(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の送電線を流れる無効電力を検出する無効電力検出手段と、上記無効電力検出手段により検出された無効電力を電力基準値と比較する比較手段と、上記比較手段の比較結果が当該無効電力の動揺周期ごとに、当該無効電力が電力基準値を上回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断する判定手段と、上記判定手段により電力系統が振動発散に至るものと判断されると、電力系統から発電機を遮断する制御手段とを備えた系統安定化装置。
【請求項２】
電力系統の送電線に印加された電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段により検出された電圧を電圧基準値と比較する比較手段と、上記比較手段の比較結果が当該電圧の動揺周期ごとに、当該電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断する判定手段と、上記判定手段により電力系統が振動発散に至るものと判断されると、電力系統から発電機を遮断する制御手段とを備えた系統安定化装置。
【請求項３】
電力系統の送電線を流れる無効電力を検出する無効電力検出手段と、電力系統の送電線に印加された電圧を検出する電圧検出手段と、上記無効電力検出手段により検出された無効電力を電力基準値と比較するとともに、上記電圧検出手段により検出された電圧を電圧基準値と比較する比較手段と、上記比較手段の比較結果が当該無効電力の動揺周期ごとに、当該無効電力が電力基準値を上回るとともに、当該電圧の動揺周期ごとに、当該電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断する判定手段と、上記判定手段により電力系統が振動発散に至るものと判断されると、電力系統から発電機を遮断する制御手段とを備えた系統安定化装置。
【請求項４】
電力系統の事故を検出する事故検出手段を設け、判定手段は上記事故検出手段による電力系統の事故検出を条件に、電力系統が振動発散に至るものと判断することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の系統安定化装置。
【請求項５】
事故検出手段は、電力系統の送電線を流れる有効電力が、所定時刻前においては流れていたが、現在流れていない場合に、電力系統に事故が発生したものと判断することを特徴とする請求項４記載の系統安定化装置。
【請求項６】
電力系統の送電線を流れる無効電力を検出するとともに、その無効電力を電力基準値と比較し、その比較結果が当該無効電力の動揺周期ごとに、当該無効電力が電力基準値を上回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断して、電力系統から発電機を遮断する系統安定化方法。
【請求項７】
電力系統の送電線に印加される電圧を検出するとともに、その電圧を電圧基準値と比較し、その比較結果が当該電圧の動揺周期ごとに、当該電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断して、電力系統から発電機を遮断する系統安定化方法。
【請求項８】
電力系統の送電線を流れる無効電力及び電力系統の送電線に印加される電圧を検出して、その無効電力を電力基準値と比較するとともに、その電圧を基準電圧値と比較し、その比較結果が当該無効電力の動揺周期ごとに、当該無効電力が電力基準値を上回るとともに、当該電圧の動揺周期ごとに、当該電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断して、電力系統から発電機を遮断する系統安定化方法。
【請求項９】
電力系統の事故を検出する処理を実行し、電力系統の事故検出を条件に、電力系統が振動発散に至るものと判断することを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載の系統安定化方法。
【請求項１０】
電力系統の送電線を流れる有効電力が、所定時刻前においては流れていたが、現在流れていない場合に、電力系統に事故が発生したものと判断することを特徴とする請求項９記載の系統安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統が振動発散に至る現象を検出して、電力系統の安定化制御を実行する系統安定化装置及び系統安定化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は例えば平成７年電気学会全国大会の１５６３（予稿集の第６−５２９頁から第６−５３０頁）で発表された従来の系統安定化方法を適用する系統安定化装置を示す構成図であり、図において、１，２は電力系統、３は電力系統１と電力系統２を連系する連系線、４，５は電力系統１の母線、６〜８は電力系統１の送電線、９は連系線３を流れる電流Ｉ1 を検出する計器用変流器（以下、ＣＴという）、１０は母線４に印加された電圧Ｖ1 を検出する計器用変成器（以下、ＰＴという）である。
【０００３】
また、１１は電力系統１，２が振動発散に至る現象を検出する電力系統１の振動発散検出装置、１２はＣＴ９により検出された電流Ｉ1 とＰＴ１０により検出された電圧Ｖ1 から連系線３を流れる有効電力Ｐ1 を計測する有効電力計測器、１３は有効電力計測器１２により計測された有効電力Ｐ1 の振幅値の増加傾向に基づいて電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する振動発散判定器、１４は振動発散判定器１３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ1 を送信する送信器である。
