JPH1042471A - 電力系統の周波数安定化装置 - Google Patents
電力系統の周波数安定化装置Info
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- JPH1042471A JPH1042471A JP8209150A JP20915096A JPH1042471A JP H1042471 A JPH1042471 A JP H1042471A JP 8209150 A JP8209150 A JP 8209150A JP 20915096 A JP20915096 A JP 20915096A JP H1042471 A JPH1042471 A JP H1042471A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 系統の自己制御性を考慮し、必要最小限の制
御量で分離系統の周波数を安定化する。 【解決手段】 系統分離故障により発生した分離系統内
の周波数変動量を所定値内に維持し、分離系統の安定運
用を確保するために、電源制限又は負荷制限を行なう電
力系統の周波数安定化装置において、分離系統内に存在
する個々の発電機の周波数耐量を瞬時にでも越えてはな
らない周波数レベル（レベル１）と連続運転を許容する
周波数レベル（レベル２）で定義し、電源制限実施後の
分離系統内発電機群の中の最小のレベル１を越えずにか
つ最小のレベル２以下の周波数となるような電源制限を
行なう。
御量で分離系統の周波数を安定化する。 【解決手段】 系統分離故障により発生した分離系統内
の周波数変動量を所定値内に維持し、分離系統の安定運
用を確保するために、電源制限又は負荷制限を行なう電
力系統の周波数安定化装置において、分離系統内に存在
する個々の発電機の周波数耐量を瞬時にでも越えてはな
らない周波数レベル（レベル１）と連続運転を許容する
周波数レベル（レベル２）で定義し、電源制限実施後の
分離系統内発電機群の中の最小のレベル１を越えずにか
つ最小のレベル２以下の周波数となるような電源制限を
行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の安定化
装置、特に電力系統の系統分離故障（ルート断故障）な
どによって生じた分離系統を対象とし、その周波数変動
量を所定値内に維持すべく、電源制限又は負荷制限を実
施する電力系統の周波数安定化装置に関する。
装置、特に電力系統の系統分離故障（ルート断故障）な
どによって生じた分離系統を対象とし、その周波数変動
量を所定値内に維持すべく、電源制限又は負荷制限を実
施する電力系統の周波数安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の電力系統は電力需要の増大に伴な
い大規模化しており、又、電源立地条件の制約から電源
及び負荷が偏在化するなど、系統安定度維持の面からみ
ても困難の度合いを増している。特に電源と負荷の偏在
化は、ルート断故障などによって生ずる分離系統にとっ
ては、単独系統としての安定運転の面で厳しい条件とな
っている。
い大規模化しており、又、電源立地条件の制約から電源
及び負荷が偏在化するなど、系統安定度維持の面からみ
ても困難の度合いを増している。特に電源と負荷の偏在
化は、ルート断故障などによって生ずる分離系統にとっ
ては、単独系統としての安定運転の面で厳しい条件とな
っている。
【０００３】即ち、分離系統内では発電量と負荷量のバ
ランス（需給バランス）が崩れやすく、大幅な周波数の
変動が発生して分離系統の安定運転が困難になる。この
対策として分離系統内の周波数を単独系統として安定運
転可能な周波数範囲に維持すべく、電力の需給状態に応
じて電源制限又は負荷制限を実施する電力系統周波数安
定化装置（Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｒ以下、ＳＳＣと称す）が適用されて
いる。
ランス（需給バランス）が崩れやすく、大幅な周波数の
変動が発生して分離系統の安定運転が困難になる。この
対策として分離系統内の周波数を単独系統として安定運
転可能な周波数範囲に維持すべく、電力の需給状態に応
じて電源制限又は負荷制限を実施する電力系統周波数安
定化装置（Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｒ以下、ＳＳＣと称す）が適用されて
いる。
【０００４】通常ＳＳＣでの制御量の算出は、故障発生
前の分離幹線に流れている潮流（ルート潮流）に基づい
て行なわれるのが一般的である。即ち、故障前に潮流が
外部系統へ送り出しであれば、分離系統移行後はその分
だけ負荷量が不足したことになるのでそれに見合う量の
電源制限を行なう。
前の分離幹線に流れている潮流（ルート潮流）に基づい
