JPS60241726A - 電力系統制御方式 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電力系統の電圧及び無効電力を制御する方
式に関する。

〔従来技術〕

電力の利用増大とその多様化及び高度化により電力を安
定Ｋかつ高品質に供給する社会的な要請が強まって来て
いる。

一方、電力系統の規模の拡大及び電源設備の立地難から
電力系統は、大容量化及び高密度化の様相を呈し、また
電源の遠隔偏在化、送電線の高電圧、大容量かつ長距離
化、地中ケーブル化１重潮流化などの要請も大きくなっ
ている。

この様な電力系統を運用するに当り電力品賞の向上策の
一貫として電圧−無効電力制御の機能向上が望まれる様
になった。

系統の電圧−無効電力制御は系統の運転基準電圧を維持
する必要があるので、電圧調整用及び無効電力調整用機
器を制御し、系統電圧を基準電圧付近の一定値幅内に調
整するものである。

昨今の電力系統では、電圧調整用の負荷時タップ切替変
圧器が全台数の９０チ以上、無効電力調整相の静止形コ
ンデンサ及び分路リアクトルの容量が変圧器認可容量の
１０％近くに達している。

このような調整用機器を設置した系統で広く行われてい
る電圧−無効電力制御方式には大別して個別制御方式及
び総合制御方式の２つがある。

個別制御方式は、個々の電気所が予め与えられた基準値
を維持するように自電気所の電圧−無効電力調整機器を
個別に制御するものである。また総合制御方式は、系統
の主要点に設置された監視点での電圧、潮流等のオンラ
イン情報を中央給電指令所に収集し、逆にそれよシ各電
気所の機器個別制御装置に発する指令によって電圧−無
効電力調整機器を制御調整するものである。

従来の個別的な電力系統制御方式の概要構成を第１図に
示す。

図において、Ｔは上位、下位の電力系統を連系する変圧
器、１は変圧器ＴＫよって連系される上位系統の送電線
、２は変圧器ＴＫよって連系される下位系統の送電線、
３は電圧階級及び容量が異なる下位系統の送電線、４は
変圧器ＴＫ付属した負荷時タップの切替器（ＬＴＣ）が
接続された巻線、４１はその切替機構の制御装置（ＬＲ
Ａ）である。５は送電線３に接続された分路リアクトル
、５１は分路リアクトル５の開閉用遮断器を含む制御装
置、６は静止形のコンデンサ、６１はコンデンサ６の遮
断器を含む制御装置である。７は電圧及び無効電力制御
用の制御装置（ＶＱＣ）であシ、制御装置４１゜５１．
６１へ上は下げ又は開閉の指令を発する。

１１．２１及び３１は送電線１，２．３の電圧を変成す
る変圧器、１２．２２及び３２は送電線１．２．３の電
流を変流する変流器である。

上記の構成動作は以下の通りである。まず電圧を維持す
べき母線２０及び上位系統の電圧Ｖ、ｆｉｌ流Ｑを制御
装置７に導入し、これＫよりその変化分ΔＶ、ΔＱを検
出し、ΔＶ、ΔＱが予め定められた判定基準を満足する
かどうかを調べ、満足しないときは満足するように切換
器４９分路リアクトル５及びコンデンサ６に上げ下げ又
は開閉の指令を出すものである。

通常、このような判定基準は日々の電力系統の負荷の変
動に応じて逐次的に設定されるものもある。しかし、系
統の接続条件、系統の運転条件の変更、負荷の状態等に
より系統の電圧及び電流分布が変化し、ΔＶ及びΔＱの
制御目標値も変化するので、制御判定条件を一定として
運用すると、電圧及び無効電力の調整が不可能な場合や
電圧及び無効電力調整機器の頻繁な作動を生じる場合が
あった。

これを避けるために１　ΔＶ及びΔＱｔ−判定した所定
時限後に機器を操作するようにしたシ、ΔＶやΔＱの積
分値を比較判定する事も行われている。

しかし、これらの対策は、一時的な変化に対しての誤作
動を防ぐことはできても継続的な変動や大幅な系統条件
の変動に対しては効果的ではない。

第２図は電力系統の構成を示す。上位系統の送電線ＩＫ
リアクタンスｘ１を介して電源が、下位系統の送電線２
にリアクタンスｘ２を介して９荷が接続され、その背後
の電圧をｖｌ、ｖ２とする。

