JPS58151831A - 電力の経済負荷配分方法 - Google Patents

電力の経済負荷配分方法

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JPS58151831A
JPS58151831A JP57033933A JP3393382A JPS58151831A JP S58151831 A JPS58151831 A JP S58151831A JP 57033933 A JP57033933 A JP 57033933A JP 3393382 A JP3393382 A JP 3393382A JP S58151831 A JPS58151831 A JP S58151831A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力系統の経済負荷配分方法κ関するものであ
る。
従来の電力の経済負荷配分方法には、オフフィンで予め
求められたB係数を用いて送電損失を計算し、その送電
損失に基づきラグランジェの未定乗数法による等増分燃
料費則を用いて電力系統内容発電機の電力負荷配分が決
定される方法〔関根泰次:電力系統工学:電気書院 P
97〜11B(昭和51年6月)〕、そして、潮流針算
を用いて収束計算を行なって燃料費を最小にする最適潮
流計算Kjる方法( H.W. DOmmll l, 
W, ?, ’rinne7;Qptimal pow
er FIOW 5o1utiOI11 :IBEET
Jlnl.OIn PA8# vol, PA8−87
1 NOloe Qct。
1968)がある。
然しながら、上記前者の方法には、B係数の算定に多大
の計算時間を要するという問題が6L特に電力系統構成
の急変時におけるB係数の1算を考慮する場合には系統
の高速制御を行なうことができないという不都合がTo
シ、さらに、上記B係数により送電損失で求める際には
、発電機電圧一定、発電機相差角が基準状態から変動が
ないなどの徨々の仮定が置かれる之め電力配分誤差が増
大するという不都合があった。また前記後者の方法には
、最適な電力負荷分結釆が求められるという長所が存在
する一方で電力配分結果を求める次めの繰シ返し1算が
必要となるのでその計算時間が畏〈なり、従って電力系
統の高速制御に不都合で6つ次。
以上の様に従来の方法には、大きな誤差が発生するとい
う問題がToル、また電力系統の高速制御が行なえない
問題がToシ、従って稽If↓く高速にて電力を配分す
ることができないという問題があった。
本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたものであシ、
その目的は、正確にかつオンラインで系統制御が行なえ
る様に高速に電力を配分するととができる電力の経済負
荷配分方法を提供することKToる。
上記目的を達成する丸めに本発明は、オンラインの電力
系統状態情報及び電力系統定数情報と所足M1期後に各
負荷電で予測される手綱負荷電力値とKより潮流計算を
行なって電力系統の送電遺失を吸収したスラック発電機
電力及びノート電圧を求め、該スラック発電機の等増分
燃料費を基準にした電力系統内容発電機の等増分燃料費
則と電力の需給バランス条件とから各発電機の出方配分
を決定し、各発電機に配分される電力が各発電機の這転
鈴容iIt囲を越えるか否かを判定1越りないと判定さ
れたときには決定された配分電力を各発電機に最適−分
電力として配分し、越えると判定されたときには一部発
電機の出方を運転許容値に固定設定し、該固定設定によ
〉発生する電力需給アンバランス量を固定設定されてい
なi残りの各発電機に再配分する、ことを特徴とする。
すなわち、本N1jll方法では、オンツイン潮流計算
によ逆送電損失を求め、それをスフツク発電機出力で吸
収し、スラツク発電機の増分燃料費を基準にした各発電
機の増分燃料費と電力需給バランス条件とから従来方法
の様に繰り返し1算を行なわずに各発電機の負荷配分量
が決定され、これによシかなシanに発生する作業停止
中事故による系統構成の急変に対しても対処することが
でき、オンラインでの系統制御を行なうことができる。
以下図面に基づいて本発明に係わる方法の好適な実施例
を説明する。
第1図において電力系統lの各種電力系統状態情報(た
とえば電力系統lの系統構成状態、負荷電力発電機出力
、発電機電圧など)は送僅装置2m、2b、・・・・・
・・・・・・・2mから受信装fl13M。
3b、・・・・・・・・・・・・3mに供給され入力部
4に与えられる。咳入力s4はこの電力系統状態情報に
必要な変換処理を行なうことができ、変換処理が行なわ
れた電力系統状態情報は記憶部5に記憶される。
また電力系統定数情報(九とえば送電線のインピーダン
ス、変圧器のタッグ比、発電機の運転軒容範囲すなわち
発電機出力の上下限値、発電機の応答特性定数、発電機
の燃料費特性定数など)はオペノー夕6によシCRTデ
ィスIVイア、カードリーダ8を介して入力ff14に
供給される。
そして本実施例システムにおいて電力の経済負荷配分に
関する各種演算を行なう演算部9 rilll111部
