JPS6277830A - 電力系統安定化方式 - Google Patents

電力系統安定化方式

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JPS6277830A
JPS6277830A JP60216719A JP21671985A JPS6277830A JP S6277830 A JPS6277830 A JP S6277830A JP 60216719 A JP60216719 A JP 60216719A JP 21671985 A JP21671985 A JP 21671985A JP S6277830 A JPS6277830 A JP S6277830A
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和也 小俣
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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】 [光明の技術分野1 本発明は電力系統の安定化方式に係り、特に多うの電力
を他系統より受電している小過負荷系統が送電線故障等
により単独系統どなった場合に、負荷の一部をしや断し
て単独系統の需給バランスを取り系統の周波数低下を防
止し得るようにした電力系統安定化方式に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、多聞の電力を他系統より受電している重過負荷
系統が送電線故障等により他系統との連系が断れて単独
系統になると、大巾な過負荷状態となり系統の電圧・周
波数が急激に低下する。この周波数が大巾に低下すると
、自系統内の発電し1が保護リレーによって解列し、単
独系統の安定運転は不可能となる。そこで、従来からこ
のような系統故障時にお【プる安定化方式としては、母
線電圧の周波数若しくは周波数変化率を検出し、予め整
定した値に従って負荷の一部をしゃ断し、単独系統の需
給バランスを維持することにより系統周波数の低下を防
止する負荷しゃ新方式がある。
第1図(a )  <b )は、一般的な重過fli系
銃が単独系統となった場合に、負荷しゃ断システムによ
り、負荷の一部をしゃ断して系統の;U圧・周波数を夫
々安定化したときの一例を示すものである。一方、送電
線の多くが、地中ケーブル線で構成されているケーブル
系統は、系統内に過大な対地静電容量を有しており、第
2図にこのケーブル系重過負荷系統の一例を示す。ケー
ブル系重過負荷系統は、第2図に示す様にケーブル系統
10゜自系統内弁電機11.昇圧変圧器12.ケーブル
!!i!13a 〜13d、連系線14.負荷15.調
相設漏16から偶成されている。
よって、かかるケーブル系重過負荷系統が単独系統にな
った(1+時点)場合に、従来の負荷しゃ新方式によっ
て需給バランスを維持するために負荷の一部をしゃ断す
る(t2時点)と、系統の過大な対地静電容量が原因と
なって、第3図(a )<b)に示す襟に電圧が急激に
上昇する。この電圧が急激に上昇すると、負荷の電圧特
性によって残存負荷の消費電力が急激に増加し、需給バ
ランスを維持することができない。従って、系統の周波
数が増々低下し単独系統の安定運転を行なうことが不可
能となる。
以上の様な問題は、系統にケーブル線の対地静電容量と
いう過大な進相無効電力負荷が有るためで、周波数低下
防止対策として有効電力の需給バランスを図るだけでは
充分な対策とならず、何んらかの無効電力バランスをも
同時に図ることが必要である。
[発明の目的] 本発明は上記のような問題を解決するためになされたも
ので、その目的は重過負荷系統が送電線故障等により単
独系統となった場合に、当該系統の電圧0周波数の低下
を防止して系統を安定化することが可能な電力系統安定
化方式を提供することにある。
[発明の概要」 上記目的を達成するために本発明では、故障前の需給状
態を基に周波数対策としての負荷しゃ新註と、負荷しゃ
新装の電圧上昇抑制対策としての調相設備の投入量を演
算し、送電線故障等によって単独系統となった場合にこ
の演算結果と一致する様に負荷の選択しやVfIおよび
調相設備の選択投入を実施して、単独系統の電圧と周波
数を安定化させることを特徴とする。
[発明の実施例1 まず本発明の基本的な考え方、すなわち負荷じゃl1l
i量、調相設備投入量の演算方法について述べる。
先述した様に、ケーブル系重過負荷系統は、はとんど全
てが線路インピーダンスの小さなケーブル線で構成され
ており、また系統自体も局地的であるため同系統内の線
路インピーダンスはは゛は無視できる。従って、同系恍
内の負荷を自系統内発電Wの昇圧変圧器の高圧側の出力
Pa+ JQaと、他系統からの受電電力Pv+jQv
および定常状態ての系f充電圧VLOを用いて、[1)
