JPH11178213A - 電力系統安定化システム及び電力系統安定度監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過渡安定度計算を行う計算機へのデータ通信
量を増大させず、また処理速度を低下させずに、広域の
安定化制御システムを実現する。 【解決手段】 電力系統１を複数の部分系統２に区分
し、各部分系統２は少なくとも１つの他の部分系統２の
系統構成要素を一部共通に含むように区分し、各部分系
統ごとに部分系統安定化装置４を設け、部分系統安定化
装置４は、管轄する部分系統２を対象として電気的動揺
をシミュレーションするようにして、動揺シミュレーシ
ョンを実行する計算機へのデ−タ通信量の増加を抑制
し、そのシミュレーションの過程で他の部分系統と共通
する系統構成要素の電気状態量のシミュレーション途中
経過を、相互に入れ替えてシミュレーションに反映させ
ることにより、系統全体のシミュレーションを適切に行
うようにして、計算処理速度を低下させることなく系統
安定化システム３を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の安定度
を監視ないし維持するシステムに係り、具体的には、電
力系統を複数の部分系統に分割し、各部分系統ごとに部
分系統安定化装置を設置し、それらの部分系統安定化装
置により協調して、起こり得る電圧や周波数等の電気的
な系統状態量の動揺を予測し、動揺抑制のために系統設
備（系統構成要素）の制御を動揺の前又は後に実施する
電力系統安定化システム及び電力系統安定度監視システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電力系統に生じる電気的な系統状態量の
動揺を抑制する制御としては、例えば送電線などの故障
に対して、系統の過渡安定度を維持するために必要な量
の発電機を遮断する（電制と呼ぶ）制御、あるいは発電
機の励磁を制御して電力系統の動態安定度を向上させる
PSS（Power System Stabilizer）装置のパラメ−タ調整
を行う制御などがある。PSS装置は、発電機の有効電力
や軸回転速度などの入力信号をもとに、系統動揺抑制の
ための安定化信号を出力し、これを励磁制御装置の端子
電圧設定値に付加するものであり、軸回転速度の変動と
同相で電気出力が変化するように、安定化信号を加えて
動揺抑制を図るものである。これらの動揺抑制の制御
は、電力系統の現在の状態に対応させて適合調整するこ
とが、動揺抑制の効果の上で望ましい。

【０００３】これに対して、電力系統の現在状態で生じ
る可能性のある系統状態量の動揺を予測し、これに従っ
て動揺抑制の制御内容を予め設定しておき、動揺が発生
したときに設定した制御を行うことが考えられる。例え
ば、電気学会論文誌Ｂ115巻１号（平成７年１月）「オ
ンライン安定度計算による脱調未然防止システム（ＴＳ
Ｃ）の開発」に述べられているように、送電線などの故
障に対して系統の過渡安定度を維持するために必要な量
の発電機を遮断するシステムがある。このシステムは、
系統状態を常時オンラインで取り込み、複数の想定され
る故障ケ−スについて、事前に過渡安定度計算を行っ
て、必要な量の遮断発電機（電制機と呼ぶ）を求めてお
き、これを数分間隔で更新する。そして、実際に故障が
発生した場合は、発生した故障内容に対応する予め定め
た電制機を検索し、これを実際に遮断することにより電
力系統の安定化を図るものである。このことにより、現
在の系統状態にあった制御を行うことができる。同様
に、PSSのパラメ−タ調整の場合であっても、オンライ
ン安定度計算によって抑制対象とすべき軸回転速度動揺
モ−ドを求め、随時ＰＳＳのパラメータを調整しておく
ことにより、系統の現在状態にあった安定化制御を行う
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術は、系統故障時等の系統動揺を過渡安定度計算によっ
てシミュレ−ションすることを前提とし、過渡安定度計
算の入力デ−タとして、対象系統全体の構成デ−タ及び
状態量デ−タを必要とすること、また、１回の過渡安定
度計算は１台の計算機で実行されることから、次のよう
な問題がある。

【０００５】つまり、過渡安定度計算に必要なデ−タ全
てを、過渡安定度計算を行う１台の計算機内に取り込む
必要があるから、対象とする電力系統が広範囲になる
と、広範囲な系統各部から大量のデ−タを取り込む必要
が生じ、デ−タ通信量増大の問題と共に、処理速度低下
の問題がある。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、対象系
統が広範囲化しても、過渡安定度計算を行う計算機への
デ−タ通信量を増加させることなく、また過渡安定度計
算処理速度を低下させることなく、電力系統安定化シス
テムを実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電力系統安定化
システムは、上記課題を解決するため、電力系統を複数
の部分系統に区分けし、かつ各部分系統が少なくとも１
つの他の部分系統と一部の系統構成要素を共有するよう
に区分けし、各部分系統の系統構成要素を制御する部分
系統安定化装置を各部分系統に対応させてそれぞれ設
け、各部分系統安定化装置は自己が管轄する部分系統の
系統状態データを取り込むとともに、系統構成要素を共
有する他の部分系統安定化装置との間で当該共有系統構
成要素の系統状態データの交換を行いながら、前記電力
系統に生じる電気状態量の動揺をシミュレーションし、
該シミュレーションに基づいて前記部分系統の系統構成
要素を制御して前記電力系統に発生する電気状態量の動
揺を抑制することにある。

