JPS6077632A - 系統安定化装置 - Google Patents

系統安定化装置

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JPS6077632A
JPS6077632A JP58182814A JP18281483A JPS6077632A JP S6077632 A JPS6077632 A JP S6077632A JP 58182814 A JP58182814 A JP 58182814A JP 18281483 A JP18281483 A JP 18281483A JP S6077632 A JPS6077632 A JP S6077632A
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JP
Japan
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load
voltage
local system
drop
calculated
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Pending
Application number
JP58182814A
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English (en)
Inventor
丸山 重文
高幸 松田
大塚 均
秀治 押田
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
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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】 本発明は、発電所と負荷とを連系したローカル系統が、
ルート断事故等によって主系統から分離さt′したとき
、事故又は発電量不足に起因する電圧低下に工って脱落
する負荷量を推足し、エリ精度の高い需給バランス制御
を可能とした系統安定化装置に関するものである。
従来この種の装置の代表的なものとして周波数低下リレ
ーUFRIJ″−あった。これは分陰さnたローカル系
統内の需給アンバランスによって生じた周波数低下を検
出し、その低下値と群続時間がある差足値を満足したと
き、負荷しゃ断の指令を出力して、分離系統内の需給バ
ランスを整えていくものである。しかし、この様な継電
装置を用いた系統安定化装置には、仄のような問題点が
あった。
1)ローカル系統が主系統から分離さ才1.りとき、足
インピーダンスの負荷が多い系統などでは、必ずしも周
波数が低下するとは限らない1.シたがって周波数低下
リレーUFRが動作せず、需給アンバランスに起因する
電圧低F時間が長びき、銹導a負荷などの脱落量が増え
る恐nがある。
1リ 周波数低下リレーTJ i” Rは、′1!J負
荷46に11b別に設置されているので、ローカル系統
全体の需給バランスを整えるといつ点から見ると、制御
仕上がりの精度がち11高くない。
−刀、以上の様な周波数低下リレーUFHの欠点を解消
するものとして、マイクロプロセッサを応用した分離系
統の安定化装置も存在している。
第1図はその様な従来の系統安定化装置の構成図である
。同図において、1に主系統側圧用する変電所、2は分
離さnるローカル系統の中心となる変電所、3は同じく
ローカル系統に属する発電所で名々送電線4,5で連系
されている。30aは非制御対象負荷群で、30bは制
御対象負荷群である。系統安定化装置6は変電所2に設
置さ扛ており、入力変換回路61a、61b、ルート断
検出回路62、マイクロプロセッサを用いfc演算処理
装置63、ストッパ64、出力回路65等で構成さ几て
いる。
次に、この動作について説明する。変流器9.Tと計器
用変圧器RT工り構成されるセンサ23及び24によっ
て検出さnた電流、電圧データはコントロールケーブル
25.27Y介して、常時系統安定化装置6に入力さn
ている。こn等の電流。
電圧データをもとに、高調渡分を除去するフィルタ回路
、有効電力を算出する有効電力変換器、アナログ量をデ
ィジタル量に変換するアナログ/ディジタル変換回路等
で構成される入力変換回路61a、61bは、主系統か
ら供給されている有効電力潮流Ps及びしゃ断対象負荷
30bの有効電力分を算出し、こf′Lヲデイジタル量
に変換した後、演算処理装置63に出力する。線路損失
を無視′−tf′Lば、主系統分離が発生した時のロー
カル系統内における発電量の不足分は、分離前に主系統
から供給さnていた有効′電力潮流P8と等しく tc
るので、演算処理装置63は、この有効電力潮流P8と
ほぼ等しくなるようにしゃ断対象負荷30bの中から実
