JP2647085B2 - Step-out prediction device - Google Patents
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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脱調を早期に予測判定し得るよう
にした脱調予測装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an out-of-step prediction device capable of predicting and determining out-of-step of a power system at an early stage.
(従来の技術) 従来から、電力系統事故等によって系統が脱調するこ
とを検出するための手段として、電力系統の送電線両端
の電気所相互間の電圧位相角を比較し、両者の差分が電
気角で例えば180度以上になったことを検出して脱調と
判定する方法がある。しかし、このような手段では脱調
検出が遅れるため、たとえこの条件によって種々の系統
安定化制御を行なったとしても、制御時間が遅れること
によって脱調現象が他に波及してしまう恐れがある。(Prior art) Conventionally, as a means for detecting a step-out of a system due to a power system accident or the like, a voltage phase angle between electric stations at both ends of a transmission line of a power system is compared, and a difference between the two is determined. There is a method of detecting that the electrical angle has become, for example, 180 degrees or more and determining that the step-out occurs. However, such a means delays step-out detection, so that even if various system stabilization controls are performed under these conditions, there is a risk that step-out phenomena may spread to other parts due to a delay in control time.
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように、従来の方法では電力系統が脱調に至る
ことを早期に検出することができず、結果的に脱調現象
が他に波及してしまうという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional method, it is not possible to early detect that the power system is out of step, and as a result, the out-of-step phenomenon spreads to other parts. There was a problem.
本発明の目的は、電力系統が脱調に至ることを早期に
しかも高精度で予測判定することが可能な脱調予測装置
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a step-out prediction device that can early and highly accurately predict and determine that a power system will step out.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明による脱調予測
装置は、複数台の発電機を備えて構成される電力系統に
おける各発電機の電気的出力を所定時間間隔で夫々検出
する電力検出手段と、電力系統に事故が発生すると、電
力検出手段から伝送手段を介して夫々伝送される各発電
機の電気的出力を用いて、各発電機の角速度と内部位相
角を求め、次に電力系統の事故が除去されると、各発電
機の電気的出力と角速度と内部位相角とを用いて、電力
系統全体の運動エネルギーと位置エネルギーを求め、次
に事故除去後から現時点までの複数時点の各発電機の電
気的出力を用いて、予め設定した推定式の係数を求め、
次にこの推定式を用いて、各発電機の電気的出力の推定
値を求め、次にこの推定値を用いて、角発電機と各速度
の内部位相角の推定値を求め、次に各発電機の電気的出
力、角速度、内部位相角の各推定値を用いて、電力系統
全体の運動エネルギーと位置エネルギーの予測値を求め
る演算手段と、演算手段により求められた電力系統全体
の運動エネルギーと位置エネルギーの予測値に基づい
て、当該運動エネルギーの予測値が増加し位置エネルギ
ーの予測値が減少しかつ両者の差分が予め設定されたし
きい値を超えたことを条件に電力系統の脱調と判定する
脱調判定手段とを備えて成る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, a step-out prediction device according to the present invention includes a plurality of generators in a power system including a plurality of generators. Power detection means for detecting the electrical output of each at predetermined time intervals, and, when an accident occurs in the power system, using the electrical output of each generator transmitted from the power detection means via the transmission means, respectively, The generator's angular velocity and internal phase angle are determined, and when the power system accident is removed, the kinetic energy and potential energy of the entire power system are calculated using the electrical output, angular velocity, and internal phase angle of each generator. Then, using the electrical output of each generator at a plurality of times from the accident removal to the present time, to find the coefficient of the preset estimation formula,
Next, using this estimation formula, an estimate of the electrical output of each generator is obtained, and then using this estimate, an estimate of the internal phase angle of the angular generator and each speed is obtained. Calculating means for obtaining a predicted value of kinetic energy and potential energy of the entire power system using the estimated values of the electrical output, angular velocity, and internal phase angle of the generator; and kinetic energy of the entire power system obtained by the calculating means Based on the predicted value of the kinetic energy and the predicted value of the potential energy on the basis of the predicted value of the potential energy and the predicted value of the potential energy, on the condition that the predicted value of the potential energy decreases and the difference between the two exceeds a predetermined threshold value. Step-out determination means for determining a key.
