、このような全ての局部的な電圧安定性の問題に対処しなければならない。 というのは、局部的に最も影響を受け易いものを含む各々の局部的安定性の問題 は、重要な電圧制御エリアに関連した無効性蓄積の減少又は部分的な遮断を生じ させる異なる不測事態又は動作の変化によって生じることがあるからである。 より詳細には、本発明の方法は、Ｑ−Ｖ曲線テストを使用し、制御能力の欠如 が明らかなときに電圧不安定性が生じることを指示するハイアラーキ制御構造を 決定する。多数の不測事態の分析の実行が、図１のフローチャートに示されてい る。多数の不測事態の分析は、複数のバス及びそれに接続された複数の無効性蓄 積源を有する電力系統の領域に対して実行しなければならない。 ブロック１００において、複数のバスは、各バスに対する対応する無効電力対 電圧の関係に基づいて電圧制御エリアにグループ分けされる。より詳細には、各 電圧制御エリアは、グループ内のいずれかのバスに無効性負荷を追加すると、形 状及び大きさがほぼ同一のＱ−Ｖ曲線が生じるようなコヒレントなバスグループ として定義される。その結果、各電圧制御エリアは、増加的な局部的無効性供給 問題により生じる独特の電圧不安定性を有する。 ブロック１０２において、少なくとも１つの電圧制御エリアの各々に対し対応 する無効性蓄積容器の決定が行われる。各無効性蓄積容器は、電力系統の所定の 動作点に枯渇した無効性蓄積を表す量に基づいて選択された少なくとも１つの無 効性蓄積源を備えている。無効性蓄積容器内に含まれた少なくとも１つの無効性 蓄積源は、対応する電圧制御エリアに対し１組の安定制御を形成する。電力系統 の所定の動作点は、Ｑ−Ｖ曲線の最小値であるのが好ましい。又、電圧制御エリ アの全蓄積は、電圧制御エリアの無効源が無効性蓄積容器に追加される前に、あ る割合だけ及び／又はあるレベルより低く枯渇されるのが好ましい。 単一の不測事態の分析は、ブロック１０４により実行される。より詳細には、 複数の単一不測事態の各々に応答して枯渇された無効性蓄積を表す量が計算され る。これらの単一不測事態は、単一ライン停電及び単一発電機停電を含む。単一 不測事態分析で計算された情報を用いて、多数の不測事態の分析がブロック１０ ６で実行される。分析のために選択される多数の不測事態は、対応する無効性蓄 積の枯渇量が所定のスレッシュホールドを越えるような少なくとも２つの単一不 測事態を含む。多数の不測事態の分析は、少なくとも１つの無効性蓄積容器に対 して実行される。 図２のフローチャートは、本発明によりバスを電圧制御エリアにグループ分け するところを示す。電圧制御エリアは、グループの任意のバスにおいて計算され たＱ−Ｖ曲線がそのＱ−Ｖ曲線の最小値において実質上同一の電圧及び無効性限 界を有するようなコヒレントなバスグループとして定義される。更に、電圧制御 エリアの任意のバスにおいて計算されたＱ−Ｖ曲線の形状及び傾斜は、ほぼ同一 でなければならない。上記定義に基づき、電圧制御エリアは、コヒレントなグル ープクラスターアルゴリズムを用いて決定される。クラスターアルゴリズムの制 御パラメータαの初期値は、ブロック１２０において選択される。使用するコヒ レントなグループクラスターアルゴリズムは、除去されるブランチに対する無効 性電力−電圧ヤコビアン素子の和が、パラメータαと無効性電力−電圧ヤコビア ンマトリクスの最大の対角素子との積よりも小さくなるまで、各ネットワークバ スから最も弱い接続を除去することに基づく。特定のαに対して識別される分離 されたバスグループは、そのα値に対するコヒレントなバスグループである。α パラメータに基づいてバスグループを分離するこの段階は、ブロック１２２に示 されている。 ブロック１２０で選択されたαの小さな値に対し、各バスグループが単一バス を構成するまでバスグループが連続的に分割される。これに対し、αがブロック １２０において比較的大きく選択された場合には、全てのバスが１つのバスグル ープに属する。ブロック１２４において、バスグループ内のコヒレンスレベルと バスグループ間の付随するインコヒレンス性は、Ｑ−Ｖ曲線に基づいて検査され る。特に、Ｑ−Ｖ曲線は、各バスクラスターの全てのバスが実質的に同じＱ−Ｖ 曲線最小値を有するかどうか決定するように検査される。Ｑ−Ｖ曲線最小値が実 質的に同じでない場合には、ルーチンの流れがブロック１２０へ戻り、αの新た な値が選択される。Ｑ−Ｖ曲線最小値が実質的に同じである場合には、ルーチン は、復帰ブロック１２６により退出する。 少なくとも１つの電圧制御エリアの各々に対する無効性蓄積容器の決定が図３ のフローチャートに示されている。ブロック１４０において、１組のテスト電圧 制御エリアが選択される。