JPH0785624B2 - 電圧・無効電力制御装置 - Google Patents
電圧・無効電力制御装置Info
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- JPH0785624B2 JPH0785624B2 JP62290529A JP29052987A JPH0785624B2 JP H0785624 B2 JPH0785624 B2 JP H0785624B2 JP 62290529 A JP62290529 A JP 62290529A JP 29052987 A JP29052987 A JP 29052987A JP H0785624 B2 JPH0785624 B2 JP H0785624B2
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- power
- power supply
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電力系統の電源側と負荷側とを連系する主要
点に監視制御装置を設け、高圧側及び低圧側の電源状況
及び負荷の電圧安定状況等を検出して演算処理し系統の
電圧及び流入出無効電力潮流の適切なる調整と維持制御
をする電圧・無効電力制御装置に関する。
点に監視制御装置を設け、高圧側及び低圧側の電源状況
及び負荷の電圧安定状況等を検出して演算処理し系統の
電圧及び流入出無効電力潮流の適切なる調整と維持制御
をする電圧・無効電力制御装置に関する。
最近の電力系統は電力需要の増大や環境問題などによる
電力設備の立地難などにより、発生側について言えば設
備立地点の遠隔偏在化や大容量ユニットによる大規模電
源基地が出現し、また流通側についていえば、送電設備
の長距離化，高電圧化，大容量化を招来し運用の重潮流
化などの様相を呈するに到っている。
電力設備の立地難などにより、発生側について言えば設
備立地点の遠隔偏在化や大容量ユニットによる大規模電
源基地が出現し、また流通側についていえば、送電設備
の長距離化，高電圧化，大容量化を招来し運用の重潮流
化などの様相を呈するに到っている。
このように年々拡大複雑化を続ける高密度大容量の電力
系統を安全、かつ経済的に運用するための課題は幾つか
掲げられるが、中でも電圧問題は、その効果を直接経済
評価しにくいとは云え、電力品質問題として解決すべき
課題が多い。例えば、 （ａ） 重負荷時の電圧降下 （ｂ） 軽負荷時の電圧異常上昇 （ｃ） 系統故障時の電圧低下 （ｄ） 系統通常時の電圧・無効電力制御の機能向上
等。
系統を安全、かつ経済的に運用するための課題は幾つか
掲げられるが、中でも電圧問題は、その効果を直接経済
評価しにくいとは云え、電力品質問題として解決すべき
課題が多い。例えば、 （ａ） 重負荷時の電圧降下 （ｂ） 軽負荷時の電圧異常上昇 （ｃ） 系統故障時の電圧低下 （ｄ） 系統通常時の電圧・無効電力制御の機能向上
等。
である。
この内前記（１），（２）については電気学会技術報告
（II部），第233号，ページ60に記述の如く略述すると
以下のようになる。すなわち、一般に電力系統の電圧は
発電機，変圧器，調相設備の電圧，無効電力制御により
予め設定された基準値に維持調整されている。
（II部），第233号，ページ60に記述の如く略述すると
以下のようになる。すなわち、一般に電力系統の電圧は
発電機，変圧器，調相設備の電圧，無効電力制御により
予め設定された基準値に維持調整されている。
然るに上記の如き系統規模の巨大化に伴い大電源の脱落
時や負荷の急速な増加時、無効電力についての需給がア
ンバランスであると、基幹系統の電圧が異常に低下、又
は上昇し電圧異常現象が稀ではあるが発生する。
時や負荷の急速な増加時、無効電力についての需給がア
ンバランスであると、基幹系統の電圧が異常に低下、又
は上昇し電圧異常現象が稀ではあるが発生する。
従来の電圧・無効電力制御装置は以上のように行われて
いるので電圧異常もしくは不安定現象が発生すると、電
源と負荷のアンバランスが生じ条件が揃うと局部で発生
した現象が抑圧不能となって系統全体に波及し、電力異
常となる可能性があり、早急な予知と系統全体に及び安
定化対策が必要である等の問題点があった。
いるので電圧異常もしくは不安定現象が発生すると、電
源と負荷のアンバランスが生じ条件が揃うと局部で発生
した現象が抑圧不能となって系統全体に波及し、電力異
常となる可能性があり、早急な予知と系統全体に及び安
定化対策が必要である等の問題点があった。
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、この種異常の予知と対策が主として系統全体
を運用制御する給電所側に委ねられていたのに対し、こ
の発明では異常の発生を極力未端側で捉えるようにし、
前記異常に対する措置を全体の調整制御と協調しつつ行
うようにして電圧の安定性の維持確保し電圧・無効電力
の制御を適切に行う電圧・無効電力制御装置を得ること
を目的とする。
たもので、この種異常の予知と対策が主として系統全体
を運用制御する給電所側に委ねられていたのに対し、こ
の発明では異常の発生を極力未端側で捉えるようにし、
前記異常に対する措置を全体の調整制御と協調しつつ行
うようにして電圧の安定性の維持確保し電圧・無効電力
の制御を適切に行う電圧・無効電力制御装置を得ること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る電圧・無効電力制御装置は電力系統の電源
側と負荷側回線とを連系する主要点の電気所に設置さ
れ、高圧系統側母線と低圧系統側母線とを変圧器バンク
で結合し、前記高圧系統側母線の電圧及び潮流、前記低