【０００８】このようにすることにより、部分系統安定
化装置は管轄する部分系統を対象として電気的動揺をシ
ミュレーションするにあたり、その過程で他の部分系統
と共通する系統構成要素の電気状態量のシミュレーショ
ン途中経過を、相互に入れ替えてシミュレーションに反
映させていることから、系統全体のシミュレーションを
適切に行うことができる。したがって、電力系統を複数
の部分系統に分割し、各部分系統に安定化制御装置を分
散させて構成しても、電力系統全体の動揺抑制を可能と
なり、対象系統を広範囲化する場合においても、過渡安
定度計算を行う計算機へのデ−タ通信量の増加を抑制
し、また過渡安定度計算処理速度を低下させることなく
電力系統安定化システムを実現できる。

【０００９】また、部分系統安定化装置は、自己が管轄
する部分系統の系統状態データを用いて前記電力系統の
故障に対する当該部分系統の電気状態量の動揺をシミュ
レーションし、該シミュレーションに際して系統構成要
素を共有する他の部分系統安定化装置との間で、当該共
有系統構成要素の系統状態データについてシミュレーシ
ョン経過データを交換しながらシミュレーションし、該
シミュレーションの結果に基づいて前記故障に起因する
動揺を抑制するために強制遮断する発電機の候補を設定
し、該設定した遮断発電機候補を他の部分安定化制御装
置に送信するとともに、他の部分系統安定化装置から遮
断発電機候補を取り込み、全ての遮断発電機の候補の中
で動揺抑制に最も有効な候補を遮断発電機として設定
し、該設定された遮断発電機の遮断を実行したものとし
て前記シミュレーションを繰返し実行して遮断発電機デ
ータを決定するようにすることができる。

【００１０】これによれば、自己が管轄する部分系統内
の遮断発電機候補に留まらず、系統全体の遮断発電機候
補を収集して、最も先に脱調する恐れがある発電機を遮
断発電機として設定し、さらにこれを反映させて動揺シ
ミュレーションを繰返し実行し、必要な遮断発電機を順
次決定していることから、安定化制御装置を分散させて
構成しても、適切に協調のとれた遮断発電機データ、つ
まり安定化制御内容を決定することができる。

【００１１】この場合において、部分系統安定化装置
は、故障の種類に対応させて遮断発電機データを登録す
る制御テーブルを有し、故障発生時に該故障の種類に対
応する制御テーブルの遮断発電機データを検索し、自己
が管轄する部分系統に属する遮断発電機に遮断指令を出
力することにより、故障発生時に速やかに適切な安定化
制御を行うことができる。また、遮断発電機の遮断を実
行せずに、電力系統の過渡安定度をシミュレーションし
た結果、つまり故障時の発電機内部相差角動揺シミュレ
ーション結果をグラフ化して表示装置に表示することに
より、系統運用者に提供するようにしてもよい。

【００１２】さらに、上記の発電機を遮断する電制に代
えて、部分系統安定化装置は、自己が管轄する部分系統
の系統状態データを用いて前記電力系統の故障に対する
当該部分系統の電気状態量の動揺をシミュレーション
し、該シミュレーションに際して系統構成要素を共有す
る他の部分系統安定化装置との間で、当該共有系統構成
要素の系統状態データのシミュレーション経過データを
交換しながらシミュレーションし、該シミュレーション
の結果を用いて、発電機制御系のパラメ−タ値を調整す
る発電機制御系パラメ−タ調整手段を備えるものとする
ことがでる。

【００１３】これによれば、オンラインで現状の電力系
統の状態に適合したＰＳＳパラメータに事前に調整する
ことができ、故障が発生しても速やかに電力系統の動揺
を抑制することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。 〔第１の実施の形態〕図１に、電力系統に本発明の系統
安定化システムを適用した一実施の形態の構成概要図を
示す。図において、電力系統１は、発電機、送電線、母
線、変圧器、遮断器、開閉器、負荷などの系統構成要素
からなる電力ネットワ−クであり、発電機で生成された
電力を負荷へ供給するようになっている。本発明では、
電力系統１の全体を、複数の部分系統２（２-１、２-
２、２-３、・・）に分けて取り扱う。ここで、部分系
統２の分割条件は、次のものとする。 (1)電力系統１を構成する各系統構成要素が、何れかの
部分系統２に含まれること。 (2)一の部分系統２は、少なくとも１つの他の部分系統
２と互いに共通する系統構成要素を有すること。

