JP3418503B2 - 電力系統の周波数安定化装置 - Google Patents
電力系統の周波数安定化装置Info
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- JP3418503B2 JP3418503B2 JP18352896A JP18352896A JP3418503B2 JP 3418503 B2 JP3418503 B2 JP 3418503B2 JP 18352896 A JP18352896 A JP 18352896A JP 18352896 A JP18352896 A JP 18352896A JP 3418503 B2 JP3418503 B2 JP 3418503B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力系統の系統維持
および周波数維持方法に関わり、特に系統分離を生じた
場合において、オンライン情報を取り込み適応的に演算
及び制御を行うことで、系統維持と周波数維持を行う周
波数安定化装置に関する。
および周波数維持方法に関わり、特に系統分離を生じた
場合において、オンライン情報を取り込み適応的に演算
及び制御を行うことで、系統維持と周波数維持を行う周
波数安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統の運用において、送電線事故等
により電源線ルート断などが発生した場合、分離系統に
は需給不平衡によって周波数偏差を生じる。これを解消
して分離系統の周波数変動を安定化させるには、分離系
統内の需給不平衡分を迅速に是正する必要がある。その
手段としては、電源もしくは負荷を強制的に遮断するこ
とになる。これを目的に、従来より分離系統内において
緊急に電源遮断（電制）および負荷遮断（負制）を行う
周波数安定化装置が設置されている。
により電源線ルート断などが発生した場合、分離系統に
は需給不平衡によって周波数偏差を生じる。これを解消
して分離系統の周波数変動を安定化させるには、分離系
統内の需給不平衡分を迅速に是正する必要がある。その
手段としては、電源もしくは負荷を強制的に遮断するこ
とになる。これを目的に、従来より分離系統内において
緊急に電源遮断（電制）および負荷遮断（負制）を行う
周波数安定化装置が設置されている。
【０００３】観測によって、需給不平衡を把握すること
は困難であるため、現状のシステムでは、何らかの需給
不平衡の推定を行う。たとえば、分離発生地点の連系線
潮流量や電圧低下に起因する負荷脱落を考慮する。連系
線潮流量については観測により把握して、負荷脱落量に
ついては、大まかな概算方法として、電圧低下率の関係
の過去の統計から推定算出を行う。
は困難であるため、現状のシステムでは、何らかの需給
不平衡の推定を行う。たとえば、分離発生地点の連系線
潮流量や電圧低下に起因する負荷脱落を考慮する。連系
線潮流量については観測により把握して、負荷脱落量に
ついては、大まかな概算方法として、電圧低下率の関係
の過去の統計から推定算出を行う。
【０００４】推定した負荷脱落量と連系線潮流量とを合
算し、解消すべき需給不平衡と考え、この需給不平衡を
第一段制御量として制御を実施し、需給バランスの維持
を保ち周波数の安定化を行う。
算し、解消すべき需給不平衡と考え、この需給不平衡を
第一段制御量として制御を実施し、需給バランスの維持
を保ち周波数の安定化を行う。
【０００５】この種の公知例として、特公平７−１０８
０６３号公報、特公平７−１８４３２４号公報等があ
る。
０６３号公報、特公平７−１８４３２４号公報等があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記特公平７−１０８
０６３号公報には、推定した需給バランスの大部分を分
離直後に解消しようと制御を実施する方法が示されてい
る。この場合、統計的な負荷脱落量の推定処理における
誤差や観測処理における誤差の影響から過剰な制御を実
施する可能性がある。特に、供給過剰状態の分離系統に
対して、電制にて需給不平衡を解消する場合には、過剰
な電制は分離系統を供給不足状態に陥れる。このことは
分離系統の周波数特性の著しい悪化を引き起こし、分離
系統の維持にも危険性を増すことになる。
０６３号公報には、推定した需給バランスの大部分を分
離直後に解消しようと制御を実施する方法が示されてい
る。この場合、統計的な負荷脱落量の推定処理における
誤差や観測処理における誤差の影響から過剰な制御を実
施する可能性がある。特に、供給過剰状態の分離系統に
対して、電制にて需給不平衡を解消する場合には、過剰
な電制は分離系統を供給不足状態に陥れる。このことは
分離系統の周波数特性の著しい悪化を引き起こし、分離
