JP2908006B2 - 発電機の無効電力制御方法 - Google Patents
発電機の無効電力制御方法Info
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- JP2908006B2 JP2908006B2 JP2323274A JP32327490A JP2908006B2 JP 2908006 B2 JP2908006 B2 JP 2908006B2 JP 2323274 A JP2323274 A JP 2323274A JP 32327490 A JP32327490 A JP 32327490A JP 2908006 B2 JP2908006 B2 JP 2908006B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、発電機の無効電力制御方法に関する。
（従来の技術） 近年、電力系統の安定運用問題の早期解決が必要にな
ってきている。この電力系統の安定性を向上させるため
の施策として具体的にいくつかの支援システムが考案さ
れているが、電力系統から集められたデータに全処理と
して電力潮流計算を施して系統状態を求めた上で、計
画，監視及び制御を行なうことになる。
ってきている。この電力系統の安定性を向上させるため
の施策として具体的にいくつかの支援システムが考案さ
れているが、電力系統から集められたデータに全処理と
して電力潮流計算を施して系統状態を求めた上で、計
画，監視及び制御を行なうことになる。
この電力潮流計算を実行した際、出力結果が現実の系
統設備の持つ定格値からあまりにもかけ離れていては、
系統運用の支援に役立たせることはできない。特に最近
は、電圧の安定化を目的として無効電力の制御に関心が
集まっている。そこで、電力潮流計算においても発電機
の無効電力特性を適切に把握する必要がある。発電機の
無効電力特性は論理上第５図に示すように、複雑な領域
を示している。この領域を用いて有効電力に対する発電
機の無効電力の上限値，下限値を求めることは、無理関
数を用いるため計算上かなりの負担になり、オンライン
での使用に耐えられない。
統設備の持つ定格値からあまりにもかけ離れていては、
系統運用の支援に役立たせることはできない。特に最近
は、電圧の安定化を目的として無効電力の制御に関心が
集まっている。そこで、電力潮流計算においても発電機
の無効電力特性を適切に把握する必要がある。発電機の
無効電力特性は論理上第５図に示すように、複雑な領域
を示している。この領域を用いて有効電力に対する発電
機の無効電力の上限値，下限値を求めることは、無理関
数を用いるため計算上かなりの負担になり、オンライン
での使用に耐えられない。
従来は、電力潮流計算で無効電力特性を考慮すると
き、発電機の無効電力の上限値及び下限値には一定値を
用いていた。第６図を用いてこれを説明する。
き、発電機の無効電力の上限値及び下限値には一定値を
用いていた。第６図を用いてこれを説明する。
先ず、第７図に示す発電機の無効電力の最大値と最小
値を設定し（ステップ11）、初期値に基づいて電力バラ
ンス方程式のミスマッチを計算し（ステップ12）、ミス
マッチの無効電力成分がある程度落ち着いてきたら（ス
テップ13,14）、先に設定した無効電力の上限値と下限
値が示す範囲を越えている発電機を見つけだし、計算に
おいてはその発電機の無効電力を、越えようとした上限
値あるいは下限値に固定し、以後その発電機の接続モー
ドの有効電力と無効電力も固定し（ステップ15）、電力
ミスマッチは収束していなかったものとして（ステップ
16）、次のステップに進む。電力ミスマッチが収束して
いないならば（ステップ17）、アドミッタンス行列（Ｙ
行列）おLU分解し（ステップ18）、求めたLU分解を用い
てベクトルと見立てて電力ミスマッチに対して前進代
入，後退代入を施して近づく方向を求め、計算値を修正
する。ここからステップ12ヘ戻って以上の処理を繰り返
す。
値を設定し（ステップ11）、初期値に基づいて電力バラ
ンス方程式のミスマッチを計算し（ステップ12）、ミス
マッチの無効電力成分がある程度落ち着いてきたら（ス
テップ13,14）、先に設定した無効電力の上限値と下限
値が示す範囲を越えている発電機を見つけだし、計算に
おいてはその発電機の無効電力を、越えようとした上限
値あるいは下限値に固定し、以後その発電機の接続モー
ドの有効電力と無効電力も固定し（ステップ15）、電力
ミスマッチは収束していなかったものとして（ステップ
16）、次のステップに進む。電力ミスマッチが収束して
いないならば（ステップ17）、アドミッタンス行列（Ｙ
行列）おLU分解し（ステップ18）、求めたLU分解を用い
てベクトルと見立てて電力ミスマッチに対して前進代
入，後退代入を施して近づく方向を求め、計算値を修正
する。ここからステップ12ヘ戻って以上の処理を繰り返
す。
（発明が解決しようとする課題） 電力需要が高い状態においては、発電機が高負荷にな
