JPH02197217A - 系統安定化装置 - Google Patents

系統安定化装置

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JPH02197217A
JPH02197217A JP1016969A JP1696989A JPH02197217A JP H02197217 A JPH02197217 A JP H02197217A JP 1016969 A JP1016969 A JP 1016969A JP 1696989 A JP1696989 A JP 1696989A JP H02197217 A JPH02197217 A JP H02197217A
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JP
Japan
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load
voltage
active power
drop
amount
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Pending
Application number
JP1016969A
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English (en)
Inventor
Shogo Nishida
西田 正吾
Tadahiro Aida
合田 忠弘
Hideji Oshida
秀治 押田
Shigefumi Maruyama
丸山 重文
Takayuki Matsuda
高幸 松田
Hitoshi Otsuka
大塚 均
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
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】
本発明は、発電所と負荷を連系したローカル系統が、ル
ート断事故等によって主系統から分離されたとき、事故
又は発電量不足に起因する電圧低下によって脱落する負
荷量を推定し、これにより更に精度の高い需給バランス
制御を可能とした系統安定化装置に関するものである。
【従来の技術】
従来、この種の系統安定化装置の代表的なものとして、
周波数低下リレーUFRがあった。これは、分離された
ローカル系統内の需給アンバランスによって生じた周波
数低下を検出し、その低下値と継続時間とがある整定値
を満足したとき、負荷しゃ断の指令を出力して、分離系
統内の需給バランスを整えていく装置である。この装置
を用いた安定化装置には、次のような問題点があった。 i)ローカル系統が主系統から分離されたとき、定イン
ピーダンス負荷が多い系統などでは、必ずしも周波数が
低下するとは限らない。したがって周波数低下リレーU
FRが動作せず、需給アンバランスに起因する電圧低下
時間が長びき、誘導機負荷などの肌落量が増える恐れが
ある。 ii )周波数低下リレーUFRは、各負荷個別に設置
されているので、ローカル系統全体の需給バランスを整
えるという点から見ると、制御仕上がりの精度があまり
高くない。 一方、以上の様な周波数低下リレーUFRの欠点を解消
するものとして、マイクロプロセッサを応用した分離系
統安定化装置があった。第4図はこの系統安定化装置の
構成図を示している。同図において、1は主系統側に属
する変電所、2は分離されるローカル系統の中心となる
変電所、3は分離されるローカル系統に属し、発電機3
1を有する発電所で、各々送電線4.5で連系されてい
る。系統安定化装置6は変電所2に設置されており、入
力変換回路612.61b、ルート断検出回路62、マ
イクロプロセッサを用いた演算処理装置63、ストッパ
ー64、出力回路65等で構成されている。また、LD
、は非しゃ断対象負荷群を示し、LDIはしゃ断対象負
荷群を示している。 次に、この様な従来の系統安定化装置の動作について説
明する。変流器C,Tと計器用変圧器P。 Tより構成されるセンサ23及び24によって、検出さ
れた電流、電圧データはコントロールケーブル25.2
7を介して、常時系統安定化装置6に入力されている。 これらの検出データをもとに、高調渡分を除去するフィ