【０００４】
また、１５，１６は電力系統２の母線、１７，１８は電力系統２の送電線、１９は送電線１８を流れる電流Ｉ2 を検出する計器用変流器（以下、ＣＴという）、２０は母線１６に印加された電圧Ｖ2 を検出する計器用変成器（以下、ＰＴという）である。
また、２１は電力系統１，２が振動発散に至る現象を検出する電力系統２の振動発散検出装置、２２はＣＴ１９により検出された電流Ｉ2 とＰＴ２０により検出された電圧Ｖ2 から送電線１８を流れる有効電力Ｐ2 を計測する有効電力計測器、２３は有効電力計測器２２により計測された有効電力Ｐ2 の振幅値の増加傾向に基づいて電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する振動発散判定器、２４は振動発散判定器２３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ2 を送信する送信器である。
【０００５】
さらに、２５は振動発散検出装置１１から警報信号Ｋ1 が出力され、かつ、振動発散検出装置２１から警報信号Ｋ2 が出力されると、電力系統１の母線５から発電機２９，３０を遮断する制御装置、２６は送信器１４から送信された警報信号Ｋ1 を受信する受信器、２７は送信器２４から送信された警報信号Ｋ2 を受信する受信器、２８は受信器２６が警報信号Ｋ1 を受信し、かつ、受信器２７が警報信号Ｋ2 を受信すると、発電機２９，３０を遮断する旨を示す制御信号Ｓを出力する論理回路、２９，３０は電力系統１の母線５に接続された発電機である。
【０００６】
次に動作について説明する。
まず、電力系統１の振動発散検出装置１１は、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する。
即ち、有効電力計測器１２は、ＣＴ９により検出された電流Ｉ1 とＰＴ１０により検出された電圧Ｖ1 から連系線３を流れる有効電力Ｐ1 を計測する。
そして、振動発散判定器１３は、有効電力計測器１２から有効電力Ｐ1 が出力されると、その有効電力Ｐ1 の振幅値の増加傾向に基づいて電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する。
【０００７】
具体的には、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至る場合には、有効電力Ｐ1 の波形は、図１３に示すように、有効電力Ｐ1 の振幅値が所定の比率α以上の増加率をもって増加する傾向にあるので、有効電力Ｐ1 の振幅値が所定の比率α以上の増加率をもって増加しているか否かを判定し（下記の関係式（１）が成立するか否かを判定する）、有効電力Ｐ1 の振幅値が所定の比率α以上の増加率をもって増加している場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する。
Ｈｃ＞Ｈｂ×α＞Ｈａ×α×α                        ・・・（１）
そして、送信器１４は、振動発散判定器１３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ1 を制御装置２５に送信する。
【０００８】
また、電力系統２の振動発散検出装置２１も同様に、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する。
即ち、有効電力計測器２２は、ＣＴ１９により検出された電流Ｉ2 とＰＴ２０により検出された電圧Ｖ2 から送電線１８を流れる有効電力Ｐ2 を計測する。
そして、振動発散判定器２３は、有効電力計測器２２から有効電力Ｐ2 が出力されると、その有効電力Ｐ2 の振幅値の増加傾向に基づいて電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する。
【０００９】
具体的には、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至る場合には、有効電力Ｐ2 の波形も、図１３に示すように、有効電力Ｐ2 の振幅値が所定の比率β以上の増加率をもって増加する傾向にあるので、有効電力Ｐ2 の振幅値が所定の比率β以上の増加率をもって増加しているか否かを判定し（下記の関係式（２）が成立するか否かを判定する）、有効電力Ｐ2 の振幅値が所定の比率β以上の増加率をもって増加している場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する。
Ｈｃ＞Ｈｂ×β＞Ｈａ×β×β                        ・・・（２）
そして、送信器２４は、振動発散判定器２３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ2 を制御装置２５に送信する。
【００１０】
このようにして、振動発散検出装置１１から警報信号Ｋ1 が出力され、かつ、振動発散検出装置２１から警報信号Ｋ2 が出力されると、制御装置２５は、電力系統１の母線５から発電機２９，３０を遮断する。
即ち、論理回路２８は、受信器２６が警報信号Ｋ1 を受信し、かつ、受信器２７が警報信号Ｋ2 を受信すると、発電機２９，３０を遮断する旨を示す制御信号Ｓを出力することにより、電力系統１の母線５から発電機２９，３０を遮断する。
【００１１】
これにより、電力系統１，２は振動発散に至ることなく、安定化される。
