(57)【要約】【課題】変電所で入手できる情報により発電機内部位相角が推定でき、発電機位相角変動が大きくなり発電機有効電力の変動が非線形領域に入っても、最適な制御ゲインを出力し電力動揺を抑制できる非線形系統安定化装置を提供する。【解決手段】故障発生後の位相角変動を所定値内に維持するように、無効電力補償装置への補助入力として発電機有効電力出力推定値，発電機内部電圧推定値，発電機周波数推定値，発電機内部位相角推定値，系統電圧推定値及び系統インピーダンスを用い、微分幾何学に基づく厳密線形化手法に基づいて安定化制御の制御量を演算することにより、発電機出力が非線形な特性を示す領域に入っても動揺抑制効果が減少することはなく、系統事故後の発電機位相角と変電所電圧変動を迅速に安定化できる。【選択図】  図１
2010193535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続され、該電力系統に無効電力を供給して、電力系統の電圧調整を行う無効電力出力回路を具備した無効電力補償装置と、前記無効電力出力回路を制御する制御装置とを備え、該制御装置が、前記電力系統の電圧維持とは別に、発電機有効電力出力推定値，発電機内部電圧推定値，発電機周波数推定値，発電機内部位相角推定値，系統電圧推定値及び系統インピーダンス推定値に基づいて制御量を演算し、演算された制御量により電力動揺を抑制するために前記無効電力出力回路の制御ゲイン調整部を備えていることを特徴とする非線形系統安定化装置。
【請求項２】
前記制御装置は、非線形な電力系統を微分幾何学に基づいた入力変換，ダイナミック線形化フィードバック及び座標変換により厳密線形化して、線形コントローラのゲインを最適化することを特徴とする請求項１に記載の非線形系統安定化装置。
【請求項３】
前記制御装置は、発電機内部位相角を用いる代わりに変電所母線電圧変動，発電機内部電圧推定値，系統電圧推定値と系統リアクタンス推定値に基づいて、発電機内部位相角を推定して最適制御量を演算することを特徴とする請求項１に記載の非線形系統安定化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、発電機内部電圧を用いる代わりに、変電所母線電圧と系統リアクタンス推定値と発電機電流推定値に基づいて、発電機内部電圧を推定して最適制御量を演算することを特徴とする請求項１に記載の非線形系統安定化装置。
【請求項５】
前記制御装置は、発電機周波数を用いる代わりに変電所母線周波数，発電機内部電圧推定値，系統電圧推定値，系統リアクタンス推定値，発電機内部位相角初期値及び母線位相角初期値に基づいて、発電機周波数を推定して最適制御量を演算することを特徴とする請求項１に記載の非線形系統安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形系統安定化装置に係り、特に電力系統の故障発生などによる過渡安定度問題，電圧変動問題を対象とし、系統安定度を維持しかつ電圧変動量を設定値内に維持するための無効電力補償を行う非線形系統安定化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電源立地難のため、電源は遠隔地に設置する傾向が顕著になってきており、これに伴い、電力系統も長距離送電線による大容量送電の傾向となっている。このような動向に対し、安定度を向上するために、電力動揺抑制機能を付加した無効電力補償装置を設置する例が見られる。この他、電力規制緩和の環境のもとで分散電源が大量に導入され、既存の送電設備に予期し得ない潮流状態が発生し、熱容量限界まで有効に利用されることもあり得る。このため、無効電力補償装置のような機器は送電能力を増強するために計画されるが、この機器は非線形な運転領域でも使用される可能性が高くなっている。
【０００３】
従来の電力系統では、それ自体の非線形性に対してある運転点での線形近似の制御が行われている。一方、制御理論の分野では、微分幾何学論に基づく「厳密な線形化手法」という非線形制御理論が構築されてきた。このような状況を踏まえて、対象の非線形性を考慮した非線形制御システムの構成法が開発されている。
