JPH0227895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電力系統の設備事故に伴う停電設備負
荷の復旧制御を行う停電設備負荷の救済選定方式
に関するものである。 電力系統の設備事故に伴う停電設備負荷の復旧
制御は、復旧後の系統設備に過負荷を生じないよ
うに行う必要がある。すなわち、停電設備負荷を
全て救済するに必要な電力に対して電源からの供
給可能電力が満たない場合や、停電設備負荷を全
て救済すると送電路に最適に構成しても主として
送電線と変圧器等の送電設備に過負荷が発生する
場合などには、停電設備の一部を選択して救済す
ることになる。 この種従来の停電設備の救済選択方式として次
のものがある。 すなわち、その第１の方式としては、負荷に救
済優先度を予め付す方式であり、これは負荷の性
格からランク付けするものである。一例として次
のものが考えられる、すなわち、 ランク：重要負荷（病院、地下鉄など緊急復旧
を要する負荷）。 ランク：重要負荷（、に属しない負荷）。 ランク：しや断可能負荷（自家発電などの代替
電源設備を有する負荷）。 に分類し予め、、のデータを付しておき、
ランクの高い負荷から過負荷のない範囲で優先救
済する。 この方式の長所は、負荷の実情に合つたしかも
高速にして、間違いが起りにくいので選択の判断
が容易なことである。しかし次のような欠点があ
る。すなわち、(イ)送電線単位で負荷選択したいと
き、送電線には上記した各種の負荷が混在し、ラ
ンク付けが困難となる。(ロ)送電線単位で負荷選択
したときランク付けが可能にしても、頻繁に起る
系統変更あるいは系統運用変更のたびに、ランク
付けの保守が必要となり、これは容易ではない。
(ハ)系統規模が大きくなるとランク毎の電力も大き
くなり、より多くの負荷救済をしようとするきめ
細かい選択ができなくなる。 第２の方式としては、優先度を付けない方式で
ある。これは負荷に優先度を付けないで、救済負
荷の電力和が最大になるように負荷を選択するも
ので、次の２方式がある。すなわちその一つとし
ては、負荷の組合せすべてについてその電力和を
求め、供給可能電力より小さい組合せ電力和の集
合を大きい順に並べて置き、その順に従つて設備
過負荷をチエツクし、最初に過負荷しなかつた負
荷の組合せを選択することである。しかし、負荷
の数が増えるに従い、選定処理回数が指数関数的
に増え、選定時間が長くなり、実用的でない欠点
が生ずる。 他の一つとしては、０−１線形計画法による負
荷の選択であり、これは電力をＩ（pu）で表現
し、負荷の選択Ｘ（Ｘ＝１のとき救済、Ｘ＝０の
とき非救済の０、１変数）をつぎの式で定式化す
るものである。すなわち、 目的関数maxF＝_n 〓^k=1 IkXk ……(1) 制約条件IijIi＾ｊ Iij＝１／Zij_o 〓^p=1 （Zip−Zjp）・Ip・Xp ……(2) これらの式は例えば主有効勾配法で解くことが
できるもので、その解は例えば Ｘ＝｛０、１、１、０、……） ……(3) などとなる。 ここで、Ikは選択対象負荷ｋの電力、但し対象
系統のノード電流Ipのｎ個の内のｍ個（ｍｎ）
である。(2)式は設備ijの過負荷無しの条件式でｉ
本の式であり、Ii＾ｊは設備ijの定格、Iijは設備ij
の潮流（ノードｉ、ｊ間のループ潮流）である。
またZij、Zip、Zjpはノードインピーダンス行列
の要素である。 この方式は上記一つの方式の選定処理時間を減
らす一つの方法であり、その効果は認めることが
できるが、解は近似解であり最適解の保証が得ら
れないという欠点を有する。 本発明は上述した従来方式の諸欠点を除去した
もので、その目的は、負荷の性格を事故前の運用
状況から自動的に救済負荷を判定し、この性格で
ランク付けして救済負荷の選定を行うとともに、
同一ランク内で全負荷が救済されないとき負荷の
電力の大きさによつて優先順位を決めて選択救済
することにより、選択の高速化が可能にして、デ
ータメンテナンスが容易で高性能な停電設備負荷
の救済選択方式を提供することである。 以下に本発明の実施例に係る停電設備負荷の救
済選択方式について図面を参照して説明する。 第１図は本発明の停電負荷設備の負荷救済選択
方式を適用する電力系統の一例を示すもので、Ａ
変電所のブスタイ投入による復旧系統での救済負
荷選択を本発明の方式により実施する例を示す電
気結線図で、Ａ〜Ｅは変電所、a₁，a₂，b₁〜b₄，