て行なわれるのが一般的である。即ち、故障前に潮流が
外部系統へ送り出しであれば、分離系統移行後はその分
だけ負荷量が不足したことになるのでそれに見合う量の
電源制限を行なう。
【０００５】又、逆に故障発生前に潮流が外部系統から
流入状態であれば、発電量が不足したことになるため不
足量に見合う負荷制限を実施する。又、近年では系統分
離故障時の電圧低下に伴なう負荷脱落量を故障中電圧を
使って推定し、制御量の算出に反映させる等、精度向上
に向けて様々な改良がなされているが、いずれの場合に
も制御量の算出はルート潮流をベースに行なわれてい
た。
流入状態であれば、発電量が不足したことになるため不
足量に見合う負荷制限を実施する。又、近年では系統分
離故障時の電圧低下に伴なう負荷脱落量を故障中電圧を
使って推定し、制御量の算出に反映させる等、精度向上
に向けて様々な改良がなされているが、いずれの場合に
も制御量の算出はルート潮流をベースに行なわれてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし現実の発電機に
は各種の制御系があり（励磁制御系（ＡＶＲ）や速度制
御系（ＧＯＶ）及びプラント制御系など）、発電機出力
を調整して周波数を元に戻そうとする働きがある。又、
負荷にも一般に周波数特性が存在し、周波数が上昇すれ
ば負荷量が増大し、逆に低下すれば負荷量が減少して周
波数を元に戻す働きがある。
は各種の制御系があり（励磁制御系（ＡＶＲ）や速度制
御系（ＧＯＶ）及びプラント制御系など）、発電機出力
を調整して周波数を元に戻そうとする働きがある。又、
負荷にも一般に周波数特性が存在し、周波数が上昇すれ
ば負荷量が増大し、逆に低下すれば負荷量が減少して周
波数を元に戻す働きがある。
【０００７】このような復元性を系統の自己制御性と呼
ぶとすると、従来のＳＳＣ制御ではこの自己制御性を考
慮していないため基本的には過剰制御となっている。更
に、アンバランス率が大きい分離系統では制御量が大き
くなり、目標通りの制御を実施しても分離系統の単独運
転ができなくなることもある。従って、系統の自己制御
性を考慮し必要最小限の制御量で分離系統の周波数を安
定化させる新しい方式が切望されている。
ぶとすると、従来のＳＳＣ制御ではこの自己制御性を考
慮していないため基本的には過剰制御となっている。更
に、アンバランス率が大きい分離系統では制御量が大き
くなり、目標通りの制御を実施しても分離系統の単独運
転ができなくなることもある。従って、系統の自己制御
性を考慮し必要最小限の制御量で分離系統の周波数を安
定化させる新しい方式が切望されている。
【０００８】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、系統の自己制御性を考慮し、必要最小限
の制御量で分離系統の周波数を安定化できる電力系統の
周波数安定化装置を提供することを目的としている。
たものであり、系統の自己制御性を考慮し、必要最小限
の制御量で分離系統の周波数を安定化できる電力系統の
周波数安定化装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
電力系統の周波数安定化装置は、系統分離故障により発
生した分離系統内の周波数変動量を所定値内に維持し、
分離系統の安定運用を確保するために、電源制限又は負
荷制限を行なう電力系統の周波数安定化装置において、
分離系統内に存在する個々の発電機の周波数耐量を瞬時
にでも越えてはならない周波数レベル（レベル１）と連
続運転を許容する周波数レベル（レベル２）で定義し、
電源制限実施後の分離系統内発電機群の中の最小のレベ
ル１を越えずにかつ最小のレベル２以下の周波数となる
ような電源制限を行なう。
電力系統の周波数安定化装置は、系統分離故障により発
生した分離系統内の周波数変動量を所定値内に維持し、
分離系統の安定運用を確保するために、電源制限又は負
荷制限を行なう電力系統の周波数安定化装置において、
分離系統内に存在する個々の発電機の周波数耐量を瞬時
にでも越えてはならない周波数レベル（レベル１）と連
続運転を許容する周波数レベル（レベル２）で定義し、
電源制限実施後の分離系統内発電機群の中の最小のレベ
ル１を越えずにかつ最小のレベル２以下の周波数となる
ような電源制限を行なう。
【００１０】本発明では制御量算出の目標量として従来
から用いられてきた分離前のルート潮流を用いずに、分
離系統の周波数耐量をベースとした新しい概念を導入す
る。即ち、従来の潮流値の制御目標値に代えて分離系統
内の発電機や系統自身の周波数耐量をレベルで定義し、
この周波数レベルを目標とした制御を実施するものであ
る。
から用いられてきた分離前のルート潮流を用いずに、分
離系統の周波数耐量をベースとした新しい概念を導入す
る。即ち、従来の潮流値の制御目標値に代えて分離系統
