JPS61280715A - 電力系統安定化装置 - Google Patents
電力系統安定化装置Info
- Publication number
- JPS61280715A JPS61280715A JP61089169A JP8916986A JPS61280715A JP S61280715 A JPS61280715 A JP S61280715A JP 61089169 A JP61089169 A JP 61089169A JP 8916986 A JP8916986 A JP 8916986A JP S61280715 A JPS61280715 A JP S61280715A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power system
- deviation
- circuit
- power
- angular frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
- H02P9/105—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for increasing the stability
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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。
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〕
本発明は電力系統に発生する低周波発振現象を抑制する
ための自動制御装置に関する。
ための自動制御装置に関する。
高速励起装置や調圧器は電力系杭内発電機の動作特性の
改善及び遠隔電力伝送能力を向上させるために広く使用
されてきている。しかしながら、サイリスタやその他の
高速励起制御装置が使用されるようになったため全電力
系統に影に＃を及ぼす低周波発振現象が、発電機の電力
位相（ｐｏｗｅｒａｎｇｌｅ ）が約６０度に達すると
発生し始め、電力系統内におい℃解決しなげればならな
い技術上の問題点の１つとなっている。
改善及び遠隔電力伝送能力を向上させるために広く使用
されてきている。しかしながら、サイリスタやその他の
高速励起制御装置が使用されるようになったため全電力
系統に影に＃を及ぼす低周波発振現象が、発電機の電力
位相（ｐｏｗｅｒａｎｇｌｅ ）が約６０度に達すると
発生し始め、電力系統内におい℃解決しなげればならな
い技術上の問題点の１つとなっている。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
技術において、電力系統安定化装置（ｐｓｓ）及び最適
制御励起法が、低周波発振現象を抑制するために使用さ
れている。仮りに電圧偏差のみを測定する場合には両方
法による制御の効果は満足のいくものではなく、低周波
発振現象を抑制するのは困難である。従って、その他の
安定状態を示す変数を計測し、フィードバック調整用変
数として使用する必要がある。一般的に、ＰｓＳの効果
は満足のいくものではなく、最適制御は非常に複雑で実
現がむずかしく、両者とも実現国難、ひずみ、信頼性の
低下、複雑そして装置の重量が重くなるといった欠点を
有していた。
技術において、電力系統安定化装置（ｐｓｓ）及び最適
制御励起法が、低周波発振現象を抑制するために使用さ
れている。仮りに電圧偏差のみを測定する場合には両方
法による制御の効果は満足のいくものではなく、低周波
発振現象を抑制するのは困難である。従って、その他の
安定状態を示す変数を計測し、フィードバック調整用変
数として使用する必要がある。一般的に、ＰｓＳの効果
は満足のいくものではなく、最適制御は非常に複雑で実
現がむずかしく、両者とも実現国難、ひずみ、信頼性の
低下、複雑そして装置の重量が重くなるといった欠点を
有していた。
電力系統内の低周波発振現象を抑制するための手法に関
して多くの文献や特許が発表されていて例えば、ソ連特
許第５４６０５７号、 第４１０５１４号、第４６８３３３号、第４４９４１９
号、第５４６０５７号、第６５８６５３号が示されてい
るが、いずれも本発明による解決方法とは関連しない。
して多くの文献や特許が発表されていて例えば、ソ連特
許第５４６０５７号、 第４１０５１４号、第４６８３３３号、第４４９４１９
号、第５４６０５７号、第６５８６５３号が示されてい
るが、いずれも本発明による解決方法とは関連しない。
先に述べた、電力系統内の低周波発振現象を抑制するた
めの従来手法の欠点に鑑み本発明は、簡単で、信頼性に
富む電子回路で構成された最適制御装置を提供し、はぼ
理論的に低周波発振現象を抑制し、安定性を維持しつつ
、発電機の出力を定格値まで上げられるようにする。
めの従来手法の欠点に鑑み本発明は、簡単で、信頼性に
富む電子回路で構成された最適制御装置を提供し、はぼ
理論的に低周波発振現象を抑制し、安定性を維持しつつ
、発電機の出力を定格値まで上げられるようにする。
本発明の特徴は、低周波発振現象を抑制するための最適
制御を実現するにあたって、ある種の状態変数、例えば
電圧偏差信号を、その他の複雑なフィードバック信号を
