JPH01103199A - 電力系統安定化装置 - Google Patents

電力系統安定化装置

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JPH01103199A
JPH01103199A JP62258624A JP25862487A JPH01103199A JP H01103199 A JPH01103199 A JP H01103199A JP 62258624 A JP62258624 A JP 62258624A JP 25862487 A JP25862487 A JP 25862487A JP H01103199 A JPH01103199 A JP H01103199A
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JP
Japan
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period
phase
pss
power
lag
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Pending
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JP62258624A
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English (en)
Inventor
Seiichi Tanaka
誠一 田中
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、同期発9!を機のvJ磁装置に用いる電力
系統安定化波@(pss)に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は例えば特公昭58−44204号公報に示され
た従来のPSSを組み込んだ一般的な励磁系の構成図で
ある◎ 図において(1)は発電機端子電圧の基準値からの偏差
の入力端子、(2)はP S S 、 +31はP S
 S (21の入力端子、(4)はダンピング回路、(
51は入力端子(1)からの偏差とP S S +21
の出力との和からダンピング回路(4)の出力を差引く
加算回路、(6)はこの加算回路(5)の出力で励磁装
置(7)を制御するレギュレータ。
(7)はこのレギュレータ(6)で制御され1発@機(
図示せず)の界磁電圧を供給する励磁装置である。
(8a)はP S S +21の入力信号(3)に対す
る応動範囲を定めるためのフィルター回路であって、通
常TR51 □□の形の伝達関数特性を有す 1 + TRS  1 + THS る。(2b〕はレギュレータ(6)、励磁装置(7)お
よび発電機等の時間遅れを補正する部分で0通常ってい
る。(2C)はP S S 121の出力信号が第4図
に示した励磁系全体から考えて適当な信号レベルとなる
ように制限するリミッタである。
P S S 121の入力信号としては0通常1発電機
回転子の回転数偏差1発電機端子電圧の周波数偏差。
発電機の出力偏差等が用いられる。
次に動作について説明する。発電機端子電圧が基準値か
らずれると入力端子(11に偏差信号が加わり、この偏
差信号がレギュレータ(6)により増幅され励磁装置(
7)に入力される。励磁装置(7)ではさらに増幅され
0発電機の界磁へ供給され1発電機端子電圧の基準値か
らの偏差を零に戻すように制御される。ダンピング回路
(7)は9以上の電圧制御を安定にするためのものであ
る。
以上は、いわゆる一般的な自動電圧調整装置(以下Av
ILと呼する)の機能でるるが、この励磁系の加算回路
(5)に補助信号(例えば発電機回転子の回転数偏差な
ど)を適正に増幅・補正して加えることにより、電力系
統の安定度を向上するための制御装置がP S S 1
2+である。
今、@’rJi磯回転子の回転数を入υとするPSSを
考える。検出された回転数偏差がPSSの入力端子(3
1に加えられる。この信号はフィルター(2m)で直流
分と尚周波がカットされ、補正回路(2b)に加えられ
、迩正に増幅・位相補正がなされる。この信号はリミッ
タ(2C)で励磁系として適正な信号レベル以上に制限
され、加算回路(5(に加えられ1発ti1礪回転子の
動揺を抑制するように励磁装置(7)の出力電圧が朋[
御ぜれる。
次に、PSSの原理について説明する。、第5図は例え
ば峨気協同研究第84巻第5号に示された一機無限大系
の発′tPt機の動揺を線形近似化したブロック線図で
ある。1図中、Klは界磁鎖交磁束一定の発!磯よ0発
生する同期化トルク糸数、に1  はAVRにより発生
する同期化トルク糸fl * K1  はPSSICよ
り発生する同期化トルク糸数、Dは界磁鎖交磁束一定の
発電機より発生する制動トルク系数・D′はA V L
Lにより発生ずる!ttlJ動トルク系数。
〃 DはPSSにより発生する制動トルク系数を示す。
一般に力率が1.0に似い所で位相角θが大きくなる場
a、Dは負の値をとりやすい。特に高速応。
高ゲインのA V Rでは場8・によりてはD + L
)が負VCなり、制動7Jの不足から定態安定ptが保
てなくなることがある。この場合、 P S Sを付加
することにより制動7:lDIを発生し、安定化を図る