選択されるテスト電圧制御エリアは、隣接するテスト 電圧制御エリアにおいてＱ−Ｖ曲線が計算されるときに、大きな分路容量性供給 又は無効性ロスの増加或いは無効性供給を有するエリアである。ラインの充電、 分路容量性取り消し、直列Ｉ²Ｘの直列無効性ロス、負荷タップチェンジャーの もとにあることによる増加した無効性誘導性又は容量性の分路、或いは切り換え 可能な分路キャパシタ又はリアクタは、電圧制御エリアに無効性ロス又は供給の 増加を生じさせる。Ｑ−Ｖ曲線は、他の電圧制御エリアにおいてＱ−Ｖ曲線が計 算されたときにこれらの条件を満足した各テスト電圧制御エリアにおいて計算さ れる。無効性蓄積容器は、Ｑ−Ｖ曲線がその最小値において大きな電圧及び小さ な無効性限界を有する状態で、重要な電圧制御エリアと称するテスト電圧制御エ リアについてのみ決定される。実際に、Ｑ−Ｖ曲線の最小値は、標準的なニュー トン−ラフソンアルゴリズムを用いて得ることができる。 各々の重要な電圧制御エリアに対し、Ｑ−Ｖ曲線の最小値において所定のスレ ッシュホールドより大きい蓄積の減少を経験する電圧制御エリアがブロック１４ ２において選択される。実際に、所定のスレッシュホールドは、相対的なスケー ルにおいて測定され、１００％未満となるように選択される。１つの実施形態で は、無効性蓄積容器は、Ｑ−Ｖ曲線の最小値までＱ−Ｖ曲線を計算する際に７５ ％より大きい蓄積の減少を経験する電圧制御エリアを備えている。このロジック は、テスト電圧制御エリアに電圧不安定性を生じさせる不測事態又は動作の変化 は、計算された無効性蓄積容器に含まれた電圧制御エリア以外の電圧制御エリア において無効性供給及び電圧制御蓄積の全てを枯渇し得ないという意味で、各々 の無効性蓄積容器が丈夫であることを保証する。 図３のフローチャートにおいて、無効性蓄積容器は、あるスレッシュホールド より大きなＱ−Ｖ曲線電圧最小値及び別のスレッシュホールドより小さい無効性 最小値を有する他のテスト電圧制御エリアにおいてＱ−Ｖ曲線が計算されたとき に、大きな容量性供給を有するか、大きな分路容量性供給の増加を経験するか、 又は誘導性増加を経験することにより、電圧不安定性の影響を受け易いと予想さ れる電圧制御エリアの選択されたサブセットに対してのみ計算される。更に、無 効性蓄積量の使用は、電圧安定性の評価を実用的なものにする累積近似尺度を与 える。というのは、これは、電圧不安定性に対する近似と常に良く相関し且つ不 測事態に対して容易に計算される枯渇性リソースだからである。 このように、多数の電圧制御エリアを有しそしてほぼ分離した独特のグローバ ルな電圧安定性の問題を識別することができる。絶えず発生する電圧安定性の問 題は、全部でなくてもそのほとんどが局部的なものである。更に、多数の局部的 な電圧安定性の問題が各々のグローバルな電圧安定性の問題に関連している。実 際に、局部的な電圧安定性の問題は、実質的にあるグローバルな無効性蓄積容器 のサブセットである局部的な無効性蓄積容器と共に決定される。各々の局部的な 安定性の問題及びそれらの無効性蓄積容器に対して重要な電圧制御エリアを識別 することは、各安定性の問題の位置、どんな無効性蓄積が各々の局部的な安定性 の問題の発生を防止するか、及びなぜ各々の局部的な電圧不安定性が生じるかを 識別する。 更に、ほぼ最大の電圧最大値及びほぼ最小の無効性最小値をもつＱ−Ｖ曲線に 基づき実質上各々の他の局部的な無効性蓄積容器内に存在する局部的に最も影響 を受け易い無効性蓄積容器が決定される。その後、グローバルなそして全ての値 スト状の局部的な無効性蓄積容器に関連した重要な電圧制御エリアにおいて計算 されたＱ−Ｖ曲線に対しその蓄積が迅速に枯渇される。しかしながら、Ｑ−Ｖ曲 線は、最も大きな電圧最小値と最も大きな無効性限界とを有することがあるにも 関わらず、最もあり得べき局部的電圧安定性の問題とはならない。というのは、 系統の離れた低電圧部分に存在するためにその重要な電圧制御エリアに直接的に 衝撃を及ぼす苛酷な不測事態がないからである。これは、各々の局部的な無効性 蓄積容器に対する不測事態の選択を招き、ある電力会社においては、同じ不測事 態がグローバルな全ての局部に影響し、そして他の電力会社においては、異なる 不測事態がグローバルな無効性蓄積容器内の異なる局部に影響するようにする。 単一不測事態の分析の実行が図４のフローチャートに示されている。この単一 不測事態の分析は、各々の重要な電圧制御エリア及びそれに関連した無効性蓄積 容器に対して実行される。ブロック１６０において、単一不測事態がシュミレー ションされる。単一不測事態の特定形式は、単一発電機の停電及び単一ラインの 停電を含む。ブロック１６２では、単一不測事態に対し各無効性蓄積容器におけ る無効性蓄積が計算される。条件ブロック１６４は、シュミレーションされるべ き単一不測事態が更にあるかどうか検査する。