なお、振動発散検出装置１１及び振動発散検出装置２１の双方が、電力系統１，２の振動発散傾向を検出するのは、系統の安全性を考慮して冗長構成としたものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の系統安定化装置は以上のように構成されているので、電力系統１，２が振動発散に至るのを未然に防止することができるが、有効電力Ｐ1 ，Ｐ2 には複数の系統の固有振動モードが重畳される関係上、図１３に示すように、有効電力Ｐ1 ，Ｐ2 の波形が単純な正弦波にならないため、有効電力Ｐ1 ，Ｐ2 の振幅値を正確に求めるのが難しく、電力系統１，２が振動発散に至る現象を正確に捉えることができない課題があった。
なお、特殊なフィルタを通せば、有効電力Ｐ1 ，Ｐ2 に重畳されている固有振動モードを除去することができるが、特殊なフィルタを設置すれば、その分だけコスト高になるとともに、電力系統の構成が変わる毎にフィルタの特性を変更しなければならず、汎用的に使用できない課題があった。
【００１３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、特殊なフィルタを設置することなく、電力系統が振動発散に至る現象を正確に捉えることができる系統安定化装置及び系統安定化方法を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る系統安定化装置は、比較手段の比較結果が無効電力の動揺周期ごとに、無効電力が電力基準値を上回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００１５】
請求項２記載の発明に係る系統安定化装置は、比較手段の比較結果が電圧の動揺周期ごとに、電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００１６】
請求項３記載の発明に係る系統安定化装置は、比較手段の比較結果が無効電力の動揺周期ごとに、無効電力が電力基準値を上回るとともに、電圧の動揺周期ごとに、電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００１７】
請求項４記載の発明に係る系統安定化装置は、事故検出手段による電力系統の事故検出を条件に、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００１８】
請求項５記載の発明に係る系統安定化装置は、電力系統の送電線を流れる有効電力が、所定時刻前においては流れていたが、現在流れていない場合に、電力系統に事故が発生したものと判断するようにしたものである。
【００１９】
請求項６記載の発明に係る系統安定化方法は、無効電力と電力基準値の比較結果が無効電力の動揺周期ごとに、当該無効電力が電力基準値を上回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００２０】
請求項７記載の発明に係る系統安定化方法は、電圧と電圧基準値の比較結果が電圧の動揺周期ごとに、当該電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００２１】
請求項８記載の発明に係る系統安定化方法は、無効電力の動揺周期ごとに、無効電力が電力基準値を上回るとともに、電圧の動揺周期ごとに、電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００２２】
請求項９記載の発明に係る系統安定化方法は、電力系統の事故検出を条件に、電力系統が振動発散に至るものと判断するようにしたものである。
【００２３】
請求項１０記載の発明に係る系統安定化方法は、電力系統の送電線を流れる有効電力が、所定時刻前においては流れていたが、現在流れていない場合に、電力系統に事故が発生したものと判断するようにしたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による系統安定化装置を示す構成図であり、図において、１，２は電力系統、３は電力系統１と電力系統２を連系する連系線（送電線）、４，５は電力系統１の母線、６〜８は電力系統１の送電線、９は連系線３を流れる電流Ｉ1 を検出する計器用変流器（以下、ＣＴという）、１０は母線４に印加された電圧Ｖ1 を検出する計器用変成器（以下、ＰＴという）である。
【００２５】
また、３１は電力系統１，２が振動発散に至る現象を検出する電力系統１の振動発散検出装置、３２はＣＴ９により検出された電流Ｉ1 とＰＴ１０により検出された電圧Ｖ1 から連系線３を流れる無効電力Ｑ1 を計測する無効電力計測器（無効電力検出手段）、３３は無効電力計測器３２により計測された無効電力Ｑ1 を基準値Ｑset （電力基準値）と比較するとともに、その比較結果が所定周期ごとに、無効電力Ｑ1 が基準値Ｑset を上回る旨を示す場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する振動発散判定器（比較手段、判定手段）、３４は振動発散判定器３３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ1 を送信する送信器である。
【００２６】
また、１５，１６は電力系統２の母線、１７，１８は電力系統２の送電線、１９は送電線１８を流れる電流Ｉ2 を検出する計器用変流器（以下、ＣＴという）、２０は母線１６に印加された電圧Ｖ2 を検出する計器用変成器（以下、ＰＴという）である。