内の発電機や系統自身の周波数耐量をレベルで定義し、
この周波数レベルを目標とした制御を実施するものであ
る。
【００１１】本発明の請求項２に係る電力系統の周波数
安定化装置は、請求項１において、周波数制御を２段階
に分けて行ない、第１段制御では周波数のピーク値がレ
ベル１を越えないために必要な最小限の制御を行ない、
第２段制御では第１段制御実施後の周波数がレベル２以
下になるように制御を行なう。
安定化装置は、請求項１において、周波数制御を２段階
に分けて行ない、第１段制御では周波数のピーク値がレ
ベル１を越えないために必要な最小限の制御を行ない、
第２段制御では第１段制御実施後の周波数がレベル２以
下になるように制御を行なう。
【００１２】本発明の請求項３に係る電力系統の周波数
安定化装置は、請求項１又は請求項２において、系統の
周波数がレベル１とレベル２の間に滞在する時間を発電
機の許容滞在時間以内に制御する。
安定化装置は、請求項１又は請求項２において、系統の
周波数がレベル１とレベル２の間に滞在する時間を発電
機の許容滞在時間以内に制御する。
【００１３】本発明の請求項４に係る電力系統の周波数
安定化装置は、系統分離故障により発生した分離系統内
の周波数変動量を所定値内に維持し、分離系統の安定運
用を確保するために、電源制限又は負荷制限を行なう電
力系統の周波数安定化装置において、分離系統を安定に
維持するために瞬時でも下がってはならない周波数レベ
ル（レベル１）と連続運転が可能な周波数レベル（レベ
ル２）で定義し、レベル１を下回らずにかつレベル２以
上の周波数となるような負荷制限を行なう。
安定化装置は、系統分離故障により発生した分離系統内
の周波数変動量を所定値内に維持し、分離系統の安定運
用を確保するために、電源制限又は負荷制限を行なう電
力系統の周波数安定化装置において、分離系統を安定に
維持するために瞬時でも下がってはならない周波数レベ
ル（レベル１）と連続運転が可能な周波数レベル（レベ
ル２）で定義し、レベル１を下回らずにかつレベル２以
上の周波数となるような負荷制限を行なう。
【００１４】本発明の請求項５に係る電力系統の周波数
安定化装置は、請求項４において、周波数制御を２段階
に分けて行ない、第１段制御では周波数のボトム値がレ
ベル１を下回らないために必要な最小限の制御を行な
い、第２段制御では第１段制御実施後の周波数がレベル
２以下になるように制御を行なう。
安定化装置は、請求項４において、周波数制御を２段階
に分けて行ない、第１段制御では周波数のボトム値がレ
ベル１を下回らないために必要な最小限の制御を行な
い、第２段制御では第１段制御実施後の周波数がレベル
２以下になるように制御を行なう。
【００１５】本発明の請求項６に係る電力系統の周波数
安定化装置は、請求項４又は請求項５において、系統の
周波数がレベル１とレベル２の間に滞在する時間を分離
系統の許容滞在時間以内に制御する。
安定化装置は、請求項４又は請求項５において、系統の
周波数がレベル１とレベル２の間に滞在する時間を分離
系統の許容滞在時間以内に制御する。
【００１６】
【発明の実施の形態】請求項１に係る電力系統の周波数
安定化装置の実施の形態を説明する。図１は分離系統発
生時の分離系統内周波数変動と本発明によるＳＳＣ制御
の概念を説明するもので、横軸は時間、縦軸は周波数、
１は無制御時の周波数変動曲線、２は時間ｔ1 秒で制御
を実施した場合の周波数変動曲線、３は分離系統内発電
機群の周波数耐量で瞬時でも越えてはならない周波数レ
ベル（レベル１）、４は分離系統内発電機群の周波数耐
量で連続運転を許容する周波数レベル（レベル２）であ
る。
安定化装置の実施の形態を説明する。図１は分離系統発
生時の分離系統内周波数変動と本発明によるＳＳＣ制御
の概念を説明するもので、横軸は時間、縦軸は周波数、
１は無制御時の周波数変動曲線、２は時間ｔ1 秒で制御
を実施した場合の周波数変動曲線、３は分離系統内発電
機群の周波数耐量で瞬時でも越えてはならない周波数レ
ベル（レベル１）、４は分離系統内発電機群の周波数耐
量で連続運転を許容する周波数レベル（レベル２）であ
る。
【００１７】図２は発電機の周波数耐量を説明するもの
で、発電機タービン翼の周波数耐量特性と上記のレベル
１，レベル２の関係を示している。図２で５，６はター
ビン翼の周波数耐量曲線、ｆ1 はタービン翼の周波数耐
量だけで考えた場合の図１のレベル１に相当する周波
数、ｆ2 はレベル２に相当する周波数である。
で、発電機タービン翼の周波数耐量特性と上記のレベル
１，レベル２の関係を示している。図２で５，６はター
ビン翼の周波数耐量曲線、ｆ1 はタービン翼の周波数耐
量だけで考えた場合の図１のレベル１に相当する周波
数、ｆ2 はレベル２に相当する周波数である。
【００１８】ｆM は発電機プラントの主蒸気圧上昇保護
によるＭＦＴトリップに至る周波数を同一図上に表した
