JPH02262843A - 電力系統安定化装置 - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、電力系統の安定度を改善する電力系統安定化
装置に関する。

（従来の技術） 電力系統に並列接続された同期機の回転速度端子電圧の
周波数、あるいは、同期機への供給電力または同期機か
らの出力電力などを検出し、検出したこれらの信号（以
下、安定化信号という）に基づいて自動電圧調整装置を
制御することにより、同期機の電力動揺に対する制動力
を増大して運転の安定化を図る電力系統安定化装置が知
られている。

第３図は、このような電力系統安定化装置の従来例を示
している。

不完全微分回路ｌは、図示しない検出器より出力された
安定化信号の成分のうち、系統と同期機との間での電圧
動揺の周波数成分（通常は、０．５〜２Ｈｚ程度）より
も周波数の低い成分を除去することにより、近似的に定
常値からの変化分の信号を取り出すとともに、比較的遅
い信号変化に対しては電力系統安定化装置の出力が一方
向に偏らないようにするためのものであり、その出力信
号は、位相補償回路２に出力されている。また、この不
完全微分回路１の伝達関数は、［Ｔｓｒ−８／（１＋Ｔ
ｓｒ−８）］（ただし、Ｔｓｒは時定数、Ｓはラプラス
演算子である）であられされる。

位相補償回路２は、高い周波数領域では同期機の界磁回
路の遅れを補償するために進み補償とし、低い周波数領
域では不完全微分回路１などによる位相進みを補償する
ために遅れ補償とする特性をもち、その出力信号は、増
幅回路３に出力されている。また、この位相補償回路２
の伝達関数は。

［（１＋ＴＮ−８）／（１＋ＴＤ−５）］（ただし、Ｔ
Ｎは進み時定数、ＴＤは遅れ時定数である）としてあら
れされる。

増幅回路３は、入力信号を所定のゲインで増幅するもの
であり、その出力信号は、リミッタ回路４で一定範囲の
信号に制限された状態で、自動電圧調整装Ｒ（図示略）
に出力される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような従来装置では、安定化信号が通常
の電力動揺の周波数範囲にあるときには、系統を安定化
することができるが、安定化信号が通常の電力動揺の周
波数範囲よりも低い周波数領域で変化するときには、そ
の効果が期待できないという不都合を生じていた。

例えば、同期機が系統負荷の需要に応じて出力制御され
る場合などで、安定化信号が一方向に連続して変化して
いくときには、増幅回路３の出方信号が一方向に偏る。

この場合には、リミッタ回路４の作用によって、出力信
号が一定値以上に制限されるために、実際の安定化信号
の変化が自動電圧調整装置に伝達されなくなり、それに
より、電力動揺を抑制することが困難となる。

このような不都合を解消するために、例えば、不完全微
分回路１の時定数を小さくして、出方信号の偏りを防止
することが考えられるが、その場合、比較的低い周波数
領域で位相が進みすぎるので、制動効果が得られなくな
るという不都合を生じる。その場合に、位相補償回路２
の遅れ時定数ＴＤを大きくして遅れ補償を負荷すること
が考えられるが、対象としている電力動揺周波数領域に
対して適切なゲインを得るためには、より低い周波数領
域のゲインを高める必要が出るので、上述と同様な不都
合を生じる。

本発明は、このような不都合を解消し、電力動揺を適切
に抑制できる電力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］ （課題を解決するための手段） 本発明は、電力系統に並列されて運転される同期機の安
定化信号を電圧動揺に対応した周波数帯域に制限する不
完全微分回路と、不完全微分回路の出力信号の位相進み
を補償しかつ全周波数領域に対してゲインが一定なオー
ルパスフィルタと、このオールパスフィルタの出力信号
を位相補償する位相補償回路と、この位相補償回路の出
力信号を所定のゲインで増幅する増幅回路と、この増幅
回路の出力信号を一定範囲に制限して自動電圧調整装置
に出力するリミッタ回路を備えたものである。