ルタ回路、有効電力を算出する有効電力変換器、アナロ
グ量をディジタル量に変換するアナログ/ディジタル変
換回路等で構成される入力変換回路613.61bは、
主系統から供給されている有効電力潮流P5及びしゃ断
対象負荷LDlの有効電力骨を算出し、これをディジタ
ル量に変換した後、演算処理装置63に出力する。線路
損失を無視すれば、系統分離が発生した時点のローカル
系統内における発電量の不足分は、分離前に主系統から
供給されていた有効電力潮流Psと等しくなるので、演
算処理装置63は、主系統有効電力潮流P3とほぼ等し
くなるように、しゃ断対象負荷の中から実際にしゃ断す
べき負荷を選択し、制御イメージとして記4.資シてお
く。この制御イメージは、ある時間周期で更新される。 そして、コントロール・ケーブル26及び通信ルート1
2を介して送られてくるしゃ断器21及びしゃ断器11
の情報より、ルート断検出回路62がルート断発生を検
出したならば、この制御イメージを出力し、しゃ断対象
負荷LI)+のしゃ断器22にトリップ指令を与え、所
定の負荷しゃ断を実行する。この際、トリップ信号は、
トリップ・ルート66によって伝送される。また、通常
このトリップ信号は、ルート断検出出力とストッパー6
4出力の論理積を出力回路65に於いてとり、この出力
信号が“1″となった場合にのみ出力される。
【発明が解決しようとする課題】
従来の系統安定化装置は以上のように構成されているの
で、前述の周波数低下リレ一方式の欠点は解決できるが
、次のような大きな問題点があった。 すなわち、第4図の系統において、送電線4で短絡事故
が発生し、これが引き金となってルート断が発生した場
合に、実効値負荷電圧V、及び負荷有効電力骨PLはそ
れぞれ第5図a、bに示すような変化をする。すなわち
、実効値負荷電圧■。 は短絡事故によって定常時の電圧値■、。(単位法で表
現すれば、はぼ1p、u)からVt、tまで低下し、さ
らに事故がクリアされ、送電線がトリップされた後も、
負荷しゃ断が実行されるまで、発電量不足に起因する電
圧低下がm続する。この発電量不足による低下電圧値V
Lfは通常0.5〜0.6p、uで、重負荷時はど低い
ものとなる。第5図すに示すように負荷の有効電力骨P
LOも同様にPLfまで低下する。このように負荷電圧
■、が低下すると、誘導機や計算機等の負荷が脱落して
しまうことが、一般によく知られている。従来の系統安
定化装置では、この電圧低下による負荷脱落量が考慮さ
れておらず、これが発生した場合には、その分過制御と
なってしまった。特に脱落量が多い場合には、発電機が
供給過剰のために加速し、トリップに至り、ローカル系
統全体がつぶれてしまうという問題点があった。 本発明は、上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、電圧低下による負荷脱落量を考慮したより精度
の高い需給バランス制御を可能とした系統安定化装置を
得ることを目的とする。 [i1題を解決するための手段] この発明に係る系統安定化装置は電圧低下前と低下直後
の負荷有効電力と負荷電圧とにより負荷特性を同定する
負荷特性同定手段と、電圧回復後の負荷有効電力と負荷
電圧とを用いて上記負荷特性同定手段で求めた負荷特性
より負荷脱落量を推定する推定手段とを発電所及び負荷
を連系するローカル系統が主系統から分離されたときに
上記ローカル系統の需給バランスを制御する装置に付加
したものである。
【作 用】
この発明における系統安定化装置は、電圧低下前の負荷
有効電力、電圧低下直後の負荷有効電力及び電圧回復後
の負荷有効電力、並びに電圧低下前の負荷電圧、電圧低
下直後の負荷電圧及び電圧回復後の負荷電圧をそれぞれ
検出し、この検出データに従って電圧回復後における残
存負荷の予測値を算出し、この残存負荷の予測値に基づ
いて電圧低下による負荷脱落量を推定して最終断の負荷
しゃ断制御量を決定するものである。
【実施例】
以下、本発明の基本原理及び一実施例を回にしたがって
説明する。なお、電圧、電力等はすべて、単位法で表現
されているものとする。 まず、本発明の基本原理である負荷脱落量の推定手法を
第2図に基づいて説明する。ここで提供する手法は、電
圧低下前、低下直後、回復後における負荷の有効電力骨
PL、実効値負荷電圧vLのオンラインデータを用いて
負荷の電圧特性を同定し、これを基礎にして負荷脱落量