【００１５】系統安定化システム３は、システム全体と
して電力系統１に生じる電気的な系統状態量の動揺を抑
制するために、動揺前あるいは動揺後に電力系統１の系
統構成要素を制御するものであり、分割された部分系統
２に対応させて部分系統安定化装置４（４-１、４-２、
４-３、・・）がそれぞれ設けられている。部分系統安
定化装置４-１、４-２、４-３、・・は、全て同一の機
能構成を有し、系統通信部４０１と、観測部４０２と、
部分系統デ−タ部４０３と、分散過渡安定度計算部４０
４と、ネットワ−ク通信部４０５と、系統設備制御部４
００とから構成されている。そして、相互に通信ネット
ワーク５を介して情報の交換を可能に、かつ対応する各
部分系統２と通信網６を介して接続されている。部分系
統安定化装置４の各ブロックの機能の詳細については後
述するが、対応する部分系統２の系統状態のみを通信網
６を介して観測し、その対象とする部分系統２に関する
系統状態デ−タのみを用いて、その部分系統２内の系統
構成要素のみの制御を行う一方で、電力系統１の全体の
安定度維持を図る適切な制御を行うために、それぞれの
部分系統安定化装置４の相互間で協調しながら制御内容
を決定するようにしている。

【００１６】系統通信部４０１は、通信網６を介して部
分系統安定化装置４と対象部分系統２の間の通信を行
う。観測部４０２は、系統通信部４０１を介して部分系
統２の系統状態デ−タを取り込み、部分系統デ−タ部４
０３に格納する。ここで、系統状態データには、系統構
成要素の電圧・電流などの潮流デ−タ、周波数などの電
気的な系統状態量データや、系統構成要素間の接続状態
デ−タなどが含まれる。

【００１７】部分系統デ−タ部４０３は、部分系統２を
モデル化してなる部分系統モデルを有しており、分散過
渡安定度計算部４０４に対象部分系統に係るデ−タを与
えるようになっている。ここで、モデル系統デ−タは、
系統構成要素間の接続情報を与える系統構成デ−タ、送
電線インピ−ダンスなどの系統構成要素デ−タ、系統構
成要素の電圧・電流などの潮流デ−タを含んでなる。ま
た、部分系統デ−タ部４０３は、他の部分系統にも共通
に含まれる系統構成要素や、その部分系統を制御対象と
する部分系統安定化装置４を対応づけるデ−タも管理す
る。

【００１８】分散過渡安定度計算部４０４は、本発明の
主な特徴である部分系統安定化装置４の相互間の協調処
理を実行するものであり、系統全体の過渡安定度計算
を、部分系統毎の過渡安定度計算を組み合わせて実現す
る処理を行うものである。ネットワ−ク通信部４０５
は、通信ネットワ−ク５を介して他の部分系統安定化装
置４との間の通信を行う。

【００１９】このように、部分系統安定化装置４の分散
過渡安定度計算部４０４は、対応する部分系統２を対象
として電気的動揺を計算するが、その計算の過程で隣接
する他の部分系統と共通する系統構成要素の電気状態量
の計算結果を、相互に交換して他の部分系統の電気状態
量の変化を計算に反映させることにより、他の部分系統
安定化装置４と互いに協調して各制御内容を決定する。
これにより、各部分系統２ごとに設置される部分系統安
定化装置４による閉じた安定化制御処理であっても、電
力系統全体の動揺抑制を可能としている。したがって、
部分系統安定化装置４を必要に応じて電力系統１に設置
することにより、対象系統を広範囲化する場合において
も、過渡安定度計算を行う計算機へのデ−タ通信量の増
加を抑制し、また過渡安定度計算処理速度を低下させる
ことなく系統安定化システム３を実現することが可能に
なる。

【００２０】ここで、本発明の特徴部に係る部分の詳し
い機能構成について、図２に示した具体的な実施の形態
に基づいて説明する。図２は、電力系統１の故障発生時
に、その故障に対応させて予め設定された一部の発電機
を強制遮断（電制）して、系統全体を安定化するものと
して具現化された場合の例を示している。ここでは、１
つの部分系統安定化装置４-２に着目し、それに対応す
る部分系統２-２を単に対象部分系統として説明する。

【００２１】系統設備制御部４００は、図２に示すよう
に、電制機決定部４０６、制御テ−ブル生成部４０７、
制御テ−ブル部４０８、制御起動部４０９、故障検出部
４１０から構成される。故障検出部４１０は、対象とす
る部分系統２に故障が実際に発生したとき、系統通信部
４０１を介してこれを検出し、故障発生情報を制御起動
部４０９へ送る。制御起動部４０９は、故障検出部４１
０あるいはネットワ−ク通信部４０５から系統の故障発
生情報（故障点、故障様相など）を受信したとき、この
故障に対応する安定化制御の内容を制御テ−ブル部４０
８から抽出し、抽出した制御内容に従って、系統通信部
４０１を介して対象部分系統の系統構成要素に制御信号
を送出する。本例では、系統安定化のために遮断すべき
発電機（電制機）を決定し、その電制機を遮断すべく、
遮断信号を系統通信部４０１を介して対象部分系統へ送
出する。