圧系統側母線の電圧及び潮流、更に前記変圧器バンクの
３次側の電圧及び潮流とを夫々検出して監視制御装置に
入力し、前記監視制御装置で演算処理した出力信号を第
１及び第２の配電盤と情報伝送装置に取り込み、前記変
圧器バンクに結合された調相設備を制御するようにした
ものである。
側と負荷側回線とを連系する主要点の電気所に設置さ
れ、高圧系統側母線と低圧系統側母線とを変圧器バンク
で結合し、前記高圧系統側母線の電圧及び潮流、前記低
圧系統側母線の電圧及び潮流、更に前記変圧器バンクの
３次側の電圧及び潮流とを夫々検出して監視制御装置に
入力し、前記監視制御装置で演算処理した出力信号を第
１及び第２の配電盤と情報伝送装置に取り込み、前記変
圧器バンクに結合された調相設備を制御するようにした
ものである。
この発明における監視制御装置はマイクロコントローラ
を有し、高圧系統側母線、低圧系統側母線、及び変圧器
バンクの３次側の電圧及び潮流とを夫々検出して取り込
み、マルチプレクサ、A/Dコンバートを介して前記マイ
クロコントローラに入力し、系統電圧の安定化と調整と
を行うための演算を実行して調相設備に制御指令を出力
する。
を有し、高圧系統側母線、低圧系統側母線、及び変圧器
バンクの３次側の電圧及び潮流とを夫々検出して取り込
み、マルチプレクサ、A/Dコンバートを介して前記マイ
クロコントローラに入力し、系統電圧の安定化と調整と
を行うための演算を実行して調相設備に制御指令を出力
する。
以下、この発明の一実施例の動作原理について説明す
る。まず第１図において、１は高圧の電源系統、２は低
圧の電源系統、３は高，低圧両系統を連系する変圧器バ
ンク、４は変圧器バンク３の３次側にある調相設備、５
は負荷フィーダである。
る。まず第１図において、１は高圧の電源系統、２は低
圧の電源系統、３は高，低圧両系統を連系する変圧器バ
ンク、４は変圧器バンク３の３次側にある調相設備、５
は負荷フィーダである。
また、実用上は２つの電源がある系統について考える
が、ここでは簡単のため両者を縮約して１電源系統とし
て考える。
が、ここでは簡単のため両者を縮約して１電源系統とし
て考える。
そして、上位（高圧）側母線の電圧をVt1、同じく上位
側母線の背後系統のリアクタンスをxg1、下位（低圧）
側母線の電圧をVt2、同じく下位側背後系統のリアクタ
ンスをxg2とする。変圧器バンク３の１次側の漏洩リア
クタンスをxt1、２次側の漏洩リアクタンスをxt2とし、
変圧器バンク３内部の理想的（仮想）変圧器の誘起電圧
をＶとする。
側母線の背後系統のリアクタンスをxg1、下位（低圧）
側母線の電圧をVt2、同じく下位側背後系統のリアクタ
ンスをxg2とする。変圧器バンク３の１次側の漏洩リア
クタンスをxt1、２次側の漏洩リアクタンスをxt2とし、
変圧器バンク３内部の理想的（仮想）変圧器の誘起電圧
をＶとする。
また、変圧器１次側にある負荷タップ切替器（タップチ
ェンジャ）による巻数比を１次対２次の巻数をn:1と
し、Δｎだけ巻数変化が可能なものとする。
ェンジャ）による巻数比を１次対２次の巻数をn:1と
し、Δｎだけ巻数変化が可能なものとする。
１次系統から２次系統へ流れる無効電力潮流をＱとす
る。
る。
次に動作について説明する。まず、よく知られた理想的
変圧器の電圧変化ΔＶ、及び無効電力潮流の変化ΔＱの
関係式として（1.1）及び（1.2）式がある。
変圧器の電圧変化ΔＶ、及び無効電力潮流の変化ΔＱの
関係式として（1.1）及び（1.2）式がある。
但し、xo＝xg1＋xt1＋xg2＋xt2 ……（1.3） また、１次系統母線及び２次系統母線の電圧ΔVt1及び
ΔVt2は（1.4）及び（1.5）で与えられる。
ΔVt2は（1.4）及び（1.5）で与えられる。
以上により、変圧器１次側無効潮流変化ΔＱと１次,2次
系統母線の電圧変化ΔVt1,ΔVt2とは、系統背後電圧の
電圧，低圧での電圧変化分ΔVg1,ΔVg2と変圧器巻数比
変化Δn:無効電力供給の変化Δｑで定められる。
系統母線の電圧変化ΔVt1,ΔVt2とは、系統背後電圧の
電圧，低圧での電圧変化分ΔVg1,ΔVg2と変圧器巻数比
変化Δn:無効電力供給の変化Δｑで定められる。
次に低圧（下位）系統側母線20に於ける負荷系統につい
て考える。
て考える。
まず、低圧系統側母線20は下位側母線の電圧Vt2（≡
VL）を出力しており、フィーダ51からフィーダ5nまで合
計Ｗの全フィーダ負荷の電力を供給している。低圧系統
側母線20から電源側を見るとそのインピーダンスＺは
（1.6）式で示される。
VL）を出力しており、フィーダ51からフィーダ5nまで合
計Ｗの全フィーダ負荷の電力を供給している。低圧系統
側母線20から電源側を見るとそのインピーダンスＺは
（1.6）式で示される。
この系統に上記の全フィーダ負荷Ｗが接続されていたと
すると系統の基準電圧をVS、短絡容量をＳとして、 により基準化した値を用いると、文献電気学会技術報告
（II部）、第73号、、ページ52に示されたように vL 2＝vL 4＋2w cos（−θ）・vL 2＋w2 ……（1.8） なる関係がある。
すると系統の基準電圧をVS、短絡容量をＳとして、 により基準化した値を用いると、文献電気学会技術報告
（II部）、第73号、、ページ52に示されたように vL 2＝vL 4＋2w cos（−θ）・vL 2＋w2 ……（1.8） なる関係がある。
ここにはインピーダンスＺの力率角、θは全フィーダ
負荷Ｗの力率角である。
負荷Ｗの力率角である。
又、この値を用いて表現して低圧系統側母線20における
各フィーダの潮流、及び電圧WL,VLの最大値は となる。（文献、電気学会技術報告（II部）、第73号、
ページ52、参照） 更に、相手端の負荷変電所母線61…6nにおいては、その
