(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統における変圧器の一次側及び二次側の電圧を計測するとともに、その変圧器を通過する無効電力を計測する計測手段と、上記変圧器のタップ及び調相設備を制御する際、そのタップ及び調相設備の暫定的な制御量に制御感度係数を乗算して、その電圧及び無効電力の変化量を推定し、上記計測手段により計測される各計測結果が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定する推定手段と、上記推定手段により決定された制御量にしたがってタップ及び調相設備を制御する制御手段と、上記制御手段が自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ数及び応援制御感度係数比率を他変電所に送信する制御要請手段とを備えた電力系統安定化装置。
【請求項２】
推定手段が変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定する際、変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する電圧及び無効電力の変化量を検出する検出手段と、上記検出手段により検出された各変化量を上記変圧器のタップ又は調相設備の制御量で除算して制御感度係数を演算する演算手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の電力系統安定化装置。
【請求項３】
他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の暫定的な制御量に自他変電所間の制御感度係数を乗算して、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所における変圧器の一次側及び二次側の電圧の変化量並びにその変圧器を通過する無効電力の変化量を推定し、自変電所における各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を供給しうる他変電所を検索する検索手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電力系統安定化装置。
【請求項４】
検索手段が他変電所を検索する際、送電線のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数を演算する演算手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の電力系統安定化装置。
【請求項５】
電力系統における変圧器の一次側及び二次側の電圧を計測するとともに、その変圧器を通過する無効電力を計測し、その変圧器のタップ及び調相設備を制御する際、そのタップ及び調相設備の暫定的な制御量に制御感度係数を乗算して、その電圧及び無効電力の変化量を推定したのち、各計測結果が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定し、その制御量にしたがってタップ及び調相設備を制御する電力系統安定化方法であって、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ数及び応援制御感度係数比率を他変電所に送信することを特徴とする電力系統安定化方法。
【請求項６】
変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定する際、変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する電圧及び無効電力の変化量を検出し、各変化量を上記変圧器のタップ又は調相設備の制御量で除算して制御感度係数を演算することを特徴とする請求項５記載の電力系統安定化方法。
【請求項７】
他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の暫定的な制御量に自他変電所間の制御感度係数を乗算して、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所における変圧器の一次側及び二次側の電圧の変化量並びにその変圧器を通過する無効電力の変化量を推定し、自変電所における各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を供給しうる他変電所を検索することを特徴とする請求項５記載の電力系統安定化方法。
【請求項８】
他変電所を検索する際、送電線のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数を演算することを特徴とする請求項７記載の電力系統安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統の電圧及び無効電力を目標値の範囲内に収める電力系統安定化装置及び電力系統安定化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９及び図１０は、例えば特開平２−２０６３３１号公報に示された従来の電力系統安定化装置の動作原理を説明する制御平面図であり、図９において、１は負荷時タップ切換変圧器（以下、ＬＲＴという）の二次側の母線電圧Ｖ２を示すＶ２−Ｑ１平面の縦軸、２はＬＲＴの一次側を通過する無効電力Ｑ１を示すＶ２−Ｑ１平面の横軸、３は母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１のスケジュール運転値（目標値）を示すＶ２−Ｑ１平面の原点、４は制御のハンチングを防止するための不感帯領域、５はＬＲＴのタップを下げたときの母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１の変化方向を示すベクトル、６は調相設備である分路リアクトル（以下、ＳｈＲという）を投入し、調相設備である電力用コンデンサ（以下、ＳＣという）を開放したときの母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１の変化方向を示すベクトル、７はＬＲＴのタップを上げたときの母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１の変化方向を示すベクトル、８はＳＣを投入し、ＳｈＲを開放したときの母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１の変化方向を示すベクトルである。
