JPS63107421A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は電力系統の安定度を維持するための系統安定化
装置に関するものである。

（従来の技術） 系統安定化装ＭＫついては、近年、特にその開発が盛ん
に行なわれるようになってきた。そして系統安定化装置
は適用される電力系統の特色によって、種々様々なもの
かあ）得るが、以下に典型的な例について説明する。

第５図ｔｆｉ電力系統の一例図である。図において５１
はＡ発電所の母線を示し、この母線ては発電機０２〜Ｇ
ｎ　　がｎ台接続されている。５２はへ発電所とＢ変電
所とを結ぶ送を線で、発ｉｌ！機Ｇ１％　Ｇ　ｎＫよっ
て発電された電力の合計値ＰＧが送電される。

５３．５５はＢ変電所の母線で、変圧器５４によシ連結
されている。、５３が高圧側母線、５５が低圧側母線で
ある。低圧側母線５５には負荷フィーダＬ１〜Ｌｍ　が
ｍ本接続されている。負荷フィーダＬ１〜Ｌｌ！ｌ　　
の送ｔ’を力の合計をＰ、としだヒトランス５４には電
力ＰＬが高圧側から低圧側へ向って流れている。５６は
Ｂ変電所とＣ変電所を結ぶ送電線であり、５７はＣ変電
所の母線である。この場合、送電線５６には電力ｐＬ−
ｐ、がＣ変電所側からＢ変電所に向って流れることにな
る。

即ち、Ｂ変電所の負荷九が＾発電所の発電ｆＰ。

よシ大きければ、Ｃ変電所よシその差分ｐＬ−ｐ。

が供給される。又、Ａ発電所の発を量Ｐ。がＢ変電所の
負荷ＰＬよシも大きければ、逆にその差分ｐＧ−ｐＬが
８変電所を経由してＣ変電所に送電される。

上記した電力系統で送電線５６が何らかの事故を契機と
して、し中断された場合のことを考える。

そして送電線５６がしゃ断された時、ＰＬ−Ｐａ〉Ｏで
あったとする。この場合、当該電力系統では電力が不足
とな）１発電＠は定格周波数を維持できなくなって低下
する。また逆に、ＰＧ−ＰＬ＞Ｏであれば発電機は周波
数が上昇する方向となる。いずれの場合も送電線５６が
しゃ断されると、切り離された電力系統での発！総量Ｐ
Ｇと負荷線１ｉｋＰＬの不均衡によシ系統は不安定とな
る。そして甚だしい場合には周波数の異常によシ系統は
崩壊する。したがって系統安定化装置はこのような系統
に用いられる。

第５図の系統において、送電線５６がし中断された場合
、系統安定化装置は典型的な例として、次の応動をする
。

ｐＬ−ｐＧ＞ｏの場合 ｐＬ＋　ｐ（！に相当する負荷フィーダをし中断する。

ｐｏ−ｐＬ＞ｏの場合 ｐ、　−ｐＬに相当する発電機をしゃ断する。

即ち、切り離された電力系統内での電力の需給の均衡を
図ることにより、系統を安定化させようとする。

第６図は系統安定化装置の概念図を示す。図において、
６１は系統安定化装置の主要部をなす演算装置であシ、
６２は起動信号である。例えば第５図の系統へ適用する
場合であれば、送電線５６がし中断されたことを検出し
て、安定化制御への起動信号とする。６３は人力情報で
あシ、この場合、具体的には負荷フィーダＬｌ　％Ｌ、
の各々の電力値とする。なお、制御対象が発電機も含ま
れる場合、入力情報６３として各発電伝の電力値も必要
となるが、ここでは説明の便宜上省略する。

６４は制御の目標値であり、第５図の系統へ適用する場
合、この目標値６４は（ＰＬ　　ＰＧ）となる。

又、６５は制御出力である。

この場合の動作としては、起動信号６２が入力された時
、目標値６４に相当する負荷フィーダを選び出して、こ
れにし中断指令を与える。図では一例として、しゃ断指
令が与えられた負荷フィーダにハツチングを施した。

ところで、第６図の系統安定化装置において。

多数の負荷フィーダの中からどの負荷フィーダを選択す
るのかが問題となる。

従来用いられていた方法の要点は次のようになる。

■目標値Ｐ０に対し１選択された負荷フィーダの電力の
合計値Ｐ８が（Ｐｓ−ＰＸ、　）　（ｅとなるようだす
る。

■負荷選択の全ての組合せ中、目標値からのずれが最小
となるような組合せを選ぶ（目標値に対する最適選択）
。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来方式の問題点を以下に説明する。