母線から電源側を見たインピーダンスZS1…ZSnとその力
率各１…n,相手側の負荷変電所母線61…6nより負荷
側をみた負荷力率各θ１…θｎ等の諸量の間には、 vLi 2＝vLi 4＋2wLicos（ｉ−θｉ）＋wLi 2 ……（1.1
1） （ｉ＝１・・・・ｎ） なる関係がある。
各フィーダの潮流、及び電圧WL,VLの最大値は となる。（文献、電気学会技術報告（II部）、第73号、
ページ52、参照） 更に、相手端の負荷変電所母線61…6nにおいては、その
母線から電源側を見たインピーダンスZS1…ZSnとその力
率各１…n,相手側の負荷変電所母線61…6nより負荷
側をみた負荷力率各θ１…θｎ等の諸量の間には、 vLi 2＝vLi 4＋2wLicos（ｉ−θｉ）＋wLi 2 ……（1.1
1） （ｉ＝１・・・・ｎ） なる関係がある。
次にこの発明の適用対象系統について説明する。
図中、第１図の同一の部分は同一の符号をもって図示し
た第２図において、高圧の電源系統１から、潮流が低圧
の電源系統２へ向って流れているものとする。又調相設
備４から無効潮流９が供給されており、この寄与分が低
圧の電源系統２側へ流れているものとする。
た第２図において、高圧の電源系統１から、潮流が低圧
の電源系統２へ向って流れているものとする。又調相設
備４から無効潮流９が供給されており、この寄与分が低
圧の電源系統２側へ流れているものとする。
又、前記低圧の電源系統２側の低圧系統側母線20から、
フィーダ51…5nが引出されて居りフィーダの潮流w1…wn
が相手端負荷変電所61…6nが向って流れているものとす
る。
フィーダ51…5nが引出されて居りフィーダの潮流w1…wn
が相手端負荷変電所61…6nが向って流れているものとす
る。
フィーダ51…5nへ電力を供給する系統は、上位（高圧）
側から11…1t、下位（低圧）側から21…2mがあり、有効
分は相手側の負荷変電所母線61…6nからフィーダ51…5n
の向きには流れないものとする。
側から11…1t、下位（低圧）側から21…2mがあり、有効
分は相手側の負荷変電所母線61…6nからフィーダ51…5n
の向きには流れないものとする。
このような系統の電圧・電流を第２図に示すように変成
器101,201及び変流器CT32,511…5n1を介して監視制御装
置７へ導入し、後述するような演算判定処理を行った上
配電盤81,82を経由して負荷時タップ切替器30、静止形
コンデンサ42、分路リアク41を制御するものである。
器101,201及び変流器CT32,511…5n1を介して監視制御装
置７へ導入し、後述するような演算判定処理を行った上
配電盤81,82を経由して負荷時タップ切替器30、静止形
コンデンサ42、分路リアク41を制御するものである。
以上のように２つの電源系統と１群の負荷、１変圧器バ
ンクを単位とする電力系統で、変圧器バンク３の1,2次
を通過する潮流と1,2次の電圧とを計測し、１次側のタ
ップと３次側の調相設備とを操作して系統電圧の安定化
と調整とを行うものである。
ンクを単位とする電力系統で、変圧器バンク３の1,2次
を通過する潮流と1,2次の電圧とを計測し、１次側のタ
ップと３次側の調相設備とを操作して系統電圧の安定化
と調整とを行うものである。
次に本発明の具体的な実施例について説明する。
第３図はこの発明の詳細な構成図である。
高圧の電源系統１を構成する送電線として11…1m,1n…1
zがあり送電線11…1mが潮流の流入側、送電線1n…1zが
潮流の流出側であるとする。
zがあり送電線11…1mが潮流の流入側、送電線1n…1zが
潮流の流出側であるとする。
10はこの送電線群を連系する高圧系統側母線であり、母
線電圧を変成器PT101で計測する。
線電圧を変成器PT101で計測する。
低圧の電源系統２を構成する送電線として21…2mがあ
り、負荷系統として低圧系統側母線20を介してフィーダ
51…5nが接続されている。負荷系統の電圧は（負荷側）
変成器PT201により、また各フィーダ51…5nの電流は
（負荷側）変流器511,521,…5n1の各CTを配し計測す
る。
り、負荷系統として低圧系統側母線20を介してフィーダ
51…5nが接続されている。負荷系統の電圧は（負荷側）
変成器PT201により、また各フィーダ51…5nの電流は
（負荷側）変流器511,521,…5n1の各CTを配し計測す
る。
高圧の電源系統１と低圧の電源系統２とを連系する変圧
器バンク３があり負荷時タップ切替器30が付属して電圧
調整を行う。
器バンク３があり負荷時タップ切替器30が付属して電圧
調整を行う。
その１次側潮流は変流器CT31を介し、また２次側潮流は
変流器CT32により計測する。
変流器CT32により計測する。
変圧器バンク３の３次側には調相設備群40…44があり、
調相設備母線40には分路リアクトル41と静止形コンデン
サ42がしゃ断器43,44を介して接続される。
調相設備母線40には分路リアクトル41と静止形コンデン
サ42がしゃ断器43,44を介して接続される。
この変圧器バンク３の３次側の電圧，電流は変成器PT4
5、変流器CT46により計測できる。
5、変流器CT46により計測できる。
以上のような主回路機器計測用器具の配置において各計
測用変成器PTと変流器CTとを介して計測された電圧，電
流は監視制御装置７に導入される。
測用変成器PTと変流器CTとを介して計測された電圧，電
流は監視制御装置７に導入される。
即ち、高圧側系統母線10の電圧は変成器PT101、変圧器
バンク３の１次の電流は変流器CT31、低圧系統側母線20
の電圧は変成器PT201変圧器バンク３の２次の電流は変
流器CT32、変圧器バンク３の３次の電圧は変成器PT45、
同じく電流は変流器CT46、又、低圧系統側母線20につな
