JPS61154428A - 電力系統安定化装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は例えばＰＳＳ（Ｐｏｗｅｒ　　Ｓｙｓｔｅｍ　
　５ｔｏｂｉｌｉｚｅｒ）や５ＶＣ（Ｓｔａｔｉｃ　　
Ｖａｒ　　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）などの電力系統安
定化装置において、特に電力系統の状態の推移に追従し
て制御系の制御定数を変えることにより常に高い安定化
効果が得られるように安定化機器を制御するようにした
電力系統安定化装置に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

例えばＰＳＳは第４図（ａ）に示すように発電ｔｌｌＧ
ＥＮの出力有効電力Ｐの変化分ΔＰやロータＲＯの角速
度Δωを検出し、これらを抑制するように発電ｍＧＥＮ
の界磁巻線に印加する界磁電圧を自動電圧調整器ＡＶＲ
を介してｉ＋ｔＴａするものである。この場合、発電機
ＧＥＮの界磁制御系としては例えば第４図（１））に示
すようなゲインや時定数を有する制御ブロックで表わす
ことができる。

またＳＶＣは第５図（ａ）に示すように電力系統りと対
地との間にコンデンサＣとリアクトルＬＡの並列回路を
変圧器Ｔｒを介して接続すると共にリアクトルに直列に
して設けられたサイリスタ５Ｃ−Ｒを連続的に制御する
ことにより電力系統りに対して無効電力を補償して動態
安定度を高めるようにしたものである。この場合の制御
系としては例えば第５図（ｂ）に示すようなゲインや時
定数を有する制御ブロックで表わすことができる。

このようにＰＳＳ及びＳＶＣのいずれの場合にもこれら
の制御系に有する制御定数、つまり第４図（ｂ）、第５
図（ｂ）の制御ブロック中のゲインや時定数を安定化効
果が最も大きくなるような値に定める必要がある。

ところで従来かかる電力系統安定化装置において、その
制御系の制御定数を定めるにあたっては系統がある特定
条件の時にシミュレーションを行なって定めたり、ＰＳ
Ｓの場合には設置される発電機のみに着目して定数を決
めており、その制御定数は固定あるいは半固定状態とな
っている。したがって、予め想定した系統状態に類似し
た実際の系統状態に対してはこれらの制御定数によって
期待通りの安定化効果が得られるが、それ以外の系統状
態に対しては十分な効果が得られない可能性があった。

特にこれらの電力系統安定化装置によって系統中の発電
機群間でのロータの角速度や電力の低周波振動を抑制し
ようとする場合、制御定数は潮流状態に強く依存するこ
とが多いため、ある潮流状態に最適な制御定数を定めて
も潮流状態が変化してしまえば、安定化装置としての効
果が著しく低減してしまう可能性がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は系統状態の変化に応じて安定化機器に有する制
御系の制御定数を実時間で変えることにより常に効果的
に系統の安定化を図ることができる電力系統安定化装置
を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明はかかる目的を達成するため、電力系統の適宜箇
所で検出された電力及び系統動揺に繋がる外部要因とな
る現象を電気的に計測して得られる計測データがそれぞ
れ入力されこれらから常に前記電力系統の状態を観測す
る状態観測部と、この状態観測部により観測された前記
電力系統の電力及び計測データと予め想定した系統動揺
につながる複数の潮流分布並びにその要因となる特徴的
外部条件とを比較して代表的系統状態を分類する状態分
類部と、この状態分類部により分類された前記各代表的
系統状態に対応して定められた前記安定化機器の最適制
御定数が記憶され且つ前記状態分類部より選び出された
代表的系統状態に該当するアドレスの制御定数にもとず
いて前記安定化機器を制御するようにしたことを特徴と
するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による電力系統安定化装置の構成例を示
すブロック回路である。第１図において、１は電力系統
の適宜箇所で検出された電力及び系統ｉｌ１ｗＡにつな
がる外部要因となる現象を電気的に計測して得られる計
測データがそれぞれ入力され且つこれらから常に系統の
状態を観測する状態観測部である。この場合、系統の状
態は潮流分布と特徴的外部条件に分類されている。ここ
で、特徴的外部条件とは系統の安定度１著しい影響を持
つ型置の成立の有無であり、対象によって異なるが、代
表的なものとして例えば臨海地での帯重汚損状態発生や
山岳部でのＩ雷発生等がある。これらの発生の有無は、
前者については鉄塔等の碍子漏れ電流、後者については
雷雲静電界や雷放電数を観測することによって判定する
ことができる。また特に重要な連系線の重潮流発生を潮
流分布として捕えるだけでなく、この重潮流発生を特徴
的外部条件の一つに含める場合も考えられる。２はこの
状態観測部１により観測された電力系統の電力及び計測
データと予め想定して分類された系統動揺に繁がる複数
の潮流分布並びにその要因となる特徴的外部条件とを比
較して現在に最も近い代表的系統状態を選択する状態分
類部である。３はこの状態分類部２により分類される各
代表的系統状態に対応する安定化機器の最適制御定数が
記憶され且つその記憶内容から状態分類部で選択された
代表的状態に最も適した制御定数を選択する制御定数選
択部である。４はこの制御定数選択部３で選択された制
御定数にもとずいて制御されるＰＳＳやＳＶＣなどの公
知の安定化機器である。

