(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器を介して系統電源と連系される同期発電機と共に設置される同期発電機用単独運転検出装置において、
前記同期発電機の機械回転周波数または端子電圧周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出器で検出した周波数信号から周波数偏差信号を抽出する周波数変動量演算手段と、
単独運転移行時に発生する前記同期発電機固有の動揺周波数成分であって、Ｍを発電機慣性定数［ｓ］とし、δgovをガバナ調定率［％］とし、ＴMを原動機時定数［ｓ］とする時、（２４）式で求められる最高感度周波数を発振させ、かつ系統に外乱が生じた場合に発生する前記系統電源及び前記同期発電機固有の動揺周波数成分であって、Ｋ1は同期機特性定数とし、ω0を商用角周波数［ｒａｄ／ｓｅｃ］とする時、（１５）式で求められるローカルモード周波数を収束させるように前記周波数偏差信号の位相を調整したものを、制御信号として出力する位相調整手段と、
【数１】
0004631763.tif 000030
【数２】
0004631763.tif 000031
前記制御信号の符号及び大きさを調整する制御量調整手段と、
前記制御量調整手段から出力された制御信号の大きさを制限する制御信号制限手段と、
前記制御信号制限手段から出力された制御信号を前記同期発電機の自動電圧調整回路の電圧指令値に補正信号として加算する手段と、
連系点の周波数変動量が整定値を超えたときに前記同期発電機の単独運転として判定する手段と、
を具備したことを特徴とする同期発電機用単独運転検出装置。
【請求項２】
遮断器を介して系統電源と連系される同期発電機と共に設置される同期発電機用単独運転検出装置において、
前記同期発電機の機械回転周波数または端子電圧周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出器で検出した周波数信号から周波数偏差信号を抽出する周波数変動量演算手段と、
前記周波数偏差信号の位相を調整したものを、制御信号として出力する位相調整手段と、前記制御信号の符号及び大きさを調整する制御量調整手段と、
前記制御量調整手段から出力された制御信号の大きさを制限する制御信号制限手段と、
前記制御信号制限手段から出力された制御信号を前記同期発電機の自動電圧調整回路の電圧指令値に補正信号として加算する手段と、
連系点の周波数変動量が整定値を超えたときに前記同期発電機の単独運転として判定する手段と、を備え、
前記位相調整手段を、
前記同期発電機の角周波数変動から、前記同期発電機用単独運転検出装置を経由し、前記自動電圧調整回路を含む界磁回路の電気トルク変動までの伝達関数において、単独運転移行時に発生する前記同期発電機固有の動揺周波数成分である最高感度周波数の位相が１８０［ｄｅｇ］または−１８０［ｄｅｇ］となるように調整し、かつ連系運転時に系統に外乱が生じた場合に発生する前記系統電源及び前記同期発電機固有の動揺周波数成分であるローカルモード周波数の位相が０［ｄｅｇ］となるように調整したこと、を特徴とする同期発電機用単独運転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は系統に連系される同期発電機に対して、この同期発電機に発生する電力動揺の減衰を早めて安定度を向上させる励磁制御系に適用される電力系統安定化装置を備え、この同期発電機が系統連系中に電力系統から解列して単独運転となるのを検出する電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特別高圧電線路に発電設備（より具体的には同期発電機）を連系する際には、長距離送電線や大容量送電線等の場合は、系統安定度を維持するための措置が講じられており、系統安定度を維持するための具体的な対策として、例えば、特許文献１に開示されているような、同期発電機の励磁制御により電力系統の動態安定度を向上させる電力系統安定化装置（ＰＳＳ：Power System Stabilizer）が使用される場合がある。
【０００３】
また、一方で、特別高圧電線路に発電設備（同期発電機）を連系する際、上位系系統事故時等により連系系統の電源が喪失した時に単独運転が認められない場合があり、単独運転を禁止するための具体的な対策として、例えば、特許文献２に開示されているような、変電所遮断器の遮断信号を専用通信線で伝送し連系用遮断器を動作させる転送遮断装置を設置する場合がある。
【０００４】
さらに、転送遮断装置を用いない対策方法として、例えば、特許文献３及び特許文献４に開示されているような、需要家側で単独運転を検出する単独運転検出装置を設置する方式も周知となっている。
【特許文献１】特開昭５３−６６５１３号公報
【特許文献２】特開昭５６−３８９１８号公報
【特許文献３】特開平７−３１１９７号公報
【特許文献４】特開平１０−１９１５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記背景技術で述べた従来の単独運転検出装置が使用される環境にあっては、例えば、前述の特許文献２に開示されているように、転送遮断装置が、遮断信号の伝送に専用通信線を用いる必要があることから、非常にコスト高のものとなり、また伝送手段や伝送経路を設置する必要から複雑化するという問題点があった。
【０００６】
また、需要家側で単独運転を検出する従来の単独運転検出装置では、例えば、前述の特許文献３に開示されている装置の場合、無効電力変動方式として周期的な微少変動を常時与える方法を採用しているが、この方式では、単独運転の検出を容易にするために変動量を大きくすると、発電機が系統連系している場合には、出力電圧などの変動も大きくなってしまうという問題点があった。
【０００７】
また、前述の特許文献４に開示されている装置の場合、周波数の変動信号を拡大するように制御する方式では、系統連系中の周波数外乱（系統周波数の常時変動、力率用コンデンサの投入・開放、他の発電設備の並列・解列、等）などの単独運転以外の原因による周波数変動も拡大させてしまうため、連系系統の安定度が悪化することが懸念されている。
【０００８】
さらに、前述の特許文献１から特許文献４に開示されている装置に限らず、これまでの単独運転検出装置は、系統安定度を維持する機能を有しないため、単独運転が認められず、なおかつ系統安定度を維持する措置をとる必要がある場合には、別途電力系統安定化装置（ＰＳＳ：Power System Stabilizer）を設置しなければならないので、設置コストが高くなるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、高価な転送遮断システムを設けることなく、系統連系中の同期発電機の単独運転を発電設備側で確実に検知して保護することを可能にすると共に、この同期発電機の励磁制御により、電力系統の動態安定度を向上させる電力系統安定化機能を実現することが可能として、電力系統安定化装置を別途に設置する必要を無くした電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置は、遮断器を介して系統電源と連系される同期発電機と共に設置される同期発電機用単独運転検出装置において、前記同期発電機の機械回転周波数または端子電圧周波数を検出する周波数検出手段と、前記周波数検出器で検出した周波数信号から周波数偏差信号を抽出する周波数変動量演算手段と、単独運転移行時に発生する前記同期発電機固有の動揺周波数成分であって、Ｍを発電機慣性定数［ｓ］とし、δgovをガバナ調定率［％］とし、ＴMを原動機時定数［ｓ］とする時、（２４）式で求められる最高感度周波数を発振させ、かつ系統に外乱が生じた場合に発生する前記系統電源及び前記同期発電機固有の動揺周波数成分であって、Ｋ1は同期機特性定数とし、ω0を商用角周波数［ｒａｄ／ｓｅｃ］とする時、（１５）式で求められるローカルモード周波数を収束させるように前記周波数偏差信号の位相を調整したものを、制御信号として出力する位相調整手段と、
【数２７】
0004631763.tif 000002
【数２８】
0004631763.tif 000003
前記制御信号の符号及び大きさを調整する制御量調整手段と、前記制御量調整手段から出力された制御信号の大きさを制限する制御信号制限手段と、前記制御信号制限手段から出力された制御信号を前記同期発電機の自動電圧調整回路の電圧指令値に補正信号として加算する手段と、連系点の周波数変動量が整定値を超えたときに前記同期発電機の単独運転として判定する手段と、を具備したことを特徴とする電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明の電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置によれば、逆潮有りの条件で連系している同期発電機において、発電機の励磁制御により同期発電機に発生する電力動揺を抑制することで、電力系統の動態安定度を向上させる電力系統安定化機能を実現しているため、電力系統安定化装置の設置を不要にする電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を提供することができる効果がある。
【００１２】
また、高価な転送遮断システムを設けることなく、系統へ流出する有効電力、無効電力が共にゼロ近傍の最も単独運転検出が困難な条件でも、自身の発電設備側において短時間で確実に単独運転を検出して保護することが可能な電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を含む電源系統の全体構成を示す構成図である。
【００１４】
図１に示す電源系統は、無限大電源、上位系、配電用変電所、開放点遮断器、特別高圧電線を経て分散型電源施設に至るものであり、この分散型電源施設には、主要な構成要素である同期発電機の他、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置１（以下、「単独運転検出装置１」と略称する）が設置されている。
【００１５】
単独運転検出装置１は、同期発電機の機械回転周波数（または端子電圧周波数）を検出する周波数検出器１１（周波数検出手段）と、機械回転周波数（または端子電圧周波数）から周波数偏差信号を抽出する周波数変動量演算部１２（周波数変動量演算手段）と、特定の固有周波数（後述する最高感度周波数）成分を発振させ、かつ前記固有周波数成分とは異なる固有周波数（後述するローカルモード周波数）成分を収束させる位相調整部１３（位相調整手段）と、周波数偏差信号が所定値以上になったことを検出する周波数リレー１４（判定手段）と、出力する制御信号の符号（正負）と大きさとを決定する比例ゲイン１５（制御量調整手段）と、前記制御信号の大きさを制限する出力リミッタ１６（制御信号制限手段）と、周波数偏差信号が所定値以上となった状態の経過時間を計測するタイマー１７（判定手段）と、を備えて構成される。
【００１６】
以下、図１を参照し、単独運転検出装置１の各構成要素の動作を説明する。
周波数検出器１１は、同期発電機の機械回転周波数ｆ（または同期発電機の端子電圧周波数）を検出する。
【００１７】
周波数変動量演算部１２は、機械回転周波数ｆ（または同期発電機の端子電圧周波数）から周波数偏差信号Δｆを抽出する。
位相調整部１３は、周波数変動量演算部１２からの周波数偏差信号Δｆを入力し、特定の固有周波数（後述する最高感度周波数）成分を発振させ、かつ前記固有周波数成分とは異なる固有周波数（後述するローカルモード周波数）成分を収束させるように調整されており、比例ゲイン１５及び出力リミッタ１６を介して、周波数偏差信号Δｆから制御信号を生成する。
【００１８】
周波数リレー１４は、周波数偏差信号Δｆが所定の設定値を超えたことを検出する（なお、周波数リレー１４は、周波数検出器１１からの周波数ｆを入力信号とし、そこから周波数変動率ｄｆ／ｄｔを求め、この周波数変動率ｄｆ／ｄｔが所定の設定値を超えたことを検出するように構成することも可能である）。
【００１９】
比例ゲイン１５は、制御信号の符号（正負）及び大きさを調整して出力リミッタ１６に伝達する。
出力リミッタ１６は、制御信号の大きさを制限する。
【００２０】
なお、単独運転検出装置１から出力される前記制御信号は、前記同期発電機の自動電圧調整回路（ＡＶＲ）の電圧指令値に加算される。このように構成することにより、前記同期発電機と単独運転検出装置１との間で、前記制御信号の内、特定の固有周波数（後述する最高感度周波数）成分については正帰還、また別の特定の固有周波数（後述するローカルモード周波数）成分については負帰還されることになる。
【００２１】
タイマー１７は、周波数偏差信号Δｆが所定値以上に達した状態の経過時間を計測し、この経過時間が所定の設定時間以上に達した時に、単独運転検出遮断器トリップ信号を出力する（なお、タイマー１７は、この周波数変動率ｄｆ／ｄｔに基づいて単独運転の検出・判定を行うように構成することも可能である）。
【００２２】
なお、この単独運転検出遮断器トリップ信号は、同期発電機の出力系統に介入する遮断器をトリップさせて、電路を開放させる機能を有する。
図２は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の１例としての動作特性を示す制御ブロック図である。
【００２３】
以下、図２を参照して、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の動作特性を説明する。
単独運転移行時の周波数は、或る固有の周波数で振動する（以下、この周波数を「最高感度周波数」と呼称する）。
【００２４】
単独運転の範囲内にある負荷と、同期発電機の出力とがほぼ釣り合った状態で、同期発電機が単独運転に移行した場合、連系点の電圧と周波数とは殆ど変化しないため、このままでは、周波数リレー１４は、単独運転に移行したことを検出できず、よって、単独運転が継続してしまう。
【００２５】
しかし、ここで、単独運転検出装置１は、単独運転移行時に発生する僅かな最高感度周波数の初期振動を周波数検出器１１により検出して、以下の構成要素により制御信号に変換し、前記同期発電機との間で正帰還させることにより、増幅効果を得て、発電機の単独運転を確実に検出することができる。
【００２６】
しかも、最高感度周波数以外の周波数帯域の入力信号は正帰還しないため、連系時の系統事故等による周波数変動には応答せず、よって、連系中の無効電力（あるいは電圧）の過大変動を発生させることがない同期発電機用単独運転検出装置を実現することができる。
【００２７】
図３は、図１に示した電源系統において、同期発電機が系統連系動作を行っている場合の１例としての線形動作特性を表すブロック図である。但し、同期発電機には制動巻線の効果、電機子抵抗、電機子鎖交磁束の微分、飽和を無視した過渡モデルを採用し、周波数リレー、遮断器等の保護装置、リミッタ等の非線形要素は無視している。
【００２８】
また、Ｍは慣性定数、Ｄは固有制動トルク係数、Ｔ'doはｄ軸開路過渡時定数、Ｗω(s)は単独運転検出装置１のブロック、ＧA(s)はＡＶＲブロック（励磁機も含む）、Δωは角周波数変動、Δδは無限大母線電圧に対する発電機過渡内部電圧の位相角変動、ΔＶtは端子電圧変動、ΔＶrefは電圧設定値変動、ΔＥfdは界磁電圧変動、Δｅ’qは内部電圧変動、ΔＴe（＝ΔＴe1＋ΔＴe2）は電気トルク変動、ΔＴmは機械トルク変動、ｓはラプラス演算子を、それぞれ示している（図４に示す角周波数ωは、周波数ｆと同等と見做して構わない）。
【００２９】
図４は、一機一負荷無限大母線系統の１構成例を示す構成図である。
なお、図３に示すＫ2，Ｋ3，Ｋ6は、それぞれ同期機特性定数であり、図４に示す一機一負荷無限大母線系統の場合は（１）式〜（６）式で求まる。但し、（１）式〜（６）式において、ｅtは端子電圧、Ｅ’qはｘ’ｄ背後電圧、ｅd,ｅqは発電機ｄ，ｑ軸電圧、ｉd,ｉqは発電機ｄ，ｑ軸電流、ｘd,ｘqはｄ軸及びｑ軸同期リアクタンス、ｘ’d はｄ軸過渡リアクタンス、添え字0 ：線形化基準点での値とし、（１）式〜（６）式中の各インピーダンスについては（７）式〜（１２）式で与えられるものとする。
【００３０】
【数１】
0004631763.tif 000004
【００３１】
【数２】
0004631763.tif 000005
【００３２】
【数３】
0004631763.tif 000006
【００３３】
【数４】
0004631763.tif 000007
【００３４】
【数５】
0004631763.tif 000008
【００３５】
【数６】
0004631763.tif 000009
【００３６】
id0：電機子電流d軸成分
iq0：電機子電流q軸成分
ed0：端子電圧d軸成分
eq0：端子電圧q軸成分
et0：端子電圧
xd：d軸同期リアクタンス
xd'：d軸過渡リアクタンス
xq：q軸同期リアクタンス
Eqo'：d軸磁束鎖交数に比例した電圧
なお、（１）式〜（６）式中の各インピーダンスについては（７）式〜（１２）式で与えられる。
【００３７】
【数７】
0004631763.tif 000010
【００３８】
【数８】
0004631763.tif 000011
【００３９】
【数９】
0004631763.tif 000012
【００４０】
【数１０】
0004631763.tif 000013
【００４１】
【数１１】
0004631763.tif 000014
【００４２】
【数１２】
0004631763.tif 000015
【００４３】
E0：無限大母線電圧
δ0：端子電圧−無限大母線電圧間の位相角
図５は、図４に示した一機一負荷無限大母線系統の系統部分をアドミタンスで表現した１例としての回路図である。
【００４４】
図５に示す回路図から、一機一負荷無限大母線系統における系統部分のアドミタンス表現は、（１３）式、（１４）式で与えられる。
【００４５】
【数１３】
0004631763.tif 000016
【００４６】
【数１４】
0004631763.tif 000017
【００４７】
この系統に外乱が生じた場合、そのトルク（電気トルクＴe ）は、送電系統を通って無限大母線に伝わるが、この無限大母線は外乱に対して動じないため、そのトルクはフィードバックされ、一定周期の動揺が発生する。この固有周波数をローカルモード周波数と呼び、（１５）式で表わされる。但し、（１５）式において、Ｍを発電機慣性定数［ｓ］、Ｋ1は一般的な同期機特性定数（特にＫ1を同期化係数と呼ぶ）、ω0を商用角周波数（＝２πｆ0 ）［ｒａｄ／ｓｅｃ］とする。
【００４８】
【数１５】
0004631763.tif 000018
【００４９】
このローカルモード周波数のみを負帰還することで、同期発電機に発生する電力動揺を抑制し安定度を向上させることができる。
今、図４におけるＫ4 のループを無視し、単独運転検出装置１を経由したΔωからΔＴe2までの伝達関数Ｇω(s)を求めると（１６）式及び（１７）式となる。但し、（１７）式において、Ｗω(s)は単独運転検出装置１の伝達関数（補償関数）であり、ＧR(s)はＡＶＲ制御系を含む界磁回路の伝達関数（被補償関数）である。
【００５０】
【数１６】
0004631763.tif 000019
【００５１】
【数１７】
0004631763.tif 000020
【００５２】
図６は、本実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の系統連系動作時の伝達関数を示すブロック図である。
同図に示す単独運転検出装置１を経由したΔωからΔＴe2までの伝達関数において、対象とするローカルモード周波数ＦL［Ｈｚ］の位相が０［ｄｅｇ］になるよう、単独運転検出装置１の位相調整部の制御ブロック定数を調整する。なお、比例ゲイン１５の比例ゲイン及びリミッタ値１６のリミッタ値は、ローカルモード周波数と最高感度周波数における制御効果、及び、他の周波数領域への影響を考慮して設定するものとする。
【００５３】
このように設定することにより、単独運転検出装置１は、ローカルモード周波数に対して正の制動トルクを与えることが可能となり、即ち、系統連系中の同期発電機に発生するローカルモード周波数ＦL［Ｈｚ］の電力動揺に対しては、固有電力動揺周波数（ローカルモード周波数）成分のみを減衰させる負帰還伝達関数を実現することで電力動揺の減衰を早めて安定度を向上させることが可能となる。
（単独運転検出機能の原理と制御定数設定手段）
図７は、図１に示した電源系統において、同期発電機が単独系統に移行した場合（開放点遮断器開放）の１例としての線形動作特性を表すブロック図である。但し、同図において、ＧG0v(s)はガバナブロックである。また、図中のＫ2，Ｋ3，Ｋ6は同期機特性定数であり、（１８）式〜（２３）式で求まる。
【００５４】
【数１８】
0004631763.tif 000021
【００５５】
【数１９】
0004631763.tif 000022
【００５６】
【数２０】
0004631763.tif 000023
【００５７】
ここで、（１８）式〜（２０）式中の各インピーダンスは、ＲL，ＸLを、それぞれ負荷のインピーダンスとすると、（２１）式〜（２３）式で定まる。
【００５８】
【数２１】
0004631763.tif 000024
【００５９】
【数２２】
0004631763.tif 000025
【００６０】
【数２３】
0004631763.tif 000026
【００６１】
なお、単独運転移行時の周波数は、ローカルモード周波数とは異なるある固有の周波数で振動する。この周波数を最高感度周波数と呼び、（２４）式で表すことができる。但し、（２４）式において、Ｍを発電機慣性定数［ｓ］、δgovをガバナ調定率［％］、ＴMを原動機時定数［ｓ］とする。
【００６２】
【数２４】
0004631763.tif 000027
【００６３】
単独運転の範囲内にある負荷と発電機の出力とがほぼ釣り合った状態で単独運転に移行した場合、連系点の電圧ｖ、周波数ｆは殆ど変化しないため、周波数リレー１４が検出できずに単独運転が継続してしまう。しかし、本実施形態の構成により、単独運転移行時に発生する僅かな最高感度周波数の初期振動を、正帰還により増幅することで、発電機の単独運転を確実に検出することができる。
【００６４】
なお、前述のローカルモード周波数と最高感度周波数とは互いに異なる周波数帯であり、ローカルモード周波数だけを負帰還し、最高感度周波数だけを正帰還することで、互いに干渉することなく電力動揺に対してのみ減衰を、単独運転による周波数変動に対してのみ増幅を行うように動作させることができる。
【００６５】
図８は、本実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の単独運転移行時の伝達関数を示すブロック図である。
今、図８において、単独運転検出装置１が単独運転に移行した場合の単独運転検出装置１を経由したΔωからΔＴe までの伝達関数Ｇω(s)を求めると、（２５）式及び（２６）式となる。なお、Ｗω(s)は単独運転検出装置１の伝達関数（補償関数）であり、ＧR(s)はＡＶＲ制御系を含む界磁回路の伝達関数（被補償関数）である。
【００６６】
【数２５】
0004631763.tif 000028
【００６７】
【数２６】
0004631763.tif 000029
【００６８】
図８に示す単独運転検出装置１を経由したΔωからΔＴeまでの伝達関数において、対象とする最高感度周波数ｆS ［Ｈｚ］の位相が１８０［ｄｅｇ］（または−１８０［ｄｅｇ］）になるよう電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の位相調整部の制御ブロック定数を調整する。なお、比例ゲイン、およびリミッタ値は、前述のとおり、ローカルモード周波数と最高感度周波数における制御効果、また他の周波数領域への影響を考慮して設定するものとする。
【００６９】
このように設定することにより、電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置は最高感度周波数に対して負の制動トルクを与えることになり、単独運転移行時に同期発電機に発生する最高感度周波数ｆS［Ｈｚ］の電力動揺に対しては、固有周波数変動（最高感度周波数）成分のみを増大（発振）させる正帰還伝達関数を実現することで単独運転を検出することが可能となる。
【実施例】
【００７０】
図１に示した本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を含む電源系統の構成において、開放点遮断器端で三相地絡事故（０．２［ｓｅｃ］）を発生させた。
【００７１】
図９は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を無効とした場合の、三相地絡事故時における発電機の有効電力波形図である。
【００７２】
また、図１０は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を有効とした場合の、三相地絡事故時における発電機の有効電力波形図である。
【００７３】
図９に示す電力波形では三相短絡事故後、３波程度の動揺が継続しているのに対し、図１０に示す電力波形では三相短絡事故後、２波程度で動揺が収束し、なおかつ電力動揺の波高値も図９と比較して低いものとなっている。このことは、三相短絡事故によるローカルモード周波数の振動が本実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置により、効果的に負帰還されていることを示しており、このことから、本実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置における電力系統安定化機能が有効に動作することが分かる。
【００７４】
次に、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を含む電源系統の構成において、開放点潮流が概ねゼロになるように負荷を調整しておき、開放点の遮断器を無事故で開放した。
【００７５】
図１１は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を無効とし、開放点の遮断器を無事故で開放した場合の周波数の波形図である。
【００７６】
また、図１２は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を有効とし、開放点の遮断器を無事故で開放した場合の周波数の波形図である。
【００７７】
図１１に示す周波数波形では単独運転移行後の周波数が単独運転検出不可能な微小変化で収束してしまっているのに対し、図１２に示す周波数波形では単独運転移行後の周波数変化が増大しており、単独運転移行後の最高感度周波数の振動が電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置により効果的に正帰還されていることを示している。このことから、本実施形態に係る本電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置により、短時間で確実に単独運転の検出が可能であることが分る。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置を含む電源系統の全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の１例としての動作特性を示す制御ブロック図である。
【図３】図１に示した電源系統において、同期発電機が系統連系動作を行っている場合の１例としての線形動作特性を表すブロック図である。
【図４】一機一負荷無限大母線系統の１構成例を示す構成図である。
【図５】図４に示した一機一負荷無限大母線系統の系統部分をアドミタンスで表現した１例としての回路図である。
【図６】本実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の系統連系動作時の伝達関数を示すブロック図である。
【図７】図１に示した電源系統において、同期発電機が単独系統に移行した場合（開放点遮断器開放）の１例としての線形動作特性を表すブロック図である。
【図８】本実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の単独運転移行時の伝達関数を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を無効とした場合の、三相地絡事故時における発電機の有効電力波形図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を有効とした場合の、三相地絡事故時における発電機の有効電力波形図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を無効とし、開放点の遮断器を無事故で開放した場合の周波数の波形図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置の機能を有効とし、開放点の遮断器を無事故で開放した場合の周波数の波形図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  電力安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置
１１  周波数検出器
１２  周波数変動量演算部
１３  移送調整部
１４  周波数リレー
１５  比例ゲイン
１６  出力リミッタ
１７  タイマー
【図１】
0004631763.tif 000032
【図２】
0004631763.tif 000033
【図３】
0004631763.tif 000034
【図４】
0004631763.tif 000035
【図５】
0004631763.tif 000036
【図６】
0004631763.tif 000037
【図７】
0004631763.tif 000038
【図８】
0004631763.tif 000039
【図９】
0004631763.tif 000040
【図１０】
0004631763.tif 000041
【図１１】
0004631763.tif 000042
【図１２】
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