ものであり、これもこの周波数を瞬時にでも越えれば発
電機が解列するので周波数耐量と考えて良い。なお、図
２上ではｆM をｆ1 より小さい値として図示してあるた
め、この場合の図１のレベル１に相当する周波数はｆM
となる。
によるＭＦＴトリップに至る周波数を同一図上に表した
ものであり、これもこの周波数を瞬時にでも越えれば発
電機が解列するので周波数耐量と考えて良い。なお、図
２上ではｆM をｆ1 より小さい値として図示してあるた
め、この場合の図１のレベル１に相当する周波数はｆM
となる。
【００１９】電源過剰の状態で分離系統が発生すると、
分離系統内の周波数は図１の周波数変動曲線１のように
上昇する。無制御の場合、この周波数変動は発電機の制
御系（ＧＯＶやプラント系）の応動によってある程度抑
えられ、いずれピーク点に達してその後最終周波数に収
束する。
分離系統内の周波数は図１の周波数変動曲線１のように
上昇する。無制御の場合、この周波数変動は発電機の制
御系（ＧＯＶやプラント系）の応動によってある程度抑
えられ、いずれピーク点に達してその後最終周波数に収
束する。
【００２０】しかし、周波数のピーク値と最終周波数及
びそれに達する時間は分離系統の需給アンバランス率や
発電機の特性によって異なり、図１の例のように分離系
統内発電機の周波数耐量を越えると発電機の解列や発電
機の損傷が発生し、分離系統の安定運転が不可能になる
だけでなく、発電機に多大のダメージを与えることにな
る。
びそれに達する時間は分離系統の需給アンバランス率や
発電機の特性によって異なり、図１の例のように分離系
統内発電機の周波数耐量を越えると発電機の解列や発電
機の損傷が発生し、分離系統の安定運転が不可能になる
だけでなく、発電機に多大のダメージを与えることにな
る。
【００２１】周波数変動曲線２は時間ｔ1 で電源制限を
実施した場合の変動曲線であり、本発明で提案するＳＳ
Ｃ制御の理想的な周波数変動曲線である。即ち、分離系
統内に存在する個々の発電機の周波数耐量を瞬時にでも
越えてはならない周波数レベル（レベル１）と、連続運
転可能な周波数レベル（レベル２）で定義し、ｔ1 時間
で制御後の周波数ピーク値がレベル１を越えずにかつ最
終周波数がレベル２以下になるような制御を実施した場
合のものである。
実施した場合の変動曲線であり、本発明で提案するＳＳ
Ｃ制御の理想的な周波数変動曲線である。即ち、分離系
統内に存在する個々の発電機の周波数耐量を瞬時にでも
越えてはならない周波数レベル（レベル１）と、連続運
転可能な周波数レベル（レベル２）で定義し、ｔ1 時間
で制御後の周波数ピーク値がレベル１を越えずにかつ最
終周波数がレベル２以下になるような制御を実施した場
合のものである。
【００２２】図３は上記制御を実施する場合の制御フロ
ー例である。ＳＳＣの設置場所が決まれば分離系統内の
発電機は固定されるため、先ずステップＳ30で個々の発
電機に対してレベル１とレベル２の周波数耐量を設定す
る。周波数耐量は図２で説明したように、通常は発電機
タービン翼の耐量で支配される場合が多いが、プラント
の種類や個々のプラント特性によってはＭＦＴトリップ
の方が厳しい場合もあるためこれらを勘案して決定す
る。
ー例である。ＳＳＣの設置場所が決まれば分離系統内の
発電機は固定されるため、先ずステップＳ30で個々の発
電機に対してレベル１とレベル２の周波数耐量を設定す
る。周波数耐量は図２で説明したように、通常は発電機
タービン翼の耐量で支配される場合が多いが、プラント
の種類や個々のプラント特性によってはＭＦＴトリップ
の方が厳しい場合もあるためこれらを勘案して決定す
る。
【００２３】次にステップＳ31で分離系統内の発電機の
運転・停止や現状の出力状態等の運転状況を計測し、こ
れらの計測値を用いてステップＳ32で分離系統発生時の
周波数ピーク値と最終周波数を予測演算する。ステップ
Ｓ33は分離系統としての周波数耐量を決定するステップ
であるが、分離系統としての周波数耐量は個々の発電機
の周波数耐量の中の最小値で定義する。
運転・停止や現状の出力状態等の運転状況を計測し、こ
れらの計測値を用いてステップＳ32で分離系統発生時の
周波数ピーク値と最終周波数を予測演算する。ステップ
Ｓ33は分離系統としての周波数耐量を決定するステップ
であるが、分離系統としての周波数耐量は個々の発電機
の周波数耐量の中の最小値で定義する。
【００２４】即ち、分離系統内にＧ1 〜Ｇn のｎ台の発
電機が有る場合を考えると、発電機Ｇ1 の周波数耐量
（レベル１G1，レベル２G1）、Ｇ2 の周波数耐量（レベ
ル１G2，レベル２G2）のようにｎ個のレベル１，レベル
２が存在するが、この時分離系統としての周波数耐量は
(1) ，(2) 式となる。
電機が有る場合を考えると、発電機Ｇ1 の周波数耐量
（レベル１G1，レベル２G1）、Ｇ2 の周波数耐量（レベ
