JPH04197037A - 発電機の無効電力制御方法 - 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、発電機無効電力制御機能を有する電力潮流計
算方式に関する。

（従来の技術） 近年、電力系統の安定運用問題の早期解決が必要になっ
てきている。この電力系統の安定性を向上させるための
施策として具体的にいくつかの支援システムか考案され
ている力板電力系統から集められたデータに前処理とし
て電力潮流計算を施して系統状態を求めた上で、計画、
監視及び制御を行なうことになる。

この電力潮流計算を実行した際、出力結果が現実の系統
設備の持つ定格値からあまりにもかけ離れていては、系
統運用の支援に役立たせることはできない。特に最近は
、電圧の安定化を目的として無効電力の制御に関心か＠
まっている。そこで、電力潮流計算においても発電機の
無効電力特性を適切に把握する必要がある。発電機の無
効電力特性は論理上第５図に示すように、複雑な領域を
示している。この領域を用いて有効電力に対する発電機
の無効電力の上限値、下限値を求めることは、無理関数
を用いるため計算上かなりの負担になり、オンラインで
の使用に耐えられない。

従来は、電力潮流計算で無効電力特性を考慮するとき、
発電機の無効電力の上限値及び下限値には一定値を用い
ていた。第６図を用いてこれを説明する。

先ず、第７図に示す発電機の無効電力の最大値と最小値
を設定しくステップ１１）、初期値に基づいて電力バラ
ンス方程式のミスマツチを計算しくステップ１２）、ミ
スマツチの無効電力成分がある程度落ち着いてきたら（
ステップ１３．１４＞　、先に設定した無効電力の上限
値と下限値が示す範囲を越えている発電機を見つけたし
、計算においてはその発電機の無効電力を、越えようと
した上限値あるいは下限値に固定し、以後その発電機の
接続ノードの有効電力と無効電力も固定しくステップ１
５）、電力ミスマツチは収束していなかったものとして
（ステップ１６）、次のステップに進む。

電力ミスマツチが収束していないならば（ステップ１７
）、アドミッタンス行列（７行列）を［０分解しくステ
ップ１８）、求めた［Ｕ分解を用いてベクトルと見立て
て電力ミスマツチに対して前進代入。

後退代入を施して近づく方向を求め、計算値を修正する
。ここからステップ１２へ戻って以上の処理を繰り返す
。

（発明が解決しようとする課題） 電力需要が高い状態においては、発ｔＩｌが高負荷にな
るため、その時の有効電力に対応する無効電力特性上の
上限値と下限値の絶対値は、−視できないくらいに減少
する。したがって上限値と下限値を一定値として扱う発
電機無効電力制御機能付きの電力潮流計算の解を用いて
系統状態を知ることはできない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、計算結
果か示す運転数値が実際に運用可能であるものであって
、オンラインでの使用に耐えられるスピードで処理でき
る発電機無効電力制御機能を具備した電力潮流計算方法
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） 上記目的を達成するための本発明における電力潮流計算
の概略フローは、第１図のようになる。

本発明を特徴づける部分として、発電機の無効電力の特
性領域を近似して表現する手段（ステップ１）と、発電
機の有効電力から無効電力の上限値及び下限値を求める
手段（ステップ４）と、求めた発を機の有効電力から無
効電力への対応関係から発電機の運転出力を制御する手
段（ステ・ツブ６）とから構成した。

（作　用） 第１図のステップ１において、論理上第５図のようにな
る各発電機の無効電力特性を多角形あるいは多項式のグ
ラフで近似し、その近似領域を特徴付ける数値のテーブ
ルを記憶領域に格納する。

その際、近似領域が第５図に示す論理上の領域の内側に
なるようにする。ステップ４において、ステップ１で格
納した数値を用いて、現在の有効電力に対応する無効電
力の越えてはならない上限値と下限値の近似値を計算す
る。ステップ６においては、前ステップまでの計算で発
電機の無効電力か上限値を上回るかあるいは下限値を下
回った場合、その発電機の無効電力を越えようとした上
限値あるいは下限値に固定し、以降の計算ステップでそ
の発電機の接続ノードでは発を機の出力電力を既知数と
して計算する。

（実施例） 第１図を用いて実施例の構成を説明する。ステップ１で
は、各発電機の無効電力特性を第２図に示す５角形で近
似し、その近似領域を特徴付ける数値のテーブルを記憶
領域に格納する。ステップ２では、電力系統の各ノード
における電力バランスのミスマツチを計算する。ステッ
プ３では、ステックノードにおける有効電力ミスマツチ
がある闇値を越えた場合、ステックノードの有効電力ミ
スマツチを発電中の各発電機に再配分する。ステップ４
では、ステップ１において格納した数値を用いて、現在
の有効電力に対応する無効電力の上限値と下限値を計算
する。ステップ５では、前ステップまでの計算で発電機
の無効電力か上限値と下限値の範囲内にあるかを判定す
る。ステップ６では、以降の計算で発電機の接続ノード
では発電機の出力電力を既知数として計算するようにす
る。