10から与えられ今起動信号30によシ、一定周期ごと
に、あるいはオペレータ6がオペV−/コンソール15
で操作して起勅賛求が行なわれる都度に起動される。こ
のIIK起動された演算部9は記憶部5に記憶されて匹
る各檻情報を読み込み、これに対して必要な処理を行な
い、指定され九時刻における系統円台発電機の電力負荷
配分29を決定し、該負荷配分29を記憶部5に設定す
るとと4に、制御部9へ逃場終了信号31を出力するこ
とができる。制御部lOはこの処ffi終了信号31に
より出力部11に起動信号32を供給してこれを起動す
ることができ、起動された出力部11は記憶部5から負
荷配分29を絖み込みこれをCRTディスゲVイアに供
給して表示させるとともに1送信装置12 m、  1
2 b、 −−−−−−−−13n及び受信値[13a
、13b、・・・・・・・・・・・・13nを介して電
力系統1円の告発1[8&の出力iI4整を指令する・ なお、負荷配分自動制御装置が整備されていない系統あ
るいはこれが異常の場合などにおいては、オペレータ6
がCRTディスプレイ7に表示された負荷配分(負荷配
分結果)を参照し、電話14などの通僅手段により電力
系統l内の各発電所にその負荷配分結果を伝達し、それ
に基づいて各発電機出力が調整される。
ここで、本発明は、M151針算を用いた経済負荷配分
方法における系統内発電機の燃料費関数の式に着目して
なされたものでメジ、そこで次にこの潮流計算を用いた
経済負荷配分方法を説明するとともに本発明の詳細な説
明する。
潮流条件を満足し系統内金発電機の燃料費を最小にする
ためには次の第(1)式で表わされる潮流方程式を制約
条件とし、また次の第(2)式に示される様に総燃料費
を最小化する。
g(X、P)−0・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ml(1)式・・・・・・・・・・・・・・・@(2
)式上記第(1)式、第(2)式において、Xは状態パ
ラメータであって各ノード電圧の実部、虚部が対応し、
Pはコントロールパラメータであり各部発電機の有効電
力Piに対応している。まfI−Gは発電機群を、F’
 (P’)及びFr(Pr(X))はそれぞれ発電機の
有効電力がPi及びPr(X)のときの燃料費関数を表
わし、両者とも2次式で表わされることが!!解される
。なお、Pr(x)はスジック発電機の有効電力であり
、電力系統内の送電損失はこれに吸収される。
Fl (Pi)=aipi”+b五pi4−Cム ・・
・・・・・・・第(3)弐Fr (Pr(x))=ar
pr”+brpr4−cr 、、、、、、、、、第(4
)式そしてラグランシュの未定乗数法によシ第(2)式
を満足する解を求め、このときラグランシュの関数L(
X、P) は次の第(5)弐にて表わされる。
L(X、P)=ΣFi (Pi)+F’r (PffX
))+(λ)”(g (x、p) )なお第(5)弐に
おいて〔〕はマトリクスを、Tは配置を表わしている。
また前記第(2)式が最小値をとるための必1!粂件は
次の!(6)式、第(7)式、第侶)式で表わされる。
次にこの処理手順を説明する。
まず第(8)式の5tIt方程式を満足する様にM流計
算により各ノード電圧を求め、第18)式で求められP
r たノード電圧を用いて〔□〕を求め、#lI5!針算X g で用いたヤコビアン行列〔〜〕を用いて第(6)式かX ら〔λ〕を求める。すなわち、 そして上記〔λ〕を第(7)式に代入すると次の第Q(
1式に示されるIIK#退グラデイエy)(Vf:lが
求められる。
・・・・・・・・・第01式 このliI退グクデイエ/)If)の各要素の絶対値が
十分小さな値で6るΣニジも小さければ燃料費f (X
、 P)  の厳小値を満足する負荷配分結果がε 求められたことKなるが、lよりも大きい場合には、コ
ントロールパラメータP1を変化させ、再び11 f8
1式、第(6)式、第(7)式の屓の処理が行なわれ、
この処理は(Vf)の各要素の絶対値がΣよ〕も小さく
なるまで繰返される。
この方法によれば最適負荷配分値を繰p返しの演算処理
によシ収束計算を行なって求めることができるが、この
収束計算の次めに多大な処理時間t−要するので、オン
ラインでの経済負荷配分(li:l)C:Econom
ic l)ispatching Control )
を行なうのに不都合である。
そこで、本発明は発電機の燃料費関数が前記第(3)式
、第(4)式に示される様に出力pt、prの2次式で
表わされる仁とに着目してなされ良。すなわち前記第α
1式において(Vf)−0と置き、裔発電機出力Plを
スジツク発電機出力prを基準に表わし、これらの式と
需給パフンス条件とから前記繰シ返し計算による収束計
算を行なうことなく最適負荷配分値を求めるものでTo
り、本実施例では以下の様に処理が行なわれる。
第2図には前記演算部9の処理内容が説明されてお夛、
事実膳伺でriまずブロック100で記憶部5に格納さ
れている現時点toにおける五発電機の出力P i ”
 (MV)、i発電機の上下限出力P1°””(MW)
、Pi””(MW)、i 発i1c[otl[出力時の
応答速度ΔPム” (MW9′分)、ΔPμ”−”(M