【０００４】
「厳密な線形化手法」は、従来の近似手法と異なり、対象のモデルに対して、状態量の非線形写像と非線形フィードバックの適用により対象を等価的に線形系に変換する手法である。しかし、電力系統モデルを非線形微分方程式で表現したまま、直接制御系を構築するという手法を採用すると、モデルを多数の状態変数で表記する必要があるという問題がある。このため、非線形制御では電力系統を構成する送電線運用情報や発電機内部パラメータ情報等の遠隔地の状態量を計測し、制御入力とする必要がある。
【０００５】
電力システムは典型的な非線形システムであるので、非線形制御理論を使用して、無効電力補償装置のための補助制御装置を設計することは合理的であると考えられる。無効電力補償装置へ適用した非線形制御の設計や電力系統安定化のための補助制御装置の適用効果については、〔非特許文献１〕や〔非特許文献２〕で発表されている。
【０００６】
近年、同期計測技術が電力系統の分野でも導入されつつあり、遠隔多地点の高精度な位相角情報等を容易に利用可能となっている。そこで、〔非特許文献１〕や〔非特許文献２〕では遠隔地点の情報が入手できるものとして、自励式無効電力補償装置（ＳＴＡＴＣＯＭ）の非線形制御による系統安定度向上の可能性を定量的に評価している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】小西博雄，後藤益雄，横山明彦，Qiang Lu ：「ＳＴＡＴＣＯＭによる非線形系統安定化制御、平成１４年電気学会全国大会６−２０６，（２００２）
【非特許文献２】小西博雄，後藤益雄，横山明彦，Qiang Lu：「ＳＴＡＴＣＯＭによる非線形系統安定化制御のシミュレータ試験」平成１４年電気学会Ｂ部門大会１１７，（２００２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電力系統モデルを非線形微分方程式で表現したまま、直接制御系を構築するという手法を採用すると、モデルを多数の状態変数で表記する必要があるという問題がある。このため、〔非特許文献１〕や〔非特許文献２〕に記載の従来の技術では、非線形制御では電力系統を構成する発電機内部電圧，位相角や周波数等の遠隔地の状態量を計測し、制御入力とする必要がある。
【０００９】
一方、無効電力補償装置は、電源系統の中間点変電所に設置されるのが一般的であり、発電所等の系統情報は通信回線を経由して入手する必要がある。通信回線を設置するには費用の問題の他に通信回線の信頼性確保の課題がある。
【００１０】
また、電力系統の系統構成変更，故障除去による送電線開放や発電機出力の変化などにより系統安定化のための制御ゲインの最適値が変化する。このような運転条件の変化に対しても、最適な安定化制御系ゲインを迅速かつ容易に自動的に再設定できることが求められている。
【００１１】
本発明の目的は、無効電力補償装置の設備容量を必要最小限にでき、安定化制御により電力動揺を迅速かつ正確に収束させることができる非線形系統安定化装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、変電所で入手できる情報により発電機内部位相角が推定でき、発電機位相角変動が大きくなり発電機有効電力の変動が非線形領域に入っても、最適な制御ゲインを出力し電力動揺を抑制できる非線形系統安定化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の非線形系統安定化装置は、無効電力補償装置を設置した変電所で入手可能な情報を用いて、対象発電機内部電圧，位相角や周波数等を推定して、非線形制御の入力信号に使用する。
【００１４】
また、電力系統の系統構成変更，故障除去による送電線開放や発電機出力の変化などに対しては、発電機有効電力推定値，発電機内部電圧推定値，発電機内部位相角推定値，発電機周波数推定値や送電線リアクタンス推定値を入力しているので、系統変化に対応した最適制御ゲインが確保できる。