また、４１は電力系統１，２が振動発散に至る現象を検出する電力系統２の振動発散検出装置、４２はＣＴ１９により検出された電流Ｉ2 とＰＴ２０により検出された電圧Ｖ2 から送電線１８を流れる無効電力Ｑ2 を計測する無効電力計測器（無効電力検出手段）、４３は無効電力計測器４２により計測された無効電力Ｑ2 を基準値Ｑset と比較するとともに、その比較結果が所定周期ごとに、無効電力Ｑ2 が基準値Ｑset を上回る旨を示す場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する振動発散判定器（比較手段、判定手段）、４４は振動発散判定器４３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ2 を送信する送信器である。
【００２７】
さらに、２５は振動発散検出装置３１から警報信号Ｋ1 が出力され、かつ、振動発散検出装置４１から警報信号Ｋ2 が出力されると、電力系統１の母線５から発電機２９，３０を遮断する制御装置（制御手段）、２６は送信器３４から送信された警報信号Ｋ1 を受信する受信器、２７は送信器４４から送信された警報信号Ｋ2 を受信する受信器、２８は受信器２６が警報信号Ｋ1 を受信し、かつ、受信器２７が警報信号Ｋ2 を受信すると、発電機２９，３０を遮断する旨を示す制御信号Ｓを出力する論理回路、２９，３０は電力系統１の母線５に接続された発電機である。
なお、図２はこの発明の実施の形態１による系統安定化装置が適用する系統安定化方法を示すフローチャートである。
【００２８】
次に動作について説明する。
まず、電力系統１の振動発散検出装置３１は、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する。
即ち、無効電力計測器３２は、ＣＴ９により検出された電流Ｉ1 とＰＴ１０により検出された電圧Ｖ1 から連系線３を流れる無効電力Ｑ1 を計測する（ステップＳＴ１）。
そして、振動発散判定器３３は、無効電力計測器３２から無効電力Ｑ1 が出力されると、その無効電力Ｑ1 を基準値Ｑset と比較し（ステップＳＴ２）、無効電力Ｑ1 の動揺周期Ｔａごとに、無効電力Ｑ1 が基準値Ｑset を上回るか否かを判定する（ステップＳＴ３）。
【００２９】
具体的には、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至る場合には、無効電力Ｑ1 の波形は、図３に示すように、系統の固有振動モードの代表のみがあらわれる傾向となり、無効電力Ｑ1 の上限値のみが上昇する傾向にあるので（下限値は略零値）、無効電力Ｑ1 の動揺周期Ｔａごとに、無効電力Ｑ1 が基準値Ｑset を上回るか否かを判定する。
そして、図３に示すように、無効電力Ｑ1 の動揺周期Ｔａごとに、無効電力Ｑ1 が基準値Ｑset を上回る場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する（ステップＳＴ４）。
そして、送信器３４は、振動発散判定器３３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ1 を制御装置２５に送信する（ステップＳＴ５）。
【００３０】
なお、図４は振動発散判定器３３の具体的構成を示すものであるが、その動作を簡単に説明すると、検出器５１は、無効電力Ｑ1 が基準値Ｑset を上回るごとに、その旨を示す検出信号を出力する。そして、復帰遅延タイマー５２は、検出器５１から検出信号が出力されると、無効電力Ｑ1 の動揺周期Ｔａより長い時間、即ちＴ1 時間、継続して検出信号を出力する。ただし、復帰遅延タイマー５２は、Ｔ1 時間を経過する前に、再度、検出器５１から検出信号が出力されると、その時点からＴ1 時間継続して検出信号を出力するので、電力系統１，２が振動発散傾向にある間は、継続して検出信号が出力されることになる。そして、動作遅延タイマー５３は、復帰遅延タイマー５２から継続してＴ2 時間（Ｔ2 ＞２Ｔａ）以上、検出信号が出力されると、電力系統１，２が振動発散に至る旨を示す検出信号を出力する。
【００３１】
また、電力系統２の振動発散検出装置４１も同様に、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する。
即ち、無効電力計測器４２は、ＣＴ１９により検出された電流Ｉ2 とＰＴ２０により検出された電圧Ｖ2 から送電線１８を流れる無効電力Ｑ2 を計測する（ステップＳＴ６）。
そして、振動発散判定器４３は、無効電力計測器４２から無効電力Ｑ2 が出力されると、その無効電力Ｑ2 を基準値Ｑset と比較し（ステップＳＴ７）、無効電力Ｑ2 の動揺周期Ｔａごとに、無効電力Ｑ2 が基準値Ｑset を上回るか否かを判定する（ステップＳＴ８）。
【００３２】
具体的には、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至る場合には、無効電力Ｑ2 の波形も、図３に示すように、系統の固有振動モードがほとんど重畳されることなく、無効電力Ｑ2 の上限値のみが上昇する傾向にあるので（下限値は略零値）、無効電力Ｑ2 の動揺周期Ｔａごとに、無効電力Ｑ2 が基準値Ｑset を上回るか否かを判定する。
そして、図３に示すように、無効電力Ｑ2 の動揺周期Ｔａごとに、無効電力Ｑ2 が基準値Ｑset を上回る場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する（ステップＳＴ９）。
【００３３】
そして、送信器４４は、振動発散判定器４３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ2 を制御装置２５に送信する（ステップＳＴ１０）。
なお、振動発散判定器４３の具体的構成は、振動発散判定器３３と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