変圧器ＴＫはタップチェンジャがあシ、巻数比ｎをΔｎ
だけ変化でき、調相設備は無効電力ｑを供給するが、ｑ
をΔｑだけ変化させられるものとする。

現在目標として調整制御すべき電圧が母線２０の電圧Ｖ
であり、同時に通過無効電力がＱであったとすると、 ΔＶ＝−と一Δｎ＋λｌＸ２　Δｑ＋−社−ΔｖｌＸ１
＋Ｘ２　Ｘ１＋Ｘ２　Ｘ１＋Ｘ２ 十−犯−−ＡＶ２　・・・・・・・・・・・・（３−１
）Ｘｌ＋Ｘ２ ΔＱ＝」−Δ。−□Δ、＋」−Δｖ１ Ｘｌ＋Ｘ２　Ｘｌ＋Ｘ２　Ｘｌ＋Ｘ２ −１　Δｖ２　・・・・・・・・・・・・（３−２）Ｘ
ｌ＋Ｘ２ が成立する。

ここにΔｖ１．Δｖ２は１次、２次系統のりアクタンス
Ｘｌ　＋　Ｘ２の背後電圧変動である。

制御方式には、タップチェンジャでｎや調相設備でｑを
変化させてＸｉ　＋　Ｘ２を同定したものや、Ｘ１＋ｘ
２を半固定として来たものがおるが、ここではΔｎ。

Δｑが存在しない時、即ち、タップチェンジャや調相設
備の操作がないとした時の系統のｖ、ＱのふるまいＫつ
いて述べる。

（３−１）　、　（３−２）式よシ　Δｎ＝Δｑ＝ｏと
してΔｖ：ｄ驕ΔＶ１＋−箸Δ■２　・・・・・・・・
・（３−３）１ ΔＱ＝−ΔＶ１−７．〒Δｖ２　・・・・・・・・・（
３−４）Ｘｌ＋Ｘ２ が得られる。

ここで系統状態が時々刻々変化するものとすると、 （１）　Ｘｉ　＋χ２が不変でΔｖ１　＋Δｖ２が変化
する場合（第３図及び第６図ａ、ｂ参照） （１１）Δｖ１．Δｖ２は不変でもＸｉ　＋　Ｉ２が変
化する場合（第３図及び第６図ｃ、ｄ参照） （ｌｉｔ）　ｘｈＶｌｌ　Ｉ２１　Ｖ２が、！：　モｌ
ＩＣ１に化スル場合Ｃ第３図及び第６図ｅ、ｆ参照） ０３つの場合が考えられる。これら３つの場合に応じて
夫々その特徴を検出し、制御を行うならよシ適確な制御
が行える。

（ａ）　Ｘ１１Ｘ２が不変で、Δｖ１．Δｖ２が変化す
る場合とれは第２図の等価回路で、リアクタンス背後の
電圧の大きさが変化する場合である。

複雑な構成の系統で杖考えにくいが、単純な放射状接続
の電力系統では電源側の変圧器のタップを段階的ＶＣ１
１ｍｌ整する場合に相当する。この時はｖｌ＋ｖ２を変
化させて生じたΔＶ、ΔＱが直接自電気所で計測できる
ので、 Δｖ＝Ｘｌ”＋’！２Δｎ＋□□Δｑ・呻・・・・・・
（３−５）ΔＱ＝　１　ｌｎ−１ Ｘ１＋Ｘ２　ＸＩ工、Δｑ　・・・・・・・・・・・・
（３−６）Δｎ＝Δｖ＋ｘｌΔＱ　・・・・・・・・・
・・・（３−７）Δｑ＝−（Δｖ−ｘ２ΔＱ）　・・・
・・・・・・・・・（３−８）２ によ請求まるΔｎ、Δｑｔ−、タップｎ調相容量ｑの操
作量とすればよい。

このようなり１．ｖ２の変化は Δｖ＝ｄ騙ΔＶｌ＋、ｉ蛾Δｖ２・・・・・・・・・（
３−９）で、ΔＶ−ΔＱ平面上に等角写像されるがらΔ
Ｖ−ΔＱの変化をバタン認識すれば判別可能である。