１）電力の目標値に対して真の最適選択を行なう場合、
演算装置の演算時間が長くなる。

ｉｉ）選択された結果をみて、それが真に正しｂ結果で
あるか否かの判断が難解。

０目標値に対する最適化を追求する反面１選択される対
象の数を最小化させる考慮が全くなされていない。

上記した＋）　、　ｉ＋）の重要度はいずれも負荷フィ
ーダの数に依存する。そして負荷フィーダがＮ本ある時
、Ｎ本の中から最適組合せの候補は２ゞあることは容易
に理解できる。この場合、第６図の例の如く、選択対象
が８本の場合２８＝２５６となシ、計算後金用いれば比
較的容易に処理できる範囲である。しかし実際の系統安
定化装置は規模が更に大きく、選択対象数が１００以上
になることもある。仮に選択対象数を１００とすると、
最適選択の候補は、２１００勾１．２Ｘ１０３°という
天文学的数字となり、高性能計算機を用いても長時間の
演算時間を要する。近年、系統事故発生後の条件を見て
選択演算する装置もあり、選択演算は短時間で実行する
ことが望まれる。又、１．２Ｘ１０　　通シの候補の中
から真に最適の結果であったことを確認することも極め
て困難である。１１１）については以下の例を見れば容
易に理解できる。

即ち、目標値を１００ＭＷとし、負荷フィーダがＡ（１
０５ＭＷ）、Ｂ（４０ＭＷ）、Ｃ（３０ＭＮ）。

Ｄ（３０ＭＷ）であるとする。この場合、目標値１００
ＭＷに対する最適化を考えた場合、Ｂ、Ｃ。

Ｄの３フイーダを選び、その電力値の合計は適度１００
ＭＷとなる。しかし、この場合、目標値に対する５ＭＷ
の誤差を許容してもＡの負荷１本だけをしゃ断した方が
、復旧等を考慮して有利な場合もある。しゃ断制御後の
系統の周波数は通常ある程度の許容幅があるため、制御
目標値に対する誤差を一定範囲内で許容し、制御対象の
数を減らす方が、通常は有利である。

本発明は上記した状況に鑑みてなされたものであシ、被
選択対象を最も合理的に演算することの可能な系統安定
化装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明では上記目的を達成するため、複数の電源または
負荷からなる各制御対象の内で電力値の大きい方から順
次選択してゆき、制御目標値を越える最後の１制御対象
の選択を保留し、この保留された制御対象に代えて、制
御目標値を越し得る残りの全制御対象の全制御対象の内
で、最も電力値の小さい制御対象を選択するように構成
した。

（作用） 先ず、複数の制御対象を電力値の大きいものから順に選
択してゆく。選択されたものの総合電力値が制御目標値
を越した時、最後に選ばれた対象を選択対象として保留
する。

次に、この保留した対象を選ばなかったものとし、今度
は電力値の小さい万から選択対象を探がしてゆく。この
場合、制御目標値を越える対象が現れると、その対象を
前に保留した対象と入れかえて、選択を終了する。

（発明の基本となる考え方） 第４図は本発明の詳細な説明する構成図であシ、第４図
（＆）において符号６１〜６４は第６図に対応している
。そして制御出力４５としては負荷フィーダ（Ｌ１〜Ｌ
ｍ　　）を、第４図（ｂ）に示されるように電力値の大
きい方から並び換え、大きいものから順に（ｔ１〜Ａｓ
　　）と呼び方を変えたものである。

このように負荷フィーダを電力値の大きいものから順に
並びかえ、電力の総合値が目標値を上まわるまで順次選
択するものである。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。第１図は本発明
による系統安定化装置の一実施例の構成図である。第１
図において第４図（＆）と同一部分については同一符号
を付している。第１図の制御出力１１は第４図の４５と
対応している。そして第１図の制御出力１１では電力値
の大きいものから順に並びかえたもの、そのものを符号
ｔｌ　ｚｔ。

とじて示し、この中で目標値を上まわるまで順次選択し
た結果がハツチングで示される部分であることを表わし
ている。即ち、選択された被制御対象は、Ｌ＊　　＊　
！−２、ｔ３とｔ７であることを示している。