(作用) 上述の脱調予測装置においては、電力系統に事故が発
生すると系統の各発電機の電気的出力が電力検出手段に
より夫々検出され、伝送手段を介して演算手段に伝送さ
れる。そして演算手段では、系統事故が除去されると、
この各発電機の電気的出力に基づいて系統全体の運動エ
ネルギーと位置エネルギーが演算され、さらにこの演算
値を用いて将来の値が予測される。さらに脱調判定手段
では、この演算手段により予測された電力系統全体の運
動エネルギーと位置エネルギーとに基づいてその変化傾
向、すなわち運動エネルギーの予測値が増加し位置エネ
ルギーの予測値が減少しかつ両者の差分が予め設定され
たしきい値を超えたことを検出したことにより電力系統
の脱調と判定されることになる。(Operation) In the step-out prediction device described above, when an accident occurs in the power system, the electric output of each generator in the system is detected by the power detection unit and transmitted to the calculation unit via the transmission unit. Then, in the calculating means, when the system fault is removed,
The kinetic energy and potential energy of the entire system are calculated based on the electrical output of each generator, and future values are predicted using the calculated values. Further, in the step-out determination means, the change tendency based on the kinetic energy and the potential energy of the entire power system predicted by the calculation means, that is, the predicted value of the kinetic energy increases, the predicted value of the potential energy decreases, and both Is detected as exceeding the preset threshold value, it is determined that the power system is out of synchronization.
(実施例) まず、本発明による脱調判定の考え方について説明す
る。Embodiment First, the concept of step-out determination according to the present invention will be described.
電力系統の脱調を判定する方法には、電圧,電流等の
電気的情報を使用する方法と、電力系統事故等によって
系統に蓄積したエネルギーを用いる方法とがある。特に
後者は、エネルギー法あるいはリヤプノフ法として知ら
れている。本発明による脱調判定としては、このエネル
ギー法を用いるものである。Methods for determining the out-of-step of the power system include a method using electrical information such as voltage and current, and a method using energy accumulated in the system due to a power system accident or the like. In particular, the latter is known as the energy method or the Lyapunov method. The out-of-step determination according to the present invention uses this energy method.
すなわち、(1)式にエネルギー関数の一例を示す。
(1)式において、右辺第一項が系統全体の運動エネル
ギー、右辺第二項が系統全体の位置エネルギーである。
また、添字iは各発電機、添字COIは発電機の慣性定数
により重み付けされた慣性中心の諸量をそれぞれ示すも
のである。That is, equation (1) shows an example of the energy function.
In equation (1), the first term on the right side is the kinetic energy of the entire system, and the second term on the right side is the potential energy of the entire system.
The subscript i indicates each generator, and the subscript COI indicates various quantities of the center of inertia weighted by the inertia constant of the generator.
ここで、 θi=δi−δCI …(2c) Pai=PINi−Pei …(2e) なお、(2a)〜(2f)式の右辺における記号は夫々次
のことを意味する。 here, θ i = δ i −δ CI (2c) P ai = P INi −P ei … (2e) The symbols on the right side of the equations (2a) to (2f) mean the following, respectively.
M:発電機の慣性定数、ω:発電機の角速度、δ:発電
機の内部位相角、PIN:発電機への機械入力、Pe:発電機
の電気的出力。M: inertia constant of the generator, ω: angular velocity of the generator, δ: internal phase angle of the generator, PIN: mechanical input to the generator, Pe: electrical output of the generator.