更に特徴的な事はΔ■−ΔＱ平面上で、タッグが１ノツ
チ変化する時間はノツチ位置に拘わらず一定であるから
ΔＶ−ΔＱ上の変化は等間隔で生ずるという事である。

この両者を観測すれげΔｖ１＋Δｖ２が変圧器のタップ
変更により生じた事がわかる。

この時ＸＩ、！２は変化していないので、ΔＶ−ΔＱ平
面上を直線状に動きその傾きはかわらない。

（ｂ）　Ｖｌ、Ｖ２が不変でもＸＩ、Ｉ２が変化する場
合系統の開閉等圧より、Ｘ１＋Ｘ２が見掛は上置化する
場合である。

一般に第２図の等価回路において ｖ１２＝　Ｖ２＋　ｎ２Ｑｘｘ＋　ｎ’　ｘ１２工１２
−−−−−−−・−（３−１１）Ｖ２２＝Ｖ２−２（Ｑ
＋（１）Ｘ２＋Ｘ２１２　・＝・−−−（３−１２）こ
の微分をとり、 ΔＶ１＝ΔＶ＋−！−（ＱΔＸ１＋Ｘ１ｊＱ）＋Ｘｌ１
１（ＸｉΔ工１＋ΔＸｌ１１）＋Ｘ２Ｉ２Δ工２　・・
・・・・・・・（３−１４）今、Δｖ１＝ΔＶ２＝０で
あるがら　Δｎ＝Δｑ＝ｏとしてΔｖ＋−！−（ｑΔＸ
ｌ＋ＸｌΔＱ　）＋Ｘｉ　Ｉ　１（ｘｔΔ１１＋Δｘ山
）＝０・・・・・・・・・（３−１５） ・・・・・・・・・（３−１６） これからΔＶ、ΔＱ　Ｉ　Ｘｉ　ｌ　Ｉ２１　Ｉｔ　＋
ΔＩｌ　、　Ｉ２　、ΔＩ２が観測可能なので、Δｘ１
．Δｘ２ｆ解く事ができる。

（Ｑ＋２ｘＩ１１２）Δｘｌ＝−２ΔＶ−ｘ１ΔＱ＋Ｘ
１２ｈΔ■１・・・・・・・・・（３−１７） このような変化を生じる時はΔＶ、ΔＱのみならず、Δ
１１＋Δ工２の変化も必ず生じるので、ΔＶ、ΔＱ以外
に１１＋Ｉ２を観測してΔＸ１＋Δｘ２ｆ推定する。

（ｃ）　Ｖ１１Ｖ２１Ｘ１．Ｉ２がともＩＣｆ化ｆる場
合背後電源の発電機が電圧自動調整（ＶＡ　Ｒ）などの
調整を行うので、励磁制御を行う場合である。

この時ｔ’ｉ　ｖＡＲの変化、電圧の変化が連続的であ
るため、調整中に推定した値をもって以下の制御のため
に設定値とする事は意味がない。従って、この時は上記
（＆）及び（ｂ）の双方に該当しないΔＶ、ΔＱの変化
があった場合として取扱う。即ちΔＶ１＝Δｖ２＝０と
して推定したＸ１＋Ｘ２でもなく、ΔＸ１＋ΔＸ２＝０
として推定したｖｔ　、　Ｖ２でもない場合は、ｖ、ｘ
共忙変化していると見做し、この変化を追跡する。

一般に１発電機の界磁が変化する場合、その動作は連続
的であり、上述のタップ変化、リアクタンス変化とは様
子が異なる。

一般に、無限大母線の電圧■ｂにリアクタンスＸ。

を介してつながる発電機では、同期リアクタンス（Ｘｄ
）背後の電圧Ｅｆｄとｖｂの間の位相差角をδとして、 であるからＥｆｄ　、δの変化により、発電機端のＱ。

■ｔが連続的圧変化し、この影響を系統に及ぼす。

従って、この様な変化が表れた場合は観測点でＱ−Ｖの
変化を連続監視追跡し、この変化が終了して安定状態に
なった時、タップｎ、調相設備ｑを操作してΔｎ、Δｑ
を生ぜしめΔＶ、ΔＱを観測し、Ｋよりｘｌ、ｘ２ｔ−
再同定する。

（ｄ）ｖｌ、ｖ２．ｘｌ、Ｘ２が大幅に変化する場合（
第７図に示す電力系統の系統図を参照） この場合は、系統の構成が大幅に変化した場合であり、
従来のような微小な変化幅を想定したＶ−Ｑ制御は意味
がなく、協調制御が必要となる。

（＋）　（ｄ）の場合には”　＋　Ｑデータを給電所な
どから収集して簡易な状態推定と、縮退した系統での短
絡容量計算を行い、Ｖ、Ｑデータに２！杏いてＸ１＋Ｘ
２を定め、タップの調和設備ｑの操作量を算出し、操作
を行い、その操作にょるＶ、Ｑの変化幅ΔＶ、ΔＱがら
再度ｘ１．ｘ２′７に推定する。

とのＸ　１　＋　Ｘ　２と既に系統引算でめたＸ１＋Ｘ
２とを比較し、その変化が十分小さければ、これを用い
て以後の系統状態の基準として個別制御に入ればよい。

（１）　ΔＶ、ΔＱの変化幅が大きい時は、更に上位の
電気所から詳細かつ確実なデータを要求し、簡易縮約系
統の計算を行い、又は設置用のＸｌ、Ｘ２データを受信
してＶ−Ｑ制御設定用にｎ　＋　ｑに対する感度計数を
計算し、Ｖ−Ｑ制御使用状態に入る。

以上は平常時における本発明の原理である。

（ｅ）　なお、事故時には電圧が低下し、電流が増大し
、かつ無効潮流が増大するので、制御操作はロックされ
る。このような状態が解消したか否かをチェックする計
測操作は常に必要であり、実行されるものとする。

