TW296502B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 _ 五、發明説明（i ) 相關專利申請案 本發明相關申請案爲美國專利申請案編號08/055,334， 其申請日期爲1993年5月3號，且指定予共同受讓人，該申 請請案列爲本文之參考案。 發明領域 本發明係有關於電力產生系統中決定電壓崩潰的動態 方法，尤其是有關於預測未來或近期電壓狀態，及系統微 弱性的方法，以防止遭受重負載或偶發事件狀態時電力產 生系統之電壓崩潰。 發明背景 由於工業社會電力需求持續增加，在世界各地限電的 情形益見頻繁，當某一區域電力需求增加時，則必需建立 新電廠和配電系統。各功率產生系統爲唯一之系統，係因 各功率產生系統包含電力產生容量栅，它們集合在一起， 以供應特定大眾或區域內變動的電力需求。 一般說來，在世界上大部份系統的電力產生容量並無 法符合日益增加的電力需求。此種狀態必需要有正確的塡 補用電不足量測，如在尖峰用戶負載期間限制程序。限電 可導致電壓下降，且頻率也會下降。此方法也只能暫時解 決電力不足的問題。最後，如果系統容量不增加，系統仍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -3 1' ! 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A 7 _B7_ 五、發明説明（L ) 將失敗。甚至目今，限電仍無法解決電力不足的問題。而 電壓及/或頻率下降的狀態，某些如感測電子裝置或電腦等 設備無法適當運作。 老化的電力設備也是一項嚴重的問題。目前有許多電 廠必須維修及/或存在嚴重的無效率。多種電力產生設備 (如核能電廠）已在危險狀態下運作，因此必需除役。所 以，現存的多種功率產生系統實際上供應電力的能力已收 縮。 因爲經濟上的考量及建廠時某些時間上的無法掌握，並 非一定能如期蓋新電廠，以增加電力容量。甚至如果增加 電力產生容量，其尙未決定在系統之何處加入電力能達到 最高效率。另言之，現在沒有任何設備可在各功率產生系 統中決定所謂的”微弱區域”。姑且不論不足電力量測及 新電力容量加入的問題，許多系統仍必需加以限電。現在 限電的原因在於工業上無法預測或校正此微弱區域。 經濟部中央樣羋局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 微弱區域定義在功率產生系統中無法容忍加入負載的 產生柵部位。例如，現今的計算無法提供解答如是否一特 定匯流排可忍受給定的負載增加，或在一匯流排上系統可 容忍負載的瞬時增加，而維持栅中另一匯流排中需求增 加。 電壓崩潰一般由兩種型式的系統干擾所引起：負載變 動及偶發事件。在1987年日本的電壓崩潰係導因於負載變 動；在1982上瑞典發生的負載崩潰則導因於偶發事件。當 負載重大且其他電力需求無法滿足時，則導致限電。 _i_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 A7 ____B7_____ 五、發明説明（',) 在前述已申請的美國專利申請案案號08/055,334，申請 曰期1992年5月3號，其指定予共同受讓人。該文中說明一 種方法可對更功率產生系統決定性能指數。第一次，性能 指數直接與相關的負載需求有關。此性能需求易於電力工 程師及運轉人員所解釋，所以可預測微弱區域及潛在的電 壓崩潰狀態並加以校正。 當崩潰的原因係由於負載變動時，在上述申請案的性 能指數可量測負載增加量，其爲在此崩潰之前，系統所可 容忍者。 當崩潰機構係由於偶發事件時，上述發明的性能指數 可量測其嚴重性（sever丨ty)。前項發明的性能指數可了解 系統是否維持一偶發事件而不崩潰。 上述專利申請案已說明決定一特定功率產生系統的微 弱性的有效方法。須了解該程序基本上爲一拍擊技術。所 得到的結果僅爲暫時狀態，且無法預測近期狀態，如偶發 事件發生後25分鐘的狀態。 本發明的方法可反應所需要的知識，實際上，比上述 專利申請案更有效地利用馬鞍節點分歧技術，以提供一功 率產生系統中未來電壓分佈狀態。已知一偶發事件在時間0 時往往是無意義的，但在一段時間後卻令人困擾，即可沿 著負載產生變動的預測方向持續產生電壓崩潰。 本發明的方法爲先前專利申請案之改進。現在之方法使 用動態計算以對不同系統偶發事件及負載變動，相對於時 間畫出電力流對系統關係關。新方法提供一機構，由此可 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、vs 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )六私見格（210X297公釐） 296502 A7 _B7__ 五、發明説明（& ) 更準且適當的執行負載排除懊電力產生加入而防止系統崩 潰。此新動態技術決定近期狀態，因此可動態預測系統改 變的能力，因此提供系統偶發事件或負載變動微弱性評 價。 