【００１５】
本発明は、電力系統に無効電力を供給する無効電力補償装置において、制御装置が電力系統の電圧維持とは別に、発電機有効電力出力推定値，発電機内部電圧推定値，発電機内部位相角推定値，発電機周波数推定値，系統電圧推定値及び系統リアクタンス推定値に基づいて制御量を演算し、演算された制御量により電力動揺を抑制するために補償用無効電力出力回路の制御ゲイン調整部を備えている。
【００１６】
また、非線形な電力系統を微分幾何学に基づく入力変換，ダイナミック線形化フィードバック及び座標変換により厳密線形化して、線形コントローラのゲインを最適化することにより、電力動揺を抑制するために補償用無効電力出力回路の制御ゲイン調整部を備えている。
【００１７】
また、発電機内部位相角を用いる代わりに、変電所母線電圧変動，発電機内部電圧推定値，系統電圧推定値と系統リアクタンス推定値に基づいて、発電機内部位相角を推定して最適制御量を演算するものである。
【００１８】
また、発電機内部電圧を用いる代わりに、変電所母線電圧と系統リアクタンス推定値と発電機電流推定値に基づいて、発電機内部電圧を推定して最適制御量を演算するものである。
【００１９】
また、発電機周波数を用いる代わりに変電所母線周波数，発電機内部電圧推定値，系統電圧推定値，系統リアクタンス推定値，発電機内部位相角初期値及び母線位相角初期値に基づいて、発電機周波数を推定して最適制御量を演算するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、系統の非線形特性による影響を考慮した制御量が計算されるので、制御量が実系統に即したものとなり、無効電力補償装置の設備容量を必要最小限にでき、安定化制御により電力動揺を迅速かつ正確に収束させることができる。また、電力系統の系統構成変更、故障除去による送電線開放や発電機出力の変化などにより系統安定化のための制御ゲインの最適値が変化しても、最適な安定化制御系ゲインを迅速かつ容易に自動的に再設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態である非線形系統安定化装置の構成図である。
【図２】本実施の形態の基本原理を説明するための電気等価回路図である。
【図３】微分幾何学的による厳密線形化の考え方を説明するブロック図である。
【図４】過渡状態での電圧と位相角の関係を説明するための電気等価回路図である。
【図５】過渡状態での電圧位相角特性を説明するためのベクトル図である。
【図６】電力動揺発生時の発電機位相角δと変電所母線電圧Ｖ2の時間的変化を表す図である。
【図７】発電機内部電圧，内部位相角，変電所電圧，電流，位相角の関係を説明するための電気等価回路図である。
【図８】発電機内部電圧と変電所電圧，電流の関係を説明するためのベクトル図である。
【図９】本発明の実施例１である非線形制御装置の構成図である。
【図１０】本発明の実施例２である非線形制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の無効電力補償装置１を適用した電源系統１６の全体構成を示している。
【００２３】
図１に示すように、発電機６は、発電機母線８，発電機用変圧器９，発電所母線３３を介して送電線１４に接続されている。送電線１４は一般にループ構成，メッシュ構成または放射状構成となっているが、図１では放射状系統の例を示している。発電機６には、発電機母線８の電圧を一定となるように制御するため、発電機母線８の電圧をフィードバックして発電機６を制御する自動電圧制御装置７が設置されている。
【００２４】
送電線１４は、変電所母線１０に接続され、変電所母線１０は系統側送電線１５に接続され系統側変電所母線１１を介して本系統１２に接続されている。
【００２５】