第2図(a)(b)は、電力系統に3相短絡事故等が
発生した場合の運動エネルギー(以下、KEと称する)と
位置エネルギー(以下、PEと称する)の時間的動きの一
例を示すもので、第2図(a)は安定な場合、第2図
(b)は不安定(系統の一部が脱調する)な場合であ
る。さて、エネルギー法の特徴として、KEとPEとを加え
た合計エネルギーは一定となることが知られており、第
2図(a)(b)から分るように系統事故によって蓄積
されたエネルギーは、事故除去後にKEとPEとで分担し合
う。そして、安定な場合は事故中のKEを系統が吸収する
ため、PEが増加してKEが減少する。一方、不安定な場合
は事故中のKEを系統が吸収する能力がないため、KEが増
大して不安定となる。従って、エネルギー法の有するこ
のような特徴を予測という手段によって早期にとらえる
ことにより、迅速でかつ適切な脱調判定を行なうことが
可能となる。具体的には、事故除去後のKE,PEの予測値
が第2図(b)に示すような変化傾向、すなわちKEが増
加し,PEが減少し,かつ両者の差分が予め設定されたし
きい値を超えた場合に系統の脱調と判定するものであ
る。FIGS. 2 (a) and 2 (b) show examples of temporal movement of kinetic energy (hereinafter, referred to as KE) and potential energy (hereinafter, referred to as PE) when a three-phase short circuit accident or the like occurs in the power system. 2 (a) shows a case where the system is stable, and FIG. 2 (b) shows a case where the system is unstable (a part of the system loses synchronism). Now, as a feature of the Energy Law, it is known that the total energy obtained by adding KE and PE is constant. As can be seen from FIGS. 2 (a) and 2 (b), the energy accumulated by the system accident is After the accident has been eliminated, the KE and PE share each other. In a stable case, since the system absorbs the KE during the accident, the PE increases and the KE decreases. On the other hand, when unstable, the KE increases and becomes unstable because the system does not have the ability to absorb the KE during the accident. Therefore, by quickly catching such characteristics of the energy method by means of prediction, it is possible to make a quick and appropriate step-out determination. Specifically, the predicted values of KE and PE after the accident has been removed tend to change as shown in FIG. 2 (b), ie, KE increases, PE decreases, and the difference between the two is set in advance. When the threshold value is exceeded, it is determined that the system is out of synchronization.
次に、エネルギー値の具体的な演算方法について述べ
る。Next, a specific calculation method of the energy value will be described.
まず、事故発生前の定常状態において、各発電機の電
気的出力Pei(0)を検出し、その値を各発電機の機械
入力PINiとする。次に、系統に事故が発生したならばΔ
t間隔で検出した各発電機の電気的出力Peiを用いて、
(3a),(3b)式に示す運動方程式より角速度ωi,内部
位相角δiを演算する。First, in a steady state before the occurrence of the accident, the electrical output Pei (0) of each generator is detected, and the value is used as the mechanical input PINi of each generator. Next, if an accident occurs in the system, Δ
Using the electrical output Pei of each generator detected at t intervals,
The angular velocity ωi and the internal phase angle δi are calculated from the equations of motion shown in equations (3a) and (3b).
ωi(t)=ωi(t−Δt)+(PINi−Pei(t))Δt/Mi …(3a) δi(t)=δi(t−Δt)+(ωi(t)+ωi(t−Δ
t))Δt/2Mi …(3b) 次に、系統事故が除去されたならば、上述の角速度ω
i,内部位相角δiの演算結果を用いて、(2)式より からPCIを演算し、最後に(4)式よりKE(t)
を,(5)式よりPE(t)を夫々求める。ω i (t) = ω i (t−Δt) + (P INi− P ei (t) ) Δt / M i (3a) δ i (t) = δ i (t−Δt) + (ω i ( t) + ω i (t−Δ
t)) Δt / 2M i (3b) Next, if the system fault is eliminated, the above-described angular velocity ω
i, using the calculation result of the internal phase angle δi, Calculating a P CI from, KE than last (4) (t)
And PE (t) are obtained from the equation (5).
次に、エネルギー値の具体的な予測方法について述べ
る。 Next, a specific method of predicting the energy value will be described.
まず、第3図に示すように現時点までの各発電機の電
気的出力Peiの実測値を用いて、最小自乗法により予め
設定した推定値の係数を演算し、その推定式の延長上の
点とて推定値Pei*をΔt間隔で求める。例えば、推定
式が(6)式で示す2次式の場合で説明する。First, as shown in FIG. 3, using the actually measured values of the electric output Pei of each generator up to the present time, a coefficient of an estimated value set in advance by the least squares method is calculated. Then, the estimated value Pei * is obtained at intervals of Δt. For example, the case where the estimation expression is a quadratic expression represented by Expression (6) will be described.
