JPS60102824A

JPS60102824A - 周波数制御装置

Info

Publication number: JPS60102824A
Application number: JP58208205A
Authority: JP
Inventors: 葛上　善文
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1985-06-07

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】〔発明の技術分野〕本発明は、周波数制御装置、特に電力系統の周波数及び
他電力系統との連系線潮流を基準直に維持する周波数制
御装置（以下ＡＦＣ装置という）に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

ＡＦＣ装置は電力系統内の屯力盃要量と電力供給批とが
等しくなるように電力系統内の発電４ｆｉの出力を制御
して、一定周波数の良質な”％力を供給し、また他屯力
系統との連系線潮流を基準値に維持することを目的とす
るものである。以下、従来から実施されている周波数、
連系線１’１ｆｌｌ　１５１ｊを基準値に維持するため
の方式について図面を用いて説明する。

第１図は周波数制御を実施する際のシステム構成を示し
たブロック図である。図において、１はＡＦＣ装置で、
′「ＬＬ電力系統よシ情報送仙装置３ｃ。

３ｄ・・・３ｎ及び情報受信装置２ｃ、２ｄ・・・２ｎ
を傳由して、電力系統の周波数及び連系線潮流の計Ｏｊｌ値が人力され、これらの人力’ｉＭ＆より各”２　
’ｊＭ　’ｔＡの出力の匍Ｊｍｌｔを邊−出し、その制
（ＩＩｌｌ　ｄに応じた８ｉ１１側１化号を情報送信装
置５ａ　、５ｂ・・・５ｍ及び情報受信装置６ａ、６ｂ
・・・６ｍによシ発′［ａ磯出力調整装置７　ａ　ｒ　
７　ｂ−７ｍに送シ、又発’７Ｌｊ　（Ａ出力ｉｇ整装
置７ａ、７ｂ・・・７ｍがｊｌｉｌｌ呻イｔ４号に２１
（づいて発電＋Ａ８　ａ　、　８　ｂ−８ｍを調帯し、
発ｒｖ　１表８ａ　＊　８　ｂ・・・８ｍの出力の計測
値が情報送信装置９ａ、９ｂ・・・９ｍ及び情報受信装
置１０ａ、１０ｂ・・・１０ｍを経由して、ＡＦＣ装置
１へ入力されるよう構成されている。これによシ、屯力
供給惜と′電力需要址を等しくするようにしている。

第２図は、第１図のＡＦＣ装置１の詳細ブロック図でａ
シ、周波数制御計算部２０と、経済負荷配分部３０（以
下、ＥＬＤと称する）と、制御部４０とから成る。

まず周波数制御計算部２０には、電力系統の周波数の計
測値Ｆ１及び他電力系統との連系線の電力潮流の計測値
ＰＴ、〜ｐ’ｒ１が夫々入力され、前記し次ｔＬ力系統
の周波数Ｆと連系線潮流の計測値ＰＴｊ〜ＰＴｉとによ
シ′電力系統の電力需要と供給との過不足（以下、ＡＲ
と称する）を算出し、この算出したＡＲを電力系統内の
各発電機の最大出力変化速度で比例配分する等の方法に
よｊｌ）、ＡＲに応じた各発電機の出力の制御量ΔＰ１
〜ΔＰｍを算出して、制御部４０へ与える。

またＥＬＤ部３０には各発電機の出力の計測値（以下、
実出力と称子゛る）Ｐ＋〜ｐｍが入力され、前記した各
発電機の実出力Ｐ１〜Ｐｍから電力の需要量を算出し、
経済性を勘案して経済負荷配分の法則に従って各発電機
に電力の需要量を配分して各発電機の目標出力値ＰＥ、
〜ＰＦ、ｍを決定し、これら各発電機の目標出力値ＰＥ
、〜Ｐｇ１４を制御部４０へ力える。

一方制御部４０には受信装置１　（ｌ　ａ　、　１０　
ｂ・・・１０ｍからの各発心様の実出力Ｐ１〜Ｐｍと、
周波数ｆｆｉ制御計算部２０からの各発電機の出力制御
量ΔＰ１〜ΔＰｍと、ＥＬＤ部３０からの各発電機の目
標出力ｆｉｉＰＥ＋〜ＰＥｍとが入力されている。そし
て制御部４０は前記各入力情報から各発１！機への出力
指令値ＰＧ、〜ＰＧｍを決定し、この各出力指令値ＰＧ
、〜ＰＧｍに応じた制御信号を情報送イ２１装置５ａ　
、　５ｂ・・・５ｍへ送るようになっている。