（ｆ）　平常時でも系統操作によ勺、ｖ、Ｑ制御のモー
ドに入らないような自所内切替操作が行われる場合があ
りうるが、このよりな場合はＶ、Ｑの変化を判定し、自
所内のバンク機器異常でなければ上位、下位系統の大幅
変化として上記（ｄ）項と同様の動作を行わしめればよ
い。

〔発明の概要〕

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、電力系統の主要点に設置され、
その主要点における電圧及び無効電力を含む電気量情報
を検出して調相設備及び−圧調整器の制御指令を発生す
る制御装置に系統状態を同定する機能と、同定した系統
状態を監視する機能とを備え、上記系統状態の変化があ
る設定値以上となった時は上記電力系統の背後箱１圧及
びリアクタンスを再同定し、この同定の結果により上記
制御装置の動作特性を再設定する事により、上記系統状
態の変化に正しく対応した制御が迅速に達成できる電力
系統制御方式を提供することを目的とする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の実施例について述べる。第８図において
、第１図と同一符号は同一部分を示す。

ただし、制御装置Ｉに対応する部分は以下で説明するよ
うに変換器７１ａ　、７１ｂ　、７２ａ　、７２ｂ、７
３ａ、７３ｂ、７４＋中央処理装置７５．インターフェ
ースｒｅ　、ｒｒ及び伝送装置７８から構成されている
。変換器１１ａ、７１ｂＶｉ送電線１及び３の無効電力
を測定するための直流変換器であり、夫々電圧は変圧器
１１．３１より電流は変流器１２　、３２より導入する
。変換器７２ａ　、７２ｂは送電線１及び２のｍ圧を測
定するための変換器であり、夫々電圧は変圧器１１．２
１より導入する。変換器７３ａ。

７３ｂは送電線１，２の電流を測定するための変換器で
あり、夫ｈＭＬ流は変流器１２．２２より導入する。変
換器１４はタップチェンジャ切替盤４１に導入されたタ
ップ切替器のタップ位置信号をレベル変換し、中央処理
装置（ＣＰＵ）７５に導入する。

中央処理装置７５はマイクロコンピュータからなり、周
辺にアナログ入力、ディジタル入力及びディジタル出力
用の入出力回路及び情報伝送装置として働くシリアル入
出力のインターフ−エースを有す。これらは、公知のも
のでよく、本発明の要旨ではないので省略する。

ＣＰＵ７５は図示のように変換器７１ａ　、７１ｂ　。

７２ｉ　、７２ｂ　、７３ａ　、７３ｂよりアナログ出
力を変換器７４よりディジタル出力を受け、一方アナロ
グ出力をディジタル変換した後、読込み、以下で説明す
るような判定処理をしてタップ上げ、下げ指令をインタ
ーフェース７７へ遮断善人又は切指令をインターフェー
ス７６へ与えるものである。

インターフェース７６はＣＰＵ７５からの出力を受けて
タップ切替器へ上げ、下げ指令を与え、また出力信号の
レベル及び若干のタイミング変換も行う。

インターフェース７７もＣＰＵ７５の出力を受けて分路
リアクトル５や、コンデンサ６の大切用の制御装Ｍ５１
゜６１に入切指令を与えるものであシ、その機能はイン
ターフェース７６とほぼ同じである。

伝送装置７８は電力系統に関する情報を送受信するもの
でおり、ＣＰＵ７５の動作タイミングと入出力信号の授
受とに適合したタイミング及びレベル変換機能をもつ。

伝送装置Ｔ８は、公知の構成を有し、他電気所との情報
交換に用いるものであるから両電気所間の距離及び環境
に応じて適当な伝送路及び伝送形式が選定される。

なお、ＣＰＵ７５には、マイクロプロセッサと、変換器
７゛１＆〜７３ｂによってアナログ直流電圧に変換され
た入力を受け、これらを適当な時間保持し、マイクロプ
ロセッサのタイミングに応じて制御されるアナログ−デ
ィジタル変換器と、サンプルホールド回路とが含まれ、
いずれも公知のものである。

次に１動作を第９図以下に示す流れ図を参照して説明す
る。

第９図において、ステップＳ１は系統の１次及び２次電
圧ｖｐ、ｖｓ　＋　１次及び２次電流ｉｐ　、　ｉｇ　
＋無効電力潮流ｑ（１次、３次）と常時計測する。

この計測は、系統の平常時、事故時及び操作時の区別が
可能となる様な十分短い周期のＴ及び回数Ｎを選ぶ（ス
テップ８２）。この基本計測で得られた瞬時値（ｖｐ、
ｖＢ＋１ｐ＋ｌａ＋ｑ）の平均値をめ（稲、÷ｓ＋Ｉｐ
＋ＩｇｒＱ）とする。ステップ８３〜Ｓ５では、ｖＰ、
ｖ、が一定値ａ以上であり、Ｉ、、Ｉ８が夫々一定値す
以上であり、又無効潮流が一定値Ｃ以上であれば通常の
Ｖ−Ｑ制御を必要とする場合であシ、ステップＳ６で後
述するメインルーチンを実行する。ステップ８７．８８
ではＶｐ　、　Ｖｓが一定値Ｃ以下であり無効潮流が一
定値Ｃ以上であれは事故発生と見做し、ステップＳ９で
後述する事故時処理ルーチンを実行すればよい。更Ｋ　
Ｖｐ　、　Ｖｇが一定値Ｃ以下であり、乳、流が所定値
す以下となり、有効潮流が一定値Ｃ以下となる場合（ス
テップ１０．１１）は伺がしかの系統操作が近傍で行わ
れている場合であｐｌこの場合はステップ８１２で後述
する操作時ルーチンを実行する。