もしあれば、ルーチンの流れは、 ブロック１６０へ戻り、別の単一不測事態がシュミレーションされる。シュミレ ーションされるべき単一不測事態が更にない場合には、各無効性蓄積容器におけ る不測事態が、ブロック１６６により枯渇された無効性蓄積に基づいて最小から 最大までランク付けされる。ブロック１６８においては、各電圧制御エリアにお ける蓄積の所定の割合以上を枯渇する単一ライン停電がリストされる。 ブロック１７０において、ある不測事態に対し蓄積の所定の割合以上を枯渇す る各無効性蓄積容器の２つの最も大きな無効性容量の発電機が選択される。これ らの発電機は、発電機リストに入れられる。ブロック１６８及び１７０で形成さ れた２つのリストを用いて、その後の多数の不測事態の分析における多数の不測 事態が形成される。 多数の不測事態の分析の実行が、図５のフローチャートに示されている。ブロ ック１６８で形成された単一不測事態のリストを使用し、ブロック１８０におい て二重ライン停電のリストが形成される。同様に、ブロック１７０で形成された 発電機のリストを用いて、ブロック１８２において二重発電機停電のリストが形 成される。ブロック１８４では、ブロック１６８及び１７０で形成されたリスト からのライン及び発電機停電の組み合わせを用いて、組み合わせリストが形成さ れる。ブロック１８０、１８２及び１８４で形成されたリストに基づく不測事態 の分析がブロック１８６により示されている。 電圧制御エリアを決定するためのソフトウェアが図６のフローチャートに示さ れている。ブロック２００において初期化段階が実行され、当該領域を定義する ために、シードバス、ブランチの数及び最小電圧レベルが選択される。次いで、 ブロック２０２において、Ｑ−Ｖ曲線が実行され、そして当該領域の全てのバス において無効性蓄積容器が決定される。ブロック２０４において、選出手順を用 いて、各バスクラスターの全てのバスにおいて計算されたＱ−Ｖ曲線が実質的に 同じＱ−Ｖ曲線最小値及び無効性蓄積容器を有するところのαが選択される。パ ラメータαは、電圧制御エリアを形成するコヒレントなバスクラスターのサイズ を判断する。αが減少するときに、コヒレントなバスクラスターのサイズは、大 きなα値に対して識別されたコヒレントなバスクラスターの集合を介して増加す る。このサーチ手順は、コヒレントなバスグループ内のバスにおける電圧変化の 差が非常に小さな値から増加しそして擾乱に対する異なるバスグループのバス間 の電圧変化の差がαの減少と共に大きな値へと急激に増加する場所についてユー ザが判断する必要性を排除する。 αのサーチ手順において、αの潜在的な値の境界定めされたインターバルが最 初に選択される。この手順は、あるシードバスに擾乱即ち電圧変化を入れ、そし てこの擾乱により各バスに生じる電圧及び角度の変化を計算する。この手順は、 この境界定めされたインターバルにおいて１０個の等離間されたα値に対しバス クラスターを見つけ、そしてバスグループ内の電圧及び角度変化が次の式を満足 するような最小のα値を見つける。 ΔＶ_j−ΔＶ_i≦ｋ₁ΔＶ_i Δθ_j−Δθ_i≦ｋ₂Δθ_i 但し、ΔＶは電圧変化であり、Δθは角度変化であり、ｉ及びｊはバスグループ 内の２つのバスを表す指数であり、そしてｋ₁及びｋ₂は固定のパラメータである 。 その結果は、電圧制御エリアの全てのバスにおいてＱ−Ｖ曲線を実行すること により電圧制御エリアとして確認され、Ｑ−Ｖ曲線の最小値とＱ−Ｖ曲線の最小 値から得た無効性蓄積容器とが同じになるようにαが適切に選択されたかどうか 確立する。α値が正しく選択されて、Ｑ−Ｖ曲線の最小値と、選択されたバスク ラスターの各バスにおいて計算された無効性蓄積容器とが同じである場合には、 ユーザは、電圧制御エリア及びこれらの電圧制御エリアを得るための適切なα値 を得たことになる。Ｑ−Ｖ曲線の最小値と無効性蓄積容器とが電圧制御エリアの バスに対し同じでないためにα値が正しく選択されなかった場合には、ほぼ同じ Ｑ−Ｖ曲線最小値と無効性蓄積容器とを有するバスクラスターが見つかるまで、 小さなバスクラスターグループを形成する多数の大きなα値を検査することがで きる。従って、このように電圧制御エリアを計算することは、バスクラスター内 のコヒレンスレベルと、バスクラスターにわたるインコヒレンスのレベルの両方 に基づく。 αを見つけるために電圧制御エリアの定義を明確に使用する別の実施形態を構 成することができる。より詳細には、別の実施形態は、できるだけ小さなαの値 をサーチし、即ち最も大きなバスクラスターを形成し、しかも各バスクラスター の各バスにおいて計算されたＱ−Ｖ曲線がほぼ同じＱ−Ｖ曲線最小値及び無効性 蓄積容器を有するように保証するαの値をサーチする。