まず、現時点までの各発電機の電気的出力Peiの実測
値を用いて、最小自乗法により推定式の係数C1,C2,C3を
求める。次に、(7)式よりΔt間隔毎の推定時間を設
定し、これを(6)式に代入することによって推定値Pe
i*を演算する。 First, the coefficients C 1 , C 2 , and C 3 of the estimation formula are obtained by the least squares method using the actual measured values of the electric output Pei of each generator up to the present time. Next, the estimated time Pe is set for each Δt interval from equation (7), and is substituted into equation (6) to obtain the estimated value Pe.
Calculate i * .
t=t0+n・Δt ……(7) (n=1,……,ns) ここで、t0は現在の時間、nsはΔt間隔毎の推定回数
である。t = t 0 + n · Δt (7) (n = 1,..., ns) Here, t 0 is the current time, and ns is the estimated number of times for each Δt interval.
次に、Δt間隔で求めた電気的出力の推定値Pei*を
用いて、前述したエネルギー値の演算方法と同様にし
て、(3a),(3b)式より角速度,内部位相角の推定値
ωi*,δi*を演算する。そして、Pei*,ωi*,
δi*を用いて、(2),(4),(5)式から運動エ
ネルギーの予測値KE*,位置エネルギーの予測値PE*を
求める。Next, using the estimated value Pei * of the electrical output obtained at the Δt interval, in the same manner as the above-described calculation method of the energy value, the estimated value ωi of the angular velocity and the internal phase angle is obtained from the equations (3a) and (3b) * , Δi * are calculated. And Pei * , ωi * ,
Using δi * , a predicted value of kinetic energy KE * and a predicted value of potential energy PE * are obtained from equations (2), (4) and (5).
最後に、以上説明した方法によって予測された運動エ
ネルギーKE*,位置エネルギーPE*を用いて、脱調を判
定する方法について述べる。Finally, a method for determining out-of-step using the kinetic energy KE * and the potential energy PE * predicted by the above-described method will be described.
第4図(a)(b)は、脱調と判定する場合のKE,PE
個別の動き,および両者の差分の動きを示すもので、第
4図(a)はKE,PE個別の動き、第4図(b)は両者の
差分(KE−PE)の動きを夫々示している。また同図にお
いて、KE,PEは演算値、KE*,PE*は予測値を夫々示して
いる。FIGS. 4 (a) and 4 (b) show KE and PE when it is determined that a step-out occurs.
FIG. 4 (a) shows the movement of the individual KE and PE, and FIG. 4 (b) shows the movement of the difference between them (KE-PE). I have. Also, in the figure, KE and PE indicate calculated values, and KE * and PE * indicate predicted values, respectively.
まず、KE*,PE*が夫々増加,減少傾向であるか否か
を、(8)式を用いて判定する。First, it is determined whether or not KE * and PE * are increasing and decreasing, respectively, by using equation (8).
その結果、もしKE*,PE*個別の動きが(8)式を満
足しているならば、つぎに(9)式により最終予測時点
の両者の差分(KE*−PE*)が予め設定されたしきい値
Elを超えているか否かを判定する。そして、これらの
(8),(9)式が同時に満足されているならば、最終
的に脱調と判定する。 As a result, if the individual motion of KE * and PE * satisfies the expression (8), the difference (KE * −PE * ) between the two at the final prediction time is set in advance by the expression (9). Threshold
It is determined whether or not El is exceeded. If these equations (8) and (9) are satisfied at the same time, it is finally determined that the step-out occurs.
KE*(to+ns・Δt)−PE*(to+ns・Δt)>EI …(9) なお第5図に、以上説明した本発明による脱調判定方
法の全体的な流れ図を示している。このように、本発明
では、電力系統の事故発生前後の発電機の出力(電気的
出力)に基づいて、電力系統の脱調現象が発生するか否
かの指標である、電力系統全体の運動エネルギーと位置
エネルギーとをオンラインで演算し、かつこの演算値を
用いて短時間将来の変化を予測し、その変化傾向から電
力系統の脱調現象を早期に判定(安定度を判定)するも
のである。The KE * (to + ns · Δt ) -PE * (to + ns · Δt)> E I ... (9) Note that FIG. 5 shows the overall flow diagram of the step-out determination method according to the present invention described above. As described above, according to the present invention, the motion of the entire power system, which is an index of whether or not a step-out phenomenon of the power system occurs based on the output (electrical output) of the generator before and after the occurrence of the accident in the power system, Energy and potential energy are calculated online, and the calculated value is used to predict a short-term future change, and the out-of-step phenomenon of the power system is determined at an early stage (determination of stability) from the change tendency. is there.
