JP6847600B2 - Electronic controller selection method, electronic controller selection program and its recording medium - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電力系統安定化装置における電制機選択方法、電制機選択プログラム及びその記録媒体に関する。 An embodiment of the present invention relates to an electric control device selection method, an electric control device selection program, and a recording medium thereof in a power system stabilizer.
一般に、電力系統内に事故が発生すると、急激な需給のアンバランスが生じ、系統内の発電機が脱調する場合がある。発電機の脱調とは、発電機の機械入力に対して電気的な出力が少ない状態が続き、発電機の回転速度が増加して他の発電機との位相関係が崩れてしまうことを主たる要因として、安定的に運転できなくなる現象である。そのため、機械入力に対する電気的出力を一時的に大きくすることができれば、発電機の回転速度が減少して、他の発電機との位相関係が崩れるのを抑制できる。 In general, when an accident occurs in the power system, a sudden imbalance between supply and demand may occur, and the generator in the system may step out. The main cause of step-out of a generator is that the electrical output is low with respect to the mechanical input of the generator, the rotation speed of the generator increases, and the phase relationship with other generators is disrupted. As a factor, it is a phenomenon that stable operation becomes impossible. Therefore, if the electrical output with respect to the mechanical input can be temporarily increased, it is possible to prevent the rotation speed of the generator from decreasing and the phase relationship with other generators from being disrupted.
そこで、脱調を防止するため、位相関係が崩れた発電機を系統から遮断する電源制限(以下、電制という。)を行うことが知られている。この電制は、遮断した発電機の負荷分担分である発電出力が、残りの発電機で分担されることで残りの発電機の電気的出力が一時的に増える効果を利用した系統安定化手法である。 Therefore, in order to prevent step-out, it is known to limit the power source (hereinafter referred to as electronic control) to shut off the generator whose phase relationship is broken from the system. This electronic control is a system stabilization method that utilizes the effect of temporarily increasing the electrical output of the remaining generators by sharing the power generation output, which is the load sharing of the shut-off generators, with the remaining generators. Is.
ところで、上記の電制をする場合もしない場合も、すなわち脱調現象が生じるか否かに関わらず、事故発生後には、発電機の動揺により、系統内に過渡的な電圧低下現象が発生し得る。この過渡的な電圧低下現象は、内部相差角の大きい発電機を電制することで解消できる。過渡的な電圧低下現象の抑制手法としては、例えば、調相制御に着目した制御方法が知られている。 By the way, regardless of whether or not the above-mentioned electric control is applied, that is, whether or not the step-out phenomenon occurs, after the accident occurs, a transient voltage drop phenomenon occurs in the system due to the shaking of the generator. obtain. This transient voltage drop phenomenon can be eliminated by electrically controlling a generator having a large internal phase difference angle. As a method for suppressing a transient voltage drop phenomenon, for example, a control method focusing on phase adjustment control is known.
ある発電機母線間の電圧の位相差が開いた際に、理論的には中間に位置する母線の電圧が最も低下する。そのため、当該母線の電圧を回復するためには、位相角が基準電源から開いている内部相差角の大きい発電機を特定して、当該発電機を電制する必要がある。電源線故障などで内部相差角が開く発電機を予め特定できる場合は電制候補発電機を限定できる。 Theoretically, when the phase difference of the voltage between a certain generator bus is widened, the voltage of the bus located in the middle drops the most. Therefore, in order to recover the voltage of the bus, it is necessary to identify a generator whose phase angle is open from the reference power source and have a large internal phase difference angle, and to control the generator. If it is possible to identify in advance a generator whose internal phase difference angle opens due to a power line failure or the like, the electric control candidate generators can be limited.
事故発生後に系統内に生じる過渡的な電圧低下現象を抑制するために、限られた範囲内で発電機の数も少なければ、電制量に対する母線電圧回復量が最も大きい発電機を、比較的短時間で電制対象として決定することができる。しかし、基幹系統故障など広域に存在する多数の発電機が動揺するような場合には、電制量に対する母線電圧回復量が最も大きい発電機を短時間で検出することは困難であった。 In order to suppress the transient voltage drop phenomenon that occurs in the system after an accident occurs, if the number of generators is small within a limited range, the generator with the largest amount of bus voltage recovery with respect to the amount of power control is relatively selected. It can be decided as an electronic control target in a short time. However, when a large number of generators existing in a wide area are shaken due to a backbone system failure, it is difficult to detect the generator having the largest amount of bus voltage recovery with respect to the amount of power control in a short time.
本発明の実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電力系統の故障除去後の過渡電圧低下を抑制することのできる電制機選択方法、電制機選択プログラム及びその記録媒体を提供することを目的とする。 An embodiment of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is an electric control device selection method and an electric control device selection program capable of suppressing a transient voltage drop after elimination of a failure in a power system. And its recording medium.
上記目的を達成するために、本実施形態の電制機選択方法は、電力系統の故障除去後に生じる過渡電圧低下を抑制する電制対象となる発電機を決定する電制機選択方法であって、前記電力系統の故障除去後に過渡的に電圧が低下する母線を選択する母線選択ステップと、前記母線の過渡電圧低下の要因となる1台以上の電制候補発電機を特定する電圧安定用電制候補特定ステップと、前記母線と前記1台以上の電制候補発電機に基づいて等価一機対無限大母線系統モデルを作成する等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップと、前記等価一機対無限大母線系統モデルにおいて、前記1台以上の電制候補発電機を電制した場合の前記母線の電圧または電圧回復量を計算し、当該電圧または前記電圧回復量が予め設定された所定基準を満足する1台以上の発電機を電制対象として決定する電圧安定用電制決定ステップと、を有し、前記母線選択ステップは、前記電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果から、前記電力系統の複数の母線のうち、母線電圧が所定の閾値を所定時間下回る母線を選択し、当該選択結果の中から、母線電圧が前記故障除去後に極小値となる時点が最も早い母線を選択することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the electric controller selection method of the present embodiment is an electric controller selection method for determining a generator to be electronically controlled that suppresses a transient voltage drop that occurs after removing a failure of the power system. , A bus selection step for selecting a bus whose voltage transiently drops after the power system failure is eliminated, and a voltage stabilizing power source for identifying one or more electronic control candidate generators that cause the transient voltage drop of the bus. The control candidate identification step, the equivalent one-to-infinity bus system model creation step for creating an equivalent one-to-infinity bus system model based on the bus and the one or more electronic control candidate generators, and the equivalent one. In the machine-to-infinity bus system model, the voltage or voltage recovery amount of the bus when one or more electric control candidate generators are electrically controlled is calculated, and the voltage or the voltage recovery amount is preset. a voltage determination step stabilizing electrical control to determine the one or more generators that satisfy the criteria as electrical control subjects, was closed, the bus selection step, from the transient stability analysis simulation results for the power system, the power Select a bus whose bus voltage is lower than a predetermined threshold for a predetermined time from a plurality of bus lines in the system, and select the bus whose bus voltage becomes the minimum value after the failure is removed from the selection results. It is characterized by.
また、本実施形態は、プログラムの観点から捉えることもできる。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体として捉えることもできる。 The present embodiment can also be grasped from the viewpoint of the program. Further, it can be regarded as a recording medium that can be read by a computer on which the program is recorded.
[1−1.構成]
以下では、図1〜図9を参照しつつ、本実施形態に係る電制機選択方法について説明する。本実施形態に係る電制機選択方法は、単一のコンピュータ又はネットワーク接続された複数のコンピュータ及び表示装置を含み構成されたシステムによって実現することができる。本実施形態に係る電制機選択方法は、プログラムを記録媒体であるHDDやSSD等に記憶しており、RAMに適宜展開し、CPUで処理することにより、後述する各ステップを行うことができる。本電制機選択方法を実現可能に構成されたシステム又は装置は、各ステップで必要な情報を、オンラインで取得することができる。本電制機選択方法は、例えば、電力系統安定化装置に適用することができる。
[1-1. Constitution]
Hereinafter, the method for selecting an electronic control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9. The method for selecting an electronic control device according to the present embodiment can be realized by a single computer or a system including a plurality of computers connected to a network and a display device. In the electronic control device selection method according to the present embodiment, the program is stored in a recording medium such as an HDD or SSD, expanded appropriately in a RAM, and processed by a CPU, whereby each step described later can be performed. .. A system or device configured to realize this electronic control unit selection method can acquire information required at each step online. This electric control device selection method can be applied to, for example, a power system stabilizer.