第6図は、これらの様相を示した説明図である。
PSSは高速応・高ゲインのAvRにエリ発生する負の
制動力りを打消すよりに逆向きの制動7JDlを発生し
て制動力を改善する。しかし、PSSは〃 同期化力の改善の目的としておらず、1(1は非常に小
さいか、場合によってはやや負の値を生ずることもめる
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の1’ S Sは以上の様に構成されているので、
上記従来技暫の説明の様な一機無限大系(もしくはそれ
に準じる系統ンにおいCは、電力動揺モードが1つのみ
しか存在しないため、 1) S Sの位相補正を、そ
の1つの成り動揺モードに対してのみ適切に行なえばよ
い。ところが実際の電力系統は、−機無限大系に模擬す
ることが困難な場合が多く。
例えば二機S限大系に模擬出来る電力系統では。
2つの電力動揺モードが存在することとなる。第7図に
2つのモードが存在する電力動揺の波形を示す。この2
つの電力動揺モード、第1の電力動揺モードと第2の電
力動揺モードにおけるPSSの最適な位相補正値、つま
り、前記の進み遅れ回路の定数は必ずしも同一とはなら
ず1通常異なった最適位相補正値をもっている。
従って例えば第1の電力動揺モードに対し最適になる様
1位相補正をすれば、第2の電力動揺モードに対し位相
がずれ、十分なPSSの効果が得られず、また発生する
電力動揺に含まれる@1の電力動揺モード成分と第2の
電力動揺モード成分とは、電力系統における外乱(事故
)によってその含有率が変わってくるため、どの様な外
乱(事故)に対しても最適な位相補正が出来るとは限ら
ず十分なPSSの効果が得られない等の問題点があった
この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
ものセ、2つ以上の電力動揺モードにぺしても、最適な
位相補正が出来るとともに、特にlF力糸系統外乱(事
故)の相様によって異なる電力動揺モードの含有率が異
なる場aにも自動的に最適な位相補正をすることにより
、十分な効果が得やすいPSSを得ることを目的とする
〔間聰点を解決するための手段〕
この発明に係るPSSは、各電力動揺モードの周期を検
出する検出器と、この検出器の出力に応じてPSSの位
相進み遅れ回路の定数を変えるための、ファジー推論を
応用した位相進み遅れ補正回路を備え、各モードの電力
動揺の周期の変化に応じて、pssの位相進み遅れ回路
の定数を自動的にオンラインで変える様にしたものであ
る。
〔作 用〕
この発明におけるPSSは0位相進み遅れ補正回路によ
り4モードの電力動揺の周期が短かくなればPSSの位
相を進ませ、逆に周期が長くなればPSSの位相を遅ら
せるというルールをファジー推論器により、それぞれの
度合に応じて重みづけし、各ルールの出力を重ね合わせ
て最後に重心を取り、最終的に、pssの位相進み遅れ
回路の定数を変更し、pssの位相進み遅れ回路の定数
を最適な値にする。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、 t2nはP S S t21の入力にエ
リ。
第1の電力動揺モードの周期を検出するための周期検出
器1.@は上記周期検出器1と同様で、第2の電力動揺
モードの周期を検出するための周期検出器2.■は上記
周期検出器1(2υと周期検出器2t15の出力に応じ
て、pssの増巾・位相進み遅れ回路(2b)の位相進
み遅れ回路の定数を変更するための位相進み遅れ補正回
路である。第2図に。
この位相進み遅れ補正回路の内部図を示す。図において
、 (23m)は上記周期検出器1c2υの出υにより
、その周期の変化を検出する周期変化検出器1゜(23
b)は同様に、J:記周期検出器2@の出力により。
その周期の変化を検出する周期変化検出器2 、(23
C)は上記周期変化検出器1及び2 (23m)(23
bや出力に応じて、ファジー推論により、PSSの位相
進み遅れ回路の定数を補正するための信号を増巾・位相
進み遅れ回路(2b)に出力するためのファジー推論器
である。
次に動作について説明するが、その前にまずPSSの位
相と、電力動揺の周期との関連について、第6図を用い
て説明することとする。図において、pssにより発生
するトルクに1+D はD・Δω(?B11トルク)軸
の方向に向いているが。
このベクトルの位相が遅れると(位相が遅れるというこ
とはベクトルが時計方向に移動することなる)ベクトル
合成により、 Kl+に、 +に、  成分は大きくな
り、逆にpssの位相が進むとに、+に、+に1成分は
小さくなることがわかる。
一万、W17176jh揺の周期ωnは次式で決定され
る。
このうちω0 は一定0Mは発電機により一定でめるの
で1wi力動揺の周期ωnはKlの値により、変化する
と言える。従ってPSSの位相と、1乃動揺の周期との
関連は上記によりPSSの位相が遅れると周期は大きく
なり0位相が進むと周期は小さくなることがわかる。こ
れらは逆もまた成り立つ。
続いて動作について説明する。周期検出器1及び2 t
2Dのでは、実際のフカ波形から、それぞれ第1(7)
f[!幻動揺モード成分と、W42の電力動揺モード成
分を出力する。つまり、1Iv1期検出器IQ1)の出
力ωn1  は、第7囚に示す第1のwtカ動揺モード
