JPH04275026A - 電圧無効電力制御方法及び電圧無効電力制御装置 - Google Patents

電圧無効電力制御方法及び電圧無効電力制御装置

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Publication number
JPH04275026A
JPH04275026A JP3031150A JP3115091A JPH04275026A JP H04275026 A JPH04275026 A JP H04275026A JP 3031150 A JP3031150 A JP 3031150A JP 3115091 A JP3115091 A JP 3115091A JP H04275026 A JPH04275026 A JP H04275026A
Authority
JP
Japan
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voltage
power
reactive power
automatic voltage
substation
Prior art date
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Pending
Application number
JP3031150A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahide Niimura
新村 隆英
Yousuke Nakanishi
要祐 中西
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP3031150A priority Critical patent/JPH04275026A/ja
Publication of JPH04275026A publication Critical patent/JPH04275026A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統の電圧を適
正な状態に維持するために、各変電所に設置された自動
電圧無効電力調整装置や各発電所に設置された自動電圧
調整装置によって電圧と無効電力とを制御する電圧無効
電力制御方法及び電圧無効電力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電力系統の電圧を調整する設備として、
変電所には二次電圧が可変の負荷時タップ切換変圧器や
発電機の端子電圧を制御する電圧調整装置及び無効電力
を供給又は吸収するリアクトルやコンデンサからなる無
効電力調整装置が設けられている。負荷時タップ切換変
圧器は外部からの指令によって負荷電流が流れている状
態でタップを切り換えることによって二次電圧を変化さ
せることができ、リアクトルは開閉器をオンにして系統
に投入することによって遅れ無効電力を供給しコンデン
サは開閉器をオンにすることによって進み無効電力を供
給する無効電力供給装置となっている。逆の言い方をす
れば、リアクトルは進み無効電力を吸収しコンデンサは
遅れ無効電力を吸収するとも言える。
【0003】負荷時タップ切換付変圧器や発電機による
電圧調整と無効電力供給装置による無効電力調整はそれ
ぞれ単独で行われるのではなく、発電所ごとに設けられ
ている自動電圧調整装置(AVRと略称されている)及
び変電所ごとに設けられている自動電圧無効電力調整装
置(AVQCと略称されている)によって、総合的な判
断に基づいて制御されてそれぞれの発電所や変電所にお
ける電圧及び無効電力の適正化が図られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、発電所
や変電所ごとにAVRやAVQCによって電圧と無効電
力の調整が行われる方式で多くの場合問題ないのである
が、系統内での重負荷の発生や予想外の負荷の変動が生
じると各発変電所ごとの地域的な電圧や無効電力の調整
が系統全体の状況を却って悪化させ電圧不安定性の原因
になるという問題が生ずる。
【0005】この発明の目的は、各発電所や変電所に設
置されているAVRやAVQCを協調制御することによ
り、電圧不安定性の生じない電圧無効電力制御方法及び
電圧無効電力制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明によれば、自動電圧調整装置を備えた発電所
又は自動電圧無効電力調整装置を備えた変電所を少なく
とも2つ有する電力系統の電圧無効電力制御方法におい
