(57)【要約】【課題】コンデンサとＳＶＣとによって系統安定化制御を行う系統安定化制御方式においてはＳＶＣ容量が大きくならないようにする必要がある。【解決手段】遮断器４を介してコンデンサ７が母線１に接続される電力系統の電圧変動に応じて無効電力補償装置１１により無効電力を制御する系統安定化方式において、上記母線電圧が低下したときは上記遮断器４を介してコンデンサ７を投入して上記無効電力補償装置１１による進みの補償無効電力量を抑制し、上記母線電圧が上昇したときには上記遮断器４を介してコンデンサ７を解列することで上記無効電力補償装置１１による遅れの補償無効電力量を抑制する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器を介してコンデンサが母線に接続される電力系統の電圧変動に応じて無効電力補償装置により無効電力を制御する系統安定化方式において、上記母線電圧が低下したときは上記遮断器を介してコンデンサを投入して上記無効電力補償装置による進みの補償無効電力量を抑制し、上記母線電圧が上昇したときには上記遮断器を介してコンデンサを解列することで上記無効電力補償装置による遅れの補償無効電力量を抑制することを特徴とする系統安定化制御方式。
【請求項２】
複数台のコンデンサがそれぞれ遮断器を介して母線に接続される電力系統の電圧変動に応じて無効電力補償装置により無効電力を制御する系統安定化方式において、上記母線電圧が低下したときは当該母線電圧の低下状態に応じて上記複数台のコンデンサを遮断器を介して選択的に投入して上記無効電力補償装置による進みの補償無効電力量を抑制し、上記母線電圧が上昇したときには当該母線電圧の上昇状態に応じて上記複数台のコンデンサを上記遮断器を介して選択的に解列することで上記無効電力補償装置による遅れの補償無効電力量を抑制することを特徴とする系統安定化制御方式。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の系統安定化制御方式において、記無効電力補償装置の電圧−無効電力特性と、上記電圧低下時に上記コンデンサを投入するための電圧しきい値ＶＬとを協調させて、上記母線電圧が上記電圧しきい値ＶＬ以下に低下して上記コンデンサが上記遮断器によって投入されると当該コンデンサの投入により上記母線電圧が上記電圧しきい値ＶＬより高くなることを特徴とする系統安定化制御方式。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の系統安定化制御方式において、記無効電力補償装置の電圧−無効電力特性と、上記電圧上昇時に上記コンデンサを解列するための電圧しきい値ＶＨとを協調させて、上記母線電圧が上記電圧しきい値ＶＨ以上に上昇して上記コンデンサが上記遮断器によって解列されると当該コンデンサの解列により上記母線電圧が上記電圧しきい値ＶＨより低くなることを特徴とする系統安定化制御方式。
【請求項５】
請求項２に記載の系統安定化制御方式において、上記複数のコンデンサの選択的な投入・解列が、母線電圧検出値の大きさに対応した上記投入・解列の判別基準となるデータ格納テーブルによって判定されることを特徴とする系統安定化制御方式。
【請求項６】
遮断器を介してコンデンサが母線に接続される電力系統の電圧変動に応じて無効電力補償装置により無効電力を制御する系統安定化方式において、事故発生時に解列する母線遮断器の解列情報から上記コンデンサの投入・解列して上記無効電力補償装置による補償無効電力量を抑制することを特徴とする系統安定化制御方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力系統事故時に遮断器を介してコンデンサ（以下、「ＭＳＣ」と記す）を投入し、事故回復時には無効電力補償装置（以下、「ＳＶＣ」と記す）の作動と、ＭＳＣの解列とによって、電力系統の安定化を図る系統安定化制御方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、変動する負荷と並列に電力系統に接続されたＳＶＣおよび調相コンデンサ（以下、「ＳＣ」と記す）において、負荷変動時に負荷が消費する無効電力を補償する制御をしているが、電力系統事故から事故回復段階における過渡時に対応する制御になっていない。