JP3594685B2 - Stabilization method of local system - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、主系統から分離したローカル系統の安定化を図るローカル系統の安定化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は従来のローカル系統の安定化方法を示すフローチャートであり、図において、ST1は主系統とローカル系統を連係する送電線の潮流値を計測するステップ、ST2はその潮流値に基づいて発電機または負荷の制御量を決定するステップ、ST3は制御対象を選定するステップ、ST4は起動条件及びルート断を判定するステップ、ST5はその決定した制御量分だけ発電機または負荷を制御するステップである。
【0003】
次に動作について説明する。
ローカル系統が送電線を介して主系統と連係されている場合において、例えば連係線で事故が発生し、送電線保護リレーが働き連係線CBを遮断して主系統とローカル系統が分離した場合を考える。このような場合にはローカル系統内の発電量、負荷量のバランスが崩れて、周波数の上昇、下降によりローカル系統が崩壊する可能性がある。
【0004】
そこで、この従来例では、ローカル系統が主系統から分離した場合を考慮して、負荷・発電機の制御を事前に一定周期で演算しておき、ローカル系統と主系統が分離したことを検出した時にその制御を実行する。
具体的には以下に記載する通りである。
【0005】
まず、系統分離前には、連係線の潮流値を計測する(ステップST1)。そしてローカル系統の発電機または負荷を連係線潮流と同量制御すれば、ローカル系統内の電力のバランスを保てるので、それに基づき発電機または負荷の制御量を決定する(ステップST2)。そして、上記のようにして決定した制御量分だけ制御する発電機または負荷をローカル系統内から適宜選定する(ステップST3)。次にローカル系統と主系統が分離したかどうかを判定し、分離したことが検出されたら、上記ステップST3で決定された制御を実行し一連の処理を終了する。検出されなかった場合にはステップST1に戻る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来のローカル系統の安定化方法は以上のように構成されているので、分離前の送電線の潮流値に基づいて発電機等を制御するが、ローカル系統の分離に伴う周波数変化によって発電機の解列が発生した場合、ローカル系統の系統構成が変化してしまうため、分離前の送電線の潮流値に基づいて発電機等を制御しても、ローカル系統の状態を安定にすることができなくなる問題点があった。
また、分離前の送電線の潮流値に基づいて発電機等を1回制御するだけであるので、ローカル系統の発電量や負荷量が分離後に変化した場合には、ローカル系統の発電機等を制御することができず、ローカル系統の安定化をまったく図れなくなるなどの問題点もあった。
【0007】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ローカル系統の分離に伴う周波数変化によって発電機の解列が発生した場合でも、ローカル系統の状態を安定にすることができるローカル系統の安定化方法を得ることを目的とする。
【0008】
また、この発明はローカル系統の発電量や負荷量が分離後に変化した場合でも、ローカル系統の安定化を図ることができるローカル系統の安定化方法を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係るローカル系統の安定化方法は、ローカル系統内の需給アンバランス率に基づいて分離後のローカル系統の周波数変化を予測するとともに、その周波数変化の予測結果からローカル系統内の発電機が解列するか否かを予測し、当該発電機が解列すると予測される場合には、当該発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測し、その周波数変化の予測結果に基づいてローカル系統の発電機または負荷を制御するようにしたものである。
【0010】
請求項2の発明に係るローカル系統の安定化方法は、制御可能な発電機を最大限制御しても、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量を確保できない場合、周波数の上昇に伴って解列すると予測される発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測し、その予測結果に基づいてローカル系統の発電機または負荷を制御するようにしたものである。
【0011】
請求項3の発明に係るローカル系統の安定化方法は、ローカル系統の周波数が所定値以下に変化した場合、ローカル系統内の総発電量及び総負荷量を計測し、その計測結果に基づいてローカル系統の負荷を制御するようにしたものである。
【0012】
請求項4の発明に係るローカル系統の安定化方法は、ローカル系統の周波数変化からローカル系統の発電機が解列すると予測される場合、ローカル系統の周波数が一定レベルに回復するまで、ローカル系統の負荷を段階的に制御するようにしたものである。
【0013】
【作用】
請求項1の発明におけるローカル系統の安定化方法は、ローカル系統内の需給アンバランス率に基づいて分離後のローカル系統の周波数変化を予測するとともに、その周波数変化の予測結果からローカル系統内の発電機が解列するか否かを予測し、当該発電機が解列すると予測される場合には、当該発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測するようにしたことにより、周波数変化に伴ってローカル系統内の発電機の解列を回避できない場合でも、ローカル系統の周波数を安定に制御できるようになる。