て、前記発電所又は変電所から伝送手段によって伝送さ
れた系統の情報を基に系統全体で適正な条件を演算手段
によって演算し、演算された条件をそれぞれの発電所又
は変電所に伝送手段によって伝送し、伝送された条件に
基づいてそれぞれの発電所又は変電所で個々に自動電圧
調整装置又は自動電圧無効電力調整装置を制御するもの
とし、また、演算手段が、系統の潮流計算を実行しその
演算結果を基に所定のメンバシップ関数で定義される母
線電圧の状態、制御の効果及び調整余裕に関する指標を
用いて演算するものとする。
【0007】
【作用】この発明の構成において、発電所又は変電所か
ら伝送手段によって伝送された系統の情報を基に、系統
全体で適正な条件を演算手段によって演算し、演算され
た条件をそれぞれの発電所又は変電所に伝送手段によっ
てそれぞれ伝送し、それぞれの発電所又は変電所で伝送
された条件に基づいて個々に自動電圧調整装置又は自動
電圧無効電力調整装置を制御する方法によって、系統全
体で最も望ましい運用目標に近づいた適正な条件にする
ことができる。また、演算手段による系統全体が最適と
なる条件の演算において、系統の潮流計算を実行しその
演算結果を基に所定のメンバシップ関数で定義される母
線電圧の状態、制御の効果及び調整余裕に関する指標を
用いたファジィ推論を採用して演算することによって、
電圧制御に効果のあるAVRやAVQCなどの複数の制
御器が出力調整されるので常にある程度の調整余裕を確
保することができる。
【0008】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。 図1はこの発明の実施例を示す電圧無効電力制御装置の
機能ブロック図である。この図において、変電所11に
は負荷時タップ切換変圧器13、リアクトル、コンデン
サ、これらの開閉装置とからなる無効電力供給装置14
及びこれらを制御する自動電圧無効電力調整装置15が
備えられており、発電所12には発電機16のの端子電
圧を制御するための自動電圧調整装置17が備えられて
いる。これら変電所11、発電所12とも1つしか図示
していないが実際の系統では複数の変電所と複数の発電
所があるのが普通である。変電所11、発電所12から
電圧や電流などのデータを伝送手段31,32を介して
演算手段22に伝送され、演算手段22は後述の図2の
フローチャートに基づいて系統全体で適正な条件を演算
する。
【0009】図2は図1の演算手段22による演算のス
テップを示すフローチャートであり、以下にそれぞれの
ステップについて説明する。
【0010】■ステップ101「系統定数の入力」系統
の接続状態、インーピダンス、電圧及び無効電力の運用
上下限値などの系統固有の定数を入力する。
【0011】■ステップ102「系統状態の入力」系統
監視制御装置(TCと称される)から得られた現時点の
運用状態に対応した母線の計測値である有効電力P、無
効電力Q及び電圧Vを入力する。
【0012】■ステップ103「潮流計算の実行」運用
状態での負荷母線の電圧及び発電機母線の無効電力を求
めるために、前述のステップ101,102の入力デー
タを基に潮流計算を実行する。潮流計算の方法には種々
あるが、非線形連立方程式の一般的解法の一つであるニ
ュートン−ラフソン法が多く使用される(例えば、電気
学会「電気工学ハンドブック」昭和63年版、912頁
)。
【0013】■ステップ104「母線電圧が制約を逸脱
?」 ステップ103での潮流計算の結果、母線電圧が運用上
下限値を越える電圧状態が発生したかどうかを判定し、
発生した場合にはステップ102に戻って系統状態を引
き続き監視する。また、発生しない場合には次のステッ
プ105に進む。
【0014】■ステップ105「感度係数の計算」ステ
ップ103のニュートン−ラフソン法による潮流計算に
おいて、非線型連立方程式の係数行列の未知変数に関す
る一次微分として求められる行列が解法上必要であり、
この行列のことをヤコビ行列と呼ばれていて、このヤコ
ビ行列の逆行列を求めることによって潮流計算が行われ
る。このヤコビ逆行列の個々の要素は感度係数を表すも
のでもあり、これを使って無効電力又は発電機端子電圧
の調整による負荷電圧の感度を求める。
【0015】■ステップ106「ファジィ推論により制
御方策を決定」 母線電圧の基準値からの逸脱量、制御効果(感度係数)
及びAVRやAVQCなどの制御器の調整余裕を考慮し
て、出力調整の目標値としての電圧V、無効電力Qを決
定する。
【0016】図3はi番目の母線電圧Vi に対するメ
ンバシップ関数を示すグラフである。この図において、
横軸は基準値の比率で表した母線電圧Vi 、縦軸は電