系統の維持にも危険性を増すことになる。
【０００７】この課題に対して、過剰な電制を予防する
ために、分離発生直後の制御における制御量を少なめに
するとともに、制御量を不足ぎみにしたことで残存する
需給不平衡分は観測によって解消しようと言う考え方が
ある。しかし、この場合、分離発生直後の制御量を不足
ぎみにすることで、過渡的な周波数ピークが問題になる
場合がある。
ために、分離発生直後の制御における制御量を少なめに
するとともに、制御量を不足ぎみにしたことで残存する
需給不平衡分は観測によって解消しようと言う考え方が
ある。しかし、この場合、分離発生直後の制御量を不足
ぎみにすることで、過渡的な周波数ピークが問題になる
場合がある。
【０００８】この考え方は後者の特公平７−１８４３２
４号公報に示されているが、この場合は、事前整定され
た係数から求めたピーク周波数のしきい値によるチェッ
クが主な手段であり、分離系統の特性に適応した制御量
の演算には至っていない。電力系統の構成要素が多様化
している現状において、オンラインで、分離系統の特性
に適応することが重要な課題である。
４号公報に示されているが、この場合は、事前整定され
た係数から求めたピーク周波数のしきい値によるチェッ
クが主な手段であり、分離系統の特性に適応した制御量
の演算には至っていない。電力系統の構成要素が多様化
している現状において、オンラインで、分離系統の特性
に適応することが重要な課題である。
【０００９】本発明の目的は、このオンラインでの分離
系統の特性に適応して系統維持及び周波数維持を行なえ
る周波数安定化装置の提供にある。
系統の特性に適応して系統維持及び周波数維持を行なえ
る周波数安定化装置の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記の目的は、分離系統
の周波数に関する特性が、分離系統に並列されている発
電機の構成およびそれらの運転状態に大きく依存するた
め、発電機の出力および発電機制御系の状態量をオンラ
インで観測する観測装置を設置し、また、運用状態に依
存しない発電機および発電機制御系の諸定数を保存する
記憶装置を設置し、その上で、計算機能を制御信号出力
装置に有せしめ、分離系統の特性の推定演算手段および
周波数ピーク予測演算手段、もしくは、周波数ピークを
考慮する制御量演算手段を設けることによって達成され
る。
の周波数に関する特性が、分離系統に並列されている発
電機の構成およびそれらの運転状態に大きく依存するた
め、発電機の出力および発電機制御系の状態量をオンラ
インで観測する観測装置を設置し、また、運用状態に依
存しない発電機および発電機制御系の諸定数を保存する
記憶装置を設置し、その上で、計算機能を制御信号出力
装置に有せしめ、分離系統の特性の推定演算手段および
周波数ピーク予測演算手段、もしくは、周波数ピークを
考慮する制御量演算手段を設けることによって達成され
る。
【００１１】前記の手段を用いれば、発電機出力および
発電機制御系の状態量をオンラインの観測装置によって
分離系統が持つ周波数応動に関係する特性の推定を行
い、このことで、ピーク周波数の予測を行うことが可能
で、分離後の周波数応動が許容される周波数領域内に抑
制するために直ちに制御を実施する必要性が判断でき
る。
発電機制御系の状態量をオンラインの観測装置によって
分離系統が持つ周波数応動に関係する特性の推定を行
い、このことで、ピーク周波数の予測を行うことが可能
で、分離後の周波数応動が許容される周波数領域内に抑
制するために直ちに制御を実施する必要性が判断でき
る。
【００１２】さらに、周波数応動が許容周波数領域を越
える場合、予測したピーク周波数を許容周波数以内に抑
制できる最低限度の制御を演算して、分離発生直後に最
低限の制御のみを実施することが可能になる。許容した
制御残は、観測に基づいて確実に解消することが出来
る。
える場合、予測したピーク周波数を許容周波数以内に抑
制できる最低限度の制御を演算して、分離発生直後に最
低限の制御のみを実施することが可能になる。許容した
制御残は、観測に基づいて確実に解消することが出来
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。
により説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施形態を示し、本発明
を分離系統の周波数安定化を行う周波数安定化装置に適
用したものである。
を分離系統の周波数安定化を行う周波数安定化装置に適
用したものである。
【００１５】まず、電力系統において、オンラインデー
タベース１６を設け、複数の系統分離事故の想定地点１
１の連系線潮流量１２および当該想定地点１１の系統分