以下に選択方式を要約して示す。

■選択対象を電力値の大きいものから順に選択してゆく
。

■選択されたものの総合電力値が目標値を越えた時、最
後に選ばれた対象（その時点で選ばれたものの中で最小
のもの）を選択対象として保留する。

■保留した対象を選ばなかったものとし、今度は電力量
の小さい方から選択対象を探がしてゆく。

この選択過程にて目標値を越す対象が現われると、その
対象を前に保留した対象と入れかさて選択を終了する。

なお、特殊な場合として、最後の対象を小さい方から探
してゆき、目標値を越える対象が見つからない場合、当
初保留していた対象に戻る。

上記した選択方式を換言すると、選択対象を犬きい方か
ら選び、目標値に対する微調整を最後の小さい方から行
なうようにしている。

第２図は選択処理の内容を示すフローチャートである。

先ず、ステップ２１では電力積算用メモリＰをクリアし
ておく。ステップ２２では複数の選択可能な負荷フィー
ダの中から最大のものＰｊを探がす。

ステップ２３では今探がしたＰｊの電力値と積算値Ｐと
の和が目標値を越えるか否かを調べ、目標値に達しなけ
ればステップ２４へ移る。ステップ２４では積算値Ｐに
Ｐｊの電力値を加算して新たなＰとし、ステップ２５に
おいてＰｊをしゃ断対象として選択する。なお一旦選択
されたＰ、はこの時点で選択済となシ、次回からの選択
対象から外される。その後ルーチンはステップ２２へ戻
って次の負荷選択が開始される。

次に順次選択が行々われ、ステラｆ２３にて新たな選択
候補ＰｊをＰに加えると目標値を越えることとなった場
合、Ｐｊの選択を保留してルーチンはステップ２６へ移
る。ステラｆ２６では残された負荷フィーダ中選択可能
なものの中から最小のＰｉを探がし、ステップ２７にお
いてＰとＰｉの和が目標値を越えるか否かを調べる。こ
こで目標値を越えなければ一旦選択したＰｉを選択対象
から除外してステップ２６へ戻り、その次に小さな対象
を探がす。

このようにして負荷フィーダを小さい方から探がしてゆ
き、ついにステップ２７にて目標値を越える負荷フィー
ダが見つかった場合、ステラｆ２Ｂへ移って実際にＰに
Ｐｉを加算し、ステップ２９にてＰＭを選択対象として
記憶する。

上記した処理は演算装置６１により実行される。

そしてこの演算装置はマイクロコンピュータを応用した
ものでも良いし、大型計算機を使りても良い。その具体
的構成は特別な工夫を要するものではない。なお、計算
機自体は、現在、汎用されているものであるため、特に
、ここでは明示しない。

演算装置６１はアナログ原理の構成もあシ得るが、装置
規模を考えるとマイクロコンピュータ等を使ったデイフ
タル形のものが有利である。

起動信号６２についても上記実施例では、送電線５６の
しゃ新条件として説明したが、一般に系統安定化装置あ
起動条件としては種々のものが有シ得る。例えば、単な
る系統事故を検出して起動条件とするものや、電力値の
変化検出によるもの等がある。

又、上記実施例では目標値６４の設定を送ｔａ５６のし
ゃ断面の電力値としたが、他にも種々の方式があり得る
。例えば、オフラインの大型計算機によるシミュレータ
、ン結果を用いることも有シ得る。

第３図は負荷フィーダの選択の様子を示した図である。

図に示されるように、電力の大きい順に並べた負荷フィ
ーダを、大きい方からＺｌ　　ｅ　Ｌ２　　＋ｔ３まで
選ぶ。この時点で目標値に対する不足分が点線で示され
た量であったとする。この時、残された非選択の負荷フ
ィーダｔ４〜ｔ８の中で、点線よシ大で最小のものはｔ
７である。そこで最後の１本として負荷フィーダｔγが
選ばれる。

上記実月例においては制御対象を負荷フィーダとして説
明してきたが、制御対象が発電機の場合であっても適用
できる。又、送電線５６の電力の方向に応じて発電機と
負荷フィーダとのいずれかをし中断制御する装置が存在
するが、本発明はこの種の装置にも適用できることは明
らかである。

以上のように本実施例によれば、例え選択対象が１００
．Ｔｈったとしても、演算時間は選択対象を大きさの順
に並びかえだけであるため、著しく小さくなる。又、選
択対象の数が少なくなシ、選択結果の評価も容易となる
。

［発明の効果］ 、以上説明した如く、本発明によれば被制御対象を電力
値の大きさの順に並びかえ、その並びかえた大きい順に
電力の総合値が目標値を上まわるまで選択するようにし
たので、極めて短時間内に被選択対象決定の演算が可能
な系統安定化装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による系統安定化装置の一実施例の構成
図、第２図は処理内容を示すフローチャート、第３図は
負荷フィーダの選択の様子を示した図、第４図は発明の
詳細な説明する図、第５図は電力系統の一例図、第６図
は系統安定化装置の概念図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統にじょう乱が発生した時、複数の電源または負
   荷の各制御対象の内から制御目標値を満たすように最適
   な選択を行なって、しゃ断制御する系統安定化装置にお
   いて、前記複数の各制御対象の内で電力値の大きい方か
   ら順次選択してゆき、制御目標値を越える最後の１制御
   対象の選択を保留し、この保留された制御対象に代えて
   、前記制御目標値を越し得る残りの全制御対象の内で、
   最も電力値の小さい制御対象を選択することを特徴とす
   る系統安定化装置。