αのサーチは、ある電圧 定格より高いバスと、あるシードバスからのせいぜい３つの回路ブランチである 当該領域のバスクラスターのみに集中される。 図７は、不測事態の選択プログラムのフローチャートである。電圧不安定性に 最も近い特定のテスト電圧制御エリア及びその無効性蓄積容器を生じる不測事態 及び動作の変化に対する不測事態の選択及びランク付けが実行される。不測事態 の選択及びランク付けは、各々の重要な電圧制御エリア及びそれに関連した無効 性蓄積容器について実行される。 ブロック２１０において、単一ライン停電の不測事態がシュミレーションされ る。ブロック２１２において、各無効性蓄積容器における蓄積がその不測事態に 対して計算される。条件ブロック２１４では、シュミレーションされるべき他の 不測事態があるかどうか決定される。シュミレーションされるべき不測事態が皿 にある場合には、この方法の流れは、ブロック２１０へ戻る。シュミレーション されるべき付加的な不測事態がない場合には、ルーチンの流れはブロック２１６ へ進む。 ブロック２１６において、不測事態は、無効性蓄積に基づき各無効性蓄積容器 においてランク付けされる。ブロック２１８では、各電圧制御エリアにおいて蓄 積のＰ％以上を枯渇するライン停電が選択され、リストに入れられる。更に、あ るライン停電に対しその蓄積のＰ％を枯渇する各無効性蓄積容器の最も大きな２ つの無効性容量発電機も選択される。これらの発電機は、別のリストに入れられ る。発電機のリストは、１組の苛酷な単一及び二重の発電機停電不測事態を形成 するのに使用される。ライン停電のリストは、１組の苛酷な単一及び二重のライ ン停電不測事態を形成するのに使用される。発電機及びライン停電のリストは、 ライン停電及び発電ロス不測事態の１組の組合せを形成するのに使用される。 ブロック２２０において、苛酷な単一及び二重の不測事態は、無効性蓄積容器 における無効性蓄積に基づいてシュミレーションされ、ランク付けされる。不測 事態の選択ルーチンは、順次に何回も実行され、特定の無効性蓄積容器が電圧不 安定性をなぜ受け易いかについての全ての情報を得ることができる。最初の実行 は、電圧不安定性を調査すべき１つ以上のエリア或いは１つ以上のゾーン又はエ リアもしくは全システムモデルに全ての単一ライン停電を取り込むことを伴う。 好ましい実施形態では、不測事態の選択ルーチンは、各々の重要な無効性蓄積 容器に対し最悪の５つの不測事態の影響を要約するレポートを出力する。各無効 性蓄積容器の出力は、予めの不測事態の場合における状態の初期の要約を有し、 これは、各々の無効性蓄積容器の電圧制御エリアにおける全てのバスの名前及び 個数と、発電機の無効性供給容量及び蓄積と、同期コンデンサと、要素が配置さ れたバスにおける切り換え可能な分路キャパシタとを含む。 無効性蓄積容器の初期状態が与えられた後に、その無効性蓄積容器に対する５ つの最悪の不測事態が与えられる。各々の不測事態が記述され、そして各々の無 効性蓄積容器の電圧制御エリアの全ての発電機及び切り換え可能な分路キャパシ タにおける無効性供給蓄積が与えられる。特定の無効性蓄積容器に対する電圧制 御エリアの無効性供給蓄積のレポートにおける電圧制御エリアの順序は、Ｑ−Ｖ 曲線の計算中の蓄積枯渇のシーケンスに基づく。電圧制御エリアの順序は、その 無効性蓄積容器の不測事態に対し電圧崩壊が近似されるときに枯渇の程度を指示 する上で助けとなる。無効性蓄積容器の出力レポートに与えられる不測事態の順 序は、最初に報告された最大の割合の減少を生じる不測事態で枯渇された予めの 不測事態の無効性蓄積の割合に基づく。出力レポートに表される無効性蓄積容器 の順序は、その無効性蓄積容器の最悪の不測事態に対する発電機及び切り換え可 能な分路キャパシタの無効性供給の最大の割合の枯渇を経験する無効性蓄積容器 のが最初に報告されるように分類される。 不測事態選択ルーチンは、最初に報告されるべきものであるために電圧不安定 性を経験する無効性蓄積容器をユーザが決定する上で助けとなる。電圧不安定性 を経験する無効性蓄積容器がない場合には、全蓄積における最大の割合の減少の 程度についての無効性蓄積容器の報告が、最も苛酷な不測事態を伴う無効性蓄積 容器の部分的な指示しか与えない。無効性蓄積容器の全無効性蓄積における割合 減少は、系統が電圧不安定性を経験するか又はほぼ経験するときに、無効性蓄積 容器及び最も影響を受け易い無効性蓄積容器における最悪の不測事態の優れた指 示である。蓄積を枯渇する無効性蓄積容器における電圧制御エリアの数と、その 無効性蓄積容器について与えられたリストの終わりに示された電圧制御エリアに おいて無効性蓄積が枯渇されるかどうかの状態は、不測事態が無効性蓄積容器を 電圧不安定性に近づけないときに電圧不安定性への近似を判断する上で有効な指 示である。