(57)【要約】【課題】系統変化が演算部の演算に反映されるまで演算時間の短い簡易な演算部の選択結果に切替えることにより、系統変化後に発生した系統事故に対して適切な制御を行う。【解決手段】系統情報を用いて高精度な演算を行い制御機器を選択して選択結果を出力する第１演算部１１と、系統情報を用いて簡易な演算を行い第１演算部１１より短時間に制御機器を選択して選択結果を出力する第２演算部と、電力系統構成の変化を検出し切替信号を出力する系統変化検出回路と、前記第１演算部の選択結果および前記第２演算部の選択結果を入力し、前記切替信号が発生したとき前記第１演算部の選択結果から第２演算部の選択結果に切替えて出力する切替判定回路と、この切替判定回路の出力を記憶する選択結果テーブルと、系統事故の事故情報を入力し、事故種別を判定する制御判定回路と、この事故種別に従って前記選択結果テーブルに記憶されている選択結果を選択し制御信号を出力する選択回路と、この制御信号に従って系統制御を実施する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の系統事故発生時に電源あるいは負荷を遮断または系統分離などを行い、電力系統を安定化させるための制御を行う系統安定化装置において、
系統情報を用いて高精度な演算を行い制御機器を選択して選択結果を出力する第１演算部と、
系統情報を用いて簡易な演算を行い前記第１演算部より短時間に制御機器を選択して選択結果を出力する第２演算部と、
電力系統構成の変化を検出し切替信号を出力する系統変化検出回路と、
前記第１演算部の選択結果および前記第２演算部の選択結果を入力し、前記切替信号が発生したとき前記第１演算部の選択結果から第２演算部の選択結果に切替えて出力する切替判定回路と、
この切替判定回路の出力を記憶する選択結果テーブルと、
電力系統から事故情報を入力し、事故種別を判定する制御判定回路と、
この事故種別に従って前記選択結果テーブルに記憶されている選択結果を選択し制御信号を出力する選択回路と、
この制御信号に従って系統制御を実施する制御出力回路とを備えたことを特徴とする系統安定化装置。
【請求項２】
前記系統変化検出回路は、選択演算に使用する発電機出力量又は送電線潮流量が設定値以下または以上となったことを検出して切替判定回路に切替信号を出力することを特徴とする請求項１記載の系統安定化装置。
【請求項３】
前記切替判定回路は、切替信号が入力され、第２演算部の選択結果に切替えてから予定時間経過後に第１演算部の選択結果へ切替えることを特徴とする請求項１記載の系統安定化装置。
【請求項４】
前記切替判定回路は、切替信号が入力されて第２演算部の選択結果に切替えた後、第１演算部の選択結果が第２演算部と同等の電気量及び機器情報を使用して演算した結果であることを条件にして第１演算部の選択結果に戻すことを特徴とする請求項１記載の系統安定化装置。
【請求項５】
前記切替判定回路は、系統変化検出回路からの切替信号または制御出力回路から系統制御を実施した時に出力される切替信号により第１演算部の選択結果から第２演算部の選択結果に切替え、第２演算部で制御を行った制御情報を入力して演算することを特徴とする請求項１記載の系統安定化装置。
【請求項６】
前記第１演算部および第２演算部は複数の電力系統からそれぞれ機器情報および電気量情報を入力して、それぞれの電力系統毎に対応した高精度な演算を実施して被制御機器の選択結果を出力するように構成し、
前記系統変化検出回路は、前記複数の電力系統から系統情報を入力してそれぞれ系統構成の変化を検出して切替信号を出力するように構成し、
前記切替判定回路は、前記電力系統毎の切替信号に応じて第１演算部または第２演算部の選択結果を選択しそれぞれ出力するように複数構成し、
前記選択結果テーブルは前記複数の切替判定回路の出力をそれぞれ記憶するように構成したことを特徴とする請求項１記載の系統安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の系統事故発生時に電源あるいは負荷を遮断または系統分離などを行う系統安定化装置に係り、特に系統事故発生前の系統情報を用いて制御対象箇所の選択演算を行うようにした事前演算型の系統安定化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この事前演算型の系統安定化装置は、電力系統の発電機や送電線の遮断器および断路器等の機器のオン、オフ情報（機器情報）、発電機や送電線の電圧、電流潮流等の電気量情報を常時オンラインで入力し、これらのオンライン情報を用いて５〜１０分周期で想定事故について安定度を繰り返し計算し、安定度を維持するために必要な源制限する発電機を予め事故種別に応じて設定しておき、実際に事故が発生した場合、設定内容と事故情報とを照合し、即座に対象の被制御機器の制御を実施するように構成されている。