がるフィーダ51…5nの電流は変流器CT511…5n1等によっ
て各々計測するようになっている。
バンク３の１次の電流は変流器CT31、低圧系統側母線20
の電圧は変成器PT201変圧器バンク３の２次の電流は変
流器CT32、変圧器バンク３の３次の電圧は変成器PT45、
同じく電流は変流器CT46、又、低圧系統側母線20につな
がるフィーダ51…5nの電流は変流器CT511…5n1等によっ
て各々計測するようになっている。
尚、送電線21…2mは電源にも負荷にもなりうる系統で背
後に電源を想定しうる線路とし、その部分の潮流は一応
計測からは除去するが電圧制御は他電気所で可能である
とする。
後に電源を想定しうる線路とし、その部分の潮流は一応
計測からは除去するが電圧制御は他電気所で可能である
とする。
７は上記のような系統各部の状態の入力データとして受
信し内部にマイクロコントローラを主体とする監視制御
回路装置を有し、以下に示す機能を実行してその出力を
配電盤81,82,及び情報伝送装置９へ出力を発する。
信し内部にマイクロコントローラを主体とする監視制御
回路装置を有し、以下に示す機能を実行してその出力を
配電盤81,82,及び情報伝送装置９へ出力を発する。
第１の配電盤81は変圧器電圧調整器盤であり負荷タップ
切替器30の上げ下げ指令を発するものである。第２の配
電盤82は変圧器バンク３の３次の調相機器制御盤であ
り、分岐リアクトル41、静止形コンデンサ42の入切を行
うしゃ断器43,44に操作信号を発する。
切替器30の上げ下げ指令を発するものである。第２の配
電盤82は変圧器バンク３の３次の調相機器制御盤であ
り、分岐リアクトル41、静止形コンデンサ42の入切を行
うしゃ断器43,44に操作信号を発する。
９は情報伝送装置であり、前記監視制御装置７の状態、
指令等の出力を他電気所へ伝送する為の装置であり、通
常テレメータ，伝送装置として公知のものである。
指令等の出力を他電気所へ伝送する為の装置であり、通
常テレメータ，伝送装置として公知のものである。
以上のように構成された監視制御装置７は系統各部の電
圧，電流を計測入力信号とし、内部でディジタル信号化
しマイクロコントローラによりディジタル演算，判定処
理を行いその結果を操作指令として出力するか、もしく
は他電気所への情報伝達として出力するようにしてい
る。監視制御装置７の詳細については以下第４図により
説明する。
圧，電流を計測入力信号とし、内部でディジタル信号化
しマイクロコントローラによりディジタル演算，判定処
理を行いその結果を操作指令として出力するか、もしく
は他電気所への情報伝達として出力するようにしてい
る。監視制御装置７の詳細については以下第４図により
説明する。
第４図に本発明の一実施例による監視制御装置の詳細な
構成図を示す。
構成図を示す。
図において、端子101,201,511,521…5n1は夫々、第３図
の変成器PT、変流器CT101,201,511,521…5n1に接続され
る事を示し同様に端子311,321,451,461は夫々変流器CT3
1,32,45,46に接続される事を示す。
の変成器PT、変流器CT101,201,511,521…5n1に接続され
る事を示し同様に端子311,321,451,461は夫々変流器CT3
1,32,45,46に接続される事を示す。
102,202,452は変成器PT101,201,451の２次電圧を受け、
これを直流電圧に変換する電圧変換器である。
これを直流電圧に変換する電圧変換器である。
312a,322aは変成器PT101,201の電圧と変流器CT31,32の
電流を入力として有効電力に比例した直流電圧を得る電
力変換器、312b,322bは同じく入力を受けて無効電力に
比例する直流電圧を得る無効電力変換器、462は同じく
変成器PT45、変流器CT46の２次電圧，電流を入力とする
同様無効電力変換器である。
電流を入力として有効電力に比例した直流電圧を得る電
力変換器、312b,322bは同じく入力を受けて無効電力に
比例する直流電圧を得る無効電力変換器、462は同じく
変成器PT45、変流器CT46の２次電圧，電流を入力とする
同様無効電力変換器である。
また、512…5n2は変成器PT201、変流器CT511,521…5n1
の２次出力を入力とする潮流変換器であり、有効分電流
無効分電流を導出する為、ｅ＋ki,e−kiに比例する電圧
瞬時値を出力する。この出力を受けて以降の回路の動作
は後述の通り各種電力を計測する。
の２次出力を入力とする潮流変換器であり、有効分電流
無効分電流を導出する為、ｅ＋ki,e−kiに比例する電圧
瞬時値を出力する。この出力を受けて以降の回路の動作
は後述の通り各種電力を計測する。
次に103,203,313a,313b,323a,323b,453,463,513,523…5
n3はサンプルホールドアンプであって、前記夫々の変換
器102,202,312a,312b,322a,322b,452,462,512,522…5n2
の出力（但し、512…5n2については各２種ずつ）を記憶
し保持するもので、そのタイミングはマイクロコントロ
ーラ６から与えられる。49はマルチプレクサであって、
前記サンプルホールドアンプ103,203,313a,313b…513…
5n3の出力を逐次切換えてA/Dコンバータ50に加える。
n3はサンプルホールドアンプであって、前記夫々の変換
器102,202,312a,312b,322a,322b,452,462,512,522…5n2
の出力（但し、512…5n2については各２種ずつ）を記憶
し保持するもので、そのタイミングはマイクロコントロ
ーラ６から与えられる。49はマルチプレクサであって、
前記サンプルホールドアンプ103,203,313a,313b…513…