以下、平常時、事故時、操作時の夫りの場合について機
能の内容１に説明する。

（、）　平常時操作 本操作の王たる内容をメインルーチンとして第１０図に
示す。図示のメインルーチンに入る前の判定操作は前述
した基本計測ルーチンで得られたデータからその変化分
Δｖｐ、Δｖ８．ΔＱ（系統より供給される無効潮流）
を計測算出する。このデータを幾つか幾周期収集して、
平均し、これらの値よシ下式により系統背後の電圧変動
を計算する。

即ち、予め想定した上位系統及び下位系統を見た短絡容
量よりＸｌ、Ｘ２を定める。

ΔＶ１＝ΔＶ＋Ｘ１ΔＱ　・＝　・−・・−（５−１）
ΔＶ２＝ΔＶ−Ｘ２ΔＱ　・・−−−−−・−（５−２
）但し、ここで変圧器の通過リアクタンスｘｔｔｉｘ１
又Ｆｉｘ２に含まれている。このΔｖ１．Δｖ２は、複
数個の異なる時点で得られたΔ■１．Δ■８．ΔＱをも
とにめているから時刻依存性があシ、ΔＶ１（ｔ）、Δ
ｖ２（１）と表現される。

又時間間ｉｔ長くとれば、Δｖ１．Δｖ２が時系列信号
として表現される。このようなΔｖ１＋Δｖ２をサンプ
ルとして見ると、以下の特徴がある。

０）　Δｖ１＋Δｖ２が一定時間間隔で複数回変化する
時変圧器のタップ切替器タップが変化した事を表わし、 （ロ）　Δｖ１．Δｖ２が単発で変化し、その後類似の
変化が見られない時、系統又は機器の開開操作が行われ
た事を表わし、 （ハ）　ΔＶｌ　、Δｖ２が連続的に変化し、その変化
が段階的ではない場合、発電機、ｉ＋ｉ１相機の励磁電
流をドξ作した事を表わしているとほぼ見なし得る。更
Ｋ に）　ΔＶｌ、Δｖ２が過大な場合（たとえば０．１ｐ
ｕ以上）系統接続の大幅な変更があった事を表している
と見なしてよい。

以上の０）、（ロ）、（ハ）及びに）の４つの場合は夫
々タップ操作ルーチン、系統開閉ルーチン、界磁操作ル
ーチン及び系統推定ルーチンを実行し、以後の調整制御
操作を決定する。

以下、４つの場合の機能の概略を説明する。

、（イ）　タップ操作ルーチン タップ操作ルーチンの概略を第１１図及び第１２図に示
す。上記メインルーチンでΔｖ１＋Δｖ２の変化の様子
を判定し、Δ■１＋Δｖ２のいずれか少くとも一方が複
数段階の変化をしているかを判定する。Ｑの方向を送ｔ
ＩｉｌＩ１１→２とした時、Δｖ１に段階変化がなくな
った時はΔｖ１＝ΔＶ　＋　Ｘ　１ΔＱ・・・・・・・
・・（５−１）であるからタップを試操作し、電源側の
タップ上げ幅を補償する様に試操作する。

次にΔＶ２を継続して監視する。同じく無効潮流の向き
が不変であれば Δｖ２＝ΔＶ−Ｘ２ΔＱ　−・−・−・・−（５−２）
これからΔｖ１＝０なら Δ■２＝　−（Ｘ１＋Ｘ２）ΔＱ　−・−・−−−−−
・（５−４）であるからこの７７２分だけを解消する様
ＫＶＡＲを試操作する。

以上によりΔｎ、Δｑが生じるがこのΔｎ、Δｑによる
ΔＶ、ΔＱ１に計測し、 によりＸｌ　、　Ｘ２を再同定する。

このｘｌ、ｘ２’ｌｃ使用して現在のΔＶ、ΔＱからΔ
ｖ１．Δｖ２　を再計算し、Δ”１＋ΔＶ２が存在すれ
ば Δｎ＝Δ■１　・・・・・・・・・・・・（５−７）Δ
ｑ＝−Δｖ２　・・・・・・・・・・・・（５−８）を
再算出する。