直接測定する代りに使用している点である。ここで言う
状態変数とは、あるパラメータの現在値と、その最終値
との偏差例えばΔ”＝”（Ｚ）−Ｖ（ｃｌ））である。
制御を実現するにあたって、ある種の状態変数、例えば
電圧偏差信号を、その他の複雑なフィードバック信号を
直接測定する代りに使用している点である。ここで言う
状態変数とは、あるパラメータの現在値と、その最終値
との偏差例えばΔ”＝”（Ｚ）−Ｖ（ｃｌ））である。
最適制御を実現するために必要なすべての状態変数は、
電圧偏差信号Δ■を入力とし、模擬状態変数を出力とす
るアナログ電子回路より得られる。本発明に基つく、ア
ナログ電子回路を、従来の励起制御装置内に組み入れる
ことによって電力系統内の低周波発振現象を抑制するこ
とができる。
電圧偏差信号Δ■を入力とし、模擬状態変数を出力とす
るアナログ電子回路より得られる。本発明に基つく、ア
ナログ電子回路を、従来の励起制御装置内に組み入れる
ことによって電力系統内の低周波発振現象を抑制するこ
とができる。
■型の電子回路は、伝達関数が
路りとで構成されている。フィルタ回路Ａは電圧偏差Δ
ｖを角周波数偏差Δωに変換し、積分回路Ｂ及び微分回
路Ｃは角周波数偏差Δωをそれぞれ電力位相偏差Δδ及
び電力偏差Δｐに変換するために使用されている。それ
ぞれの係数を対応する可変抵抗器で調整した後これら６
つの偏差信号は加算回路りで加算される。
ｖを角周波数偏差Δωに変換し、積分回路Ｂ及び微分回
路Ｃは角周波数偏差Δωをそれぞれ電力位相偏差Δδ及
び電力偏差Δｐに変換するために使用されている。それ
ぞれの係数を対応する可変抵抗器で調整した後これら６
つの偏差信号は加算回路りで加算される。
回路Ｂを有する帯域フィルタ回路Ａと、伝達関数構成さ
れている。フィルタ回路Ａは電圧偏差信号Δｖを角周波
数偏差Δωに変換し、その積分回路Ｂを通して、偏差Δ
δを作り出している。微分回路ＣはΔωを電力偏差Δｐ
に変換するために用いられる。それぞれの係数を対応す
る可変抵抗器で調整した後３つの偏差Δω、Δδ及びΔ
ｐは加算回路りで加算される。
れている。フィルタ回路Ａは電圧偏差信号Δｖを角周波
数偏差Δωに変換し、その積分回路Ｂを通して、偏差Δ
δを作り出している。微分回路ＣはΔωを電力偏差Δｐ
に変換するために用いられる。それぞれの係数を対応す
る可変抵抗器で調整した後３つの偏差Δω、Δδ及びΔ
ｐは加算回路りで加算される。
Ｉ型及び■型の電子回路におけるフィルタ回路において
、特性角周波数ω０は、低周波発振周波数ω１の固有角
周波数の１．５から２．５倍であり、そのＱ値は５以上
である。
、特性角周波数ω０は、低周波発振周波数ω１の固有角
周波数の１．５から２．５倍であり、そのＱ値は５以上
である。
第６図の直線で示されている模擬状態変数安定化制御装
置であるＩ型１ｆｆｌのアナログ回路は共に第６図の点
線で示される励起装置のどのような増幅器にも接続可能
であり、電力系統の低周波発振現象を抑制することがで
きる。このように、従来回路の調整は変更する必要はな
く、Δｖに対する利得はΔω、Δδ及びΔｐの係数とし
て考慮されている。
置であるＩ型１ｆｆｌのアナログ回路は共に第６図の点
線で示される励起装置のどのような増幅器にも接続可能
であり、電力系統の低周波発振現象を抑制することがで
きる。このように、従来回路の調整は変更する必要はな
く、Δｖに対する利得はΔω、Δδ及びΔｐの係数とし
て考慮されている。
第１図及び第２図に示すパラメータによって、本発明に
基づく装置を研究所において数百回以上試験を行なった
結果発電機が２台である系統から無限に発電機を有する
系統において、本発明に基づく装置を使用しない場合に
は電力位相は６０度に達して、低周波発振を起こす一方
、本装置を用いた場合には電力位相は１１０度まで拡大
され、出力電力もほぼ２倍となることが証明された。
基づく装置を研究所において数百回以上試験を行なった
結果発電機が２台である系統から無限に発電機を有する
系統において、本発明に基づく装置を使用しない場合に
は電力位相は６０度に達して、低周波発振を起こす一方
、本装置を用いた場合には電力位相は１１０度まで拡大
され、出力電力もほぼ２倍となることが証明された。
本装置を容量９６５ＭＷの水力発電プラントで試験運転
を行なった。高速励起制御サイリスタ装置を有する２台
の出力１４１．４ＭＶＡの発電機と、１５０ ＭＶＡの
２台の変圧器と、２２０Ｋｖの送電線を有する発電所で
あり、２つの発電機−変圧器の組を同−母ｉを用いて１
本の送電線経由で電力系統に接続した状態で本装置の試
験を行なった。
を行なった。高速励起制御サイリスタ装置を有する２台
の出力１４１．４ＭＶＡの発電機と、１５０ ＭＶＡの
２台の変圧器と、２２０Ｋｖの送電線を有する発電所で
あり、２つの発電機−変圧器の組を同−母ｉを用いて１
本の送電線経由で電力系統に接続した状態で本装置の試
験を行なった。
試験結果は研究所で得られたものと全く同一であった。
２台の発ＴＬ機にて２２５ ＭＷ ’に発電しその内の
１９０Ｍ′ｗ′ｌｋ電力系統に送電する一方で３５Ｗを
所内負荷としておき、所内負荷をしゃ断して、送電線内
の電力波形を記録した。この場合本装置を使用しない時
には、電力の変動成分は毎秒周期的に変化し、時定数１