このようにして、振動発散検出装置３１から警報信号Ｋ1 が出力され、かつ、振動発散検出装置４１から警報信号Ｋ2 が出力されると、制御装置２５は、電力系統１の母線５から発電機２９，３０を遮断する（ステップＳＴ１１，ＳＴ１２）。
即ち、論理回路２８は、受信器２６が警報信号Ｋ1 を受信し、かつ、受信器２７が警報信号Ｋ2 を受信すると、発電機２９，３０を遮断する旨を示す制御信号Ｓを出力することにより、電力系統１の母線５から発電機２９，３０を遮断し、一連の処理を終了する。
【００３５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、無効電力Ｑ1 ，Ｑ2 の動揺周期Ｔａごとに、無効電力Ｑ1 ，Ｑ2 が基準値Ｑset を上回る場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断するようにしたので、特殊なフィルタを設置することなく、電力系統１，２が振動発散に至る現象を正確に捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果を奏する。
【００３６】
なお、振動発散検出装置３１及び振動発散検出装置４１の双方が、電力系統１，２の振動発散傾向を検出するのは、系統の安全性を考慮して冗長構成としたものである。
また、上記実施の形態１では、動揺周期Ｔａが一定であるものとして説明したが、系統の状況によっては動揺周期Ｔａが変動する場合がある。しかしながら、図４に示すように、復帰遅延タイマー５２の出力時間Ｔ1 を動揺周期Ｔａより長い時間に設定しているので、動揺周期Ｔａが多少変動しても、動作上問題となることはない。
【００３７】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による系統安定化装置を示す構成図であり、図において図１のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
６１は電力系統１，２が振動発散に至る現象を検出する電力系統１の振動発散検出装置、６２はＰＴ１０により検出された電圧Ｖ1 を入力する電圧計測器であり、ＰＴ１０と共に電圧検出手段を構成している。６３は電圧計測器６２により入力された電圧Ｖ1 を基準値Ｖset （電圧基準値）と比較するとともに、その比較結果が所定周期ごとに、電圧Ｖ1 が基準値Ｖset を下回る旨を示す場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する振動発散判定器（比較手段、判定手段）、６４は振動発散判定器６３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ1 を送信する送信器である。
【００３８】
また、７１は電力系統１，２が振動発散に至る現象を検出する電力系統２の振動発散検出装置、７２はＰＴ２０により検出された電圧Ｖ2 を入力する電圧計測器であり、ＰＴ２０と共に電圧検出手段を構成している。７３は電圧計測器７２により入力された電圧Ｖ2 を基準値Ｖset と比較するとともに、その比較結果が所定周期ごとに、電圧Ｖ2 が基準値Ｖset を下回る旨を示す場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する振動発散判定器（比較手段、判定手段）、７４は振動発散判定器７３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ2 を送信する送信器である。
なお、図６はこの発明の実施の形態２による系統安定化装置が適用する系統安定化方法を示すフローチャートである。
【００３９】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、振動発散検出装置３１，４１が無効電力Ｑ1 ，Ｑ2 に基づいて電力系統１，２の振動発散傾向を検出するものについて示したが、振動発散検出装置６１，７１が電圧Ｖ1 ，Ｖ2 に基づいて電力系統１，２の振動発散傾向を検出するようにしてもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
即ち、電圧計測器６２は、ＰＴ１０により検出された電圧Ｖ1 を入力する（ステップＳＴ２１）。
そして、振動発散判定器６３は、電圧計測器６２から電圧Ｖ1 が出力されると、その電圧Ｖ1 を基準値Ｖset と比較し（ステップＳＴ２２）、電圧Ｖ1 の動揺周期Ｔｂごとに、電圧Ｖ1 が基準値Ｖset を下回るか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。
【００４１】
具体的には、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至る場合には、電圧Ｖ1 の波形は、図７に示すように、系統の固有振動モードの代表のみがあらわれる傾向となり、電圧Ｖ1 の下限値のみが下降する傾向にあるので（上限値は定格電圧近傍）、電圧Ｖ1 の動揺周期Ｔｂごとに、電圧Ｖ1 が基準値Ｖset を下回るか否かを判定する。
そして、図７に示すように、電圧Ｖ1 の動揺周期Ｔｂごとに、電圧Ｖ1 が基準値Ｖset を下回る場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する（ステップＳＴ４）。
そして、送信器６４は、振動発散判定器６３により電力系統１，２が振動発に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ1 を制御装置２５に送信する（ステップＳＴ５）。
【００４２】