第２図は第１図に示す各ブロック内の具体的な構成例を
示すものである。第２図において、状態観測部１は電力
系統の適宜箇所の電力を検出するトランスデユーサ１１
’ａ、　１　ｌ　ｂ、　１１　ｃ・・・、これらトラン
スデユーサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ。

・・・により検出された電力検出信号を変調して送信す
る送信機１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、　・・・と碍子漏れ
電流測定装置や静電電界計あるいは雷放電カウンターな
どの計測部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、　・・・、これら
の計測部１２ａ、１２ｂ、１２Ｇ、　・・・で計測され
たデータを変調して送信する送信ｔ１１４ａ。

１４ｂ、１４ｃ、・・・及びこれら各送信１１１３ａ。

１３ｂ、１３ｃ、・・・、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ。

・・・から送信される電力検出信号及び計測データをそ
れぞれ受信して復調する受信機１５から構成されている
。また状態分類部２は状態観測部１から出力される信号
をアナログ／ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器２１とこ
のＡ／Ｄ変換器２１によりディジタル変換された各信号
を演算して系統の状態を潮流分布と特徴的外部条件とに
よって分類し、現在の潮流分布が予め想定した複数の潮
流パターンの内いずれに近いかを決め、また考慮する特
徴的外部条件の内どれが成立しているかによってその詩
の代表的状態を定義するマイクロコンピュータなどの簡
易な演算装置による演算部２２とから構成されている。

ざらに制御定数選択部３は最も苛酷な事故を予めオ゛フ
ラインでシミュレーションしそれにより計算して求めら
れた最適値を代表的状態に対応する安定化機器の最適な
制御定数として記憶された定数メモリ３１、この定数メ
モリ３１の記憶内容から状態分類部２により選択された
代表的状態に最も類似した代表的状態に対応する制御定
数が指定されるとその制御定数を記憶するバッファメモ
リ３２及びこのバッファメモリ３２に記憶された制御定
数を用いて実際に安定化機器４の制御系で実現すべく制
御する電子回路を備えた制御回路設定部３３から構成さ
れている。

次に上記のように構成された電力系統安定か装置の作用
について述べる。

今、電力系統に事故が発生し状態観測部１からその出力
信号が状態分類部２に加えられると、この状態分類部２
ではこの信号をＡ／Ｄ変換器２１によりアナログ信号か
らディジタル信号に変換して演算部２２に与える。この
演算部２２では先ず現在の潮流分布が予め想定した潮流
パターンのいずれに近いかを次のような計算式により求
める。

ここで、Ｎｂ・・・電カドランデューサの設置され（＋
）のブランチ潮流 ａ　　、ｂ　　・・・適当な重み係数 １（ｋ したがって、上記式により１１の曇を計算し、この１１
の最も小さくなる潮流パターン（１）を選ぶことにより
現在の潮流分布に近い潮流パターンを選択することがで
きる。

次に考慮すべき特徴的外部条件については予め番号を付
けておき、例えば外部条件（ｊ）が成立しているものと
すれば、上記潮流パターン（ｉ）との組あわせで代表的
状態（ｉ、ｊ）が定義される。ここで、予め想定される
潮流パターンと外部条件との対応関係が例えば第３図（
ａ）に示すようになっているものとし、また現在の実際
の潮流分布が潮流パターン（３）に近く、しかも特徴的
外部条件として雷雲発生の（２）が成立しているものと
すれば、この状態の番号は（３，２）である。