離によって生じる分離系統１３内の複数の発電機１４の
各出力量１５をオンラインで周期的にサンプリングを行
い、これをオンラインデータベース１６に蓄積する。ま
た、分離系統１３に含まれる複数の発電機１４のオフラ
インデータを蓄積するデータベース１７を用意する。こ
のデータベース１７には、各発電機ｉについて運用に依
存しないパラメータを保存する。第一の実施形態では、
慣性定数Ｍiおよびガバナ調定率δi が保存される。
タベース１６を設け、複数の系統分離事故の想定地点１
１の連系線潮流量１２および当該想定地点１１の系統分
離によって生じる分離系統１３内の複数の発電機１４の
各出力量１５をオンラインで周期的にサンプリングを行
い、これをオンラインデータベース１６に蓄積する。ま
た、分離系統１３に含まれる複数の発電機１４のオフラ
インデータを蓄積するデータベース１７を用意する。こ
のデータベース１７には、各発電機ｉについて運用に依
存しないパラメータを保存する。第一の実施形態では、
慣性定数Ｍiおよびガバナ調定率δi が保存される。
【００１６】系統オンラインデータベース１６から、有
効な発電機出力ＰGiを持つ発電機１４が分離系統１３内
に並列されていると認識して、それらの発電機１４につ
いてデータベース１７より各発電機１４の特性を電制決
定手段１８に入力して、最大周波数を考慮した適正な電
制量を直ちに演算して分離直後に電制指令１９を出力す
ることにより、分離系統１３の維持と周波数の安定化を
実現する。
効な発電機出力ＰGiを持つ発電機１４が分離系統１３内
に並列されていると認識して、それらの発電機１４につ
いてデータベース１７より各発電機１４の特性を電制決
定手段１８に入力して、最大周波数を考慮した適正な電
制量を直ちに演算して分離直後に電制指令１９を出力す
ることにより、分離系統１３の維持と周波数の安定化を
実現する。
【００１７】以降、電制決定手段１８の演算内容につい
て説明する。まず、分離系統発生以前の平常時より、事
前演算を図２の処理で行う。事前演算部は、安定化の対
象としている想定分離点について、全監視点サイクリッ
ク演算２１を周期的に処理する。
て説明する。まず、分離系統発生以前の平常時より、事
前演算を図２の処理で行う。事前演算部は、安定化の対
象としている想定分離点について、全監視点サイクリッ
ク演算２１を周期的に処理する。
【００１８】次に、前述の観測機構と分離系統並列発電
機認識手段２２から、分離系統内の発電機構成を把握す
る。この結果の分離系統の発電機集合をもとに、分離系
統特性算出手段２３によって、分離系統全体の特性を算
出する。第一の実施形態においては、数１、数２、数３
の計算を行う。
機認識手段２２から、分離系統内の発電機構成を把握す
る。この結果の分離系統の発電機集合をもとに、分離系
統特性算出手段２３によって、分離系統全体の特性を算
出する。第一の実施形態においては、数１、数２、数３
の計算を行う。
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】ここで、ＰG は分離系統内の総出力を示
し、ＭG は分離系統全体の慣性定数に相当する。ＫG は
分離系統の周波数特性係数に相当する。
し、ＭG は分離系統全体の慣性定数に相当する。ＫG は
分離系統の周波数特性係数に相当する。
【００２３】分離系統特性算出手段２３のこれらの算出
値と、連系線潮流ΔＰo を用いて、無制御の状態の最大
周波数Δｆｍａｘを数４のように予測する。
値と、連系線潮流ΔＰo を用いて、無制御の状態の最大
周波数Δｆｍａｘを数４のように予測する。
【００２４】
【数４】
【００２５】ここで、定数Ａは発電機ガバナの時定数に
相関する係数である。この値は、発電機ガバナの制御ブ
ロックの設計上の時定数から算出したり、オフラインも
しくはオンラインのシュミレーションによって整定する
ことが出来る。
相関する係数である。この値は、発電機ガバナの制御ブ
ロックの設計上の時定数から算出したり、オフラインも
しくはオンラインのシュミレーションによって整定する
ことが出来る。
【００２６】以上の事前処理により、前記の数４で求ま
るΔｆｍａｘの値が、別手段によって決定した許容最大
周波数偏差ΔｆLIMIT の値を超える場合には、図４に示
すように適正な電制が必要となる。
るΔｆｍａｘの値が、別手段によって決定した許容最大
周波数偏差ΔｆLIMIT の値を超える場合には、図４に示
すように適正な電制が必要となる。
【００２７】系統分離検出時には図３の処理にて、適正
な電制を実施する。系統分離検出手段３１にて系統分離
を検出した場合には、直ちに電制量算出手段３２にて電
制量Ｐc を求める。Ｐc は数５により算出される。
な電制を実施する。系統分離検出手段３１にて系統分離