４秒で収束したが、本装置を使用すると、変動成分は時
定数２．８秒で収束した。
１９０Ｍ′ｗ′ｌｋ電力系統に送電する一方で３５Ｗを
所内負荷としておき、所内負荷をしゃ断して、送電線内
の電力波形を記録した。この場合本装置を使用しない時
には、電力の変動成分は毎秒周期的に変化し、時定数１
４秒で収束したが、本装置を使用すると、変動成分は時
定数２．８秒で収束した。
試験及び試行期間中、本装置はｐｓｓ装置と比較試験を
された。
された。
本発明の長所は以下の通りである。
（１）不規則外乱効果が減少し、通常運転時の電力の質
が改善された。
が改善された。
（２）本装置は運転モードが変更された場合に高い適応
力を有する。本装置ではパラメータの変更を行なう必要
がないが、ＰＳＳ装置ではパラメータの変更を行なう必
要がある。
力を有する。本装置ではパラメータの変更を行なう必要
がないが、ＰＳＳ装置ではパラメータの変更を行なう必
要がある。
（３）負荷が急速しゃ断された場合に過電圧が発生しな
い。
い。
（４）多数の発電機間の協調がとり易い。
（５） 接続が非常に簡単なため、本装置は電磁外乱
を受けることなく運転上の信頼性があがる。
を受けることなく運転上の信頼性があがる。
第１図は模擬状態変数用のＩ型アナログ電１子回第２図
は、模擬状態変数用の■型アナログ電子回路。 第６図は、アナログ電子回路を従来の励磁装置へ接続す
る方法を示す。 Ａ・・・帯域フィルタ Ｂ・・・積分回路 Ｃ・・・微分回路 Ｄ・・・加算器
は、模擬状態変数用の■型アナログ電子回路。 第６図は、アナログ電子回路を従来の励磁装置へ接続す
る方法を示す。 Ａ・・・帯域フィルタ Ｂ・・・積分回路 Ｃ・・・微分回路 Ｄ・・・加算器
Claims (14)
- （１）電子回路で構成され、発電機の高速励起制御回路
内に組み込み使用される電力系統安定化装置において、
該電力系統安定化装置が、状態変数又は測定信号変数を
入力信号とし、該入力信号を複数の状態変数に変換し、
該複数の状態変数はそれぞれ対応する可変抵抗器で調整
された後加算器によつて加算される回路で構成されてい
ることを特徴とする電力系統安定化装置。 - （２）入力信号となる前記状態変数が電圧偏差Δｖであ
る特許請求の範囲第（１）項に記載の電力系統安定化装
置。 - （３）前記複数の状態変数がそれぞれ角周波数偏差Δω
、電力位相差Δδ及び電力偏差Δｐである特許請求の範
囲第（２）項に記載の電力系統安定化装置。 - （４）入力信号ΔｖをΔωに変換する回路と、それぞれ
ΔωをΔｐ、Δω、Δδに変換するための微分回路、分
圧回路及び積分回路とで構成されている特許請求の範囲
第（３）項に記載の電力系統安定化装置。 - （５）特許請求の範囲第（４）項に記載の電力系統安定
化装置において、さらに入力信号ΔｖをΔωに変換する
ための帯域フィルタ回路と、分離形微分回路と、分離形
積分回路とを有する電力系統安定化装置。 - （６）特許請求の範囲第（４）項に記載の電力系統安定
化装置において、さらに、積分回路を内蔵した帯域フィ
ルタ回路を有する電力系統安定化装置。 - （７）特許請求の範囲第（５）項又は第（６）項に記載
の電力系統安定化装置において、前記帯域フィルタ回路
の特性角周波数ω＿０が低周波発振の角周波数ω＿１の
１．５から２．５倍でそのＱ値が５以上であることを特
徴とする電力系統安定化装置。 - （８）電力系統の低周波発振現象を抑制するための方法
において、最適制御に必要な全状態変数のうちの１変数
のみを測定し、他の全ての変数は前記変数から変換して
求めることを特徴とする電力系統の低周波発振現象を抑
制するための方法。 - （９）前記直接測定される状態変数が電圧偏差Δｖであ
る特許請求の範囲第（８）項に記載の方法。 - （１０）前記変換によつて求められる状態変数がそれぞ
れ角周波数偏差Δω、電力位相偏差Δδ及び電力偏差Δ
ｐである特許請求の範囲第（９）項に記載の方法。 - （１１）前記電圧偏差Δｖを最初に角周波数偏差Δωに
変換し、この信号が積分及び微分されて、必要な状態変
数Δδ及びΔｐとなる特許請求の範囲第（１０）項に記
載の方法。 - （１２）特許請求の範囲第（１０）項に記載の方法にお
いて、前記電圧偏差信号Δｖは最初に角周波数偏差Δω
と、電力位相偏差Δδとに同時に変換され、次にΔωを
微分して変数Δｐを求める電力系統の低周波発振現象を
抑制するための方法。 - （１３）前記電力偏差信号Δｖが帯域フィルタ回路によ
つて角周波数偏差Δωに変換される特許請求の範囲第（
１０）項に記載の電力系統の低周波発振現象を抑制する
ための方法。 - （１４）特許請求の範囲第（１３）項に記載の方法にお
いて、前記帯域フィルタ回路の特性角周波数ω＿０が低
周波発振の角周波数ω＿１の１．５から２．５倍であり
そのＱ値が５以上であることを特徴とする電力系統の低
周波発振現象を抑制するための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN198585103037A CN85103037B (zh) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 仿真状态量最优控制电力系统稳定器 |