以下、上述のような考え方に基づく本発明の一実施例
について図面を参照して説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention based on the above-described concept will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の脱調予測装置を適用した電力系統
の構成例を示すものである。第1図において、1は対象
となる電力系統、G1,G2はこの電力系統1に併入する発
電機、B1,B2は発電機G1,G2側の母線である。一方、21,2
2は計器用変圧器PT1,PT2および変流器CT1,CT2を介し
て,各発電機G1,G2の電気的出力を夫々検出する電力検
出手段、31,32はこの電力検出手段21,22からの検出信号
を夫々伝送するための伝送手段、4はこの伝送手段31,3
2を介して夫々伝送される検出信号である各発電機G1,G2
の電気的出力を入力とし、これに基づいて系統全体の運
動エネルギーKEと位置エネルギーPEを演算しかつ予測す
る演算手段、5はこの演算手段4により予測された系統
全体の運動エネルギーKEと位置エネルギーPEとに基づい
て、運動エネルギーKEの予測値が増加し位置エネルギー
PEの予測値が減少しかつ両者の差分(KE−PE)が予め設
定されたしきい値を超えたことを場合に系統の脱調と判
定する脱調判定手段である。FIG. 1 shows a configuration example of a power system to which a step-out prediction device of the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a target power system, G1 and G2 denote generators incorporated into the power system 1, and B1 and B2 denote buses on the generators G1 and G2 side. Meanwhile, 21,2
2 is a power detecting means for detecting the electrical output of each of the generators G1 and G2 via the instrumentation transformers PT1 and PT2 and the current transformers CT1 and CT2, respectively. Transmission means 4 for transmitting the detection signals respectively, and 4
2, each generator G1, G2 which is a detection signal transmitted through
Calculating means 5 for calculating and predicting the kinetic energy KE and the potential energy PE of the entire system based on the electrical output of the input, and 5 the kinetic energy KE and the potential energy of the entire system predicted by the The predicted value of kinetic energy KE increases based on PE and potential energy
This is a step-out determination means for determining that the system is out of step when the predicted value of the PE decreases and the difference between the two (KE-PE) exceeds a preset threshold value.
次に、以上のように構成した脱調予測装置の作用につ
いて説明する。Next, the operation of the step-out prediction device configured as described above will be described.
まず定常時には、電力系統1に併入する発電機G1,G2
の電気的出力が電力検出手段21,22によって検出され、
伝送手段31,32を介して演算手段4に伝送される。そし
て演算手段4では、この値が各発電機G1,G2の機械入力P
INiとして記憶されている(第5図のステップS1)。First, in the steady state, the generators G1 and G2
The electrical output of is detected by the power detection means 21 and 22,
The data is transmitted to the calculation means 4 via the transmission means 31 and 32. Then, in the arithmetic means 4, this value is used as the mechanical input P of each generator G1, G2.
This is stored as INi (step S1 in FIG. 5).
次に、このような状態で電力系統1に事故が発生する
と、定常時の場合と同様に発電機G1,G2の電気的出力Pei
(t)が電力検出手段21,22によってΔt間隔で検出さ
れ、伝送手段31,32を介して演算手段4に伝送される。
そして演算手段4において、この伝送された発電機G1,G
2の電気的出力Pei(t)を用いて、第5図のステップS2
の作用により各発電機G1,G2の角速度ωi,内部位相角ω
iが求められる。Next, when an accident occurs in the power system 1 in such a state, the electric output Pei of the generators G1 and G2 is set in the same manner as in the steady state.
(T) is detected at intervals of Δt by the power detection units 21 and 22 and transmitted to the calculation unit 4 via the transmission units 31 and 32.
Then, in the arithmetic means 4, the transmitted generators G1, G
Using the electrical output Pei (t) of step 2 in step S2 of FIG.