を検出した場合には、直ちに電制量算出手段３２にて電
制量Ｐc を求める。Ｐc は数５により算出される。
【００２８】
【数５】
【００２９】ここで、ＫS は発電量に対する所内負荷の
比率（定数）、αは系統状態に対して一意に定まる定数
で、数６で表わされる。
比率（定数）、αは系統状態に対して一意に定まる定数
で、数６で表わされる。
【００３０】
【数６】
【００３１】求めた電制量が正の値になる場合は、上記
のΔｆｍａｘの値がΔｆLIMIT の値を超える場合に相当
して電制が必要である。制御対象決定手段３３にて、電
制量に相当する電制機を制御対象として選択して、制御
指令手段３４を実施する。以上が電制決定手段１８の演
算内容である。
のΔｆｍａｘの値がΔｆLIMIT の値を超える場合に相当
して電制が必要である。制御対象決定手段３３にて、電
制量に相当する電制機を制御対象として選択して、制御
指令手段３４を実施する。以上が電制決定手段１８の演
算内容である。
【００３２】以上に示した周波数安定化装置を電力系統
に設置することで、制御後の最大周波数が許容最大周波
数偏差ΔｆLIMIT 以下に抑制されると共に、過剰な電制
を極力防止することが期待できる。このことにより、分
離系統の維持において制御の確実性が向上する。また、
制御量を減らすことにより、経済的な損失の抑制も期待
できる。
に設置することで、制御後の最大周波数が許容最大周波
数偏差ΔｆLIMIT 以下に抑制されると共に、過剰な電制
を極力防止することが期待できる。このことにより、分
離系統の維持において制御の確実性が向上する。また、
制御量を減らすことにより、経済的な損失の抑制も期待
できる。
【００３３】なお、以上の実施形態では、分離系統内の
需給バランスが供給過剰な状態において、電制を実施す
る例を示した。
需給バランスが供給過剰な状態において、電制を実施す
る例を示した。
【００３４】第二の実施形態として、図５のように、分
離発生地点における分離系統側に供給不足の潮流量４１
があるような場合の周波数安定化装置について説明す
る。
離発生地点における分離系統側に供給不足の潮流量４１
があるような場合の周波数安定化装置について説明す
る。
【００３５】供給不足の状態において負制を実施する場
合も、同様の原理にしたがう。実施形態一の場合と同様
の内容を負制決定手段４２にて演算して、負制指令４３
を出力して、ピーク周波数を考慮した適切な遮断すべき
負荷４４の緊急遮断を実施することで周波数の安定化が
行われる。
合も、同様の原理にしたがう。実施形態一の場合と同様
の内容を負制決定手段４２にて演算して、負制指令４３
を出力して、ピーク周波数を考慮した適切な遮断すべき
負荷４４の緊急遮断を実施することで周波数の安定化が
行われる。
【００３６】第一の実施形態の、分離系統特性算出手段
２３では、ガバナの時定数に相関する係数である定数Ａ
は事前整定とした。しかし、系統の構成の変更や運用状
態の変化が激しい場合には、適応的に定数Ａを算出する
ことも可能である。
２３では、ガバナの時定数に相関する係数である定数Ａ
は事前整定とした。しかし、系統の構成の変更や運用状
態の変化が激しい場合には、適応的に定数Ａを算出する
ことも可能である。
【００３７】第三の実施形態として、第一の実施形態に
加えて、事前演算内の分離系統特性算出手段２３にて適
応的に定数Ａの算出を行う周波数安定化装置を説明す
る。
加えて、事前演算内の分離系統特性算出手段２３にて適
応的に定数Ａの算出を行う周波数安定化装置を説明す
る。
【００３８】第一の実施形態の分離系統特性算出手段２
３にて定数Ａを算出するにあたり、まず、オフラインに
て、発電機を火力ボイラ機とコンバインドサイクル機に
大別して、各々に対して定数Ａをオフラインデータベー
ス１７に用意する。ここでは、コンバインドサイクルガ
バナに対する値Ａｃと火力ボイラの値Ａｂとする。その
上で分離系特性算出手段２３では、ＡｃとＡｂの値を火
力ボイラ機とコンバインドサイクル機の出力比率によっ
て加重平均する。火力ボイラ総出力をＰｂ、コンバイン
ドサイクル総出力をＰｃとして、第三の実施形態では、
数７のような算出式によって定数Ａの算出を行うことに
する。
３にて定数Ａを算出するにあたり、まず、オフラインに
て、発電機を火力ボイラ機とコンバインドサイクル機に
大別して、各々に対して定数Ａをオフラインデータベー
ス１７に用意する。ここでは、コンバインドサイクルガ
バナに対する値Ａｃと火力ボイラの値Ａｂとする。その
上で分離系特性算出手段２３では、ＡｃとＡｂの値を火
力ボイラ機とコンバインドサイクル機の出力比率によっ
て加重平均する。火力ボイラ総出力をＰｂ、コンバイン
ドサイクル総出力をＰｃとして、第三の実施形態では、