| CN85103037 | 1985-04-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61280715A true JPS61280715A (ja) | 1986-12-11 |
Family
ID=4792937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61089169A Pending JPS61280715A (ja) | 1985-04-18 | 1986-04-17 | 電力系統安定化装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4701689A (ja) |
| EP (1) | EP0199695A3 (ja) |
| JP (1) | JPS61280715A (ja) |
| CN (1) | CN85103037B (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07108063B2 (ja) * | 1986-01-06 | 1995-11-15 | 中部電力株式会社 | 系統安定化装置 |
| EP0268160A1 (de) * | 1986-11-17 | 1988-05-25 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Verfahren und Anordnung zur Reduzierung mindestens eines Frequenzanteils einer periodischen Pulsation |
| US4855664A (en) * | 1988-06-10 | 1989-08-08 | General Electric Company | Method and apparatus for damping oscillations of an ac generator |
| US4999564A (en) * | 1989-10-12 | 1991-03-12 | General Electric Company | Power system stabilizer system having improved integrity checking scheme |
| US5300876A (en) * | 1990-05-11 | 1994-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power system stabilizer estimating a power system impedance |
| US5216621A (en) * | 1991-02-28 | 1993-06-01 | Mehta Tech. Inc. | Line disturbance monitor and recorder system |
| US5227713A (en) * | 1991-08-08 | 1993-07-13 | Electric Power Research Institute | Vernier control system for subsynchronous resonance mitigation |
| US5483147A (en) * | 1992-07-10 | 1996-01-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Decentralized excitation control for an electrical power utility system |
| US5440935A (en) * | 1993-03-18 | 1995-08-15 | Mts Systems Corporation | Apparatus for combining transducer output signals |
| US5703791A (en) * | 1994-02-17 | 1997-12-30 | Hitachi, Ltd. | Electric power system stabilization control apparatus and method thereof |
| CN1053773C (zh) * | 1994-11-15 | 2000-06-21 | 株式会社东芝 | 发电机的电力稳定装置 |
| JP4034397B2 (ja) * | 1998-01-13 | 2008-01-16 | 中部電力株式会社 | 系統安定化装置 |
| JP3558919B2 (ja) * | 1999-04-14 | 2004-08-25 | 三菱電機株式会社 | 励磁制御装置及び励磁制御方法 |
| JP4073776B2 (ja) * | 2002-12-19 | 2008-04-09 | 三菱電機株式会社 | 励磁制御装置 |
| US8340931B2 (en) * | 2009-10-05 | 2012-12-25 | Mehta Tech, Inc. | Power grid with comparison of differences in remote phasor changes |