なお、図８は振動発散判定器６３の具体的構成を示すものであるが、その動作を簡単に説明すると、検出器８１は、電圧Ｖ1 が基準値Ｖset を下回るごとに、その旨を示す検出信号を出力する。そして、復帰遅延タイマー８２は、検出器８１から検出信号が出力されると、電圧Ｖ1 の動揺周期Ｔｂより長い時間、即ちＴ3 時間、継続して検出信号を出力する。ただし、復帰遅延タイマー８２は、Ｔ3 時間を経過する前に、再度、検出器８１から検出信号が出力されると、その時点からＴ3 時間継続して検出信号を出力するので、電力系統１，２が振動発散傾向にある間は、継続して検出信号が出力されることになる。そして、動作遅延タイマー８３は、復帰遅延タイマー８２から継続してＴ4 時間（Ｔ4 ＞２Ｔｂ）以上、検出信号が出力されると、電力系統１，２が振動発散に至る旨を示す検出信号を出力する。
【００４３】
また、電力系統２の振動発散検出装置７１も同様に、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至るか否かを判断する。
即ち、電圧計測器７２は、ＰＴ２０により検出された電圧Ｖ2 を入力する（ステップＳＴ３１）。
そして、振動発散判定器７３は、電圧計測器７２から電圧Ｖ2 が出力されると、その電圧Ｖ2 を基準値Ｖset と比較し（ステップＳＴ３２）、電圧Ｖ2 の動揺周期Ｔｂごとに、電圧Ｖ2 が基準値Ｖset を下回るか否かを判定する（ステップＳＴ３３）。
【００４４】
具体的には、電力系統１または２に発生した事故に伴って、電力系統１，２が振動発散に至る場合には、電圧Ｖ2 の波形も、図７に示すように、系統の固有振動モードの代表のみがあらわれる傾向となり、電圧Ｖ2 の下限値のみが下降する傾向にあるので（上限値は定格電圧近傍）、電圧Ｖ2 の動揺周期Ｔｂごとに、電圧Ｖ2 が基準値Ｖset を下回るか否かを判定する。
そして、図７に示すように、電圧Ｖ2 の動揺周期Ｔｂごとに、電圧Ｖ2 が基準値Ｖset を下回る場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断する（ステップＳＴ９）。
【００４５】
そして、送信器７４は、振動発散判定器７３により電力系統１，２が振動発散に至るものと判断されると、その旨を示す警報信号Ｋ2 を制御装置２５に送信する（ステップＳＴ１０）。
なお、振動発散判定器７３の具体的構成は、振動発散判定器６３と同様であるので説明を省略する。
また、以下の動作は上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、電圧Ｖ1 ，Ｖ2 の動揺周期Ｔｂごとに、電圧Ｖ1 ，Ｖ2 が基準値Ｖset を下回る場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断するようにしたので、特殊なフィルタを設置することなく、電力系統１，２が振動発散に至る現象を正確に捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果を奏する。
なお、上記実施の形態２では、動揺周期Ｔｂが一定であるものとして説明したが、系統の状況によっては動揺周期Ｔｂが変動する場合がある。しかしながら、図８に示すように、復帰遅延タイマー８２の出力時間Ｔ3 を動揺周期Ｔｂより長い時間に設定しているので、動揺周期Ｔｂが多少変動しても、動作上問題となることはない。
【００４７】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３による系統安定化装置を示す構成図であり、図において、図１のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
９１は母線５に印加された電圧Ｖ3 を検出するＰＴ（電圧検出手段）、９２はＰＴ９１により検出された電圧Ｖ3 を入力する電圧計測器（電圧検出手段）、９３は電圧計測器９２により入力された電圧Ｖ3 を基準値Ｖset と比較するとともに、その比較結果が所定周期ごとに、電圧Ｖ3 が基準値Ｖset を下回る旨を示す場合には、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断し、警報信号3 を出力する振動発散判定器（比較手段、判定手段）、９４は受信器２６が警報信号Ｋ1 を受信し、かつ、受信器２７が警報信号Ｋ2 を受信し、さらに、振動発散判定器９３が警報信号3 を出力すると、発電機２９，３０を遮断する旨を示す制御信号Ｓを出力する論理回路である。
【００４８】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１，２では、無効電力Ｑ1 ，Ｑ2 または電圧Ｖ1 ，Ｖ2 の何れかに基づいて電力系統１，２の振動発散傾向を検出するものについて示したが、無効電力と電圧の双方に基づいて電力系統１，２の振動発散傾向を検出するようにしてもよく、更に検出精度が向上する効果が得られる。
【００４９】
即ち、振動発散検出装置３１，４１が上記実施の形態１と同様にして、無効電力Ｑ1 ，Ｑ2 から電力系統１，２の振動発散傾向を検出する一方、電圧計測器９２及び振動発散判定器９３が、上記実施の形態２の振動発散検出装置６１，７１と同様にして、電圧Ｖ3 から電力系統１，２の振動発散傾向を検出するようにしてもよい。
【００５０】
なお、上記実施の形態３では、制御装置２５の中に母線５の電圧Ｖ3 から電力系統１，２の振動発散傾向を検出する振動発散判定器９３等を含め、その他は上記実施の形態１と同様の構成にしたものについて示したが、制御装置２５の中に送電線８を流れる無効電力から電力系統１，２の振動発散傾向を検出する振動発散判定器等を含め（図示せず）、その他は上記実施の形態２と同様の構成にするようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５１】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４による系統安定化装置を示す構成図であり、図において、図９のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