圧の高低を表す指標μV であり、折れ線301は「電
圧が低い」という状態を表すメンバシップ関数、点線で
示す折れ線302は「基準値に近い」という状態を表す
メンバシップ関数、折れ線303は「電圧が高い」とい
う状態を表すメンバシップ関数からなるファジィ集合で
ある。
【0017】図4は制御の効果に対するメンバシップ関
数を示すグラフである。この図において、横軸は制御の
効果としての感度係数Sij(比率)、縦軸は効果に関
する指標μS であり、折れ線403は「正で大きい(
Positive Big  略してPB)」を表すメ
ンバシップ関数、点線で示す折れ線402は「不感帯」
を表すメンバシップ関数、折れ線401は「負で大きい
(Negative Big  略してNB)」を表す
メンバシップ関数からなるファジィ集合である。これは
それぞれ、「出力を増加すれば電圧が高くなる」、及び
「出力を減少すれば電圧が高くなる」というAVRやA
VQCなどの制御器の特性を表している。
【0018】図5は調整余裕に対するメンバシップ関数
を示すグラフである。この図において、横軸は電圧V又
は無効電力Qを総称してUi で表した変数であり、U
imaxは上限値、Uiminは下限値である。縦軸は
調整余裕に関する指標μM である。折れ線501はU
i を「上げる」ときのメンバシップ関数であり、変数
Ui が下限値Uiminに一致するときに調整余裕が
最大になることから指標μM は最大の1になり、逆に
変数Ui が上限値Uimaxに一致するときに調整余
裕が零になることから指標μM も零となる。折れ線5
02はUi を「下げる」ときのメンバシップ関数であ
り、折れ線501と対称になっている。
【0019】■ステップ107「制御効果を予測」ステ
ップ106で決定した制御方策に基づいて母線指定値を
更新して潮流計算を実行し、電圧の改善量ΔVを計算す
る。
【0020】■ステップ108「すべての電圧偏差が解
消?」 ステップ107で得た制御により電圧の値が運用制約内
に戻ったかどうかを判定し、戻ったことを確認したら次
のステップ109に進み、そうでなかったらステップ1
06に戻る。
【0021】■ステップ109「制御を実施」母線指定
値を調整目標として各発変電所11,12に対して遠方
監視制御装置の通信手段である伝送手段31,32によ
ってよって伝送し、変電所11,発電所12では伝送さ
れた情報を基にそれぞれのAVQC15又はAVR17
によって電圧及び無効電力を調整する。
【0022】前述のステップ101から109の演算を
行う演算手段22はコンピュータであるが、系統監視制
御コンピュータの処理能力に余裕があればこのコンピュ
ータの内部にソフトウエアとしてこの演算手段22を組
み込むことができる。
【0023】図6は電力系統における各変電所の電圧及
び無効電力に関する制御、管理システムの模式図である
。この図において、変電所11、発電所12で計測され
た実際の電圧や無効電力が通信回線である伝送手段31
、32を通じて伝送されて中央のコンピュータ2に入力
される。コンピュータ2は電力系統全体を管理するため
のものであり、付属の入出力装置20によって運用者4
はデータを入力したり演算結果を確認したりする。発変
電所の数を11と12の1ずつとしたが、前述のように
それぞれが複数あるのが普通であり、表示を簡略したも
のに過ぎない。
【0024】
【発明の効果】この発明は前述のように、発電所又は変
電所から伝送手段によって伝送された系統の情報を基に
、系統全体で適正な条件を演算手段によって演算し、演
算された条件をそれぞれの発電所又は変電所に伝送手段
によって伝送し、伝送された条件に基づいてそれぞれの
発電所又は変電所で個々に自動電圧調整装置又は自動電
圧無効電力調整装置を制御する方法によって、系統全体
で最も望ましい運用目標に近づける制御が可能になるこ
とから、各種運用条件を考慮した自動電圧調整装置や自
動電圧無効電力調整装置の協調運用が実現できるという
効果が得られる。。また、演算手段による系統全体で適
正な条件の演算において、系統の潮流計算を実行しその
演算結果を基に所定のメンバシップ関数で定義される母
線電圧の状態、制御の効果及び調整余裕に関する指標を
用いて制御方策を決定するファジィ推論による演算を採
用することによって、自動電圧調整装置や自動電圧無効
電力調整装置の複数の制御器が出力調整されることから
系統全体が重負荷となり電圧不安定へ向かう状況におい
てもある程度の調整余裕を常に確保することができるの
で、予想外の負荷変動に対しても安定した電圧制御が可
