JPS61106028A - 系統安定化装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電所とローカル系統を介して接続されたそ
の発電所の負荷が、ルート断事故等によ゛　つて本系統
から分離されたとき、事故又は発電量不足に起因する電
圧低下によって脱落する負荷量を推定し、よシ精度の高
い需給バランス制御を可能とした系統安定化装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来この種の代表的な装置として周波数低下リレー（以
下ＵＦＲと略称）があった。この装置は、本系統から分
離された系統内の需給アンノくランスによって生じた周
波数低下を検出し、その低下値と継続時間とがある設定
条件を満足したとき、負荷しゃ断の指令を出力して、分
離系統内の需給バランスを高速で処置する装置である。

しかし、この装置の問題点としては、ローカル系統が主
系統から分離されたとき、定インピーダンス負荷が多い
系統などでは、必ずしも周波数が低下するとは限らない
。したがってＵＦＲが動作せず、需給アンバランスに起
因する電圧低下時間が長びき、誘導機負荷などの脱落量
が増える恐れがある。

また、ＵＦＲは、各負荷個別に設置されているので、ロ
ーカル系統全体の需給バランスを整えるという点から見
ると、制御仕上シの精度があまシ高くない。

従って、上記ＵＦＨの欠点を解消するものとして、第４
図て示すマイクロプロセッサを応用した分離系統の安定
化装置があった。すなわち、図において、１は本系統側
に属する本系統変電所ライン、２は分離された系統の中
心となるローカル変電所ライン、３は同じく分離系統に
属する発電所で、各々送電線４．うで連系されている。

６は系統安定化装置でローカル変電所ライン２に設置さ
れておシ、入力変換回路６１＆、６１ｂ、ルート断検出
回路６２、マイクロプロセッサを用いた演算処理装置６
３、ストッパ６４、出力回路６５等で構成されている。

次に、この動作について説明する。まず変流器ＣＴと計
器用変圧器ＰＴよ多構成されるセンサ２３及び２４によ
って、検出された電流又は電圧データはコントロールケ
ーブル２５．２７を介して、常時系統安定化装置６に入
力されている。そして前記の検出された入力データは高
調渡分を除去するフィルタ回路、有効電力を算出する有
効電力変換器及びアナログ量をディジタル量に変換する
アナログ／ディジタル変換回路等で構成される入力変換
回路６１１１，６１ｂに与えられる。この入力変換回路
６１１Ｌ、６１ｂでは本系統から供給されている連系線
有効電力潮流Ｐｓ、及びしゃ断対象負荷群ＣＬの有効電
力分などから、それのデータをディジタル量に変換した
後、演算処理装置６３に伝達する。例えば、ここで線路
損失を無視すれば、系統分離が発生した時のローカル系
統内における発電量の不足分は、分離前に本系統から供
給されていた有効電力潮流ｐｓと等しくなる筈で、演算
処理装置６３は連系線有効電力潮流ｐｓとほぼ等しくな
るように、しゃ断対象負荷の中から実際にしゃ断すべき
負荷を選択し、制御イメージとして記憶しておく。（前
記制御イメージは、ある時間周期で更新される。）そし
て、コントロール・ケーブル２６及び通信ルート１２を
介して伝送されてくるしゃ断器１１及びしゃ断器２１が
らの情報等によシ、ルート断検出回路６２がルート断の
動作レベルを検出し、その所定条件を満足すると制御イ
メージを出力し、しゃ断対象負荷のしゃ断器２２にトリ
ップ指令を与え、所定の負荷しゃ断動作を実行する。こ
のとき、トリップ信号はトリップ嚇ルート６６によって
伝送される。また、通常、このトリップ信号はルート断
検出回路６２の出力とストッパ６４の出力のＡＮＤ条件
を出力回路６５でと９、このＡＮＤ条件が成立した場合
にのみ出力されるものでるる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の系統安定化装置では、例えば送電Ｍ
４に短絡事故が発生したシすると、これが引き金となっ
てルート断となシ、このとき負荷電圧ｖＬ　（実効値と
する）は、第５図に示したような電圧変化をする。すな
わち、定常時の電圧値ｖＬｏ（単位法で表現すれば、は
ぼ１　ｐ、ｕ　）から短絡事故によってｖＬｌまで低下
し、さらに事故がクリア（送電線がトリップ）された後
も、負荷しゃ断が実行されるまで発電量不足に起因する
電圧低下が継続する。この発電量不足による低下電圧値
ＶＬ２は通常０．５〜０．６　ｐ、ｕで、重負荷時はど
低いものとなる。このように負荷電圧が低下すると、誘
導機や計算機等の負荷が脱落してしまうことが一般によ
く知られている。