本發明之電壓崩漬防止及電力產生維持的動態方法包 含下列步驟： a) 使用的馬鞍節點理論對含電力產生柵的功率產生系 統預測近期電力流； b) 從步驟（a)中的預測，決定負載邊際値指數，其提供 負載需求評價，該需求爲在馬鞍節點電壓崩潰之前 該產生系統所可容忍者；及 c) 使用步驟（b)中得到的該負載邊際値指數在該電力產 生柵的某些部位加入產生容量或取出負載而防止該 功率產生系統的電壓崩潰，因此保持該功率產生系 統的電力產生容量，且負載邊際値指數辨識該功率 產生系統的微弱區域，因此可對該功率產生系統持 續電力功率產生系統之維持。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在上述方法中步驟(C)亦可加以變動，在另一步驟(d)中 加入步驟（b)中所得到的負載邊際指數，以對該電力產生系 統得到系統電壓分佈。以使用電壓分佈維持該功率產生系 統的電力產生容量。 發明槪述 _____g_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（；） 本發明提供一種在電力產生系統中防止電壓崩潰的動 態方法，包含下列步驟： a) 相對於電力產生系統中的時間量測負載需求，該系 統含電力產生柵； b) 計算性能指數，其直接與步驟(a)中得到的負載需求 相關； c) 使用性能指數辯識電力產生系統中的微弱區域； d) 在崩潰將發生之前，決定該微弱區域的實際安全邊 際。 e) 在電力產生系統中的電力產生柵中被辨識爲微弱的 區域依據該安全邊際釋出電力或加入電力產生能量， 以防止電力產生系統中的電壓崩潰。 上述方法亦可包含一額外的步驟（0，對該功率產生系 統產生電壓分佈，以適當也維持該功率產生系統。 本發明亦在性能指數及負載需求間建立一直接關係。 此一關係使操作者可評價栅系統的狀態，而使其可輕易地 防止潛在的電壓崩潰。 圖形簡述 可由附圖了解本發明，下文爲附圖之詳細說明： 圖1示不同的圖形表示的電力流曲線，其視不同的偶發 事件而定。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（^ ) 圖2示本發明的方法的方塊圖，其中下列兩功能加在一 起：（a)前瞻性負載邊際分級，及（b)前瞻性電壓分級，以提 供能量管理系統；及 圖3示實及電抗負載需求的參數變動圖式，及實際電力 產生。 較佳實施例說明 一般說來，偶發事件選擇及偶發事件分析爲現代能量 吕理系統的基本功能。一廣爲接受的策略爲，使用有效的 偶發事件選擇功能以過濾出大量的低嚴重性偶發事件且只 對高嚴重偶發事件詳細分析功率流。近十年來，對於電力 偶發事件選擇及電壓偶發事件選擇的演算法的發展已有很 大的進步（見文尾端中BIBLIOGRAPHY的1-14)。 大多數偶發事件選擇的現存演算法，只提供電力系統 的拍擊分析。在正常的操作狀態下，此似敷已足以使用。 當由負載互動，產生再規劃時，而使電力系統更進一步發 展時’基於拍擊分析的馬鞍節點分級變得不足敷應用。或 在最壞的情況下，當電力系統的操作靠近其穩定極限時， 該分析方法變得毫不相關。爲了詳盡說明這一現象，且爲 了說明發展一種更前進的偶發事件選擇功能，現在考慮下 列情況：假設電力系統現接受三種偶發事件，如” a” ，” b” ’及” c” ，在P-Q-V曲線上，這些偶發事件的效應示於 圖1中’該P-Q-V曲線係依據預測的負載變動及經計劃的生 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央樣隼局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（π) 產分派。考慮依據這些偶發事件的嚴重性將其分級。給定 現在的操作點，則拍擊分級的順序爲” C” ，” b”及” a” 。依據拍擊偶發事件分級當系統負載產生的負載爲A 15 時，偶發事件” a”被歸類爲最不嚴重，當系統發展至Λ 1 時，將導致電壓問題。而偶發事件” a” ，歸類爲最不嚴 重，當導致電壓崩潰，甚至在系統到達負載產生執行λ 2時 仍一樣，其中係假設在負載產生變動的預定方向中系統持 續發展。 可能有人懷疑到當系統在負載產生負載Λ 1下操作時， 無論如何由拍擊偶發事件選擇可得到偶發事件” a” 。此方 面係因爲其依據兩項因素：（1)偶發事件選擇及偶發事件分 析功能執行的頻率，及（η)負載變動率。如果當系統負載產 生負載爲λ 15執行這些功能，且然後在負載f下執行，則 當系統開展過系統產生負載λ1時，偶發事件” a”將產生 電壓問題。當系統在靠近穩定極限下操作時，則上述情況 將會發生。 給定現在的電流操作狀況（從狀態估計器及拓撲分析 儀中得到），則可使用在各匯流排近期（如在25分鐘之 後）的負載需求（可從預測數據或短期負載預測得到）及 產生分派（如基於經濟考量的分派），負載邊際量測或索 引（MW及/或MVAR)而使系統穩定，以容忍負載預測及 生產變動。已提出一方法以預測近期系統電壓分佈。然 後’所提出的前瞻性量測及提出分佈方法到偶發事件選 擇’以用於近期電力系統，其以崩漬之負載邊際及匯流排 本紙浪尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -* 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（，？） 電壓童表示（見圖2)。所提出的前瞻性量測，及所提出的 電壓預測方法，由加入前瞻性功能，而增加現行偶發事件 選擇功能。