無効性蓄積の割合減少ではなくて電圧崩壊近似に対する両方の指示を 用いる理由は、各次々の電圧制御エリアが蓄積の枯渇を経験した後にシステムが 電圧不安定性に向かう量子ステップを経験し、そしてその経験が、予めの不測事 態の場合のＱ−Ｖ曲線最小値付近に蓄積を枯渇する電圧制御エリアがほとんどの 不測事態に対しＱ−Ｖ曲線最小値の付近にあることを指示するためである。 不測事態選択ルーチンの別の実施形態は、更に、無効性蓄積容器の電圧制御エ リアとテスト電圧制御エリアとの間の経路に生じる不測事態に対し１組の無効性 蓄積容器電圧制御エリアの蓄積レベルを修正することを含む。このような不測事 態は、ライン停電不測事態によりテスト電圧制御エリアから完全に又は部分的に 切断された予めの不測事態の蓄積容器電圧制御エリアを含まない無効性蓄積容器 をもつことができる。修正された無効性蓄積容器と、予めの不測事態の無効性蓄 積容器から削除すべき電圧制御エリアとを有する不測事態は、両方とも、無効性 蓄積容器の電圧制御エリアが他の苛酷な不測事態に比してほとんど減少を経験し ない不測事態を探すことにより検出できる。これらの不測事態に対し無効性蓄積 容器からこれらの電圧制御エリアを削除することにより、ユーザが判断を行う必 要なく、無効性蓄積容器の無効性蓄積に基づく不測事態のランク付けをより正確 なものにする。 図８には、無効性蓄積容器の確実さの評価の実行がフローチャートで示されて いる。初期化段階がブロック２３０において行われ、選択されたデータが検索さ れる。このデータは、基本的ケースのシュミレーションデータと、αの値と、Ｑ −Ｖ曲線最小値を計算する試みが中止されるところの低電圧限界の値と、無効性 蓄積容器の電圧制御エリアを選択するのに使用される基準とを含む。 ブロック２３２において、各々の重要な電圧制御エリアがそのテストバスと共 に特定される。単一ライン停電、二重ライン停電、単一発電ロス、二重発電ロス 及び組み合わせ不測事態のリストがブロック２３４において読み取られる。 ブロック２３６において、各電圧制御エリアごとに基本的ケースについて特定 された各不測事態に対しＱ−Ｖ曲線が計算される。条件ブロック２３８では、正 のＱ−Ｖ曲線最小値についてのチェックが行われる。Ｑ−Ｖ曲線が正の最小値を 有する場合には、ルーチンの実行が停止される。正のＱ−Ｖ曲線最小値がない場 合には、ルーチンの実行は、ブロック２４０へ進む。 ブロック２４０において、転送パターン及びレベルが読み取られ、そして各々 の不測事態及び電圧制御エリアに対してＱ−Ｖ曲線が計算される。条件ブロック ２４２は、正の最小値をもつＱ−Ｖ曲線があるかどうかチェックする。正の最小 値をもつＱ−Ｖ曲線が存在する場合には、ルーチンの実行が停止される。さもな くば、ブロック２４４において、正のＱ−Ｖ曲線最小値が得られるまで転送レベ ルが増加される。ブロック２４６において、評価を必要とする付加的な転送パタ ーンがある場合には、ルーチンの流れは、ブロック２４０へ戻る。評価を必要と する付加的な転送パターンがない場合には、負荷パターン及びレベルがブロック ２４８において読み取られ、そして各々の不測事態及び電圧制御エリアについて Ｑ−Ｖ曲線が計算される。正の最小値をもつＱ−Ｖ曲線が条件ブロック２５０に より検出された場合には、ルーチンの実行が停止される。さもなくば、ブロック ２５２において正のＱ−Ｖ曲線最小値が得られるまで負荷レベルが増加される。 ブロック２５４において、付加的な転送パターンが評価を必要とする場合には、 ルーチンの流れがブロック２４８へ戻る。評価を必要とする付加的な転送パター ンがない場合には、ルーチンの実行が完了となる。 理想的には、計算された無効性蓄積容器が頑丈である。頑丈さとは、予めの不 測事態のケースにおいてＱ−Ｖ曲線崩壊点で全ての無効性供給及び電圧制御装置 に対して蓄積がほぼ枯渇するのを経験する電圧制御エリアが、単一不測事態、転 送又は負荷パターンの変化の後に、或いはライン停電及び無効性リソースロスの 不測事態の組み合わせの後に、或いはライン停電／無効性リソースロスの不測事 態及び転送又は負荷のパターン変化の組み合わせの後に、Ｑ−Ｖ曲線崩壊点にお いて蓄積の枯渇を経験し得ることを意味する。無効性蓄積容器が頑丈であること を上記定義に基づいて立証することが、図９のフローチャートに示されている。 ブロック２６０において、各々の無効性蓄積容器を形成するＱ−Ｖ曲線を計算 するための重要な電圧制御エリアの１つ以上の特定の無効性蓄積容器及びテスト バスにおいて無効性蓄積を枯渇すると分かっている１組のライン停電不測事態、 リソースロスの不測事態、転送、真の電力負荷パターンの変化、動作の変化及び ライン停電／リソースロスの組み合わせ不測事態がルーチンへの入力として与え られる。