本実施形態に係る電制機選択方法は、電力系統の故障除去後に生じる過渡電圧低下を抑制する電制対象となる発電機を選択する方法である。一般に、電力系統を不安定にする発電機を当該系統から遮断する電制は、発電機の脱調を防止するために行われる。電制を行うことで、電力系統の安定化を図ることができる。但し、電制を行った場合であっても、電力系統内の母線が、過渡的に電圧低下する場合がある。 The method for selecting an electric controller according to the present embodiment is a method for selecting a generator to be electronically controlled that suppresses a transient voltage drop that occurs after removing a failure in the power system. Generally, the electric control that shuts off the generator that destabilizes the power system from the system is performed to prevent the generator from stepping out. By performing electric control, it is possible to stabilize the power system. However, even when the electric control is performed, the voltage of the bus in the power system may decrease transiently.
本電制機選択方法は、発電機の脱調を防止する電制を行った後に、過渡的な電圧低下を抑制するために、追加的に電制対象とする発電機を選択する方法である。また、電力系統の故障除去後において、当該系統が不安定にならず発電機の脱調防止のための電制が必要ない場合もある。この場合であっても、電力系統内の発電機の動揺により、過渡的な電圧低下が生じ得る。この場合に、当該電圧低下を抑制するために、電制対象とする発電機を選択する方法も本実施形態の電制選択方法の対象である。 This electric control device selection method is a method of additionally selecting a generator to be electronically controlled in order to suppress a transient voltage drop after performing electronic control to prevent step-out of the generator. .. In addition, after the failure of the power system is eliminated, the system may not become unstable and it may not be necessary to control the power system to prevent step-out of the generator. Even in this case, a transient voltage drop can occur due to the shaking of the generator in the power system. In this case, the method of selecting the generator to be electronically controlled in order to suppress the voltage drop is also the target of the electronically controlled selection method of the present embodiment.
本実施形態の電制は、電力系統内の母線の電圧を回復させるための電制であり、発電機の脱調防止のための電制と区別するため、以下では、本実施形態が対象とする電制を「電圧安定用電制」と称する場合がある。また、特に断りがなければ、単に電制という場合、電圧安定用電制を指す。 The electric control of this embodiment is an electric control for recovering the voltage of the bus in the power system, and is distinguished from the electric control for preventing step-out of the generator. Therefore, in the following, the present embodiment is targeted. The electric power system to be used may be referred to as "voltage stabilizing electric power system". Unless otherwise specified, the term "electric control" refers to voltage stabilization.
図1は、本実施形態に係る電制機選択方法の構成を示す図である。図1に示すように、電制機選択方法は、次の(1)〜(4)のステップを有する。
(1)電力系統の故障除去後に過渡的に電圧が低下する母線を選択する母線選択ステップ1。
(2)母線選択ステップで選択した母線の過渡電圧低下の要因となる1台以上の電制候補発電機を特定する電圧安定用電制候補特定ステップ2。
(3)母線選択ステップで選択した母線と電圧安定用電制候補特定ステップで特定した1台以上の電制候補発電機に基づいて、等価一機対無限大母線系統モデルを作成する等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップ3。
(4)等価一機対無限大母線系統モデルにおいて、1台以上の電制候補発電機を電制した場合の母線の電圧回復量を計算し、電圧回復量が予め設定された所定基準を満足する1台以上の発電機を電制対象として決定する電圧安定用電制決定ステップ4。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electronic control device selection method according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electronic control device selection method has the following steps (1) to (4).
(1)
(2) Voltage stabilization electronic control
(3) Equivalent one machine to create an infinite bus system model based on the bus line selected in the bus bar selection step and one or more electric control candidate generators specified in the voltage stabilization electronic control candidate identification step.
(4) In the equivalent one-to-infinity bus system model, the voltage recovery amount of the bus when one or more electric control candidate generators are electrically controlled is calculated, and the voltage recovery amount satisfies a predetermined standard set in advance.
(1)母線選択ステップ
母線選択ステップ1では、対象とする電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果から、当該電力系統において母線電圧が過渡的に低下する母線を選択する。より具体的には、母線選択ステップ1では、電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果から、当該電力系統の複数の母線のうち、母線電圧が故障除去後に極小値となる時点が最も早い母線を選択する。換言すれば、母線電圧が故障除去後に最初に極小値となる母線を選択する。なお、電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果は、任意の電力系統安定化装置で得られるものを用いることができる。
(1) Bus selection step In the
図2は、対象とする電力系統の過渡安定度解析シミュレーションによる各母線電圧及び発電機の内部相差角の時間変化を示す図である。図2には、電力系統の複数(ここでは3つ)の母線の電圧変化のグラフA〜Cが示されている。図2に示すように、故障発生時点tfにおいて、電力系統内の遮断器が動作することで、故障発生時点tfから故障除去時点tcまで母線電圧は低下する。そして、故障除去時点tcにおいて電力系統内の遮断器が投入され再閉路となると母線電圧は一時的に回復するが、発電機の動揺により、過渡的に電圧低下現象が発生する。 FIG. 2 is a diagram showing the time change of each bus voltage and the internal phase difference angle of the generator by the transient stability analysis simulation of the target power system. FIG. 2 shows graphs A to C of voltage changes of a plurality of (three in this case) bus lines of the power system. As shown in FIG. 2, when the circuit breaker in the power system operates at the failure occurrence point tf, the bus voltage drops from the failure occurrence point tf to the failure elimination time ct. Then, when the circuit breaker in the power system is turned on at the failure elimination time ct and the circuit is reclosed, the bus voltage temporarily recovers, but the voltage drop phenomenon occurs transiently due to the shaking of the generator.