【0014】
請求項2の発明におけるローカル系統の安定化方法は、制御可能な発電機を最大限制御しても、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量を確保できない場合、周波数の上昇に伴って解列すると予測される発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測するようにしたことにより、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量を確保できない場合でも、ローカル系統の周波数を安定に制御できるようになる。
【0015】
請求項3の発明におけるローカル系統の安定化方法は、ローカル系統の周波数が所定値以下に変化した場合、ローカル系統内の総発電量及び総負荷量を計測し、その計測結果に基づいてローカル系統の負荷を制御するようにしたことにより、ローカル系統が主系統から分離した後に、ローカル系統内の総発電量及び総負荷量が変動しても、ローカル系統の周波数を安定に制御できるようになる。
【0016】
請求項4の発明におけるローカル系統の安定化方法は、ローカル系統の周波数変化からローカル系統の発電機が解列すると予測される場合、ローカル系統の周波数が一定レベルに回復するまで、ローカル系統の負荷を段階的に制御するようにしたことにより、ローカル系統が主系統から分離した後に、ローカル系統内の発電機が解列しても、ローカル系統の周波数を安定に制御できるようになる。
【0017】
【実施例】
実施例1.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
図1はこの発明の実施例1によるローカル系統の安定化方法を適用する安定化装置を示す構成図であり、図において、1は主系統の母線、2はローカル系統の母線、3は主系統とローカル系統を連係する送電線、4は主系統側の遮断機、5はローカル系統側の遮断機、6は送電線3を流れる電流を検出する電流検出器である。
【0018】
また、7はローカル系統が主系統から分離したことを検出し、その旨を伝送する起動端末装置、8は遮断機4の開閉情報を取り込み、送電線3のルート断を検出するルート断判定部、9はルート断判定部8の判定結果を伝送する伝送部である。
【0019】
また、10はローカル系統内に設置されている複数の発電機であり、ローカル系統の周波数が急激に上昇またはローカル系統の周波数が所定値より高い状態が一定時間以上継続すると、図示せぬ保護リレーが動作して系統から解列する特性を有している。
11は電圧検出器、12は遮断機、13は電流検出器、14は発電機10の発電量の計測及び遮断機12の開閉情報の取り込みを行うとともに、遮断機12のトリップ指令を出力する発電機制御装置、15は電圧検出器11と電流検出器13の検出結果から発電機10の発電量を計測するとともに、遮断機12の開閉情報の取り込みを行い、また、中央演算装置25から伝送される制御指令に基づいて遮断機12のトリップ指令を出力する演算出力部、16は中央演算装置25から伝送される制御指令を受信する伝送入力部、17は発電機10の発電量及び遮断機12の開閉情報を中央演算装置25に伝送する伝送出力部である。
【0020】
また、18はローカル系統の負荷を遮断する遮断機、19は電流検出器、20はローカル系統の負荷量の計測及び遮断機18の開閉情報の取り込みを行うとともに、遮断機18のトリップ指令を出力する負荷制御装置、21は電流検出器19の検出結果から負荷量を計測するとともに、遮断機18の開閉情報の取り込みを行い、また、中央演算装置25から伝送される制御指令に基づいて遮断機18のトリップ指令を出力する演算出力部、22は中央演算装置25から伝送される制御指令を受信する伝送入力部、23はローカル系統の負荷量及び遮断機18の開閉情報を中央演算装置25に伝送する伝送出力部である。
【0021】
また、24は電圧検出器、25はローカル系統を主系統から分離する際、発電機制御装置14及び負荷制御装置20から伝送される発電量や負荷量等に基づいてローカル系統の周波数変化及び発電機の解列の有無を予測し、その予測結果に基づいて制御する発電量または負荷量を決定し、発電機制御装置14及び負荷制御装置20に制御指令を出力する中央演算装置、26は電流検出器6及び電圧検出器24の検出結果を入力するとともに、遮断機5の開閉情報を取り込む情報入力部、27は起動端末装置7の伝送部9,発電機制御装置14の伝送出力部17及び負荷制御装置20の伝送出力部23から各種情報を入力する伝送入力部、28は発電機制御装置14の伝送入力部16及び負荷制御装置20の伝送入力部22へ制御指令を出力する伝送出力部、29は電流検出器6及び電圧検出器24の検出結果から送電線3の潮流値とローカル系統の周波数を演算するとともに、伝送入力部27が入力した各種情報に基づいてローカル系統の周波数変化等を予測し、その予測結果に基づいて制御する発電量または負荷量を決定して制御指令を出力する演算部である。
【0022】
次に動作について説明する。因に、図2はこの発明の実施例1によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートであるので、以下図2を参照しつつ説明する。
まず、ローカル系統が主系統から分離する場合、中央演算装置25の演算部29が主系統とローカル系統を連係する送電線3の潮流値PTを計測し、発電機制御装置14の演算出力部15が発電機10の発電量PGを計測し、また、負荷制御装置20の演算出力部21がローカル系統の負荷量を計測する(ステップST11)。
【0023】
そして、発電機制御装置14及び負荷制御装置20でそれぞれ計測された発電量,負荷量が中央演算装置25の伝送入力部27に伝送され、中央演算装置25の演算部29がローカル系統内の総発電量及び総負荷量を下記に示すように演算する(ステップST12)。