【０００３】
この種の事前演算型の系統安定化装置は、特開平１１−２９９０９７号公報（特許文献１）等で記載されているように、オンラインデータに基づいて安定度計算を行い、この結果被制御機器を選択する中央演算装置と、母線保護継電器や送電線保護継電器からの事故情報を用いて事故地点や事故様相を判定し、前記被制御機器選択結果に基づいて電制信号を出力する事故検出装置を備えている。
【０００４】
なお、添付した図７は前記特許文献１中の事故検出装置に相当する部分をより詳細に描き、かつ名称を演算制御装置２に変更してあるので、構成上異なるように見えるが、実質的には前記特許文献１中の図１（または図１３）とほぼ同じものである。
【０００５】
以下、図７について説明する。全体符号３０で示すものは事前演算型の系統安定化装置であり、中央演算装置１および演算制御装置２を備えている。
このうち、中央演算装置１は演算部１１に電力系統のオンライン情報すなわち、発電機遮断器や送電線端子遮断器、さらには図示していないが前記遮断器の電源側、負荷側にそれぞれ設けられる断路器等の機器情報、発電機や送電線の端子で取得される電圧、電流、潮流等の電気量情報（これら機器情報、電気量情報の総称を系統情報という）を常時入力している。そしてこのオンラインで入力した系統情報を用いて、保護系統の事故地点と事故様相を全て想定した事故に対して例えば５〜１０分周期で安定度を繰り返し計算し、その全ての想定事故時の被制御機器を予め選択しておき、その選択結果１１ａを演算制御装置２に出力するように構成されている。
【０００６】
一方、演算制御装置２は前記中央演算装置１の選択結果１１ａを入力し記憶しておく選択結果テーブル２４と、送電線保護継電装置や母線保護系電装置等の保護継電装置３から送られてくる事故情報３ａを入力して制御が必要な事故か否かの事故種別判定を行い、制御が必要な場合には事故種別を選択回路２６に対し出力する制御判定回路２５と、この事故種別２５ａに対応する事故地点と事故様相の選択結果を前記選択結果テーブル２４に記憶されている選択結果から選択して制御信号２６ａを出力する選択回路２６と、この制御信号２６ａに従って当該被制御機器に対し制御指令を出力する出力回路２７とを備えている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２９９０９７号公報（第２頁、図１１，１２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上述べた従来の事前演算型安定化装置は、演算部１１での詳細安定度計算にはオンラインで系統情報を入力してから選択結果を得るまでに比較的長時間（５〜１０分）かけて高精度の演算を行っている。この詳細安定度計算に使用する電気量および機器情報であるオンライン情報は安定度計算を開始する時点の情報であるため、詳細安定度計算の演算途中に例えば給電指令所からの指令で系統構成が変化し機器情報や送電線潮流等が変化したとしても、その変化した情報は詳細安定度計算には反映されない。
【０００９】
この結果、系統構成の変化を反映した被制御機器の選択結果を得るためには、系統変化後の系統情報を用いた詳細安定度計算すなわち現在演算している詳細安定度計算の次の周期の演算結果が終了するまで待たなければならない。因みに、前述したように詳細安定度計算に５分を要するとし、詳細安定度計算を開始してから２分後に系統構成が変化したとした場合、この変化後の系統構成に対応した詳細安定度計算結果が得られるのは、８分（５−２＋５＝８）分後まで待たねばならない。しかし８分後に詳細安定度計算結果が得られても、すでにそのときには系統構成が詳細安定度計算開始時点とは異なっているので、その選択結果に基づいて被制御機器を制御したとしても、そのときの電力系統に対する適切な系統安定化制御が実施されたことにはならない。例えば、系統構成の変更によって、既に開路状態になっている遮断器に対して、遮断指令出力するような動作は適切な安定化制御とはいえない。
【００１０】