ル１G2，レベル２G2）のようにｎ個のレベル１，レベル
２が存在するが、この時分離系統としての周波数耐量は
(1) ，(2) 式となる。
【数１】 レベル１＝Ｍｉｎ（レベル１G1，レベル１G2，…，レベル１Gn） ……………(1) レベル２＝Ｍｉｎ（レベル２G1，レベル２G2，…，レベル２Gn） ……………(2)
【００２５】ルート故障により分離系統が発生すると、
ステップＳ32で予測した周波数のピーク値とステップＳ
33で定義した分離系統としてのレベル１及び最終周波数
とレベル２とをステップＳ35で比較し、どちらも周波数
耐量を下回っている場合は制御無しで終了する。予測ピ
ーク値又は予測最終周波数のどちらかでも周波数耐量を
オーバーしている場合は、ステップＳ36で電制発電機を
追加選択する。
ステップＳ32で予測した周波数のピーク値とステップＳ
33で定義した分離系統としてのレベル１及び最終周波数
とレベル２とをステップＳ35で比較し、どちらも周波数
耐量を下回っている場合は制御無しで終了する。予測ピ
ーク値又は予測最終周波数のどちらかでも周波数耐量を
オーバーしている場合は、ステップＳ36で電制発電機を
追加選択する。
【００２６】電制発電機の選択では、例えば周波数耐量
の最も小さいものから順次選択するなど個々の発電機の
周波数耐量や現状出力値などを考慮して決定する。ステ
ップＳ37ではステップＳ36で選択された発電機を除いた
発電機群を用いて、分離系統の周波数耐量を(1) ，(2)
式を使って再定義し、ステップＳ38で電制後の周波数を
予測してステップＳ39で再定義された周波数耐量との比
較を行なう。
の最も小さいものから順次選択するなど個々の発電機の
周波数耐量や現状出力値などを考慮して決定する。ステ
ップＳ37ではステップＳ36で選択された発電機を除いた
発電機群を用いて、分離系統の周波数耐量を(1) ，(2)
式を使って再定義し、ステップＳ38で電制後の周波数を
予測してステップＳ39で再定義された周波数耐量との比
較を行なう。
【００２７】ステップＳ39で比較の結果、予測周波数が
周波数耐量を下回らない場合はステップＳ36に戻り、電
制発電機を追加してこの処理を繰返す。周波数耐量を下
回る場合はステップＳ36で追加された発電機を電制して
処理を終了する。なお、ここでは説明のし易さのため分
離系統発生をステップＳ34としたが、ステップＳ30とス
テップＳ31の間に入れても問題はない。この場合は、ス
テップＳ32以降の処理が事後演算処理になる。
周波数耐量を下回らない場合はステップＳ36に戻り、電
制発電機を追加してこの処理を繰返す。周波数耐量を下
回る場合はステップＳ36で追加された発電機を電制して
処理を終了する。なお、ここでは説明のし易さのため分
離系統発生をステップＳ34としたが、ステップＳ30とス
テップＳ31の間に入れても問題はない。この場合は、ス
テップＳ32以降の処理が事後演算処理になる。
【００２８】上記実施の形態によれば発電機の周波数耐
量を考慮した分離系統の周波数耐量を直接制御目標にす
るため、現状系統に合った必要最小限の制御が可能とな
り、過剰電制を防止できる。又、図３のステップＳ32や
ステップＳ38での周波数予測アルゴリズムに発電機制御
系の応動を考慮すれば、系統の自己制御性も反映できる
などの応用性も高い。
量を考慮した分離系統の周波数耐量を直接制御目標にす
るため、現状系統に合った必要最小限の制御が可能とな
り、過剰電制を防止できる。又、図３のステップＳ32や
ステップＳ38での周波数予測アルゴリズムに発電機制御
系の応動を考慮すれば、系統の自己制御性も反映できる
などの応用性も高い。
【００２９】次に請求項２に係る実施の形態を説明す
る。請求項１では図３のように制御は１段で終了する
が、請求項２では制御を２段階に分けて行ない、第１段
制御では周波数のピーク値抑制を、第２段制御では周波
数の最終値抑制を行なうものである。即ち、第１段制御
では予測周波数ピーク値を分離系統の周波数耐量である
レベル１以下にする最小の制御を実施し、レベル２のこ
とは考慮しない。第２段制御は第１段制御実施後の周波
数を実測しながら、レベル２を下回らないと予測された
場合にレベル２以下となる制御を実施する。
る。請求項１では図３のように制御は１段で終了する
が、請求項２では制御を２段階に分けて行ない、第１段
制御では周波数のピーク値抑制を、第２段制御では周波
数の最終値抑制を行なうものである。即ち、第１段制御
では予測周波数ピーク値を分離系統の周波数耐量である
レベル１以下にする最小の制御を実施し、レベル２のこ
とは考慮しない。第２段制御は第１段制御実施後の周波
数を実測しながら、レベル２を下回らないと予測された
場合にレベル２以下となる制御を実施する。
【００３０】このように制御を２段階に分割し、第１段
制御と第２段制御の役割を分担させることで、第１段制