能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す無効電力制御装置の機
能ブロック図
【図2】図1の演算手段のフローチャート
【図3】図2
の演算手段の電圧に対するメンバーシップ関数を示すグ
ラフ
【図4】図2の演算手段の制御の効果に対するメンバー
シップ関数を示すグラフ
【図5】図2の演算手段の調整余裕に対するメンバーシ
ップ関数を示すグラフ
【図6】電力系統における制御、管理システムの模式図
【符号の説明】
11    変電所 12    発電所 13    負荷時タップ切換変圧器 14    無効電力供給装置 15    自動電圧無効電力調整装置(AVQC)1
6    発電機 17    自動電圧調整装置(AVR)2    コ
ンピュータ 20    入出力装置 22    演算手段 31    伝送手段 32    伝送手段 4    運用者

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自動電圧調整装置を備えた発電所又は自動
    電圧無効電力調整装置を備えた変電所を少なくとも2つ
    有する電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記
    発電所又は変電所から伝送手段によって伝送された系統
    の情報を基に系統全体で適正な条件を演算手段によって
    演算し、演算された条件をそれぞれの発電所又は変電所
    に伝送手段によって伝送し、伝送された条件に基づいて
    それぞれの発電所又は変電所で個々に自動電圧調整装置
    又は自動電圧無効電力調整装置を制御することを特徴と
    する電圧無効電力制御方法。
  2. 【請求項2】演算手段が、系統の潮流計算を実行しその
    演算結果を基に所定のメンバシップ関数で定義される母
    線電圧の状態、制御の効果及び調整余裕に関する指標を
    用いて演算することを特徴とする請求項1記載の電圧無
    効電力制御方法。
  3. 【請求項3】自動電圧調整装置を備えた発電所又は自動
    電圧無効電力調整装置を備えた変電所を少なくとも2つ
    有する電力系統の電圧無効電力制御装置において、前記
    発電所又は変電所から伝送された系統の情報を基に系統
    全体で適正な条件を演算する演算手段及び前記発電所又
    は変電所から系統の情報をこの演算手段に伝送するとと
    もに演算された条件をそれぞれの発電所又は変電所に伝
    送する伝送手段を設け、伝送された条件に基づいてそれ
    ぞれの発電所又は変電所で個々に自動電圧調整装置又は
    自動電圧無効電力調整装置を制御することを特徴とする
    電圧無効電力制御装置。
  4. 【請求項4】演算手段が、系統の潮流計算を実行しその
    演算結果を基に所定のメンバシップ関数で定義される母
    線電圧の状態、制御の効果及び調整余裕に関する指標を
    用いて演算することを特徴とする請求項3記載の電圧無
    効電力制御装置。
JP3031150A 1991-02-27 1991-02-27 電圧無効電力制御方法及び電圧無効電力制御装置 Pending JPH04275026A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888937A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Nishishiba Electric Co Ltd 系統連系保護装置
JP2012019638A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Toshiba Corp 配電系統の電圧制御装置およびプログラム
JP2014090651A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Fuji Electric Co Ltd 配電系統の電圧制御装置、電圧制御システム、電圧制御プログラムおよび電圧制御方法

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JP2014090651A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Fuji Electric Co Ltd 配電系統の電圧制御装置、電圧制御システム、電圧制御プログラムおよび電圧制御方法

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