【００２２】そして、同時に、ネットワ−ク通信部４０
５を介して他の部分系統安定化装置４−１，４−３に事
故発生情報を送信する。制御テ−ブル部４０８は、図３
に示すように、故障点と故障様相ごとに故障ケースが設
定され、その故障点を含む部分系統２を管轄する部分系
統安定化装置４を対応付けるデ−タと、系統の現在状態
で故障が発生した場合の安定化制御内容を対応付けてな
るテ−ブルを管理する。テ−ブルに登録される故障ケ−
スは、部分系統内のみでなく系統全体にわたり、全ての
部分系統安定化装置４で同じものを登録するが、故障ケ
−ス間には順序が付けられているものとする。また、制
御テ−ブル部４０８は、制御起動部４０９からの問い合
わせに応じて、該当する安定化制御の内容を返答するよ
うになっている。制御テ−ブル生成部４０７は、系統の
現在状態で故障が発生した場合を想定して、その故障に
対応する安定化制御内容を決定することにより、制御テ
−ブルを生成するものである。以下、図４〜１１に示し
たフローチャートに沿って、特徴部に係る各ブロックの
機能構成を動作とともに詳細に説明する。

【００２３】《制御テ−ブル生成部４０７》図４は、制
御テーブル生成部４０７の処理フローを示す。制御テー
ブル生成部４０７は図３の処理フローに従って、一つ一
つの故障ケースについて安定化制御内容（電制機）を決
定する処理を実行して、図３の制御テーブルを完成させ
る。 Ｓ１：制御テ−ブル部４０８に設定されている故障ケ−
スｆを１つ選択 Ｓ２：選択した故障ケースｆの故障ケ−スデ−タを電制
機決定部４０６へ送信 ここで、故障ケースデータには、故障点デ−タ、故障点
を含む部分系統の管轄部分系統安定化装置を示すデ−
タ、故障様相デ−タを含む。また、電制機決定部４０６
の処理は図５参照 Ｓ３：電制機決定部４０６により決定された電制機を受
信 Ｓ４：受信した電制機を故障ケ−スｆに対する電制機と
して制御テ−ブル部４０８に登録 Ｓ５：制御テ−ブル部４０８内の全ての故障ケ−スにつ
いて、Ｓ１〜Ｓ４を繰り返すことにより、全ての故障ケ
ースの安定化制御内容を決定する。

【００２４】《電制機決定部４０６》図５〜７に、電制
機決定部４０６の処理フローを示す。基本的に、電制機
決定部４０６は、図５に示すように、制御テ−ブル生成
部４０７から送信された故障ケ−スに対する電制機を決
定して、その電制機を制御テ−ブル生成部４０７へ送信
する。この電制機の決定は、他の部分系統安定化装置４
-１、４-３の電制機決定部４０６と協調しながら実行す
る。

【００２５】図５は、電制機決定部４０６における処理
概要のフローを示す。すなわち、 Ｓ１１：制御テ−ブル生成部４０７から故障ケ−スデ−
タｆを受信 Ｓ１２：初期設定として、電制機デ−タをクリア Ｓ１３：故障ケースｆの故障点が、対象部分系統内であ
るか、対象部分系統外であるかを判断 Ｓ１４：故障ケースｆの故障点が、対象部分系統内であ
れば、図６に示す処理フローに従って電制機を決定 Ｓ１５：電制機の決定結果を、他の部分系統安定化装置
４-１、４-２の電制機決定部４０６へ送信 Ｓ１６：故障ケースｆの故障点が、対象部分系統外であ
れば、図７に示す処理フローに従って電制機を決定 Ｓ１７：電制機決定結果を、制御テ−ブル生成部４０７
へ送信して、処理を終了する。

【００２６】図６に、図５のＳ１４、Ｓ１５の処理にお
ける対象部分系統内の故障に対する電制機決定の手順を
示す。すなわち、 Ｓ１０１：故障ケ−スデ−タ、制御テーブル部４０８内
の電制機デ−タ（最初は電制機なしの状態）を受信し
て、分散過渡安定度計算部４０４へ送信する。

【００２７】（これにより、図９，１０の動揺シミュレ
ーションが実行される。） Ｓ１０２：分散過渡安定度計算部４０４から送信されて
くる発電機の内部相差角動揺シミュレ−ション結果を受
信 Ｓ１０３：シミュレ−ション結果から、内部相差角が予
め与えられるしきい値δ0を超える発電機を抽出し、内
部相差角がδ0を超える発電機が存在するか否か判断す
る。つまり、内部相差角がある値を超えると脱調してし
まうことから、しきい値δ0を超える発電機を遮断し
て、系統の動揺を抑制するための判断 Ｓ１０４：Ｓ１０４の判断が肯定（ＹＥＳ）のときは、
内部相差角がδ0を最初に超える発電機をG0として設定 Ｓ１０５：発電機G0の内部相差角がδ0を最初に超える
時刻をt0に設定 Ｓ１０６：電制候補として、（G0、t0）を設定 Ｓ１０７：Ｓ１０４の判断が否定（ＮＯ）のとき、つま
り内部相差角がδ0を超える発電機が存在しなくなった
場合は、電制候補デ−タ（電制候補なし）を設定 Ｓ１０８：他の全ての部分系統安定化装置ｉ（図２例で
は、４-１、４-２）の電制機決定部４０６から、電制候
補デ−タ（電制候補Gi、時刻ti）を収集 Ｓ１０９：収集データに基づき、電制候補データがある
か否かを判断 Ｓ１１０：Ｓ１０９における判断が肯定（ＹＥＳ）のと
きは、収集した電制候補デ−タの中から、ti（i≧0）の
最小値に対応する電制候補Gを抽出 Ｓ１１１：Gを電制機に追加 Ｓ１１２：電制機デ−タを全ての部分系統安定化装置
（図２例では、４-１、４-２）の電制機決定部４０６へ
送信して、Ｓ１０１に戻り、追加された電制機データに
基づいて処理を繰り返す Ｓ１１３〜Ｓ１１４：Ｓ１０９における判断が否定（Ｎ
Ｏ）のとき、つまり全ての電制候補デ−タに電制候補が
なくなった場合は、現在の電制機デ−タを電制機決定結
果として確定し、電制機決定結果と電制機決定完了信号
を全ての部分系統安定化装置（４-１、４-２）の電制機
決定部４０６へ送信する。