御での制御量を少なくできる、第２段制御の制御時間に
余裕が生じ実測周波数を使用できるため系統の自己制御
性を制御に反映できトータルの制御量を少なくできる、
等の効果が得られる。
制御と第２段制御の役割を分担させることで、第１段制
御での制御量を少なくできる、第２段制御の制御時間に
余裕が生じ実測周波数を使用できるため系統の自己制御
性を制御に反映できトータルの制御量を少なくできる、
等の効果が得られる。
【００３１】請求項３は請求項１又は請求項２におい
て、系統の周波数が分離系統のレベル１とレベル２の間
に滞在する時間を考慮して制御するものである。図２の
例のように、一般には発電機の周波数耐量は周波数と時
間の関係で表される。このため、レベル１とレベル２の
間に滞在できる時間には制約があり、長時間の滞在は許
容されない。
て、系統の周波数が分離系統のレベル１とレベル２の間
に滞在する時間を考慮して制御するものである。図２の
例のように、一般には発電機の周波数耐量は周波数と時
間の関係で表される。このため、レベル１とレベル２の
間に滞在できる時間には制約があり、長時間の滞在は許
容されない。
【００３２】従って本実施の形態では周波数耐量の周波
数−時間特性と予測周波数変動又は実測周波数から、レ
ベル１とレベル２の許容滞在時間を求めて、この時間以
内に周波数をレベル２以下にするような制御を実施す
る。このように周波数耐量のレベル間の滞在時間を考慮
した制御を行なうことにより、発電機に与える損傷を無
くすことができる。
数−時間特性と予測周波数変動又は実測周波数から、レ
ベル１とレベル２の許容滞在時間を求めて、この時間以
内に周波数をレベル２以下にするような制御を実施す
る。このように周波数耐量のレベル間の滞在時間を考慮
した制御を行なうことにより、発電機に与える損傷を無
くすことができる。
【００３３】請求項４は分離系統が電源不足（負荷が過
剰）の場合のもので、基本的な考え方は請求項１と同じ
であるが、この場合は周波数が低下し制御は負荷制限と
なるので、分離系統としての周波数耐量の定義とレベル
１，レベル２の設定順序が請求項１と異なる。図４に周
波数低下時の周波数変動曲線とレベル１，レベル２の関
係を示す。
剰）の場合のもので、基本的な考え方は請求項１と同じ
であるが、この場合は周波数が低下し制御は負荷制限と
なるので、分離系統としての周波数耐量の定義とレベル
１，レベル２の設定順序が請求項１と異なる。図４に周
波数低下時の周波数変動曲線とレベル１，レベル２の関
係を示す。
【００３４】図において2aは時刻ｔ1 で制御を実施した
場合の周波数変動曲線、3aは分離系統としての周波数耐
量で瞬時でも越えてはならない周波数レベル（レベル
１）、4aは分離系統としての周波数耐量で連続運転を許
容する周波数レベル（レベル２）である。周波数耐量に
ついては制御が負荷制限のため電源制限の場合とは若干
異なる定義が必要になる。即ち、電源制限の場合は電源
を制限することで分離系統の周波数耐量も変化するが、
負荷制限の場合は周波数耐量は制御内容によって変化し
ない。
場合の周波数変動曲線、3aは分離系統としての周波数耐
量で瞬時でも越えてはならない周波数レベル（レベル
１）、4aは分離系統としての周波数耐量で連続運転を許
容する周波数レベル（レベル２）である。周波数耐量に
ついては制御が負荷制限のため電源制限の場合とは若干
異なる定義が必要になる。即ち、電源制限の場合は電源
を制限することで分離系統の周波数耐量も変化するが、
負荷制限の場合は周波数耐量は制御内容によって変化し
ない。
【００３５】従って周波数低下側については、対象とす
る系統が決まれば一律にレベル１，レベル２の値が設定
できる。なお、レベル１，レベル２は発電機タービン翼
の周波数低下側の特性（図２の６）や分離系統内に設置
されている他の周波数制御装置（通常、後備保護として
周波数による負荷遮断装置（ＵＦＲ）が設置されてい
る）との協調を考慮して設定する。
る系統が決まれば一律にレベル１，レベル２の値が設定
できる。なお、レベル１，レベル２は発電機タービン翼
の周波数低下側の特性（図２の６）や分離系統内に設置
されている他の周波数制御装置（通常、後備保護として
周波数による負荷遮断装置（ＵＦＲ）が設置されてい
る）との協調を考慮して設定する。
【００３６】請求項５は請求項２を周波数低下側にした
ものである。即ち、周波数制御を２段階制御としたもの
であることは前記請求項２の場合と同じであるが、本実
施の形態では第１段制御では周波数のボトム値がレベル
１を下回らないように制御し、第２段制御では第１段制
御後の周波数がレベル２以上になるように制御するもの
である。
ものである。即ち、周波数制御を２段階制御としたもの
であることは前記請求項２の場合と同じであるが、本実
施の形態では第１段制御では周波数のボトム値がレベル