當系統之操作靠近穩定極限或者負載生產變動 高時，則前瞻性功能相當有用。可在多個電力系統中，計 算測試結果，其中包含有偶發事件匯流排電力系統。所提 出的負載邊際量測或索引係基於電力流解及馬鞍節點分歧 點的一般形式。所提出的電壓預測方法係基於電力流技術 及馬鞍節點分歧點的特性方程式。 因爲所提出的量測及所提出的電壓預測方法使用爲 CPFLOW所提供的電力流解，所以有必要了解CPFLOW。 CPFLOW (連續功率流爲在負載及生產變動下追蹤電力系 統穩定狀態行爲的工具〔17〕。尤其是，CPFLOW可產生 P-V，Q-V及P-Q_V曲線，其中控制參數入爲下列中的一 項：（1)一般匯流排（P及/或Q)負載+在P-V匯流排的實際 生產電力，（H)區域（P及/或Q)負載+在P-V的實際生產電 力，（iii)系統（P及/或Q)負載+在P-V匯流排處的實際生產 電力。CPFLOW可相對於上述之變動參數，經”凸”點 (即馬鞍節點分歧點），在沒有數値運算困難下，追蹤功 率流解曲線。 CFPLOW使用與步階尺寸控制有關的預測校正型連續 方法，以達到高準度計算。預測器的目的係發現一使用於 下一解的估測點。此來自預測器之估測的品質大大地影響 了在得到正確解時，校正器所需的重複次數。以較好的估 計點，可使校正器應用較少的次數得到。理想上，步階長 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ya 本紙涑尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（q ) 度可適於將追蹤之方法曲線的形狀，一較長的步階長度可 用於方法曲線的”平坦”部位，而較短的步階長度則適於 方法曲線的彎曲部份（曲率較大處）。方法曲線的形態無 法事先知道，因此使得設計步階長度的控制相當困難。因 此良好的步階長度控制係依據客戶之特定應用加以設計。 不只是這樣，在連續程序尙有某些一般的考量，以改進性 能。 新性能指數 使用性能指數的基本準則爲其能力可反映引導使用系 統朝向不使用態之直接機構的狀況。在電力系統電壓崩潰 的情況中，一有用的性能指數必需在系統在崩潰前（當下 層機構的崩潰係由於負載變動時），系統所可容忍的負載 增加量，且考慮系統是否可維持一偶發事件而不崩潰（當 下層機構之崩潰係由一偶發事件產生時），且量測其嚴重 性。 在〔16〕中，提出一新性能指數，此性能指數對其値 及在一馬鞍節點電壓崩潰前系統所能容忍的負載需求量之 間提供一直接的關係。此指數使用在特別有興趣的分支之 電力流解中所含的資訊。此性能指數尤其有用於含足夠的 系統尼阻的電力系統》其中之一特徵爲辨識所提出的性能 在其負載需求空間是否可發展，且是否有能回答諸如下列 的問題”系統是否可容忍匯流排2上70 MW的瞬時電力增 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 2^公釐_) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（P) 加，或匯流排6上50MVar的電力增加呢？” 。而且，包含 在性能指數中的計算與現在指標上所需的計算比較起來相 當便宜。但是，在〔16〕中所提出的性能指數存在多種不 穩定的問題。 本發明所提出的新性能指數在現行使用點及突出點之 間提供一直接的邊際負載，量測（即，MW及/或MVAR)。 此新的性能指數不會產生數値不穩定的問題。 理論基礎 已證明使用適當的座標轉換以簡化一組複雜方程式表 示法的構想相當有用。依此方法，正常形式方法可轉換一 組非線性微分方程式成爲在平衡點或周期性解的鄰域中原 始估計的幾項級數解。此少數的初始項對方法的行爲提供 相當有用的資訊。 在分歧的硏究上，正常形式方法亦爲相當有用的工 具。當正常形式理論使用在馬鞍節點分歧中時，可得到下 列方程式爲用於馬鞍節點分歧的正常形式： X - U- X2 (1) 其中UeR1。簡言之此方程式導致通過突出點（n〇Se point)電力流解答曲線爲一二次方法式，至少在局部情狀 下如此。 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Α7 Β7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 五、發明説明（) 新指數 先從電力流解答開始考慮，比如在對應參數爲λ i之下 爲Xi，則使用CPFLOW在爲預測的近期負載及在兩不同參 數値，比如說λ 2及λ 3下的計算實際電力產生所得到的負 載產生曲線下，計算其他兩電力流的解答（見圖3)。（注 意，CPFLOW的步階選擇將決定λ 2及λ 3的値）。設這兩個 電力流解答爲Χ2及Χ3。而選擇一負載匯流排（其爲電壓量 中下降較大的匯流排）；將此匯流排標示爲分歧。假設下 列二次方程式： λ =以 + 冷 Vi + γ Vi2 (2) 其的適應匯流排1上的三個點（Vn，，（V2l，λ2)及 (Vy，λ3)。（注意二次曲線的理論基礎爲馬鞍節點分歧 點的正常形式）’則得到參數α，/5，7的値。從這三個 數値及二次方程式，本發明提出下列的負載邊際量測及性 能指數’此性能指數對其値與在馬鞍節點電壓崩潰之前系 統所能容忍的負載需求量之間提供一直接關係。