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２６９２１３号公報（図１及びその説明）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＳＶＣと複数台のＳＣを用いた電力系統に事故が発生した場合、上記ＳＶＣは上記ＳＣの単位バンク当たりの容量よりも広い範囲を制御するような構成であり、電力系統事故時には上記ＳＶＣが瞬時的に多くの無効電力を出力し、その後、各単位バンク当たりのＳＣが順次に投入され、事故回復時には余剰の無効電力を上記ＳＶＣが瞬時的に吸収し、その後、上記の各単位当たりのＳＣを解列する制御になるため、上記ＳＶＣ容量が大きくなる。
従って、コンデンサとＳＶＣとによって系統安定化制御を行う系統安定化制御方式においてはＳＶＣ容量が大きくならないようにする必要がある。
【０００５】
この発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、従来方式と比べ比較的小さなＳＶＣ容量で系統安定化制御を行えるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る系統安定化制御方式は、遮断器を介してコンデンサが母線に接続される電力系統の電圧変動に応じて無効電力補償装置により無効電力を制御する系統安定化方式において、上記母線電圧が低下したときは上記遮断器を介してコンデンサを投入して上記無効電力補償装置による進みの補償無効電力量を抑制し、上記母線電圧が上昇したときには上記遮断器を介してコンデンサを解列することで上記無効電力補償装置による遅れの補償無効電力量を抑制するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、遮断器を介してコンデンサが母線に接続される電力系統の電圧変動に応じて無効電力補償装置により無効電力を制御する系統安定化方式において、上記母線電圧が低下したときは上記遮断器を介してコンデンサを投入して上記無効電力補償装置による進みの補償無効電力量を抑制し、上記母線電圧が上昇したときには上記遮断器を介してコンデンサを解列することで上記無効電力補償装置による遅れの補償無効電力量を抑制するので、遮断器を介してコンデンサが母線に接続される電力系統の電圧変動に応じて無効電力補償装置により無効電力を制御する系統安定化方式において、従来方式と比べ比較的小さなＳＶＣ容量で系統安定化制御を行える効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１により説明する。図１はＳＶＣとＭＳＣを電力系統に設置した電力系統の構成例を示すものである。
【０００９】
図１において、図１において、母線１は遮断器２を介して上位系統と接続され、遮断器６を介して下位系統と接続され、遮断器３および遮断器４を介して上記ＳＶＣ１１およびＭＳＣ７が接続されている。
上記ＳＶＣ１１には上記母線１に接続されているＰＴによって測定された母線電圧とＣＴによって測定された上記ＳＶＣ１１に流れる電流をＳＶＣ制御部１２に取込み、常時の上記母線１の電圧変動を抑制するように上記ＳＶＣ制御部１２からサイリスタ１３Ａ、１３Ｂにゲートパルスが送られて制御される。