図2に示すように、本実施形態の母線選択ステップ1では、母線電圧VTが電圧低下判定閾値VLを一定時間TL以上の間下回る母線のうち、故障除去時点tc以降において、母線電圧が最初に極小値となる母線を選択する。閾値VLは、対象系統の過渡安定度解析シミュレーションを複数回行った結果や、運用上許容できる電圧値から経験的に決定する。例えば、閾値VLは、母線電圧の定格の80%とすることができる。図2では、母線電圧が最も早く極小値となる時点をt2としている。図2の例では、グラフAとなる母線を選択する。図2に示すように、他の母線は事後的に電圧の低下が最小となるが、本ステップ1ではこれらは選択しない。
As shown in FIG. 2, in the bus
本実施形態の母線選択ステップ1では、母線電圧が閾値VLを下回る時間TLを所定の時間に設定している。この時間は、例えば、需要家の受電設備に設けられている不足電圧継電器が動作する不足電圧の継続時間より短い時間に設定する。過渡電圧低下に伴う不足電圧継電器が動作する前に対象母線の過渡電圧低下を抑制するためである。なお、本母線選択ステップ1で選択した母線を、該当母線という場合がある。
In the
(2)電圧安定用電制候補特定ステップ
電圧安定用電制候補特定ステップ2では、母線選択ステップ1で選択した母線の過渡電圧低下の要因となる1台以上の電制候補発電機を特定する。具体的には、図2に示すように、対象となる母線電圧が故障除去時点tc以降最も早く極小値となる時点t2で、発電機の内部相差角δTが、予め設定された電制候補選択閾値δL以上となる対象母線に接続された1台以上の発電機1〜nとして選択する。電制候補選択閾値δLは、対象系統の過渡安定度解析シミュレーションを複数回行った結果によって経験的に決定する。例えば、閾値δLは90°とすることができる。
(2) Voltage stabilization electronic control candidate identification step In the voltage stabilization electronic control
(3)等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップ
等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップ3では、母線選択ステップ1で選択した母線と、電圧安定用電制候補特定ステップ2で選択した1台以上の電制候補発電機に基づいて等価一機対無限大母線系統モデルを作成する。図3に示すように、本ステップ3は、等価一機対無限大母線系統モデルの演算対象とする演算対象範囲決定ステップ31と、当該ステップで決定した演算対象範囲を縮約し、等価一機対無限大母線系統モデルを作成するモデル作成ステップ32と、を有する。
(3) Equivalent one-to-infinity bus system model creation step In the equivalent one-to-infinity bus system
(3−1)演算対象範囲決定ステップ
本ステップ31は、該当母線に接続され、かつ、電圧安定用電制候補特定ステップ2で特定した発電機を含む発電機群の、該当母線との間の等価合成リアクタンスをそれぞれ算出し、演算対象範囲を決定する。演算対象範囲は、該当母線から、等価合成リアクタンスが最小となる発電機群側の系統であり、該当母線から等価合成リアクタンス最小の発電機群までの範囲である。以下、図4を用いて、具体的に説明する。
(3-1) Calculation target range determination step This
図4は、等価一機対無限大母線系統モデルの演算対象範囲について説明するための図である。図4には、太線で示された複数の母線が示されているが、該当母線が275A1であり、故障除去後に最も早く母線電圧が極小値となる時点t2で内部相差角が閾値δL以上となる発電機がA1G〜A4G、B1G〜B4Gである場合、該当の発電機群が2つある。そこで、本ステップでは、母線275A1から発電機A1G〜A4Gまでの等価合成リアクタンス2Xと、母線275A1から発電機B1G〜B4Gまでの等価合成リアクタンス8Xとをそれぞれ算出する。そして、算出した等価合成リアクタンスを比較し、該当母線275A1から等価合成リアクタンスが最小となる発電機A1G〜A4Gまでの系統を、等価一機対無限大母線系統モデルの演算対象とする。なお、Xは、送電線の単位長さ当たりのリアクタンス値(p.u.)である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the calculation target range of the equivalent one-machine vs. infinity bus system model. In FIG. 4, a plurality of bus bars shown by thick lines are shown, but the corresponding bus bar is 275A1, and the internal phase difference angle is equal to or higher than the threshold value δL at the time t2 when the bus bar voltage becomes the minimum value earliest after the failure is eliminated. When the generators are A1G to A4G and B1G to B4G, there are two corresponding generator groups. Therefore, in this step, the equivalent reactance 2X from the bus 275A1 to the generators A1G to A4G and the equivalent reactance 8X from the bus 275A1 to the generators B1G to B4G are calculated, respectively. Then, the calculated equivalent synthetic reactances are compared, and the systems from the corresponding bus 275A1 to the generators A1G to A4G having the minimum equivalent synthetic reactance are set as the calculation targets of the equivalent one-infinity bus system model. Note that X is a reactance value (pu) per unit length of the transmission line.
このように複数の電制候補発電機が電圧安定用電制候補ステップ2により特定されるにも関わらず、範囲を限定するように演算対象範囲を決定するのは、電圧安定用電制候補特定ステップ2で特定した電制候補発電機が広域に分布する場合、それらの発電機を等価一機にまとめた等価一機対無限大母線系統モデルによる演算では、最終的に演算する該当母線の電圧回復量の誤差が大きくなるからである。発電機A1G〜A4Gと発電機B1G〜B4Gとが共通して接続される発電機共通母線Sを挟み、該当母線275A1以遠の他の発電機群B1G〜B4Gを含む系統は演算範囲対象外である。
Although a plurality of electric control candidate generators are specified by the voltage stabilization electric
このように、発電機群には、電圧安定用電制候補として特定された発電機が1台以上含まれていれば良い。どの範囲の発電機を1つの発電機群とするかの決定方法は、例えば、図4で説明すると、該当母線275A1に接続された母線に設けられた発電機A1G〜A4Gを1つの発電機群とし、それ以外の当該発電機群から見て該当母線以遠の発電機B1G〜B4Gを1つの発電機群とする。 As described above, the generator group may include one or more generators specified as voltage stabilization electronic control candidates. As a method of determining which range of generators should be one generator group, for example, as described in FIG. 4, the generators A1G to A4G provided on the bus connected to the corresponding bus 275A1 are combined into one generator group. Then, the generators B1G to B4G beyond the corresponding bus line when viewed from the other generator groups are regarded as one generator group.
(3−2)モデル作成ステップ
図5は、図4に示した演算対象範囲となる系統を一般化して表現したモデル系統である。図6は、演算対象範囲となる系統を縮約した等価一機対無限大母線系統モデルである。図5中に示した各パラメータの説明は、以下の通りである。
(3-2) Model Creation Step FIG. 5 is a model system that is a generalized representation of the system that is the calculation target range shown in FIG. FIG. 6 is an equivalent one-to-infinity bus system model in which the system to be calculated is reduced. The explanation of each parameter shown in FIG. 5 is as follows.
E:過渡電圧低下最初極小時点t2の無限大母線電圧(p.u.)。過渡安定度解析シミュレーション結果から得られる。
X0:該当母線以遠の等価リアクタンス(p.u.)。
V:過渡電圧低下最初極小時点t2の該当母線電圧(p.u.)。過渡安定度解析シミュレーション結果から得られる。
Xg1〜Xgn:電制候補発電機1〜nの発電機高圧側母線から見た各発電機1〜nそれぞれの合成リアクタンス(p.u.)。既知の設備データから計算によって得られる。
Eg1〜Egn:過渡電圧低下最初極小時点t2の電制候補発電機1〜nの内部電圧(p.u.)=1.0と仮定する。
δg1〜δgn:過渡電圧低下最初極小時点t2の電制候補発電機1〜nの内部相差角(rad)。過渡安定度解析シミュレーション結果から得られる。
E: Infinite bus voltage (pu) at the first minimum point t2 when the transient voltage drops. It is obtained from the transient stability analysis simulation result.
X0: Equivalent reactance beyond the corresponding bus (pu).
V : Corresponding bus voltage (pu) at the first minimum time point t2 of the transient voltage drop. It is obtained from the transient stability analysis simulation result.
Xg1 to Xgn: Combined reactance (pu) of each of the
Eg1 to Egn: It is assumed that the internal voltage (pu) of the electronically controlled
δg1 to δgn: Internal phase difference angle (rad) of the electronic
本ステップ32では、決定した演算対象範囲を等価一機対無限大母線系統モデルに縮約する。具体的には、本ステップ32では、演算対象範囲となる系統において、該当母線から、内部相差角が所定の閾値δL以上となる発電機群までの経路において等価合成リアクタンスが最小となる1台以上の発電機を等価一機発電機とし、等価一機発電機リアクタンスと、該当母線から無限大母線までの等価背後リアクタンスとから等価一機対無限大母線系統モデルを作成する。
In this
縮約方法は、従来の手法を用いることができ、本実施形態では下記に示す手法を用いる。その他、例えば、短絡容量法、短絡電流法、二負荷法など、縮約対象系統に合わせて縮約系統パラメータを数式的に算出し、原系統モデルと事故発生時の連系点の潮流や電圧などの特性を合わせこむ手法や、事故発生時の特性に加えて事故発生後の動特性までを原系統モデルと合わせこむ手法を用いることもできる。 As the reduction method, a conventional method can be used, and in the present embodiment, the method shown below is used. In addition, for example, the short-circuit capacitance method, short-circuit current method, dual load method, etc. are calculated mathematically according to the system to be reduced, and the power flow and voltage at the interconnection point between the original system model and the accident occurrence. It is also possible to use a method of combining the characteristics such as, and a method of combining the dynamic characteristics after the accident with the original system model in addition to the characteristics at the time of the accident.