X λ max= α ~ β /4 γ ⑺ 注意 本紙掁尺度逍用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公;* ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標蕈局員工消費合作社印製 296502 A7 _^_B7__ 五、發明説明（Θ) 1. 此指數使用在感興趣之特定分支電力流解答中所包 含的資訊。 2. 如果負載匯流排中之一匯流排在角度量下降很大， 則可重覆上述程序，以得到一量測値，如A emax。在此狀 態下，可修改負載邊際量測，其方法爲設定λ max = 0.5 (λ vmax+ λ i> max )；否貝[J λ niax= Λ vmax。 電壓預測 使用包含在λ —U曲線及馬鞍節點分歧點的特性方程 式，各匯流排的電壓量可在電流値λ 1及最大値λ max之間 的給定λ處加以預測。此方法的關鍵點爲對各個匯流排假 設以二次曲線，以使各匯流排對於λ i及；I max之間的範圍 得到匯流排之約略A — V曲線。應用下式可使用λ丨，Xi， λ 3，乂3及λ max (負載邊際量測），及特性方程式對各匯 流排，如匯流排j決定對應的二次曲線，及在λ max處的匯 流排電壓，以Vmax，j表示： λ 1- aj + /9jVij+ r jvrj λ 3= aj + 万以3，_|+ r jV32，j λ max~ a ')+ β jVmax,j 4- j jV2max,j O = /5 j + 2rj Vmax,j 在最後的曲線（其爲用於突出點的特性方程式），相對於 突點之負載增加的電壓感測狀態有無限多種。如上列四個 曲線。可得到aj，ySj，7j&Vmax，_j之値。所以，可預測 -u- 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

V 訂 經濟部中央樣隼局員X消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（Ο) 對任意參數λ的匯流排匯流排値Vj，該λ値係介於λ 1及λ max之間，可使用下列曲線： ;nj+ ㈣十 rjvj2 (4) 數値硏究 已對新英格蘭39-匯流排電力系統及1169-匯流排電力 系統得到此測試結果。1169匯流排網路亦爲一實際使用的 數據組，其模擬一傳輸網路。使用於極大型的系統時，此 系統用於證明提出前瞻性電壓及負載邊際量測的可用性及 其分級。 考慮一典型的電力系統，其馬鞍節點個爲量測發電機 及一slack匯流排。可加以表示非線性方程式形式如式： F(X，入）=f(x) —几 b (5) 其中 b = E iej Wiei，將Τ' c{l，2，…，（2n+m) }， WieRlei爲第1個標準單元向量。此方程式模擬在某些負 載匯流排處實及阻抗性電力需求的變動，及在某些發電機 匯流排處實電力產生的變動；這些變動可加以參數化，而 其他係數加以固定（見圖3)在即時環境中，在約15至25分 鐘的循環時間周期性執行安全分析，在每一循環中，優先 考慮系統結構及操作狀態，且由狀態估測器及外部模型加 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X2^公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *\=β 經濟部中央嘌隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（呌） 以模擬，其中產生一電力流模型，且對應的電力流解答稱 爲此環境的基本例子。在方程式5中，可由基本例子與用於 下一預測期之短期負載預測中的差値決定” b” 。在用於兩 取樣系統的電壓崩潰偶發事件分級中，在多個匯流排上的 電抗及實電力需求假設有所變動：只考慮分支過齢 (branch outage)的偶發事件。 表1 贫在負載需求 25分鐘後負載變動 Βολ No. P Q P Q 3 322 2.4 437.9 5.57 4 500 184 666.7 232.4 7 233.8 84 3仪8 90.7 8 522 176 721.3 227.7 12 8.5 88 13.3 134.7 15 320 153 436.7 172.6 16 329.4 32.3 358.8 39.7 18 158 30 258.9 100.9 20 680 103 1021.8 143.4 21 274 115 368.2 192.1 23 247.5 84.6 240.2 74.3 24 308.6 -92.2 388.4 -91.3 25 224 47.2 322.3 69.2 26 139 17 206.1 22.4 27 281 75.5 247.2 64.9 28 206 27.6 203.5 24.4 29 283.5 26.9 415.4 40.7 表1 :在全部負載匯流排之負載變動分佈，來自現在負載需 求至預測近期（25分鐘）負載需求分佈。 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） i nn mu n tn— ^^^1 m ml —^ϋ ml ^ J. 