変電所母線１０には、負荷用変圧器１３を介して負荷５が接続され、補助変圧器４を介して無効電力補償装置１が接続されている。無効電力補償装置１には、電力系統に無効電力を供給して、電力系統の電圧調整を行う無効電力出力回路が具備されている。無効電力補償装置１には電圧制御ブロック３と非線形制御装置２が接続され、電圧制御ブロック３では変電所母線電圧２２を入力として、目標値Ｖ2refとの偏差を最小とすることにより変電所母線電圧２２が目標値となるように制御を行い、非線形制御装置２は電圧制御ブロック３の制御出力３９に制御出力４０を加えることにより電力動揺抑制制御を実施する。無効電力補償装置１，電圧制御ブロック３及び非線形制御装置２で非線形系統安定化装置を構成している。
【００２６】
一般に、電源系統１６は、このような発電機６，発電機母線８，発電機用変圧器９，変電所母線１０，負荷用変圧器１３，負荷５，発電機側送電線１４，系統側送電線１５によって構成されている。無効電力補償装置１は、この電源系統１６を電圧制御や電力動揺抑制制御の対象系統とする。
【００２７】
（１）微分幾何学的アプローチによる厳密線形化
まず微分幾何学に基づく厳密線形化について説明する。図２は、無効電力補償装置１を適用した電力システムに対応する等価回路を示している。無効電力補償装置１は、一機無限大母線システムの送電系の中間点に接続されると想定した。このシステムにおいて発電機６の内部状態は数１に示す回転子運動方程式で表される。
【００２８】
【数１】
2010193535.tif 000003
【００２９】
ここで、δは発電機内部相差角（rad）、ωは発電機角速度（rad／ｓ）、２Ｈは慣性定数（ＭＷｓ／ＭＶＡ）、Ｄは固有ダンピング（ｐ.ｕ.）、Ｐmは機械トルク（ｐ.ｕ.）、Ｐeは電気トルク（ｐ.ｕ.）である。
【００３０】
送電線と無効電力補償装置１の間の電磁気的な過渡現象の発生する時間領域を無視すると、図２より発電機６の有効電力は数２で表現することができる。
【００３１】
【数２】
2010193535.tif 000004
【００３２】
ここで、Ｘ1は発電機内部電圧から無効電力補償装置１の設置点までのリアクタンスを表しており、発電機，変圧器や送電線のリアクタンスを合計したものである。Ｘ2は変電所母線電圧から系統側変電所母線１１までのリアクタンスを表している。Ｅq′は発電機内部電圧、ＶSは系統電圧、ＢCは設置点から見た無効電力補償装置１の等価サセプタンスである。
【００３３】
さらに発電機内部電圧Ｅq′や機械トルクＰmを一定と仮定した場合、上記の一機無限大母線システムは数３に示す非線形状態方程式で記述することができる。
【００３４】
【数３】
2010193535.tif 000005
【００３５】
ここで、δ(ｔ)，ω(ｔ)は状態変数で、Ｂcは制御中間入力である。制御入力を数４のように選ぶと、数３はアフィン非線形形式として数５のように書ける。ここで、Ｘ，ｆ(Ｘ)は、数６で表すことができる。
【００３６】
【数４】
2010193535.tif 000006
【００３７】
【数５】
2010193535.tif 000007
【００３８】
【数６】
2010193535.tif 000008
【００３９】
次に厳密線形化について説明する。図３は線形化フィードバックと座標変換による厳密な線形化を用いた制御系をブロック図で表現している。数５で示される非線形システムを座標変換とフィードバックで厳密に線形化することを考える。すなわち数７，数８に示す、新しい出力Ｚと新しい入力Ｖを考える。
【００４０】
【数７】
2010193535.tif 000009
【００４１】
【数８】
2010193535.tif 000010
【００４２】
状態方程式数５がフロベニウスの定理を満足すれば、関数ｈ(ｘ)が必ず存在する。このｈ(ｘ)を用いてシステムを線形化する座標変換とフィードバックは、数９，数１０で表される。
【００４３】
【数９】
2010193535.tif 000011
【００４４】
【数１０】
2010193535.tif 000012
【００４５】
上式のｆ(ｘ)に関するｈ(ｘ)のリー微分の定義は数１１で表される。
【００４６】
【数１１】
2010193535.tif 000013