本ステップ32では、まず、当該縮約の前に、縮約に必要なパラメータを求める。求めるパラメータは、具体的には、以下の1〜7の通りである。なお、各パラメータの算出に必要な過渡安定度解析シミュレーション結果又は既知の設備データなどの各種情報は、オンラインで取得する。
In this
1.過渡電圧低下最初極小値t2の等価一機発電機の内部電圧EG(p.u.)
EGは、過渡安定度解析シミュレーション結果から、式(1)より算出できる。
δは、過渡安定度解析シミュレーション結果及び既知の設備データから、式(2)より算出できる。
3.演算対象範囲の各発電機リアクタンスXg1〜Xgnの合成リアクタンスXgG(p.u.)
XgGは、既知の設備データから、式(3)より算出できる。
XLは、既知の設備データから計算によって得られる。計算方法は、公知の方法を用いることができる。
5.該当母線から見た等価一機発電機側の合成リアクタンスXG(p.u.)
XGは、式(4)より算出できる。
Vは、式(5)より算出でき、その大きさは、式(6)により算出できる。なお、本明細書の文中のVは、以下の各式中のV上付きドットと同義である。
X0は、過渡安定度解析シミュレーション結果から、式(7)より算出できる。
The EG can be calculated from the equation (1) from the transient stability analysis simulation result.
δ can be calculated from Eq. (2) from the transient stability analysis simulation results and known equipment data.
3. 3. Combined reactance XgG (p.u.) of each generator reactance Xg1 to Xgn in the calculation target range
XgG can be calculated from the known equipment data by the equation (3).
XL is calculated from known equipment data. A known method can be used as the calculation method.
5. Synthetic reactance XG (p.u.) on the equivalent single generator side as seen from the relevant bus
XG can be calculated from the equation (4).
V can be calculated by the formula (5), and its magnitude can be calculated by the formula (6). Note that V in the text of this specification is synonymous with V superscript dots in each of the following equations.
X0 can be calculated from the equation (7) from the transient stability analysis simulation result.
上記1〜7のパラメータを用いて、決定した演算対象範囲を縮約する。なお、式(7)は、以下のように導かれる。
The determined calculation target range is reduced by using the
まず、α=XG/(X0+XG)とおき、式(5)の両辺を2乗して、αの2次式である式(8)に変形する。
式(9)から式(10)が得られる。
α=XG/(X0+XG)より、式(11)が得られる。
式(10)及び式(11)より式(12)が得られる。
αをXGについて偏微分すると、式(13)が得られる。
(4)電圧安定用電制決定ステップ
電圧安定用電制決定ステップ4では、等価一機対無限大母線系統モデルにおいて、1台以上の電制候補発電機を電制した場合の該当母線の電圧回復量を計算し、当該電圧回復量が予め設定された所定基準を満足する1台以上の発電機を電制対象として決定する。
(4) Voltage stabilization electronic control determination step In the voltage stabilization electronic
具体的には、図7に示すように、本ステップ4は、作成した等価一機対無限大母線系統モデルの等価一機発電機を構成する1台以上の発電機の中から、電制対象発電機の組合せを作成する組合せ作成ステップ41と、当該組合せ毎に、電制による該当母線の電圧回復量を計算する電圧回復量計算ステップ42と、当該組合せにおける電制対象発電機の台数毎に、電圧回復量が最大の組合せを特定する最大組合せ特定ステップ43と、最大組合せ特定ステップで特定した組合せの中から、電制対象発電機の台数が最小となる組合せを選択する組合せ選択ステップ44とを有する。
Specifically, as shown in FIG. 7, this
(4−1)組合せ作成ステップ
本ステップ41では、作成した等価一機対無限大母線系統モデルの等価一機発電機を構成する1台以上の発電機の中から、電制対象発電機の組合せを作成する。例えば、図5を用いて説明すると、等価一機とする発電機群は、発電機A1G〜A4Gの4つからなるため、このうちの1台を電制する場合が4(=4C1)通り、2台を電制する場合が6(=4C2)通り、3台を電制する場合が4(=4C3)通り、4台を電制する場合が1(=4C4)通りというように、電制対象発電機の各台数それぞれの場合の電制対象発電機の組合せを作成する。
(4-1) Combination creation step In this
(4−2)電圧回復量計算ステップ
本ステップ42では、電制対象発電機の組合せ毎に、電制による該当母線の電圧回復量を計算する。電圧回復量は、電制後の該当母線電圧と電制前の該当母線電圧との差である。本ステップ42は、動的解析である過渡安定度解析シミュレーションを逐一行うものではなく、後述するように、代数計算のみの静的解析により簡易にするものである。図8に示すように、本ステップ42は、発電機出力算出ステップ421と、電制後の内部相差角最大値算出ステップ422と、電制による該当母線の電圧回復量算出ステップ433と、を有する。
(4-2) Voltage recovery amount calculation step In this
(1) 発電機出力算出ステップ
本ステップ421では、作成した等価一機対無限大母線系統モデルから、等価一機発電機における故障中の発電機出力Pf、故障除去後の発電機出力P1、及び再閉路後の発電機出力P2を算出する。そのために、図9に示すように、故障発生後の等価一機発電機の有効電力P、角速度偏差Δω、内部相差角δTの変化を定義する。図9に示される各記号の説明を以下に示す。なお、故障発生時点はt=0とする。また、以下では、等価一機発電機を、単に発電機と称する。
(1) Generator output calculation step In this
tc:故障除去時点(s)
t1:再閉路時点(s)
t2:過渡電圧低下最初の極小時点(s)
ts:電制時点(s)
t3:電制後にδT最大となる時点(s)
tk: Failure removal time point (s)
t1: At the time of reclosing (s)
t2: Transient voltage drop First minimum time point (s)
ts: At the time of electronic control (s)
t3: Time point when δT becomes maximum after electronic control (s)
P0:電制前の発電機機械入力(p.u.)
Pf:故障中の発電機出力(0≦t<tc)(p.u.)
P1:故障除去後の発電機出力(出力減状態)(tc≦t<t1)(p.u.)
P2:再閉路後の発電機出力(出力増状態)(t≧t1)(p.u.)
P0’:電制後の発電機機械入力(p.u.)
ΔPs:電制量(p.u.)
P0: Generator machine input before electronic control (pu)
Pf: Generator output during failure (0 ≦ t <tk) (p.u.)
P1: Generator output after failure removal (output reduced state) (tk≤t <t1) (p.u.)
P2: Generator output after reclosing (output increased state) (t ≧ t1) (pu)
P0': Generator machine input after electronic control (pu)
ΔPs: Electrostatic amount (pu)
Δω:故障中の角速度偏差(0≦t<tc)(p.u.)
Δω1:故障除去後の角速度偏差
(電制なし:tc≦t<t1、電制あり:tc≦t<ts)(p.u.)
Δω2:電制なしかつ再閉路後の角速度偏差(t≧t1)(p.u.)
Δω1s:電制後の角速度偏差(tc≦t<t1)(p.u.)
Δωs:電制ありかつ再閉路後の角速度偏差(t≧t1)(p.u.)
Δω: Angular velocity deviation during failure (0 ≦ t <tk) (p.u.)