Of each generator G1, G2, the internal phase angle ω
i is required.
次に、系統事故が除去されると、第5図のステップS3
の作用により系統全体の運動エネルギーKE,位置エネル
ギーPEが求められる。さらに、系統事故除去後一定時間
経過すると、現時点までの複数時点の発電機G1,G2の電
気的出力の実測値を基に、第5図のステップS4〜ステッ
プS7の作用にしたがって運動エネルギー,位置エネルギ
ーの予測値KE*,PE*が求められる。そして脱調判定手
段5においては、演算手段4で求められた運動エネルギ
ー,位置エネルギーの予測値KE*,PE*を用いて、第5
図のステップS8の作用により電力系統1の脱調判定が行
なわれる。その結果、脱調と判定された場合には、図示
しない系統安定化装置に対して判定結果が出力され、系
統安定化制御を実施して系統の脱調が事前に防止される
ことになる。また、脱調と判定されない場合には、第5
図のステップS2に戻って前述した脱調判定が事故発生後
一定期間継続して行なわれることになる。Next, when the system fault is eliminated, step S3 in FIG.
The kinetic energy KE and the potential energy PE of the whole system are obtained by the action of. Further, when a certain period of time has elapsed after the removal of the system fault, the kinetic energy and the position are calculated according to the operations of steps S4 to S7 in FIG. The predicted values KE * and PE * of the energy are obtained. The out-of-step determining means 5 uses the predicted values KE * and PE * of the kinetic energy and the potential energy obtained by the calculating means 4 to obtain a fifth step.
The step-out determination of the power system 1 is performed by the operation of step S8 in the figure. As a result, when it is determined that a step-out occurs, a result of the determination is output to a system stabilization device (not shown), and system stabilization control is performed to prevent a step-out of the system in advance. If it is not determined that the step-out occurs, the fifth step
Returning to step S2 in the figure, the step-out determination described above is continuously performed for a certain period after the occurrence of the accident.
上述したように、本実施例による脱調予測装置は、2
台の発電機G1,G2を備えて構成される電力系統1におけ
る各発電機G1,G2の電気的出力を夫々検出する電力検出
手段21,22と、この電力検出手段21,22から伝送手段31,3
2を介して夫々伝送される各発電機G1,G2の電気的出力を
入力とし,これに基づいて系統全体の運動エネルギーと
位置エネルギーを演算(KE,PE)しかつ予測(KE*,P
E*)する演算手段4と、この演算手段4により予測さ
れた系統全体の運動エネルギーKE*と位置エネルギーPE
*に基づいて,運動エネルギーの予測値KE*が増加し位
置エネルギーの予測値PE*が減少しかつ両者の差分(KE
*−PE*)が予め設定されたしきい値Elを超えたことを
条件に系統の脱調と判定する脱調判定手段5とを備えて
構成したので、電力系統1が事故発生によって脱調に至
ることを早期に検出することが可能となり、もって本脱
調予測装置による判定条件を用いて何らかの系統安定化
制御を実施することにより、電力系統1が脱調に至るの
を事前に防止することができる。すなわち、本実施例の
脱調予測装置では、電力系統1全体の運動エネルギーと
位置エネルギーの変化をオンラインで把握するようにし
ているので、系統状態や事故点の変化に応じたエネルギ
ー変化を捕らえることができるため、電力系統1の脱調
現象を早期にしかも高精度で判定することが可能とな
る。As described above, the step-out prediction device according to the present embodiment has two steps.
Detecting means 21 and 22 for respectively detecting the electrical output of each generator G1 and G2 in the power system 1 including the two generators G1 and G2, and transmitting means 31 from the power detecting means 21 and 22. , 3
The kinetic energy and potential energy of the entire system are calculated (KE, PE) and predicted (KE * , P) based on the electrical output of each generator G1, G2 transmitted via
E * ) calculating means 4, and the kinetic energy KE * and the potential energy PE of the entire system predicted by the calculating means 4
* , The predicted value KE * of the kinetic energy increases, the predicted value PE * of the potential energy decreases, and the difference (KE
* -PE *) since constructed and a determining step-out determination means 5 with step-out of the system on condition that exceeds a preset threshold value E l, de-power system 1 by accident Can be detected at an early stage, and by performing some system stabilization control using the determination conditions of the out-of-step prediction device, it is possible to prevent the power system 1 from leading out of step in advance. can do. That is, in the step-out prediction device of the present embodiment, changes in kinetic energy and potential energy of the entire power system 1 are grasped online, so that energy changes corresponding to changes in the system state and changes in accident points can be captured. Therefore, the step-out phenomenon of the power system 1 can be determined early and with high accuracy.