従来の系統安定化装置では、この電圧低下による負荷脱
落量が考慮されておらず、これが発生した場合には過制
御となる。特に脱落１が多い場合には、発電機が供給過
剰のため加速し、トリップに至シ、ローカル系統全体が
つぶれてしまうという問題点がめった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、電圧低下による負荷脱落量を系統周波数ＥＦ）推定
し、これを制御アルゴリズム中に適用することによって
、よシ精度の高い需給ノくランス制御を可能とした系統
安定化装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る系統安定化装置は、連系線事故や母線事
故などによシ分断されたローカル系統の事故前の連系線
有効電力潮流に基き該ローカル系統内の電力需給バラン
スをとるため高速で負荷しゃ断、または発電機しゃ断を
実行する第１段負荷制御を系統安定化装置内の演算処理
装置の演算結果として実施し、その後計測したローカル
系統のピーク周波数（偏差周波数）からそのピーク周波
数に応じて事故中の電圧低下等で自然脱落した負荷量を
推定し第２の負荷しゃ断、または発電機しゃ断を行う第
２段負荷制御を該系統安定化装置からの指令により実施
しローカル系統の安定化を図るようにしたものでｂる。

〔作　用〕

この発明においては一旦、連系線や母線などに事故が発
生すると、直ちに該系統の電圧、電流及びローカル系統
の周波数をセンサによシ検出し系統安定化装置に入力し
て第１段負荷制御を実施してローカル変電所ラインの周
波数の監視を行い、その結果許容周波数偏差（Δｆ、）
と偏差周波数（ピーク値Δｆｐ）とを比較し該偏差周波
数が大なる場合に負荷脱落量に見合う選択対象に対し第
２段負荷制御を実施し系統に適合した需給バランス制御
を高速、高精度で行うものである。

〔実施例〕

第１図（＆Ｊ　、　ｔｂｌはこの発明の一実施例を示す
特性図で、第１図（Ｋｌは自然負荷脱落がめった場合に
系統の周波数は事故除去後数秒程で最低ピーク値偏差周
波数Δｆｐに至り、その後発電機ガバナー制御の効果に
よシ元の周波数に戻ることになるが需給アンバランスΔ
Ｐによシ（ΔＰ／に；には系統特性定数）定常偏差Δｆ
が残シ、最悪の場合には発電機又はボイラにストレスが
かかつてトリップに至シ分離系統が崩壊することがある
。従って第１段負荷制御で事故前潮流に見合う負荷、又
は発電量を制御し、第１段負荷制御後の系統周波数を計
測し、そのピーク値「ｐと自然負荷脱ｉｔとの関係を定
式化し負荷脱落量を推定する。（ここで、Δｆａは許容
偏差周波数） まず、分離された系統の需給アンバランス率Ｒｕを（１
）式で定義する。

・・・・・・・・・（１） この場合には、第１図（ｂｌの如く需給アンバランス率
Ｒｕと基準周波数からの偏差周波数Δｆｐ（ｆｐ−ｆｏ
）とは関係付けられ、事故種別及び系統容量、連系線潮
流の大きさ等の影響を受けなく、一旦適用すべき系統を
決めた場合には固定となる。よって計測したΔｆＰよ５
Ｒｕ”を算出し、負荷脱落量を（２）式によシ推定する
。但し、１Δｆｐｌが許容周波数偏差１Δｆａｌよシ小
さい場合には負荷脱落量■ｄｒｏｐは零とする。

次に、この負荷脱落量推定手法を取シ入れた系統安定化
装置の一実施例について説明する。図中第４図と同一の
部分は同一の符号をもって図示した第２図において、６
７Ｖｉ周波数検出用の入力変換回路で、系統安定化装置
６内に付加されている。