、(21式より負荷のアドミッタンスで表現すると第2
図の系統は第4図に示す様な系統に縮約することができ
る。
GL =(PCI +PT ) /VL O2・・−−
−−!I)BL”+  (QG+QT)、”VLO2=
12)叩ら、第4図の系統を自系統内発電償10.自系
統内発電機の昇圧変圧器11aおよび負荷のアドミッタ
ンス(GL + jBL)で表現することができる。
次に、この第4図を用いて負荷しゃ断量、調相設備投入
聞の演算方法について説明する。
いま、ケーブル系重過負荷系統が送電線故障等により系
統分離して単独系統となった場合、有効電力の需給アン
バランス量は系統分離前に連系線に流れていた有効電力
PTとなる。よって、この有効電力PT分に見合う負荷
を選択しゃ断して有効電力の需給バランスを図る。なお
、この有効電力PT分の負荷をし15断すると、有効電
力分のみならず負荷の有する無効電力分をもしゃ断する
ことになるので、実際の負荷しゃ新註は(3)式の様に
なる。
負荷しゃ動量−Pr+jΣ     ・・・(3)ここ
で、 Σ9は同時にしゃ断される負荷の無効の市力分で
ある。
次に、調相設備の投入量の演算方法を述べる。
いま第4図の縮約系統において、送電線故障等により、
単独系統となった侵に(3)式で演算した負荷じゃ段を
実施し、さらに負荷じゃ段後の過電圧を抑制するために
調相設備の投入を行なった後の等価回路は、第5図に示
す様になる。同図において、G L ’ l B L 
’は夫々負荷しゃ断を実施した後の残存負荷のコンダク
タンス分およびサセプタンス分であり、<4)、(5)
式にて夫々表わされる。
た後、定常状態では自動電圧調整器(AVR)の動作に
より、系統分離前の値に復帰するので、”(= ■to
とおくことができる。従って、単独系統となった後の負
荷の負荷端子電圧の定常状態値vLは、 となる。逆に、負荷端子電圧の目標値■1を整定すると
、調相設備の最適投入容ff1BRは次式の如く求める
ことができる。
Ii量、調相設備の投入量を故障前の需給状態より演算
し、系統分離(t1時点)後この演算結果と一致する様
に負荷の選択しゃ断および調相設備の選択投入を実施(
t2時点)することにより、単独系統の電瞑と周波数を
安定化するものであり、第6図(a )  (b )に
その−例を示す。
以下、上述の様な考え方に基づく本発明の一実施例につ
いて第7図を用いて説明する。第7図は、本発明による
電力系統安定化方式のシステム構成例を示すものであり
、図示の様に中央演算部1゜発電機端末部2.負荷端末
部3.調相設備端末部4、連系線端末部5から構成して
いる。なお、本実施例では説明の簡単化のため、負荷、
ll相設備ともに一ケ所としている。
図においてまず系統分離前は、需給状態に応じて一定周
期で、発電機端末部2は自系統内発電機11の昇圧変圧
器12の高圧側の出力P。+jQ(Bおよび端子電圧v
t0を、負荷端末部3は負荷15)各フィダ−fa(1
)Mj’JPLj+ jQLB(’ =” 1 、n)
および負荷15の端子電圧VLOを、調相設備端末部4
は調相設備16の各調相機器(スタテックコンデンサ、
シャントリアクトル)の並解列を、連系線端末部5は連
系線14の潮流つまり受電電力PT + jQ丁をそれ
ぞれ測定し、図示しない伝送系を介して中央演算部1に
伝送する。中央演算部1は、上記人力VLO、Pa +
 jQo 、P丁+jQvとともに負荷15の各フィダ
ー線の電力P+jQ、iを[表11に示す様に、調相設
備16の各調相は器の並解列を[表2]に示す様に夫々
記憶する。なお、[表2]には各調相機器の並解列の池
、予め記憶されている容量をも示している。
中央演算部1は、以上の系統の需給状態を基に、系統分
離後にしゃ断する負荷15のフィダー線および並解させ
る調相設備16の調相機器を、第8図に示す様なフロー
チャートに従って選択する。
すなわち、中央演算部1はまずステップS1において、
受電有効電力pT に見合う様にしゃ断する負荷15の
フィダー線を選択し、(3)式で示した様に同時にしゃ
断される無効電力分Σ、を演算す°る。例えば、[表1
〕で示すフィダー[1゜2.3を系統分離後にしゃ断す
ることを決定すると、無効電力分Σ、は次式の様になる
Σq=QLt+QL2” Q、(MVar)     
 ・(8)次に、ステップS2においては自系統的発電
機11の昇圧変圧器12の高圧側の出力P。+J Q 
o r負荷15の端子電圧V L Ol受電無効電力Q
t。
そしてΣ、から(4)、(5)式より残存負荷のコンダ
クタンス分GL’およびサセプタンス分BL’を夫々演
算する。
次に、ステップS3においては、自系統的発電機11の
昇圧変圧器12のリアクタンス値Xt、および低圧側の
電圧V、。r G L ’ r B L ’ 、そして
予め整定しである負荷端子電圧の目標llI!vLより
、調相設備の最適投入m B Rを演算する。
更に、ステタップS4においてはこの調相設備の最適投