総発電量ΣPG = 各発電機10の発電量PGの総和 ・・・(1)
総負荷量ΣPL = PT + ΣPG ・・・(2)
【0024】
そして、総発電量ΣPG及び総負荷量ΣPLを演算すると、中央演算装置25の演算部29は、その総発電量ΣPG及び総負荷量ΣPLからローカル系統内の需給アンバランス率RUを演算する(ステップST13)。
RU = (ΣPG − ΣPL)/ΣPG ・・・(3)
【0025】
そして、中央演算装置25の演算部29は、ローカル系統内の需給アンバランス率RUは、分離後のローカル系統の周波数変化を示す指針となるので、その需給アンバランス率RUから分離後のローカル系統の周波数変化を予測する(ステップST14)。
即ち、需給アンバランス率RUの値を下記に示すように4段階に分け、分離後のローカル系統の周波数変化によって変動するローカル系統の状態変化を予測する。
RU>a3 ・・・ ゾーン4(周波数低下領域)
a3>RU>a2 ・・・ ゾーン3(周波数変動許容領域)
a2>RU>a1 ・・・ ゾーン2(周波数上昇領域)
a1>RU ・・・ ゾーン1(周波数急上昇領域)
ただし、a1,a2,a3はローカル系統の運用状態等から特定される定数である。
【0026】
ここで、各ゾーンについて、もう少し具体的に説明すると、ゾーン4はローカル系統を分離するとローカル系統の周波数が低下する領域、ゾーン3はローカル系統を分離してもローカル系統の周波数が許容範囲に収まる領域、ゾーン2はローカル系統を分離するとローカル系統の周波数が上昇し、発電機を制御しないと一部発電機の特性により一定時間経過後に発電機が解列する領域、ゾーン1はローカル系統を分離するとローカル系統の周波数が急上昇し、一部発電機の特性により発電機が短時間で解列する領域である。
【0027】
そして、中央演算装置25の演算部29は、下記の理由から、発電機が解列する場合に備え、ローカル系統の周波数がゾーン1に属するか否かを判定する(ステップST15)。
その理由は、ローカル系統の周波数がゾーン1に属する場合には、発電機の解列によってローカル系統の系統構成が変化するので、発電機の解列によって再びローカル系統の周波数が変化する。即ち、ローカル系統の周波数は、ローカル系統の分離によって変化した後、発電機の解列によって再び変化してしまうので、発電機解列前の周波数予測に基づいて発電機等を制御しても、ローカル系統の状態を安定にすることができないからである。
【0028】
そして、中央演算装置25の演算部29は、ローカル系統の周波数がゾーン1に属すると判定した場合には、ローカル系統の総発電量ΣPGは、ローカル系統に存在する各発電機のうち、周波数の急激な変化によって解列する発電機の出力PGM分だけ低下するので、それを考慮して、下記に示すように、ローカル系統内の需給アンバランス率RUを再度演算する(ステップST16)。
RU={(ΣPG−PGM)−ΣPL}/(ΣPG−PGM)・・・(4)
【0029】
そして、中央演算装置25の演算部29は、ローカル系統内の需給アンバランス率RUを再度演算すると、再演算後の需給アンバランス率RUから再度分離後のローカル系統の周波数変化を予測する(ステップST17)。
RU>a3 ・・・ ゾーン1−4(周波数低下領域)
a3>RU>a2 ・・・ ゾーン1−3(周波数変動許容領域)
a2>RU> ・・・ ゾーン1−2(周波数上昇領域)
【0030】
ここで、各ゾーンについて、もう少し具体的に説明すると、ゾーン1−4はローカル系統を分離するとローカル系統の周波数が低下する領域、ゾーン1−3はローカル系統を分離してもローカル系統の周波数が許容範囲に納まる領域、ゾーン1−2はローカル系統を分離するとローカル系統の周波数が上昇し、発電機を制御しないと発電機の特性により一定時間経過後に発電機が解列する領域である。
【0031】
そして、中央演算装置25の演算部29は、上記のようにして、ローカル系統の状態変化を分類すると、制御後のローカル系統の状態変化がゾーン3(最初にゾーン1に属する場合はゾーン1−3)に移行するように、発電機または負荷の制御量を決定する(ステップST18)。
例えば、図3に示すように、ローカル系統の周波数がゾーン2に属する場合、発電機の制御量PGCが下記の条件を具備するように決定する(ゾーン1−2に属する場合も同様にして決定)。
PGC1 < PGC < PGC2 ・・・(5)
また、ローカル系統の周波数がゾーン1−4に属する場合、負荷の制御量PLCが下記の条件を具備するように決定する(ゾーン4に属する場合も同様にして決定)。
PLC1 < PLC < PLC2 ・・・(6)
【0032】
このようにして、発電機10または負荷の制御量PGC,PLCが決定されると、中央演算装置25はその制御量PGC,PLCに見合った発電機または負荷を適宜選定する。そしてローカル系統の分離等が検出されると、伝送出力部28から発電機制御装置14の伝送入力部16及び負荷制御装置20の伝送入力部22に対して制御指令が出力され、発電機制御装置14の演算出力部15及び負荷制御装置20の演算出力部21は、中央演算装置25から指定された発電機等の遮断機12,18をトリップして、一連の処理を終了する(ステップST19,20)。
【0033】
以上のように、この実施例1によれば、ローカル系統の周波数変化の予測結果からローカル系統内の発電機が解列するか否かを予測し、当該発電機が解列すると予測される場合には、当該発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測するようにしているので、周波数変化に伴ってローカル系統内の発電機の解列を回避できない場合でも、ローカル系統の周波数を安定に制御することができる。
【0034】
実施例2.