ここで連系線の’＋１力潮流の計ｄ（す値ＰＴ、〜ＰＴ
ｉとｉＬ電力系統内周波数の計測（＋ｒｆ　Ｆとから、
ＡＲを算出する方式は次の（１）式による。

ＡＲ＝Σ（ＰＴｏ−ＰＴ）＋ＩＣ（Ｆｏ−Ｆ）　−（１
１已し、Σ（ＰＴｏ−ＰＴ）は全連系線潮流の基準値と
計測値の差の合計、Ｆは１４力系杭の周波数の１ｉ６１！Ｉ値、Ｆｏは電力
系統の周波数の基準値、Ｋは定数、である。

また、先に述べたＡＲから各制御対象発電機の出力の制
御量ΔＰを算出するには、次の（２）式による。

但し、ΔＰｊは電力系統内のｊ番目の制御対象発電機の
出力制御量、ＰＣｊは電力系税制のｊ番目の制御対象発電機の最大出
力変化速度、 ΣＰＣｊｉ１．電力系統内の電力系統制御対象発電機の
最大出力変化速度の合計、である。

ＥＬＤ部３０では各制御対象発電機の実出力Ｐ１〜Ｐｍ
よシミ力の需要ＭＰＲを算出する。この算出方法は種々
考えられるが、−し０として次式を示す◎ＰＲｔ＝　Ｃ
ＸＰＲｉ　、　＋（１−Ｃ）ＸΣＰｊ　・・・（３）こ
こで、ＰＲｔ−１は前周期の電力の需要量、ＰＲｔは今
周期の電力の需要量、Ｃは定数で、０〈Ｃく１の値、 ΣＰｊは各制御対象発電１：＆　８　ａ　、　８　ｂ・
・・８ｍの実出力Ｐ１〜Ｐｍの合田値、である。

上に述べた方法は、発電機の実出力Ｐ１〜Ｐｍよシミ力
の′ｔｌｊ要鼠を予想して算出する」場合を祝明したが
、他のいかなる方法であってもよい。

そして、ＥＬＤ部３ｏで幻このようにして算出した電力
の需要１ｆｔＰＲを、更に各制δ１］１対象発電様８ａ
・・・８ｍに経済性を考慮して配分する。

一般に、′［出力の需要ＩＰＲをｍ台の発電機で供給す
る場合に、経済負荷配分の法則にしたがって各発電機の
出力を決定すれば最も経済的である。

なお、上記した経済負荷配分の法則とは次の（４）式及
び（５）式を言う。

ＰＬ士ＰＲにΣＰ　・・・（５）但し、Ｆｊ（ｄ第ｊ番目の制御対象発′Ｉに機の発′屯費用、
Ｐｊは第ｊ番目の制御対象発電機の出力、λは定数（以
下、増分燃料費用と称する）、ＰＬは電力系統の送電損
失、 ΣＰはすべての制御対象発電機の出力の合計、示してい
る。

第３図は、第ａ、第ｂ・・・第ｍ発電機の各出力と増分
燃料費用との関係を示すものである。そして、（４）式
、（５）式は電力需５ｐＲ（キｐａ＋Ｐｂ　士−＋　ｐ
ｍ、）を供給するには、第ａ、第ｂ・・・第ｍの各発電
機の出力をＰａ、Ｐｂ・・・Ｐｍとすれば経済的である
ことを表わしている。なぜならば、即ち、ＰＨ１九・・・Ｐｍを目標出力ＰＥＩ〜ＰＥｍと
すればよい。

次に、電力の需要量ＰＲよシ発電機の目標出力ＰＥｊ〜
ＰＥｍを算出する方法について説明する。

即ち、令弟ｊ番目の制御対象発電様の発電費用Ｆｊを、
例えば次式に示される発１［費用特性式の如き発電の出
力Ｐｊの関数で近似し、目標出力ｐｇ、〜ＰＥｒｒｌがη：出できる。

ここで第４図は、配分部における目標出力を算出するた
めのアルゴリズムを示すフローチャート図である。第４
図において、ステップ４０は増分燃料費の初期値を算出
する。ステップ５０はλに対応する目標出力ＰＥｊを算
出するものであシ、次式を利用している。