これらの入力は、不測事態選択ルーチンの出力から付与することができ る。 ブロック２６２において、指定された無効性蓄積容器に属する電圧制御エリア が、各々の指定の単一又は二重不測事態或いは動作変化に対してＱ−Ｖ曲線及び その最小値を計算することにより決定される。各々の単一又は二重不測事態或い は動作変化に対し重要な電圧制御エリアのテストバスにおいて計算されたＱ−Ｖ 曲線の無効性蓄積容器が、ブロック２６４により、その重要な電圧制御エリアに 対するテーブルへと出力される。このテーブルは、予めの不測事態のケースに対 し重要な電圧制御エリアのテストバスにおいてＱ−Ｖ曲線が計算されたときに、 全ての無効性供給及び電圧制御蓄積がほぼ又は完全に枯渇されない電圧制御エリ アにおいて不測事態又は動作の変化が蓄積を枯渇しないことを確認するのに使用 される。 インテリジェントな電圧安定性の確実さの評価の実行を図１０のフローチャー トにより説明する。この手順は、ブロック２７０において、バスにおいて計算さ れたＱ−Ｖ曲線が同じ形状及び同じ曲線最小値を有すると共に同じ無効性蓄積容 器を有するような電圧制御エリア即ちバスクラスターを決定することを含む。こ れらのバスクラスターは、コヒレンス性に基づいて見つけられ、換言すれば、何 らかの擾乱により電圧制御エリアの全てのバスにおいて同じ電圧及び角度変化が 示される。或いは又、バスクラスターは、制御性、観察性又はモード特性に基づ いて見つけられる。 次いで、テスト電圧制御エリアのバスにおいて計算されたＱ−Ｖ曲線の最小値 において全ての無効性供給を枯渇する電圧制御エリア内の全ての無効性供給リソ ースのサブセットがブロック２７２で決定される。Ｑ−Ｖ曲線の最小値は、一般 に、通常のニュートン・ラフソンアルゴリズムを使用し、ニュートン・ラフソン アルゴリズムを直接適用して最小値以外の解の取得を停止したときに最小値を得 る標準的な手順を用いて得ることができる。 バスが電圧制御エリアに属するための第２の条件は、テスト電圧制御エリアの 各バスにおいて計算したＱ−Ｖ曲線が、同じ１組の電圧制御エリアの同じ無効性 供給リソースをＱ−Ｖ曲線最小値において枯渇することである。Ｑ−Ｖ曲線最小 値において枯渇される系統の無効性供給リソースのサブセットは、その電圧制御 エリアの無効性蓄積容器と称される。Ｑ−Ｖ曲線の傾斜は、無効性蓄積容器の１ つの電圧制御エリアにおける全ての無効性供給蓄積が枯渇されるたびに不連続に 減少する。無効性蓄積容器の電圧制御エリアからテスト電圧制御エリアまでの無 効性供給は、電圧制御エリアの無効性供給装置に関連した１つの電圧制御器がア クティブであってその電圧制御エリアの電圧を保持する限り、維持される。 Ｑ−Ｖ曲線の傾斜の不連続性は、無効性蓄積容器の電圧制御エリアからの無効 性供給のロスによって生じるだけでなく、電圧制御エリアにおける全ての電圧制 御のロスを伴う電圧低下と共に無効性ロスの増加率が増加することによっても生 じる。無効性蓄積容器は、電圧不安定性の影響を受けると予想される電圧制御エ リアの選択されたサブセットのみに対して計算される。電圧崩壊を経験し得る電 圧制御エリアは、隣接電圧制御エリアの無効性蓄積容器を決定するために計算さ れたＱ−Ｖ曲線に対し大きな分路容量性供給を有するか又は大きな無効性ネット ワークロス変化を経験するものを決定することにより、予想される。 更に別の段階は、ブロック２７４において、単一又は多数の不測事態の影響を 最も受け易い無効性蓄積容器及びそれに関連したテスト電圧制御エリアを決定す ることを含む。無効性蓄積容器の全ての無効性蓄積を枯渇することにより電圧崩 壊を生じさせるか、又はその無効性蓄積容器の無効性蓄積の大部分を枯渇するこ とにより無効性蓄積容器を電圧不安定性に最も近づけるような５つの最悪の不測 事態も、ブロック２７６において見つけられる。 無効性蓄積容器の無効性蓄積のＰ％以上を枯渇する単一の最悪ライン停電不測 事態のリストがブロック２８０において形成される。更に、１つ以上のライン停 電不測事態が無効蓄積容器の蓄積のＰ％以上を枯渇するような２つの最大容量の 発電機を各々の無効性蓄積容器から識別することにより、最悪発電機停電不測事 態のリストがブロック２８０において形成される。これらの２つの不測事態のリ ストは、ブロック２８２において、全ての単一ライン停電、全ての単一発電機停 電、全ての二重ライン停電、全ての二重発電機停電、及びライン及び発電機停電 の組み合わせのリストを形成するのに使用される。又、無効性蓄積のＰ％以上が 単一ライン停電によって枯渇されるようなテスト電圧制御エリアのリストも形成 される。 