、，々 .-诊 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（a ) 编號 狀況 ^majr λ mas Err % 0 常熊 1.07Ί07 1.12312 -4.5G757 1 2S-29 1.0644 1 1 .ϋ!>9Ί3 -3.29093 2 26-29 1.06928 1.1193G -4.68315 3 20-28 1.07059 1.117U7 -Ί.3Ί172 5 2&-2Ί 1.0533G 1.087Ί5 -3.23C14 8 2-3 0.99057 1.01262 -2.22518 10 8-9 0.95265 0.99027 -3.94935 13 10-13 0.97244 0.98458 -1.2Ί903 14 4-5 0.92652 0.94319 -1.799U 15 13-14 0.92713 0.93206 •0.53128 20 5-6 0.90371 0.900Ί5 0.36074 26 6-7 0.99023 1.0Η80 -2.48093 27 5-8 1.03590 1.068Ί5 -3.14229 28 9-39 0.959G1 0.98990 -3.15C80 29 25-26 1.06358 1.10123 -3.539G3 30 21-22 1.02437 1.0Ί808 -2.37376 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

V 表2 :在決定將崩潰之負載邊際中所提出方法與正確方法之 間的比較結果。注意在全部例子中誤差只有5%。 新英格蘭39匯流排系統 表1指示基礎狀態，及25分鐘之預測周期結束時的負載 狀態。對應於表1中的兩狀態，參數λ的値相對爲0.0及 1.0。表2示在系統中用於某些管路超過使用年限偶發事件 之馬鞍節點分歧點（SNBP)，λ參數的正確値及加計値。 λ max的正確値得之於CPFLOW。估計値Imax使用本節所 提出的負載邊際性能指數加以計算。爲了使用二次方程式 以適合λ — V或λ — 0曲線，必需得到曲線上的三個節 點。估測的準確度與這三個點的位置有關。在表2中，使用 三點λ !，人2λ 3，得到；I 一 Θ及λ — V曲線上的又max値， 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

、1T 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 經濟部中央操孳局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（；） 表値小於0.11。>1 max及2max之間的誤差定義爲

Error% = 1〇〇 X (入 max —max ) / λ max (6) 在此須指出當入1固定’且人2’人3向人max逐漸增加時’該 誤差將漸減至0 ’其爲應用不同的電力系統進行大量的計算 所證明之結果。對於此取樣系統’當在不同匯流排中的負 載依據給定的分佈增加變動時’在某些負載匯流排的電壓 量v及角度Θ將經歷更大的變動。所以在此負載匯流排的又 —V及λ — Θ曲線可用於估計λ max。經由實際計算，已得 知Imax對λ max產生不足估計，而h max對；I max產生過多 估計。從λ—V及λ — 0曲線的h max對ivmax之平均値可 大大地改進估計準確度。 對於電壓崩潰，在負載空間中正常形式的估計値可作 爲正確邊際的約略値。當系統發展到可預測負載位準時， 如果過去（P〇st)偶發事件λ max小於預測値λ f= 1.0時， 則視偶發事件爲一電壓崩潰。正常形式的估計値可用於對 偶發事件分級。對於估計値正常形式大於1.0的偶發事件， 在λ f的最壓電壓用於對偶發事件分級，此處電壓可由使用 在正常形式的二次方程式加以估計。所提出的負載邊際分 級及前瞻性電壓分級策略可由Π69匯流排電力系統上的模 擬加以證明。 ............................... ·— ----------»-— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 狀態 負載邊際 前贍電壓量 量 測 分 級 最小電壓_ 分級 戸雁出方法 lEmm 反提出方碎 碰方法 趟出方法 39 1055-1228 0.23890 0.22822 | 1 | | collapse coiiapse ~ ' 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