数７のような算出式によって定数Ａの算出を行うことに
する。
【００３９】
【数７】
【００４０】以上の処理にて、分離系統特性算出手段２
３において、第一の実施形態に加えて、オンラインで発
電機の運転状況に適応する処理を付加して行うことがで
きる。
３において、第一の実施形態に加えて、オンラインで発
電機の運転状況に適応する処理を付加して行うことがで
きる。
【００４１】第三の実施形態で示した周波数安定化装置
を電力系統に設置することで、第一の実施形態の効果に
加えて、発電機の新設などの場合をのぞいて、整定作業
などのメンテナンスをより一層軽減できる。
を電力系統に設置することで、第一の実施形態の効果に
加えて、発電機の新設などの場合をのぞいて、整定作業
などのメンテナンスをより一層軽減できる。
【００４２】さらに、第一の実施形態から第三の実施形
態に加えて、発電機の制御系の状態量を観測して、制御
量をより正確に算出することが考えられる。
態に加えて、発電機の制御系の状態量を観測して、制御
量をより正確に算出することが考えられる。
【００４３】すなわち、第四の実施形態として、発電機
の制御系の状態量を観測することによって、第一の実施
形態では観測周波数偏差に対する簡易モデルと扱ってい
た発電出力調整分を正確に把握することができ、制御量
をより正確に算出することが可能になる。図６に装置構
成図を示す。
の制御系の状態量を観測することによって、第一の実施
形態では観測周波数偏差に対する簡易モデルと扱ってい
た発電出力調整分を正確に把握することができ、制御量
をより正確に算出することが可能になる。図６に装置構
成図を示す。
【００４４】まず、電力系統において、複数の系統分離
事故の想定地点１１の連系線潮流量１２および当該想定
地点の分離事故によって生じる分離系統１３内の複数の
発電機１４の各出力量１５、ならびに各発電機の制御系
５０のガバナの主弁開度制御信号５１をオンラインで周
期的にサンプリングを行い、オンラインデータベース１
６に蓄積する。
事故の想定地点１１の連系線潮流量１２および当該想定
地点の分離事故によって生じる分離系統１３内の複数の
発電機１４の各出力量１５、ならびに各発電機の制御系
５０のガバナの主弁開度制御信号５１をオンラインで周
期的にサンプリングを行い、オンラインデータベース１
６に蓄積する。
【００４５】また、分離系統に含まれうる複数の発電機
１４のオフラインデータを蓄積するデータベース１７を
用意する。データベース１７には、各発電機ｉについ
て、慣性定数Ｍi およびガバナ調定率δi などの運用に
依存しないパラメータが保存されている。
１４のオフラインデータを蓄積するデータベース１７を
用意する。データベース１７には、各発電機ｉについ
て、慣性定数Ｍi およびガバナ調定率δi などの運用に
依存しないパラメータが保存されている。
【００４６】系統オンラインデータベース１６から、有
効な発電機出力ＰGiを持つ発電機が分離系統内に並列さ
れていると認識して、それらの発電機についてデータベ
ース１７より各発電機の特性を電制決定手段５２に入力
し、ガバナによる発電機の出力抑制の応動を、観測に基
づいて推定した上で、最大周波数を考慮した適正な電制
を直ちに演算して分離直後に電制指令１９を出力するこ
とにより、分離系統の維持と周波数の安定化を実現する
ことができる。
効な発電機出力ＰGiを持つ発電機が分離系統内に並列さ
れていると認識して、それらの発電機についてデータベ
ース１７より各発電機の特性を電制決定手段５２に入力
し、ガバナによる発電機の出力抑制の応動を、観測に基
づいて推定した上で、最大周波数を考慮した適正な電制
を直ちに演算して分離直後に電制指令１９を出力するこ
とにより、分離系統の維持と周波数の安定化を実現する
ことができる。
【００４７】第四の実施形態で示した周波数安定化装置
を電力系統に設置することで、制御量は制御系の抑制分
を含めて算出されるので、第一の実施形態による制御の
精度を一層高めることができると共に、第一の実施形態
において、観測の代替である推定手段に用いていたパラ
メータの設定および保守に対する作業を軽減できる。
を電力系統に設置することで、制御量は制御系の抑制分
を含めて算出されるので、第一の実施形態による制御の
精度を一層高めることができると共に、第一の実施形態
において、観測の代替である推定手段に用いていたパラ
メータの設定および保守に対する作業を軽減できる。
【００４８】最後に、第一の実施形態で用いた演算内容
の導出の根拠について説明する。まず、最大周波数の簡
易予測式数４は以下の導出による。
の導出の根拠について説明する。まず、最大周波数の簡
易予測式数４は以下の導出による。
【００４９】回転系の運動方程式から導けるように、発
電機の動揺方程式を周波数についてまとめて、微分方程