１を下回らないように制御し、第２段制御では第１段制
御後の周波数がレベル２以上になるように制御するもの
である。
【００３７】請求項６は請求項３を周波数低下側に適用
したものである。即ち、系統の周波数がレベル１とレベ
ル２との間に滞在する時間を分離系統の許容滞在時間内
に制御するものである。従って請求項５の効果は請求項
２の場合と同様であり、請求項６の効果は請求項３の場
合と同様である。
したものである。即ち、系統の周波数がレベル１とレベ
ル２との間に滞在する時間を分離系統の許容滞在時間内
に制御するものである。従って請求項５の効果は請求項
２の場合と同様であり、請求項６の効果は請求項３の場
合と同様である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば系
統分離故障により発生した分離系統内に存在する個々の
発電機の周波数耐量を瞬時であっても越えてはならない
周波数レベル（レベル１）と、連続運転を許容する周波
数レベル（レベル２）で定義し、電源制限実施後の分離
系統内発電機群の中の最小レベル１を越えることなく、
最小のレベル２以下の周波数となるように電源制限をす
るようにしたので、系統の自己制御性を考慮した必要最
小限の制御量で分離系統内の周波数を安定化できる。
統分離故障により発生した分離系統内に存在する個々の
発電機の周波数耐量を瞬時であっても越えてはならない
周波数レベル（レベル１）と、連続運転を許容する周波
数レベル（レベル２）で定義し、電源制限実施後の分離
系統内発電機群の中の最小レベル１を越えることなく、
最小のレベル２以下の周波数となるように電源制限をす
るようにしたので、系統の自己制御性を考慮した必要最
小限の制御量で分離系統内の周波数を安定化できる。
【図１】分離系統発生時の分離系統内周波数変動と本発
明によるＳＳＣ制御の概念を説明する図。
明によるＳＳＣ制御の概念を説明する図。
【図２】発電機の周波数耐量の説明図。
【図３】本発明による制御を実施する場合の制御フロー
例。
例。
【図４】周波数低下時の周波数変動曲線とレベル１，レ
ベル２の関係を示す図。
ベル２の関係を示す図。
１ 無制御時の周波数変動曲線 ２ 時間ｔ1 秒で制御を実施した場合の周波数変動曲
線 ３ 分離系統内発電機群の周波数耐量で瞬時でも越え
てはならない周波数レベル（レベル１） ４ 分離系統内発電機群の周波数耐量で連続運転を許
容する周波数レベル（レベル２） ５ タービン翼の周波数耐量（周波数上昇側） ６ タービン翼の周波数耐量（周波数下降側）
線 ３ 分離系統内発電機群の周波数耐量で瞬時でも越え
てはならない周波数レベル（レベル１） ４ 分離系統内発電機群の周波数耐量で連続運転を許
容する周波数レベル（レベル２） ５ タービン翼の周波数耐量（周波数上昇側） ６ タービン翼の周波数耐量（周波数下降側）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 茂 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 小俣 和也 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 田口 保博 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 中村 正 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (6)
- 【請求項１】 系統分離故障により発生した分離系統内
の周波数変動量を所定値内に維持し、分離系統の安定運
用を確保するために、電源制限又は負荷制限を行なう電
力系統の周波数安定化装置において、分離系統内に存在
する個々の発電機の周波数耐量を瞬時にでも越えてはな
らない第１の周波数レベルと連続運転を許容する第２の
周波数レベルで定義し、分離系統の周波数が電源制限実
施後の分離系統内発電機群の中の最小の第１の周波数レ
ベルを越えずにかつ最小の第２の周波数レベル以下の周
波数となるような電源制限を行なうことを特徴とする電
力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項２】 周波数制御を２段階に分けて行ない、第
１段制御では周波数のピーク値が第１の周波数レベルを
越えないために必要な最小限の制御を行ない、第２段制
御では第１段制御実施後の周波数が第２の周波数レベル
以下になるように制御を行なうことを特徴とする請求項
１記載の電力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項３】 系統の周波数が第１の周波数レベルと第
２の周波数レベルの間に滞在する時間を発電機の許容滞