またステップ６０は、目標出力ＰＩＪが上限出力値又は
下限出力値を逸脱している場合に、上限１直、下限値に
目標出力ＰＥｊを補正するものである。ステップ７０は
目標出力ＰＥｊの合計ΣＰＪが電力の需要ｉＰＲとバラ
ンスがとれているか否かを調べるものでξは定数である
。ここで、バランスがとれていれば（ＹＥＳ　）終了す
る。又、バランスがとれていなければステップ８０へ移
シ、目標出力の合計ΣＰＥｊと電力の需１１ｉｐＲとの
バランスがとれるよう、増分燃料費λを補正する際の補
正方向を判定する。即ち、目標出力の合計が電力の需袈
祉よシ犬であれば（ｙｇｓ　）　、ステップ９０ａへ移
って増分燃料費λから補正値Δλを減少する。又、目標
出力の合計が電力の需要量よシ小であれば（Ｎｏ　）　
、ステラ７’９０’ｂへ移って増分燃料費λに補正値Δ
λを加える。そして補正後は、ステップ５０へ戻って以
上の動作を繰シ返す。なお、以上の方法によって算出し
た目標出力ＰＥ、〜ＰＥｍは制制部４０へ送出される。

Ｆｊ＝ａｊＰｊ２＋ｂｊＰｊ十Ｃｊの如く近似したのは
説明の便宜のためであシ、よシ厳密な近似式を用いても
、第４図のフローチャート図と同様な方法によシ目標出
力ＰＢ１〜ＰＥｍを狗、出できる。

一方制御部４０において、周′ｔＪＪｔ、数制偽計舞部
２０から入力される各制御対象光電機の出カ制御漬ΔＰ
１〜ΔＰｍと、ＥＬＤ部３ｏがら入力される各制御対象
光電機の目標出力ＰＪ〜ＰＥｍと、受信装置１０ａ　、
ｌＱｂ・・・１０ｍから入力される各制御対象光電機の
実出力Ｐ１〜Ｐｍとから、ｗカ指令値ＰＧ、〜ＰＧｍを
算出する方式は次の通りである。即ち、まずＥＬＤ都３
０から入力される目標出力ＰＥ、〜ＰＥ□と、受伯表誼
１０　ａ　、　１０　ｂ・・弓ｏｍがら入力される発電
４吹の実出力Ｐ１〜Ｐｒｒｌとがら、ノん水出カ値ＰＢ
、〜ＰＢｍを（７）式のように算出する。

但し、Ｐ町は″電力系統内の第ｊ番目の制御対象光電機
の基本出力値、 ΣＰＢｊは電力系統内のすべての制御対象発電機のＥＬ
Ｄ部３部屋０出された目標出力値の合計、 ΣＰｊは電力系統内のすべての制御対象発電機の実出力
の合計、 θは定数　Ｏ≦θ〈ｌの値、 δは定数　０くδく１の値、である。

そして、周波数制御計算部２ｏから入力される各制御対
象発電機の出力制御量ΔＰ１〜ΔＰｍと、（７）式によ
シ算出された基本出力値ＰＢ、〜ＰＢｍとがら、（８）
式のように各制御対象発電機の出力指令値ＰＣ。

〜ＰＧｍを決定する。

ＰＧｊ＝　ＰＢｊ十ΔＰｊ　（ｊ＝１〜ｍ　）　・・・
（８）但し、ＰＧｊは電力系統内の第ｊ番目の制御対象
発電機の出力指令値である。

〔背景技術の問題点〕

上記従来の発電機制御方法によれば制御信号を送出した
後は、発電機出力調整装置がその制御信号を受信し、発
電機の出力をＡ整する。即ち、制御信号に正しく発電機
が応答するものとして、その応答の監視などは行なって
いなかった。しかし、伝送装置、発’＋１４機出力調整
装置等の異常によシ発電機が応答不良となることは十分
考えられる。応答不良の発電機にｆ１ｍ御信号を送出し
ても、それに対し応答しないのでその発電機で変化され
るべき発電量がいつも誤差となってしまう欠点を有して
いる。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を解決することを目的としてなされ
たものであシ、制御信号による発電機の応答を監視し得
るようにした周波数制御装置を提供することを目的とし
ている。