【００２８】つまり、図６の処理を実行することによ
り、１つの故障ケースに対する１又は複数の電制機が決
定される。この場合、Ｓ１０８〜Ｓ１１２の処理によ
り、故障点を含む部分系統の発電機のみを電制機の対象
とすることなく、電力系統１の全体からみて動揺抑制に
有効な電制機が決定される。

【００２９】図７に、図５のＳ１６に示した処理の対象
部分系統外の故障に対する電制機決定の手順を示す。す
なわち、 Ｓ１２１：故障ケ−スデ−タ、電制機デ−タ（最初は電
制機なしの状態）を分散過渡安定度計算部４０４へ送信 （これにより、図９，１１の動揺シミュレーションが実
行される。） Ｓ１２２：分散過渡安定度計算部４０４から発電機内部
相差角動揺シミュレ−ション結果の受信 Ｓ１２３：シミュレ−ション結果から、内部相差角が予
め与えられるしきい値δ0を超える発電機を抽出し、内
部相差角がδ0を超える発電機が存在するか否か判断 Ｓ１２４：内部相差角がδ0を超える発電機が有るとき
は、時間的に最初に超える発電機をG0と設定 Ｓ１２５：G0の内部相差角がδ0を最初に超える時刻をt
0と設定 Ｓ１２６：電制候補デ−タとして、（G0、t0）を設定 Ｓ１２７：Ｓ１２３で内部相差角がδ0を超える発電機
が存在しないときは、電制候補デ−タとして、（電制候
補なし）を設定 Ｓ１２８：故障ケ−スを対象範囲に有する部分系統安定
化装置ｉの電制機決定部４０６へ電制候補デ−タ（電制
候補Gi、時刻ti）を送信 Ｓ１２９：これに基づいて部分系統安定化装置ｉから送
信される電制機デ−タあるいは電制機決定結果デ−タを
受信 Ｓ１３０：受信したデ−タが電制機デ−タであれば、Ｓ
１２１へ戻り、追加された電制機データに基づいて処理
を繰り返し、受信したデ−タが電制機決定結果であれ
ば、Ｓ１３１へ進んで電制機決定結果を出力して処理終
了して図５のＳ１７へ戻る。

【００３０】《分散過渡安定度計算部４０４》ここで、
分散過渡安定度計算部４０４の処理動作について説明す
る。一般に過渡安定度計算と呼ばれる系統故障時動揺シ
ミュレ−ションは、例えば、オ−ム社「電力系統過渡解
析論」に詳細に述べられている方式が知られている。こ
れは、発電機の内部状態を表現する微分方程式と、発電
機群をつなぐ送電網の電圧・電流の関係式を与える系統
方程式と、これら２つを繋ぐ式を、ある設定された時間
刻みで数値積分することにより、系統故障時の動揺をシ
ミュレーションする方式である。その概要を図８に示し
た処理フロ−を用いて以下に説明する。

【００３１】Ｓ１４１：開始とともに、計算の時間断面
の時刻を初期化（ｔ＝０） Ｓ１４２：初期潮流状態を計算 Ｓ１４３：発電機諸量の初期値を計算 Ｓ１４４：時刻ｔが予め定められた時刻Ｔとなったら、
Ｓ１４５で終了 （ここで、Ｔは、シミュレーションが収束するのに要す
る時間に基づいて設定する。） Ｓ１４６：時刻ｔが予め定められた時刻Ｔに至っていな
い場合は、系統状態の変化の有無を判断 Ｓ１４７：系統状態が変化していれば、系統方程式を更
新 Ｓ１４８：系統方程式を用いて系統各部の電圧・電流を
計算（系統計算） Ｓ１４９：微分方程式を用いて発電機内部状態量を計算 Ｓ１５０：微分方程式を用いて次の時間断面の発電機内
部起電力を計算 Ｓ１５１：時刻ｔを予め定められた計算刻みΔｔだけ進
めてＳ１４４に戻る。