尚、上記実施例では説明の簡単化のため電力系統1に
併入する発電機が2台の場合について述べたが、これに
限らず3台以上の場合についても同様に本発明を適用す
ることができるものである。In the above embodiment, for simplicity of description, the case where the number of generators incorporated into the power system 1 is two has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to the case of three or more generators. Can be done.
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、複数台の発電機
を備えて構成される電力系統における各発電機の電気的
出力を所定時間間隔で夫々検出する電力検出手段と、電
力系統に事故が発生すると、電力検出手段から伝送手段
を介して夫々伝送される各発電機の電気的出力を用い
て、各発電機の角速度と内部位相角を求め、次に電力系
統の事故が除去されると、各発電機の電気的出力と角速
度と内部位相角とを用いて、電力系統全体の運動エネル
ギーと位置エネルギーを求め、次に事故除去後から現時
点までの複数時点の各発電機の電気的出力を用いて、予
め設定した推定式の係数を求め、次にこの推定式を用い
て、各発電機位の電気的出力の推定値を求め、次にこの
推定値を用いて、各発電機の角速度と内部位相角の推定
値を求め、次に各発電機の電気的出力、角速度、内部位
相角の各推定値を用いて、電力系統全体の運動エネルギ
ーと位置エネルギーの予測値を求める演算手段と、演算
手段により求められた電力系統全体の運動エネルギーと
位置エネルギーの予測値に基づいて、当該運動エネルギ
ーの予測値が増加し位置エネルギーの予測値が減少しか
つ両者の差分が予め設定されたしきい値を超えたことを
条件に電力系統の脱調と判定する脱調判定手段とを備え
て構成するようにしたので、電力系統が脱調に至ること
を早期にしかも高精度で予測判定することが可能な脱調
予測装置が提供できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a power detection unit that detects an electrical output of each generator in a power system including a plurality of generators at predetermined time intervals, When an accident occurs in the power system, the angular velocity and internal phase angle of each generator are obtained by using the electrical output of each generator transmitted from the power detection means via the transmission means, and then the power system Is removed, the kinetic energy and potential energy of the entire power system are obtained using the electrical output, angular velocity, and internal phase angle of each generator, Using the electrical output of the generator, find the coefficient of the preset estimation formula, then use this estimation formula to find the estimated value of the electrical output of each generator position, and then use this estimated value Estimate the angular velocity and internal phase angle of each generator. Next, using the estimated values of the electrical output, angular velocity, and internal phase angle of each generator, calculating means for obtaining predicted values of kinetic energy and potential energy of the entire power system, and electric power obtained by the calculating means Based on the predicted values of the kinetic energy and the potential energy of the entire system, the condition is that the predicted value of the kinetic energy increases, the predicted value of the potential energy decreases, and the difference between the two exceeds a preset threshold value. Out-of-step determining means for determining out-of-step of the electric power system. Can be provided.