〔発明の概要〕

本発明では、従来のＡＦＣ機能に発１１ム機の応答監視
機能を刊加し、応答不良の発電機を検出した場合に、そ
の発電機を制御対象から除外すると共に、１報装置によ
！、ｌ損作員に知らせようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第５
図は、本発明によるＡＦＣ装置の構成例の詳細を示すプ
ロ、り図である。図において、ＡＦＣ装置１は、周波数
制御計算部２０と、ＥＬＤ部３部屋０制御部４０と、監
視部５０と、入力装置６０及び警報装置７０よ多構成さ
れる。第５図においで１監視部５０には発電機の実出力
Ｐ１〜Ｐｍ１制御部４０よシ各制御対象発電機に対する
出力指令値ＰＧＩ〜ＰＧｒｎ、入力装置６０よシ各発電
機の誤差リミット値ＬＭｊ〜ＬＭｍ及び監視周期ＭＣＴ
が入力され、これら入力値よシ監視部５０では発電機の
応答を監祝し、応答不良を検出した場合、そのデータを
Ｘ報装置７０に渡す。警報装置７０は、監視部５０よ）
渡されたデータに従い善報を発生し、損作員に発電機の
応答不良が検出されたことを知らせる。

以上のｆｌ第５図は、第２図と同様である。

次に第５図におけるＡＦＣ装置１の動作につき詳しく説
明する。周波数制御部２０、ＥＬＤ部３部屋０制御部４
０は従来と同様な方式で、各制御対象発１！慎の出力指
令値ＰＧ、〜ＰＧｍ　’ＩＩ”出する。制御部４０にて
算出される各制伺１対象発電（凌の出力指令値ＰＧ、〜
ＰＧｍは従来と同様に情報送信装置１１５　ａ　。

５ｂ・・・５ｍへ送られるｔｌか、監視部５０へ渡され
る。監視部５０にはさらに受イ「１装置１０ａ、１０’
ｂ・・・１０ｍから各発電機の実出力Ｐ１〜Ｐｍ１人力
装置ｄ６０から発′厄イ設出力の誤差に対するリミット
呟ＬＭ、〜ＬＭｍ及び監視周期ＭＣＴが入力されている
。

監視部５０ではこれら入力よシ、発電機の応答監視を、
第６図のフローチャートにｔＩＬって行なう。

第６図は、監視部５０における発電機の応答を監視する
ためのアルゴリズムを示すフローチャートである。！！
ｆＴ、　５図において、ステップ″１００は、次のＡＦ
Ｃ制御実行まで処Ｎを遅延するステップである。ステッ
プ１１０は、全発電機に対し、ステップ１２０，１３０
，１４０を実行するためのステップである。ステップ１
１０において、ＧΔＩＡＸは全発電機数を示す。ステラ
ｆ　１２　（ｌは対応する発電機が制御対象であるか否
かを判定するステップである。ここで、発ｄＬ機が開側
１対象発電機である場合（ｙｇｓ　）はステップ１３Ｃ
１に移シ、制御対象でなければ（Ｎｏ　）ステップ１４
０へ移る。ステップ１３０では前回の各制御対象発電機
に対する出力指令値ｐＧｔ、ｔ−＋と、今回の実出力値
”　Ｉ　＋　ｉとの差をとシ、出力誤差値ＥＲ１に加え
、出力誤差値ＥＲｊの積算を行なうステップである。ス
テップ１４０は各制御対象外発電機の出力誤差をゼロク
リアするステップである。ステップ１１０，１２０゜１
３０及び１４０か全発電機に対して終了したらステップ
１５０へ移る。ステップ１５０は入力装置６０よ多入力
されている監視周期ＭＣＴを用いて、今回誤差のチェッ
ク周期か否かを判定するステップである。ここで、今回
誤差のチェック周期である場合（ＹＥＳ　）ステップ１
６０へ移ｐ１チェック周期でない場合（Ｎｏ）ステップ
１００へ移る。ステップ１６０は全発電機に対し、ステ
ラｆ１７０゜１８０．１９０，２００，２１０を実行す
るだめのステップでおる。ステップ１７０は発電機が制
御対象であるか否かを判定するステップである。

ここで、発電機が制御対象発電機である場合（ＹＥＳ　
）はステップ１８０へ移シ、制御対象でなければ（Ｎｏ
）ステップ２１０へ移る。ステップ１８０は各発電機の
出力誤差ＥＲｉの絶対値と、出力誤差に対するリミット
値ＬＭｉとを比較するステップでるる。出力誤差の絶対
値ＩＥＲ＋ｌがリミット値ＬＭｉより大きい、即ち発電
機が応答不良で必、ると見なされる場合（ＹＥＳ　）は
ステップ１９０へ杉。