以下第２図の動作について説明する。

変流器ＣＴ、計器用変圧器ＰＴよシ構成されるセンサ２
３，２４および３２によって検出された電流及び電圧デ
ータはコントロールケーブル２５゜２７及び通信ルート
３３を介して常時系統安定化装置６に入力される。系統
安定化装置６は前記の入力データをもとに、高調渡分、
過渡振動分を除去するフィルタ回路、有効電力を算出す
る有効電力変換器、アナログ量をディジタル量に変換す
るアナログ／ディジタル変換回路等で構成される入力変
換回路６ｔａ、６ｏｂは、本系統から供給されている有
効電力潮流Ｐｓ、シゃ断対象負荷の有効電力分及び発電
機出力（有効分）を算出し、これをディジタル量に変換
した後、演算処理装置６３に出力する。また、計器用変
圧器ＰＴよ多構成されるセンサ２８によって検出された
電圧からフィルタ回路、周波数検出回路、アナログ／デ
ィジタル変換回路等で構成される入力変換回路６７で周
波数を算出し、これをディジタル量に変換した後、演算
処理装置６３に出力する。一方、コントロール・ケーブ
ル２６及び通信ルート１２を介して転送されてくるしゃ
断器１１及びしゃ断器２１の情報もルート断検出回路６
２によってディジタル情報に変換された後、演算処理装
置６３に出力される。これらの入力データを用いて、ル
ート断が発生し分離系統が単独運転となった場合に演算
処理装置６３は第３図に示すフローチャートに従って安
定化制御を実行する。

なお、上記実施例は１機１変電所系統に適用した場合に
ついて説明したが、多機多変屯所系統においても発電機
の合計出力Ｐ（１、容量の大きな代表電気所の周波数デ
ータを用いれば同様の効果が得られる。又、上記はルー
ト断による負荷過剰時の負荷制御の例を示したが、逆の
電源過剰の場合にも同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば分離系統内の制御装置が
置かれる変電所の周波数のみでローカル系統の負荷脱落
量を推定することができるので、シンプルなシステム構
成で、精度の高い分離系統の需給バランス制御が行える
系統安定化装置を提供することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａＪ　、　（１１は負荷脱落量推定手法の概念
説明図、第２図は本発明の一実施例を示す系統安定化装
置の構成図、第３図は実施例における制御フローチャー
ト、第４図はマイクロプロセッサを用いた従来方式によ
る系統安定化装置の構成図、第５図はローカル系統にお
ける電圧波形図である。 １は本系統変電所ライン、２はローカル系統変電所ライ
ン、２８はセンサ、６３は演算処理装置、６７は入力変
換回路。 特許出願人　　三菱電機株式会社 第１図（ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連系線事故や母線事故などにより分断されたロー
   カル系統の事故前の電力潮流を予め記憶しておき該系統
   の事故後の電力需給バランスを取るため該連系線及びロ
   ーカル変電所ラインからセンサにより電圧、電流を検出
   して系統安定化装置に入力信号として与え、系統の電力
   需給バランスをとる系統安定化装置において、ローカル
   線分断と同時に選択対象負荷に対し負荷しや断、発電機
   しや断等の第１段負荷制御を施し、前記ローカル変電所
   ラインの周波数を検出して該系統安定化装置の入力変換
   回路に取り込み、事故後の系統の需給アンバランス率を
   演算して負荷脱落量を推定し、前記の負荷脱落量推定結
   果に基き第２段負荷制御を行いローカル系統負荷の電力
   需給バランスをとるようにしたことを特徴とする系統安
   定化装置。
2. （２）前記第１段負荷制御実施後の前記検出周波数の偏
   差周波数Δｆｐが許容周波数偏差Δｆａより大なる場合
   に前記系統安定化装置内の演算処理装置にて需給アンバ
   ランス率Ｒｕを推定し、該需給アンバランス率Ｒｕより
   負荷脱落量■ｄｒｏｐを求め、選択対象出力に対し第２
   段負荷制御を実施するようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の系統安定化装置。