c₁，d₁は送電線、CB１〜CB８は開閉器である。 第２図は本発明の実施例による負荷救済選択方
式を実行するシステムを示し、１ａ〜１ｎは遠方
監視制御装置の子局で、電力系統の重要箇所の状
態変化信号すなわち電圧、電流、開閉器の状態等
の状変信号を収集したり電力系統制御信号を送受
する。２は遠方監視制御装置の親局であつて、各
子局からの状変信号を受信すると共に、後述する
演算処理部３からの制御指令信号を各子局１ａ〜
１ｎに送信する。３は電子計算機等からなる演算
処理部であつて、親局２からの情報信号を基に所
定の演算処理を実行し、制御指令信号を親局２に
送信する。すなわち、演算処理部３からの制御指
令信号は親局２から各子局１ａ〜１ｎを介して電
力系統の所定箇所に送信される。 演算処理部は、電力系統における全負荷救済の
可否の判定登録、全負荷救済の不能のとき負荷の
性格に対応した負荷のランク付け、ランク付けさ
れた所定の負荷がしや断されたとき他の負荷の救
済可否の判定登録、同一ランク内の負荷救済の選
定および救済負荷の追加登録を実行する。 第３図は演算処理部（CPU）の処理例のフロ
ーチヤートを示すものである。この例において
は、ステツプST2において全負荷救済の可能性を
判定する。すなわち、ステツプST2においては、
事故発生後に公知である一定の復旧制御論理に基
づき決定された復旧系統において、事故前の負荷
を全て救済するとして系統の潮流分布を求め、送
電線、変圧器などのほか電源の供給可能電力も含
む設備の定格たとえば20％過負荷を許すとすれば
1.20を乗じた値と今求めた潮流とを比較し、広義
の過負荷がないとき、全負荷救済可能と判定す
る。 全負荷救済が可能のときは全負荷救済を登録す
る（ステツプST3）。他方、全負荷救済が不能と
判定したときは、ステツプST4で負荷のランク付
けを行う。この場合、負荷のランク付けは系統事
故に伴う復旧系統が決まつた後負荷選定の一連処
理として行うもので、 ランクは、負荷線で他系統への切替が不可能
な負荷とする。 ランクは、負荷連絡線でルート単位の全負荷
を全て切替先へ切替できない負荷とする。 ランク負荷は、連絡線でルート単位の全負荷
を全て切替先へ切替できる負荷とする。 負荷のランク付けを行つた後に、ステツプST5
において上記ランクの負荷をしや断したとき上
記ランク負荷の全救済可能の判定を行う。すなわ
ち、事故発生後一定の復旧制御論理に基づき決定
された復旧系統において、ランクの負荷をしや
断し、、ランクの事故前負荷を救済するとし
て系統の潮流分布を求め、それと設備の定格を比
較し過負荷の有無で判定する。上位ランク負荷の
全救済が可能と判断すれば、、ランク負荷の
救済登録を行い（ステツプST6）、全救済が不能
と判断すればステツプST7でランク負荷を全部
救済するとして上記と同様に判定する。ステツプ
ST7でランク負荷の全救済が可能と判定が可能
であれば、ステツプST8においてランク負荷の
救済登録が行われる、判定不能であればステツプ
ST9に進む。 ステツプST9では、ステツプST7でのランク
負荷の全救済不能との判定結果、ステツプST6で
の、ランク負荷の負荷救済登録結果またはス
テツプST8でのランク負荷のランク負荷救済
登録結果をもとに、同一ランク内の負荷救済の選
定が行われる。この選定結果に基づいて、ステツ
プST10で救済負荷の追加登録が遂行される。 いま、第１図の系統の運用状態として、Ａ変電
所で送電線a₁（以下ルート単位で表現）から甲母
線BU１が受電し、送電線C₁によつてＢ変電所に
また変電器T₁により275KVを66KVに降圧して甲
母線BU₃を通じて送電線b₁〜b₄によつて負荷P₂〜
P₅にそれぞれ送電していたとする。この太線で
示した送電系統が送電線a₁の事故発生によつて停
電した場合、事故前開路状態であつたＡ変電所の
ブスタイ開閉器CB１を閉路して復旧する際の救
済負荷選択を第３図のフローにより行う。事故前
の負荷の大きさはそれぞれ、P₁＝100MW、P₂＝
30MW、P₃＝50MW、P₄＝40MW、P₅＝20MW
で、応援可能電力はそれぞれPs₁＝120MW、Ps₂
＝110MW、Ps₃＝50MW、Ps₄＝10MWとする。
第３図のステツプST2において、全負荷の電力が
P₁〜P₅の和240MWであるのに対して応援可能電
力Ps₁は120MWしかないので全負荷救済不能とな
り、ステツプST4に進む。なおこの事例では送電
線a₂の送電容量で全負荷救済不能となつた。ま
た、ステツプST4では他系統への切替が不能な負