本発明は以上述べた従来技術の欠点に鑑み、系統変化が演算部の演算に反映されるまで演算時間の短い簡易な演算部の選択結果に切替えることにより、系統変化後に発生した系統事故に対して適切な制御を行うことのできる系統安定化装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係わる系統安定化制御装置の発明は、電力系統の系統事故発生時に電源あるいは負荷を遮断または系統分離などを行い、電力系統を安定化させるための安定化制御を行う系統安定化装置において、系統情報を用いて高精度な演算を行い制御機器を選択して選択結果を出力する第１演算部と、系統情報を用いて簡易な演算を行い前記第１演算部よりも短時間に制御機器を選択して選択結果を出力する第２演算部と、電力系統構成の変化を検出し切替信号を出力する系統変化検出回路と、前記第１演算部の選択結果および前記第２演算部の選択結果を入力し、前記切替信号が発生したとき前記第１演算部の選択結果から第２演算部の選択結果に切替えて出力する切替判定回路と、この切替判定回路の出力を記憶する選択結果テーブルと、系統事故の事故情報を入力し、事故種別を判定する制御判定回路と、この事故種別に従って前記選択結果テーブルに記憶されている選択結果を選択し制御信号を出力する選択回路と、この制御信号に従って系統制御を実施する制御出力回路を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図を通じて共通する部分については、同一符号をつけて説明を省略する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、図７の従来装置に比べて、中央演算装置１自体の構成および機能は変わらないが、演算制御装置２については以下述べるように新たな構成および機能を追加している。
【００１４】
すなわち、演算制御装置２に簡易形の第２演算部２１、系統変化検出回路２２および切替判定回路２３を新たに設けるように構成したものである。ここで、簡易形の第２演算部２１とは、前記演算部１１（第２演算部との対比の関係から以降、第１演算部１１という）のように詳細安定度計算を行うのではなく、例えば潮流の大きさに応じて、選択される被制御機器を予め定めたテーブルを備えているものである。このため、被制御機器の選択に要する時間は１０秒程度であり、前記第１演算部１１の演算時間（５〜１０分）よりも極めて短い時間で選択結果２１ａが得られるようになっている。
【００１５】
また、系統変化検出回路２２は、給電指令所の情報や機器情報（遮断器、断路器情報）をオンラインで入力し、この入力情報から系統構成の変化を検出し、系統事故により遮断器がトリップした場合は系統変化として検出しないように構成されている。この系統変化検出回路２２は、系統構成の変化を検出した場合切替信号２２ａを切替判定回路２３に出力する。
【００１６】
さらに、前記切替判定回路２３は前記第１演算部１１の選択結果１１ａおよび第２演算部２２の選択結果２１ａを入力し、定常時は第１演算部１１の選択結果１１ａを出力し、前記系統変化検出回路２２から切替信号２２ａが入力された場合には、第１演算部１１の選択結果１１ａから第２演算部２１の選択結果２１ａに切替えて出力するように構成されている。
【００１７】
なお、選択結果テーブル２４、制御判定回路２５、選択回路２６および制御出力回路２７の構成および機能については既に説明した図７の場合と同じなので、説明は省略する。
【００１８】
次に、以上説明した図１による系統安定化装置の作用について説明する。第１演算部１１は、前記したように電力系統の機器情報や電気量情報等のオンライン情報を入力して所定の間隔（例えば５〜１０分間隔）で詳細安定度計算を行い、その結果に基づいて、被制御機器を選択するための選択結果信号１１ａを出力する。
【００１９】
これに対し、演算制御装置２側に設けた第２演算部２１は、電力系統のオンライン情報を入力して潮流を演算し、その潮流が設定値を越えているか否かによって予めテーブル等で定めた被制御機器を選択するための選択結果信号２１ａを出力する。この演算に要する時間は１０秒程度の極く短時間である。
【００２０】
電力系統の構成に変化が生じなければ、系統変化検出回路２２から切替信号２２ａが出力されることはないので、切替判定回路２３は第１演算部１１の選択結果信号１１ａを出力し、選択結果テーブル２４に入力する。
【００２１】
このような状況下で、系統事故が発生し保護継電装置３から事故情報３ａが入力されると、制御判定回路２５は制御が必要な事故か否かの事故種別判定を行い、制御が必要な場合には選択回路２６に対し事故種別２５ａを出力する。選択回路２６は、この事故種別２５ａに対応する事故地点と事故様相の選択結果を前記選択結果テーブル２４から選択して制御信号２６ａとして出力する。この制御信号２６ａによって対象となる被制御機器を選択遮断し、事故後の電力系統を安定した状態に維持する。
【００２２】
ところで、電力系統の系統構成が給電所等の指令により変更された場合、前記系統変化検出回路２２がこれを検出して切替信号２２ａを出力する。切替判定回路２３はこの切替信号２２ａを受けて第１演算部１１の選択演算結果１１ａから第２演算部２１の選択演算結果２１ａに切替えて選択結果テーブル２４に出力する。