5n3の出力を逐次切換えてA/Dコンバータ50に加える。
50はA/Dコンバータであって前記マルチプレクサ49の出
力を受けディジタル値に変換するものである。
力を受けディジタル値に変換するものである。
60はマイクロコントローラ（ユニット）であって内部に
マイクロプロセッサ，入出力ポート，タイマー，メモリ
ーなどを内蔵し、前記A/Dコンバータ50の出力信号を受
けて後出の機能に示すような演算，判定，表示，出力等
の処理を行う。
マイクロプロセッサ，入出力ポート，タイマー，メモリ
ーなどを内蔵し、前記A/Dコンバータ50の出力信号を受
けて後出の機能に示すような演算，判定，表示，出力等
の処理を行う。
70はリードオンリーメモリー（ROM）であって、前記マ
イクロコントローラ60が行う演算判定処理に必要な数
表，データなどを記憶しROM70から適宜読出して使用し
該マイクロコントローラ60の処理負担を軽減する。
イクロコントローラ60が行う演算判定処理に必要な数
表，データなどを記憶しROM70から適宜読出して使用し
該マイクロコントローラ60の処理負担を軽減する。
上記各説明の中の各種変換器V,P,Q,CONV、サンプルホー
ルドアンプSH、マルチプレクサMPX49、A/Dコンバータ5
0、マイクロコントローラ60、ROM70、パワーインターフ
ェースのための配電盤81,82、シグナルインターフェー
スのための情報伝送装置９は以下説明するものを除き公
知であり市販されているものであるので、詳細説明を省
略する。
ルドアンプSH、マルチプレクサMPX49、A/Dコンバータ5
0、マイクロコントローラ60、ROM70、パワーインターフ
ェースのための配電盤81,82、シグナルインターフェー
スのための情報伝送装置９は以下説明するものを除き公
知であり市販されているものであるので、詳細説明を省
略する。
512…5n2のコンバータである潮流変換器は変成器PT2次
電圧、CT2次電流を入力とする受動静止回路（変成器を
主体とする）であってその出力として、 e1＝ｅ＋ki e2＝ｅ＋ki ただし、 なる２つの交流出力を生じる。
電圧、CT2次電流を入力とする受動静止回路（変成器を
主体とする）であってその出力として、 e1＝ｅ＋ki e2＝ｅ＋ki ただし、 なる２つの交流出力を生じる。
この２つの出力を以下のような処理を行って各種の電力
を得るものである。その処理をマイクロコントローラ60
の内部で行う。
を得るものである。その処理をマイクロコントローラ60
の内部で行う。
まず、 eW＝e1 2＋e2 2 ＝（ｅ＋ki）２−（ｅ−ki）２ ＝4kei ｗ＝|ew|＝4k|ei| として波相電力を得る。
次に、 となって有効分電流を得る。
これに電圧変換器202の出力を積分して求めたＥ（２次
側母線電圧）を乗ずれば有効電力Ｐが以下のようにして
求まる。
側母線電圧）を乗ずれば有効電力Ｐが以下のようにして
求まる。
Ｐ＝Ｅ・eD ＝2kEIcos 又、有効電力Ｐが求まれば無効電力Ｑは次のようにして
求まる。
求まる。
以上の演算に必要なテーブルをROM70の内部に収納し、
引数をアドレスに関係させて該当アドレスをアクセスす
る事により演算した結果を得ることができる。
引数をアドレスに関係させて該当アドレスをアクセスす
る事により演算した結果を得ることができる。
従って潮流変換器512〜5n2は以後のサンプルホールドア
ンプ513…5n3、マルチプレクサ49、A/Dコンバータ50、
マイクロコントローラ60と組合せてディジタル原理の変
換・演算機能を果し、各フィーダからの全フィーダ負荷
Ｗ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑを夫々計測検出できる。
ンプ513…5n3、マルチプレクサ49、A/Dコンバータ50、
マイクロコントローラ60と組合せてディジタル原理の変
換・演算機能を果し、各フィーダからの全フィーダ負荷
Ｗ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑを夫々計測検出できる。
次に第５図のフローチャートを参照して第４図の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
ただし、ステップST1〜５は計測手段、ステップST6〜11
は余裕値演算手段、ステップST12は安全性判別手段、ス
テップST13〜17は第１の制御手段、ステップST18は安全
性判別手段、ステップST19〜23は第２の制御手段であ
る。
は余裕値演算手段、ステップST12は安全性判別手段、ス
テップST13〜17は第１の制御手段、ステップST18は安全
性判別手段、ステップST19〜23は第２の制御手段であ
る。
まず、常時は動作原理で示したように高圧の電源系統１
の母線電圧Ｖ、無効電力潮流Ｑ、として高圧系統側母線
10の母線電圧Ｖと変圧器バンク３へ流入する無効電力潮
流Ｑを検出する。
の母線電圧Ｖ、無効電力潮流Ｑ、として高圧系統側母線
10の母線電圧Ｖと変圧器バンク３へ流入する無効電力潮
流Ｑを検出する。
一般に高圧の電源系統１では潮流の向きが常に一定であ
るとはいい難いが、ここでは変圧器バンク３を介して接
続される低圧の電源系統との連系状態を計測する事と
し、高圧側を１つの電源系統として把握する。これらは
変換器102,312a,312bによって計測する。
るとはいい難いが、ここでは変圧器バンク３を介して接
続される低圧の電源系統との連系状態を計測する事と
し、高圧側を１つの電源系統として把握する。これらは
変換器102,312a,312bによって計測する。
次に低圧の電源系統２はまず、変圧器バンク３を通過す
る潮流と電圧を第４図の変換器202,322a,322bを用いて
計測し、変圧器バンク３の３次側の電圧，無効潮流はサ
