(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を対象線路として指定する線路指定手段と、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定する監視対象母線設定手段とを備え、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出する無効電力ロス算出手段と、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出する余裕量算出手段と、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価する電圧安定度評価手段とを有することを特徴とする電圧安定度評価装置。
【請求項２】
前記電力系統の実際の接続状態である実接続状態と実際の潮流状態である実潮流状態とを所定のタイミングで収集して格納する情報収集手段と、前記電力系統の潮流計算を行なう潮流計算手段と、電力系統を構成する発電機の定格を格納する定格記憶手段とを備え、前記無効電力ロス算出手段は、前記送電停止後の潮流状態である送電停止後潮流状態を潮流計算手段によって計算し、前記監視対象母線への実潮流状態と送電停止後潮流状態とにおけるそれぞれの無効電力到達量から無効電力ロス増加分を算出するものであり、前記余裕量算出手段は、発電機の定格と実潮流状態とを用いて発電機毎の無効電力可能出力量を算出し、前記送電停止後の電力系統において前記監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力を増加した場合の潮流状態を潮流計算手段によって計算して発電機毎の無効電力増加量を求め、前記無効電力可能出力量と前記無効電力増加量とを用いて前記余裕量を算出することを特徴とする請求項１に記載の電圧安定度評価装置。
【請求項３】
電圧安定度の余裕量を表示する表示手段を備え、前記電圧安定度評価手段は、前記余裕量と前記無効電力ロス増加量との差を電圧安定度の余裕量として前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電圧安定度評価装置。
【請求項４】
前記余裕量算出手段は、発電機毎に前記無効電力可能出力量を前記無効電力増加量で除した値を求め、その値の最も小さい発電機に関して前記余裕量を算出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電圧安定度評価装置。
【請求項５】
電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を指定し、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定し、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出し、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出し、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価することを特徴とする電圧安定度評価方法。
【請求項６】
電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を指定し、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定し、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出し、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出し、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価することを特徴とする電圧安定度評価プログラム。
【請求項７】
電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を指定し、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定し、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出し、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出し、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価することを特徴とする電圧安定度評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の電圧安定度を評価する電圧安定度評価技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統における需給制御の最大の目的は、電圧及び周波数の安定した良好な品質の電力を安定的に供給することにある。そのうち、電圧の変化は電気機器の故障または誤動作の原因となるため極めて重要な品質要素である。電力系統の電圧を安定して運用するためには、電力系統を構成する線路の送電停止事故等が原因で発生する電圧不安定現象を予め定量的に把握する必要があり、従来から種々の電圧安定度評価方法が提案されている。
【０００３】