A B 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（/7 ) 14 J05S-2236 0.25056 0.23132 ~ τ~ 2 collapse collapse ΛΟ 113Ί-Ι228 0.29300 υ.28092 3 3 collApee collnpue 了 1097-2285 0.^3774 OAU3S2 Λ Ί collnpsc coliApee 8 1098-2285 O.1GO08 OA3807 .5 5 C〇IIa})5C colin|>5c Λ7 1 13冬 U52 0.Ί9230 OM'yOijl G G collnp.nc collnpsc Π 1003-2200 0.78726 0.68370 7 7 collnpsc collapse 21 1002-2200 0.80248 0.G90M 8 8 collnpsc collnpsc .15 1037-2221 1.0'丨 826 0.87926 9 1ϋ collapse collapse 16 1039-2221 Ι.0725Ί 0.87G12 10 9 collapse collapse 20 2351-1 159 1.08854 0.932-IG 1J 13 collapse collapse 10 2343-1Η1 U90^2 0.92532 ]2 12 collnpec coUnpsc 11 23*13-1 Η2 1.227ΛΛ 0.91G72 13 ， 1 1 collapse coiiapse 19 2351-Π58 1.22846 0.9646G Η Η collapee collapee 9 234^-ΙΗΟ 1.33370 0.97380 15 15 collapse collapse 17 1037-2220 1.-Ϊ9622 1.18056 16 16 0.75010 0.75608 7 2 IS 1039-2220 1.^542^ 1.19898 17 17 0.683Ή 0.69678 1 1 25 565-940 1.62506 1.226Ί2 18 18 0.83781 0.β32Π 4 3 48 1098-1062 2.17812 1.67198 19 20 0.85298 0.85&79 8 8 27 501-935 2.24880 1.72326' 20 22 0.85027 0.85759 6 -6 2Λ 1080-2269 2.25406 1.59172 21 19 0.83Ί98 0.8^056 3 4 28 562-935 2.28S32 1.69526 22 21 0.85286 0.85971 7 7 23 1079-2269 2.32812 1.86166 23 0.8Ί139 0.8Ί647 5 5 16 1097-10G2 2.39608 1.7C971 7Λ 23 Ο.Θ722Ί 0.87810 9 9 Ή 10(32-1152 2.48758 1.818G6 25 7Λ 0.88720 0.892G1 10 10 47 1097-1141 2.55962 1.85682 26 27 0.890ΊΙ 0.00221 32 33 Ί5 Π09-Π52 2.58874 1.802 小 1 27 25 0.89343 0.89S76 η 11 ϋ Normal 2.61190 - 1.8(J932 U.89-I28l 0.90009 32 1 51G-532 2.G0950 i.87350 0.89379 0.899Ί1 13 16 2 516-533 2.609G4 \.ΒΌ02Λ 0.89378 0,89950 17 17 3 5IG-5G3 2.G1 106 1.87308 0.89Ή9 0.89987 23 7Λ Λ 516-5^ 2.60986 Ϊ.90-118 0.89422 0.89997 21 27 5 51G-587 2.60924 1.939ΊΟ 0.Θ9370 0.89972 15 27 G 516-588 2.60914 1.88552 0.89371 0.89936 16 15 12 234^-2Μ4 2.61180 1.87633 0.89Ί29 0.89991 23 25 13 105*1-2236 2.61 180 1.876&8 0.89Ί29 0.89991 23 25 2G 5GG-940 2.61180 1.89376 0.89Ί31 0.9000Ί 24 29 29 1108-2309 2.60858 I.S8954 0.89382 0.89952 19 18 30 1109-2309 2.60708 I.86I-H 0.89ΊΗ 0.899G1 20 20 31 1110-2309 2.60742 1.89766 0.89378 0,89956 17 19 32 ΙΠ 1-2309 2.60670 1.56562 0.89472 0.89975 2ί 23 33 502-556 2.60891 1.89062 0.89Ί54 0.89993 31 2G 3-1 503-556 2.G09H 1.8964*1 0.89Ί53 0.89997 30 71 35 532-556 2.60776 1.88888 0.89357 0.89924 Μ Η 36 533-556 2.60780 1.