際にしゃ断すべき負荷を選択し、制御イメージとして記
憶しておく。この制御イメージはある時間周期で史耕さ
れる。そして、コントロールケーブル26及び通信ルー
ト12をブrして送られてくるしゃ断器11及びしゃ断
器12の開閉情報エリルート断検出回路62が主系統か
らのルート断の発生を検出したならば、この時点での制
御イメージを出力し、しゃ断対象負荷30bのしゃ断器
22のそれぞ扛にトリップ指令を与えて所定の負荷しゃ
断を実行する。この際トリップ信号は、出力回路65か
らトリップ・ルート66を経て該当のしゃ断器22に伝
送さnる。また、通常このトリップ信号は、ルート断検
出回路62の出力信号とストッパ64の出力信号との論
理積を出力回路65でとり、その出力信号が′11とな
った場合にのみ出力さnる。
このようなマイクロプロセッサを応用した系統安定化装
置を用いれば、前述の周波数低下リレーUFR方式の欠
点II′i解決できるが、従来のマイクロプロセッサ方
式では、仄の様な大きな問題点があった。
即ち、第1図の系統において、送電線4で短絡事故が発
生し、これが引き金となって主系統からのルート断が発
生したと仮足する。このとき実効値で示す負荷電圧■L
は、第2図に示し7(工うな変化をする。すなわち足常
時の電圧値vL0(単位法で表現すnば、はぼ1 p、
u )からt。時点の短絡事故の発生によってVl、1
’!で低下し、さらにt1時点に事故がクリアされて送
電線がトリップさnた後も、負荷しゃ断が実行さ扛るt
2時点了で、発電量不足に起因する電圧低下が継続する
。この発M、量不足による低下電圧値VL2は通常05
〜06p、uであって、重負荷時はど低いものとなる。
このように負荷電圧が低下すると、誘導機又は計u1−
機等の負荷が脱落してし1つことか一般VCよく知らn
ている。従来の系統安定化装置と(では、この電圧低下
による負荷脱落量が考慮さnておらず、こnが発生した
場合には、その分が過制御となってし1つた。特に脱落
量が多い場合には、発電機が供給過剰となる為/I[]
速し、トリップに至りローカル系統全体が潰nてし1う
恐r′Lもあった。
本発明は、以上の様な従来のものの問題点?解決する為
になされたもので、重みづけ最小二乗法を応用して′電
圧低下による負荷脱f6箪乞限ら′nたオンライン・デ
ータエリ推足する手法を開発し、これを制御アルゴリズ
ム中に適用することによって、エリ精度の高い需給バラ
ンスの制御を可能とした系統安定化装置を提供すること
を目的としている。
以下、本発明の基本原理及び−実施例を説明していく。
なお以後の説明において電圧、電力等は全て単位法で表
現されているものとする。
1ず、本発明の基本原理である負荷脱落量の推定手法か
ら説明する。ここで提供する推定手法は、電圧低下によ
る負荷脱落と、こnが発生したとしても過制御とならな
い程度の負荷しゃ断によって、電圧を建常領(IP−u
)付近に回復させた後における発電機出力と負荷電圧の
サンプリングデータに重みづけ最小二乗法を適用するこ
とによって負荷の電圧特性を同定し、こ扛に基づいて全
体の負荷脱落量、即ち電圧低下による脱落量と制御によ
るしゃ断食との和を推定するものである。第3図は、こ
の推定手法を簡単に1とめた概要説明図を示す。1fc
、この手法は、 1)電圧が足常値付近に回復した後は、負荷脱落が生じ
ない。
11)ローカル系統内の線路4n失は、S初できるほど
小さく、発電機出力は、はぼ負荷によって決足さnる。
という考え刀を前提としている。矢にその具体旧な展開
手順を説明していく。なお、ここでは負荷の周波数特性
は焦視できるものとする。
一般にトータル負荷をPLとすると、その電圧特性は次
式によって表現することができる。
P L=PLP+PI、■”L+PLZ−vL =−(
tlここで、VLは負荷電圧、PLPra、負荷の足屯
力分、PLIは負荷の定電流分、PL、Z は負荷の定
インピーダンス分をそnぞれ表わしている。主系統から
の分離が発生すると、ローカル系統内では各瞬時毎に、 P L=P G ・・・(21 が成立する。ここでPGに、ローカル系統に属する発電
機のトータル出力である。したがって、負荷電圧と発電
機出力のそれぞnにつ@n個のサンプリング・データが
得らt′したとすると、次式が成り立つ。
TPG”’ VL TP L −+3まただし、 TPG=〔PG1PG2・・・p Gn:] t’PL
=[:PLP PLI PLZ :]である。ここで、
tij転置を表わす。’fた添字が等しいデータは同時
刻にサンプリングさt″Lりことを示している。
(3)式に重みづけ最小二乗法を適用すると、TPLの
最適推定111暦Iは、次式によって与えられる。
・・・(4) yL、rpGを構成する負荷tEE、発電機出力の各サ
ンプリング・データとして、第3図に示した工うに、時