Δω1: Angular velocity deviation after failure removal (without electrical control: ct ≤ t <t1, with electrical control: tk ≤ t <ts) (pu)
Δω2: Angular velocity anomaly deviation (t ≧ t1) (pu) after reclosing without electronic control
Δω1s: Angular velocity deviation after electronic control (tk ≦ t <t1) (pu)
Δωs: Angular velocity anomaly deviation (t ≧ t1) (pu) after reclosing with electronic control
Δδ:電制による内部相差角最大値の変化量(rad)
δc:故障中の内部相差角(0≦t<tc)(rad)
δ1:故障除去後の内部相差角
(電制なし:tc≦t<t1、電制あり:tc≦t<ts)(rad)
δ2:電制なしかつ再閉路後の内部相差角(t≧t1)(rad)
δ1s:電制後の内部相差角(ts≦t<t1)(rad)
δs:電制ありかつ再閉路後の内部相差角(t≧t1)(rad)
Δδ: Amount of change in maximum internal phase difference angle (rad) due to electronic control
δc: Internal phase difference angle during failure (0 ≦ t <tk) (rad)
δ1: Internal phase difference angle after failure removal (without electrical control: ct ≤ t <t1, with electrical control: tk ≤ t <ts) (rad)
δ2: Internal phase difference angle (t ≧ t1) (rad) without electronic control and after reclosing
δ1s: Internal phase difference angle after electronic control (ts ≦ t <t1) (rad)
δs: Internal phase difference angle (t ≧ t1) (rad) with electronic control and after reclosing
時点tcで、故障除去後に等価一機発電機の有効電力がPf(Pf<P1)からP1(P1<P0)に回復すると、角速度偏差Δωは、時点tc以前では正の傾きでΔωc(t)として変化し、時点tc以後では比較的傾きが緩やかなΔω1(t)として変化する。
時点t1で、再閉路後に等価一機発電機の有効電力がP1(P1<P0)からP2(P2>P0)に回復すると、角速度偏差Δωは、時点t1以後では傾きが負であるΔω2(t)として変化する。
一方、過渡電圧低下最初の極小時点t2のとき、等価一機発電機の内部相差角δがピーク値δ2(t2)であると仮定すると、Δω2(t2)=0となる。
At the time point ct, when the active power of the equivalent single generator recovers from Pf (Pf <P1) to P1 (P1 <P0) after the failure is eliminated, the angular velocity deviation Δω has a positive slope before the time point ct and is Δωc (t). After the time point tk, it changes as Δω1 (t) with a relatively gentle slope.
At time point t1, when the active power of the equivalent single generator recovers from P1 (P1 <P0) to P2 (P2> P0) after reclosing, the angular velocity deviation Δω has a negative slope after time point t1 (t). ) Changes.
On the other hand, assuming that the internal phase difference angle δ of the equivalent single generator generator is the peak value δ2 (t2) at the time of the first minimum transient voltage drop t2, Δω2 (t2) = 0.
次に、時点tsで電制量ΔPsの電制が行われたとすると、発電機機械入力P0はP0’(=P0−ΔPs)へ変化する。 Next, assuming that the electric control of the electric control amount ΔPs is performed at the time point ts, the generator machine input P0 changes to P0'(= P0-ΔPs).
ここで、電制後に内部相差角がピーク値となる時点t3と、再閉路の時点t1との前後に着目して、t3≧t1となる場合と、t3<t1となる場合に場合分けする。電制量ΔPsが大きいと発電機の減速が速いので、内部相差角のピークが再閉路時点より前に来る。逆に、電制量ΔPsが小さいと、発電機の減速が遅いので、内部相差角のピークが再閉路時点より後になり、再閉路前後で解くべき式が変わるためである。 Here, paying attention to the time before and after the time point t3 at which the internal phase difference angle reaches the peak value after the electric control and the time point t1 at the time of reclosing, the case where t3 ≧ t1 and the case where t3 <t1 are obtained are classified. When the electric control amount ΔPs is large, the deceleration of the generator is fast, so that the peak of the internal phase difference angle comes before the time of reclosing. On the contrary, when the electric control amount ΔPs is small, the deceleration of the generator is slow, so that the peak of the internal phase difference angle is after the time of reclosing, and the equation to be solved changes before and after the reclosing.
図9(a)に示すように、t3≧t1となる場合は、時点ts(ts<t1)以後の角速度偏差はΔω1s(t)としてΔω1(t)より緩やかな傾きで変化し、時点t1以後はΔωs(t)としてΔω2(t)より大きな負の傾きで変化して時点t3でΔωs(t3)=0となる。この場合、電制後の等価一機発電機の内部相差角のピーク値はδs(t3)となり、電制による内部相差角最大値の変化量Δδは、Δδ=δs(t3)−δ2(t2)となる。 As shown in FIG. 9A, when t3 ≧ t1, the angular velocity deviation after the time point ts (ts <t1) changes as Δω1s (t) with a gentler inclination than Δω1 (t), and after the time point t1. Changes with a negative slope larger than Δω2 (t) as Δωs (t), and Δωs (t3) = 0 at the time point t3. In this case, the peak value of the internal phase difference angle of the equivalent single generator after the electric control is δs (t3), and the amount of change Δδ of the maximum value of the internal phase difference angle due to the electronic control is Δδ = δs (t3) −δ2 (t2). ).
図9(b)に示すように、t3<t1となる場合は、時点ts(ts<t1)以後の角速度偏差は、Δω1s(t)として大きな負の傾きで変化して、時点t1よりも前の時点t3でΔω1s(t3)=0となる。この場合、電制後の等価一機発電機の内部相差角のピーク値はδ1s(t3)となり、電制による内部相差角最大値の変化量Δδは、Δδ=δ1s(t3)−δ2(t2)となる。 As shown in FIG. 9B, when t3 <t1, the angular velocity deviation after the time point ts (ts <t1) changes with a large negative slope as Δω1s (t), and is before the time point t1. At the time point t3, Δω1s (t3) = 0. In this case, the peak value of the internal phase difference angle of the equivalent single generator after the electric control is δ1s (t3), and the amount of change Δδ of the maximum value of the internal phase difference angle due to the electronic control is Δδ = δ1s (t3) −δ2 (t2). ).
図9において電制前の角速度偏差Δωc(t)、Δω1(t)、Δω2(t)および内部相差角δc(t)、δ1(t)、δ2(t)は、それぞれ以下の式で表される。
式(14)〜式(21)の各パラメータは以下の通りである。
M:等価一機発電機の慣性定数(s)(発電機定格容量による加重平均値)
ω0:基本角速度(rad/s)。既知の設備データから得られる。
M1〜Mn:電制候補発電機1〜nの慣性定数(s)。既知の設備データから得られる。
MVA1〜MVAn:電制候補発電機1〜nの発電機容量(MVA)。既知の設備データから得られる。
δ0:等価一機発電機の故障発生前の内部相差角(初期値、発電機定格容量による加重平均値)(rad)
The parameters of equations (14) to (21) are as follows.
M: Inertia constant (s) of equivalent single generator (weighted average value based on generator rated capacity)
ω0: Basic angular velocity (rad / s). Obtained from known equipment data.
M1 to Mn: Inertial constants (s) of the electronically controlled
MVA1 to MVAn: Generator capacity (MVA) of electronically controlled
δ0: Internal phase difference angle before failure of equivalent single generator (initial value, weighted average value based on generator rated capacity) (rad)
過渡安定度解析シミュレーションの条件及び結果から、以下のパラメータが得られる。
tc:故障除去時点(s)
δc(tc):時点tcの内部相差角(rad)
t2:過渡電圧低下最初の極小値時点
δ2(t2):時点t2の内部相差角(rad)
δ01〜δ0n:電制候補発電機1〜nの故障発生前の内部相差角(rad)
The following parameters can be obtained from the conditions and results of the transient stability analysis simulation.