電圧安定度評価方法は、母線単位で評価するものと系統全体で評価するものとに大別される。一方、所定の電圧を維持するための制御操作は、調相設備や変圧器タップの操作によって無効電力を変更するものであって、系統内の局所（電圧の変化した、または、変化する可能性のある線路の近傍に位置する発電所または変電所）で実施される。従って、従来の電圧安定度評価方法の内、系統全体で評価するものは、電圧の変化した、または、変化する可能性のある線路が特定されないため、前記制御操作が明確とはならず、実用的上、一定の限界がある。
【０００４】
また、電圧安定度評価方法の内、母線単位で評価するものであっても、Ｐ−Ｖカーブ（負荷Ｐを変化させたときの受電電圧Ｖをプロットした曲線）における限界電力を算出する等の方法は、計算時間が膨大であり、オンラインで電圧安定度を評価する方法としては不適である。他の方法も、安定性を評価するための判断基準が不明確であり、実用に供さないものが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
更に、従来の電圧安定度評価方法は、系統内にある発電機の無効電力出力の限界（定格）を考慮していないため、実用的ではない。つまり、従来の電圧安定度評価方法は、計算時間が膨大であるためにオンラインで評価することが不可能であるか、または、種々の理由から実用的ではないものであった。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、オンラインで評価可能であり、且つ、実用的な電圧安定度評価装置、電圧安定度評価方法、電圧安定度評価プログラム、電圧安定度評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の電圧安定度評価装置は、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を対象線路として指定する線路指定手段と、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定する監視対象母線設定手段とを備え、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出する無効電力ロス算出手段と、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出する余裕量算出手段と、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価する電圧安定度評価手段とを有することを特徴としている。
【０００８】
請求項５に記載の電圧安定度評価方法は、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を指定し、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定し、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出し、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出し、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価することを特徴としている。
【０００９】
請求項６に記載の電圧安定度評価プログラムは、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を指定し、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定し、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出し、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出し、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価することを特徴としている。
【００１０】
請求項７に記載の電圧安定度評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を指定し、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定し、前記対象線路の送電停止の前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出し、前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出し、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度を評価することを特徴とする電圧安定度評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１１】
上記の発明によれば、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路が指定され、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定されると、指定された対象線路に対して送電停止が想定され、この前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量が算出され、さらに前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量が算出される。そして、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度が評価される。