【００２３】
このように系統構成が変更された状況下において、系統事故が発生し、保護継電装置３から事故情報３ａが入力されると、制御判定回路２５は制御が必要な事故か否かの事故種別判定を行い、制御が必要な場合には選択回路２６に対し事故種別２５ａを出力する。このとき前記選択結果テーブル２４に記憶されている選択結果は、事故直前の系統構成に対応した第２演算部２１の選択結果２１ａである。
【００２４】
選択回路２６はこの事故種別２５ａに対応する事故地点と事故様相の選択結果を前記選択結果テーブル２４から選択して制御信号２６ａとして出力する。この制御信号２６ａによって被制御機器を遮断し、系統構成変更後のしかも事故後の電力系統を安定した状態に維持する。
【００２５】
なお、本実施の形態の場合、系統変化検出回路２２が一旦動作した後は、次に系統構成の変更があるまで、切替信号２２ａが出力されることはないので、運用にあたっては切替判定回路２３を適当な方法によりリセットする必要がある。
【００２６】
以上述べたように、本実施の形態によれば、電力系統の構成が変化した場合、第２の演算部の選択結果を採用するので、第１演算部１１のみで安定化制御を行っていた従来技術の場合よりも、系統構成の変化をより早く演算結果に反映することが可能になり、電力系統の機器情報の変化後に系統事故が発生した場合でも、不適切な制御（例えば、既に開路状態になっている遮断器に対して、遮断指令出力するような動作）を行わず、系統構成変化後の状況に応じた安定化制御を実施することができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図２を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、図１の第１の実施の形態と比べて異なるところは、演算制御装置２の系統変化検出回路２２が発電機出力及び送電線潮流を取込みそれらの値が、選択結果に影響を及ぼす値以下または以上になった際に切替信号を出力するように構成した点にあり、その他の構成、機能については変らない。
【００２８】
本実施の形態では、電力系統から機器情報の他に電気量情報を系統変化検出回路２２に入力するようにしたので、発電機出力量又は送電線潮流量に所定値以下あるいは所定値を越えるような変化があれば、給電指令所からの指令に基づく系統構成の変化、言い換えれば機器情報の変化に先駆けて選択結果を１１ａから２１ａに切替えて出力することができる。
【００２９】
この結果、電力系統の潮流の変化をより早く選択結果に反映することが可能になり、電力系統の機器情報の変化後に系統事故が発生した場合でも、不適切な制御を行わないようにすることができる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
図３を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、図１の第１の実施の形態と比べて異なるところは、演算制御装置２の切替判定回路２３に改良を加えたもので、系統変化検出回路２２切替信号２２ａを出力してから予定の切替え時間Ｔ経過後、自動的に復帰（リセット）するように構成したものである。
【００３１】
上記予定の切替え時間Ｔは、第１演算部１１において入力した電気量及び機器情報を用いて電力系統の安定度を保つために制御に必要な機器を選択する時間よりも十分に長い時間であり、第１演算部１１の演算開始から選択結果が出力されるまでの間で電気量情報、機器情報が変化したとしても、一定時間Ｔの間待つことにより、第１演算部１１で新たな機器情報を使った選択結果が出力されているものとする。
【００３２】
これにより容易に機器情報の変化が第１演算部１１に反映されるまでは、第２演算部２１の選択結果２１ａを使用し、機器情報の変化が第１演算部１１に反映さた後は、第１演算部１１の選択結果１１ａを使用することが可能となる。
【００３３】
（第４の実施の形態）
図４を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、図１で示す第１の実施の形態の切替判定回路２３に対し、第１演算部１１および第２演算部２１でそれぞれ演算に使用した情報を演算情報１１ｂおよび２１ｂとして出力し、この演算情報１１ｂおよび２１ｂを比較する比較回路２８を追加したもので、この比較回路２８から切替信号２８ａが出力されたときは第１演算部１１の選択結果１１ａを選択結果テーブル２４に出力し、一方前記系統変化検出回路２２から切替信号２２ａが出力されたときは、第２演算部２１の選択結果２１ａを選択結果テーブル２４に出力するように構成したものである。なお、比較回路２８は前記２つの演算情報１１ｂ、２１ｂの比較を行い、それらの演算情報が一致している場合は、第１演算部１１の選択結果１１ａを使用する切替信号２２ｂを出力する。