tk: Failure removal time point (s)
δc (tk): Internal phase difference angle (rad) at time point ct
t2: Transient voltage drop First minimum value time point δ2 (t2): Internal phase difference angle (rad) at time point t2
δ01 to δ0n: Internal phase difference angle (rad) before failure of the electronic
(14)〜(16)式において、P0−Pf=ΔPf、P0−P1=ΔP1、P0−P2=ΔP2とおき、t=t2のとき、Δω2(t2)=0であることを考慮すると、次式の関係式が導出される。
(14)〜(19)式より、δ2(t2)は(24)式で表現される。
ΔPfは、(17)式において、δ(tc)が過渡安定度解析シミュレーション結果より既知であることから、(27)式より算出できる。
(27)式でΔPfを求め、それを(26)式に代入してΔP1を求め、更に、ΔPfとΔP1を(23)式に代入して、ΔP2を求めることができる。よって、Pf、P1、P2はそれぞれ式(28)〜(30)より算出できる。
(2) 電制後の内部相差角最大値算出ステップ
本ステップでは、電制後の等価一機発電機の内部相差角の最大値を算出する。図8の電制した場合の時点tsにおける角速度偏差Δω1(ts)、内部相差角δ1(ts)は、それぞれ式(31)、(32)で表される。また、角速度偏差Δω1s(t)、Δωs(t)および内部相差角δ1s(t)、δs(t)は、それぞれ式(33)〜(36)で表される。
(2) Step for calculating the maximum internal phase difference angle after electronic control In this step, the maximum value of the internal phase difference angle of the equivalent single-unit generator after electronic control is calculated. The angular velocity deviation Δω1 (ts) and the internal phase difference angle δ1 (ts) at the time point ts when the electric control is applied in FIG. 8 are represented by the equations (31) and (32), respectively. Further, the angular velocity deviations Δω1s (t) and Δωs (t) and the internal phase difference angles δ1s (t) and δs (t) are represented by the equations (33) to (36), respectively.
式(31)〜(36)において、M’は、電制後の等価慣性定数を示し、式(37)で表される。
M1〜Mk:電制候補発電機1〜nの内、電制されていない発電機1〜kの慣性定数(s)
MVA1〜MVAk:電制候補発電機1〜nの内、電制されていない発電機1〜kの発電機容量(MVA)
In equations (31) to (36), M'represents the equivalent inertial constant after electronic control and is represented by equation (37).
M1 to Mk: Of the electric
MVA1 to MVAk: Generator capacity (MVA) of
また、P1’及びP2’は、電制後の発電機出力であり、それぞれ式(38)、(39)から算出できる。
Gmは、電制直前の等価一機発電機の角速度偏差を電制後の等価一機発電機の角速度偏差に変換する係数であり、式(40)から算出できる。このGmは、補正因子である。
ΔPsは、式(41)から算出できる。
t3≧t1の場合、電制後は、t=t3でωs(t3)=0となるため、式(34)より式(41)に示す通り、t3を算出できる。
式(42)から得られるt3により、δs(t3)は式(36)から式(43)の通り算出できる。
t3<t1の場合、電制後は、t=t3でω1s(t3)=0となるから、式(33)から式(44)に示す通り、t3を算出できる。
式(44)から得られるt3により、δ1s(t3)は式(35)から式(45)の通り算出できる。
以上より、電制後の内部相差角最大値δsmaxは、t3≧t1の場合は式(43)で表されるδs(t3)として、t3<t1の場合は式(45)で表されるδ1s(t3)として、それぞれ算出することができる。 From the above, the maximum internal phase difference angle δsmax after electronic control is δs (t3) represented by the formula (43) when t3 ≧ t1, and δ1s represented by the formula (45) when t3 <t1. Each can be calculated as (t3).
(3) 該当母線の電圧回復量算出ステップ
上記の通り、発電機が電制された場合、該当母線から見た等価一機発電機側の合成リアクタンスはXGからXGSに変化する。このXGSは、電制後の系統構成から式(3)及び式(4)から算出できる。XGS及びδsmaxから、電制後に最小となる該当母線の電圧の大きさ|Vsmin|は、式(46)で得られる。
一方、電制しない場合の該当母線電圧の大きさの最小値|Vmin|は、過渡安定度解析シミュレーションの条件及び結果から得られる。式(46)及び過渡安定度解析シミュレーション結果から得られる最小値|Vmin|から、電圧回復量ΔVは式(47)より算出できる。
(4−4)組合せ選択ステップ
本ステップ44は、最大組合せ特定ステップ43で特定した組合せの中から、電制対象発電機の台数が最小となる組合せを選択する。具体的には、最大組合せ特定ステップ43で特定した組合せのうち、所定の電圧改善量よりも高い電圧回復量であり、かつ、電制対象発電機の台数が最小となる組合せを選択する。計算した電圧回復量が所定の電圧改善量よりも高い場合に、電圧回復量が予め設定した所定の電圧改善量を満足する。
(4-4) Combination Selection Step In this
[1−2.作用・効果]
(1)本実施形態の電制機選択方法は、電力系統の故障除去後に生じる過渡電圧低下を抑制する電制対象となる発電機を決定する電制機選択方法であって、電力系統の故障除去後に過渡的に電圧が低下する母線を選択する母線選択ステップ1と、該当母線の過渡電圧低下の要因となる1台以上の電制候補発電機を特定する電圧安定用電制候補特定ステップ2と、該当母線と1台以上の電制候補発電機を基づいて等価一機対無限大母線系統モデルを作成する等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップ3と、等価一機対無限大母線系統モデルにおいて、1台以上の電制候補発電機を電制した場合の該当母線の電圧回復量を計算し、電圧回復量が予め設定された所定基準を満足する1台以上の発電機を電制対象として決定する電圧安定用電制決定ステップ4と、を有するようにした。
[1-2. Action / effect]
(1) The electric control device selection method of the present embodiment is an electric control device selection method for determining a generator to be electronically controlled that suppresses a transient voltage drop that occurs after removal of a power system failure, and is a power system failure. A
これにより、広域に発電機が存在する基幹系統における故障が発生し、当該故障除去後に過渡的に電圧低下が生じたとしても、当該電圧低下を抑制するための電制対象となる発電機を特定することができる。例えば、本実施形態の電制機選択方法を電力系統安定化装置に適用する場合、リアルタイム制御の時間的制御の中で、想定事故に対する適切な電制対象をオンライン情報を基に計算し、選択することができる。 As a result, even if a failure occurs in a backbone system in which a generator exists over a wide area and a transient voltage drop occurs after the failure is removed, the generator to be electronically controlled to suppress the voltage drop is specified. can do. For example, when the electronic control device selection method of the present embodiment is applied to a power system stabilizer, an appropriate electronic control target for a assumed accident is calculated and selected based on online information in the time control of real-time control. can do.
(2)母線選択ステップ1は、電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果から、電力系統の複数の母線のうち、母線電圧が故障除去後に極小値となる時点が最も早い母線を選択するようにした。
(2) Busbar selection In
これにより、該当母線の電圧低下に伴い未必的に生じ得る他の母線の電圧低下を防止することができる。すなわち、故障除去後、母線電圧が最も早く極小値となる母線には、その電圧低下を過渡的に引き起こす発電機が存在していると考えられるため、当該発電機を電制することで、該当母線の電圧低下の影響を他の母線に波及するのを防止することができる。従って、対象とする母線として、母線電圧が最も早く極小値となる母線を選択することで、該当母線の電圧低下に伴い未必的に生じ得る他の母線の電圧低下を防止することができる。 As a result, it is possible to prevent a voltage drop of another bus that may inevitably occur due to a voltage drop of the corresponding bus. That is, it is considered that there is a generator that transiently causes the voltage drop on the bus where the bus voltage becomes the minimum value earliest after the failure is removed. It is possible to prevent the influence of the voltage drop of the bus from spreading to other buses. Therefore, by selecting the bus whose bus voltage is the earliest and the minimum value as the target bus, it is possible to prevent the voltage drop of the other bus that may inevitably occur due to the voltage drop of the corresponding bus.
(3)母線選択ステップは、前記電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果から、前記電力系統の複数の母線のうち、母線電圧が所定の閾値を所定時間下回る母線を選択するようにした。 (3) In the bus selection step, a bus whose bus voltage is lower than a predetermined threshold for a predetermined time is selected from a plurality of bus lines of the power system from the transient stability analysis simulation result for the power system.