&Ί70Θ 2G 0.8935G 0.89897 13 \7 37 556-Ί088 2.6Π90 1.89932 0.89128 0.90009 22 32 38 556-4039 2.61032 1.90201 0.89^157 0.90000 31 41 Ι228-2Ί93 2.59554 1.80326 0.893Ί7 0.8990Ί 12 13 13 Π3-Ϊ-2322 2.61 172 1.8880Ί 0.89*131 0.90005 25 30 Ί9 109&-1 Η0 7.59818 1.874Ί6 0.89719 0.90287 33 3^1 50 I00J-JJ10 2.61 HO 1.87826 0.89Ί34 0.89997 77 27 51 1003-118Ί 2.6U908 1.89776 0.8ΪΗ37 0,90005 2S 30 52 1007-1158 2.6077Ί 1.ββ030 0.89111 ο.ουυοο 29 28 53 i002-1185 2.60038 1.85873 0.89433 0,89967 26 21 表3 :負載邊際量測，電壓預測，及其與從正確方法及前瞻 诠分級所得到的比較結果，其以1069疆流排電.力系統上的 負載邊際及電壓量加以表示。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ,餐 、訂------'^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 206502 A7 ΒΊ 五、發明説明（，/ ) 1169匯流排系統 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製

In «In I nn m ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 r I *m Bmi ml —^^1» m· 一 , ^ 、\έ (請先閱讀背面之注意事哆再填寫本頁) 在此系統中有624個負載。由於空間限制，只呈現在27 個匯流排上，一數値模擬，檢査實及電抗電力變動。在表3 中，顯示電壓崩潰的指數及對不同偶發事件估計的前瞻性 電壓。基於本發明的方法而得到的這些偶發事件之順序及 從CPFLOW所得到的結果亦顯示在表上。從表3中可觀察 到，兩種方法所得到的偶發事件分級結果相似。雖然在正 確邊際正常形式及估計的邊際imax之間的誤差並不令人滿 意，與此取樣系統中的39匯流排系統相比較，對於執行狀 態的偶發事件分級結果仍然準確，此係因在系統中的大量 負載的狀態下，常碰到此種情況。實際上，表3示兩種方法 的分級結果，其係基於電壓崩潰邊際，當正常形式小於 1.29437時，兩者幾乎相同。因爲電壓崩潰的邊際非常接近 在基礎例子中的邊際，對偶發事件例的分級（其正常形式 大於1.29437 )在安全分析上並不重要。而且顯然對於邊際 例子中兩方法的分級結果幾乎相同。在對於此取樣系統的 數値模擬中，只有最大電壓降之負載匯流排處λ-V曲線 用於估計正常形式，且計算前瞻性電壓。在此模擬中各負 載匯流排的電壓角度Θ極小，且λ — Θ曲線中得到足夠資 訊以改進估計正常形式的準確度，所以誤差相當大。由一 只從λ — V曲線計算Imax，其爲一保守的不足估計，在電 壓崩潰的例子中，比之實際導致電壓崩潰的情況，可診斷 更多的偶發事件狀態。但是，對於額外偶發事件之計劃校 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X2X公羞) ' A7 B7 五、發明説明（β) 正動作只可證明電力系統的安全性。無論如何，偶發事件 之準確相關分級爲最重要事項。本發明所提出方法的性能 深具提振作用。 結論 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 I I I 辦衣I I I I. 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 給定現在的電流操作狀況（從狀態估計器及拓撲分析 儀中得到）’則可使用在各匯流排近期（如在25分鐘之 後）的負載需求（可從預測數據或短期負載預測得到）及 產生分派（如基於經濟考量的分派），負載邊際量測或索 引（MW及/或MVAR)而使系統穩定，以容忍負載預測及 生產變動。已提出一方法以預測近期系統電壓分佈。然 後，所提出的前瞻性量測及提出分佈方法到偶發事件選 擇，以用於近期電力系統，其以崩潰之負載邊際及匯流排 電壓量表示。所提出的前瞻性量測，及所提出的電壓預測 方法，由加入前瞻性功能，而增加現行偶發事件選擇功 能。當系統之操作靠近穩定極限或者負載生產變動高時， 則前瞻性功能相當有用。可在多個電力系統中，計算測試 結果，其中包含有偶發事件匯流排電力系統。所提出的負 載邊際量測或索引係基於電力流解及馬鞍節點分歧點的一 般形式。所提出的電壓預測方法係基於電力流技術及馬鞍 節點分歧點的特性方程式。 ____ΖΛ- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（〆） 參考文獻 [1] Y. Chen and A. Bose, MAn Adaptive pre-filter for the voltage contingency selection function",IEEE Trans. on Power System,第 5卷，1990年 11 月，1478-1656頁.