【０００３】
また、図１０において、１１はＬＲＴの二次側の母線電圧Ｖ２を示すＶ１−Ｖ２平面の縦軸、１２はＬＲＴの一次側の母線電圧Ｖ１を示すＶ１−Ｖ２平面の横軸、１３は母線電圧Ｖ１，Ｖ２のスケジュール運転値（目標値）を示すＶ１−Ｖ２平面の原点、１４は制御のハンチングを防止するための不感帯領域、１５はＳｈＲを投入し、ＳＣを開放したときの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化方向を示すベクトル、１６はＬＲＴのタップを下げたときの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化方向を示すベクトル、１７はＳＣを投入し、ＳｈＲを開放したときの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化方向を示すベクトル、１８はＬＲＴのタップを上げたときの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化方向を示すベクトルである。
【０００４】
次に動作について説明する。
電力系統が安定しており、ＬＲＴの母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑ１が不感帯領域４，１４の範囲内であれば、ＬＲＴのタップ及び調相設備を制御することはないが、電力系統の擾乱により母線電圧Ｖ１，Ｖ２又は無効電力Ｑ１が上昇又は下降し、不感帯領域４，１４の範囲を逸脱した場合には、ＬＲＴのタップ又は調相設備を制御して、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑ１を不感帯領域４，１４の範囲内に収め、電力系統の安定化を図る。
【０００５】
例えば、電力系統の擾乱により母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１が極めて上昇し、不感帯領域４の範囲を逸脱した場合（図９の第１象限に移行した場合）、ＬＲＴのタップを下げる制御を実行して、母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１を下降させる（図９のベクトル５を参照）。
これにより、通常は、電力系統の安定化が図られるが、例えば、ＬＲＴのタップを下げる制御をした場合、図１０のベクトル１６が示すように、母線電圧Ｖ１が上昇するため、母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１が下降して不感帯領域４の範囲内に収まっても、今度は母線電圧Ｖ１が不感帯領域１４の範囲を逸脱することがある。
【０００６】
従って、この場合には、母線電圧Ｖ２がスケジュール運転値より大きければ、ＳｈＲを投入してＳＣを開放する制御を実行し（図１０のベクトル１５を参照）、母線電圧Ｖ２がスケジュール運転値より小さければ、ＬＲＴのタップを上げる制御を実行する（図１０のベクトル１８を参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力系統安定化装置は以上のように構成されているので、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑ１を不感帯領域４，１４の範囲内に収めて電力系統の安定化を図ることができるが、Ｖ２−Ｑ１の制御とＶ１−Ｖ２の制御は互いに協調性を持たない独立した制御であるため、例えば、Ｖ２−Ｑ１の制御を実行して、母線電圧Ｖ２及び無効電力Ｑ１を不感帯領域４の範囲内に収めた結果、逆に母線電圧Ｖ１を不感帯領域１４から逸脱させてしまうなどのハンチングが発生し、電力系統の安定化を速やかに図ることができないなどの課題があった。
【０００８】
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、制御のハンチングの発生を防止して、電力系統の安定化を速やかに図ることができる電力系統安定化装置及び電力系統安定化方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力系統安定化装置は、変圧器のタップ及び調相設備を制御する際、そのタップ及び調相設備の暫定的な制御量に制御感度係数を乗算して、その電圧及び無効電力の変化量を推定し、計測手段により計測される各計測結果が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定するようにしたものである。
【００１０】
この発明に係る電力系統安定化装置は、推定手段が変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定する際、変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する電圧及び無効電力の変化量を検出する検出手段と、その検出手段により検出された各変化量を変圧器のタップ又は調相設備の制御量で除算して制御感度係数を演算する演算手段とを設けたものである。
【００１１】
この発明に係る電力系統安定化装置は、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を他変電所に送信する制御要請手段を設けたものである。
【００１２】
この発明に係る電力系統安定化装置は、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ数及び応援制御感度係数比率を他変電所に送信する制御要請手段を設けたものである。
【００１３】