１０１は電力系統１または２で発生した事故を検出する事故検出装置、１０２は送電線１８を流れる有効電力Ｐ2 を検出する有効電力計測器（事故検出手段）、１０３は有効電力Ｐ2 が所定時刻前においては流れていたが、現在流れていない場合に、電力系統１，２に事故が発生したものと判断する事故検出器（事故検出手段）、１０４は事故検出器１０３により電力系統１，２の事故が検出されると、その旨を示す事故検出信号Ｇを送信する送信器である。
【００５２】
また、１１０は振動発散検出装置３１から警報信号Ｋ1 が出力され、かつ、振動発散判定器９３から警報信号Ｋ3 が出力され、さらに事故検出装置１０１から事故検出信号Ｇが出力されると、電力系統１の母線５から発電機２９，３０を遮断する制御装置（制御手段）、１１１は送信器１０４から送信された事故検出信号Ｇを受信する受信器、１１２は受信器２６が警報信号Ｋ1 を受信し、かつ、振動発散判定器９３が警報信号Ｋ3 を出力し、さらに受信器１１１が事故検出信号Ｇを受信すると、発電機２９，３０を遮断する旨を示す制御信号Ｓを出力する論理回路である。
なお、図１１はこの発明の実施の形態４における事故検出装置１０１の動作を示すフローチャートである。
【００５３】
次に動作について説明する。
事故検出装置１０１を設けた点以外は、概ね上記実施の形態３と同様であるので、主に事故検出装置１０１の動作について説明する。
即ち、有効電力計測器１０２は、ＰＴ２０に検出された母線１６の電圧Ｖ2 とＣＴ１９に検出された送電線１８の電流Ｉ2 から送電線１８を流れる有効電力Ｐ2 を計測する（ステップＳＴ４１）。
【００５４】
そして、事故検出器１０３は、有効電力計測器１０２から有効電力Ｐ2 が出力されると、有効電力Ｐ2 が所定時刻前において流れていたか否かを判定するために、有効電力Ｐ2 の１０秒平均値Ｐ10を計算する（ステップＳＴ４２）。
また、事故検出器１０３は、有効電力Ｐ2 が現在流れているか否かを判定するために、有効電力Ｐ2 の５０ｍＳ平均値Ｐｓを計算する（ステップＳＴ４３）。
【００５５】
そして、事故検出器１０３は、有効電力Ｐ2 の５０ｍＳ平均値Ｐｓが略零で、有効電力Ｐ2 の１０秒平均値Ｐ10が一定値以上である場合には、有効電力Ｐ2 が所定時刻前においては流れていたが、現在は流れていないので、電力系統１，２に新たな事故が発生したものと判断し（送電線１８等に断線事故等が発生すれば、有効電力Ｐ2 は流れなくなるからである）、事故検出信号Ｇを送信器１０４を介して制御装置１１０に送信する（ステップＳＴ４４〜ＳＴ４６）。
【００５６】
一方、有効電力Ｐ2 の５０ｍＳ平均値Ｐｓが略零でない場合には、現在有効電力Ｐ2 が流れているので、現在電力系統１，２に事故が発生していないものと考えられ、有効電力Ｐ2 の１０秒平均値Ｐ10が一定値以上である場合には、今回新たに発生した事故ではなく、以前に発生した事故が継続しているに過ぎないと考えられるので、事故検出信号Ｇを送信することはない（ステップＳＴ４４〜ＳＴ４６）。
【００５７】
そして、制御装置１１０の論理回路１１２は、受信器２６が警報信号Ｋ1 を受信し、かつ、振動発散判定器９３が警報信号Ｋ3 を出力し、さらに受信器１１１が事故検出信号Ｇを受信すると、発電機２９，３０を遮断する旨を示す制御信号Ｓを出力し、母線５から発電機２９，３０を遮断する。
【００５８】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、電力系統１または２の事故検出を条件に、電力系統１，２が振動発散に至るものと判断するようにしたので、上記実施の形態３等と同様の効果を奏するとともに、振動発散傾向の検出精度が向上し、系統安定化に対する信頼度が向上する効果を奏する。
【００５９】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、無効電力及び電圧に基づいて振動発散傾向を検出する構成に、事故検出装置１０１を追加するものについて示したが、これに限るものではなく、上記実施の形態１または２のように、無効電力又は電圧の何れか一方に基づいて振動発散傾向を検出する構成に、事故検出装置１０１を追加するようにしてもよく、上記実施の形態４と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、比較手段の比較結果が無効電力の動揺周期ごとに、無効電力が電力基準値を上回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、特殊なフィルタを設置することなく、電力系統が振動発散に至る現象を正確に捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００６１】
請求項２記載の発明によれば、比較手段の比較結果が電圧の動揺周期ごとに、電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、特殊なフィルタを設置することなく、電力系統が振動発散に至る現象を正確に捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００６２】
請求項３記載の発明によれば、比較手段の比較結果が無効電力の動揺周期ごとに、無効電力が電力基準値を上回るとともに、電圧の動揺周期ごとに、電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、請求項１及び請求項２記載の発明よりも更に精度よく、電力系統が振動発散に至る現象を捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００６３】