【００４７】
ここで、１／β(ｘ)は入力変換ゲインであり、α(ｘ)／β(ｘ)はダイナミック線形化フィードバックのゲインである。ここでα(ｘ)，β(ｘ)は数１２，数１３で表せる。
【００４８】
【数１２】
2010193535.tif 000014
【００４９】
【数１３】
2010193535.tif 000015
【００５０】
次に線形コントローラの設計方法について述べる。線形化されたシステムは数１４，数１５で表現される。
【００５１】
【数１４】
2010193535.tif 000016
【００５２】
【数１５】
2010193535.tif 000017
【００５３】
この線形化されたシステムに対する最適制御則は、数１６で表され、最適制御コントローラを設計するため、数１２で示される多入力多出力システムに関して、数１７で表される評価指標Ｊを選定した。
【００５４】
【数１６】
2010193535.tif 000018
【００５５】
【数１７】
2010193535.tif 000019
【００５６】
評価指標Ｊを最小にするフィードバック制御入力変数Ｖは数１８により計算できる。
【００５７】
【数１８】
2010193535.tif 000020
【００５８】
ここで、Ｐは数１９に示すリカッチ方程式の非負の解である。
【００５９】
【数１９】
2010193535.tif 000021
【００６０】
重み行列Ｑ，Ｒを数２０ように選定すると、制御入力変数Ｖは数２１で示される。
【００６１】
【数２０】
2010193535.tif 000022
【００６２】
【数２１】
2010193535.tif 000023
【００６３】
数１０および数２１から、数５で示す非線形システムの非線形制御入力ｕは数２２で与えられる。
【００６４】
【数２２】
2010193535.tif 000024
【００６５】
数２２を数４に代入することにより、数２３で示す無効電力補償装置に対する無効電力指令Ｂcを得る。
【００６６】
【数２３】
2010193535.tif 000025
【００６７】
数１を用いると、数２３は数２４のように表現できる。
【００６８】
【数２４】
2010193535.tif 000026
【００６９】
数２４が無効電力補償装置１に対する非線形制御による無効電力指令Ｂcを与える。
【００７０】
（２）発電機内部位相角の推定方法
非線形制御の入力信号として必要となる発電機内部位相角を、無効電力補償装置１を設置した変電所内の情報から推定する方法について説明する。
【００７１】
変電所母線１０の電圧Ｖ2は発電所から変電所までのリアクタンスＸ1、変電所から系統までのリアクタンスＸ2を用いると、数２５で表せる。
【００７２】
【数２５】
2010193535.tif 000027
【００７３】
数２５から母線電圧Ｖ2の大きさは数２６で表すことができる。
【００７４】
【数２６】
2010193535.tif 000028
【００７５】
数２６から発電機内部の相差角推定値δsは、数２７となる。数２７から発電機位相角変動を変電所母線１０の電圧変動から推定可能である。
【００７６】
【数２７】
2010193535.tif 000029
【００７７】
図４は、無効電力補償装置１の設置変電所の電圧や発電機内部電圧が変動した時の電源系統を表しており、図５は、系統電圧，変電所電圧と発電機内部電圧の関係を表すベクトル図である。図６は、変電所母線１０の電圧Ｖ2が正弦波状に変動した時に、発電機内部位相角δの時間的な変動を図示したものである。
【００７８】
（３）発電機内部電圧の推定方法
非線形制御の入力信号として必要となる発電機内部電圧を、無効電力補償装置１を設置した変電所内の情報から推定する方法について説明する。
【００７９】
図７に示すように、まず無効電力補償装置１を設置した変電所の変電所母線１０の電圧Ｖ2と発電機６から変電所母線に流入する電流Ｉ1を計測する。次に発電機内部電圧から変電所母線までのリアクタンスＸ1を変電所で得られる送電線の運用情報から求める。