るため、その時の有効電力に対応する無効電力特性上の
上限値と下限値の絶対値は、無視できないくらいに減少
する。したがって上限値と下限値を一定値として扱う発
電機無効電力制御機能付の電力潮流計算の解を用いて系
統状態を知ることはできない。
るため、その時の有効電力に対応する無効電力特性上の
上限値と下限値の絶対値は、無視できないくらいに減少
する。したがって上限値と下限値を一定値として扱う発
電機無効電力制御機能付の電力潮流計算の解を用いて系
統状態を知ることはできない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、計算
結果が示す運転数値が実際に運用可能であるものであっ
て、オンラインでの使用に耐えられるスピードで処理で
きる発電機の無効電力制御方法を提供することを目的と
している。
結果が示す運転数値が実際に運用可能であるものであっ
て、オンラインでの使用に耐えられるスピードで処理で
きる発電機の無効電力制御方法を提供することを目的と
している。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明における発電機の無
効電力制御方法の概略フローは、第１図のようになる。
本発明は発電機の無効電力特性を考慮した発電機の無効
電力制御方法において、電力系統内の発電機の無効電力
制限曲線を部分的に直線あるいは多項式のグラフによっ
て略多角形で近似すると共に、その近似領域を特徴づけ
る数値のテーブルを記憶領域に格納し、かつ前記略多角
形での近似領域が論理上の領域の内側になるように設定
し、この近似した発電機無効電力制限曲線をもとに現在
の有効電力に対応する無効電力の越えてはならない上限
値と下限値の近似値を求めると共に、発電機の無効電力
がここで求めた上限値と下限値の前記近似値を逸脱した
とき、発電機の無効電力を前記上限値と下限値に固定
し、その範囲内で運転させるように発電機の無効電力を
制御するようにした。
効電力制御方法の概略フローは、第１図のようになる。
本発明は発電機の無効電力特性を考慮した発電機の無効
電力制御方法において、電力系統内の発電機の無効電力
制限曲線を部分的に直線あるいは多項式のグラフによっ
て略多角形で近似すると共に、その近似領域を特徴づけ
る数値のテーブルを記憶領域に格納し、かつ前記略多角
形での近似領域が論理上の領域の内側になるように設定
し、この近似した発電機無効電力制限曲線をもとに現在
の有効電力に対応する無効電力の越えてはならない上限
値と下限値の近似値を求めると共に、発電機の無効電力
がここで求めた上限値と下限値の前記近似値を逸脱した
とき、発電機の無効電力を前記上限値と下限値に固定
し、その範囲内で運転させるように発電機の無効電力を
制御するようにした。
（作 用） 第１図のステップ１において、論理上第５図のように
なる各発電機の無効電力特性を多角形あるいは、多項式
のグラフで近似し、その近似領域を特徴付ける数値のテ
ーブルを記憶領域に格納する。その際、近似領域が第５
図に示す論理上の領域の内側になるようにする。ステッ
プ４において、ステップ１で格納した数値を用いて、現
在の有効電力に対応する無効電力の越えてはならない上
限値と下限値の近似値を計算する。ステップ６において
は、前ステップまでの計算で発電機の無効電力が上限値
を上回るかあるいは下限値を下回った場合、その発電機
の無効電力を越えようとした上限値あるいは下限値に固
定し、以降の計算ステップでその発電機の接続ノードで
は発電機の出力電力を既知数として計算する。
なる各発電機の無効電力特性を多角形あるいは、多項式
のグラフで近似し、その近似領域を特徴付ける数値のテ
ーブルを記憶領域に格納する。その際、近似領域が第５
図に示す論理上の領域の内側になるようにする。ステッ
プ４において、ステップ１で格納した数値を用いて、現
在の有効電力に対応する無効電力の越えてはならない上
限値と下限値の近似値を計算する。ステップ６において
は、前ステップまでの計算で発電機の無効電力が上限値
を上回るかあるいは下限値を下回った場合、その発電機
の無効電力を越えようとした上限値あるいは下限値に固
定し、以降の計算ステップでその発電機の接続ノードで
は発電機の出力電力を既知数として計算する。
（実施例） 第１図を用いて実施例の構成を説明する。ステップ１
では、各発電機の無効電力特性を、第２図に示す多角形
で近似し、その近似領域を特徴付ける数値のテーブルを
記憶領域に格納する。ステップ２では、電力系統の各ノ
ードにおける電力バランスのミスマッチを計算する。ス
テップ３では、スラックノードにおける有効電力ミスマ
ッチがある闘値を越えた場合、スラックノードの有効電
力ミスマッチを発電中の各発電機に再配分する。ステッ
プ４では、ステップ１において格納した数値を用いて、
現在の有効電力に対応する無効電力の上限値と下限値を
計算する。ステップ５では、前ステップまでの計算で発
電機の無効電力が上限値と下限値の範囲内にあるかを判
定する。ステップ６では、以降の計算で発電機の接続ノ