W1分)を参照してt#mKおける1発11Eal!の
運転上下限+iipム””(MW)、Pl r”(MW
)  を次ogu式、第02式ニジ求める。
p i W’ll&L:mi n (p i m−罵、
pi″0+Δpiす(t−to))・・・・・・・・・
第09式 %式%)) ・・・・・・・・・第02式 次のブロック105では、前日にオフラインで予め計算
された負荷予測値を、現時点までの電力系統1の負荷実
績を参考にして修正し、その予測値をより信頼性高いも
のに設定する。
そしてブロック11Gでは現時点1oにおける発電機出
力及び、前記ブロック105で求められた時刻音におけ
る負荷手綱修正値を用いて潮流計算によシ各ノー°ド電
圧V1社VR1+jVIiを求める。
なおこのSIt針算計算ewton R1phson法
を用いることが好適である。
次のブロック115では上記潮流計算で求めら求め、記
憶部5内の燃料費特性足数(前記第(4)式に示すsr
、br、cr)を用いて次の第0国式によ#)ラグラン
シュの未定乗数〔λ〕を求める。
そしてブロック12Gでは、ブロック11!$で求めら
れ九〔2〕を前記Jl(6〕式に代入し得られた第(+
(1式及び電力需給バランス条件からスラック発式に示
される様に発電機ノードのみlで他はOKなることが理
解される。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・第α番式なお第
α◆式においてNriノード数(発電所、変電所の総和
)、MFi配分対象発電機数(発電所数)を表わしてい
る。
上記第00式において(V f )=Oとすれば次の第
四式が成立し、第αう式の歪性は次の@(11式の様に
なる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・第(19式%式% ・・・・・・・・・・・・・・・・・・第四式の1行の
要素であn、ck)はMxlの行ベクトルである。
また需給バランス条件は次の第09式にて表わされる。
ΣP1−Σa6..+Σ1゜、D      ・・・・
・・・・・第09式なお第α力弐において、ΣPLo*
s*ΣPL(IAII はそれぞれブロック110で求
められた送電損失及び負荷を表わしている。
上記第(11式、第(I7)式よpスラック発電機出力
prが求められ、ブロック125では、ブロック120
で求められたpr及び第00式による発電機出力piを
求める。
この様に本発明では系統自発電機の出力配分を繰9返し
討幕による収束計算を行なうことなく決定されるととか
!I解される。
以上の様にして、スラック発電機増分燃料費を基準にし
た各発電機の等増分燃料費と需給バランス条件とから系
統自発電機の出力配分が決定されると、ブロック130
では、負荷配分結果(配分負荷)Plについて、ブロッ
ク100で求められ九発電機の運転上下限値pi rm
axpi+m1mを参照して対象となるすべての発電機
の配分結果が制約条件を満足するか否かを判定し、満足
しない場合は、発電機出力Piを運転上限値pitwa
hxを越えたときには運転上限値pirmaxに、運転
下限値Pl21″111を下まわったときには運転下限
値Pl1−&mに固定しこの固定設定にょシ生じた偏差
分を出力が固定されて層ない発電機関で再配分する。
上記再配分の方法は出力を固定した発電機を配分対象か
らはずすことにより行なわれ、さらに詳しくは、前記ブ
ロック125の処理においてj発電機が運転上限値pJ
twahxを越えた配分結果になった場合、Pj−PJ
 ””冨とし、 分結果を埴除き、第Q樽式に示される処理を運転上下限
値を満足しな−すべての発電機について行ない、再度前
記prを求め、ブロック125の処理と同様に各発電機
の配分結果を求める。そしてこの配分結果が1次発電機
の運転上下限値を満足するか否かをチェックし、すべて
の発電機出力が運転上下限値を満足するまでこの上下限
チェック判定、配分処理が繰シ返される。
以上の様に本発明では、発電機の燃料関数が前記@ (
3)式、第(4)式に示される様に出力P轟、prの2
次式で表わされることに着目し、第α0式におhて(V
F)−0とおき、各発電機出力P1をスフツク発電機出
力Prt−基準に表わし、これらの人と需給バランス条
件とから最適負荷配分値を繰)返し計算による収束計算
を行なう仁となく求めて配分結果を得ている。
なお、通常ではToin生じないと考えられるが、燃料
費単位出力の値が極端に良い発電機と、極端に悪い発電
機のみからなる電力系統の場合には、本−発明方法では
すべての発電機の出力がそれぞれの運転上下限値外に配
分されるおそれがある、この場合には以下の様にして処
理が行なわれることが好適である。
この処理は上記処理により求められた配分結果の総和と
総負荷、目送′11c損失の和とがバランスしないこと
に着目したもので、まず、需給アンバランス量ΔPを次
の第1式から求める。
Δp=(ΣPt、oss+ΣPLOAD)  (配分結
果)01d・・・・・・・・・第(11式 もし上記需給アンバランス量ΔPの絶対値が十分小さな
値Σよシも小さければ、配分結果は需給バランスがとれ