もしタップ操作必要とするΔｎｔ生じたらタップ再操作
を行い、又ＶＡＲ操作を必要とするΔｑを生じたらＭＡ
Ｒの再操作を行う。

以上の操作終了後、ΔＶ、ΔＱに著しい変化を生ずる程
の状態変化がなければこの時点でのＸｌ、Ｘ２同定値及
びΔＶ、ΔＱを以てΔ■１１Δｖ２を計算し、所定の許
容範囲によればＸ１＋Ｘ２を改めて設定してメインルー
チンへ、戻る。

なお系統に上記操作中状変が発生し、た場合は変圧器１
次側の電圧Ｖｐ及び電流工１．２次側の電圧Ｖ、及び電
流工２をみて事故時、又は系統操作時の判別を行い、夫
々の処理ルーチンを実行する。

その詳細はステップＳ７，８８．ＳＩｏ、８１１の実行
結果によシ判定される。

以上ヲ要するに系統側でタップ操作が行われた時はΔ■
１＋Δｖ２なる背後電圧の大きさを監視しＸ１＋Ｘ２を
念のため同定した時、Δｎ。

Δｑを定めてタップ、ＭＡＲ設（ｌＩを操作させる。

（ロ）系統開閉ルーチン 系統開閉ルーチンの概略を第１３図及び第１４図に示す
。

図９に於てＶｐ　、　Ｖｓが健全値でありながら初期の
値から例がしかの変化Δｖｐ、Δｖｓを生じた後、この
値をタップ切替器動作時間と同じ程度の時間積算する。

その後、Δｖｐ、Δ■３１に同時に生じた時刻における
Ｘｌ　、　Ｘ２を推定する。

ΔＸ１＋Δｘ２　の計算アルゴリズムは前述の通電であ
る。この計算後、Δｖｐ、ΔＶｓの変化が生じていなけ
れば、上記ｘ１＋ΔＸＩ　＋　Ｘ２＋ΔＸ２をベースと
してタップ操作量Δｎを定めてタップを操作する。この
値を用いてＸ１＋Ｘ２を同定する。

次に同様にしてＶＡＲ操作景Δｑを定めてＶＡＲの操作
を行う。この値を用いて同じ＜Ｘ１＋！２を再同定する
１、ｘｌとｘ２とが２回の同定で同じ値の時、Δｖ１＋
Δｖ２は共［０となるが等しくない時はΔｖ１及びΔｖ
２がＯでないとしてＸ１＋ｘ２を再同定する必要がある
。この結果によシＸＩ＋Ｘ２を再設定する。

（ハ）次に第１５図及び第１６図に示す界磁操作ルーチ
ンを説明する。

ΔＶ、ΔＱの変化は、袂数の号ンプルされたΔＶ、ΔＱ
が第１０図に示すメインルーチンのステップＭ１〜Ｍｔ
Ｋより判定されるので、この判定結果に従ってもし：ｉ
！ｌｎ的な変化であれば、当然Δ”１＋Δ■２も連続的
な変化である。

この時は開閉、切替等の操作でなく、ＡＶＨによる界磁
操作などの連続調整により電気量の連続変化が起ってい
る事となる。

界磁操作を行なえば、発電機の同期リアクタンス背後の
電圧Ｅｆｄが磁束変化を生じて動くノテ、当然３−２１
　、３−２２　ｊすＱ、Ｖｔは変化し系統側からも連続
変化であると観測される。

この時、ΔＶ、ΔＱＫ表れる変化から Δｖ１−Δ■＋ｘ１ΔＱ　−・−−−−・・（５−１）
Δｖ２＝ΔＶ−Ｘ２ΔＱ　−・−−−−−・（５−２）
Ｋより、Δｖ１＋Δｖ２の変化ｔＡヲ推定する。

Δｖｐ、ΔＱ、Δｖ８ともに一次結合であるからΔｖ１
．Δｖ２　もΔＶｐ　、Δ■８．ΔＱの変化も同様に連
続変化をなす。ΔＶｌ　、Δｖ２の変化率はΔＶ１．。

Δｖ８．ΔＱ　の変化率を見て判定してよい。この変化
は指数函数的変化であるから概略の変化を見れば容易に
推定がつきこの変化が緩慢になってΔ■、ΔＱの変化が
殆んど無くなる１でΔｖ１．Δｖ２の変化率推定（第１
５図のステップＳＵＩ〜５Ｕ４）を繰返す。変化がなく
なればここでΔＶｌ　、Δｖ２の変化量絶対値からΔｎ
＝Δｖ１　・・・・・・・・（５−７）となる様にタッ
プ操作を行うがこの値は従来のｘｌ、ｘ２に用いて仮算
出する値を使用する（ステップＳＵ５　、　ＳＵ６　）
。この値による操作の後Δｖ１は変化しΔＱを生ずるが
この時の変化を計測してｘｌｔ−同定する（ステップＳ
Ｕ７　）。同定の算式は前述の通やである。