点t。からt、1での数段の負荷しや断又は脱落に工っ
て電圧が足常値付近に回復した後のサンプリングデータ
を使用すnば、(41式より得られる( PL;+PL
;−+PL;)なる蕾はローカル系統内に残存する負荷
の最適推定IIはとなる。例数なら、 (残存負荷の最適推定1@) =PL′X0(VLo) =PLP+PL□・vLo十PL、・VLo”=PL;
+PLI十PL; (”VLo=IP−1したがって、
トータルの負荷脱落量の推定値Pdropは、 Pdrop=(分晦前のトータル負荷ノー(pL;+p
L量十PL二]・・・ (5) でめることができる。これを用いて最終段の制御量とし
ての負荷しゃ断食Pc、terは、。、ter−(分離
前に主系統から供給されてい友有効電力Ps)−Pdr
o′yp ・・・(6) で決足さnる。
なお重みづけ行列IRは、−斂に鉄則ノイズの共分散行
列で与えら九るが、こrLが未知の場合は仄の工うに決
めてもよい。
予かしめローカル系統内における負荷の足電力分、定電
流分、足インピーダンス分の構成比率を把握しておき各
成分の推定結果PLP’1.PLI、PLZがこの比率
に近い値で得られるような旧を選ぶものである。
第4図は、この負荷脱落量推定手法を取り入nた本発明
の一実施による系統安定化装置の構成を系統と共に示し
た構成図である。この実施例では第1図と同じ系統を用
いて説明していくことにする。なお第4図において、第
1図と同一符号は同−又は相当部分を示すので詳しい説
明は省略する。
ここでは第1図の場合と異なり発電機出力用の入力変換
回路61c、負荷電圧用の入力変換回路67が系統安定
化装置6円に付加さnている。以下、この実施例の動作
について説明していく。
亥流器C,T、計器用紫圧器P、Tより構成されるセン
サ23.24及び32に二って検出さf′した電流、電
圧データはコントロールケープ/I/25.27及び通
信ルート33を介して、常時系統安定化装置6に入力さ
nる。こnらのデータをもとに、高調渡分、過渡振動分
を除去するフィルタ回路、有効電力を導出する有効電力
変換器、アナログ量をディジクル量に変換するアナログ
/ディジタル変換回路等で構成される入力変換回路6’
la、61b及び61cは、主系統から供給されている
有効電力潮流Ps、しゃ断対象負荷の有効電力分及び発
電機出力(有効分)を算出し、これをディジタル量に変
換した後に演算処理装置63に出力する。
17?:、計器用変圧器PT工り構成さnるセノ−y′
28に工って検出さfした負荷電圧VLも、フィルタ回
路、アナログ7ティジタル賀換回路等で構成さnる入力
変換回路67でディジタルi[変換さnた後、演算処理
装置63に出力される。−刀、コントロールケーブル2
6及び通信ルート12を介して送られてくるしゃ断器1
1及びしゃ断器12の開閉情報も、ルート断検出回路6
2に工ってディジタル情報に変換さf′Lyc後、演算
処理装置63に出力さnる。これらのテークを用いて主
系統が分離するルート断が発生し、ローカル系統が単独
運転となったことを検出した場合に、演算処理装置63
は第5図に示したフロー図に従って安定化制御を実行す
る。
第5図において、70は主系統とローカル系統との間に
おけるルート断の発生を検出してから安定化制御をスタ
ートさせる開始ブロック、T1は負荷電圧VLが基準値
vref工り大きいか否かの判断ブロック、72は負荷
電圧につきVL〈■refのとき第1段目の負荷選択を
行う処理ブロック、73Fi第i段目の負荷しゃ断pc
(i)ft実行する処理ブロックで、このp c (i
)は電圧低下による負荷脱落が起ったとしても過制御と
ならない程度の量に設足さ扛ている。T4も負荷電圧に
つきVL〉■ref ”再び判断する処理ブロック、T
5は第i十1番目の負荷選択をする処理ブロック、76
は+41 、 +51式エリトータルの負荷脱落量”d
rop を演算する処理ブロック、T7は最終段の負荷
しゃ断”c、terを(6)式におけるPc、ter=
”a ”dropから演算する処理ブロック、78は負
荷しゃ断食Pc、、8rvcよる負荷しゃ断?Y、実行
する処理プロッタ、さらにT9は制御終了ブロックであ
る。なお、判断ブロック71.T4における基準値■r
efは負荷電圧vLがこの値以上に回復したならば負荷
脱落に生じないものとする様な値であり、はぼ定常@に
近い0.8〜0.9p、u、程度の値に選ぶとよい。
この様な制御子J順にぶって全ての負荷しゃ断が実行さ
nるので、エリ精度の高い需給ノ(ランスを回復保vj
することができる。
なお上記実施例は一機一笈を所系統に適用した場合であ
るが、多機多渡電所系統においても、PGとして発電機
の合計出力、VLとして@変電所の平均電圧又は容量の
大きな代表ff電所の負荷電圧を用いnば同様の効果が
得らnる。1だ、負荷脱落量の推定手法としては重みづ