ているので、それは求める解となるが、Σよシも大きい
場合にはすべての発電機出力が運転上下限値に固定され
ている場合であり、需給バランスを図る必要が生ずる。
この場合前記需給アンパラ/ス量ΔPが正のときには運
転上限値に出力が固定された発電機に対して前記第一式
に示される処理を行ない、運転下限値に固定された発電
機出力を新たに求め、一方需給アンバランス量ΔPが負
のときには運転下限値に出力が固定された発電機に対し
て前記第α梯式に示され次処理を行ない、運転上限値に
固定された発電機出力を新たに求め、以上の様にして求
められた各発電機出力についても前述の様に運転上下限
値についてチェック判定を行ない、すべての発電機出力
が運転上下限値を満足するまでこの上下限チェック判定
及び再配分処理が繰シ返される。そして前記処理がある
一定回数繰夛返して行なわれても需給バランスのとれた
解が求まらない場合には、負荷配分決定不可能のメツセ
ージをCRTディスプレイ7に出力しアラーム発生の指
示を出方部11へ与える15制御部lOに信号31を送
出する。このアラームとCRTディスプレイ7の1iI
i面上のメツセージによシオペレータ6はその状況に応
じた処理を行なう。
また正常な処理によシ配分結果が求められた場合にはそ
の配分結果が記憶部5に%納されるとともに制御部9に
処理終了oii′薯1う【されろ。
以上説明した様に1本発明によれば、電力系統のオンラ
インデータを用いた潮流計算で求められた送電損失を用
いて負荷配分が決定されるので、従来の様にオフライン
で予め基準状態で求められたB係数にエフ送電損失を算
出し、それを用いて負荷配分を決定する場合に比較し、
よシ最適な負荷配分に近い電力配分を行なうことができ
る。
また本発明によれば、繰り返し計算による収束計算が行
なわれないので、従来の収束計算により[4負荷配分を
求める方法に比較し、処理時間を約1/2以下に短縮す
ることができ、このため凋日の負荷配分を求めるE L
 D (Economic 1oad[)jspatc
hing)計算、そして大規模系統のオンライン制御で
あるEDCにも適応することができる。
従って本発明によれば、速力系統の各発電機に対する電
力配分を正確にかつ敏速に行なうことがでとる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる方法が適用され几7ステムの全
体ブロック図、第2図ri第1図演算部の処理フローチ
ャート図である。 l・・・電力系統、2・・・送信装置、3・・・受信装
置、5・・・記憶部、7・・・GRTディスプレイ、9
・・・演算部、10・・・制御部、11・・・出力部。 第+ IN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、オンラインの電力系統状態情報及び電力系統定数情
    報と所定周期後に各負荷端で予測される予測負荷電力値
    とに基づき潮流計算を行なって電力系統の送電損失を吸
    収し九スフツク発電機電力及びノート電圧を求め、該ス
    ラツク発電機の等増分燃料費を基準にし九電力系統内各
    発電機の等増分燃料費則と電力の需給パyyス条件とか
    ら各発電機の出力配分を決定し、各発電機に配分される
    電力が各発電機の運転許容範囲を越えるか否かを判定し
    、越えないと判定され友ときには決定された配分電力を
    各発電機に最適配分電力として配分し、越えると判定さ
    れたときには一部発電機の出力を運転許容値に固定設定
    し、皺固定設足によp発生する電力需給アンバランス量
    を固定設定されていない残りの各発電機に再配分する、
    ことを特徴とする電力の経済負荷配分方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、全発電
    機の運転許容範囲を満足する配分結果が得られないとき
    にはその旨をオペレータに報知する、ことを特徴とする
    電力の経済負荷配分方法。
JP57033933A 1982-03-05 1982-03-05 電力の経済負荷配分方法 Granted JPS58151831A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556562A (ja) * 1991-08-22 1993-03-05 Hitachi Ltd 発電機負荷配分方法
JP2001016775A (ja) * 1999-06-24 2001-01-19 Takeo Kawamura 非線形計画法による最適潮流計算システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556562A (ja) * 1991-08-22 1993-03-05 Hitachi Ltd 発電機負荷配分方法
JP2001016775A (ja) * 1999-06-24 2001-01-19 Takeo Kawamura 非線形計画法による最適潮流計算システム

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