【００８０】
変電所母線１０の電圧Ｖ2と送電線電流Ｉ1及びリアクタンスＸ1から発電機６の内部電圧Ｅq′を数２８を用いて計算する。これらの関係を表すベクトル図を図８に示す。
【００８１】
【数２８】
2010193535.tif 000030
【００８２】
（４）発電機周波数の推定方法
非線形制御の入力信号として必要となる発電機周波数を、無効電力補償装置１を設置した変電所内の情報から推定する方法について説明する。
【００８３】
図７に示すように発電機から無効電力補償装置１を設置した変電所へ送電線を経由して流れる有効電力潮流をＰ1とすると、数２７で表せる。
【００８４】
【数２９】
2010193535.tif 000031
【００８５】
ここで、Ｅq′は発電機内部電圧、Ｖ2は変電所電圧、θGは発電機位相角、θ2は変電所位角、Ｘ1は発電機から変電所までのリアクタンス、Ｘ2は変電所から系統までのリアクタンスである。
【００８６】
電力動揺により位相角θGとθ2がΔθGとΔθ2だけ変化した時、Ｐ1の変化分をΔＰ1とし、位相角θGとθ2の初期値をそれぞれθG0とθ20とすると、数３０となり、数３０の両辺を微分すると、数３１となる。
【００８７】
【数３０】
2010193535.tif 000032
【００８８】
【数３１】
2010193535.tif 000033
【００８９】
無効電力補償装置１を設置した変電所から系統へ送電線を経由して流れる有効電力潮流をＰ2とし、位相角θ2とθSがΔθ2とΔθSだけ変化した時、Ｐ2の変化分をΔＰ2とし、位相角θ2とθSの初期値をそれぞれθ20とθS0とすると、数３２となる。
【００９０】
【数３２】
2010193535.tif 000034
【００９１】
無効電力補償装置１を設置した変電所の負荷が小さい場合には、数３１と数３２は等しくなり、系統側の容量が大きい場合にはΔｆsはほぼ零であるため、発電機周波数の推定値をｆGSとすると、数３３で表せる。
【００９２】
【数３３】
2010193535.tif 000035
【００９３】
電力動揺抑制のための制御量を求める例を実施例１と実施例２で説明する。
【実施例１】
【００９４】
図９は本発明の実施例１である非線形制御装置２の構成図である。本実施例は無効電力補償装置１を電源系統の中間変電所に設置した場合を示している。
【００９５】
図９に示すように、非線形制御装置２は、例えば汎用乃至専用ディジタルコントローラにより構成されるもので、発電機内部位相角推定部１７，発電機内部電圧推定部１８，発電機周波数推定部１９，微分演算部２０と制御量演算部２１で構成されている。
【００９６】
発電機内部位相角推定部１７では、変電所母線電圧２２，系統電圧推定値２３，発電機６から変電所母線１０までのリアクタンス２４，変電所から系統までのリアクタンス２５，発電機内部電圧推定値２６を用いて、数２７に基づいて発電機内部位相角推定値を演算する。
【００９７】
ここで、系統電圧推定値２３は、系統容量は大きいので大きな変動はなく、電圧一定に保つように制御されているので、初期値から変わらないと仮定でき、初期値を用いている。発電機６から変電所母線１０までのリアクタンス２４は、発電機や変圧器，送電線のリアクタンスは一定なので設計値又は実測値から算定している。変電所に接続される送電線の運用条件（回線数）は検出可能なので、想定リアクタンスに反映することができる。変電所から系統までのリアクタンス２５は、発電機から変電所母線までのリアクタンスと同様にして求めることができる。
【００９８】
発電機内部電圧推定値２６は、（３）発電機内部電圧の推定方法で説明したように、数２８により求めることができ、図９に示した発電機内部電圧推定部１８の出力を使用する。すなわち、発電機内部電圧推定部１８では、変電所母線電圧２２，発電機６から変電所母線１０への流入電流２７，発電機６から変電所母線１０までのリアクタンス２４を用いて、数２８に基づいて発電機内部電圧推定値を演算する。
【００９９】