これらのファイルは、指定の各無効性蓄積容器テスト電圧制御エリアごとに、 リストの各不測事態に対し、Ｑ−Ｖ曲線最小値と、無効性蓄積をもつ無効性蓄積 容器電圧制御エリアを計算するのに使用される。リストにおける不測事態の数は 投射された１０個の最悪の不測事態に制限されるのが好ましいが、ユーザは、他 の全ての不測事態を実行することが許される。 ブロック２８４において、異なる転送及び負荷パターンをもつ単一及び多数の 不測事態についての確実さの評価が実行される。転送限界は、各々の予想される 転送パターン（全転送レベルのある割合で発電が増加する発電機のグループと、 全転送レベルのある割合で発電が減少する発電機のグループとで特定された）に 対して決定される。転送レベルは、増分的に増加され、そしてＱ−Ｖ曲線は、全 ての無効性蓄積容器の重要な電圧制御エリア、並びに全ての単一及び多数の不測 事態に対して計算される。各重要な電圧制御エリアの全ての単一及び多数の不測 事態に対する全てのＱ−Ｖ曲線が負のＱ−Ｖ無効性最小値（電圧安定性を意味す る）を有する場合には、全転送レベルが再び増加され、全てのＱ−Ｖが再計算さ れる。このプロセスは、１つのＱ−Ｖ曲線が正のＱ−Ｖ曲線最小値（電圧不安定 性を意味する）をもつまで繰り返される。従って、転送パターンに対する全転送 レベル限界が決定される。転送パターンレベル限界は、各々の予想される転送パ ターンについて計算され、そして１つ以上の単一又は多数の不測事態に対しＱ− Ｖ曲線が正となる無効性蓄積容器が注目される。 １つ以上の不測事態に対し正のＱ−Ｖ曲線最小値を有する無効性蓄積容器を見 つけるために負荷パターンに対して同じプロセスが繰り返される。各転送（又は 負荷パターン）を制約する無効性蓄積容器と、その転送（又は負荷パターン）に 対して電圧不安定性を生じる不測事態は、これらの不測事態及び所望の転送レベ ル（おそらくは現在の転送限界より大きい）に対しその無効性蓄積容器における 電圧不安定性を防止する改善を設計するための基礎として使用される。電圧不安 定性に対する一般的なプランニング設計基準は、電力系統が発電機及びラインの 停電の最悪の組み合わせを逃れることだけを必要とし、電力系統が二重ライン停 電の不測事態を逃れることを必要としていないことに注意されたい。 ある不測事態、転送パターン及びレベル、又は負荷パターン及びレベルに対し 負荷の流れが解けない場合には、無効性蓄積が各グローバルな無効性蓄積容器に おいて全ての発電機で一度に１つづつ増加される。あるグローバルな無効性蓄積 容器に無効性蓄積を追加することによりＱ−Ｖ曲線の負荷の流れの解を計算でき る場合には、不測事態、転送パターン及びレベル、並びに負荷パターン及びレベ ルがそのグローバルな無効性蓄積容器に電圧不安定性を生じさせることになる。 この特徴は、不測事態或いは転送又は負荷パターンが、検討中のもの以外のグロ ーバルな無効性蓄積容器に電圧不安定性を生じさせるかどうか決定できるように する。 各々の予想される転送パターンの転送限界及び各々の予想される負荷パターン の負荷限界についての上記評価を実行した場合に、増加する必要のある転送パタ ーン限界及び所望のレベル、並びに増加する必要のある負荷パターン限界及びそ れらの所望のレベルを決定することができる。所望の限界に対し設計基準を満足 しない各転送（又は負荷）パターンについて、局部的な無効性蓄積容器（１つ又 は複数）、及びその無効性蓄積容器に電圧不安定性を生じる不測事態を知ること ができる。 本発明の上記の実施形態は、多数の効果を有する。予め指定された割合以上の 無効性蓄積を枯渇する単一不測事態を決定することにより、多数の不測事態の分 析を実行する計算効率の良い方法が得られる。このように得られた方法は、各無 効性蓄積容器に対する多数の不測事態の影響を分析するために、無効性リソース の多数のロス、ライン停電及びその組み合わせを選択することができる。更に、 本発明の実施形態は、電圧制御エリアに電圧不安定性を生じることのある特定の 転送又は負荷パターン変化によりある不測事態の後に電圧不安定性を招く特定の 重要な電圧制御エリア及び無効性蓄積容器を識別することができる。 別の効果として、本発明は、グローバルな安定性問題及び各々のローカルな電 圧安定性問題を識別する。このような各問題に対する安定性の消失は、その重要 な電圧制御エリアへの充分な無効性供給が欠落することにより生じる。重要な電 圧制御エリアにおける無効性蓄積容器は、電圧を維持し、ひいては、外部及び内 部の各無効性蓄積容器からの無効性供給を消費し抑制する無効性ロスが、重要な 電圧制御エリアに到達するのを防止する。グローバルな電圧安定性問題は、一般 に、多数の個々の局部的電圧安定性問題を有し、その各々は、異なる不測事態に より生じるか、又はある場合には、無効性蓄積容器の蓄積を枯渇することにより 多数の重要な電圧制御エリアに対し局部的電圧安定性を消失する同じ苛酷な不測 事態により生じる。