第1図は本発明の脱調予測装置を適用した電力系統の構
成例を示す図、第2図(a)(b)は電力系統に3相短
絡事故等が発生した場合のエネルギーの時間的動きを示
す図、第3図は将来の発電機の電気的出力を推定する方
法を説明するための図、第4図(a)(b)は脱調と判
定する場合のエネルギーの時間的動きを説明するための
図、第5図は脱調判定方法の全体的な流れを説明するた
めの流れ図である。 1……電力系統、21,22……電力検出手段、31,32……伝
送手段、4……演算手段4、5……脱調判定手段。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power system to which a step-out prediction device of the present invention is applied, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show temporal changes in energy when a three-phase short-circuit accident or the like occurs in the power system. FIG. 3 is a diagram showing a movement, FIG. 3 is a diagram for explaining a method of estimating an electric output of a future generator, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) are temporal movements of energy when it is determined that a step-out occurs. FIG. 5 is a flowchart for explaining the overall flow of the step-out determination method. 1 ... power system, 21 and 22 ... power detection means, 31 and 32 ... transmission means, 4 ... calculation means 4, 5 ... step-out determination means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日沖 栄二 名古屋市緑区大高町字北関山20の1 中 部電力株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 小俣 和也 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝府中工場内 (72)発明者 佐藤 正弘 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝府中工場内 (56)参考文献 特開 昭61−214726(JP,A) 特開 昭61−214728(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Eiji Hioki 20-1 Kitasekiyama, Odaka-cho, Midori-ku, Nagoya-shi Within Chubu Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Kazuya Omata Toshiba, Fuchu-shi, Tokyo No. 1 in the Toshiba Fuchu Plant Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Sato 1 in Toshiba-cho, Fuchu City, Tokyo Prefecture In the Toshiba Fuchu Plant Co., Ltd. (56) References JP-A-61-214726 (JP, A) Sho 61-214728 (JP, A)
Claims (1)
統の脱調を予測判定する脱調予測装置において、 前記各発電機の電気的出力を所定時間間隔で夫々検出す
る電力検出手段と、 前記電力系統に事故が発生すると、前記電力検出手段か
ら伝送手段を介して夫々伝送される前記各発電機の電気
的出力を用いて、前記各発電機の角速度と内部位相角を
求め、次に前記電力系統の事故が除去されると、前記各
発電機の電気的出力と角速度と内部位相角とを用いて、
前記電力系統全体の運動エネルギーと位置エネルギーを
求め、次に事故除去後から現時点までの複数時点の前記
各発電機の電気的出力を用いて、予め設定した推定式の
係数を求め、次にこの推定式を用いて、前記各発電機の
電気的出力の推定値を求め、次にこの推定値を用いて、
前記各発電機の角速度と内部位相角の推定値を求め、次
に前記各発電機の電気的出力、角速度、内部位相角の各
推定値を用いて、前記電力系統全体の運動エネルギーと
位置エネルギーの予測値を求める演算手段と、 前記演算手段により求められた前記電力系統全体の運動
エネルギーと位置エネルギーの予測値に基づいて、当該
運動エネルギーの予測値が増加し位置エネルギーの予測
値が減少しかつ両者の差分が予め設定されたしきい値を
超えたことを条件に前記電力系統の脱調と判定する脱調
判定手段と、 を備えて成ることを特徴とする脱調予測装置。An out-of-step predicting device for predicting out-of-step of a power system including a plurality of generators, wherein power detecting means for detecting an electrical output of each of the generators at predetermined time intervals. When an accident occurs in the power system, using the electrical output of each of the generators respectively transmitted from the power detection means via the transmission means, to determine the angular velocity and internal phase angle of each of the generators, Next, when the accident of the power system is removed, using the electric output, angular velocity, and internal phase angle of each generator,
Determine the kinetic energy and potential energy of the entire power system, then use the electrical output of each of the generators at multiple times from the time after the accident was removed to the current time, to determine the coefficients of the preset estimation formula, and then Using an estimation formula, an estimated value of the electrical output of each of the generators is obtained, and then using this estimated value,
Obtain the estimated values of the angular velocity and the internal phase angle of each of the generators, and then use the estimated values of the electrical output, the angular velocity, and the internal phase angle of each of the generators to calculate the kinetic energy and the potential energy of the entire power system. Calculating means for calculating the predicted value of the kinetic energy and potential energy of the entire power system determined by the calculating means, the predicted value of the kinetic energy increases and the predicted value of the potential energy decreases. And a step-out judging means for judging that the electric power system has step-out on condition that a difference between the two exceeds a preset threshold value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074166A JP2647085B2 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Step-out prediction device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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|---|---|
| JPS63242137A JPS63242137A (en) | 1988-10-07 |
| JP2647085B2 true JP2647085B2 (en) | 1997-08-27 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2647085B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0681423B2 (en) * | 1985-03-18 | 1994-10-12 | 東京電力株式会社 | Power system stabilization method |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62074166A patent/JP2647085B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPS63242137A (en) | 1988-10-07 |
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