Δｑ＝−Δｖ２　・・・・・・・・・（５−８）となる
様Ｋ　ＶＡＲ操作を行うが、この値は従来のｘｌ、ｘ２
を用いて仮算出したものである事は上記と同様である（
ステップＳＵ８　、　ＳＵ９　）。

この値による操作の後ΔＶ２は変化しΔＱを生じるがこ
の時の変化を計測しでｘ２’に同定する（ステップＳＵ
１．Ｏ）。同定の算式は前述の辿りである。この操作全
行った後、状変がないかを確認しなければ、ΔＶ、ΔＱ
を再測定し、Δ■１．Δｖ２のない事の最終確認を行い
、Ｘ１＋ｘ２を再同定する。

これによシ発電機の界磁操作による系統状態に変化を生
じた時のＶ−Ｑ制御操作が可能である。この時の変化は
比較的緩慢であるが終了時の判定がむずかしいので上記
の如きフローによる確認が必要である。

に）第１７図に示す系統推定ルーチンを説明する。第１
７図においてΔｐ、Δｆの変化を伴うような時はＶ−Ｑ
制御より系統安定化制御を優先させる。Δｐ、Δｆの変
化が激しくない時はΔｖ１．Δｖ２の推定よりも系統状
態のより広域的な把握が必要であるから、変電所で得ら
れる給電データを利用してモデル化した簡易な系統構成
での状態推定計算を行う。一般的なモデルを定める事は
＃、意味であるが、本ン１」御のモデルよりもノード、
ブランチ数の多い詳細な系統を予め想定しておき、この
詳細系統の系統データから大幅変化後の系統状態を推定
する計算を行う。

Ｊ！にこの系統から第１図のような２機系のモデルＥｌ
ｆ換する計算を行い、新しいＸｌ、Ｘ２の値を正確に算
出する。

ここで新しいＸ１＋Ｘ２が定まるのでこの新しいＸ１＋
Ｘ２を用いて必要操作量Δｎ、Δｑをめ、タッグ操作及
びＶＡＲ操作を行う。

この結果新たＫｘｌ、ｘ２を推定し、ステップＯ８６で
めたｘｌ（ｘｌｎｅｗ　）とＸ２　（Ｘ２　ｎｅｗ　）
との差ΔＸ１＋Δｘ２　を見て差ΔＸ１＋ΔＸ２が一定
値以下なら定常状態のＶ−Ｑ制御動作へ戻シ、一定値以
上なら更に詳細な計算を行う。

この場合は個別制御方式では追従し切れない程の大幅か
つ複雑な変化が発生した場合であシ、上位給電所で掌握
した系統運用状況データの交換を要求し、上位給電所か
ら送信されたよシ広域系統の運用データに基づく、簡易
無効潮流計算を行い、Ｘｉ　、　Ｘ２の再設定を行う（
ステップ０８１１〜０８１３）。

（ｂ）　第１９図及び第２０図に示す事故時操作を説明
する。

事故時にはＶ−Ｑ制御は一般にロックするのが原則であ
る。このときは系統１次側、２次側の計測によりｖｐＩ
ｐ及び”ｌｌｌ８　により有効電力をめる。

この有効電力のめ方は系統周波数の１サイクル内で適当
な複数時点ｔｍび、その時点における瞬時値電圧及び電
流をめ、それらの値を適宜組合せればめられる。この技
術は公知であるので特に詳述しない。

ここで請求めたＷｐ＝Ｖｐｉｐの実部 ｗ８＝ｖ、　ｉＳｏ　実部 が一定値以下であれば系統１次側と２次側へは系統を結
びつける潮流フローがないという事であり、Ｖ−Ｑ制御
の動作すべき条件でないので、以前に蓄積した健全時の
データを破壊されないようにＣＰＵ７５の特定メモリ内
にセーブする。このメモリとしては不揮発性メモリヲ使
用する。

次に系統電圧が１次、２次側で健全状態にあるかをチェ
ックする（ステップＦＳ４　）。

もし健全であって皮相電力が一定値以上流れているので
あれば、調和設備の不調が考えられるので、調相設備バ
ンクＣＢが閉であるかを調べ（ステップＦＳ６　）、調
相設備に異常がないかをチェックする（ステップＦＳ７
　）。これは調相設備側に設けられた異常検出機能の作
動の有無を検出するもので、本装置側から検出のために
独立な機能を設けているものではない。

ここで調相設備が不具合でおれば、再計測に入る。又調
相設備が健全であればＶＱ制御装置の一部に例えばハー
ドウェア又はソフトウェアの異常検出機能が動作してい
る場合も考えられるので更に計測を続け、系統制御上の
異常を生じていないかチェックする（ステップＦＳ８）
。

制御装置自体の異常は上記系統制御機能の異常としてチ
ェックする前に独立して検出する事が可能になる様に設
計されるのが普通なので、上記は装置側から見た異常の
トリーの一部に留まるものである事を付記しておく。