在時間以内に制御することを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の電力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項４】 系統分離故障により発生した分離系統内
の周波数変動量を所定値内に維持し、分離系統の安定運
用を確保するために、電源制限又は負荷制限を行なう電
力系統の周波数安定化装置において、分離系統を安定に
維持するために瞬時でも下がってはならない第１の周波
数レベルと連続運転が可能な第２の周波数レベルで定義
し、分離系統の周波数が第１の周波数レベルを下回らず
にかつ第２の周波数レベル以上の周波数となるような負
荷制限を行なうことを特徴とする電力系統の周波数安定
化装置。 - 【請求項５】 周波数制御を２段階に分けて行ない、第
１段制御では周波数のボトム値が第１の周波数レベルを
下回らないために必要な最小限の制御を行ない、第２段
制御では第１段制御実施後の周波数が第２の周波数レベ
ル以下になるように制御を行なうことを特徴とする請求
項４記載の電力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項６】 系統の周波数が第１の周波数レベルと第
２の周波数レベルの間に滞在する時間を分離系統の許容
滞在時間以内に制御することを特徴とする請求項４又は
請求項５記載の電力系統の周波数安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8209150A JPH1042471A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 電力系統の周波数安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8209150A JPH1042471A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 電力系統の周波数安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1042471A true JPH1042471A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16568148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8209150A Pending JPH1042471A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 電力系統の周波数安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1042471A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018747A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 訓練用シミュレータおよび電力系統模擬方法 |
| US8373312B2 (en) | 2008-01-31 | 2013-02-12 | General Electric Company | Solar power generation stabilization system and method |
| CN108802609A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-11-13 | 国网福建省电力有限公司 | 一种考虑核电机组耐受能力的一次调频性能提升试验方法 |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP8209150A patent/JPH1042471A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018747A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 訓練用シミュレータおよび電力系統模擬方法 |
| US8373312B2 (en) | 2008-01-31 | 2013-02-12 | General Electric Company | Solar power generation stabilization system and method |
| CN108802609A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-11-13 | 国网福建省电力有限公司 | 一种考虑核电机组耐受能力的一次调频性能提升试验方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040421 |