請求項４記載の発明によれば、事故検出手段による電力系統の事故検出を条件に、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、更に振動発散傾向の検出精度が向上し、系統安定化に対する信頼度が向上する効果がある。
【００６４】
請求項５記載の発明によれば、電力系統の送電線を流れる有効電力が、所定時刻前においては流れていたが、現在流れていない場合に、電力系統に事故が発生したものと判断するように構成したので、今回新たに発生した事故を確実に検出することができる効果がある。
【００６５】
請求項６記載の発明によれば、無効電力と電力基準値の比較結果が無効電力の動揺周期ごとに、当該無効電力が電力基準値を上回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、特殊なフィルタを設置することなく、電力系統が振動発散に至る現象を正確に捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００６６】
請求項７記載の発明によれば、電圧と電圧基準値の比較結果が電圧の動揺周期ごとに、当該電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、特殊なフィルタを設置することなく、電力系統が振動発散に至る現象を正確に捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００６７】
請求項８記載の発明によれば、無効電力の動揺周期ごとに、無効電力が電力基準値を上回るとともに、電圧の動揺周期ごとに、電圧が電圧基準値を下回る旨を示す場合には、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、請求項６及び請求項７記載の発明よりも更に精度よく、電力系統が振動発散に至る現象を捉えることができるようになり、その結果、精度よく系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００６８】
請求項９記載の発明によれば、電力系統の事故検出を条件に、電力系統が振動発散に至るものと判断するように構成したので、更に振動発散傾向の検出精度が向上し、系統安定化に対する信頼度が向上する効果がある。
【００６９】
請求項１０記載の発明によれば、電力系統の送電線を流れる有効電力が、所定時刻前においては流れていたが、現在流れていない場合に、電力系統に事故が発生したものと判断するように構成したので、今回新たに発生した事故を確実に検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による系統安定化装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による系統安定化装置が適用する系統安定化方法を示すフローチャートである。
【図３】事故発生後の無効電力の動揺波形を示す波形図である。
【図４】振動発散判定器３３の具体的構成を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２による系統安定化装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２による系統安定化装置が適用する系統安定化方法を示すフローチャートである。
【図７】事故発生後の電圧の動揺波形を示す波形図である。
【図８】振動発散判定器６３の具体的構成を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態３による系統安定化装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による系統安定化装置を示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態４における事故検出装置１０１の動作を示すフローチャートである。
【図１２】従来の系統安定化装置を示す構成図である。
【図１３】事故発生後の有効電力の動揺波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１，２  電力系統、３  連系線（送電線）、１０，２０，９１  ＰＴ（電圧検出手段）、１８  送電線、２５，１１０  制御装置（制御手段）、３２，４２  無効電力計測器（無効電力検出手段）、３３，４３，６３，７３，９３  振動発散判定器（比較手段、判定手段）、６２，７２，９２  電圧計測器（電圧検出手段）、１０２  有効電力計測器（事故検出手段）、１０３  事故検出器（事故検出手段）。
【図１】
0003549698.tif 000002
【図２】
0003549698.tif 000003
【図３】
0003549698.tif 000004
【図４】
0003549698.tif 000005
【図５】
0003549698.tif 000006
【図６】
0003549698.tif 000007
【図７】
0003549698.tif 000008
【図８】
0003549698.tif 000009
【図９】
0003549698.tif 000010
【図１０】
0003549698.tif 000011
【図１１】
0003549698.tif 000012
【図１２】
0003549698.tif 000013
【図１３】
0003549698.tif 000014