ードでは発電機の出力電力を既知数として計算するよう
にする。ステップ７では、ノードの電力ミスマッチを強
制的に非収束とする。ステップ８では、ノードの電力ミ
スマッチが収束したかどうかを判定する。ステップ９で
は、アドミッタンス行列（Ｙ行列）をLU分解する。ステ
ップ10では、Ｌ行列とＵ行列を用いて、前進代入と後退
代入を行なうことで電圧ミスマッチを計算し、電圧ミス
マッチを加算することで電圧値を更新する。
では、各発電機の無効電力特性を、第２図に示す多角形
で近似し、その近似領域を特徴付ける数値のテーブルを
記憶領域に格納する。ステップ２では、電力系統の各ノ
ードにおける電力バランスのミスマッチを計算する。ス
テップ３では、スラックノードにおける有効電力ミスマ
ッチがある闘値を越えた場合、スラックノードの有効電
力ミスマッチを発電中の各発電機に再配分する。ステッ
プ４では、ステップ１において格納した数値を用いて、
現在の有効電力に対応する無効電力の上限値と下限値を
計算する。ステップ５では、前ステップまでの計算で発
電機の無効電力が上限値と下限値の範囲内にあるかを判
定する。ステップ６では、以降の計算で発電機の接続ノ
ードでは発電機の出力電力を既知数として計算するよう
にする。ステップ７では、ノードの電力ミスマッチを強
制的に非収束とする。ステップ８では、ノードの電力ミ
スマッチが収束したかどうかを判定する。ステップ９で
は、アドミッタンス行列（Ｙ行列）をLU分解する。ステ
ップ10では、Ｌ行列とＵ行列を用いて、前進代入と後退
代入を行なうことで電圧ミスマッチを計算し、電圧ミス
マッチを加算することで電圧値を更新する。
次に作用について説明する。
ステップ１では無効電力特性を近似入力する。第２図
に示すように発電機の無効電力特性領域は数値Qmax,Q
min,Pmax,Pb,Qbで表す５点の座標によって表現すること
ができる。第２図と第５図を対比すると、Qmaxはｆに、
Qminはｉに、Pmaxはｃに、（Pb,Qb）はｂに対応する。
ステップ２では、電力系統の各ノードにおける電力バラ
ンスのミスマッチを計算する。ステップ４では、前ステ
ップまでの発電機の有効電力ｐに対応する無効電力の上
限値qmaxと下限値qminを第３図に示すようにステップ１
で定めたグラフから求める。ステップ５及びステップ６
の処理により、以降ステップ７からステップ10まで発電
機の無効電力出力は特性領域内の値になる。したがっ
て、ステップ８で解が収束したと判定されて得られた計
算結果において、発電機の無効電力出力は特性領域内で
運転されている状態になる。
に示すように発電機の無効電力特性領域は数値Qmax,Q
min,Pmax,Pb,Qbで表す５点の座標によって表現すること
ができる。第２図と第５図を対比すると、Qmaxはｆに、
Qminはｉに、Pmaxはｃに、（Pb,Qb）はｂに対応する。
ステップ２では、電力系統の各ノードにおける電力バラ
ンスのミスマッチを計算する。ステップ４では、前ステ
ップまでの発電機の有効電力ｐに対応する無効電力の上
限値qmaxと下限値qminを第３図に示すようにステップ１
で定めたグラフから求める。ステップ５及びステップ６
の処理により、以降ステップ７からステップ10まで発電
機の無効電力出力は特性領域内の値になる。したがっ
て、ステップ８で解が収束したと判定されて得られた計
算結果において、発電機の無効電力出力は特性領域内で
運転されている状態になる。
本実施例によれば無効電力制御に用いる近似特性領域
が論理上の特性領域の内側に存在するので、電力潮流方
程式の解は現実に運用可能なものとなる。また、発電機
無効電力から無効電力の上限値と下限値への対応関係が
高々１次関数であるために、短時間で無効電力制御処理
が可能である。
が論理上の特性領域の内側に存在するので、電力潮流方
程式の解は現実に運用可能なものとなる。また、発電機
無効電力から無効電力の上限値と下限値への対応関係が
高々１次関数であるために、短時間で無効電力制御処理
が可能である。
第４図は無効電力特性の近似についての他の実施例で
あり、本実施例では特性領域を放物線で近似したもので
ある。各境界線の方程式が発電機の有効電力から無効電
力の上限値と下限値への対応関係を与える。この場合、
対応関係は高々２次の関数になる。各境界線の方程式の
具体的な形について、放物線１は、第５図での弧fbに対
応し、点ｂの座標を（bx,by）とすると、その方程式
は、 放物線２は、第５図でのbcに対応し、その方程式は、 放物線３は、第５図でのcdに対応し、その方程式は、 直線４は、第５図での直線diをそのまま用いたものであ
る。
あり、本実施例では特性領域を放物線で近似したもので
ある。各境界線の方程式が発電機の有効電力から無効電
力の上限値と下限値への対応関係を与える。この場合、
対応関係は高々２次の関数になる。各境界線の方程式の
具体的な形について、放物線１は、第５図での弧fbに対
応し、点ｂの座標を（bx,by）とすると、その方程式