式数８で表す。
電機の動揺方程式を周波数についてまとめて、微分方程
式数８で表す。
【００５０】
【数８】
【００５１】Ｍは発電機の慣性定数を示し、分離系統内
のアンバランス分を初期アンバランス量ΔＰo とガバナ
による出力抑制量ΔＰG （ｔ）により与えるものとす
る。
のアンバランス分を初期アンバランス量ΔＰo とガバナ
による出力抑制量ΔＰG （ｔ）により与えるものとす
る。
【００５２】ΔＰG （ｔ）の応動を時定数τ、調定率δ
の一時遅れモデルから適宜簡単化を行って、数８と組み
合わせて得られた単純自由振動の方程式を解くことによ
って、周波数応動式数９を得る。したがって、最大周波
数は数１０で与えられる。
の一時遅れモデルから適宜簡単化を行って、数８と組み
合わせて得られた単純自由振動の方程式を解くことによ
って、周波数応動式数９を得る。したがって、最大周波
数は数１０で与えられる。
【００５３】
【数９】
【００５４】
【数１０】
【００５５】これを多機系に展開すると、数１１が得ら
れる。ここに、添字ｉは発電機番号を表す。
れる。ここに、添字ｉは発電機番号を表す。
【００５６】
【数１１】
【００５７】数１、数２、数３によりＭG ，ＰG ，ＫG
が得られる時、数１１を数１２と表わせる。
が得られる時、数１１を数１２と表わせる。
【００５８】
【数１２】
【００５９】ただし、τｉの平均値をτ′とする。これ
より数４が導出される。
より数４が導出される。
【００６０】次に数５を導出する。最大周波数がΔｆ
LIMIT になるような、制御量Ｐｃ分の電源解列した状態
を想定する。制御後の状態において、需給アンバランス
はΔＰ′O 、総出力はＰ′G 、系統の慣性定数は
Ｍ′G 、系統の周波数特性係数はＫ′G 、解列した電源
の所内負荷は、ＰS で表す。この場合、数１３を満足す
る電源制限量ＰC を求めればよい。
LIMIT になるような、制御量Ｐｃ分の電源解列した状態
を想定する。制御後の状態において、需給アンバランス
はΔＰ′O 、総出力はＰ′G 、系統の慣性定数は
Ｍ′G 、系統の周波数特性係数はＫ′G 、解列した電源
の所内負荷は、ＰS で表す。この場合、数１３を満足す
る電源制限量ＰC を求めればよい。
【００６１】
【数１３】
【００６２】しかしながら、慣性定数における組合せ、
調定率における組合せ、所内負荷に対する組合せを考慮
して求解することは、複雑な処理が必要で実用的でな
い。したがって、組合せ問題に対して簡単化を行い、数
１４のようにまとめる。
調定率における組合せ、所内負荷に対する組合せを考慮
して求解することは、複雑な処理が必要で実用的でな
い。したがって、組合せ問題に対して簡単化を行い、数
１４のようにまとめる。
【００６３】
【数１４】
【００６４】ここで、数６によって、系統に対して一意
に決まる定数項をαであらわすと数１４を更に簡単化し
た式が得られる。これより、制御量ＰC ついて解き、数
５が導出される。
に決まる定数項をαであらわすと数１４を更に簡単化し
た式が得られる。これより、制御量ＰC ついて解き、数
５が導出される。
【００６５】
【発明の効果】本発明によって、ピーク周波数を適正な
範囲に収める分離発生直後の最低限の制御を実施するこ
とが可能になる。許容した制御残は、観測に基づいて確
実に解消することが出来る。
範囲に収める分離発生直後の最低限の制御を実施するこ
とが可能になる。許容した制御残は、観測に基づいて確
実に解消することが出来る。
【００６６】このことにより、過剰な制御を防止するこ
とが出来るため、分離系統の維持の面で制御の確実性が
向上する。また、確実に制御量を減らすことで経済的な
損失の抑制も期待できる。
とが出来るため、分離系統の維持の面で制御の確実性が
向上する。また、確実に制御量を減らすことで経済的な
損失の抑制も期待できる。
【００６７】また、オンラインで発電機の運転状況に適
応することで、上記技術の精度を向上すると共に、発電
機の新設などの場合をのぞいて、整定作業などのメンテ
ナンスを軽減できる。
応することで、上記技術の精度を向上すると共に、発電
機の新設などの場合をのぞいて、整定作業などのメンテ
ナンスを軽減できる。
【図１】本発明の一実施形態の周波数安定化装置の構成
図。
図。
【図２】図１の事前演算手段の概要図。
【図３】図１の事後演算手段の概要図。
【図４】最大周波数の抑制状態説明図。
【図５】本発明の他の実施形態の周波数安定化装置の構
成図。
成図。
【図６】本発明の他の実施形態の周波数安定化装置の構
成図。
成図。
１１…想定地点、１２…連系線潮流量、１３…分離系
統、１４…発電機、１５…出力量、１６…オンラインデ
ータベース、１７…パラメータデータベース、１８…電
制決定手段、１９…制御指令、２１…全監視点サイクリ