これにより、電力系統の電力品質を確保することができる。すなわち、電力系統から需要家に受電設備を介して電力供給する状況において、当該受電設備に不足電圧継電器が設けられている場合がある。この場合、所定時間、所定の閾値を下回るような母線電圧の低下が生じると、当該継電器が作動し、電力供給できない事態が生じ得るが、例えば、当該継電器の設定された不足電圧、不足電圧の継続時間とならないように、母線電圧が所定の閾値を所定時間下回る母線を選択することで、当該継電器の動作を未然に防止し、安定した電力供給を可能にすることができる。 As a result, the power quality of the power system can be ensured. That is, in a situation where power is supplied from the power system to the consumer via the power receiving equipment, the power receiving equipment may be provided with an undervoltage relay. In this case, if the bus voltage drops below a predetermined threshold for a predetermined time, the relay may operate and power may not be supplied. For example, of the set undervoltage and undervoltage of the relay. By selecting a bus whose bus voltage is lower than a predetermined threshold for a predetermined time so as not to have a duration, it is possible to prevent the operation of the relay and enable stable power supply.
(4)電圧安定用電制候補特定ステップ2は、母線電圧が前記故障除去後に最も早く極小値となる時点で、予め設定した閾値以上の内部相差角となる1台以上の発電機を選択するようにした。これにより、母線電圧の過渡的な低下を防止できる発電機を特定することができる。
(4) In
(5)等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップ3は、該当母線から、内部相差角が所定の閾値以上となる発電機群までの経路において等価合成リアクタンスが最小となる系統を、等価一機対無限大系統モデルの演算対象とする演算対象範囲決定ステップ31を有するようにした。これにより、故障除去後最も早く極小値となる母線に対して、電気的に近い発電機群を電圧安定用電制対象候補とすることができるので、過渡電圧低下の抑制に対する寄与を大きくすることができる。
(5) Equivalent one machine vs. infinity bus system model creation In
(6)等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップは、前記演算対象範囲となる系統において、前記母線から、内部相差角が所定の閾値以上となる発電機群までの経路において等価合成リアクタンスが最小となる1台以上の発電機を等価一機発電機とし、前記等価一機発電機リアクタンスと、前記母線から無限大母線までの等価背後リアクタンスとから等価一機対無限大母線系統モデルを作成するモデル作成ステップを有するようにした。 (6) In the step of creating an equivalent one-to-infinity bus system model, the equivalent synthetic reactance is generated in the path from the bus to the generator group whose internal phase difference angle is equal to or higher than a predetermined threshold in the system to be calculated. Create an equivalent one-to-infinity bus system model from the equivalent one-gene generator reactance and the equivalent back reactance from the bus to the infinity bus, using one or more of the smallest generators as the equivalent one-gene generator. Have a model creation step to do.
これにより、等価一機対無限大母線系統モデルという単純なモデルにするため、簡単な計算で電制対象となる発電機を選択することができる。 As a result, in order to make a simple model of equivalent one machine vs. infinity bus system model, it is possible to select a generator to be electronically controlled by a simple calculation.
(7)電圧安定用電制決定ステップ4は、等価一機対無限大母線系統モデルの前記等価一機発電機を構成する1台以上の発電機の中から、電制対象発電機の組合せを作成する組合せ作成ステップ41と、当該組合せ毎に、電制による該当母線の電圧回復量を計算する電圧回復量計算ステップ42と、組合せにおける電制対象発電機の台数毎に、電圧回復量が最大の組合せを特定する最大組合せ特定ステップ43と、最大組合せ特定ステップ43で特定した組合せの中から、予め設定した所定の電圧改善量より高い電圧回復量であり、かつ、電制対象発電機の台数が最小となる組合せを選択する組合せ選択ステップ44と、を有するようにした。
(7) In
これにより、効率的に電圧回復量が最大となる電制対象発電機の組合せを決定することができる。なお、決定した電制対象発電機を電制する過渡安定度解析シミュレーションを行った場合に、電圧回復量が所定の電圧改善量を満足できなかった場合でも、組合せにおける電制対象発電機の台数毎に、電圧回復量が最大の組合せを特定しているので、電制対象発電機の決定を再度やり直す必要がなくなる利点もある。 This makes it possible to efficiently determine the combination of the generators subject to electronic control that maximizes the amount of voltage recovery. In addition, when the transient stability analysis simulation that electrically controls the determined generators subject to electronic control is performed, even if the amount of voltage recovery does not satisfy the predetermined amount of voltage improvement, the number of generators subject to electronic control in the combination. Since the combination with the maximum voltage recovery amount is specified for each case, there is an advantage that it is not necessary to redo the determination of the generator to be controlled by the electric control.
(8)電圧安定用電制決定ステップ4は、電制後の等価一機発電機の有効電力を、電制前後の等価一機発電機側合成リアクタンスの変化を加味して算出するようにした。これにより、電制後の等価一機発電機の有効電力が補正されるので、電制前後で等価一機対無限大母線系統モデルを修正する必要なく、精度の高い電圧回復量の演算結果を得ることができ、結果として過渡電圧低下を効果的に抑制することができる発電機を電制対象として決定することができる。
(8) In
(9)電圧安定用電制決定ステップ4は、電制後の等価一機発電機の角速度偏差を、電制前後の故障前有効電力と慣性定数の変化を加味して算出するようにした。これにより、電制後の等価一機発電機の角速度偏差が補正されるので、精度の高い電圧回復量の演算結果を得ることができ、結果として過渡電圧低下を効果的に抑制することができる発電機を電制対象として決定することができる。
(9) In
[2.その他の実施形態]
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[2. Other embodiments]
Although a plurality of embodiments according to the present invention have been described herein, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
他の実施形態としては、上記実施形態では、電圧安定用電制決定ステップ4は、電圧回復量を計算したが、母線の電圧を計算するようにしても良い。すなわち、電圧安定用電制決定ステップ4は、等価一機対無限大母線系統モデルにおいて、1台以上の電制候補発電機を電制した場合の母線の電圧を計算し、当該電圧が予め設定された所定基準を満足する1台以上の発電機を電制対象として決定するようにしても良い。なお、「当該電圧が予め設定された所定基準を満足する」とは、計算した母線の電圧が予め設定された電圧値より高いことをいう。この場合、電圧回復量計算ステップ42は、組合せ作成ステップ41で作成した組合せ毎に、電制後の母線の電圧を計算する計算ステップとする。また、最大組合せ特定ステップ43は、組合せにおける電制対象発電機の台数毎に、計算した電圧が最大の組合せを特定し、組合せ選択ステップ44は、最大組合せ特定ステップで特定した組合せの中から、予め設定した所定基準より高い電圧であり、かつ、電制対象発電機の台数が最小となる組合せを選択する。
As another embodiment, in the above embodiment, the voltage recovery amount is calculated in the voltage stabilization electronic
他の実施形態としては、上記実施形態では、電制対象発電機の組合せの全てについて、電圧回復量ステップ42を実行したが、電制対象発電機の台数の少ない組合せから順に電圧回復量ステップ42を実行し、所定の電圧改善量を超えた場合に計算を終了し、それ以降の台数の組合せを実行しないようにしても良い。計算量を削減し、より短時間で電制対象発電機を選定するためである。
As another embodiment, in the above embodiment, the voltage
また、上記実施形態は、プログラムの観点から捉えることもできる。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体として捉えることもできる。また、上記実施形態を適用した電力系統安定化装置も他の実施形態に含まれる。 Moreover, the above-described embodiment can also be grasped from the viewpoint of the program. Further, it can be regarded as a recording medium that can be read by a computer on which the program is recorded. Further, the power system stabilizer to which the above embodiment is applied is also included in other embodiments.
