JPH0260429A - 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、電力系統の動態不安定モードを事前忙予測判
定し得るようにした系統安定化装置ｔＫ関する。

（従来の技術） 従来、系統事故によシミ力系統内に脱調が発生したとき
は、系統各所に設置した税調検出リレーにて税調の電気
的中心点を系統分離し、全系統への事故波及を防止して
いた。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来技術によると、系統税調後に検出し、制御を行
うために、脱調現象が他に波及してしまう虞れがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであシ、系統の
動態不定定による脱調を事前に予測判定し、この条件を
もとに檀々の系統安定化制御を行い、系統税調を事前に
防止することの可能な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） 本発明では、電力系統の電圧情報に基づいて電力系統の
動態不安定モードを判定する系統安定化装置において、
各電気所内の複数の代表電気所を介して系統の電圧情報
を検出する複数の電圧検出手段と、これら各電圧検出手
段からの検出結果を伝送して２′屯気所間の電圧相対位
相角差を求める手段と、この電圧相対位相角差の過去数
点の値を基にして将来時点の電圧相対位相角差の瞬時値
を予測演算する手段と、この予測結果が所定値を越えた
とき制御指令を送出する手段とから構成した。

（作用） 上記手段によれば、系統の電圧状態を実測しその値に基
づいて将来の系統不安定全早期に予測判定できるので、
系統税調を４１　ＡｉＪに防止することが可能となる。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明による系統安定化装置の一実施例の構成
図である。図においてｌｌａおよびｌｌｂは複数の発電
檄群からなる大電源系統、１２はこれら大電源系統１１
ａ、ｌｌｂを結ぶ送電系統、１３ｍ、１３ｂはそれぞれ
系統１１ａと系統１１ｂの代表的な電気所、１４ａ、１
４ｂはそれぞれの電気所１３ａ、１３ｂの母線電圧を一
定間隔で検出する電圧検出器、１５ａ、１５ｂは電圧検
出器１４ａ、１４ｂで検出した電気所１３ｍ、１３ｂの
母線電圧を演算処理部１６にそれぞれ伝送するための伝
送系である。（３Ｎ算処理部１６は上記伝送系１５ａ、
１５ｂを介して伝送される電気所１３ａ。

１３ｂの母線電圧を用いてその電圧位相角差を求め、過
去数点の値よシ将来の′電圧位相角差を予測演算し、系
統の税調判定を行うものである。ここで上記１３ａ、１
３ｂの母線電圧はそれぞれ大電源系統１１ａ、Ｉｌｂの
代表的な電気所の母線電圧で、各系統のその他の電気所
の母線電圧とほぼ同一の動きをするものと仮定する。こ
こで同一の動きとは系統事故その他の擾乱に対する同−
系統内の各発電機の動き、即ち加速、減速が殆んど同じ
ということである。即ち１３ａ、１３ｂの母線電・圧は
系統１１ａ、１１ｂのそれぞれ全体の電源の動きを示し
ているものとする。

かかる構成において、送電線事故などの系統擾乱が発生
すると、電圧検出器１４ａ、１４ｂは系統１１ａ、１１
ｂの代表的な電気所１３ａ、１３ｂの母線電圧を一定間
隔でサンプリングし、これらの電圧が伝送系１５ａ、１
５ｂを介して演算処理部１６は例えば第２図に示す様に
、系統１１ｍと系統１１ｂの代表的な電気所１３ｍ、１
３ｂの母線電圧が零点を切る時間差Δξを測定し、両者
の電圧位相角差δを次式よシ演算する。なお、第２図に
おいて、Ａは系統１の代表的電気所の母線電圧を示し、
又、Ｂは同じく系統２０代表的電気所の母線電圧を示す
。

δ＝３６０×ｆ×Δξ　　　　　　　・曲面（１）ここ
でｆは系統の基本周波数である。

次に演算処理部１６は前記（１）式よシ求めた電圧位相
角差δを用すて、将来時点の電圧位相角差を予測演算す
る。一般に等価２機系統に系統事故による擾乱が発生し
た場合の２系統間の電圧位相角差ば（２）式で近似でき
る。

δ＝δｏ十Ａε−眞ｓｉｎωｔ ・・・・・・・・・（２） ここで第３図に示すように発散（減衰）正弦波をＸ＝Ｄ
＋ＡＪ″ｔｓｆｎ（ωｔ＋β）　　　　・・・・・・・
・・（３）（Ｄ、Ａ、α、ω、β：未知） と置くと、現時点値ＸＨｒ　ＴＨ前値Ｘｎ−１，２ＴＨ
前値Ｘｎ−２，３Ｔｌ［前値Ｘｎ−３，ＴＫ前値Ｘｍ、
　（ＴＩｃ−ＴＨ）前値Ｘｎ−１ｍ　（Ｔｘ　−２ＴＨ
）値Ｘｍ−２＋　（’ｒｘ　−３ＴＨ）値Ｘｍ−３とし
たとき、以下に示す（４）　、　（５）　、　（６）　
、　（７）　、　（８）式の関係がある。