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Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種在電力產生系統中防止電壓崩潰的動態方法， 包含下列步驟： a) 相對於電力產生系統中的時間量測負載需求，該系 統含電力產生柵； b) 計算性能指數，其直接與步驟（a)中得到的負載需求 相關； c) 使用性能指數辯識電力產生系統中的微弱區域； d) 在崩潰將發生之前，決定該微弱區域的安全邊際， e) 在電力產生系統中的電力產生栅中被辨識爲微弱的 區域依據該安全邊際釋出電力，以防止電力產生系統中的 電壓崩潰。 2. —種在電力產生系統中防止電壓崩潰的動態方法， 包含下列步驟： a) 相對於電力產生系統中的時間量測負載需求，該系 統含電力產生栅； b) 計算性能指數，其直接與步驟(a)中得到的負載需求 相關； c) 使用性能指數辨識電力產生系統中的微弱區域； d) 在崩潰將發生之前，決定存在該微弱區域的安全邊 際、 e) 在電力產生系統中的電力產生柵中被辨識爲微弱的 區域依據該安全邊際加入額外的功率產生容量，以防止電 力產生系統中的電壓崩潰 3. 如申請專利範圍第1項之在電力產生系統中防止電壓 --------參------'玎------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇Χ297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印褽 296502 六、申請專利範圍 崩潰的動態方法，其中在該電力產生系統的柵中多個匯流 排之至少兩匯流排中同時改變電抗電力。 4. 如申請專利範圍第2項之在電力產生系統中防止電壓 崩潰的動態方法，其中在該電力產生系統的柵中多個匯流 排之至少兩匯流排中同時改變電抗電力。 5. 如申請專利範圍第1項之在電力產生系統中防止電壓 崩潰的動態方法，更包含下列步驟： f)對該電力產生系統產生電壓分佈，以適當地維持該 電力產生系統。 6. 如申請專利範圍第2項之在電力產生系統中防止電壓 崩潰的動態方法，更包含下列步驟： f)對該電力產生系統產生電壓分佈，以適當地維持該 電力產生系統。 7. —種在電力產生系統中防止電壓崩潰的動態方法， 包含下列步驟： a) 產生一前瞻性負載邊際分級； b) 產生一前瞻性電壓分級； c) 結合該前瞻性負載邊際分級及該前瞻性電壓分級， 以對電力產生系統提供一能量管理計畫，其中在該電力產 生系統中將防止電壓崩潰。 8. —種在功率產生系統中防止電壓崩潰的動態方法， 包含下列步驟： a)使用馬鞍節點理論，對含電力生產栅的功率產生系 統預測近期電力流； n I i n u ml . 士之 Kn { m 、ve (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 b) 從步驟（a)中的預測，決定負載邊際値指數，其提瑪 負載需求評價，該需求爲在馬鞍節點電壓崩潰之前該產生 系統所可容忍者；及 c) 基於步驟（b)中的負載需求評價，由防止該功率產生 系統的電壓崩潰，而維持該功率產生系統的電力產生容 量。 9. 如申請專利範圍第8項之在電力產生系統中防止電壓 崩潰的動態方法，其中步驟(c)更包含下列步驟： 幻對該功率產生系統的一栅加入電力產生容量。 10. 如申請專利範圍第8項之在電力產生系統中防止電 壓崩潰的動態方法，其中步驟(c)更包含下列步驟： d) 對該功率產生系統的一柵的一部份釋出負載。 11. 如申請專利範圍第8項之在電力產生系統中防止電 壓崩潰的動態方法，更包含下列步驟： d)將在步驟(b)中得到的負載邊際指數加入，以負載該 功率產生系統的系統電壓分佈，該電壓分佈可用於維持該 功率產生系統的電力產生容量。· m —^ϋ mF ^^^^1 ml· n {^1 · nm 1^1^1 —^n—* -¾ 、-° (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐）