(57)【要約】【課題】単独系周波数維持に必要な発電機遮断量、または、負荷遮断量を極小化することができ、さらに、負荷の復帰率等を考慮できるようにして、質の高い電力供給ができる単独分離系統安定化方法及び単独分離系統安定化システムの提供を目的とする。【解決手段】電力系統の分離系統における系統分離発生時に、分離系統内の周波数低下防止制御が、負荷脱落量の見込み違い等のために過剰な制御（主制御）となり、収束周波数が許容値より上昇するような場合に、主制御の後の一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測し、この計測した周波数に基づいて再投入負荷量を算出し、系統安定化装置１０は、既に遮断した負荷を、算出した再投入負荷量にしたがって再投入することにより、制御量を極小化できるようにした。【選択図】　　　　図１
2004072883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化方法において、
上記分離系統における系統分離前の情報に基づき、系統分離した分離系統の必要制御量を算出する第１ステップ、
上記系統分離した分離系統に対して制御が必要か否かを判断する第２ステップ、
上記第２ステップにおいて、分離系統に対して制御が必要と判断した場合は、上記第１ステップで算出した必要制御量にしたがって、上記負荷及び発電機の一部または全部を遮断する主制御を実施する第３ステップ、
上記第２ステップにおいて、分離系統に対して制御が必要でないと判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４ステップ、
上記第３ステップにおける主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第５ステップ、
上記第５ステップで計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第６ステップ、
上記第６ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、上記計測した分離系統内の周波数に基づき再投入負荷量を算出し、上記第３ステップで遮断した負荷について、上記算出した再投入負荷量を補正制御で再投入する第７ステップ、
上記第６ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第８ステップ、
を備えたことを特徴とする単独分離系統安定化方法。
【請求項２】
上記再投入負荷量は、下記式（３）で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷量とすることを特徴とする請求項１記載の単独分離系統安定化方法。
【数１】
2004072883.tif 000012
【請求項３】
上記再投入負荷量は、下記式（５）で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷量とすることを特徴とする請求項１記載の単独分離系統安定化方法。
【数２】
2004072883.tif 000013
【請求項４】
電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量、または無効電力供給による調相設備の調相制御量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化方法において、
上記系統分離発生後のオンラインデータを用いて分離系統内の負荷の電圧静特性、脱落量を推定し、該推定した負荷の電圧静特性及び脱落量と上記分離系統における系統分離発生前の情報とに基づき、系統分離した分離系統に対して周波数偏差を考慮した潮流計算を実施する第１ステップ、
上記第１ステップにおいて実施した潮流計算の結果、分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第２ステップ、
上記第２ステップにおいて、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、予め想定した負荷遮断パターン（遮断する負荷の組合せ）を優先順位にしたがって実施したと仮定して、潮流計算を実施して、負荷遮断パターンを選択する第３ステップ、
上記第２ステップにおいて、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４ステップ、
上記第３ステップで選択した負荷遮断を、主制御で実施する第５ステップ、
上記第５ステップにおける主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第６ステップ、
上記第６ステップで計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第７ステップ、
上記第７ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、第６ステップで遮断した負荷（フィーダー線）に対して他の負荷との組合せを想定して潮流計算を実施し、故障前周波数に最も近くなる再投入負荷の組合せを選択する第８ステップ、
上記第５ステップで遮断した負荷を、補正制御で上記第８ステップにおいて選択した再投入負荷の組合せを再投入する第９ステップ、
上記第７ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第１０ステップ、
を備えたことを特徴とする単独分離系統安定化方法。
【請求項５】
電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化システムにおいて、
上記分離系統における系統分離前の情報に基づき、系統分離した分離系統の必要制御量を算出する第１手段、
上記系統分離した分離系統に対して制御が必要か否かを判断する第２手段、
上記第２手段において、分離系統に対して制御が必要と判断した場合は、上記第１手段で算出した必要制御量にしたがって、上記負荷及び発電機の一部または全部を遮断する主制御を実施する第３手段、
上記第２手段において、分離系統に対して制御が必要でないと判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４手段、
上記第３手段における主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第５手段、
上記第５手段で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第６手段、
上記第６手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、上記計測した分離系統内の周波数に基づき再投入負荷量を算出し、上記第３手段で遮断した負荷について、上記算出した再投入負荷量を補正制御で再投入する第７手段、
上記第６手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第８手段、
を備えたことを特徴とする単独分離系統安定化システム。
【請求項６】
電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量、または無効電力供給による調相設備の調相制御量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化システムにおいて、
上記系統分離発生後のオンラインデータを用いて分離系統内の負荷の電圧静特性、脱落量を推定し、該推定した負荷の電圧静特性及び脱落量と上記分離系統における系統分離発生前の情報とに基づき、系統分離した分離系統に対して周波数偏差を考慮した潮流計算を実施する第１手段、
上記第１手段において実施した潮流計算の結果、分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第２手段、
上記第２手段において、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていないと判断した場合は、予め想定した負荷遮断パターン（遮断する負荷の組合せ）を優先順位にしたがって実施したと仮定して、潮流計算を実施して、負荷遮断パターンを選択する第３手段、
上記第２手段において、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていると判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４手段、
上記第３手段で選択した負荷遮断を、主制御で実施する第５手段、
上記第５手段における主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第６手段、
上記第６手段で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第７手段、
上記第７手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていないと判断した場合は、第６手段で遮断した負荷（フィーダー線）に対して他の負荷との組合せを想定して潮流計算を実施し、故障前周波数に最も近くなる再投入負荷の組合せを選択する第８手段、
上記第５手段で遮断した負荷を、補正制御で上記第８手段において選択した再投入負荷の組合せを再投入する第９手段、
上記第７手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていると判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第１０手段、
を備えたことを特徴とする単独分離系統安定化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統においてルート断事故により単独分離系統が発生した場合に、分離系統内を安定に運転するために電源制限または負荷制限を行って安定化を図る単独分離系統安定化方法及び単独分離系統安定化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、「プラント特性を考慮した周波数制御と系統シミュレータによる検証」、電機学会電力技術研究資料、ＰＥ−９７−１８６に示された従来の単独分離系統安定化方法を基にした系統安定化制御装置の構成図である。
【０００３】
図において、１Ｂ〜１Ｃは分離系統内の母線、２Ａ、２Ｂは分離系統内の送電線、３Ａ〜３Ｈは遮断器、４Ａ〜４Ｇは送電線電流を取り込むためのセンサ（変流器）、５Ａ、５Ｂは母線電圧を取り込むためのセンサ（変成器）、６Ａ〜６Ｇは遮断器情報や電流・電圧を取り込むための入力ケーブル、７Ａ〜７Ｃは電源制限（電源遮断）及び負荷制限（負荷遮断）の指令信号を出すための出力ケーブル、８Ａ〜８Ｃは分離系統内の負荷、９Ａ〜９Ｃは分離系統内の発電機、１０は送電線２Ａや母線１Ａ、１Ｂの分離故障によって分離系統が主系統から分離された場合に、発電機９Ａ〜９Ｃまたは負荷８Ａ〜８Ｃを遮断することによって、分離系統内の周波数及び電圧を維持するための系統安定化装置である。
【０００４】
系統安定化装置１０は、分離系統内の母線電圧、負荷量、発電機出力、連係線潮流、投入されている調相量を入力ケーブル６Ａ〜６Ｆから得て、潮流計算を一定時間毎に実施する。
【０００５】
送電線２Ａが遮断され、分離系統に系統分離が発生すると、系統安定化装置１０は例えば入力ケーブル６Ａ、６Ｂを通じて得られる信号から、送電線２Ａが遮断され、系統分離が発生したことを認識し、系統分離発生前の分離系統の各種情報を基にして単独分離系統内の潮流計算（周波数変動を考慮できる潮流計算）を実施し、系統分離発生後の単独分離系統の周波数及び電圧を算出し、それぞれの値が運用許容値を逸脱している場合には、許容値内で運用できるように制御量を算出し、出力ケーブル７Ａ、７Ｂを通じて発電機９Ａ〜９Ｃ及び負荷８Ａ〜８Ｃに制御指令を出力する。
【０００６】
この従来の系統安定化装置では、周波数、電圧の変動範囲と運用許容値から制御の要否を判断し、制御の必要があれば発電機または負荷のいずれかの遮断を行い、周波数及び電圧を制御を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
系統分離が発生した場合、周波数が低下するようなケースでは負荷脱落量を予測して負荷制御を行い需給バランスを整えるが、予測した負荷脱落量が実際よりも大きく、必要以上に大きな遮断量になっている場合が発生する。この場合には、発電量が過剰となるため、新たに補正制御として発電機遮断を実施しなければならず、結果的に無駄な発電機制御が必要になっており、さらに補正制御による発電機制御を実施した結果さらなる需給バランスを取るために負荷制御を実施しなければならないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するものであり、単独系周波数維持に必要な発電機遮断量、または、負荷遮断量を極小化することができ、さらに、負荷の復帰率等を考慮できるようにして、質の高い電力供給ができる単独分離系統安定化方法及び単独分離系統安定化システムの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る単独分離系統安定化方法は、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化方法において、
上記分離系統における系統分離前の情報に基づき、系統分離した分離系統の必要制御量を算出する第１ステップ、
上記系統分離した分離系統に対して制御が必要か否かを判断する第２ステップ、
上記第２ステップにおいて、分離系統に対して制御が必要と判断した場合は、上記第１ステップで算出した必要制御量にしたがって、上記負荷及び発電機の一部または全部を遮断する主制御を実施する第３ステップ、
上記第２ステップにおいて、分離系統に対して制御が必要でないと判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４ステップ、
上記第３ステップにおける主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第５ステップ、
上記第５ステップで計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第６ステップ、
上記第６ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、上記計測した分離系統内の周波数に基づき再投入負荷量を算出し、上記第３ステップで遮断した負荷について、上記算出した再投入負荷量を補正制御で再投入する第７ステップ、
上記第６ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第８ステップ、
を備えたものである。
【００１０】
また、上記再投入負荷量は、下記式（３）で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷量とするものである。
【数３】
2004072883.tif 000003
【００１１】
また、上記再投入負荷量は、下記式（５）で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷量とするものである。
【数４】
2004072883.tif 000004
【００１２】
また、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量、または無効電力供給による調相設備の調相制御量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化方法において、
上記系統分離発生後のオンラインデータを用いて分離系統内の負荷の電圧静特性、脱落量を推定し、該推定した負荷の電圧静特性及び脱落量と上記分離系統における系統分離発生前の情報とに基づき、系統分離した分離系統に対して周波数偏差を考慮した潮流計算を実施する第１ステップ、
上記第１ステップにおいて実施した潮流計算の結果、分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第２ステップ、
上記第２ステップにおいて、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、予め想定した負荷遮断パターン（遮断する負荷の組合せ）を優先順位にしたがって実施したと仮定して、潮流計算を実施して、負荷遮断パターンを選択する第３ステップ、
上記第２ステップにおいて、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４ステップ、
上記第３ステップで選択した負荷遮断を、主制御で実施する第５ステップ、
上記第５ステップにおける主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第６ステップ、
上記第６ステップで計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第７ステップ、
上記第７ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、第６ステップで遮断した負荷（フィーダー線）に対して他の負荷との組合せを想定して潮流計算を実施し、故障前周波数に最も近くなる再投入負荷の組合せを選択する第８ステップ、
上記第５ステップで遮断した負荷を、補正制御で上記第８ステップにおいて選択した再投入負荷の組合せを再投入する第９ステップ、
上記第７ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第１０ステップ、
を備えたものである。
【００１３】
本発明に係る単独分離系統安定化システムは、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化システムにおいて、
上記分離系統における系統分離前の情報に基づき、系統分離した分離系統の必要制御量を算出する第１手段、
上記系統分離した分離系統に対して制御が必要か否かを判断する第２手段、
上記第２手段において、分離系統に対して制御が必要と判断した場合は、上記第１手段で算出した必要制御量にしたがって、上記負荷及び発電機の一部または全部を遮断する主制御を実施する第３手段、
上記第２手段において、分離系統に対して制御が必要でないと判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４手段、
上記第３手段における主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第５手段、
上記第５手段で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第６手段、
上記第６手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、上記計測した分離系統内の周波数に基づき再投入負荷量を算出し、上記第３手段で遮断した負荷について、上記算出した再投入負荷量を補正制御で再投入する第７手段、
上記第６手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第８手段、
を備えたものである。
【００１４】
また、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量、または無効電力供給による調相設備の調相制御量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化システムにおいて、
上記系統分離発生後のオンラインデータを用いて分離系統内の負荷の電圧静特性、脱落量を推定し、該推定した負荷の電圧静特性及び脱落量と上記分離系統における系統分離発生前の情報とに基づき、系統分離した分離系統に対して周波数偏差を考慮した潮流計算を実施する第１手段、
上記第１手段において実施した潮流計算の結果、分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第２手段、
上記第２手段において、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていないと判断した場合は、予め想定した負荷遮断パターン（遮断する負荷の組合せ）を優先順位にしたがって実施したと仮定して、潮流計算を実施して、負荷遮断パターンを選択する第３手段、
上記第２手段において、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていると判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４手段、
上記第３手段で選択した負荷遮断を、主制御で実施する第５手段、
上記第５手段における主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第６手段、
上記第６手段で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第７手段、
上記第７手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていないと判断した場合は、第６手段で遮断した負荷（フィーダー線）に対して他の負荷との組合せを想定して潮流計算を実施し、故障前周波数に最も近くなる再投入負荷の組合せを選択する第８手段、
上記第５手段で遮断した負荷を、補正制御で上記第８手段において選択した再投入負荷の組合せを再投入する第９手段、
上記第７手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていると判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第１０手段、
を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る分離系統安定化システムの実施の形態１を示す構成図である。
【００１６】
図において、１Ａは主系統側母線、１Ｂは負荷母線、１Ｃは発電機母線、２Ａ、２Ｂは分離系統内の送電線、３Ａ〜３Ｈは遮断器、４Ａ〜４Ｇは送電線電流を取り込むためのセンサ（変流器）、５Ａ、５Ｂは母線電圧を取り込むためのセンサ（変成器）、６Ａ〜６Ｇは遮断器情報や電流・電圧を取り込むための入力ケーブル、７Ａ〜７Ｃは電源制限（電源遮断）、負荷制限（負荷遮断）及び調相制御の指令信号を出すための出力ケーブル、８Ａ〜８Ｃは分離系統内の負荷、９Ａ〜９Ｃは分離系統内の発電機、１０は送電線２Ａや母線１Ａ、１Ｂの分離故障によって分離系統が主系統側から分離された場合に、発電機９Ａ〜９Ｃまたは負荷８Ａ〜８Ｃを遮断することによって、分離系統内の周波数及び電圧を維持するための系統安定化装置である。
【００１７】
上記図１の構成において、例えば、送電線２Ａでルート断に至る故障が発生し、単独分離系統が発生した場合（母線１Ａと母線１Ｂとの接続が分断された場合）、系統安定化装置１０は、遮断器３Ａまたは遮断器３Ｂの遮断情報を入力ケーブル６Ａ、６Ｂを通して取り込むことによって、単独分離系統が発生したことを認識して、安定化制御（負荷制限、電源制限）を実施する。
【００１８】
図２は、系統安定化装置１０において実行される安定化制御の制御論理フローチャートである。同図に従って安定化制御の方法を説明する。
【００１９】
ステップＳＴ１：分離系統における系統分離発生前（事前）において、入力ケーブル６Ｃ〜６Ｇから得られる分離系統内の母線電圧、負荷量、発電機出力及び連系線潮流等のデータを収集する。
【００２０】
ステップＳＴ２：ステップＳＴ１で収集したデータを基に系統分離発生時の必要制御量を算出し、予め準備された制御量テーブルを更新する。
【００２１】
ステップＳＴ３：送電線２Ａがルート断となり、単独分離系統となったことを認識する。
【００２２】
ステップＳＴ４：ステップＳＴ２で更新した最新の制御量テーブルを参照し、単独分離系統の必要制御量を算出する。
【００２３】
ステップＳＴ５：単独分離系統に対して制御が必要か否かを判断し、制御が必要な場合はステップＳＴ６に進み、その他の場合はステップＳＴ１０に進む。
【００２４】
ステップＳＴ６：ステップＳＴ４で算出した制御量にしたがって、系統安定化装置１０は、出力ケーブル７Ａまたは７Ｂを通して負荷８Ａ〜８Ｃまたは発電機９Ａ〜９Ｃの一部または全部を遮断する指令を出力し、制御（主制御）を実施する。
【００２５】
ステップＳＴ７：ステップ６の主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する。
【００２６】
ステップＳＴ８：ステップＳＴ７で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断し、許容値内に収まっている場合はステップＳＴ１０に進み、その他の場合はステップＳＴ９に進む。
【００２７】
ステップＳＴ９：ステップＳＴ７で計測した周波数に基づき、再投入量を算出し、系統安定化装置１０は出力ケーブル７Ａを通して負荷８Ａ〜８Ｃに指令を出力し、遮断した負荷を、算出した再投入量にしたがって再投入する補正制御を実施する。
【００２８】
ステップＳＴ１０：全ての分離系統処理が完了したと判断して、系統安定化装置１０を定常状態に戻す。
【００２９】
本実施の形態においては、主制御後の収束周波数が許容値より上昇した場合に、主制御において遮断した負荷の一部または全部を再投入する補正制御を実施することによって、収束周波数を許容値内まで低下させるようにしたので、新たな発電機遮断による遮断量の増加を防ぎ、制御量を極小化することができるとともに、質の高い電力供給ができる。
【００３０】
なお、本実施の形態に係る単独分離系統安定化システムは、上記ステップＳＴ１ないしステップＳＴ１２を実行する手段を系統安定化装置１０が備えているものである。また、上記各ステップの実行手段を系統安定化装置１０と連係させて備えた構成としてもよい。
【００３１】
実施の形態２．
本実施の形態は、上記実施の形態１の補正制御における、再投入負荷量の算出方法に関するものである。
【００３２】
図３は、本実施の形態における安定化制御の制御論理フローチャートであり、同図に従って安定化制御の方法を説明する。
【００３３】
例えば、図１を参照し、送電線２Ａでルート断に至る故障が発生し、単独分離系統が発生（母線１Ａと母線１Ｂが分断されることを意味する。）した場合には、遮断器３Ａまたは遮断器３Ｂの遮断情報を入力ケーブル６Ａ、６Ｂを通して取り込むことにより、系統安定化装置１０は単独分離系統発生を認識し、以下のステップによって安定化処理を実施する。
【００３４】
ステップＳＴ１：系統分離発生前における、入力ケーブル６Ｃ〜６Ｇから得られる系統情報、母線電圧、負荷量、発電機出力及び連系線潮流等のデータを収集する。
【００３５】
ステップＳＴ２：ステップＳＴ１で収集したデータを基に系統分離発生時の必要制御量を算出し、予め準備された制御量テーブルを更新する。
【００３６】
ステップＳＴ３：送電線２Ａがルート断となり、単独分離系統となったことを認識する。
【００３７】
ステップＳＴ４：ステップＳＴ２で更新した最新の制御量テーブルを参照し、単独分離系統の必要制御量を算出する。
【００３８】
ステップＳＴ５：単独分離系統に対して制御が必要か否かを判断し、制御が必要な場合はステップＳＴ６に進み、その他の場合はステップＳＴ１３に進む。
【００３９】
ステップＳＴ６：ステップＳＴ４で算出した制御量にしたがって、系統安定化装置１０は、出力ケーブル７Ａまたは７Ｂを通して負荷８Ａ〜８Ｃまたは発電機９Ａ〜９Ｃの一部または全部を遮断する指令を出力し、制御（主制御）を実施する。
【００４０】
ステップＳＴ７：ステップ６の主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する。
【００４１】
ステップＳＴ８：ステップＳＴ７で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断し、許容値内に収まっている場合はステップＳＴ１３に進み、その他の場合はステップＳＴ９に進む。
【００４２】
ステップＳＴ９：この時点（ステップＳＴ７で一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測した時点）での分離系統内の発電量、負荷量及び収束周波数より、需給バランスの式である下記式（１）を立てる。なお、分離系統内の負荷の系統定数ＫＬは、オンライン推定方式またはオフライン推定方式によって別途求めておき、分離系統内の電源の系統定数は、予め設定しておく。
【００４３】
【数５】
2004072883.tif 000005
【００４４】
ステップＳＴ１０：上記式（１）を基にして、下記式（２）を立て、この式（２）を変形して得られる下記式（３）にしたがって、再投入負荷量ＰＬＴを算出する。
【００４５】
【数６】
2004072883.tif 000006
【数７】
2004072883.tif 000007
【００４６】
ステップＳＴ１１：ステップＳＴ１０で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷８Ａ〜８Ｃの組合せを選択する。
【００４７】
ステップＳＴ１２：系統安定化装置１０は出力ケーブル７Ａを通して負荷８Ａ〜８Ｃに指令を出力し、ステップＳＴ１１で選択した負荷の組合せを再投入する補正制御を実施する。
【００４８】
ステップＳＴ１３：全ての分離系統処理が完了したと判断して、系統安定化装置１０を定常状態に戻す。
【００４９】
以上のようにして、具体的な負荷再投入量を、簡単な式で算出することができ、計算の負荷を軽減することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態に係る単独分離系統安定化システムは、上記ステップＳＴ１ないしステップＳＴ１３を実行する手段を系統安定化装置１０が備えているものである。また、上記各ステップの実行手段を系統安定化装置１０と連係させて備えた構成としてもよい。
【００５１】
実施の形態３．
遮断により分離系統に系統分離が発生した場合、再投入した負荷（フィーダー線）が全て遮断前の負荷量を保持しているとは限らない。例えば、遮断のショックによって負荷そのものが脱落している場合も想定される。
【００５２】
本実施の形態は、再投入した負荷の復帰量を求める方法に関するものである。
【００５３】
図４は、本実施の形態における安定化制御の制御論理フローチャートであり、同図に従って安定化制御の方法を説明する。
【００５４】
例えば、図１を参照し、送電線２Ａでルート断に至る故障が発生し、単独分離系統が発生（母線１Ａと母線１Ｂが分断されることを意味する。）した場合には、遮断器３Ａまたは遮断器３Ｂの遮断情報を入力ケーブル６Ａ、６Ｂを通して取り込むことにより、系統安定化装置１０は単独分離系統発生を認識し、以下のステップによって安定化処理を実施する。
【００５５】
ステップＳＴ１：系統分離発生前における、入力ケーブル６Ｃ〜６Ｇから得られる系統情報、母線電圧、負荷量、発電機出力及び連系線潮流等のデータを収集する。
【００５６】
ステップＳＴ２：ステップＳＴ１で収集したデータを基に系統分離発生時の必要制御量を算出し、予め準備された制御量テーブルを更新する。
【００５７】
ステップＳＴ３：送電線２Ａがルート断となり、単独分離系統となったことを認識する。
【００５８】
ステップＳＴ４：センサ５Ａで計測される故障直後の負荷母線電圧値を入力ケーブル６Ｄを通して系統安定化装置１０は取り込み、負荷の復帰率（％）と電圧低下値との関係を示す図５と照合して、遮断した負荷の復帰率を保持しておく。なお、図５はシミュレーション等によって、予め設定しておくものとする。
【００５９】
ステップＳＴ５：ステップＳＴ２で更新した最新の制御量テーブルを参照し、単独分離系統の必要制御量を算出する。
【００６０】
ステップＳＴ６：単独分離系統に対して制御が必要か否かを判断し、制御が必要な場合はステップＳＴ７に進み、その他の場合はステップＳＴ１４に進む。
【００６１】
ステップＳＴ７：ステップＳＴ５で算出した制御量にしたがって、系統安定化装置１０は、出力ケーブル７Ａまたは７Ｂを通して負荷８Ａ〜８Ｃまたは発電機９Ａ〜９Ｃの一部または全部を遮断する指令を出力し、制御（主制御）を実施する。
【００６２】
ステップＳＴ８：ステップ６の主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する。
【００６３】
ステップＳＴ９：ステップＳＴ８で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断し、許容値内に収まっている場合はステップＳＴ１４に進み、その他の場合はステップＳＴ１０に進む。
【００６４】
ステップＳＴ１０：この時点（ステップＳＴ８で一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測した時点）での分離系統内の発電量、負荷量及び収束周波数より、需給バランスの式である上記式（１）（実施の形態２参照）を立てる。なお、分離系統内の負荷の系統定数ＫＬは、オンライン推定方式またはオフライン推定方式によって別途求めておき、分離系統内の電源の系統定数は、予め設定しておく。
【００６５】
ステップＳＴ１１：上記式（１）を基にして、下記式（４）を立て、この式（４）を変形して得られる下記式（５）にしたがって、再投入負荷量ＰＬＴを算出する。
【００６６】
【数８】
2004072883.tif 000008
【数９】
2004072883.tif 000009
【００６７】
ステップＳＴ１２：ステップＳＴ７で実施した主制御において負荷遮断を実施した場合に、ステップＳＴ１１で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷８Ａ〜８Ｃの組合せを選択する。
【００６８】
ステップＳＴ１３：系統安定化装置１０は出力ケーブル７Ａを通して負荷８Ａ〜８Ｃに指令を出力し、ステップＳＴ１２で選択した負荷を再投入する補正制御を実施する。
【００６９】
ステップＳＴ１４：全ての分離系統処理が完了したと判断して、系統安定化装置１０を定常状態に戻す。
【００７０】
以上のように、負荷遮断等によって負荷脱落が生じたような場合に、それら負荷について、再投入する負荷（フィーダー線）の復帰率を考慮できるようにしたので、より質の高い電力供給ができる。
【００７１】
なお、本実施の形態に係る単独分離系統安定化システムは、上記ステップＳＴ１ないしステップＳＴ１４を実行する手段を系統安定化装置１０が備えているものである。また、上記各ステップの実行手段を系統安定化装置１０と連係させて備えた構成としてもよい。
【００７２】
実施の形態４．
本実施の形態は、再投入負荷量の算出に潮流計算を用いる方法に関するものである。
【００７３】
図６は、本発明に係る分離系統安定化システムの実施の形態１を示す構成図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。同図において、１１は負荷母線１Ｂへの無効電力の供給または負荷母線１Ｂから無効電力をしょうひすることによって、負荷母線１Ｂの電圧を調整する調相設備、１２は中央給電指令所、１３Ａは中央給電指令所１２から系統安定化装置１０に系統情報を伝達する通信路、１３Ｂは調相設備１１の調相投入量を系統安定化装置１０に伝達する通信路である。
【００７４】
図７は、本実施の形態における安定化制御の制御論理フローチャートであり、同図に従って安定化制御の方法を説明する。
【００７５】
例えば、図６において、送電線２Ａでルート断に至る故障が発生し、単独分離系統が発生（母線１Ａと母線１Ｂが分断されることを意味する。）した場合には、遮断器３Ａまたは遮断器３Ｂの遮断情報を入力ケーブル６Ａ、６Ｂを通して取り込むことにより、系統安定化装置１０は単独分離系統発生を認識し、以下のステップによって安定化処理を実施する。
【００７６】
ステップＳＴ１：系統分離発生前における、入力ケーブル６Ｃ〜６Ｇ及び通信路１３Ｂから得られる系統情報及び分離系統内の母線電圧、負荷量、発電機出力、連系線潮流及び調相投入量、並びに伝送路１３Ａを通して得られる中央給電指令所１２からの情報（例えば、系統容量等）等から、潮流計算用のデータを収集する。
【００７７】
ステップＳＴ２：送電線２Ａがルート断となったことを認識する。
【００７８】
ステップＳＴ３：系統分離発生後のオンラインデータを用いて分離系統内の負荷の電圧静特性及び脱落量を推定する。
【００７９】
ステップＳＴ４：ステップＳＴ１で収集したデータとステップＳＴ３で推定した負荷の電圧静特性及び脱落量を基に、分離系統に対して周波数偏差を考慮した潮流計算を実施する。
【００８０】
ステップＳＴ５：ステップＳＴ４で実施した潮流計算の結果、分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断し、収まっている場合はステップＳＴ１２に進み、その他の場合はステップＳＴ６に進む。
【００８１】
ステップＳＴ６：予め想定した負荷遮断パターン（遮断する負荷の組合せ）を優先順位にしたがって実施したと仮定して、潮流計算を実施して、負荷遮断パターンを選択する。なお、この際、負荷遮断パターンについては、予め他の方法によってパターン化し、優先順位も予め決定しておく。
【００８２】
ステップＳＴ７：系統安定化装置１０は、出力ケーブル７Ａ、７Ｃを通して、ステップ６で選択した負荷遮断を実施する（主制御）。
【００８３】
ステップＳＴ８：主制御実施の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する。
【００８４】
ステップＳＴ９：ステップＳＴ８で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断し、許容値内に収まっている場合はステップＳＴ１２に進み、その他の場合はステップＳＴ１０に進む。
【００８５】
ステップＳＴ１０：ステップＳＴ７で遮断した負荷（フィーダー線）に対して他の負荷との組合せを想定して潮流計算を実施し、故障前周波数に最も近くなる再投入負荷の組合せを選択する。
【００８６】
ステップＳＴ１１：系統安定化装置１０は、出力ケーブル７Ａを通し、ステップ１０で選択した負荷を再投入して、分離系統内の周波数を許容値まで下げる（補正制御）。
【００８７】
ステップＳＴ１２：全ての分離系統処理が完了したと判断して、系統安定化装置１０を定常状態に戻す。
【００８８】
以上のように、本実施の形態では、潮流計算を用いて主制御で遮断した負荷を、潮流計算によって再投入量を潮流計算し、この再投入量にしたがって補正制御で再投入するようにしたので、制御量を極小化することができるとともに、質の高い電力供給ができる。
【００８９】
なお、本実施の形態に係る単独分離系統安定化システムは、上記ステップＳＴ１ないしステップＳＴ１２を実行する手段を系統安定化装置１０が備えているものである。また、上記各ステップの実行手段を系統安定化装置１０と連係させて備えた構成としてもよい。
【００９０】
【発明の効果】
本発明に係る単独分離系統安定化方法によれば、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化方法において、
上記分離系統における系統分離前の情報に基づき、系統分離した分離系統の必要制御量を算出する第１ステップ、
上記系統分離した分離系統に対して制御が必要か否かを判断する第２ステップ、
上記第２ステップにおいて、分離系統に対して制御が必要と判断した場合は、上記第１ステップで算出した必要制御量にしたがって、上記負荷及び発電機の一部または全部を遮断する主制御を実施する第３ステップ、
上記第２ステップにおいて、分離系統に対して制御が必要でないと判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４ステップ、
上記第３ステップにおける主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第５ステップ、
上記第５ステップで計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第６ステップ、
上記第６ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、上記計測した分離系統内の周波数に基づき再投入負荷量を算出し、上記第３ステップで遮断した負荷について、上記算出した再投入負荷量を補正制御で再投入する第７ステップ、
上記第６ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第８ステップ、
を備えたものであるので、新たな発電機遮断を実施する必要がなく、制御量を極小化することができ、質の高い電力供給ができる。
【００９１】
また、上記再投入負荷量は、下記式（３）で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷量とするものであるので、簡単な式で負荷再投入量の算出ができ、計算に対する負荷が軽減できる。
【数１０】
2004072883.tif 000010
【００９２】
また、上記再投入負荷量は、下記式（５）で算出した負荷量を上回り、かつ最小量となる負荷量とするものであるので、負荷遮断等のショックにより負荷脱落が生じた場合にも、その負荷脱落を考慮することができ、より質の高い電力供給ができる。
【数１１】
2004072883.tif 000011
【００９３】
また、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量、または無効電力供給による調相設備の調相制御量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化方法において、
上記系統分離発生後のオンラインデータを用いて分離系統内の負荷の電圧静特性、脱落量を推定し、該推定した負荷の電圧静特性及び脱落量と上記分離系統における系統分離発生前の情報とに基づき、系統分離した分離系統に対して周波数偏差を考慮した潮流計算を実施する第１ステップ、
上記第１ステップにおいて実施した潮流計算の結果、分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第２ステップ、
上記第２ステップにおいて、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、予め想定した負荷遮断パターン（遮断する負荷の組合せ）を優先順位にしたがって実施したと仮定して、潮流計算を実施して、負荷遮断パターンを選択する第３ステップ、
上記第２ステップにおいて、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４ステップ、
上記第３ステップで選択した負荷遮断を、主制御で実施する第５ステップ、
上記第５ステップにおける主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第６ステップ、
上記第６ステップで計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第７ステップ、
上記第７ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、第６ステップで遮断した負荷（フィーダー線）に対して他の負荷との組合せを想定して潮流計算を実施し、故障前周波数に最も近くなる再投入負荷の組合せを選択する第８ステップ、
上記第５ステップで遮断した負荷を、補正制御で上記第８ステップにおいて選択した再投入負荷の組合せを再投入する第９ステップ、
上記第７ステップにおいて、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第１０ステップ、
を備えたものであるので、制御量を極小化することができ、より質の高い電力供給が可能になる。
【００９４】
本発明に係る単独分離系統安定化システムによれば、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化システムにおいて、
上記分離系統における系統分離前の情報に基づき、系統分離した分離系統の必要制御量を算出する第１手段、
上記系統分離した分離系統に対して制御が必要か否かを判断する第２手段、
上記第２手段において、分離系統に対して制御が必要と判断した場合は、上記第１手段で算出した必要制御量にしたがって、上記負荷及び発電機の一部または全部を遮断する主制御を実施する第３手段、
上記第２手段において、分離系統に対して制御が必要でないと判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４手段、
上記第３手段における主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第５手段、
上記第５手段で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第６手段、
上記第６手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていない場合は、上記計測した分離系統内の周波数に基づき再投入負荷量を算出し、上記第３手段で遮断した負荷について、上記算出した再投入負荷量を補正制御で再投入する第７手段、
上記第６手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっている場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第８手段、
を備えたものであるので、新たな発電機遮断を実施する必要がなく、制御量を極小化することができ、質の高い電力供給ができる。
【００９５】
また、電力系統における分離系統の系統分離の発生にともない、該分離系統内の発電機の発電供給量または負荷の負荷量、または無効電力供給による調相設備の調相制御量を系統安定化装置で制御して上記分離系統を安定化する単独分離系統安定化システムにおいて、
上記系統分離発生後のオンラインデータを用いて分離系統内の負荷の電圧静特性、脱落量を推定し、該推定した負荷の電圧静特性及び脱落量と上記分離系統における系統分離発生前の情報とに基づき、系統分離した分離系統に対して周波数偏差を考慮した潮流計算を実施する第１手段、
上記第１手段において実施した潮流計算の結果、分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第２手段、
上記第２手段において、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていないと判断した場合は、予め想定した負荷遮断パターン（遮断する負荷の組合せ）を優先順位にしたがって実施したと仮定して、潮流計算を実施して、負荷遮断パターンを選択する第３手段、
上記第２手段において、潮流計算の結果の分離系統内の周波数が許容値内に収まっていると判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第４手段、
上記第３手段で選択した負荷遮断を、主制御で実施する第５手段、
上記第５手段における主制御の後、一定時間経過後の分離系統内の周波数を計測する第６手段、
上記第６手段で計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっているか否かを判断する第７手段、
上記第７手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていないと判断した場合は、第６手段で遮断した負荷（フィーダー線）に対して他の負荷との組合せを想定して潮流計算を実施し、故障前周波数に最も近くなる再投入負荷の組合せを選択する第８手段、
上記第５手段で遮断した負荷を、補正制御で上記第８手段において選択した再投入負荷の組合せを再投入する第９手段、
上記第７手段において、計測した分離系統内の周波数が許容値内に収まっていると判断した場合は、全ての分離系統の処理が完了したと判断して、上記系統安定化装置を定常運転とする第１０手段、
を備えたものであるので、制御量を極小化することができ、より質の高い電力供給が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分離系統安定化システムの実施の形態１を示す構成図である。
【図２】実施の形態１における、安定化制御の制御論理フローチャートである。
【図３】実施の形態２における、安定化制御の制御論理フローチャートである。
【図４】実施の形態３における、安定化制御の制御論理フローチャートである。
【図５】実施の形態３において用いる、負荷の復帰率と電圧低下値との関係を例示する図である。
【図６】本発明に係る分離系統安定化システムの実施の形態４を示す構成図である。
【図７】実施の形態４における、安定化制御の制御論理フローチャートである。
【図８】従来の分離系統安定化装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１Ａ　主系統母線、１Ｂ　負荷母線、１Ｃ　発電機母線、
２Ａ，２Ｂ　分離系統内送電線、３Ａ〜３Ｈ　遮断器、
４Ａ〜４Ｇ　センサ（変流器）、５Ａ，５Ｂ　センサ（変成器）、
６Ａ〜６Ｇ　入力ケーブル、７Ａ〜７Ｃ　出力ケーブル、８Ａ〜８Ｃ　負荷、
９Ａ〜９Ｃ　発電機、１０　系統安定化装置、１１　調相設備、
１２　中央給電指令所、１３Ａ，１３Ｂ　通信路。
【図１】
2004072883.tif 000014
【図２】
2004072883.tif 000015
【図３】
2004072883.tif 000016
【図４】
2004072883.tif 000017
【図５】
2004072883.tif 000018
【図６】
2004072883.tif 000019
【図７】
2004072883.tif 000020
【図８】
2004072883.tif 000021