この発明に係る電力系統安定化装置は、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の暫定的な制御量に自他変電所間の制御感度係数を乗算して、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所における変圧器の一次側及び二次側の電圧の変化量並びにその変圧器を通過する無効電力の変化量を推定し、自変電所における各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を供給しうる他変電所を検索する検索手段を設けたものである。
【００１４】
この発明に係る電力系統安定化装置は、検索手段が他変電所を検索する際、送電線のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数を演算する演算手段を設けたものである。
【００１５】
この発明に係る電力系統安定化方法は、変圧器のタップ及び調相設備を制御する際、そのタップ及び調相設備の暫定的な制御量に制御感度係数を乗算して、その電圧及び無効電力の変化量を推定したのち、各計測結果が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定するようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る電力系統安定化方法は、変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定する際、変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する電圧及び無効電力の変化量を検出し、各変化量を変圧器のタップ又は調相設備の制御量で除算して制御感度係数を演算するようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る電力系統安定化方法は、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を他変電所に送信するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る電力系統安定化方法は、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ数及び応援制御感度係数比率を他変電所に送信するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係る電力系統安定化方法は、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の暫定的な制御量に自他変電所間の制御感度係数を乗算して、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所における変圧器の一次側及び二次側の電圧の変化量並びにその変圧器を通過する無効電力の変化量を推定し、自変電所における各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を供給しうる他変電所を検索するようにしたものである。
【００２０】
この発明に係る電力系統安定化方法は、他変電所を検索する際、送電線のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数を演算するようにしたものである。
【００２１】
【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による電力系統安定化装置を示す構成図であり、図において、２１は電力系統における負荷時タップ切換変圧器（以下、ＬＲＴという）の一次側の母線電圧Ｖ１，二次側の母線電圧Ｖ２及びＬＲＴを通過する無効電力Ｑを計測するとともに、推定部２３がＬＲＴのタップの制御量Δｔｐ及び調相設備の制御量ΔＱＣを決定する際、ＬＲＴのタップ及び調相設備の制御に伴って変化する母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを検出する計測部（計測手段、検出手段）、２２は計測部２１により検出された各変化量ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＱをＬＲＴのタップの制御量Δｔｐ又は調相設備の制御量ΔＱＣで除算して制御感度係数Ｋａ〜Ｋｆを演算する演算部（演算手段）、２３はＬＲＴのタップ及び調相設備を制御する際、そのタップの暫定的な制御量Δｔｐ及び調相設備の暫定的な制御量ΔＱＣに制御感度係数Ｋａ〜Ｋｆを乗算して、その母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを推定し、計測部２１により計測される各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑが目標値の範囲内に収束するタップの制御量Δｔｐ及び調相設備の制御量ΔＱＣを決定する推定部（推定手段）、２４は推定部２３により決定された制御量Δｔｐ，ΔＱＣにしたがってＬＲＴのタップ及び調相設備を制御する制御部（制御手段）である。
【００２２】
なお、図２はこの発明の実施の形態１による電力系統安定化方法を示すフローチャートであり、また、図３はこの発明の実施の形態１による電力系統安定化装置の動作原理を説明する制御立面図であり、図において、Ｘ軸はＬＲＴの二次側の母線電圧Ｖ２、Ｙ軸はＬＲＴの一次側の母線電圧Ｖ１、Ｚ軸はＬＲＴを通過する無効電力Ｑを示している。
【００２３】
次に動作について説明する。
まず、推定部２３がＬＲＴのタップの制御量Δｔｐ及び調相設備（分路リアクトルＳｈＲ，電力用コンデンサＳＣ等）の制御量ΔＱＣを決定する際、母線電圧Ｖ１等の変化量ΔＶ１等を推定するのに使用する制御感度係数Ｋａ〜Ｋｆを演算するため、計測部２１がＬＲＴのタップ及び調相設備の制御に伴って変化する母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを検出する（ステップＳＴ１）。
即ち、ＬＲＴのタップ及び調相設備を実際に制御して、そのとき変化する母線電圧Ｖ１等の変化量ΔＶ１等を検出する。
【００２４】
そして、計測部２１が母線電圧Ｖ１等の変化量ΔＶ１等を検出すると、下記に示すように、各変化量ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＱをＬＲＴのタップの制御量Δｔｐ（計測部２１が変化量ΔＶ１，ΔＶ２を検出する際に実際に制御したＬＲＴのタップの制御量Δｔｐ）又は調相設備の制御量ΔＱＣ（計測部２１が変化量ΔＱを検出する際に実際に制御した調相設備の制御量ΔＱＣ）で除算して制御感度係数Ｋａ〜Ｋｆを演算する（ステップＳＴ２）。
Ｋａ＝ΔＱ  ／ΔＱＣ        ・・・（１）
Ｋｂ＝ΔＶ２／ΔＱＣ        ・・・（２）
Ｋｃ＝ΔＶ１／ΔＱＣ        ・・・（３）
Ｋｄ＝ΔＱ  ／Δｔｐ        ・・・（４）
Ｋｅ＝ΔＶ２／Δｔｐ        ・・・（５）
Ｋｆ＝ΔＶ１／Δｔｐ        ・・・（６）
【００２５】
そして、演算部２２が制御感度係数Ｋａ〜Ｋｆを演算すると、推定部２３が、計測部２１により計測された母線電圧Ｖ１等に応じて、暫定的にＬＲＴのタップの制御量Δｔｐ及び調相設備の制御量ΔＱＣを決定する（ステップＳＴ３）。
即ち、現在、電力系統が第何象限に位置するかを計測部２１により計測された母線電圧Ｖ１等に基づいて判断し、例えば、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑのすべてが図３の原点であるスケジュール運転値（目標値）より大きい場合には、「ＳｈＲを投入して、ＳＲを開放し、かつ、ＬＲＴのタップを下げる」という条件に合致するように制御量Δｔｐ，ΔＱＣを暫定的に決定する。
【００２６】
そして、推定部２３は制御量Δｔｐ，ΔＱＣを暫定的に決定すると、下記に示すように、その制御量Δｔｐ，ΔＱＣに制御感度係数Ｋａ〜Ｋｆを乗算して、母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを推定する（ステップＳＴ４）。
ΔＱ  ＝Ｋａ×ΔＱＣ        ・・・  （７）
ΔＶ２＝Ｋｂ×ΔＱＣ        ・・・  （８）
ΔＶ１＝Ｋｃ×ΔＱＣ        ・・・  （９）
ΔＱ  ＝Ｋｄ×Δｔｐ        ・・・（１０）
ΔＶ２＝Ｋｅ×Δｔｐ        ・・・（１１）
ΔＶ１＝Ｋｆ×Δｔｐ        ・・・（１２）
【００２７】
そして、推定部２３は変化量ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＱを推定すると、下記に示すように、暫定的に決定した制御量Δｔｐ，ΔＱＣをもってＬＲＴのタップ及び調相設備を制御したとき、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑのすべてが目標値の範囲内に収束するか否かを判定する（ステップＳＴ５）。
Ｑｒ  −Ｑｄ  ≦Ｑ  −（Ｋａ×ΔＱＣ＋Ｋｄ×Δｔｐ）≦Ｑｒ  ＋Ｑｄ・・・（１３）
Ｖ２ｒ−Ｖ２ｄ≦Ｖ２−（Ｋｂ×ΔＱＣ＋Ｋｅ×Δｔｐ）≦Ｖ２ｒ＋Ｖ２ｄ・・・（１４）
Ｖ１ｒ−Ｖ１ｄ≦Ｖ１−（Ｋｃ×ΔＱＣ＋Ｋｆ×Δｔｐ）≦Ｖ１ｒ＋Ｖ１ｄ・・・（１５）
ただし、Ｑｒは無効電力Ｑの目標値、Ｑｄは無効電力Ｑの許容値（不感帯領域）、Ｖ２ｒは母線電圧Ｖ２の目標値、Ｖ２ｄは母線電圧Ｖ２の許容値、Ｖ１ｒは母線電圧Ｖ１の目標値、Ｖ１ｄは母線電圧Ｖ１の許容値である。
【００２８】
そして、推定部２３は母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑのすべてが目標値の範囲内に収束すると判定した場合には、暫定的に決定した制御量Δｔｐ，ΔＱＣを正式な制御量として決定する（ステップＳＴ６）。
一方、母線電圧Ｖ１，Ｖ２又は無効電力Ｑの何れかが目標値の範囲内に収束しないと判定した場合には、暫定的に決定した制御量を判定結果に応じて修正して、再度、母線電圧Ｖ１等の変化量ΔＶ１等を推定し、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑのすべてが目標値の範囲内に収束するまで同様の処理を繰り返す。
ただし、予め設定された回数だけ処理を繰り返しても正式な制御量を決定できない場合には、自変電所だけでは電力系統の安定化を図ることができないと判断し、その繰り返し処理を中止する。
【００２９】
そして、推定部２３が正式な制御量Δｔｐ，ΔＱＣを決定すると、制御部２４がその制御量Δｔｐ，ΔＱＣにしたがってＬＲＴのタップ及び調相設備を制御し（ステップＳＴ７）、一連の処理を終了する。
なお、ＬＲＴのタップ及び調相設備が制御されると、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑは、図４に示すような制御平面上を移動することになる。
【００３０】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ＬＲＴのタップ及び調相設備を制御する際、そのタップ及び調相設備の暫定的な制御量Δｔｐ，ΔＱＣに制御感度係数Ｋａ〜Ｋｆを乗算して、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＱを推定し、計測部２１により計測される各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑが目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量Δｔｐ，ΔＱＣを決定するように構成したので、制御のハンチングを招くことなく、電力系統の安定化を図ることができるようになり、その結果、電力系統に擾乱が発生しても速やかに電力系統の安定化を図ることができる効果を奏する。
【００３１】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による電力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。