シ、リミット値ＬＭｊよシ小さい場合（ＮＯ）はステッ
プ２１０へ移る。ステラｆ１９０は対応する発電機の応
答不良に対する（ζＦ報を匠報装置７０を通じて発生す
るステップである。ステップ２００は応答不良の発７１
．；　、歳を制（ｉＬＩＩ対象〃・ら除外するステップ
でるる。ステップ２１０は各発を五機毎に債謄：された
出力、誤歿をゼロクリアするステップである。

金兄１’ｃｊｗ伐に対しステップ１６（１、１７０、１
８０、１９０。

２００．２１０が終了した場合、ステップ１００へ戻シ
、次回の実行まで遅延する。以上の様に監視部５０では
発電機の応答を監祝し、応答不良の発電機を検出した場
合、Ｖ報装置７０を通じて４報を発生し、それを操作ハ
に知らせるとともに、その発電機を制御対象から除外す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、発電機の応答を監
視し、発電機の応答不良を検出した場合、その発電機を
制御対象から除外すると共に、その発電機の応答不良を
ｇ報によシ操作員に知らせることが可能なため、誤差が
少なく、極めて信頼性の高いＡＦＣ装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は周波数制御のシステム構成を示すブロック図、
第２図は従来のＡＦＣ装置を示すブロック図、第３図は
各発電機の出力と増分燃料費との関係を示す図、第４図
は目標出力を算出するためのフローチャート、第５図は
本発明のＡＦＣ装置の一実施例を示すブロック図、第６
図は監視部における発電機の応答を監視するためのアル
ゴリズムを示すフローチャート図である。１・・・ＡＦＣ装置３ｃ　、　３ｄ−３ｎ　、　５ａ　、５ｂ−５ｒｎ　、
　９ａ　、　９ｂ−９ｍ　−情報送信装置２　ｃ　＊　
２ｄ−・・２ｎ　＋　６ａ＋　６　ｂ　＋・−６ｍ　＋
　１０ａ、　１０ｂ＝４０ｒｎ　＝・情報受イｈ装置４
・・・電力系統７ａ、７ｂ・・・７ｍ・・・発電機調整装置８ａ、８ｂ
・・・８ｍ・・・発電機２０・・・周波数制御計算部３０・・・経済負荷配分部４０・・・制御部　５０・・・：ｒｊ＋ｒ祝部６０・・
・入力装置　７０・・・１４報装置（７３１７）代期１
人　弁理士　則　近　恵　佑（ほか１名）第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

電力系統内の電力の需用と供給との過不足量をもとに各
制御対象発電機に対して出力指令値を決定するように構
成された周波数制御装置Ｍにおいて、電力系統内の周波
数の計測値及び他電力系統との連系線の電力潮流が入力
されて’ｉｆＬ力の′溝用と供給との過不足量を算出し
、各制御対象光ｒ１．１幾に対して過不足を配分する周
波数制御１計Ｅｉｌ’ｔＸＩＳと、前記各制７ｉｉ１対
象発電俵の実出力が入力されて供給すべき合計電力を算
出しこの算出きれた合４′屯力から等増分燃料費の法則
にしたがって各制御対象発電機の目標出力１１１１．を
算出する経済負荷配分部と、ｎｌ」記周波数制峙計算部
からの電力のＷｉ費と供給の過不足を各ｊｌｉ：制御対
象光電機に配分した値と前記経済負荷配分部からの各制
御対象発電様の実出力とが夫夫人力されｉ「記各制仰対
象発′屯磯の出力指令値を決定して各制御対象発電機磯
に制御信号を出力する制御部と、各制御対象発電機の応
答不良を検出するためのリミット値と応答監視周期とを
入力するための入力装置と、前記制御部からの各制御対
象発電機に対する出力指令値と前記入力装置からのリミ
ット値及び応答監視周期とが入力されて発電機の応答不
良を検出する監視部と、発電機の応答不良を替報する善
報装置とを夫々そなえ、発電機の応答不良検出時に操作
員に知らせると共に、応答不良発電機を制御対象から除
外することを特徴とする周波数制御装置。