図4はこの発明の実施例2によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートであるので、以下図4を参照しつつ説明する。
上記実施例1は、発電機10の制御量PGCに見合った発電機を制御できることを前提とした実施例であるが、ローカル系統の系統構成によっては、制御可能な発電機を最大限制御しても、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量PGC1を確保できない場合がある。
かかる場合、ローカル系統の周波数が上昇し、発電機が解列することが予測される。
【0035】
そこで、この実施例2では、ローカル系統がゾーン2に属すると判定され(ゾーン2に属する場合には、分離後一定時間以内に発電機を制御しないと発電機が解列するので、分離後一定時間以内に発電機を制御する必要がある)、かつ、制御可能な発電機を最大限制御しても、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量PGC1を確保できない場合(ステップST21)、発電機を最大限制御してもローカル系統を安定にすることができないので、とりあえずローカル系統の発電機の解列を容認する。
【0036】
そして、発電機の特性等に基づいて解列すると予測される発電機を適宜選定する。そして、ローカル系統の総発電量ΣPGは解列する発電機の出力PGM分だけ低下するので、それを考慮して、下記に示すように、ローカル系統内の需給アンバランス率RUを再度演算する(ステップST22)。
RU={(ΣPG−PGM)−ΣPL}/(ΣPG−PGM)・・・(7)
【0037】
そして、ローカル系統内の需給アンバランス率RUを再度演算すると、上記実施例1と同様にして、ローカル系統が属するゾーンを判定し、発電機または負荷を制御する(ステップST23〜26)。
【0038】
以上のように、この実施例2によれば、制御可能な発電機を最大限制御しても、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量を確保できない場合、とりあえずローカル系統の発電機の解列を容認し、解列すると予測される発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測するようにしたので、発電機が解列した後のローカル系統の周波数を安定に制御することができる。
【0039】
実施例3.
図5はこの発明の実施例3によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートであるので、以下図5を参照しつつ説明する。
この実施例3は、上記実施例1,2による制御が終了した後、一定時間経過してもローカル系統が主系統から分離した状態が継続している場合の制御について規定したものである。
【0040】
まず、上記実施例1,2による制御が終了した後、一定時間経過してもローカル系統が主系統から分離した状態が継続しているか否かを判定する(ステップST31)。
そして、ステップST31の条件を具備する場合において、分離後にローカル系統の系統構成が変化する場合があるので、ローカル系統の総発電量ΣPG及び総負荷量ΣPLを計測する(ステップST32)。
【0041】
そして、測定した結果、ローカル系統の総発電量ΣPG及び総負荷量ΣPLに変化が生じ、ローカル系統の周波数が定格値よりΔfだけ低下している場合には、ローカル系統の負荷を遮断して、周波数を定格値付近まで上昇させる必要があるので、下記のようにして負荷制御量PLCを決定する(ステップST33)。
PLC = k×Δf×ΣPG ・・・(8)
ただし、kは周波数特性により定まる定数
【0042】
このようにして、負荷の制御量PLCが決定されると、上記実施例1と同様にして、中央演算装置25はその制御量PLCに見合った負荷を適宜選定する。そして、周波数が定格より△f以上低下している状態が一定時間以上継続したことを条件に、伝送出力部28から負荷制御装置20の伝送入力部22に対して制御指令が出力され、負荷制御装置20の演算出力部21は、その中央演算装置25から指定された負荷の遮断機18をトリップして、一連の処理を終了する(ステップST34,35)。
【0043】
以上のように、この実施例3によれば、分離後にローカル系統の系統構成が変化した場合、ローカル系統内の総発電量及び総負荷量を計測し、その計測結果に基づいてローカル系統の負荷を制御するようにしたので、ローカル系統が主系統から分離した後に、ローカル系統内の総発電量及び総負荷量が変動しても、ローカル系統の周波数を安定に制御することができる。
【0044】
実施例4.