| CN103051265A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-17 | 浙江大学 | 一种电力系统故障情况下的发电机强励控制方法 |
| CN104951900B (zh) * | 2015-06-30 | 2018-08-31 | 贵州电力试验研究院 | 一种电力系统稳定器的性能评估装置 |
| CN110266047B (zh) * | 2019-07-04 | 2021-01-15 | 华中科技大学 | 一种基于自适应滤波器的风力发电装置稳定器及控制方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1376400A (en) * | 1917-02-13 | 1921-05-03 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Means for eliminating distorted harmonics from alternating-current generators |
| DE1214313B (de) * | 1962-07-31 | 1966-04-14 | Siemens Ag | Einrichtung zur Regelung von Synchronmaschinen, insbesondere von ueber Gleichrichtererregten Turbogeneratoren, mit einem PD- oder PID-Polradwinkelregler |
| US3916291A (en) * | 1973-08-30 | 1975-10-28 | Westinghouse Electric Corp | Power generating arrangement employing synchronous dynamoelectric machine having improved dynamic and transient stability |
| US4080559A (en) * | 1976-11-15 | 1978-03-21 | General Electric Company | Torsional protective device for power system stabilizer |
| JPS53103111A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-08 | Hitachi Ltd | Generator excitation controller |
| JPS5574400A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-04 | Toshiba Corp | System stabilizer |
| SE445004B (sv) * | 1979-06-06 | 1986-05-20 | Asea Ab | Anordning for dempning av mekaniska torsionssvengningar vid en elektrisk vexelstromsgenerator |
| DE3026360C2 (de) * | 1980-07-11 | 1985-01-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zur Bedämpfung von Leistungspendelungen von Synchrongeneratoren in Netzen |
| DE3265259D1 (en) * | 1981-11-03 | 1985-09-12 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method and device for stabilizing the voltage control of electrical generators |
-
1985
- 1985-04-18 CN CN198585103037A patent/CN85103037B/zh not_active Expired
-
1986
- 1986-04-04 US US06/848,715 patent/US4701689A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-17 JP JP61089169A patent/JPS61280715A/ja active Pending
- 1986-04-17 EP EP86850138A patent/EP0199695A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0199695A3 (en) | 1988-03-16 |
| CN85103037A (zh) | 1985-12-20 |
| US4701689A (en) | 1987-10-20 |
| CN85103037B (zh) | 1987-04-22 |
| EP0199695A2 (en) | 1986-10-29 |
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