の波形0周期検出器2122の出力ωn2 は、第7図
に示す第2の電力動揺モードの波形となる。これらの波
形は、高速フーリエ変換等を使うことにより1g易に得
ることが出来る。こnらは位相進み遅れ補正回路■の周
期変化検出器l及び2 (23a)(23fi)に入力
される。周期変化検出器1及び2(23a)(23b)
では、それぞれωn1.ωn2  が大さくなっていく
傾向にあれば正の値の出力を、小さくなっていく傾向に
あれば負の値の出力を、それらの欧に応じて、Δω’1
+Δωn2としてファジー推論器(23C)に出力する
。ファジー推論器(23C)では、Δωn1.Δωn2
により、PSSの位相を進ませるか、遅らせるかを決定
する。その−例を第3)図を用いて説明する。第31図
では、Δωn1が負の値、つまり1m1のモードの電力
動揺の周期が小さくなっている傾向にあることを示し、
Δωn2が正の値、つまり第2のモードの電力動揺の周
期が大きくなっている傾向にめることを示している。
これらはそのまま、pssの位相を補正すべく。
位相補正縫として扱つことが出来、この2つの位相補正
波の合成の値により、pssの増巾・位相進み遅れ回路
ωの定数を変えるものである。これらの理論として、フ
ァジー推論を応用していることは言9までも無い。
なお、上記実施例では9周期検出器l及び2cl!υ乃
及び周期変化検出器1及び2 (23a)(23b)と
いうふうに、第1.第2の電力動揺モードに対して検出
器を設けたが、第1.第2.第3と3棟類またはそれ以
上の電力動揺モードに対する検出器を設けてもよい。
また、PSSの増巾・位相進み遅れ回路■は1回路のも
のを示したが2回路以上設けてもよい。
また上記実施例ではアナログ装置で示したがデジタル装
置でもよく、J:記冥施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上の様に、この発明によれば、pssに周期検出器と
、ファジー推論を応用した位相進み遅れ補正回路を設け
たので、複数の1カ動揺モードに対し、最適に、しかも
オンラインに自動的に・PSSの位相進み遅れ回路を調
整することが出来。
このことにエリ、pssの十分な効果が得られ。
マタチューニングレスのPSSを得られる効果力ある。
【図面の簡単な説明】
第1■はこの発明の一実施例によるPSSを組み込んだ
励磁系の構成図、第2図はこの発明の一実施例による位
相進み遅れ補正回路の内部図、第3図はこの発明の一実
施例によるファジー推論器の動作例の説明図1m4@は
従来のPSSを組み込んだ一般的な励磁系の構成図、第
5図は一機無限大系の発電機の動揺を線形近似化したブ
ロックa[株]、第6図はPSSのトルク特性を説明す
るベクトル図9m7図は2つのモードが存在するWt7
]動揺の波形図である。 (21はpss 、@は周期検出器1. I22は周期
検出器2、のは位相進み補正回路、 (Z3a)は周期
変化検出器1 、 (23b)は同期変化検出器2 、
 (23C)はファジー推論器、■は増巾1位相進み遅
れ回路。 なお・因中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代 理 人   大  岩  増  雄第1図 1、J:各入n1N6子 1 : PI3 j:ηO算1コ隆 第2目 第3図 vc4図 第5図 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同期発電機の励磁量を、発電機出力、発電機回転
    数又は系統周波数等のいずれかを検出して、ゲイン及び
    位相補正回路を経てから、自動電圧調整装置を介して調
    整することにより電力系統を安定化する系統安定化装置
    (PowerSystemStabilizer以下P
    SSと呼する)において、電力動揺の周期を検出する複
    数の周期検出器と、検出された周期により、PSSの位
    相を補正する位相進み遅れ補正回路とを備え、周期の変
    化により、PSSの位相を補正する様にしたことを特徴
    とする電力系統安定化装置。
  2. (2)上記位相進み遅れ補正回路に、フアジー推論を応
    用したフアジー推論器を備えたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の電力系統安定化装置。
JP62258624A 1987-10-13 1987-10-13 電力系統安定化装置 Pending JPH01103199A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01129800A (ja) * 1987-11-12 1989-05-23 Hitachi Ltd 同期機の励磁制御装置
JP2001054237A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Hitachi Ltd 系統安定化制御パラメータ決定装置および方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01129800A (ja) * 1987-11-12 1989-05-23 Hitachi Ltd 同期機の励磁制御装置
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