図6はこの発明の実施例4によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートであるので、以下図6を参照しつつ説明する。
この実施例4は、上記実施例1,2による制御が終了した後、一定時間経過してもローカル系統が主系統から分離した状態が継続している場合の制御について規定したものである。
【0045】
まず、上記実施例1,2による制御が終了した後、一定時間経過してもローカル系統が主系統から分離した状態が継続しているか否かを判定する(ステップST41)。
そして、ステップST41の条件を具備する場合において、分離後にローカル系統の系統構成が変化することによって周波数が上昇し、ローカル系統の発電機が解列する場合があるので、ローカル系統の総発電量ΣPG及び総負荷量ΣPLを計測し(ステップST42)、発電機が解列した場合の負荷の制御量PLCを下記のようにして決定する(ステップST43)。
PLC = j×PGD
ただし、jは制御定数
PGDは解列が予想される発電機の発電量、ここでは、ローカル系統において、最大出力の発電機の発電量とする。
【0046】
このようにして、負荷の制御量PLCが決定されると、上記実施例1と同様に、中央演算装置25はその制御量PLCに見合った負荷の制御を行うが、予想した発電機より小さい発電機が解列した場合、一度に制御量PLC分だけ負荷を制御してしまうと、過制御になってしまうので、制御を数回に分け(この実施例4では3回)、周波数変化率が一定レベルに復帰した時点で制御を完了するようにしている(ステップST45〜49)。そして、周波数の変化率が一定レベルを越えたことを条件にして(ステップST44)、伝送出力部28から負荷制御装置20の伝送入力部22に対して制御指令が出力され、負荷制御装置20の演算出力部21は、指令された負荷を遮断する。
因に、jの値を第1段制御で0.5、第2段制御で0.25、第3段制御で0.25に設定している。
【0047】
以上のように、この実施例4によれば、ローカル系統の周波数変化からローカル系統の発電機が解列すると予測される場合、ローカル系統の周波数が一定レベルに回復するまで、ローカル系統の負荷を段階的に制御するようにしたので、ローカル系統が主系統から分離した後に、ローカル系統内の発電機が解列しても、ローカル系統の周波数を安定に制御することができる。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明によれば、ローカル系統内の需給アンバランス率に基づいて分離後のローカル系統の周波数変化を予測するとともに、その周波数変化の予測結果からローカル系統内の発電機が解列するか否かを予測し、当該発電機が解列すると予測される場合には、当該発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測するように構成したので、周波数変化に伴ってローカル系統内の発電機の解列を回避できない場合でも、ローカル系統の周波数を安定に制御できる効果がある。
【0049】
請求項2の発明によれば、制御可能な発電機を最大限制御しても、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量を確保できない場合、周波数の上昇に伴って解列すると予測される発電機が解列した後のローカル系統の周波数変化を再度予測するように構成したので、ローカル系統内の発電機の解列を回避するために必要な制御量を確保できない場合でも、ローカル系統の周波数を安定に制御できる効果がある。
【0050】
請求項3の発明によれば、ローカル系統の周波数が所定値以下に変化した場合、ローカル系統内の総発電量及び総負荷量を計測し、その計測結果に基づいてローカル系統の負荷を制御するように構成したので、ローカル系統が主系統から分離した後に、ローカル系統内の総発電量及び総負荷量が変動しても、ローカル系統の周波数を安定に制御できる効果がある。
【0051】
請求項4の発明によれば、ローカル系統の周波数変化からローカル系統の発電機が解列すると予測される場合、ローカル系統の周波数が一定レベルに回復するまで、ローカル系統の負荷を段階的に制御するように構成したので、ローカル系統が主系統から分離した後に、ローカル系統内の発電機が解列しても、ローカル系統の周波数を安定に制御できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1によるローカル系統の安定化方法を適用する安定化装置を示す構成図である。
【図2】この発明の実施例1によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートである。
【図3】ローカル系統が属するゾーンを示すグラフ図である。
【図4】この発明の実施例2によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートである。
【図5】この発明の実施例3によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートである。
【図6】この発明の実施例4によるローカル系統の安定化方法を示すフローチャートである。
【図7】従来のローカル系統の安定化方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
3 送電線、10 発電機。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a local system stabilization method for stabilizing a local system separated from a main system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a flowchart showing a conventional local system stabilization method. In the figure, ST1 is a step of measuring the power flow value of a transmission line that links the main system and the local system, and ST2 is a generator based on the power flow value. Alternatively, a step of determining the control amount of the load, ST3 is a step of selecting a control target, ST4 is a step of determining the starting condition and route disconnection, and ST5 is a step of controlling the generator or the load by the determined control amount. .