２５は推定部２３により自変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備を制御しても、各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑが目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量Δｔｐ，ΔＱＣを決定することができないと判断された場合、他変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備の暫定的な制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊に自他変電所間の制御感度係数Ｋｐ〜Ｋｕを乗算して、他変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所におけるＬＲＴの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを推定し、自変電所における各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑを目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量Δｔｐ，ΔＱＣを供給しうる他変電所を検索する検索部（検索手段）、２６は自変電所における各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑを目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量Δｔｐ，ΔＱＣを検索部２５が検索した他変電所に送信する制御応援部（制御要請手段）である。
なお、図６はこの発明の実施の形態２による電力系統安定化方法を示すフローチャートである。
【００３２】
次に動作について説明する。
検索部２５及び制御応援部２６を設けた点以外は上記実施の形態１と同様であるため、主に、検索部２５及び制御応援部２６の動作を説明する。
即ち、検索部２５は、推定部２３が自変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備を制御しても、各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑが目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量Δｔｐ，ΔＱＣを決定することができないと判断して、制御不可信号を出力する場合、まず、他変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所におけるＬＲＴの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを推定する（ステップＳＴ１１）。
【００３３】
即ち、電力系統の電圧−無効電力特性は、送電線のリアクタンスに依存しているので、例えば、図７に示すような電力系統の場合、他変電所における母線電圧Ｖ１＊の変化量ΔＶ１＊に対する自変電所における変化量ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＱを下記のように表すことができる。
ΔＱ  ＝            １／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×ΔＶ１＊    ・・（１６）
ΔＶ２＝          Ｘ２／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×ΔＶ１＊    ・・（１７）
ΔＶ１＝（Ｘ２＋Ｘ３）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×ΔＶ１＊    ・・（１８）
【００３４】
また、他変電所のＬＲＴの一次側から見た外部系統を電圧源とリアクタンスで表すと、他変電所におけるＬＲＴのタップの制御量Δｔｐ＊及び調相設備の制御量ΔＱＣ＊に対する母線電圧Ｖ１＊の変化量ΔＶ１＊を下記のように表すことができる。
ΔＶ１＊＝（Ｘ４×Ｘ５）／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）×ΔＱＣ＊  ・・（１９）
ΔＶ１＊＝        −Ｘ４／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）×Δｔｐ＊  ・・（２０）
【００３５】
式（１９）及び式（２０）をそれぞれ式（１６）〜式（１８）に代入すると、下記に示すように、他変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所におけるＬＲＴの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを推定することができる。
ΔＱ  ＝｛１／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）｝×｛（Ｘ４×Ｘ５）／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝×ΔＱＣ＊・・・（２１）
ΔＶ２＝｛Ｘ２／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛（Ｘ４×Ｘ５）／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝×ΔＱＣ＊・・・（２２）
ΔＶ１＝｛（Ｘ２＋Ｘ３）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛（Ｘ４×Ｘ５）／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝×ΔＱＣ＊・・・（２３）
ΔＱ  ＝｛１／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）｝×｛−Ｘ４／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝×Δｔｐ＊・・・（２４）