Ｘ＝Ｘｎ＋λｄｎ＋μｄｎ−１’−”・・（４）ｄＢ　
−Ｘｎ−Ｘｎ−１、開面（５） λ−（ｄｎｄ、２−　ｄｍｄｎ、　）　／　ＤＮ　　・
・・・・・・・・（６）μ”　（ｄｎ−４ｄｍ　−ｄｍ
−１ｄｎ　）　／　ＤＮ　　−＝・（７）ＤＮ”　ｄｎ
−１ｄｍ−２−ｄｍ−１ｄｎ−２ｍ・＋＋ＨＨ，（８）
（４）式で求まるＸは現時点に対してＴ８だけ将来時点
の値を予測した結果を示す。演算処理部１６は過去数点
の前記電圧位相角差、すなわち現時点値δ、ＩＴＨ前値
δｎ−１＃　２Ｔ、前値δｎ−２１３ＴＨ前値δｎ−３
゜ＴＫ前値’ｍ　、（ＴＫ　−ＴＨ）前値δｍ−１ｚ　
（Ｔｘ−２ＴＨ）値δｍ−２ｒ　（ＴＫ　−３Ｔ’Ｈ）
値δｍ−３を前記（４）　、　（５）　、　（６）　。

（７）　、　（８）式に適用し、ガだけ将来時点の値δ
′を予測演算する。

更に、この将来時点の予測値δ′が予め設定したしきい
値を越えたか否かにより、上記系統１１ａ。

１１ｂ間の安定、不安定を判別する。

即ち、　　δ′〉δｔｉｍｌ　ｔ　　　　　　　　−−
−−−−−＝　（９）の場合に系統不安定と判定する。

ここでδｔｉｍｉ　ｔは先に述べたしきい１直である。

そして前記系統不安定判定を一定時間検出時、演算処理
部１６は図示しない系統安定化制御装置に制御指令を与
えることによシ、系統脱調を事前に防止することができ
る。なお、第４図は上述した演算処理部１６の作用をフ
ローチャートで示したものである。上述したように本系
統安定化装置は複数の電気所から構成される系統１１ａ
、ｌｌｂの各電気所１３ａ。

１３ｂの母線電圧を一定間隔で高速に検出する電圧検出
器１４ａ、１４ｂと伝送系１２を介してそれぞれ伝送さ
れる上記各゛電圧検出器１４　ａ、１４ｂからの各電圧
を入力して両者の電圧位相角差δを一定間隔にて検出し
、過去数点の電圧位相角差δｎ・δｎ−ｔ・δｎ−２・
δｎ−ｓ・δｍ・８ｍ−１・６ｍ−２・−一３を基にＴ
Ｈ将来時点の電圧位相角差δ′を予測演算し、この予測
電圧位相角差δ′が所定のしきい値を越えたことにより
、系統不安定と判定し系統安定化制御指令を与える演算
処理部１６とから構成される。従ってかかる構成により
、電力系統の不安定現象を早期に予測検出することが可
能となシ、この判定条件に基づＡて所定の系統安定化制
御を行なうことによシ、系統脱調を事前に防止すること
ができる。上記実施例では電圧位相角差全体を瞬時値予
測したものであるが、第５図に示すように、位相自差全
体と包絡線予測位相角差の動揺成分を瞬時値予測位相角
差の動揺成分を包絡線予測することもできる。各々の方
式に対する制定式は以下の通シである。

（位相自差全体を包絡線予測） （δｔｉｍｉｔｌ−ＩＤｃｎＩ）２　　　　　　　　　
　・・・・・・・・（１ここでＭは注意の数、δｔｉｍ
ｌ　ｔｌはしきい値ＤＣｎ−（Ｘｎ−λＸｎ−１−μＸ
ｎ−２ｙ（ｌ−λ−μ＞　・−・−・−α■ｄｎｌλ、
μに（５）〜（７）式による。

（位相角差の動揺成分を瞬時値予測） ４十λｄｎ＋μｄｎ−１−Ｉ）ｃｎＩ　）８７１ｍ１ｔ
２　　＋＋＋＋・＋□（１ここでδｊｉｍｉｔ２はしき
い値ｄｎｌλ、μ・ＤＣｎは（５）〜（７）　、　（１
υ式による。

・・・・・・・・・α葎 ここでＭは注意の数、δｔｉｍｉｔ３はしきい値ｄｎ・
λ・μ・ＤＣｎ　ｕ　（５）〜（７）　、　（１１）式
による。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、過去数点の位相
角から将来の値を予測するようにしたので電力系統が脱
調に至ることを早期に予測判定して系統税調を事前に防
止することが可能な信頼性の高い系統安定化装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による系統安定化装置の一実施例を示す
構成図、第２図は電圧サンプリング値から電圧位相角差
を検出する方法を説明するための図、第３図は演算処理
部の作用を説明するための図、第４図は演算処理部の作
用を説明するためのフローチャート図、第５図（、）〜
（ｄ）は本実施例及び他の実施例を説明するための図で
ある。 １１ａ、ｌｌｂ・・・電源系統、１２・・・送電系統、
１３ｍ、１３ｂ−−・電気所、　　１４　ｍ　、　１４
　ｂ　−・・電圧検出１５　ｍ　、　１５　ｂ　−−−
伝送系、　器、１６・・・演算処理部。 特許出願人　東京電力株式会社（ほか１名）代理人弁理
士　石　　井　　紀　　男 イΩ相角差令体−瞬「イ面子浸り （Ｑ、） （ｂ） 位相角差の動揺成分−瞬昭価予測 ＣＣ） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の電気所からなる電力系統の動態不安定モードを判
   定する系統安定化装置において、前記各電気所内の複数
   の代表電気所を介して系統の電圧情報を検出する複数の
   電圧検出手段と、前記各電圧検出手段からの検出結果を
   伝送して２電気所間の電圧相対位相角差を求める手段と
   、前記電圧相対位相角差の過去数点の値を基にして将来
   時点の電圧相対位相角差の瞬時値を予測演算する手段と
   、前記予測結果が所定値を越えたとき制御指令を送出す
   る手段とを備えたことを特徴とする系統安定化装置。