更に別の効果は、各重要な電圧制御エリア、その無効性蓄積 容器、多数の局部的な無効性蓄積容器に電圧不安定性を生じさせると共にグロー バルな電圧不安定性も生じ得る苛酷な単一及び多数の不測事態を検出することを 含む。 本発明を実施する最良の態様を詳細に説明したが、当業者であれば、本発明を 実施する種々の別の構成及び実施形態が請求の範囲内で明らかとなろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のバス及びそれに接続された複数の無効性蓄積源を有する送電系統の領 域に対し不測事態の分析を実行する方法において、 上記複数のバスを複数の電圧制御エリアにグループ分けし、各電圧制御エリ ア内の各バスが同様の対応する無効電力対電圧の関係を有するようにし； 少なくとも１つの電圧制御エリアの各々に対して、対応する無効性蓄積容器 を決定し、上記無効性蓄積容器は、送電系統の所定の動作点で枯渇した無効性蓄 積の尺度に基づいて選択された少なくとも１つの無効性蓄積源より成り； 複数の単一不測事態の各々に応答して各無効性蓄積容器の対応する量を計算 することにより単一不測事態の分析を実行し、上記対応する量は、無効性蓄積容 器内の無効性蓄積の減少を表し；そして 上記対応する量が所定のスレッシュホールドを越えるような単一不測事態に 基づいて、各々の無効性蓄積容器に対し、多数の不測事態の分析を実行する、 という段階を備えたことを特徴とする方法。 ２．複数のバスをグループ分けする上記段階は、 各電圧制御エリア内の各バスが、対応する無効電力対電圧の関係の最小値に おいて実質的に同様の無効性限界を有するかどうか決定し； 各電圧制御エリア内の各バスが、対応する無効電力対電圧の関係の最小値に おいて実質的に同様の電圧を有するかどうか決定し； 各電圧制御エリア内の各バスが、対応する無効電力対電圧の関係の最小値に おいて実質的に同様の無効性蓄積容器を有するかどうか決定する、 という段階を備えた請求項１に記載の方法。 ３．対応する無効性蓄積容器を決定する上記段階は、 電圧制御エリア内のバスの電圧が、対応する無効電力対電圧の関係の最小値 において電圧スレッシュホールドを越えるような少なくとも１つの電圧制御エリ アを選択し；そして 電圧制御エリア内のバスの無効性限界が、対応する無効電力対電圧の関係の 最小値において無効性限界のスレッシュホールドより小さいような少なくとも１ つの電圧制御エリアを選択する、 という段階を備えた請求項１に記載の方法。 ４．対応する無効性蓄積容器を決定する上記段階は、更に、電圧制御エリア内の 無効性蓄積が所定の動作点において所定のスレッシュホールドを越えて枯渇する ような電圧制御エリアから少なくとも１つの無効性蓄積源を選択することを含む 請求項３に記載の方法。 ５．上記所定の動作点は、対応する無効電力対電圧の関係の最小値最小値である 請求項１に記載の方法。 ６．上記複数の単一不測事態は、単一発電機の停電を含む請求項１に記載の方法 。 ７．上記複数の単一不測事態は、単一ラインの停電を含む請求項１に記載の方法 。 ８．多数の不測事態の分析を実行する上記段階は、 送電系統に対し転送パターン及びレベルを変化させ、そして 送電系統に対し負荷パターン及びレベルを変化させる、 という段階を含む請求項１に記載の方法。 ９．複数のバス及びそれに接続された複数の無効性蓄積源を有する送電系統の領 域に対し電圧安定性評価を実行する方法において、 上記複数のバスを複数の電圧制御エリアにグループ分けし、各電圧制御エリ ア内の各バスが同様の対応する無効電力対電圧の関係を有するようにし； 電圧制御エリア内のバスの電圧が、対応する無効電力対電圧の関係の最小値 において電圧スレッシュホールドを越えるような少なくとも１つの電圧制御エリ アを選択し； 少なくとも１つの電圧制御エリアの各々に対して、対応する無効性蓄積容器 を決定し、上記無効性蓄積容器は、送電系統の所定の動作点で枯渇した無効性蓄 積の尺度に基づいて選択された少なくとも１つの無効性蓄積源より成り； 複数の単一不測事態の各々に応答して各無効性蓄積容器の対応する量を計算 することにより単一不測事態の分析を実行し、上記対応する量は、無効性蓄積容 器内の無効性蓄積の減少を表しそして複数の単一不測事態は、少なくとも１つの 単一発電機停電及び少なくとも１つの単一ライン停電を含み； 上記対応する量が所定のスレッシュホールドを越えるような単一不測事態を 選択し；そして 複数の転送及び負荷パターンをもつ単一及び多数の欠陥不測事態に対して電 圧安定性を評価し、上記単一及び多数の不測事態は、上記選択された単一不測事 態に基づくものであることを特徴とする方法。