[0003]
Next, the operation will be described.
In the case where the local system is linked to the main system via the transmission line, for example, a case where an accident occurs in the connection line, the transmission line protection relay operates to cut off the connection line CB, and the main system and the local system are separated. Think. In such a case, there is a possibility that the balance between the power generation amount and the load amount in the local system is lost, and the local system collapses due to an increase or decrease in frequency.
[0004]
Therefore, in this conventional example, in consideration of the case where the local system is separated from the main system, the control of the load and the generator is calculated in advance at a constant cycle, and it is detected that the local system and the main system are separated. Sometimes that control is performed.
Specifically, it is as described below.
[0005]
First, before the system separation, the power flow value of the link line is measured (step ST1). If the generator or load of the local system is controlled by the same amount as the power flow of the link line, the balance of the power in the local system can be maintained, and the control amount of the generator or load is determined based on the balance (step ST2). Then, a generator or a load to be controlled by the control amount determined as described above is appropriately selected from the local system (step ST3). Next, it is determined whether or not the local system and the main system are separated, and when the separation is detected, the control determined in step ST3 is executed, and a series of processes is ended. If not, the process returns to step ST1.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional local system stabilization method is configured as described above, the generator and the like are controlled based on the power flow value of the transmission line before separation, but the generator is controlled by the frequency change accompanying the separation of the local system. If the disconnection occurs, the system configuration of the local system changes, so even if the generator is controlled based on the power flow value of the transmission line before separation, the state of the local system can be stabilized. There was a problem that disappeared.
In addition, since the generator and the like are controlled only once based on the power flow value of the transmission line before separation, if the power generation or load of the local system changes after the separation, the generator or the like of the local system is disconnected. There was also a problem that control could not be performed and the local system could not be stabilized at all.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and can stabilize the state of the local system even when the generator is disconnected due to a frequency change accompanying the separation of the local system. The purpose is to obtain a stabilization method for the local system.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a local system stabilization method capable of stabilizing the local system even when the power generation amount or the load amount of the local system changes after separation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The method for stabilizing a local system according to the first aspect of the present invention predicts a frequency change of a local system after separation based on a supply / demand imbalance ratio in the local system, and also predicts a frequency change of the local system based on a prediction result of the frequency change. Predict whether or not the generator will be disconnected, and if it is predicted that the generator will be disconnected, re-estimate the frequency change of the local system after the generator is disconnected, and The generator or load of the local system is controlled based on the prediction result.
[0010]
In the method for stabilizing a local system according to the second aspect of the present invention, the control amount required to avoid disconnection of the generator in the local system cannot be secured even if the controllable generator is controlled to the maximum. The frequency change of the local system after the generator that is predicted to be disconnected with the increase in frequency is disconnected is predicted again, and the generator or load of the local system is controlled based on the prediction result. Things.
[0011]
In the method for stabilizing a local system according to the third aspect of the present invention, when the frequency of the local system changes to a predetermined value or less, a total power generation amount and a total load amount in the local system are measured, and the local power is measured based on the measurement result. The system load is controlled.
[0012]
In the local system stabilizing method according to the invention of claim 4, when the local system generator is predicted to be disconnected from the frequency change of the local system, the local system is restored until the frequency of the local system recovers to a certain level. The load is controlled stepwise.
[0013]
[Action]
The method for stabilizing a local system according to the first aspect of the present invention predicts a frequency change of a local system after separation based on a supply / demand imbalance ratio in the local system, and generates power in the local system from a prediction result of the frequency change. By predicting whether or not the machine will be disconnected, if the generator is predicted to be disconnected, by re-predicting the frequency change of the local system after the generator is disconnected, Even if the disconnection of the generator in the local system cannot be avoided due to the frequency change, the frequency of the local system can be controlled stably.
[0014]
The method for stabilizing a local system according to the second aspect of the present invention is configured such that, even if the controllable generator is controlled to the maximum, a control amount necessary to avoid disconnection of the generator in the local system cannot be secured. Necessary to avoid the disconnection of generators in the local system by re-estimating the frequency change of the local system after the generators that are predicted to be disconnected due to the increase in frequency are disconnected Even when a sufficient control amount cannot be secured, the frequency of the local system can be controlled stably.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the local system stabilizing method, when the frequency of the local system changes to a predetermined value or less, a total power generation amount and a total load amount in the local system are measured, and the local system is measured based on the measurement result. , The frequency of the local system can be controlled stably even if the total power generation and the total load in the local system fluctuate after the local system is separated from the main system. .