ステップ７では、ノードの電力ミスマツチを強制的に非
収束とする。ステップ８では、ノードの電力ミスマツチ
が収束したかどうかを判定する。ステップ９では、アド
ミッタンス行列（７行列）を［Ｕ分解する。ステップ１
０では、Ｌ行列とＵ行列を用いて、前進代入と後退代入
を行なうことで電圧ミスマツチを計算し、電圧ミスマツ
チを加算することで電圧値を更新する。

次に作用について説明する。

ステップ１では無効電力特性を近似人する。第２図に示
すように発電機の無効電力特性領域は数値Ｑ　　　、（
１，Ｐ　　　、Ｐｂ、Ｑｂで表す５！１ａＸ　　　　　
　ｌ１Ｉｎ　　　　　　ＩｆｉａＸ点の座標によって表
現することかできる。第２図と第５図を対比すると、Ｑ
　　はｆに、Ｑ　　は＋１ａＸ　　　　　　　　　　　
　　ｌ１ｎｉに、Ｐ　　はＣに、（Ｐ、Ｑｂ＞はｂに対
応ｎａｘ　　　　　　　　　　　　ｂ する。ステップ２では、電力系統の各ノードにおける電
力バランスのミスマツチを計算する。ステップ４では、
前ステップまでの発ｔｌｌの有効電力Ｐに対応する無効
電力の上限値ｑ　　と下限値１ａ× ｑｎｉｎを第３図に示すようにステップ１で定めたグラ
フから求める。ステップ５及びステップ６の処理により
、以降ステップ７からステップ１０まて・発電機の無効
電力出力は特性領域内の値になる。

したがって、ステップ８で解か収束したと判定されて得
られた計算結果において、発電機の無効電力出力は特性
領域内で運転されている状態になる。

本実施例によれは無効電力制御に用いる近似特性領域が
論理上の特性領域の内側に存在するので、電力潮流方程
式の解は現実に運用可能なしのとなる。また、発電機有
効電力から無効電力の上限値と下限値への対応関係が高
々１次関数であるために、短時間で無効電力制御処理が
可能である。

第４図は無効電力特性の近似についての他の実施例であ
り、本実施例では特性領域を放物線で近似したものであ
る。各境界線の方程式か発電機の有効電力から無効電力
の上限値と下限値への対応関係を与える。この場合、対
応関係は高々２次の関数になる。各境界線の方程式の具
体的な形について、放物線１は、第５図での弧ｆｂに対
応し、点すの座標を（ｂ、ｂ）とすると、その方程Ｖ 式は、 × 放物線２は、第５図でのｂｃに対応し、その方程式は、 放物線３は、第５図でのｃｄに対応し、その方程式は、 直線４は、第５図での直線ｄｉをそのまま用いたもので
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば無効電力制御に用
いる近似特性領域が論理上の特性領域の内側に存在する
ので、電力潮流方程式の解は現実に運用可能なものとな
る。また、発電機有効電力から無効電力の上限値と下限
値への対応関係は簡単な関数を使用するため、短時間で
無効電力制御処理が可能である。したかって、本発明に
よる発電機無効電力制御機能を有する電力潮流計算は、
実用性とオンラインの使用に耐えるものになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電力潮流計算方式を説明する一実
施例のフロー図、第２図は本発明の発電機無効電力特性
を線形近似した領域図、第３図は特性の近似として第２
図を用いる場合発電機の有効電力と無効電力の上限値と
下限値の対応関係を示す図、第４図は発電機無効電力特
性を２次近似した領域図、第５図は論理上の発電ｔｍ無
効電力特性を示す図、第６図は従来の発電機無効電力制
御機能を有する電力潮流計算のアルゴリズムを示す概略
フロー図、第７図は発電機の無効電力の最大値と最小値
を示す図である。 代理人　弁理士　　側近　　憲佑 第１図 第２図 １［３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電機の無効電力特性を考慮した電力潮流計算方式にお
   いて、電力系統内の発電機の無効電力制限曲線を部分的
   に直線または多項式により近似する手段と、この近似し
   た発電機無効電力制限曲線から有効電力に対応する無効
   電力の上限値と下限値を求める手段と、ここで求めた上
   限値と下限値の範囲内で運転させるように発電機の無効
   電力を制御する手段を備えたことを特徴とする電力潮流
   計算方式。