発電機周波数推定部１９では変電所周波数２８，発電機内部電圧推定値２６，系統電圧推定値２３，発電機から変電所までのリアクタンス２４，変電所から系統までのリアクタンス２５，発電機内部位相角初期値２９，変電所母線位相角初期値３０及び系統母線位相角初期値３１を用いて、数３３に基づいて発電機周波数推定値を演算する。微分演算部２０では発電機周波数推定値を入力してその微分値を出力する。制御量演算部２１では発電機内部位相角推定部１７，発電機内部電圧推定部１８，発電機周波数推定部１９及び微分演算部２０の出力を用いて、電力動揺抑制のための制御量を数２４に基づいて演算する。
【実施例２】
【０１００】
図１０は本発明の実施例２である非線形制御装置２の構成図である。本実施例は無効電力補償装置１を電源系統の発電所端に設置した場合を示している。
【０１０１】
図１０に示すように、非線形制御装置２は、例えば、汎用乃至専用ディジタルコントローラにより構成されるもので、機能的に発電機内部位相角推定部１７，発電機内部電圧推定部１８，微分演算部２０と制御量演算部２１で構成されている。
【０１０２】
発電所端に設置する場合には発電機周波数は容易に入手できるものとして、発電機周波数推定部は省略している。発電機内部位相角推定部１７では発電所母線電圧３４，系統電圧推定値２３，発電機６から発電所母線３３までのリアクタンス３５，発電所母線３３から系統側変電所母線１１までのリアクタンス３６，発電機内部電圧推定値２６を用いて、数２７に基づいて発電機内部位相角推定値４１を演算する。
【０１０３】
次に発電機内部電圧推定部１８では、発電所母線電圧３４，発電機電流３８，発電機６から発電所母線３３までのリアクタンス３５を用いて、数２８に基づいて発電機内部電圧推定値を演算する。微分演算部２０では発電機周波数３２を入力してその微分値を出力する。制御量演算部２１では発電機内部位相角推定部１７，発電機内部電圧推定部１８，発電機周波数３２及び微分演算部２０の出力３７を用いて、電力動揺抑制のための制御量を数２４に基づいて演算する。
【０１０４】
本発明の実施の形態によれば、系統の非線形特性による影響を考慮した制御量が計算されるので、制御量が実系統に即したものとなり、無効電力補償装置の設備容量を必要最小限にできので、安定化制御により電力動揺を迅速かつ正確に収束させることができる。また、電力系統の系統構成変更，故障除去による送電線開放や発電機出力の変化などにより系統安定化のための制御ゲインの最適値が変化しても、最適な安定化制御系ゲインを迅速かつ容易に自動的に再設定できる。
【０１０５】
また、総ての運転点において無効電力補償装置により最適な系統安定化制御を行うことができる。また、電力系統の系統構成変更，故障除去による送電線開放や発電機出力の変化などにより系統安定化制御ゲインの最適値が変化する。このような運転条件の変化に対しても、発電機情報や系統情報を入力して制御ゲインを調整することにより、最適な安定化制御系を再設定できる。
【０１０６】
また、変電所で入手できる情報により発電機内部位相角が推定でき、最適制御ゲインの演算が可能となり、発電機位相角変動が大きくなり発電機有効電力の変動が非線形領域に入っても、最適な制御ゲインを出力し電力動揺を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
特に電力系統の故障発生などによって生じた不安定電源系統を対象とし、その発電機位相角と変電所母線電圧を所定値内に維持すべく、安定化制御を実施する非線形制御装置に適用される。
【符号の説明】
【０１０８】
１  無効電力補償装置
２  非線形制御装置
３  電圧制御ブロック
４  補助変圧器
５  負荷
６  発電機
７  自動電圧制御装置
８  発電機母線
９  発電機用変圧器
１０  変電所母線
１１  系統側変電所母線
１２  本系統
１３  負荷用変圧器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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