ック演算、２２…分離系統並列発電機認識手段、２３…
分離系統特性算出手段、３１…系統分離検出手段、３２
…電制量算出手段、３３…制御対象決定手段、３４…制
御指令手段、４１…潮流量、４２…負制決定手段、４３
…負制指令、４４…負荷、５０…制御系、５１…主弁開
度制御信号、５２…電制決定手段。
統、１４…発電機、１５…出力量、１６…オンラインデ
ータベース、１７…パラメータデータベース、１８…電
制決定手段、１９…制御指令、２１…全監視点サイクリ
ック演算、２２…分離系統並列発電機認識手段、２３…
分離系統特性算出手段、３１…系統分離検出手段、３２
…電制量算出手段、３３…制御対象決定手段、３４…制
御指令手段、４１…潮流量、４２…負制決定手段、４３
…負制指令、４４…負荷、５０…制御系、５１…主弁開
度制御信号、５２…電制決定手段。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中村 知治
茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株
式会社 日立製作所 国分工場内
(72)発明者 束田 益男
愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部
電力株式会社内
(72)発明者 小島 正道
愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部
電力株式会社内
(56)参考文献 特開 平７−184324（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−241035（ＪＰ，Ａ)
特公 平７−108063（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 3/00 - 5/00
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の発電機からの電力を供給している
電力系統の周波数安定化装置において、 当該電力系統内の複数の系統分離想定地点について、平
常時から想定地点の連系線潮流量、想定地点の系統分離
によって生じる分離系統内の発電機出力および発電機の
制御系の状態量を周期的に観測する観測装置と、各発電
機の諸定数を記憶する記憶装置を設け、 系統分離が発生した際に、前記観測潮流量、前記観測発
電機出力量、前記観測発電機制御系状態量および前記記
憶装置内の各発電機の諸定数をもとに、分離系統内の需
給不平衡によって生じる周波数の過渡的変化を予測する
ことで、周波数ピークが一定範囲内であるか判定する手
段を設けたことを特長とする電力系統の周波数安定化装
置。 - 【請求項２】 複数の発電機からの電力を供給している
電力系統の周波数安定化装置において、 当該電力系統内の複数の系統分離想定地点について、平
常時から想定地点の連系線潮流量、想定地点の系統分離
によって生じる分離系統内の発電機出力および発電機制
御系の状態量を周期的に観測する観測装置と、各発電機
の諸定数を記憶する記憶装置を設け、 系統分離が発生した際に、前記観測潮流量、前記観測発
電機出力量、前記観測発電機制御系状態量および前記記
憶装置内の各発電機の諸定数をもとに、分離系統内の需
給不平衡によって生じる周波数の過渡的変化を予測する
ことで、周波数ピークが一定範囲を越える場合に、周波
数ピークを前記一定範囲に抑制するために必要な需給不
平衡解消量を制御系の抑制分を含めて算出することで、
系統分離後に直ちに電源制限もしくは負荷制限、または
それらに相当する制限をする制御を実施する手段を設け
たことを特長とする電力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項３】 請求項１，２のいずれか１に記載の電力
系統の周波数安定化装置において、 前記予測判定手段は、前記観測潮流量、前記観測発電機
出力量および前記記憶装置内の各発電機の諸定数をもと
に、複数台の発電機の発電量の分担に合わせて合成する
ことで、複数台の発電機の特性を一台の発電機の特性に
縮約した上で、分離系統内の需給不平衡によって生じる
周波数の過渡的な変化を予測することを特長とする電力
系統の周波数安定化装置。 - 【請求項４】 請求項１，２のいずれか１に記載の電力
系統の周波数安定化装置において、 前記予測判定手段は、前記観測潮流量、前記観測発電機
出力量および前記記憶装置内の各発電機の諸定数をもと
に、複数台の発電機の発電量の分担に合わせて合成する
ことで、複数台の発電機の特性を一台の発電機の特性に
縮約した上で、その運動方程式より分離系統内の需給不
平衡によって生じる周波数の過渡的な変化を予測するこ