ンプルホールド・アンプ453,463を用いて計測する。
る潮流と電圧を第４図の変換器202,322a,322bを用いて
計測し、変圧器バンク３の３次側の電圧，無効潮流はサ
ンプルホールド・アンプ453,463を用いて計測する。
更に純負荷であるフィーダ51…5nの各種潮流Wi,Pi,Qi
（ｉ＝１〜ｎ）は潮流変換器512…5n2を用い、構成の項
で述べたような方法で計測する（ステップST2）。
（ｉ＝１〜ｎ）は潮流変換器512…5n2を用い、構成の項
で述べたような方法で計測する（ステップST2）。
このような計測・変換を適当なサイクルの間実行し、デ
ータを蓄積する（ステップST3）。
ータを蓄積する（ステップST3）。
前記ステップST1,ST2により高圧及び低圧の電源系統1,2
の電圧及び潮流各成分の変化分ΔV,ΔＱ、と低圧側の電
源系統フィーダ部分のΔW,ΔP,ΔＱを算出する（ステッ
プST4,ST5）。
の電圧及び潮流各成分の変化分ΔV,ΔＱ、と低圧側の電
源系統フィーダ部分のΔW,ΔP,ΔＱを算出する（ステッ
プST4,ST5）。
変化分を知った後、まず高圧の電源系統１における電源
リアクタンスxg1、低圧の電源系統２における電源リア
クタンスxg2を算出する。その方法は先願である特願昭6
2−234970（特開平１−81623号）及び特願昭62−255313
号（特開平１−99435号）に開示されているので説明を
省略する。
リアクタンスxg1、低圧の電源系統２における電源リア
クタンスxg2を算出する。その方法は先願である特願昭6
2−234970（特開平１−81623号）及び特願昭62−255313
号（特開平１−99435号）に開示されているので説明を
省略する。
次に２次負荷系統において測定した夫々の変化分ΔV,Δ
Wi,ΔPi,ΔQi等により電源側を見た系統のインピーダン
スＺ、その力率角、短絡容量Ｓを算出する。これらの
値は変圧器バンク３を通過する潮流、１次,2次両側の電
圧変化から求めた上位及び下位側母線の背後系統のリア
クタンスxg1,xg2を用いて求められ確認が可能となる。
Wi,ΔPi,ΔQi等により電源側を見た系統のインピーダン
スＺ、その力率角、短絡容量Ｓを算出する。これらの
値は変圧器バンク３を通過する潮流、１次,2次両側の電
圧変化から求めた上位及び下位側母線の背後系統のリア
クタンスxg1,xg2を用いて求められ確認が可能となる。
同時に負荷力率cosθを全フィーダ負荷Ｗ、各フィーダ
負荷W1,W2…Wn毎に求める。この値から力率角θを知る
（ステップST7）。
負荷W1,W2…Wn毎に求める。この値から力率角θを知る
（ステップST7）。
以上の各データから系統短絡容量ベースに換算した各フ
ィーダの潮流w1…wn,無限大母線電圧ベースに換算した
各フィーダの電圧vLLを算出する（ステップST8）。
ィーダの潮流w1…wn,無限大母線電圧ベースに換算した
各フィーダの電圧vLLを算出する（ステップST8）。
以後先願に引用の公知の関係式（文献、電気学会技術報
告（II部）、第73号、ページ51〜52、参照）を用いて電
圧安定限界の最大電力wmとその時の母線電圧vLmが求め
る（ステップST9）。
告（II部）、第73号、ページ51〜52、参照）を用いて電
圧安定限界の最大電力wmとその時の母線電圧vLmが求め
る（ステップST9）。
これら各フィーダの潮流w,wm,各フィーダの電圧vL,vLm
（必要に応じて次負荷端変電所迄のインピーダンスによ
り算定した相手端変電所母線における同様数値（wj,
wjm,vLj,vLjm）から電圧安定限界に対する各フィーダの
現在潮流ｗ、各フィーダの電圧vLの安全余裕mw,mvLが求
まる（mwj,mvLjも同様にして求まる）。これらマージン
を予めオフライン計算によって求めた系統運用のセキュ
リティ指標に照し合せて安定，不安定を判別する（ステ
ップST10〜12）。
（必要に応じて次負荷端変電所迄のインピーダンスによ
り算定した相手端変電所母線における同様数値（wj,
wjm,vLj,vLjm）から電圧安定限界に対する各フィーダの
現在潮流ｗ、各フィーダの電圧vLの安全余裕mw,mvLが求
まる（mwj,mvLjも同様にして求まる）。これらマージン
を予めオフライン計算によって求めた系統運用のセキュ
リティ指標に照し合せて安定，不安定を判別する（ステ
ップST10〜12）。
この指標の詳細は人間の判断も含むので触れない。
次にこのセキュリティ指標に対する各フィーダの現在潮
流対電圧の状態が満足できない状態であれば、無効電力
の供給を調整する必要があるが電圧低下に対する無効電
力供給必要量は前引用文献（電気学会技術報告（II
部）、第73号、ページ51〜52）の同一頁所載の簡略式を
ベースとして算出可能である。特に引出しフィーダ相手
端変電所母線における電圧安定性の確認も必要な場合は
前記方法で各フィーダ端で求めた安全余裕mwj,mvLjを用
いて安定判別し、夫々に応じた電圧対無効電力の調整・
制御を計る事もある。
流対電圧の状態が満足できない状態であれば、無効電力
の供給を調整する必要があるが電圧低下に対する無効電
力供給必要量は前引用文献（電気学会技術報告（II
部）、第73号、ページ51〜52）の同一頁所載の簡略式を
ベースとして算出可能である。特に引出しフィーダ相手
端変電所母線における電圧安定性の確認も必要な場合は
前記方法で各フィーダ端で求めた安全余裕mwj,mvLjを用
いて安定判別し、夫々に応じた電圧対無効電力の調整・
制御を計る事もある。
以上により求めた無効電力必要量と可用調相設備容量と
の対比により余裕量を算出する（ステップST13）。
の対比により余裕量を算出する（ステップST13）。
この結果余裕があれば、自所調相設備を操作して無効電