（ｃ）　系統切換操作時 系統に影響を及はす操作を行った場合の動作の概略を第
２０図及び第２１図に示す１．この場合は、平常時操作
とほぼ同じタイミングで処理すればよい現象ではあるが
、制御装置又は被制御対象機器の応動速度にも影響する
ので、基本周期の計測データを基にし、基本周期計測デ
ータを幾つか焦めてΔｖｐ、Δｖ８．ΔＱなる系統１次
、２次電圧偏差。

通過無効潮流偏差値をめ、この値から なる値をめる。

これにより１サイクル以上複数ザイクルに亘り停電が継
続し、現在その彩管と１７てＶｐ、　Ｖ、　、　Ｑがど
の様な状態値に変化したかを知る１、。

例えけＱが大幅に変化した後、一定値以上変化しない上
、Ｖ、、Ｖ８に変化があれば上位、下位系統分断であシ
、Δ■１．Δｖ８　といずれか一つがΔＱと同様傾向の
時系列的変化をなすのであれば、片側の系統（１次又は
２次）に従属して動作し、１次。

２次糸の連系した動作ではない事を示す。

このような■ｐ　＋　ｖ９＋　Ｑが上位系、下位系分離
時にどのような変化を示すかをオフラインの潮流計算を
行いめた上置化モードとして記憶させ、Ｖｐｖ８．Ｑの
変化がこのモードに合致する時は前述の系統状態推定ル
ーチンを実行する。

もし、系統変化がなく変圧器付属のタップ切替器、　Ｖ
ＡＲ調整設備の動作範囲以上であれば、第２１図に示す
バンク確認ルーチンを実行する。

このルーチンはバンクとして接続されているタッグ切替
器、　ＳｈＲバンク、Ｓｃバンクの各遮断器の動作状況
を見るもので、夫々の上、下限に達しているかどうかを
夫々付属の制御盤内の信号を受けて判定し、異常なけれ
ば、■Ｑ制御装置からの出力信号のロックの有無、及び
操作機器の動作の渋滞異常をチェックする。このときは
本発明による動作をロックする事は云うまでもない。

尚、上記にお・いて本来の思ヤ）とする所を実用例の１
によって説明したが、そのオ；１．成２機能に他にも幾
つかの変形が考えられ、それらは本発明の思想と相矛盾
しない範囲で本発明の特許請求の範囲に含まれる事は云
う壕でもない。

〔発明の効果〕

以上の様にこの発明忙よれば、自電気所内の情報の時間
的変化をより詳細に検討する事により自所外の系統状況
変化を正確に判定し、その判断結果に応じたＶ−Ｑ制御
操作することにより制御の適確性が増し、更に系統状態
の変化に正しく対応する事によシ制御の迅速性を増すこ
とも明らかで、装置内に系統状態（リアクタンス、　Ｔ
ＩＴ、圧）の同定機能を有するので、上位電気所（たと
えば給Ｔｒｙ　７；ＴＩ　）における系統運用計算機能
とリンクし大幅な系統状態の変化に対し個別の制御装置
の動作が暴走する事をよシ適確に阻止する事ができ、高
確度、ｒ′５即応度のＶ−Ｑ制御が達成できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電力系統制御力式のブロック図１、第２
図乃至第５図は電力系統の等価回路図、第６図は第２図
乃至第５図に示す電力系統の動作を示す波形図、第７図
は電力系統の系統図、第８図はこの発明の一実施例によ
る電力系統制御方式のブロック図、第９図乃至第２１図
はこの発明の電力系統制御力式による処理の流れ図であ
る。 １．２．３・・・送電線、４・・・巻線、５・・・分路
リアクトル、６・・・コンデンサ、７，４１，５１．６
１・・・制御装置、７１ａ〜７３ｂ、７４・・・変換器
、７５・・・中央処理装置、７８・・・伝送装置。 なお、図中、同一符号は同一部分を示す。 特許出願人　三菱電機株式会社 喝 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 寥１２図８へ 第１２図 第１８図 第９図のス丁７アＳ３へ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統の主要点に設置され、その主要点におけ
   る電圧及び無効電力を含む電気量情報を検出して調相設
   備及び電圧調整機器の制御指令を発する制御装置に上記
   主要点より電源側及び負荷側をみた系統状態を同定する
   機能と、同定した系統状態を監視する機能とを備え、上
   記系統状態の変化がある設定値以上となった時は前記電
   力系統の背後電圧及びリアクタンスを再同定し、この同
   定の結果により上記制御装置の動作特性を再設定する事
   を特徴とする電力系統制御方式。
2. （２）電気量情報を伝送路を介して制御装置に伝送し、
   この電気情報罠より演算した結果を以て再同定の際の結
   果を修正するようにした事を特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電力系統制御方式。