荷線としてb₁，b₂がランクに、ルート単位の全
負荷を全て切替先へ切替できない負荷連絡線とし
てPs＞Ps₄であるからb₄がランクに、ルート単
位の全負荷を全て切替先へ切替できる連絡線とし
てP₄＜Ps₃、P₁＜Ps₂であるからb₃，c₁がランク
にそれぞれランクづけできる。続くステツプST5
ではランクの負荷（b₃，c₁）をしや断したと
き、他の負荷P₂，P₃，P₅の和100MWは応援不能
電力Ps₁＝120MWより小さいので全救済可能と判
定する。従つてステツプST6では、ランクの
負荷b₁，b₂，b₄が救済負荷として登録される。続
いてステツプST6での登録に基づきステツプST9
でこの場合はランクの中での応援余力Ps₁−
（P₂＋P₃＋P₅）＝20MWに対する救済の可能選定
をするが、事例ではb₃，c₁のいずれも救済不能と
なる。 第１図の具体例において、応援可能電力
120MWに対するＡ変電所の救済負荷選択を要約
すると次表のようになる。

【表】 上述の如く、設備負荷の救済選択方式におい
て、その選択操作は電子計算機などを用い、オン
ライン（実時間）処理で実現可能である。次に、
弁別手段（ステツプST4）における負荷のランク
付けを制御用電子計算機によつて自動的に判定す
る具体例を第４図によつて説明する。 他系統への切替不能又は可能の判定を行うにあ
たつて、つぎの(A)又は(B)のとき他系統不能とし、
その他の場合を可能とする。 (A)他系統への接続がない場合すなわち、例えば
π（パイ）引き込みの負荷P₁を有する送電線L₁は
開閉器CB₂を介して母線B₀と接続しうる。また母
線B₀はCB₁を介して送電線L₂と接続しうるなど
の系統設備情報から当該送電線L₁に接続される
系統がないとき、すなわち第４図例では開閉器
CB₁以降が存在しないときである。 (B)他系統への接続が開放されている開閉器CB₁
を介して存在しても、その設備（開閉器CB₁又は
母線B₀）が作業停止（あるいは運用停止）で使
用できないとしたときである。 さらに上述の３ランクのうち、、ランクの
判定については、第４図の例で説明すると、送電
線L₂自身の送電可能電力、上位の電源供給電力
あるいはそこまでの送電隘路などで決まる送電線
L₂の送電供給電力をP₀とし母線B₀の全負荷をP₂
とすればその差が送電線の負荷への供給可能電力
となる。これと負荷P₁と比較し、 P₀−P₂＜P₁のとき送電線L₁の負荷はランク
とする。また、P₀−P₂≧P₁のとき送電線L₁の負
荷はランクとする。 なお上記３ランク例の外にたとえば第４図にお
いて送電線L₂が過負荷対象となつていたかどう
かを判定しなかつた場合にはランクとランク
間に優先救済にするなどの４ランク方式とするこ
ともできる。 第５図は第３図のステツプST9において同一ラ
ンク内の負荷救済を選定する場合の実施例を示す
ものである。第５図に示すように、ステツプST9
における同一ランク内の負荷救済選定は、第３図
に示す如くステツプST7において判定不能である
とランクの負荷であり、ステツプST6でラン
ク負荷の救済登録が行われると、ランクの負荷
であり、またステツプST6で、ランク負荷の
救済登録がなされた場合はランクの負荷であ
る。 したがつて第５図において、Ｂ１は始動であ
り、Ｂ２は電力の大きい負荷の順に並べるブロツ
ク、Ｂ３は大きい負荷の救済をするとして潮流分
布を求めるブロツクである。Ｂ４は設備の過負荷
チエツクをするブロツク、Ｂ５は当該負荷を過負
荷なしのとき救済するとし、また過負荷ありのと
きしや断するとして登録するブロツクである。Ｂ
６は全負荷をチエツクするブロツクで未チエツク
負荷があればブロツクＢ３に戻り、なければブロ
ツクＢ７（第３図のステツプST10）にゆく。 第５図のフローチヤートにおいて、(1)まずブロ
ツクＢ２で、同一ランク内の負荷について電力の
大きい負荷の順に並べる。(2)ブロツクＢ３で大き
い負荷の救済をするとして潮流分布を求めるにあ
たつて、最初のフローでは、それ迄に救済すると
した負荷を接続して復旧系統から例えばフロー計
算で潮流分布を求める。さらに一番大きい負荷に
関する潮流分布を求めて、上気結果にベクトル的
に加える。 ２回目のフローでは、一番大きい負荷が後のフ
ローで救済されたらそのままにし、しや断された
らそれに関する潮流分布を前回の分布からベクト
ル的に差し引く。さらに２番目に大きい負荷に関
する潮流分布成分を求め、上記結果にベクトル的
に加える。 ３回目のフローでは、２番目、３番目の大きい