け最小2乗法の他に一般の最小2乗法、指数平滑法、連
立方程式を)宵<方法などが考えらnる。
以上のように本発明に工fば発電機出力と負荷電圧とい
う限られたデータエリ負倚脱f4批火W定することがで
きるので、比較的シングルなシステム構成で相反の高い
分離系統の″ra給バランス制御が行えると共に、特圧
負荷脱落量が多い場合に発電機の供給過剰に起因する分
離後のローカル系統全体が潰れてし1つ危険性も皆無と
なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の系統安定化装置の構成図、第2図は主系
統から分離後のローカル系統の負荷電圧の波形図、第3
図は本発明の基本原理による負荷脱落量推定手法の概念
説明図、第4図は本発明の一実施例による系統安定化装
置の構成図、第5図は同実施例における演算処理装置6
3の処理フロー図である。 1.2・・・変電所、3・・・発電所、4,5・・・送
電線、6・・・系統安定化装置、11.21.22・・
・しゃ断器、i2.33・・・通信ケープ〃、23.2
4,28゜32・・・センサ、25,26,29. ・
・・・・・コントロール・ケーブル、30a・・・非し
ゃ断対象負荷、30 b−−・しゃ断対象負荷、61 
a + 6 lb+ 61c+67・・・入力変換回路
、62・・・ルート断検出回路、63・・・演算処理装
置、64・・・ストッパー、65・・・出力回路。 なお、図中、同一符号は同−又に相当部分を示す。 代理人 人岩増雄 訊1図 第 2 図 第3図 1 第 4 図 第5図 手続補正書 59412 昭和 年 月 日 ↑1許庁長宮殿 2 発明の名称 系統安定化装置 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6 補正の内容 明細書第12頁第19行目から第20行目「主ト統が分
離するルート断が発生し、」とあるのを[主系統との連
系線にルート断事故が発生し、]二補正する。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 発電所及び負荷を連系したローカル系統が主系統から分
    離されたとき上記ローカル系統の需給バランスを制御す
    る系統安定化装置において、電圧低下による負荷脱落が
    生じても過制御とならない工うに負荷しゃ断を行った後
    、オンラインでサンプリング検出さfLり発電機出力デ
    ータ及び負荷電圧データに重みづけ最小二乗法を適用し
    て残存負荷の最適推定値を算出し、分離前のトータル負
    荷量から上記残存負荷の最適推定値を減算して得たトー
    タル負荷脱落量推足櫃から最終段の負荷しゃ断食を算出
    して上記ローカル系統に反映し、上記ローカル系統の需
    給バランスを制御したことを特徴とする系統安定化装置
JP58182814A 1983-09-30 1983-09-30 系統安定化装置 Pending JPS6077632A (ja)

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JP58182814A JPS6077632A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 系統安定化装置

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JPS6077632A true JPS6077632A (ja) 1985-05-02

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ID=16124905

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JP58182814A Pending JPS6077632A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 系統安定化装置

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JP (1) JPS6077632A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6192126A (ja) * 1984-10-11 1986-05-10 株式会社東芝 電力系統安定化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6192126A (ja) * 1984-10-11 1986-05-10 株式会社東芝 電力系統安定化装置

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