[0016]
The method for stabilizing a local system according to the invention according to claim 4 is configured such that when the generator of the local system is predicted to be disconnected from the frequency change of the local system, the load of the local system is restored until the frequency of the local system recovers to a certain level. , The frequency of the local system can be controlled stably even if the generator in the local system is disconnected after the local system is separated from the main system.
[0017]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a stabilizing device to which a local system stabilizing method according to a first embodiment of the present invention is applied. In the drawing, 1 is a main system bus, 2 is a local system bus, and 3 is a main system. 4 is a circuit breaker on the main system side, 5 is a circuit breaker on the local system side, and 6 is a current detector for detecting a current flowing through the
[0018]
A start terminal unit 7 detects that the local system has been separated from the main system, and transmits the fact to that effect. A route
[0019]
11 is a voltage detector, 12 is a circuit breaker, 13 is a current detector, 14 is a generator that measures the amount of power generated by the
[0020]
[0021]
[0022]
Next, the operation will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a local system stabilizing method according to the first embodiment of the present invention, and will be described below with reference to FIG.
First, when the local system is separated from the main system, the
[0023]
Then, the power generation amount and the load amount measured by the
Total power generation ΣPG = sum of power generation PG of each generator 10 (1)
Total load ΣPL = PT + ΣPG (2)
[0024]
After calculating the total power generation amount ΣPG and the total load amount ΣPL, the
RU = (ΣPG−ΣPL) / ΣPG (3)
[0025]
Then, the
That is, the value of the supply-demand unbalance ratio RU is divided into four stages as shown below, and the state change of the local system fluctuating due to the frequency change of the local system after separation is predicted.
RU> a3... Zone 4 (frequency drop region)
a3>RU> a2... Zone 3 (frequency fluctuation allowable area)
a2>RU> a1 zone 2 (frequency rising region)
a1> RU ... zone 1 (frequency sudden rise region)
Here, a1, a2, and a3 are constants specified from the operation state of the local system and the like.
[0026]
Here, each zone will be described more specifically. Zone 4 is a region where the frequency of the local system decreases when the local system is separated, and
[0027]
Then, the
The reason is that when the frequency of the local system belongs to
[0028]
When the
RU = {(ΣPG-PGM) -ΣPL} / (ΣPG-PGM) (4)
[0029]
When the
RU> a3 ... zone 1-4 (frequency drop region)
a3>RU> a2... zone 1-3 (frequency fluctuation allowable area)
a2>RU> zone 1-2 (frequency rising region)
[0030]
Here, each zone will be described more specifically. Zone 1-4 is a region where the frequency of the local system decreases when the local system is separated, and zone 1-3 is where the frequency of the local system is reduced even if the local system is separated. Zone 1-2, which is within the allowable range, is an area where the frequency of the local system increases when the local system is separated, and the generator is disconnected after a certain period of time due to the characteristics of the generator unless the generator is controlled.
[0031]
Then, the
For example, as shown in FIG. 3, when the frequency of the local system belongs to
PGC1 <PGC <PGC2 (5)
Further, when the frequency of the local system belongs to zone 1-4, the load control amount PLC is determined so as to satisfy the following condition (the same applies to the case of belonging to zone 4).
PLC1 <PLC <PLC2 ... (6)
[0032]
When the control amounts PGC and PLC of the
[0033]
As described above, according to the first embodiment, it is predicted whether or not the generator in the local system will be disconnected from the prediction result of the frequency change of the local system, and it is predicted that the generator will be disconnected. Since the frequency change of the local system after the generator is disconnected is predicted again, even if the disconnection of the generator in the local system cannot be avoided due to the frequency change, The frequency can be controlled stably.
[0034]
FIG. 4 is a flowchart showing a local system stabilizing method according to the second embodiment of the present invention, and will be described below with reference to FIG.
The first embodiment is based on the premise that the generator corresponding to the control amount PGC of the
In such a case, it is predicted that the frequency of the local system will increase and the generator will be disconnected.
[0035]
Therefore, in the second embodiment, it is determined that the local system belongs to the zone 2 (if the local system belongs to the
[0036]
Then, a generator predicted to be disconnected based on the characteristics of the generator and the like is appropriately selected. Then, since the total power generation amount ΣPG of the local system is reduced by the output PGM of the generator to be disconnected, the supply-demand unbalance ratio RU in the local system is calculated again as described below in consideration of this ( Step ST22).
RU = {(ΣPG-PGM) -ΣPL} / (ΣPG-PGM) (7)
[0037]
Then, when the supply-demand unbalance ratio RU in the local system is calculated again, the zone to which the local system belongs is determined and the generator or load is controlled in the same manner as in the first embodiment (steps ST23 to ST26).