負荷に関して同様である。 さらに以下同様にフロー処理を行う。なお、こ
の求め方は重畳の理を用いた方式としたが、その
都度改めて計算しても変わらない。 (3)設備の過負荷チエツクに関しては、前述と同
様に求めた潮流と設備の定格との比較により求め
る。 （設備ijの定格）＞（Ｉij＾）のとき過負荷であ
る。なおIi＾ｊは設備ijの潮流である。 また第５図では電力の大きい負荷の順に救済選
定したが、逆に電力の小さい負荷の順に並べて救
済選定することができる。たとえば上述のラン
クはすべての負荷が他系統から救済可能であるの
で、ここに適用するとより多くの数の負荷がここ
で選ばれ自動復旧でき、残りの手動復旧の操作数
を減らすことが可能となる。 以上説明したことから明らかなように、本発明
においては、負荷の性格を事故直前の運用状況か
ら自動的に判定し、前記負荷の性格をランク付け
をして救済負荷の選定を行う。事故直前の運用状
況を人間が決定する方式ではなく、系統の接続の
様相と潮流状態から自動判定するとともに、負荷
の性格を他系統からの救済の可能性の有無によつ
て分類する。また、同一ランク内で全負荷が救済
されないとき負荷の電力の大きさによつて優先順
位を決めて選択救済する。負荷電力の大きい順に
優先救済し、一番小さな負荷電力まで順次救済の
可能性をチエツクして、可能な場合に救済する。
また上記の各々を組合せることもできる。 したがつて本発明によれば、次のような種々の
優れた効果が得られるものである。 (A) 負荷のランク付けが自動的に出来、運用変更
に無関係に保守できる。また、系統設備の増設
などの場合、一般に用いる系統設備情報を利用
するので、データメインテナンスが不要にな
る。 (B) 需要の質によらないので、負荷の性格分類が
明確になり、その変更や運用系統の変更に依存
せず明確な分類を、供給系統の接続関係と事故
前の潮流だけで決めることができる。 (C) ランクによる救済選定に加えて、ランク内の
救済選定が可能であり、結果的により多くの電
力の停電負荷が救済できるとともに、ランク内
の選定において電力の大きい負荷の順に救済
し、残りの小さい負荷できめ細かな調整ができ
るので、結果的により多くの電力の停電負荷が
救済できる。 (D) 選定した救済負荷を自動操作で行い、しや断
した停電負荷の救済を手動とするとき、同一ラ
ンク内の救済を電力の小さい負荷の順に行うこ
とにより、より多くの自動救済が可能である。 (E) 選択の高速化が可能であり、例えば負荷の組
み合せすべてについてその電力和を求め、供給
可能電力より小さい組み合せ和の集合を大きい
順に並べておき、その順に従つて設備過負荷を
チエツクし、最初に過負荷しなかつた負荷の組
み合せを選択する従来の方式に比べて、同一ラ
ンク内の本発明方式によれば負荷の数が例えば
10のとき１／100、15のとき１／2500程度に選定時間 が短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方式により復旧系統における
救済負荷の選定例を示す電気結線図、第２図は本
発明の実施例による負荷救済選択方式を実行する
システムのブロツク図、第３図は本発明の実施例
に係る停電設備負荷の救済選択方式を示すフロー
チヤート図、第４図は本発明の方式により他系統
への切替不能又は可能の判定を行う場合の具体例
を示す電気結線図、第５図は本発明の方式により
同一ランク内の負荷救済の選定を行う場合の実施
例を示すフローチヤート図である。 １ａ〜１ｎ……子局、２……親局、３……演算
処理部（CPU）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電力系統の設備事故に伴う停電設備負荷を復
   旧制御する復旧制御方式において、前記設備の全
   負荷救済の可能性を判定する手段と、全負荷救済
   が不能のとき前記負荷の性格に応じて該負荷のラ
   ンク付けを行う手段と、ランク付けされた所定ラ
   ンクの負荷をしや断したとき他のクランクの負荷
   の救済が可能か否かの判定を行う手段と、同一ラ
   ンク内の負荷救済の選定を行う手段とからなり、
   前記負荷の性格を事故直前の運用状況から自動的
   に判定し、該性格にランク付けして優先順に従つ
   て救済負荷の選定をするとともに、前記同一ラン
   ク内で全負荷が救済されないとき前記負荷の電力
   の大きさによつて優先順位を決めて選択救済する
   ことを特徴とする停電設備負荷の救済選択方式。