とを特長とする電力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の電力系統の周波数安定化
装置において、 前記予測判定手段は、発電機の運動方程式から需給不平
衡によって生じる周波数の過渡的な変化を予測する場合
に、周波数応動の二次振動成分から周波数ピークを概算
することを特長とする電力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項６】 請求項１，２のいずれか１に記載の電力
系統の周波数安定化装置において、 前記発電機諸定数記憶装置には、事前に発電機および制
御系について種別に分類を行い、各々に整定を行った発
電機および制御系の諸定数を記憶する記憶装置を設け、 前記予測判定手段は、前記観測潮流量、前記観測発電機
出力量および前記記憶装置内の該当する種別の事前整定
の諸定数をもとに、複数台の発電機の発電量の分担に合
わせて合成することで、複数台の発電機の特性を一台の
発電機の特性に縮約した上で、分離系統内の需給不平衡
によって生じる周波数の過渡的変化を予測することを特
長とする電力系統の周波数安定化装置。 - 【請求項７】 請求項１，２のいずれか１に記載の電力
系統の周波数安定化装置において、 前記発電機諸定数記憶装置には、事前に発電機および制
御系について種別に分類を行い、各々に整定を行った発
電機および制御系の諸定数を記憶する記憶装置を設け、 前記予測判定手段は、前記観測潮流量、前記観測発電機
出力量および前記記憶装置内の該当する種別の事前選定
の諸定数をもとに、複数台の発電機の発電量の分担に合
わせて合成することで、複数台の発電機の特性を一台の
発電機の特性に縮約した上で、その運動方程式により分
離系統内の需給不平衡によって生じる周波数の過渡的変
化を予測することを特長とする電力系統の周波数安定化
装置。 - 【請求項８】 請求項２記載の電力系統の周波数安定化
装置において、 前記制御手段は、周波数ピークを前記一定範囲に抑制す
るために電源制限もしくは負荷制限、またはそれらに相
当する制限をする需給不平衡解消制御量を演算する場合
に、想定した制御量が系統特性に与える影響について離
散的な制御対象の選択による組合わせ的な影響の変化を
連続的な数式で扱うことによって得られる算出式を用い
ることを特長とする電力系統の周波数安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18352896A JP3418503B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 電力系統の周波数安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18352896A JP3418503B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 電力系統の周波数安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032927A JPH1032927A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3418503B2 true JP3418503B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=16137420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18352896A Expired - Lifetime JP3418503B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 電力系統の周波数安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3418503B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7515354B2 (ja) * | 2020-09-16 | 2024-07-12 | 三菱電機株式会社 | 系統安定化システムおよび系統安定化方法 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18352896A patent/JP3418503B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1032927A (ja) | 1998-02-03 |
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