入IBRに見合う様に、並解列する調相設備16の調相
機器を選択する。例えば、[表2]に示す調相機器団、
■、゛3の客層の合計81士R2+R3が最適投入容量
BRにほぼ一致するとすると、調相機器中、 [2]、
 13]の並解列を決定する。
かかる状態から、いま、送電線故障等によって連系線1
4がしゃ断されて系統分離が発生(11時点)すると、
中央演算部1は負荷端末部3に対して上記で選択した負
荷15のフィダー線のしゃ断指令を、また講相設!端末
部4に対して同様に上記で選択した調相設備16の調相
憬器の並解列指令を、夫々図示しない伝送系を介して送
出する。
これにより、負荷端末部3および調相設@端末部4では
、上記指令に従って負荷15のフィダー線のしゃ段およ
び調相設備16の調相機器の並解列を実施(t2時点)
して、単独系統の電圧、周波数を安定化させる。
尚、上記実施例では調相設備の投入量I B Rを第5
図に示した縮約系統の等価回路より求めたが、縮約しな
い系統で潮流演算を行なうことにより求めることもでき
る。ここで潮流演算とは、各母線の電圧の大きさV1位
相角θ、有効電力P、無効電力Qのうちの2つを指定値
とし、他の2つの量を求める演算手法である。従って、
系統分離前に系統分離後において負荷しゃ断を実施した
後の系統状態を相定し、また、調相設備の接続される母
線をP、V指定母線として潮流演算を行なうことができ
、調相設備投入量BRは次式より簡単に求められる。
[発明の効果〕 以上説明したように本発明によれは、故障前の需給状態
を基に周波数対策としての負荷しゃ断量と、負荷しゃ新
漬の電圧上昇抑制対策としての調相設備投入量を演算し
、送電線故障等による系統分離後この演算結果と一致す
る様に負荷の選択し−plIiおよび調相設備の選択投
入を実施する様にしたので、重過負荷系統が送電線故障
等により単独系統になった場合に、当該系統の電圧2周
波数の低下を防止して系統を安定化することが可能な電
力系統安定化方式が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a )  (b )は一般的な重過負荷系統が
単独系統となった場合に従来の負荷しゃ断方式により、
安定化した時の一例を示す図、第2図はケーブル系重過
負荷系統の一例を示す図、第3図<a )  <b )
はケーブル系重過負荷系統が単独系統となった場合に従
来の負荷しゃ断方式により負荷の一部をしゃ断した時の
現象を示す図、第4図はケーブル系重過負荷系統の縮約
系統を示す図、第5図は第4図の等化回路を示す図、第
6図(、’l )(b )はケーブル系重過負荷系統が
単独系統となった場合に負荷しゃ断と調相設備投入によ
り安定化を図った例を示す図、第7図は本発明の−実施
例を示す構成図、第8図は第7図における作用を説明す
るためのフローチャート図である。 1・・・中央演算部、2・・・発電機端末部、3・・・
負荷端末部、4・・・調相設備端末婦、5・・・連係線
端床部、10・・・ケーブル系統、11・・・自系統的
発電機、12・・・賞圧変圧器、13a〜13d・・・
ケーブル線、14・・・連係線、15・・・負荷、16
・・・調相設備。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 愚弟1図 第2FM 第3図 第4図 第5図 第6図 1  t2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電力を他系統より充電している重過負荷系統が送電線故
    障等により系統分離して単独系統となった場合に、負荷
    の一部をしや断して系統周波数を安定化させる安定化方
    式において、故障前の需給状態を基に負荷しや断量およ
    び調相設備投入量を夫々演算し、単独系統となった場合
    に前記負荷しや断量および調相設備投入量と一致するよ
    うに負荷の選択しや断および調相設備の選択投入を実施
    するようにしたことを特徴とする電力系統安定化方式。
JP60216719A 1985-09-30 1985-09-30 電力系統安定化方式 Expired - Lifetime JP2504405B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012170169A (ja) * 2011-02-09 2012-09-06 Tohoku Electric Power Co Inc 電力系統安定化装置およびその制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58151833A (ja) * 1982-03-03 1983-09-09 東京電力株式会社 系統安定化方法

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