従って、処理が比較的簡単であるため、オンラインでの電圧安定度の評価が可能となり、且つ、判断基準が明確である等の理由から、実用的な電圧安定度の評価が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の電圧安定度評価装置は、前記電力系統の実際の接続状態である実接続状態と実際の潮流状態である実潮流状態とを所定のタイミングで収集して格納する情報収集手段と、前記電力系統の潮流計算を行なう潮流計算手段と、電力系統を構成する発電機の定格を格納する定格記憶手段とを備え、前記無効電力ロス算出手段が、前記送電停止後の潮流状態である送電停止後潮流状態を潮流計算手段によって計算し、前記監視対象母線への実潮流状態と送電停止後潮流状態とにおけるそれぞれの無効電力到達量から無効電力ロス増加分を算出するものであり、前記余裕量算出手段が、発電機の定格と実潮流状態とを用いて発電機毎の無効電力可能出力量を算出し、前記送電停止後の電力系統において前記監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力を増加した場合の潮流状態を潮流計算手段によって計算して発電機毎の無効電力増加量を求め、前記無効電力可能出力量と前記無効電力増加量とを用いて前記余裕量を算出することを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、情報収集手段によって電力系統の実際の接続状態である実接続状態と実際の潮流状態である実潮流状態とが所定のタイミングで収集されて格納されており、定格記憶手段によって電力系統を構成する発電機の定格が格納されている。そして、無効電力ロス算出手段によって、前記送電停止後の潮流状態である送電停止後潮流状態が潮流計算手段を用いて計算され、前記監視対象母線への実潮流状態と送電停止後潮流状態とにおけるそれぞれの無効電力到達量から無効電力ロス増加分が算出される。さらに、余裕量算出手段によって、発電機の定格と実潮流状態とを用いて発電機毎の無効電力可能出力量が算出され、送電停止後の電力系統において監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力を増加した場合の潮流状態が潮流計算手段を用いて計算されて、発電機毎の無効電力増加量が求められて、無効電力可能出力量と無効電力増加量とを用いて余裕量が算出される。従って、無効電力ロス増加分と余裕量とが効率的に算出され、請求項１に記載の電圧安定度評価装置が効率的に実現される。
【００１４】
請求項３に記載の電圧安定度評価装置は、電圧安定度の余裕量を表示する表示手段を備え、前記電圧安定度評価手段が、前記余裕量と前記無効電力ロス増加量との差を電圧安定度の余裕量として前記表示手段に表示することを特徴としている。上記の構成によれば、電圧安定度評価手段によって、余裕量と無効電力ロス増加量との差が電圧安定度の余裕量として表示手段に表示されるため、安定度の余裕量が定量的に把握できる。
【００１５】
請求項４に記載の電圧安定度評価装置は、前記余裕量算出手段が、発電機毎に前記無効電力可能出力量を前記無効電力増加量で除した値を求め、その値の最も小さい発電機に関して前記余裕量を算出することを特徴としている。上記の構成によれば、余裕量算出手段によって、発電機毎に無効電力可能出力量を無効電力増加量で除した値が求められ、その値の最も小さい発電機に関して余裕量が算出されるため、最も厳しい評価を行い得る電圧安定度評価装置が実現される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の電圧安定度評価装置の構成図である。電圧安定度評価装置１は、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を対象線路として指定する線路指定部３０と、電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定する監視対象母線設定部３１と、電力系統の潮流計算を行なう潮流計算部４０と、電力系統を構成する発電機の定格を格納する定格記憶部４１と、電力系統の実際の接続状態である実接続状態と実際の潮流状態である実潮流状態とを所定のタイミングで収集して格納する情報収集部１０と、線路指定部３０によって指定された対象線路に対して送電停止を想定し、その前後における潮流変化に伴う監視対象母線設定部３１によって設定された監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量を算出する無効電力ロス算出部２０と、線路指定部３０によって指定された対象線路の送電停止後の電力系統における監視対象母線設定部３１によって設定された監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量を算出する余裕量算出部２１と、無効電力ロス算出部２０によって算出された無効電力ロス増加量と余裕量算出部２１によって算出された余裕量とを比較して電圧安定度を評価する電圧安定度評価部２２と、電圧安定度の余裕量を表示する表示部５０とを備えている。
【００１７】
線路指定部３０は、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路を、送電停止を想定する対象線路として指定するものである。例えば、電力系統図をコンピュータ上に再現して、モニタに表示し、オペレータが対象線路をマウス等のポインティングデバイスで指定することによって対象線路の指定を行うものである。あるいは、予め対象線路を記憶しておく形態でもよい。また、対象線路の指定は、電圧安定度の評価を実施する度にオペレータが指定する形態でもよいし、必要に応じてオペレータが指定する形態でもよいし、予め送電停止の想定される複数の線路を対象線路として記憶しておき、それぞれの線路を対象線路として指定して電圧安定度の評価を記憶された対象線路の数に対応する回数だけ実施する形態でもよい。
【００１８】
監視対象母線設定部３１は、電力系統を構成する母線の中から少なくとも１つの母線を電圧安定度の評価を実施する対象の母線である監視対象母線として設定するものである。例えば、電力系統図をコンピュータ上に再現して、モニタに表示し、オペレータが監視対象母線をマウス等のポインティングデバイスで設定することによって監視対象母線の設定を行うものである。あるいは、予め監視対象母線を記憶しておく形態でもよい。また、監視対象母線の設定は、電圧安定度の評価を実施する度にオペレータが設定する形態でもよいし、必要に応じてオペレータが設定する形態でもよいし、予め監視が必要であると想定される複数の線路を監視対象母線として記憶しておき、それぞれの線路を監視対象母線として指定して電圧安定度の評価を記憶された監視対象母線の数に対応する回数だけ実施する形態でもよい。
【００１９】
潮流計算部４０は、電力系統の電力方程式をＰＶ指定で解くことによって潮流計算を行なうものである。具体的には、電力方程式に、図２に示す図表の○印の要素を入力項目として与えて、図２に示す図表の●印の要素を出力するものである。つまり、入力項目は、発電機の有効電力出力・端子電圧と、変電所の遮断機の開閉・断路器の開閉・負荷の有効電力・負荷の無効電力・調相設備の運転条件・変圧器のタップの条件とであり、出力項目は、発電機の無効電力出力と、線路の送電端有効電力潮流・受電端有効電力潮流・送電端無効電力潮流・受電端無効電力潮流と、変電所の母線電圧とである。
【００２０】
定格記憶部４１は、電力系統を構成する発電機毎に少なくとも定格容量と定格力率とを格納するものである。定格記憶部４１の記録媒体としては、ＲＡＭを用いてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ等のＲＯＭを用いてもよい。
【００２１】
情報収集部１０は、電力系統の実際の接続状態である実接続状態と実際の潮流状態である実潮流状態とを電力系統内に配設された電圧計・電流計等の各種センサから所定のタイミングで収集して図略の記録媒体内に格納するものである。ここで、電力系統の接続状態は、線路の送電可否状態と、発電所及び変電所の運転停止状態と、変電所の遮断機の開閉・断路器の開閉・調相設備の運転条件・変圧器のタップの条件とを含むものである。また、電力系統の潮流状態は、発電機の有効電力出力・無効電力出力・端子電圧と、変電所の母線電圧・負荷の有効電力・負荷の無効電力と、線路の送電端有効電力潮流・受電端有効電力潮流・送電端無効電力潮流・受電端無効電力潮流とを含むものである。
【００２２】
無効電力ロス算出部２０は、線路指定部３０によって指定された対象線路の送電停止後の潮流状態である送電停止後潮流状態を潮流計算部４０によって計算し、監視対象母線設定部３１によって設定された監視対象母線への実潮流状態と送電停止後潮流状態とにおけるそれぞれの無効電力到達量から無効電力ロス増加量ΔＱLを算出するものである。無効電力ロス増加量ΔＱLは、実潮流状態における監視対象母線への無効電力到達量から送電停止後潮流状態における監視対象母線への無効電力到達量を減じることによって得られる。
【００２３】
余裕量算出部２１は、定格記憶部４１に格納されている発電機の定格と、情報収集部１０によって収集し格納された実潮流状態とを読み出して、発電機毎の無効電力可能出力量ΔＱMiを算出し、線路指定部３０によって指定された対象線路の送電停止後の電力系統において監視対象母線設定部３１によって設定された監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力ΔＱを増加した場合の潮流状態を潮流計算部４０によって計算して発電機毎の無効電力増加量ΔＱGiを求め、無効電力可能出力量ΔＱMiと無効電力増加量ΔＱGiとを用いて監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量ΔＱSを算出するものである。ここで、電圧安定度を評価する対象の電力系統にはＮ個の発電機が含まれており、各発電機には一連番号が付されており、無効電力可能出力量ΔＱMi及び無効電力増加量ΔＱGi添え字のiは、発電機の一連番号を表している。すなわち、ｉは１からＮまでの整数である。
【００２４】
図３は、発電機の無効電力可能出力量ΔＱMiの計算方法を説明するための図である。図３の横軸は発電機の有効電力出力であり、縦軸は無効電力出力である。また、原点を中心とする半円の半径は発電機の定格容量であり、原点を通る点線は定格力率を表している。図中の×印は、実潮流状態での当該発電機の有効電力出力と無効電力出力とを座標上にプロットしたポイント（運転ポイントという）である。図中の両矢印の座標上における長さが当該発電機の無効電力可能出力量ΔＱMiである。
【００２５】
図４は、発電機の無効電力増加量ΔＱGiの計算方法を説明するための図である。図４の横軸は発電機の有効電力出力であり、縦軸は無効電力出力である。また、原点を中心とする半円の半径は発電機の定格容量であり、原点を通る点線は定格力率を表している。図中の×印は、実潮流状態での運転ポイントであり、●印は監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力ΔＱを増加した場合の潮流状態での運転ポイントである。図中の両矢印の座標上における長さが当該発電機の無効電力増加量ΔＱGiである。すなわち、実潮流状態での運転ポイントと監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力ΔＱを増加した場合の潮流状態での運転ポイントとの無効電力出力の差が無効電力増加量ΔＱGiである。
【００２６】
つぎに、余裕量ΔＱSの算出方法について説明する。ここでは、最も厳しい評価を行なうものとし、発電機毎に無効電力可能出力量ΔＱMiを無効電力増加量ΔＱGiで除した値を求め、その値の最も小さい発電機に関して余裕量ΔＱSを算出する。具体的には、ΔＱS＝ＭＩＮ（ΔＱMi／ΔＱGi）×ΔＱとして余裕量ΔＱSを算出する。ここで、ＭＩＮ（ΔＱMi／ΔＱGi）は、全ての発電機に関する無効電力可能出力量ΔＱMiを無効電力増加量ΔＱGiで除した値のうちの最小値である。
【００２７】
電圧安定度評価部２２は、無効電力ロス算出部２０によって算出された無効電力ロス増加量ΔＱLと余裕量算出部２１によって算出された余裕量ΔＱSとを比較して、後者が前者より大きい場合には電力系統が安定であると評価し、そうでない場合には不安定であると評価し、後者から前者を減じた値を電圧安定度の余裕量として算出して表示部５０に出力するものである。
【００２８】
表示部５０は、電圧安定度評価部２２によって算出された電力系統の電圧安定度の余裕量（ΔＱS−ΔＱL）を表示するものである。表示部５０は、ＣＲＴ・液晶等で構成されるモニタである。
【００２９】
図５は、本発明の電圧安定度評価装置による処理のフローチャートである。ここでは、予め、線路指定部３０によって電力系統を構成する線路の中から１つの線路が送電停止を想定する対象線路として指定されており、監視対象母線設定部３１によって電力系統を構成する母線の中から１つの母線が電圧安定度の評価を実施する対象の母線である監視対象母線として設定されており、定格記憶部４１には、電力系統を構成する発電機毎に少なくとも定格容量と定格力率とが格納されているものとする。
【００３０】
まず、情報収集部１０によって、電力系統の実際の接続状態である実接続状態と実際の潮流状態である実潮流状態とを電力系統内に配設された電圧機・電流機等の各種センサから収集されて図略の記録媒体内に格納される（Ｓ１）。つぎに、無効電力ロス算出部２０によって以下の処理が行われる。線路指定部３０によって指定された対象線路の送電停止後の潮流状態である送電停止後潮流状態が潮流計算部４０を用いて計算される（Ｓ３）。次いで、監視対象母線設定部３１によって設定された監視対象母線への実潮流状態と送電停止後潮流状態とにおけるそれぞれの無効電力到達量から無効電力ロス増加量ΔＱLが算出される（Ｓ５）。
【００３１】
つぎに、余裕量算出部２１によって以下の処理が行われる。定格記憶部４１に格納されている発電機の定格と、情報収集部１０によって収集し格納された実潮流状態とが読み出されて、発電機毎の無効電力可能出力量ΔＱMiが算出される（Ｓ７）。次いで、線路指定部３０によって指定された対象線路の送電停止後の電力系統において監視対象母線設定部３１によって設定された監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力ΔＱを増加した場合の潮流状態が潮流計算部４０を用いて計算され、発電機毎の無効電力増加量ΔＱGiが求められる（Ｓ９）。そして、無効電力可能出力量ΔＱMiと無効電力増加量ΔＱGiとを用いて監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量ΔＱSが算出される（Ｓ１１）。
【００３２】
つぎに、電圧安定度評価部２２によって、余裕量ΔＱSが無効電力ロス増加量ΔＱLより大きいか否かの判定が行われる（Ｓ１５）。余裕量ΔＱSが無効電力ロス増加量ΔＱLより大きい場合には、電力系統が安定であると判定され、表示部５０に電力系統の電圧安定度の余裕量（ΔＱS−ΔＱL）が表示される（Ｓ１７）。余裕量ΔＱSが無効電力ロス増加量ΔＱL以下である場合には、電力系統が不安定であると判定される（Ｓ１９）。
【００３３】
図６は、本発明の電圧安定度評価装置によって電圧安定度が評価される電力系統の電力系統図の一例である。電力系統は、１３機の発電機Ｇ１〜Ｇ１３と、１３箇所の変電所Ｍ１〜Ｍ１３と、３つの電力会社（Ａ社〜Ｃ社）と、それらを結合する線路から構成されている。ここでは、Ｂの線路が対象線路として指定され、Ａの変電所Ｍ４が監視対象母線として設定される場合について電圧安定度を評価するものとする。
【００３４】
図７は、図６で示した電力系統に対して本発明の電圧安定度評価装置が適用されて、電圧安定度が評価された結果の一例を示す図表である。ただし、無効電力ロス算出部２０によって算出された無効電力ロス増加量ΔＱLは、０．９８０ＰＵであり、無効電力増加量ΔＱGiを求める際に使用する監視対象母線の無効電力に加算する所定量の無効電力ΔＱは０．１ＰＵであるものとする。図７は、発電機の記号Ｇ１〜Ｇ１３と、それぞれに対応する最大無効電力出力と、余裕量算出部２１によって算出された無効電力可能出力量ΔＱMiと無効電力増加量ΔＱGiとΔＱMi／ＱGiとを示している。発電機Ｇ５のΔＱMi／ΔＱGiが最小値１７．２６であるので、これにΔＱ（＝０．１ＰＵ）を乗じた１．７２６ＰＵが余裕量ΔＱSの値である。従って、この場合には、ΔＱS＞ΔＱLであるため電力系統は安定であると評価され、表示部５０に電力系統の電圧安定度の余裕量０．７４６ＰＵが表示される。
【００３５】
なお、本発明は以下の態様をとることができる。
（Ａ）本実施形態では、対象線路と監視対象母線とが予め指定または設定されている場合について説明したが、電力系統の電圧安定度を評価する度に設定する形態でもよい。この場合には、電力系統の電圧安定度を評価する度に、オペレータの所望する対象線路と監視対象母線とを指定または設定することが可能になる。
（Ｂ）本実施形態では、対象線路と監視対象母線とがそれぞれ１箇所指定または設定される場合について説明したが、それぞれ２箇所以上指定または設定される形態でもよい。この場合には、種々の条件での電力系統の電圧安定度の評価が可能となる。
（Ｃ）本実施形態では、情報収集部１０によって実接続状態と実潮流状態とが収集される度に、電力系統の安定度を評価する場合について説明したが、予め設定されたまたは所定のタイミングで電力系統の安定度を評価する形態でもよい。この場合には、過去の実績または実潮流状態から系統の安定度を評価するタイミングを決定して、計算機の負荷を軽減することが可能となる。
（Ｄ）本実施形態では、表示部５０に電力系統の電圧安定度の余裕量が表示される場合について説明したが、電圧安定度の余裕量が所定の値以下となった時点で警報を発する形態でもよいし、監視対象母線に対して予め設定された系統操作を指令する形態でもよい。前者の場合には、オペレータが表示部５０に電力系統の電圧安定度の余裕量を監視する作業の負荷が軽減され、後者の場合には、更にオペレータが監視対象母線に対して系統操作を指令する作業の負荷が軽減される。
（Ｅ）本実施形態では、情報収集部１０によって収集され格納される実接続状態と実潮流状態とが電圧安定度の評価において使用される場合について説明したが、実接続状態と実潮流状態とを長期間に渡って格納して分析することによって電圧安定度の不安定となり易い母線と時間帯とを見出して、電力系統の電圧安定のための対策の立案に供する形態でもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１、５、６、７に記載の発明によれば、電力系統を構成する線路の少なくとも１つの線路が指定され、前記電力系統を構成する母線の少なくとも１つの母線を監視の対象とする母線である監視対象母線として設定されると、指定された対象線路に対して送電停止が想定され、この前後における潮流変化に伴う前記監視対象母線への無効電力到達量の変化分である無効電力ロス増加量が算出され、さらに前記送電停止後の電力系統における監視対象母線の無効電力の変化に対して電力系統を構成する発電機から供給し得る無効電力の余裕量が算出される。そして、前記無効電力ロス増加量と前記余裕量とを比較して電圧安定度が評価される。従って、処理が比較的簡単であるため、オンラインでの電圧安定度の評価が可能となり、且つ、判断基準が明確である等の理由から、実用的な電圧安定度の評価が可能となる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、情報収集手段によって電力系統の実際の接続状態である実接続状態と実際の潮流状態である実潮流状態とが所定のタイミングで収集されて格納されており、定格記憶手段によって電力系統を構成する発電機の定格が格納されている。そして、無効電力ロス算出手段によって、前記送電停止後の潮流状態である送電停止後潮流状態が潮流計算手段を用いて計算され、前記監視対象母線への実潮流状態と送電停止後潮流状態とにおけるそれぞれの無効電力到達量から無効電力ロス増加分が算出される。さらに、余裕量算出手段によって、発電機の定格と実潮流状態とを用いて発電機毎の無効電力可能出力量が算出され、送電停止後の電力系統において監視対象母線の実潮流状態での無効電力に所定量の無効電力を増加した場合の潮流状態が潮流計算手段を用いて計算されて、発電機毎の無効電力増加量が求められて、無効電力可能出力量と無効電力増加量とを用いて余裕量が算出される。従って、無効電力ロス増加分と余裕量とが効率的に算出され、請求項１に記載の電圧安定度評価装置が効率的に実現される。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、電圧安定度評価手段によって、余裕量と無効電力ロス増加量との差が電圧安定度の余裕量として表示手段に表示されるため、安定度の余裕量が定量的に把握できる。請求項４に記載の発明によれば、余裕量算出手段によって、発電機毎に無効電力可能出力量を無効電力増加量で除した値が求められ、その値の最も小さい発電機に関して余裕量が算出されるため、最も厳しい評価を行う電圧安定度評価装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電圧安定度評価装置の構成図である。
【図２】  潮流計算の入力条件と出力項目とを示す図表である。
【図３】  発電機の無効電力可能出力量の計算方法を説明するための図である。
【図４】  発電機の無効電力増加量の計算方法を説明するための図である。
【図５】  本発明の電圧安定度評価装置による処理のフローチャートである。
【図６】  本発明の電圧安定度評価装置によって電圧安定度が評価される電力系統の電力系統図の一例である。
【図７】  本発明の電圧安定度評価装置が適用されて、電圧安定度が評価された結果の一例を示す図表である。
【符号の説明】
１  電圧安定度評価装置
１０  情報収集部（情報収集手段）
２０  無効電力ロス算出部（無効電力ロス算出手段）
２１  余裕量算出部（余裕量算出手段）
２２  電圧安定度評価部（電圧安定度評価手段）
３０  線路指定部（線路指定手段）
３１  監視母線設定部（監視母線設定手段）
４０  潮流計算部（潮流計算手段）
４１  定格記憶部（定格記憶手段）
５０  表示部（表示手段）
【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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