ΔＶ２＝｛Ｘ２／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛−Ｘ４／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝×Δｔｐ＊・・・（２５）
ΔＶ１＝｛（Ｘ２＋Ｘ３）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛−Ｘ４／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝×Δｔｐ＊・・・（２６）
【００３６】
なお、式（２１）〜式（２６）におけるΔＱＣ＊又はΔｔｐ＊以外の右辺がそれぞれ自他変電所間の制御感度係数Ｋｐ〜Ｋｕに相当する。
Ｋｐ＝｛１／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）｝×｛（Ｘ４×Ｘ５）／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝        ・・・（２７）
Ｋｑ＝｛Ｘ２／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛（Ｘ４×Ｘ５）／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝        ・・・（２８）
Ｋｒ＝｛（Ｘ２＋Ｘ３）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛（Ｘ４×Ｘ５）／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝        ・・・（２９）
Ｋｓ＝｛１／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）｝×｛−Ｘ４／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝                ・・・（３０）
Ｋｔ＝｛Ｘ２／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛−Ｘ４／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝                ・・・（３１）
Ｋｕ＝｛（Ｘ２＋Ｘ３）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）×｛−Ｘ４／（Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）｝                ・・・（３２）
【００３７】
そして、検索部２５は自変電所における変化量ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＱを推定すると、下記に示すように、他変電所において暫定的に決定した制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊をもって他変電所のＬＲＴのタップ及び調相設備を制御したとき、自変電所における母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑのすべてが目標値の範囲内に収束するか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。
Ｑｒ  −Ｑｄ  ≦Ｑ  −（Ｋｐ×ΔＱＣ＊＋Ｋｓ×Δｔｐ＊）≦Ｑｒ  ＋Ｑｄ・・・（３３）
Ｖ２ｒ−Ｖ２ｄ≦Ｖ２−（Ｋｑ×ΔＱＣ＊＋Ｋｔ×Δｔｐ＊）≦Ｖ２ｒ＋Ｖ２ｄ・・・（３４）
Ｖ１ｒ−Ｖ１ｄ≦Ｖ１−（Ｋｒ×ΔＱＣ＊＋Ｋｕ×Δｔｐ＊）≦Ｖ１ｒ＋Ｖ１ｄ・・・（３５）
【００３８】
そして、検索部２５は母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑのすべてが目標値の範囲内に収束すると判定した場合には、他変電所において暫定的に決定した制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊を正式な制御量として決定し（ステップＳＴ１３）、制御応援部２６が他変電所に対して制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊分の制御を要請する（ステップＳＴ１４）。
一方、母線電圧Ｖ１，Ｖ２又は無効電力Ｑの何れかが目標値の範囲内に収束しないと判定した場合には、暫定的に決定した制御量を判定結果に応じて修正して、再度、母線電圧Ｖ１等の変化量ΔＶ１等を推定し、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑのすべてが目標値の範囲内に収束するまで同様の処理を繰り返す（ステップＳＴ１５）。
ただし、予め設定された回数だけ処理を繰り返しても正式な制御量を決定できない場合には、自変電所及び当該他変電所だけでは電力系統の安定化を図ることができないと判断し、その繰り返し処理を中止する（ステップＳＴ１５）。
【００３９】
そして、自変電所及び当該他変電所だけでは電力系統の安定化を図ることができないと判断した場合には、当該他変電所以外の他変電所のタップ及び調相設備を制御した場合の自変電所の変化量等を同様に計算して、自変電所における各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑを目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊を供給しうる他変電所を検索する（ステップＳＴ１６）。
【００４０】
そして、制御応援部２６が他変電所に対して制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊分の制御を要請すると、他変電所の制御部がその制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊にしたがってＬＲＴのタップ及び調相設備を制御し（ステップＳＴ１７）、一連の処理を終了する。