このようにして演算部２２で代表的状態が選択されると
、その該当番号を制御定数選択部３にメモリのアドレス
を指定する２進コードに変換して伝達する。制御定数選
択部３に対して状態分類部２で選択された代表的状態の
番号に該当するアドレスが指定されると定数メモリ３１
に記憶されている制御定数の中からそのアドレスに該当
する制御定数が選び出されてバッファメモリ３１に記憶
される。そして制御定数制御部３３ではバッフ７メモリ
３２に記憶された最適制御定数にもとずいて安定化機器
４をその制御系において実際に実現すべく制御する。例
えば制御ブロック中に調整すべきゲインがあり、これを
第３図（ｂ）に示すような回路で実現したとすると、制
御回路設定部３３ではバッフ７メモリ３２に書き込まれ
ているゲイン最適値の２進コードを参照してこのゲイン
最適値が実現されるようにＦＥＴスイッチ群を開閉すれ
ばよい。

このように状態観測部１より取り込まれた現在の系統状
態を状態分類部２により予め想定した代表的状態に分類
し、この代表的状態に対する制御定数を制御定数選択部
３から選択してこの最適制御定数にもとずいて安定化機
器４の制御系を変化させることにより常に現在の系統状
態に応じた最適な安定化を図ることができる。この場合
、制御定数の変更はタイマーなどを用いて数１０分ある
いは数分程度毎に行なえばよく、したがって状態観測Ｎ
１の伝送系は低速のものでよい。

なお、上記実施例では状態分類部２において前述した（
１）式を演算する演算部２２としてマイクロコンピュー
タにより実現する場合について述べたが、この（１）式
は簡易な数式であるのでアナログ計算機を用いるように
してもよい。この場合状態分類部２にはＡ／Ｄ変換器２
１は必要なく、状態観測部１より直接系統状態をアナロ
グ信号として入力すればよい。また状態分類部２の演算
部２２を中央給電所などの計算機に置き換え、また状態
観測部１の送信！ｆｉ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ。

・・・と受信機１５として既設のテレメータ装置を用い
ればよい。この場合状態分類部２から制御定数選択部３
への代表的状態の番号の伝達は中央給電所から発電所や
変電所に設けられている通常の通信ｆｉ！で十分である
。

この漬水発明は上述し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されず、その要旨を変更しない範囲で種々変形して実施
できるものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、電力系統の適宜箇所
で検出された電力及び系統動揺に繋がる外部要因となる
現象を電気的に計測して得られる計測データがそれぞれ
入力されこれらから常に前記電力系統の状態を観測する
状態観測部と、この状態観測部により観測された前記電
力系統の電力及び計測データと予め想定した系統動揺に
つながる複数の潮流分布並びにその要因となる特徴的外
部条件とを比較して代表的系統状態を分類する状態分類
部と、この状態分類部により分類された前記各代表的系
統状態に対応して定められた安定化機器の最適制御定数
が記憶され且つ前記状態分類部より選び出された代表的
系統状態に該当するアドレスの制御定数にもとずいて前
記安定化機器を制御するようにしたので、系統状態の変
化に応じて安定化機器に有する制御系の判御定数を実時
間で変えることが可能となり、常に効果的に系統の安定
化を図ることができる電力系統安定化装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電力系統安定化装置の一実施例を
示すブロック回路構成図、第２図は同実施例の具体的な
回路構成図、第３図（ａ）、（ｂ）は同実施例の作用を
説明するための図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来の電力
系統安定化装置としてＰＳＳの構成を示すもので、（ａ
）は回路図、（ｂ）はその制御ブロック図、第５図（ａ
）。 （ｂ）は従来の電力系統安定化装置としてＳＶＣの構成
を示すもので、（ａ）は回路図、（ｂ）はその制御ブロ
ック図である。 １・・・・・・状態観測部、２・・・・・・状態分類部
、３・・・・・・ｕ制御定数選択部、４・・・・・・安
定化機器。 第１図 第２図 第３図 （ｂ） ？

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統に連繋された制御可能な安定化機器をその制御
   系に有する制御定数を持つて制御することにより電力系
   統の動態安定度や過渡安定度を向上させるようにした電
   力系統安定化装置において、前記電力系統の適宜箇所で
   検出された電力及び系統動揺に繋がる外部要因となる現
   象を電気的に計測して得られる計測データがそれぞれ入
   力されこれらから常に前記電力系統の状態を観測する状
   態観測部と、この状態観測部により観測された前記電力
   系統の電力及び計測データと予め想定した系統動揺につ
   ながる複数の潮流分布並びにその要因となる特徴的外部
   条件とを比較して代表的系統状態を分類する状態分類部
   と、この状態分類部により分類された前記各代表的系統
   状態に対応して定められた前記安定化機器の最適制御定
   数が記憶され且つ前記状態分類部より選び出された代表
   的系統状態に該当するアドレスの制御定数にもとずいて
   前記安定化機器を制御することを特徴とする電力系統安
   定化装置。