を推定するものである。 電圧低下前の負荷有効電力をPLO1電圧低下直後の負
荷有効電力をPLf、電圧回復後の負荷有効電力をPL
Oとおく。一方、低下前の負荷電圧をVLO,低下直後
の負荷電圧をVl、f、回復後番本志の負荷電圧を■い
とおく。第5図は、これらの変化の関係を示す波形図で
ある。又、電圧低下にょる負荷脱落は、電圧低下中に徐
々におこるものとし、第5図中点線で示す様に電圧回復
後はおこらないものとする。この時、もし回復後の電圧
が低下前の電圧と同じ、すなわち、 ■Lo=VLp ・・・・・(1) であるならば、負荷脱落量P dropは、Pdrop
= PLOP Lll ・・・(2)となる。ところが
一般には、回復後の電圧VL1.が低下前の電圧VLO
と同じになるとは限らないので、負荷の電圧特性による
有効電力の変動分と、脱落量とを分離して区別しなけれ
ばならない。そこで(1)電圧低下前と低下直後の負荷
有効電力と負荷電圧より負荷特性を同定する。この間、
負荷脱落はないものと考える。 (2)電圧回復後の負荷有効電力Ptpと負荷電圧■1
.を用いて上記(1)で求めた負荷特性より、負荷脱落
量P dropを推定する。 という2つのステップをふむことによって、負荷の電圧
特性の影響をフィルタリングする方法をとる。具体的に
は、第2図に示したように、負荷の電圧特性を とおく。次に電圧回復後の値(Vtい+PI−p)がこ
の特性を満足するとして、電圧が回復後にVl、Qとな
った時における負荷有効電力PLの予測値を・ ・ ・
 (4) より求めることが可能である。これより負荷脱落量の推
定値P”dropは P ” drop = P LO?t。 ・・・・・(
5)で算出することができる。したがって最終段の需給
バランス制御量(負荷しゃ断器) Pcterは、Pc
ter−(分離前に主系統から供給されていた有効電力
) P”drop    ・・・・・(6)で決定される。 次に、本発明の一実施例について、この様な基本原理で
ある負荷脱落量推定手法を取り入れた系統安定化装置を
第1図に示す。なお第1図に示す実施例では、第4図と
同じ系統を用いて説明していく。図において、符号1.
2,3,4.5は第4図と同−又は相当部分である。東
電所2に設置されている系統安定化装M6においても、
符号61a、61b、62.63,64.65は第4図
と同じである。この実施例では、この他に、負荷電圧用
の入力変換回路67が系統安定化装置6内に付加され、
また負荷の有効電力測定用のセンサ24が非しゃ断対象
負荷の各フィーダーにも設置された構成である。 次に、この動作について説明していく。 変流器C1T、計器用変圧器P、Tより構成されるセン
サ23.24によって検出された電流、電圧データはコ
ントロールケーブル25.27を介して、常時系統安定
化装置6に入力される。これらの検出データをもとに、
高調渡分、過渡振動分を除去するフィルタ回路、有効電
力を算出する有効電力変換器、アナログ量をディジクル
量に変換するアナログ/ディジタル変換回路等で構成さ
れる入力変換回路61a、61bは、主系統から供給さ
れている有効電力潮流Ps、負荷の有効電力骨PLを算
出し、これをディジタル量に変換した後、演算処理装置
63に出力する。また、計器用変圧器P、Tより構成さ
れるセンサ28によって検出された負荷電圧■、も、同
様にフィルタ回路、アナログ/ディジタル変換回路等で
構成される入力変換回路67でディジタル量に変換され
た後、演算処理装置63に出力されている。一方、コン
トロール・ケーブル26及び通信ルート12を介して送
られてくるしゃ断器21及びしゃ断器11の情報も、ル
ート断検出回路62によってディジタル情報に変換され
た後、演算処理装置63に出力される。これらの検出デ
ータを用いて、ルート断が発生し、ローカル系統が単独
運転となった場合に、演算処理装置63は第3図に示し
たフロー図に従って安定化制御を実行する。 第3図に於いて、100は上述(3)式より負荷電圧特
性を同定する処理ブロック、101ば負荷電圧VLと基
準値V refとの比較ブロックで、この基準値以上に
電圧が回復したならば負荷脱落は生じないものとするも
ので、はぼ定常値に近い0.8〜0.9p、u程度とす
る。102は上述(4)式、(5)式より負荷の全脱落
量P″dropを算出する演算処理ブロックで、103