なお、ＬＲＴのタップ及び調相設備が制御されると、母線電圧Ｖ１，Ｖ２及び無効電力Ｑは、図８に示すような制御平面上を移動することになり、図８は自変電所における制御では制御目標領域と交差しない場合においても、応援制御領域の交差域まで自変電所で制御し、その後、隣接する他変電所の応援制御により制御目標領域へ収束させることができることを示している。
【００４１】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、他変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備の暫定的な制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊に自他変電所間の制御感度係数Ｋｐ〜Ｋｕを乗算して、他変電所におけるＬＲＴのタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所におけるＬＲＴの母線電圧Ｖ１，Ｖ２の変化量ΔＶ１，ΔＶ２及び無効電力Ｑの変化量ΔＱを推定し、自変電所における各計測結果Ｖ１，Ｖ２，Ｑを目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊を供給しうる他変電所を検索するように構成したので、自変電所における制御だけでは電力系統の安定化を図ることができない場合においても、安全かつ確実に電力系統の安定化を図ることができる効果を奏する。
なお、検索部２５が他変電所を検索する際、送電線のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数Ｋｐ〜Ｋｕを演算するようにしているので、常に最新のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数Ｋｐ〜Ｋｕが得られるようになり、その結果、電力系統の構成に変更が生じても、要請を求める他変電所を正確に検索することができる効果を奏する。
【００４２】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、他変電所に制御の要請をする際、タップ及び調相設備の制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊を他変電所に送信するものについて示したが、タップ及び調相設備の制御量Δｔｐ＊，ΔＱＣ＊を送信する代わりに、ＬＲＴのタップ数（Ｍａｘ，Ｍｉｎ）及び応援を要請する制御感度係数の比率を送信するようにしてもよく、上記実施の形態２と同様の効果を奏することができる。
なお、この実施の形態３のように、ＬＲＴのタップ数（Ｍａｘ，Ｍｉｎ）及び応援を要請する制御感度係数の比率を送信する場合、応援依頼を受けた他変電所はＬＲＴのタップ及び調相設備を制御する際、制御対象機器の選択を任意に行える効果を奏する。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、変圧器のタップ及び調相設備を制御する際、そのタップ及び調相設備の暫定的な制御量に制御感度係数を乗算して、その電圧及び無効電力の変化量を推定し、計測手段により計測される各計測結果が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定するように構成したので、制御のハンチングを招くことなく、電力系統の安定化を図ることができるようになり、その結果、電力系統に擾乱が発生しても速やかに電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００４４】
この発明によれば、推定手段が変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定する際、変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する電圧及び無効電力の変化量を検出する検出手段と、その検出手段により検出された各変化量を変圧器のタップ又は調相設備の制御量で除算して制御感度係数を演算する演算手段とを設けるように構成したので、常に最新の制御感度係数が得られるようになり、その結果、電力系統の構成に変更が生じても、正確に変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定することができる効果がある。
【００４５】
この発明によれば、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を他変電所に送信する制御要請手段を設けるように構成したので、自変電所における制御だけでは電力系統の安定化を図ることができない場合においても、電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００４６】
この発明によれば、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ数及び応援制御感度係数比率を他変電所に送信する制御要請手段を設けるように構成したので、自変電所における制御だけでは電力系統の安定化を図ることができない場合においても、電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００４７】
この発明によれば、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の暫定的な制御量に自他変電所間の制御感度係数を乗算して、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所における変圧器の一次側及び二次側の電圧の変化量並びにその変圧器を通過する無効電力の変化量を推定し、自変電所における各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を供給しうる他変電所を検索する検索手段を設けるように構成したので、自変電所における制御だけでは電力系統の安定化を図ることができない場合においても、正確かつ確実に電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００４８】