【００３４】
以上のような構成により、系統変化が第１演算部１１の選択結果１１ａに反映された時点から第１演算部１１の選択結果１１ａを継続して使用することが可能になり、第３の実施の形態と比較し、より早く第１演算部１１の高精度な演算結果１１ａを選択結果テーブル２４に出力することが可能になる。
【００３５】
なお、切替判定回路２３において比較回路２８の切替信号２８ａが出力されているときは第１演算部１１の演算結果１１ａを使用し、出力されてない時は第２演算部２１の演算結果２１ａを選択結果テーブル２４に出力するようにしてもよい。
【００３６】
（第５の実施の形態）
図５を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。
本実施の形態は第１の実施の形態に対し、系統変化検出回路２２から出力される切替信号２２ａおよび制御出力回路２７から系統制御を実施した場合に出力される切替信号２７ａをオア回路を通して切替判定回路２３の切替信号とし、制御出力回路２７から出力された制御指令２７ｂを第２演算部２１に入力し、第２演算部２１では既に制御を行った機器を対象としない選択演算を行い、選択結果２１ａを出力する。なお、切替判定回路２３中、ＯＲはオア回路、ＡＮＤはアンド回路、ＩＮＨはインヒビット回路である。
【００３７】
以上のように構成したことにより、一度、被制御機器に対して制御を実施した場合に、制御したことによる機器情報の変化がオンラインで第２演算装置２１入力される前に、制御した機器を選択しない選択結果を選択結果テーブル２４に出力することができ、制御出力直後に別の事故が発生した場合でも適切な安定化制御を迅速に行うことが可能となる。
【００３８】
（第６の実施の形態）
図６を参照して本発明の第６の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、第１の実施の形態を２系統に対応できるように構成したのもである。すなわち、第１演算部１１にはそれぞれ系統Ａ、系統Ｃに所属する被制御機器を対象とする系統Ａ用演算手段ａと系統Ｃ用演算手段ｃとを備え、それぞれの演算手段ａ，ｃの選択結果を１１ａと１１ｃとして出力する。第２演算部２１にも、第１演算部１１と同様にそれぞれ系統Ａ、系統Ｃに所属する被制御機器を対象とする演算手段ａと演算手段ｃとを備え、それぞれの選択結果を２１ａと２１ｃとして出力する。
【００３９】
系統変化検出回路２２は、系統Ａに所属する被制御機器の状態が変化した場合は切替信号２２ａを出力し、系統Ｃに所属する被制御機器の状態が変化した場合は切替信号２２ｃを出力する。２３ａは第１切替判定回路であり、切替信号２２ａが入力されると第１演算部１１の選択結果１１ａを第２演算部２１の選択結果２１ａに切替えて演算結果テーブル２５へ出力する。
【００４０】
また、２３ｃは第２切替判定回路であり、替信号２２ｃが入力されると第１演算部１１の選択結果１１ｃを第２演算部２１の選択結果２１ｃに切替えて演算結果テーブル２４へ出力する。
以上の構成により、２系統のそれぞれで、系統変化によって適切な制御ができなくなる安定化制御の選択結果のみ切替えることが可能になる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のべたように、本発明によれば系統事故発生時の直前に系統変更が行われたとしても、事故発生時点の系統状態に適した安定化制御を行うことが可能な系統安定化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】第３の実施の形態を示す構成図。
【図４】第４の実施の形態を示す構成図。
【図５】第５の実施の形態を示す構成図。
【図６】第６の実施の形態を示す構成図。
【図７】従来装置を示す構成図。
【符号の説明】
１…中央演算装置、２…演算制御装置、３…保護装置、３ａ…事故情報、１１…第１演算部、１１ａ，１１ｃ…第１演算部の演算結果、１１ｂ…第１演算部の演算情報、２１…第２演算部、２１ａ，２１ｃ…第２演算部の演算結果、２１ｂ…第２演算部の演算情報、２２…系統変化検出回路、２２ａ，２２ｃ…切替信号、２３…切替判定回路、２３ａ…第１切替判定回路、２３ｃ…第２切替判定回路、２４…選択結果テーブル、２５…制御判定回路、２６…選択回路、２７…制御出力回路、２８…比較回路、２８ａ…切替信号、３０…系統安定化装置。
【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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