【００３２】本実施の形態における分散過渡安定度計算
部４０４は、本発明の主な特徴である部分系統安定化装
置間の協調処理を実行するものであり、大まかには、系
統全体の過渡安定度計算を、部分系統毎の過渡安定度計
算を組み合わせて行う。図９にその処理フローを示す。
すなわち、 Ｓ１６１：電制機決定部４０６から故障ケ−スデ−タと
電制デ−タを受信 Ｓ１６２：部分系統デ−タ部４０３から過渡安定度計算
の入力デ−タとする部分系統デ−タを抽出 Ｓ１６３：故障点が対象部分系統内であるか否かを判断 Ｓ１６４：故障点が対象部分系統(２-２)内の場合は、
それに対応する対象部分系統の過渡安定度を計算 Ｓ１６５：故障点が対象部分系統(２-２)外の場合は、
それに対応する対象部分系統の過渡安定度を計算 （ここで、Ｓ１６４およびＳ１６５における計算は、全
系の過渡安定度を反映させるため他の部分系統安定化装
置(4-1,4-3)の分散過渡安定度計算部４０４と協調処理
を行うが、その処理の詳細は後述する。） Ｓ１６７：過渡安定度計算結果の発電機内部相差角動揺
デ−タを電制機決定部４０６へ送信して、処理を終了す
る。

【００３３】《Ｓ１６４の処理の詳細》図１０に、Ｓ１
６４における対象部分系統(２-２)内の故障に対する過
渡安定度計算処理を示す。すなわち、 Ｓ２０１：計算開始断面の時刻ｔ＝０を初期設定 Ｓ２０２：他の部分系統安定化装置(4-1,4-3)の分散過
渡安定度計算部４０４へ計算起動信号を送出する。（こ
れにより、複数の部分系統安定化装置の分散過渡安定度
計算部４０４におけるシミュレーションの同期を図
る。） Ｓ２０３：初期潮流状態を計算 Ｓ２０４：発電機諸量の初期値を計算 Ｓ２０５：時刻ｔが予め定められた時刻Ｔとなったら終
了 Ｓ２０６：時刻ｔが時刻Ｔに至ってないときは、系統状
態の変化の有無を判断（電制機の有無、系統の遮断器の
開閉変化の有無等） Ｓ２０７：系統状態の変化があれば、系統方程式を更新
（電制ありの場合もこのステップで反映される。） Ｓ２０８：系統方程式を用いて系統各部の電圧・電流を
計算（系統計算） Ｓ２０９：微分方程式を用いて発電機内部状態量を計算 Ｓ２１０：微分方程式を用いて次時刻断面の発電機内部
起電力を計算 Ｓ２１１：他の部分系統(2-1,2-3)にも含まれる共通の
系統構成要素の状態量（電圧、電流、発電機の場合は内
部状態量など）を、その部分系統を管轄する部分系統安
定化装置(4-1,4-3)の分散過渡安定度計算部４０４との
間で交換 （つまり、共通の系統構成要素の状態量のシミュレーシ
ョン結果を、相互に入れ替えて、次の時間断面における
シミュレーションに反映して協調をとる。） Ｓ２１２：時刻ｔを予め定められた計算刻みΔｔだけ進
めてＳ２０５に戻り、時刻ｔが時刻ＴとなるまでＳ２０
６〜Ｓ２１１を繰り返して実行する。

【００３４】《Ｓ１６５の処理の詳細》Ｓ１６５におけ
る対象部分系統(２-２)外の故障に対する過渡安定度計
算処理について図１１を用いて以下に説明する。すなわ
ち、 Ｓ３０１：他の部分系統安定化装置(4-1,4-3)の分散過
渡安定度計算部４０４から計算起動信号を受信して、処
理を開始する。

【００３５】Ｓ３０２：計算開始断面の時刻ｔ＝０を初
期設定 Ｓ３０３：初期潮流状態を計算 Ｓ３０４：発電機諸量の初期値を計算 Ｓ３０５：時刻ｔが予め定められた時刻Ｔとなったら終
了 Ｓ３０６：時刻ｔが時刻Ｔに至ってないときは、系統状
態の変化の有無を判断 Ｓ３０７：系統状態の変化があれば、系統方程式を更新
（電制ありの場合もこのステップで反映される。） Ｓ３０８：系統方程式を用いて系統各部の電圧・電流を
計算（系統計算） Ｓ３０９：微分方程式を用いて発電機内部状態量を計算 Ｓ３１０：微分方程式を用いて次時刻断面の発電機内部
起電力を計算 Ｓ３１１：他の部分系統(2-1,2-3)にも共通に含まれる
系統構成要素の状態量（電圧、電流、発電機の場合は内
部状態量など）を、その部分系統を対象とする部分系統
安定化装置の分散過渡安定度計算部４０４間で交換 Ｓ３１２：時刻ｔを予め定められた計算刻みΔｔだけ進
めてＳ３０５に戻り、時刻ｔが時刻ＴとなるまでＳ２０
６〜Ｓ２１１を繰り返して実行する。

【００３６】上述したように、第１の実施の形態によれ
ば、部分系統安定化装置４の分散過渡安定度計算部４０
４は、管轄する部分系統２を対象として電気的動揺をシ
ミュレーションするにあたり、その過程で他の部分系統
と共通する系統構成要素の電気状態量のシミュレーショ
ン途中経過を、相互に入れ替えてシミュレーションに反
映させていることから、系統全体のシミュレーションを
適切に行うことができる。したがって、電力系統を複数
の部分系統に分割し、各部分系統に安定化制御装置を分
散させて構成しても、電力系統全体の動揺抑制を可能と
なる。