この発明によれば、検索手段が他変電所を検索する際、送電線のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数を演算する演算手段を設けるように構成したので、常に最新のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数が得られるようになり、その結果、電力系統の構成に変更が生じても、要請を求める他変電所を正確に検索することができる効果がある。
【００４９】
この発明によれば、変圧器のタップ及び調相設備を制御する際、そのタップ及び調相設備の暫定的な制御量に制御感度係数を乗算して、その電圧及び無効電力の変化量を推定したのち、各計測結果が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定するように構成したので、制御のハンチングを招くことなく、電力系統の安定化を図ることができるようになり、その結果、電力系統に擾乱が発生しても速やかに電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００５０】
この発明によれば、変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定する際、変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する電圧及び無効電力の変化量を検出し、各変化量を変圧器のタップ又は調相設備の制御量で除算して制御感度係数を演算するように構成したので、常に最新の制御感度係数が得られるようになり、その結果、電力系統の構成に変更が生じても、正確に変圧器のタップ及び調相設備の制御量を決定することができる効果がある。
【００５１】
この発明によれば、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を他変電所に送信するように構成したので、自変電所における制御だけでは電力系統の安定化を図ることができない場合においても、電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００５２】
この発明によれば、自変電所における変圧器のタップ及び調相設備を制御しても、各計測値が目標値の範囲内に収束するタップ及び調相設備の制御量を決定することができない場合、各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ数及び応援制御感度係数比率を他変電所に送信するように構成したので、自変電所における制御だけでは電力系統の安定化を図ることができない場合においても、電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００５３】
この発明によれば、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の暫定的な制御量に自他変電所間の制御感度係数を乗算して、他変電所における変圧器のタップ及び調相設備の制御に伴って変化する自変電所における変圧器の一次側及び二次側の電圧の変化量並びにその変圧器を通過する無効電力の変化量を推定し、自変電所における各計測値を目標値の範囲内に収束させるために必要なタップ及び調相設備の制御量を供給しうる他変電所を検索するように構成したので、自変電所における制御だけでは電力系統の安定化を図ることができない場合においても、正確かつ確実に電力系統の安定化を図ることができる効果がある。
【００５４】
この発明によれば、他変電所を検索する際、送電線のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数を演算するように構成したので、常に最新のリアクタンスに基づいて自他変電所間の制御感度係数が得られるようになり、その結果、電力系統の構成に変更が生じても、要請を求める他変電所を正確に検索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による電力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による電力系統安定化方法を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による電力系統安定化装置の動作原理を説明する制御立面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電力系統安定化装置の制御平面を説明する制御平面図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電力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による電力系統安定化方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２による電力系統安定化装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図８】この発明の実施の形態２による電力系統安定化装置の制御平面を説明する制御平面図である。
【図９】従来の電力系統安定化装置の動作原理を説明する制御平面図である。
【図１０】従来の電力系統安定化装置の動作原理を説明する制御平面図である。
【符号の説明】
２１  計測部（計測手段、検出手段）、２２  演算部（演算手段）、２３  推定部（推定手段）、２４  制御部（制御手段）、２５  検索部（検索手段）、２６  制御応援部（制御要請手段）。
【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】
0003594781.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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