力を供給すべく監視制御装置７よりしゃ断器開閉指令を
出力する（ステップST14,15）。
力を供給すべく監視制御装置７よりしゃ断器開閉指令を
出力する（ステップST14,15）。
又、上記余裕量算出の結果自所調相設備容量では不足と
判明すれば、自所外の電気所に通報し、応援必要状況を
連絡する（ステップST16）。
判明すれば、自所外の電気所に通報し、応援必要状況を
連絡する（ステップST16）。
上記無効電力供給設備を操作した後、系統の理想的変圧
器の誘起電圧Ｖ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、全フィーダ
負荷ＷをステップST1,ST2と同様の手法で計測し、電圧
安定限界に対する余裕指標（mwmvR等）が十分改善され
たか否かを判定する（ステップST18）。
器の誘起電圧Ｖ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、全フィーダ
負荷ＷをステップST1,ST2と同様の手法で計測し、電圧
安定限界に対する余裕指標（mwmvR等）が十分改善され
たか否かを判定する（ステップST18）。
もし、十分改善されていれば以下の高圧の電源系統V/Q
操作に移る。もし、十分改善されていなければ再度系統
条件の確認のため系統リアクタンスの同定操作へ戻る
（ステップST18→ステップST6前転）。
操作に移る。もし、十分改善されていなければ再度系統
条件の確認のため系統リアクタンスの同定操作へ戻る
（ステップST18→ステップST6前転）。
電圧安定限界に対する余裕が確保できた後は、高圧及び
低圧の電源系統における理想的変圧器の誘起電圧Ｖ、無
効電力Ｑを更に精密に調整する。
低圧の電源系統における理想的変圧器の誘起電圧Ｖ、無
効電力Ｑを更に精密に調整する。
まず、負荷時タップ切替器30及び調相設備４を操作して
巻線比変化Δｎ、無効電力供給のへんかΔｑを発生さ
せ、この変化分によって生じたV,Qの変化分、すなわち
１次及び２次系統母線の電圧ΔVt1,ΔVt2を計測した
上、（1.2），（1.3），（1.4），（1.5）式から上位側
及び下位側母線の背後系統のリアクタンスxg1,xg2を同
定する（ステップST20）。
巻線比変化Δｎ、無効電力供給のへんかΔｑを発生さ
せ、この変化分によって生じたV,Qの変化分、すなわち
１次及び２次系統母線の電圧ΔVt1,ΔVt2を計測した
上、（1.2），（1.3），（1.4），（1.5）式から上位側
及び下位側母線の背後系統のリアクタンスxg1,xg2を同
定する（ステップST20）。
尚、１次側及び２次側漏洩リアクタンスxt1,xt2は変圧
器内部リアクタンスなので予め計測し常数として取扱
う。この方法の詳細はステップST6と同様であり、先発
明特願昭57−173464号で公知であるので説明は省略す
る。
器内部リアクタンスなので予め計測し常数として取扱
う。この方法の詳細はステップST6と同様であり、先発
明特願昭57−173464号で公知であるので説明は省略す
る。
以上により得られた前記xg1,xg2,x0を用いて系統背後の
電圧変化ΔVg1,ΔVg2を生じた時の、操作必要量巻線比
変化Δn,無効電力供給の変化Δｑを算定するが、下位負
荷系統の電圧安定限界に対する余裕指標を確保する為、
まず調相設備４を操作した後、この状態を基準として、
予め定めた上位系統のＶ−Ｑ目標値に抑え込むような前
記Δn,Δｑの操作を行う（ステップST21,ST22）。
電圧変化ΔVg1,ΔVg2を生じた時の、操作必要量巻線比
変化Δn,無効電力供給の変化Δｑを算定するが、下位負
荷系統の電圧安定限界に対する余裕指標を確保する為、
まず調相設備４を操作した後、この状態を基準として、
予め定めた上位系統のＶ−Ｑ目標値に抑え込むような前
記Δn,Δｑの操作を行う（ステップST21,ST22）。
この結果、V,Qが所定の不感帯範囲を満足する領域に落
着けば終了となり、次の常時計測の時期を待つ。もし、
調整不良で所定の不感帯範囲を満足する領域に入らない
場合には、再度電圧安定性の限界の推定から実行する事
として最初の計測動作（ステップST1）へ戻る。
着けば終了となり、次の常時計測の時期を待つ。もし、
調整不良で所定の不感帯範囲を満足する領域に入らない
場合には、再度電圧安定性の限界の推定から実行する事
として最初の計測動作（ステップST1）へ戻る。
以上のようにこの発明によれば高圧の電源系統につなが
る電気所において、低圧側の電源系統や負荷変電所の引
込口における電圧安定性を監視制御装置によって監視制
御しつつ、高圧側の電源系統と連系した電圧・無効電力
制御を行う事が可能となるので、重負荷系統における電
圧・無効電力の制御が負荷変化に追随して高安定かつ高
精度で行える効果がある。
る電気所において、低圧側の電源系統や負荷変電所の引
込口における電圧安定性を監視制御装置によって監視制
御しつつ、高圧側の電源系統と連系した電圧・無効電力
制御を行う事が可能となるので、重負荷系統における電
圧・無効電力の制御が負荷変化に追随して高安定かつ高
精度で行える効果がある。
また、系統の諸状態を監視制御装置で監視して制御する
ので、監視制御地点に対し計測・監視・制御のための系
統状態実時間データを特段にオンライン伝送する必要も
なく、全体装置が簡単化される効果がある。しかし、も
し、更に高圧側に位置する電気所で収集確認した上記デ
ータが容易に入手できるならば、これ等をも含めて上記
の動作において述べた演算判定を行って、その結果をよ
り確実なものとする事ができる事は云う迄もない。
ので、監視制御地点に対し計測・監視・制御のための系
統状態実時間データを特段にオンライン伝送する必要も
なく、全体装置が簡単化される効果がある。しかし、も