【００３７】その結果、部分系統安定化装置４を必要に
応じて電力系統１に設置することにより、対象系統を広
範囲化する場合においても、過渡安定度計算を行う計算
機へのデ−タ通信量の増加を抑制し、また過渡安定度計
算処理速度を低下させることなく系統安定化システム３
を実現することが可能になる。

【００３８】また、第１の実施の形態によれば、電制機
決定部４０６により、自己が管轄する部分系統内の電制
機に留まらず、系統全体の電制機候補を収集して、最も
先に脱調する恐れがある発電機を電制機として決定し、
さらにこれを反映させて動揺シミュレーションを繰返し
実行し、必要な電制機を順次決定していることから、安
定化制御装置を分散させて構成しても、適切に協調のと
れた電制機データ、つまり安定化制御内容を決定するこ
とができる。

【００３９】なお、第１の実施の形態は、故障ケースに
対応させて電制機データを制御テーブル部に登録してお
き、実際の故障時に、その制御テーブルに登録された電
制機データに基づいて制御起動部により対応する発電機
を遮断する電制制御を行うものである。しかし、本実施
の形態はこれに限られるものではなく、例えば、電制制
御を実行せずに、電力系統１の過渡安定度を複数の部分
系統安定化装置４で相互に協調しながらシミュレーショ
ンした結果、つまり電制機決定部４０６で得られる故障
時の発電機内部相差角動揺シミュレーション結果をグラ
フ化して表示装置に表示することにより、系統運用者に
提供するようにしてもよい。

【００４０】〔第２の実施の形態〕図１２に、本発明の
系統安定化システムの他の実施の形態を示す。本実施の
形態は、電力系統に生じる電気的状態の動揺を抑制する
ため、系統状態変化時に発生する動揺を計算し、発電機
の励磁制御装置の端子電圧設定値に付加するPSS（Power
System Stabilizer）のパラメ−タを調整する例であ
る。つまり、発電機の有効電力や軸回転速度などの入力
信号に基づいて、系統動揺抑制のための安定化信号を出
力し、これを励磁制御装置の端子電圧設定値に付加する
PSSパラメ−タを動揺発生前に調整する系統安定化シス
テムである。

【００４１】図示のように、本実施の形態の系統安定化
システム７を構成する部分系統安定化装置８（８-１，
８-２，８-３，・・・）は、図１の系統設備制御部４０
０にＰＳＳ調整部８０１を適用した点で図２の実施の形
態と相違し、その他のブロックは同一機能構成を有する
ことから、同一の符号を付して説明を省略する。

【００４２】ＰＳＳ調整部８０１は、調整対象の各ＰＳ
Ｓについて、分散過渡安定度計算部４０４が出力するシ
ミュレーションされた各電気状態量の時系列データを用
い、周知のＰｒｏｎｙ解析による動揺モード解析を行
う。そして、その結果に基づいてＰＳＳパラメータを算
定し、これを系統通信部４０１を介して各部分系統に設
けられたＰＳＳのパラメータとして設定、又は更新設定
する。なお、電気状態量の時系列データを用いてＰｒｏ
ｎｙ解析によりＰＳＳパラメータを算定する具体的な手
順は、例えば、特願平８−２３６１６５号に記載されて
いるので、ここでは省略する。

【００４３】このように、第２の実施の形態によれば、
部分系統安定化装置８の分散過渡安定度計算部４０４
は、管轄する部分系統２を対象として電気的動揺をシミ
ュレーションするにあたり、その過程で他の部分系統と
共通する系統構成要素の電気状態量のシミュレーション
途中経過を、相互に入れ替えてシミュレーションに反映
させていることから、系統全体のシミュレーションを適
切に行うことができる。そして、その結果に基づいてＰ
ＳＳパラメータを調整していることから、電力系統を複
数の部分系統に分割し、各部分系統に安定化制御装置を
分散させて構成しても、電力系統全体の動揺抑制を可能
となる。

【００４４】その結果、部分系統安定化装置８を必要に
応じて電力系統１に設置することにより、対象系統を広
範囲化する場合においても、過渡安定度計算を行う計算
機へのデ−タ通信量の増加を抑制し、また過渡安定度計
算処理速度を低下させることなく系統安定化システム７
を実現することが可能になる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対象系統が広範囲化しても、過渡安定度計算を行う計算
機へのデータ通信量を増大させることなく、また過渡安
定度計算の処理速度を低下させることなく、電力系統安
定化システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された電力系統安定化システムの
一実施の形態の全体構成図である。