Claims (9)
前記電力系統の故障除去後に過渡的に電圧が低下する母線を選択する母線選択ステップと、
前記母線の過渡電圧低下の要因となる1台以上の電制候補発電機を特定する電圧安定用電制候補特定ステップと、
前記母線と前記1台以上の電制候補発電機に基づいて等価一機対無限大母線系統モデルを作成する等価一機対無限大母線系統モデル作成ステップと、
前記等価一機対無限大母線系統モデルにおいて、前記1台以上の電制候補発電機を電制した場合の前記母線の電圧または電圧回復量を計算し、当該電圧または前記電圧回復量が予め設定された所定基準を満足する1台以上の発電機を電制対象として決定する電圧安定用電制決定ステップと、
を有し、
前記母線選択ステップは、前記電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果から、前記電力系統の複数の母線のうち、母線電圧が所定の閾値を所定時間下回る母線を選択し、当該選択結果の中から、母線電圧が前記故障除去後に極小値となる時点が最も早い母線を選択することを特徴とする電制機選択方法。 It is an electric control device selection method that determines the generator to be electronically controlled to suppress the transient voltage drop that occurs after removing the failure of the power system.
A bus selection step of selecting a bus whose voltage drops transiently after the power system failure is eliminated, and a bus selection step.
The voltage stabilization electronic control candidate identification step for identifying one or more electronic control candidate generators that cause the transient voltage drop of the bus, and
Equivalent one-to-infinity bus system model creation step to create an equivalent one-to-infinity bus system model based on the bus and the one or more electronic control candidate generators, and
In the equivalent one-to-infinity bus system model, the voltage or voltage recovery amount of the bus when one or more electric control candidate generators are electrically controlled is calculated, and the voltage or the voltage recovery amount is preset. A voltage stabilization electronic control determination step that determines one or more generators that satisfy the specified criteria as electronic control targets, and
Have,
In the bus selection step, a bus whose bus voltage is lower than a predetermined threshold for a predetermined time is selected from the plurality of bus lines of the power system from the transient stability analysis simulation result for the power system, and the bus is selected from the selection results. A method for selecting an electric control device, characterized in that the bus having the earliest time when the bus voltage reaches the minimum value after the failure is removed is selected.
を特徴とする請求項1記載の電制機選択方法。 In the voltage stabilization electronic control candidate identification step, selecting one or more generators having an internal phase difference angle equal to or higher than a preset threshold value at the time when the bus voltage reaches the minimum value earliest after the failure is removed.
The method for selecting an electronic control device according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は2に記載の電制機選択方法。 In the equivalent pair-infinity bus system model creation step, the system having the minimum equivalent synthetic reactance in the path from the bus to the generator group whose internal phase difference angle is equal to or higher than a predetermined threshold value is selected as the equivalent pair. Having a calculation target range determination step to be calculated in the infinity bus system model,
The method for selecting an electronic control device according to claim 1 or 2.
を特徴とする請求項3記載の電制機選択方法。 In the equivalent one-to-infinity bus system model creation step, the equivalent synthesis reactor is minimized in the path from the bus to the generator group whose internal phase difference angle is equal to or higher than a predetermined threshold in the system to be calculated. One or more generators are regarded as equivalent one generators, and the equivalent one generator reactors are calculated from the equivalent synthetic reactors of the equivalent one generators and the reactors obtained from known equipment data, and the equivalent one generator generators are generated. Having a model creation step to create an equivalent one-to-infinity bus system model from the machine reactor and the equivalent back reactor from the bus to the infinity bus.
3. The method for selecting an electronic control device according to claim 3.
前記等価一機対無限大母線系統モデルの前記等価一機発電機を構成する1台以上の発電機の中から、電制対象発電機の組合せを作成する組合せ作成ステップと、
前記組合せ毎に、電制後の前記母線の電圧または電制による前記母線の電圧回復量を計算する計算ステップと、
前記組合せにおける前記電制対象発電機の台数毎に、計算した前記電圧または電圧回復量が最大の組合せを特定する最大組合せ特定ステップと、
前記最大組合せ特定ステップで特定した前記組合せの中から、予め設定した所定基準より高い電圧または電圧回復量であり、かつ、前記電制対象発電機の台数が最小となる前記組合せを選択する組合せ選択ステップと、
を有することを特徴とする請求項4に記載の電制機選択方法。 The voltage stabilization electronic control determination step is
A combination creation step of creating a combination of generators subject to electronic control from one or more generators constituting the equivalent generator of the equivalent one-to-infinity bus system model.
For each of the combinations, a calculation step of calculating the voltage of the bus after electronic control or the amount of voltage recovery of the bus by electronic control, and
For each number of generators subject to electronic control in the combination, the maximum combination specifying step for specifying the combination with the maximum calculated voltage or voltage recovery amount, and
From the combinations specified in the maximum combination specifying step, a combination selection that selects the combination that has a voltage or voltage recovery amount higher than a preset reference value and that minimizes the number of generators subject to electronic control. Steps and
The method for selecting an electronic control machine according to claim 4 , wherein the electronic control machine is selected.
を特徴とする請求項4又は5に記載の電制機選択方法。 The voltage stabilization electronic control determination step is to calculate the active power of the equivalent single generator after the electronic control, taking into account the changes in the reactance of the equivalent single generator before and after the electronic control.
The method for selecting an electronic control device according to claim 4 or 5.
を特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の電制機選択方法。 In the voltage stabilization electronic control determination step, the angular velocity deviation of the equivalent single generator after the electric control is calculated by taking into account the change in the active power before the failure and the inertial constant before and after the electronic control.
The method for selecting an electronic control device according to any one of claims 4 to 6, wherein the electronic control device is selected.
コンピュータに、
前記電力系統の故障除去後に過渡的に電圧が低下する母線を特定する母線選択処理と、
前記母線の過渡電圧低下の要因となる1台以上の電制候補発電機を特定する電圧安定用電制候補特定処理と、
前記母線と前記1台以上の電制候補発電機に基づいて等価一機対無限大母線系統モデルを作成する等価一機対無限大母線系統モデル作成処理と、
前記等価一機対無限大母線系統モデルにおいて、前記1台以上の電制候補発電機を電制した場合の電圧または前記母線の電圧回復量を計算し、当該電圧または前記電圧回復量が予め設定された所定基準を満足する1台以上の発電機を電制対象として決定する電圧安定用電制決定処理と、
を実行させ、
前記母線選択処理では、コンピュータに、前記電力系統に対する過渡安定度解析シミュレーション結果から、前記電力系統の複数の母線のうち、母線電圧が所定の閾値を所定時間下回る母線を選択させ、当該選択結果の中から、前記電力系統の複数の母線のうち、母線電圧が前記故障除去後に極小値となる時点が最も早い母線を選択させることを特徴とする電制機選択プログラム。 It is an electric control device selection program that determines the generator to be electronically controlled to suppress the transient voltage drop that occurs after removing the failure of the power system.
On the computer
Busbar selection processing to identify the busbar whose voltage drops transiently after removing the failure of the power system,
Voltage stabilization electronic control candidate identification processing that identifies one or more electronic control candidate generators that cause the transient voltage drop of the bus, and
Equivalent one-to-infinity bus system model creation process to create an equivalent one-to-infinity bus system model based on the bus and the one or more electronic control candidate generators,
In the equivalent one-to-infinity bus system model, the voltage when one or more electric control candidate generators are electrically controlled or the voltage recovery amount of the bus is calculated, and the voltage or the voltage recovery amount is preset. Voltage stabilization electronic control determination processing that determines one or more generators that satisfy the specified criteria as electronic control targets, and
To execute,
In the bus selection process, the computer is made to select a bus whose bus voltage is lower than a predetermined threshold for a predetermined time from among a plurality of bus lines of the power system from the transient stability analysis simulation result for the power system, and the selection result is obtained. among from the plurality of bus bars of the power system during the electrically controlled device selection program, characterized in that when the bus voltage is the minimum value after said fault removal to select the earliest bus.
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