は、 放物線２は、第５図でのbcに対応し、その方程式は、 放物線３は、第５図でのcdに対応し、その方程式は、 直線４は、第５図での直線diをそのまま用いたものであ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば無効電力制御に
用いる近似特性領域が論理上の特性領域の内側に存在す
るので、電力潮流方程式の解は現実に運用可能なものと
なる。また、発電機有効電力から無効電力の上限値と下
限値への対応関係は簡単な関数を使用するため、短時間
で無効電力制御処理が可能である。したがって、本発明
による発電機無効電力制御機能を有する電力潮流計算
は、実用性とオンラインの使用に耐えるものになる。
用いる近似特性領域が論理上の特性領域の内側に存在す
るので、電力潮流方程式の解は現実に運用可能なものと
なる。また、発電機有効電力から無効電力の上限値と下
限値への対応関係は簡単な関数を使用するため、短時間
で無効電力制御処理が可能である。したがって、本発明
による発電機無効電力制御機能を有する電力潮流計算
は、実用性とオンラインの使用に耐えるものになる。
第１図は本発明による電力潮流計算方式を説明する一実
施例のフロー図、第２図は本発明の発電機無効電力特性
を線形近似した領域図、第３図は特性の近似として第２
図を用いる場合発電機の有効電力と無効電力の上限値と
下限値の対応関係を示す図、第４図は発電機無効電力特
性を２次近似した領域図、第５図は論理上の発電機無効
電力特性を示す図、第６図は従来の発電機無効電力制御
機能を有する電力潮流計算のアルゴリズムを示す概略フ
ロー図、第７図は発電機の無効電力の最大値と最小値を
示す図である。
施例のフロー図、第２図は本発明の発電機無効電力特性
を線形近似した領域図、第３図は特性の近似として第２
図を用いる場合発電機の有効電力と無効電力の上限値と
下限値の対応関係を示す図、第４図は発電機無効電力特
性を２次近似した領域図、第５図は論理上の発電機無効
電力特性を示す図、第６図は従来の発電機無効電力制御
機能を有する電力潮流計算のアルゴリズムを示す概略フ
ロー図、第７図は発電機の無効電力の最大値と最小値を
示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】発電機の無効電力特性を考慮した発電機の
無効電力制御方法において、電力系統内の発電機の無効
電力制限曲線を部分的に直線あるいは多項式のグラフに
よって略多角形で近似すると共に、その近似領域を特徴
づける数値のテーブルを記憶領域に格納し、かつ前記略
多角形での近似領域が論理上の領域の内側になるように
設定し、この近似した発電機無効電力制限曲線をもとに
現在の有効電力に対応する無効電力の越えてはならない
上限値と下限値の近似値を求めると共に、発電機の無効
電力がここで求めた上限値と下限値の前記近似値を逸脱
したとき、発電機の無効電力を前記上限値と下限値に固
定し、その範囲内で運転させるように発電機の無効電力
を制御することを特徴とする発電機の無効電力制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323274A JP2908006B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 発電機の無効電力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323274A JP2908006B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 発電機の無効電力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04197037A JPH04197037A (ja) | 1992-07-16 |
| JP2908006B2 true JP2908006B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=18152962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323274A Expired - Lifetime JP2908006B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 発電機の無効電力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2908006B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2323274A patent/JP2908006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04197037A (ja) | 1992-07-16 |
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