[0038]
As described above, according to the second embodiment, even if the controllable generator is controlled to the maximum, the control amount necessary to avoid the disconnection of the generator in the local system cannot be secured. Disconnection of the generator of the local system is accepted, and the frequency change of the local system after the generator that is predicted to be disconnected is predicted again, so that the local system after the generator is disconnected. Can be controlled stably.
[0039]
FIG. 5 is a flowchart showing a local system stabilizing method according to the third embodiment of the present invention, and will be described below with reference to FIG.
In the third embodiment, the control in the case where the state in which the local system is separated from the main system is continued even after a lapse of a fixed time after the control in the first and second embodiments is completed.
[0040]
First, after the control according to the first and second embodiments is completed, it is determined whether or not the state in which the local system is separated from the main system is continued even after a certain time has elapsed (step ST31).
When the condition of step ST31 is satisfied, since the system configuration of the local system may change after separation, the total power generation amount ΣPG and the total load amount ΣPL of the local system are measured (step ST32).
[0041]
Then, as a result of the measurement, a change occurs in the total power generation amount ΣPG and the total load amount ΣPL of the local system, and when the frequency of the local system is lower than the rated value by Δf, the load on the local system is cut off. Since it is necessary to increase the frequency to near the rated value, the load control amount PLC is determined as follows (step ST33).
PLC = k × Δf × ΣPG (8)
Where k is a constant determined by the frequency characteristics
[0042]
When the load control amount PLC is determined in this manner, the
[0043]
As described above, according to the third embodiment, when the system configuration of the local system changes after the separation, the total power generation amount and the total load amount in the local system are measured, and the local system load is measured based on the measurement result. Is controlled, the frequency of the local system can be stably controlled even if the total power generation and the total load in the local system fluctuate after the local system is separated from the main system.
[0044]
Embodiment 4. FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a local system stabilizing method according to the fourth embodiment of the present invention, and will be described below with reference to FIG.
In the fourth embodiment, the control in the case where the state in which the local system is separated from the main system continues after a lapse of a certain time after the control in the first and second embodiments is completed.
[0045]
First, after the control according to the first and second embodiments is completed, it is determined whether or not the state in which the local system is separated from the main system continues after a certain period of time (step ST41).
When the condition of step ST41 is satisfied, the frequency increases due to a change in the system configuration of the local system after the separation, and the generator of the local system may be disconnected. And the total load ΣPL is measured (step ST42), and the control amount PLC of the load when the generator is disconnected is determined as follows (step ST43).
PLC = j × PGD
Where j is a control constant
PGD is the power generation of the generator expected to be disconnected, here, the power generation of the generator with the maximum output in the local system.
[0046]
When the load control amount PLC is determined in this way, the
Incidentally, the value of j is set to 0.5 in the first-stage control, 0.25 in the second-stage control, and 0.25 in the third-stage control.
[0047]
As described above, according to the fourth embodiment, when the local system generator is predicted to be disconnected from the local system frequency change, the local system load is reduced until the local system frequency recovers to a certain level. Since the control is performed stepwise, the frequency of the local system can be stably controlled even if the generator in the local system is disconnected after the local system is separated from the main system.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the frequency change of the local system after the separation is predicted based on the supply and demand imbalance rate in the local system, and the power generation in the local system is predicted from the prediction result of the frequency change. Predict whether or not the machine will be disconnected, if the generator is predicted to be disconnected, since it was configured to predict again the frequency change of the local system after the generator is disconnected, Even if the disconnection of the generator in the local system cannot be avoided due to the frequency change, the frequency of the local system can be stably controlled.
[0049]
According to the second aspect of the present invention, even if the controllable generator is maximally controlled, if the control amount necessary to avoid the disconnection of the generator in the local system cannot be secured, the frequency increases. The frequency of the local system is predicted again after the generator that is predicted to be disconnected is disconnected, so the control amount necessary to avoid the disconnection of the generator in the local system is secured. Even if it is impossible, there is an effect that the frequency of the local system can be stably controlled.
[0050]
According to the invention of
[0051]
According to the invention of claim 4, when it is predicted that the generator of the local system is disconnected from the frequency change of the local system, the load of the local system is controlled stepwise until the frequency of the local system recovers to a certain level. Thus, even if the generator in the local system is disconnected after the local system is separated from the main system, the frequency of the local system can be stably controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a stabilization device to which a local system stabilization method according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a local system stabilization method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a zone to which a local system belongs.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a local system stabilization method according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a flowchart showing a local system stabilization method according to
FIG. 6 is a flowchart illustrating a local system stabilizing method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a conventional local system stabilization method.
[Explanation of symbols]
3 Transmission lines, 10 generators.
Claims (4)
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