は最終段の負荷しゃ断器Pcterを(6)式より算出
する演算処理ブロック、さらに104はこのしゃ断器P
cterに従って負荷しゃ断を実行する処理ブロックで
ある。なお、最終段の負荷しゃ断ii Pcterは、
Pcter=PsP”dropより定めるものである。 一方、105は、第1段目の負荷しゃ断Pc(i)を実
行する処理ブロックで、このしゃ断の実行後に再び比較
ブロック106にて負荷電圧■1と基準値V refと
の比較が行われるように制御される。なお、第1段目の
負荷しゃ断Pc(i)は電圧低下による負荷脱落が起っ
たとしても、過制御とならない程度の控え目な量に設定
しておくことが好ましい。 なお上記実施例は、1機1変電所系統に適用した場合で
あるが、多機多変電所系統においても、負荷電圧VLと
して各変電所の平均電圧又は容量の大きな代表変電所の
電圧を用いれば同様の効果が得られる。一方、負荷脱落
量の推定手法としては、ここで述べた方法の他に最小2
乗法、重みづけ最小2乗法、指数平滑法等の応用、連立
方程式を解く方法などが考えられる。またオンラインデ
ータとして負荷有効電力の他に、発電機出力を用いても
同様の効果が得られる。
【発明の効果】
以上のように、本発明の系統安定化装置によれば負荷有
効電力と負荷電圧という限られた検出データより負荷脱
落量を推定することができるので、比較的シンプルなシ
ステム構成で、精度の高い分離系統の需給バランス制御
が行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例による系統安定化装置の全体構
成図、第2図は本発明の基本原理である負荷脱落量を推
定手法を用いる際の負荷特性の説明図、第3図は第1図
の実施例装置における制御フロー図、第4図はマイクロ
プロセッサを用いた従来の系統安定化装置の全体構成図
、第5図は第4図の系統安定化装置に於るローカル系統
が分離された時における負荷電圧及び負荷有効電力の実
効値波形図である。 1は主系統側変電所、2はローカル系統変電所、3はロ
ーカル系統発電所、4.5は送電線、1121.23.
24はセンサ、12.25,26゜27.66はコント
ロールケーブル、6は系統安定化装置、61a、61b
は入力変換回路、62はルート断検出回路、63ば演算
処理装置、64はストッパー、65は出力回路、67ば
入力変換回路、LD、!よ非しゃ断対象負荷群、LD、
はしゃ断対象負荷群。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 発電所及び負荷を連系するローカル系統が主系統から分
    離されたときに上記ローカル系統の需給バランスの制御
    を行う系統安定化装置において、電圧低下前の負荷有効
    電力、電圧低下直後の負荷有効電力及び電圧回復後の負
    荷有効電力、並びに電圧低下前の負荷電圧、電圧低下直
    後の負荷電圧及び電圧回復後の負荷電圧などの上記ロー
    カル系統に連系する上記負荷の有効電力分及び負荷電圧
    のオンライン検出データに従って電圧回復後における残
    存負荷の予測値を算出し、上記残存負荷の予測値に基づ
    き電圧低下による負荷脱落量の推定量を得ることにより
    最終段の負荷しゃ断制御量を決定させたことを特徴とす
    る系統安定化装置。
JP1016969A 1989-01-26 1989-01-26 系統安定化装置 Pending JPH02197217A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012186961A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Toshiba Corp 系統安定化システム、系統安定化方法及び系統安定化プログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60255019A (ja) * 1984-05-29 1985-12-16 東京電力株式会社 系統安定化方法
JPS60255020A (ja) * 1984-05-29 1985-12-16 東京電力株式会社 系統安定化方法

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