（作用） したがって、安定化信号がゆっくりと変化した場合、不
完全微分回路はこの信号を除去するように働くため、リ
ミッタ回路の制限を受けず、それによって、対象とする
電力動揺を適切に抑制することができる。また、オール
パスフィルタにより適切な遅れ補償が加えられるので、
比較的低い周波数領域の電力動揺も適切に抑制すること
ができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる電力系統安定化装
置を示している。なお、同図において、第３図と同一部
分には同一符号を付している。

この実施例では、不完全微分回路１の時定数を、安定化
対象としている電力動揺周波数領域の下限値である０、
５Ｈｚ以上を通過させる値に設定し、不完全微分回路１
と位相補償回路２の間に、全周波数領域にたいしてゲイ
ンが「１」で変化せず、位相だけが周波数とともに遅れ
る特性をもつオールパスフィルタ５を配設している。

このオールパスフィルタ５は、例えば、第２図に示すよ
うに、演算増幅器ＯＰ、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびコ
ンデンサＣから構成され、その伝達関数は、［（１−Ｔ
−５）／（１÷Ｔ−５）］（ただし、Ｔは時定数）とし
てあられされる。

また、オールパスフィルタ５の伝達関数は、［２／（１
＋Ｔ−Ｓ）−１１としてあられすこともでき、したがっ
て、オールパスフィルタ５は、−時遅れ回路と減算回路
で容易に実現することもでき、さらには、マイクロコン
ピュータなどの回路要素により実現できる。また、この
オールパスフィルタ５は、位相シフタと呼ばれることも
ある。

また、この場合、オールパスフィルタ５による位相遅れ
要素が付加されるので、位相補償回路２は、安定化対象
としている電力動揺周波数領域の高い周波数領域に対し
て、従来装置のものよりも大きな進み補償を与える。

以上の構成で、電力系統に接続されている発電機（図示
略）が系統負荷の需要に応じて出力制御されるために、
安定化信号が通常の電力動揺よりゆつくり大きく変化す
る場合、時定数を小さくした不完全微分回路１により、
ゆっくりとした直流的な信号は除去されるため、この電
力系統安定化装置の出力は、リミッタ回路４による信号
値の制限を受けることがなく、したがって、かかる電力
即１揺を抑制するような信号が自動電圧調整装置に出力
される。

また、安定化対象に含まれる周波数領域の電力動揺のう
ち、比較的低い周波数の電力動揺に対しては、不完全微
分回路１の位相進み特性がオールパスフィルタ５によっ
て補償されるので、適切な出力信号を自動電圧調整装置
に出力することができる。

また、安定化対象に含まれる周波数領域の電力動揺のう
ち、比較的高い周波数の電力動揺に対しては、同期機の
界磁回路の遅れを含む自動電圧調整装置の制御遅れが位
相補償回路２で補償される。

このようにして、本実施例によれば、安定化対象の全て
の周波数領域に対して、電力動揺を適切に抑制すること
ができる。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、安定化信号のゆっくり
とした変化を除去できる不完全微分回路を備えているの
で、安定化信号がゆっくりと変化した場合、そのような
信号成分が不完全微分回路により除去されるので、かか
る場合にも適切に電力動揺を抑制することができる。ま
た、この不完全微分回路による位相の進みすぎを除去す
るオールパスフィルタを備えているので、低い周波数領
域の電力動揺についても適切に抑制することができると
いう効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にかかる電力系統安定化装
置を示すブロック図、第２図はオールパスフィルタの構
成例を示す回路図、第３図は従来装置の一例を示すブロ
ック図である。 １・・・不完全微分回路、２・・・位相補償回路、３・
・・増幅回路、４・・・リミッタ回路、５・・・オール
パスフィルタ、ＯＰ・・・演算増幅器、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３・・・抵抗、Ｃ・・・コンデンサ。 Ｎ　１　図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統に並列されて運転される同期機の安定化信号を
   電圧動揺に対応した周波数帯域に制限する不完全微分回
   路と、不完全微分回路の出力信号の位相進みを補償しか
   つ全周波数領域に対してゲインが一定なオールパスフィ
   ルタと、このオールパスフィルタの出力信号を位相補償
   する位相補償回路と、この位相補償回路の出力信号を所
   定のゲインで増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力
   信号を一定範囲に制限して自動電圧調整装置に出力する
   リミッタ回路を備えたことを特徴とする電力系統安定化
   装置。