【図２】図１実施の形態の系統設備制御部の具体的な例
を示す全体構成図である。

【図３】制御デーブルの一例を示す図である。

【図４】制御テーブル生成部の処理フローを示す図であ
る。

【図５】電制機決定部における処理フローの概要を示す
図である。

【図６】電制機決定部における対象部分系統内の故障に
対する電制機決定処理のフローを示す図である。

【図７】電制機決定部における対象部分系統外の故障に
対する電制機決定処理のフローを示す図である。

【図８】一般的な過渡安定度計算の処理フローを示す図
である。

【図９】本発明に係る分散過渡安定度計算部の処理フロ
ーの概要を示す図である。

【図１０】分散過渡安定度計算部における対象部分系統
内の故障に対する処理のフローを示す図である。

【図１１】分散過渡安定度計算部における対象部分系統
外の故障に対する処理のフローを示す図である。

【図１２】本発明が適用された電力系統安定化システム
の他の実施形態の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 電力系統 ２ 部分系統 ３，７ 系統安定化システム ４，８ 部分系統安定化装置 ５ 通信ネットワーク ６ 通信網 ４００ 系統設備制御部 ４０１ 系統通信部 ４０２ 観測部 ４０３ 部分系統データ部 ４０４ 分散過渡安定度計算部 ４０５ ネットワーク通信部 ４０６ 電制機決定部 ４０７ 制御テーブル生成部 ４０８ 制御テーブル部 ４０９ 制御起動部 ４１０ 故障検出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統を複数の部分系統に区分けし、
   かつ各部分系統が少なくとも１つの他の部分系統と一部
   の系統構成要素を共有するように区分けし、各部分系統
   の系統構成要素を制御する部分系統安定化装置を各部分
   系統に対応させてそれぞれ設け、各部分系統安定化装置
   は自己が管轄する部分系統の系統状態データを取り込む
   とともに、系統構成要素を共有する他の部分系統安定化
   装置との間で当該共有系統構成要素の系統状態データの
   交換を行いながら、前記電力系統に生じる電気状態量の
   動揺をシミュレーションし、該シミュレーションに基づ
   いて前記部分系統の系統構成要素を制御して前記電力系
   統に発生する電気状態量の動揺を抑制する電力系統安定
   化システム。
2. 【請求項２】 前記部分系統安定化装置は、自己が管轄
   する部分系統の系統状態データを用いて前記電力系統の
   故障に対する当該部分系統の電気状態量の動揺をシミュ
   レーションし、該シミュレーションに際して系統構成要
   素を共有する他の部分系統安定化装置との間で、当該共
   有系統構成要素の系統状態データについてシミュレーシ
   ョン経過データを交換しながらシミュレーションし、該
   シミュレーションの結果に基づいて前記故障に起因する
   動揺を抑制するために強制遮断する発電機の候補を設定
   し、該設定した遮断発電機候補を他の部分安定化制御装
   置に送信するとともに、他の部分系統安定化装置から遮
   断発電機候補を取り込み、全ての遮断発電機の候補の中
   で動揺抑制に最も有効な候補を遮断発電機として設定
   し、該設定された遮断発電機の遮断を実行したものとし
   て前記シミュレーションを繰返し実行して遮断発電機デ
   ータを決定することを特徴とする請求項１に記載の電力
   系統安定化システム。
3. 【請求項３】 前記部分系統安定化装置は、前記故障の
   種類に対応させて前記遮断発電機データを登録する制御
   テーブルを有し、故障発生時に該故障の種類に対応する
   前記制御テーブルの遮断発電機データを検索し、自己が
   管轄する部分系統に属する遮断発電機に遮断指令を出力
   することを特徴とする請求項２に記載の電力系統安定化
   システム。
4. 【請求項４】 前記部分系統安定化装置は、自己が管轄
   する部分系統の系統状態データを用いて前記電力系統の
   故障に対する当該部分系統の電気状態量の動揺をシミュ
   レーションし、該シミュレーションに際して系統構成要
   素を共有する他の部分系統安定化装置との間で、当該共
   有系統構成要素の系統状態データのシミュレーション経
   過データを交換しながらシミュレーションし、該シミュ
   レーションの結果を用いて、発電機制御系のパラメ−タ
   値を調整する発電機制御系パラメ−タ調整手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化シス
   テム。
5. 【請求項５】 電力系統を複数の部分系統に区分けし、
   かつ各部分系統が少なくとも１つの他の部分系統と一部
   の系統構成要素を共有するように区分けし、各部分系統
   の系統構成要素を制御する部分系統安定化装置を各部分
   系統に対応させてそれぞれ設け、各部分系統安定化装置
   は自己が管轄する部分系統の系統状態データを取り込む
   とともに、系統構成要素を共有する他の部分系統安定化
   装置との間で当該共有系統構成要素の系統状態データの
   交換を行いながら、前記電力系統に生じる電気状態量の
   動揺をシミュレーションし、該シミュレーションの結果
   に基づいて前記故障に起因する動揺を抑制するために強
   制遮断する発電機の候補を設定し、該設定した遮断発電
   機候補を他の部分安定化制御装置に送信するとともに、
   他の部分系統安定化装置から遮断発電機候補を取り込
   み、全ての遮断発電機の候補の中で動揺抑制に最も有効
   な候補を遮断発電機として設定し、該設定された遮断発
   電機の遮断を実行したものとして前記シミュレーション
   を繰返し実行し、該シミュレーションにより求められる
   系統構成要素の電気状態量の変化を表示する電力系統安
   定度監視システム。