し、更に高圧側に位置する電気所で収集確認した上記デ
ータが容易に入手できるならば、これ等をも含めて上記
の動作において述べた演算判定を行って、その結果をよ
り確実なものとする事ができる事は云う迄もない。
第１図はこの発明の一実施例による原理説明図、第２図
はこの発明の適用対象の説明図、第３図はこの発明の一
実施例を示す詳細構成図、第４図は第３図の監視制御装
置のブロック構成図、第５図ａ〜ｃはこの発明の具体的
動作を示すフローチャートである。 図において、１は高圧の電流系統、２は低圧の電源系
統、３は変圧器バンク、４は調相設備、10は高圧系統側
母線、20は低圧系統側母線、７は監視制御装置、30は負
荷時タップ切替器、31,51〜5n,46,32は変流器、101,20
1,45は変成器、81,82は（第1,第２の）配電盤、９は情
報電送装置、41は分岐リアクトル、42は静止形コンデン
サ、43,44はしゃ断器、49はマルチプレクサ、50はA/Dコ
ンバータ、60はマイクロコントローラ、102,202,452電
圧変換器、312a,322aは電力変換器、312b,322b,462は無
効電力変換器、512,522〜5n2は潮流変換器、103,313a,3
13b,203,323a,323b,453,463,513,523〜5n3はサンプルホ
ールドアンプ。 なお、図中同一部分は同一符号をもって示す。
はこの発明の適用対象の説明図、第３図はこの発明の一
実施例を示す詳細構成図、第４図は第３図の監視制御装
置のブロック構成図、第５図ａ〜ｃはこの発明の具体的
動作を示すフローチャートである。 図において、１は高圧の電流系統、２は低圧の電源系
統、３は変圧器バンク、４は調相設備、10は高圧系統側
母線、20は低圧系統側母線、７は監視制御装置、30は負
荷時タップ切替器、31,51〜5n,46,32は変流器、101,20
1,45は変成器、81,82は（第1,第２の）配電盤、９は情
報電送装置、41は分岐リアクトル、42は静止形コンデン
サ、43,44はしゃ断器、49はマルチプレクサ、50はA/Dコ
ンバータ、60はマイクロコントローラ、102,202,452電
圧変換器、312a,322aは電力変換器、312b,322b,462は無
効電力変換器、512,522〜5n2は潮流変換器、103,313a,3
13b,203,323a,323b,453,463,513,523〜5n3はサンプルホ
ールドアンプ。 なお、図中同一部分は同一符号をもって示す。
Claims (1)
- 【請求項１】高圧電源系統の電圧及び電力潮流，低圧電
源系統の電圧及び電力潮流，並びに上記高圧電源系統と
低圧電源系統を結合する変圧器バンクの３次側及び低圧
負荷フィーダ側の電圧及び電力潮流の変化分をそれぞれ
計測する計測手段と、上記計測手段の計測結果に基づい
て上記高圧電源系統及び低圧電源系統のリアクタンスを
仮同定するとともに、負荷系統から見た電源系統のリア
クタンスを仮同定し、そのリアクタンス及び負荷側系統
の潮流の計測結果を用いて各フィーダ毎の基準化潮流及
び電力安定限界を演算し、その電力安定限界に対する基
準化潮流の余裕値を各フィーダ毎に演算する余裕値演算
手段と、上記余裕値演算手段により演算された各フィー
ダ毎の余裕値をそれぞれの基準値と比較して安全性を判
別する安定性判別手段と、上記安全性判別手段により安
全性がないと判別された場合、各フィーダ毎の余裕値と
それぞれの基準値に基づいて上記調相設備を制御して上
記リアクタンスを再度仮同定する第１の制御手段と、上
記第１の制御手段の制御前あるいは制御後に、上記安全
性判別手段により安全性を確認されると上記リアクタン
スを決定し、上記変圧器のタップ値及び調相設備を計画
的に制御して電圧・無効電力を微調整する第２の制御手
段とを備えた電圧・無効電力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290529A JPH0785624B2 (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 電圧・無効電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290529A JPH0785624B2 (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 電圧・無効電力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133523A JPH01133523A (ja) | 1989-05-25 |
| JPH0785624B2 true JPH0785624B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=17757207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62290529A Expired - Fee Related JPH0785624B2 (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 電圧・無効電力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785624B2 (ja) |
-
1987
- 1987-11-19 JP JP62290529A patent/JPH0785624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01133523A (ja) | 1989-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |