(57)【要約】【課題】最適な過渡安定度維持対策を実施する。【解決手段】電力系統安定化制御方法は、本来の故障除去を行う保護継電装置１０Ａが想定した各種の故障モードに対して予め設定された故障検出量と、予め設定された故障除去個所（遮断個所）を、系統安定化制御装置１０Ｂが行う事前演算ルーチンに取り込みテーブル化しておくことで、故障時の正確な検出電気量及び故障除去個所に基づいた事前演算を実施することができ、また系統安定化制御装置１０Ｂの起動に対しても保護継電装置１０Ａの起動信号をキックとすることで正確なタイミングに制御することができるように、最適な過渡安定度維持対策を実施する。【選択図】　　　　図１
2004112936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力保護継電装置と系統安定化制御装置とを含む電力系統が故障した場合、電力需給バランス回復に向けて、電源遮断、負荷遮断する系統安定化制御方法において、
上記電力保護継電装置は、想定される各種の故障に対して故障除去を行うと共に、予め設定された故障検出値と、予め設定された故障除去個所（遮断個所）を保持ておき、上記系統安定化制御装置は、故障発生前に電力需給バランス（潮流方向及び潮流量）の演算条件に上記故障検出値と上記故障除去箇所を組込むことにより、上記保護継電装置が想定される上記各種の故障に応じた潮流方向及び潮流量に基づく最適な制御量の事前演算を一定周期で行い、上記各種の故障の一つが発生した場合は対応する上記制御量の制御を実施することを特徴とした系統安定化制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の系統安定化制御方法における系統安定化制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場等の受電系統、複数の発電系統とが並列運転している電力系統において、系統若しくは設備の故障が発生した場合に、保護継電装置による故障除去に伴う電力需給バランスの不安定を回復に向けて制御する系統安定化制御方法と系統安定化制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統における異常事象は多種多様であり、電力系統を構成する電気機器が損傷に至らないように、想定されうる専用の保護継電装置（保護継電装置は電力系統で用いられる公知の装置）が設けられている。
それぞれの保護継電装置は、常に実測してある電気量から予め設定された特有の異常電気量を検知して、
その故障モードが健全な系統ヘ拡大しないように即座に切り離すため、それぞれの故障モードに対して故障除去個所（遮断個所）を予め設定している装置である。
【０００３】
図４は例えば特許文献１に示された電力系統安定化制御装置と、保護継電装置を基にした構成図である。
【０００４】
図において、１Ａ〜１Ｃは分離系統内の母線、２Ａ〜２Ｂは分離系統内の送電線、３Ａ〜３Ｊは遮断器、４Ａ〜４Ｈは送電線電流を取り込むためのセンサー（変流器）、５Ａ〜５Ｂは母線電圧を取り込むためのセンサー（変成器）、６Ａ〜６Ｍ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（遮断）及び負荷制限（遮断）の出力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、１０Ａは送電線２Ａ〜２Ｂまたは母線１Ａ〜１Ｃで発生する故障に対して遮断器３Ａ〜３Ｇを遮断することで機器の損傷、故障の系統全体への拡大を防止する保護継電装置、１０Ｂは、送電線２Ａ〜２Ｂまたは母線１Ａ〜１Ｃで発生する故障に対して発電機９Ａ〜９Ｃまたは負荷８Ａ〜８Ｃを遮断することによって、系統内の電力需給バランスの過渡的な不安定を回復させる系統安定化制御装置である。
【０００５】
次に動作について説明する。送電線２Ａの有効電力潮流はセンサー４Ａ，５Ｂを通して得られる電流．電圧データを入力ケーブル６Ｉ、６Ｊによって取り込むことで系統安定化制御装置１０Ｂで常時算出され、例えば送電線２Ａで地絡故障が発生した場合、母線１Ｂの電圧があるー定値以下になったことをキックとして、系統安定化制御装置１０Ｂが想定し得る故障（制御対象故障）に対して事前演算を実施して得られた制御テーブルまたは事後演算によって得られた制御量によって過渡安定度維持対策制御を実施している。
【０００６】
このとき、系統安定化制御装置１０Ｂが想定し得る故障モードは、本来の故障除去を行う保護継電装置１０Ａが予め想定した故障モードとは必ずしも―致しておらず、系統安定化制御装置１０Ｂが想定し得る故障モードは最適な想定とは限らない場合があり系統安定化制御装置１０Ｂの事前演算が有効に使えない場合がある。
また保護継電装置１０Ａは系統安定化制御装置１０Ｂよりも明らかに早く起動するものであるため、系統安定化制御装置１０Ｂの起動キックに使われる異常検出量は正確性に欠け、適切な過渡安定度維持対策が望めない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１‐３５９２４１号公報（第３頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力系統安定化制御装置は以上のように構成されているので、故障検出時のデータを適切に反映した安定化制御量を算出できず、適切な制御量の制御ができない課題がある。
【０００９】
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、過渡安定度維持対策のための制御量の事前演算を実際の故障時の正確な故障モード及び異常電気量に基づいて実施することと、系統化安定装置の起動を正確なタイミングに実施することができる、電力系統安定化制御方法及び電力系統安定化制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）この発明の請求項１に係る電力系統安定化制御方法は、電力保護継電装置と系統安定化制御装置とを含む電力系統が故障した場合、電力需給バランス回復に向けて、電源遮断、負荷遮断する系統安定化制御方法において、
上記電力保護継電装置は、想定される各種の故障に対して故障除去を行うと共に、予め設定された故障検出値と、予め設定された故障除去個所（遮断個所）を保持ておき、上記系統安定化制御装置は、故障発生前に電力需給バランス（潮流方向及び潮流量）の演算条件に上記故障検出値と上記故障除去箇所を組込むことにより、上記保護継電装置が想定される上記各種の故障に応じた潮流方向及び潮流量に基づく最適な制御量の事前演算を一定周期で行い、上記各種の故障の一つが発生した場合は対応する上記制御量の制御を実施するものである。
【００１１】
（２）この発明の請求項２に係る電力系統安定化制御装置は、上記（１）項記載の系統安定化制御方法における系統安定化制御装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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制御方法のシステムを示す構成図であり、図において、１Ａ〜１Ｃは分離系統内の母線、２Ａ〜２Ｂは分離系統内の送電線、３Ａ〜３Ｊは遮断器、４Ａ〜４Ｈは送電線電流を取り込むためのセンサー（変流器）、５Ａ〜５Ｂは母線電圧を取り込むためのセンサー（変成器）、６Ａ〜６Ｍ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（遮断）及び負荷制限（遮断）の出力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、１０Ａは送電線２Ａ〜２Ｂまたは母線１Ａ〜１Ｃで発生する故障に対して遮断器３Ａ〜３Ｇを遮断することで機器の損傷、故障の系統全体への拡大を防止する保護継電装置、１０Ｂは、送電線２Ａ〜２Ｂまたは母線１Ａ〜１Ｃで発生する故障に対して発電機９Ａ〜９Ｃまたは負荷８Ａ〜８ｃを遮断することによって、系統内の電力需給バランスの過渡的な不安定を回復させる系統安定化制御装置である。１１は、保護継電装置１０Ａが想定した故障モードを検出した場合の起動信号を、系統安定化制御装置１０Ｂに取り込むための入力ケーブルである。
【００１３】
次に動作について説明する。送電線２Ａの有効電力潮流はセンサー４Ａ、５Ｂを通して得られる電流、電圧データを入力ケーブル６Ｉ、６Ｊによって取り込むことで系統安定化制御装置１０Ｂで常時算出される。例えば送電線２Ａで地絡故障が発生した場合、保護継電装置１０Ａの起動信号をキックとして系統安定化制御装置１０Ｂは図２に示したフローチャートに従って安定化制御が起動される。
【００１４】
つまり、ステップＳＴ１では遮断器３Ａ〜３Ｊ、センサー４Ａ〜４Ｈ、５Ａ〜５Ｂを通じて系統構成や各母線電圧、発電量、負荷量などを入力ケーブル６Ｇ〜６Ｌによって系統安定化制御装置１０Ｂは取り込み、常時系統状態の模擬、及び潮流計算を実施して、事前演算の制御量をテ―ブル化しておく。（このステップＳＴ１の動作は周期的に繰り返され、例えば５０ｍｓ毎に繰り返される。）
【００１５】
そして、実際に故障が発生した場合は、ステップＳＴ２において系統安定化制御装置１０Ｂよりも早く動作する保護継電装置１０Ａの故障検出信号を入力ケーブル１１から取り込み、それをキックとしてステップＳＴ３〜ＳＴ７に従って系統安定化制御装置１０Ｂは、起動して事前演算で得られた制御量に従って制御を実施する。
【００１６】
以上のように、この実施の形態１によれば、本来の故障除去を行う保護継電装置１０Ａの故障検出信号を系統安定化制御装置１０Ｂの起動キックに用いることで正確なタイミングに制御することができるため、より正確な制御を実施できる効果がある。
【００１７】
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、系統安定化制御装置１０Ｂの起動タイミングを保護継電装置１０Ａの動作と協調を図るように実施したが、更に、本来の故障除去を行う保護継電装置１０Ａが想定した全ての（各種の）故障モードに対して予め設定された故障検出量と、予め設定された故障除去個所（遮断個所）を、系統安定化制御装置１０Ｂが行う事前演算ルーチンに取り込みテーブル化しておけば、故障時の正確な検出電気量及び故障除去個所に基づいた事前演算を実施することができ、より最適な制御が実施できる。
図１は、この発明の実施の形態２による電力系統安定化制御方法のシステムを示す構成図で、実施の形態１の構成と同一の図面である。
【００１８】
次に動作について説明する。送電線２Ａの有効電力潮流はセンサー４Ａ、５Ｂを通して得られる電流、電圧データを入力ケーブル６Ｉ、６Ｊによって取り込むことで系統安定化制御装置１０Ｂで常時算出される。例えば送電線２Ａで地絡故障が発生した場合、保護継電装置１０Ａの起動信号をキックとして系統安定化制御装置１０Ｂは図３に示したフローチャートに従って安定化制御が起動される。
【００１９】
つまり、ステップＳＴ１では遮断器３〜３Ｊ、センサー４Ａ〜４Ｈ，５Ａ〜５Ｂを通じて系統構成や各母線電圧、発電量、負荷量などを入力ケーブル６Ｇ〜６Ｌによって系統安定化制御装置１０Ｂは取り込み、常時系統状態の模擬、及び潮流計算を実施し、制御量を一定周期にテーブル化しておく。ここで、系統安定化制御装置１０Ｂが行う事前演算ルーチンには、本来の故障除去を行う保護継電装置１０Ａが想定した全ての故障モードに対して予め設定された故障検出量と、予め設定された故障除去個所（遮断個所）が、系統安定化制御装置１０Ｂが行う演算条件として組み込んでいるため、故障時の状態推定、潮流計算、安定度計算の事前演算がより正確なものとすることができる。（ここでも実施の形態１と同じくステップＳＴ１の動作は周期的に繰り返される。）
【００２０】
そして、実際に故障が発生した場合は、ステップＳＴ２において保護継電装置１０Ａから入力する故障検出信号をキックとして、ステップＳＴ３〜ＳＴ７に従って系統安定化制御装置１０Ｂは、起動して事前演算で得られた制御量に従って制御を実施する。
【００２１】
以上のように、この実施の形態２によれば、本来の故障除去を行う保護継電装置１０Ａが想定した全ての故障モードに対して予め設定された故障検出量と、予め設定された故障除去個所（遮断個所）を、系統安定化制御装置１０Ｂが行う事前演算ルーチンに取り込みテーブル化しておくことで、故障時の正確な検出電気量及び故障除去個所に基づいた事前演算を実施することができ、より最適な制御が実施できるような効果がある。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１の系統安定化制御方法または請求項２の系統安定化制御装置によれば、本来の故障除去を行う保護継電装置が想定した各種の故障モードに対して予め設定された故障検出量と、予め設定された故障除去個所（遮断個所）を、系統安定化制御装置が一定周期で行う事前演算に取り込んで制御量を算出しておき、上記各種の故障モードの一つが発生した場合は、対応する上記制御量で制御を実施するので、より最適な安定度維持対策を実施する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１および実施の形態２による電力系統安定化制御方法のシステム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制御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２による電力系統安定化制御方法を示すフローチャートである。
【図４】従来の電力系統安定化制御方法のシステムを示す構成図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｃ　分離系統内の母線、　　　２Ａ〜２Ｂ　分離系統内の送電線、
３Ａ〜３Ｊ　遮断器、　　　　　　　　４Ａ〜４Ｈ　センサー（変流器）、
５Ａ〜５Ｂ　センサー（変成器）、　　６Ａ〜６Ｍ　入力ケ―ブル、
７Ａ〜７Ｃ　出力ケ―ブル、　　　　　８Ａ〜８Ｃ　分離系統内の負荷、
９Ａ〜９Ｃ　分離系統内の発電機、　１０Ａ　保護継電装置、
１０Ｂ　系統安定化制御装置、　　　１１　入力ケ―ブル
【図１】
2004112936.tif 000003
【図２】
2004112936.tif 000004
【図３】
2004112936.tif 000005
【図４】
2004112936.tif 000006