また、上記ＰＴで測定された上記母線１の電圧を電圧検出器（以下、「ＶＳ」と記す）１０１で実効値に変換しその大きさを比較器１０２、１０３で判断した信号をフリップフロップ１０７に送り、上記フリップフロップ１０７より上記ＭＳＣ７の投入・解列指令を投入・解列指令出力部１０８に送り、上記投入・解列指令を投入・解列指令出力部１０８から投入・解列指令信号１０９を上記遮断器４に送って上記ＭＳＣ７の投入・解列制御を行う。
【００１０】
このような構成において、電力系統で事故等により上記母線１に大きな電圧変動が発生した場合、上記ＶＳ１０１の出力信号（以下、「ＶＳＳ」と記す）を上記比較器１０２で低圧側の電圧しきい値ＶＬ１と比較し、上記ＶＳ１０１の出力信号を上記比較器１０３で上昇側の電圧しきい値ＶＨ１と比較する。
上記比較器１０２，１０３での比較の結果、上記ＶＳＳが上記ＶＬ１以下の場合は、上記ＭＳＣ−１投入・解列指令出力部１０８より投入指令を、上記遮断器４に送り、上記ＭＳＣ７は投入される。
上記比較器１０２，１０３での比較の結果、上記ＶＳＳが上記ＶＨ１以上の場合は、上記ＭＳＣ−１投入・解列指令出力部１０８より解列指令を、上記遮断器４に送り、上記ＭＳＣ７は解列される。
この場合、上記母線電圧が低下したときには上記ＭＳＣ７が投入されることで上記ＳＶＣ１１による進みの補償無効電力量は抑制され、また、上記母線電圧が上昇したときには上記ＭＳＣ７を解列することで上記ＳＶＣ１１による遅れの補償無効電力量は抑制される。
【００１１】
このように、この発明の実施の形態１では、電力系統の電圧変動時に電圧変動の大きさに応じてＭＳＣを投入・解列することにより、少ないＳＶＣ容量で済むという効果がある。
【００１２】
実施の形態２．
図２は、図１の形態のＭＳＣを分割して複数台接続したときの構成図を示すものである。なお、図２において、図１と同一の部分には、同一の符号を付け、説明を省略する。
【００１３】
図２において、ＭＳＣ８は遮断器５を介して母線１に接続されている。ＭＳＣ制御部１００内には、ＰＴで測定された上記母線１の電圧をＶＳ１０１で実効値に変換しその大きさを電圧しきい値に差を持った比較器１１０、１１１で判断した信号をフリップフロップ１１５に送り上記フリップフロップ１１５より上記ＭＳＣ８の投入・解列指令を投入・解列指令出力部１１６に送り上記投入・解列指令を投入・解列指令出力部１１６から投入・解列指令信号１１７を上記遮断器５に送って上記ＭＳＣ８の投入・解列制御を行う。
【００１４】
このような構成において、電力系統で事故等により上記母線１に大きな電圧変動が発生し、上記電圧変動が降下の場合に上記ＶＳと上記比較器１０２の低圧側の電圧しきい値ＶＬ１および上記比較器１１０の低圧側の電圧しきい値ＶＬ２との間で、ＶＬ２＜ＶＳＳ＜ＶＬ１の関係となっている場合は、上記遮断器４が投入されて上記母線１に上記ＭＳＣ７が接続され、ＶＳＳ＜ＶＬ２＜ＶＬ１の関係となっている場合は上記遮断器４と５が投入されて上記母線１には上記ＭＳＣ７と上記ＭＳＣ８が上記母線１に接続される。
【００１５】
一方、上記電圧変動が上昇の場合には上記ＶＳと上記比較器１１１の上昇側の電圧しきい値ＶＨ２および上記比較器１０３の上昇側の電圧しきい値ＶＨ１との間で、ＶＨ２?ＶＳＳ＜ＶＨ１の関係となっている場合は、上記遮断器５が解列されて上記母線１に接続されていた上記ＭＳＣ８が上記母線１から除かれ、ＶＳＳ＜ＶＬ２＜ＶＬ１の関係となっている場合は、上記遮断器４と５が解列されて上記母線１に接続されていた上記ＭＳＣ７と上記ＭＳＣ８が上記母線１から除かれる。この場合、上記母線電圧が低下したときには低下度合いにより上記ＭＳＣ７と上記ＭＳＣ８が選択投入されることで上記ＳＶＣ１１による進みの補償無効電力量は電圧低下度合いに応じた抑制がなされ、また、上記母線電圧が上昇したときには上昇度合いにより上記ＭＳＣ７と上記ＭＳＣ８が選択解列されることで上記ＳＶＣ１１による遅れの補償無効電力量は電圧上昇度合いに応じた抑制がなされる。
【００１６】
なお、この実施例ではＭＳＣを２台設置されているものとしたが、台数によらないことは言うまでもない。
【００１７】
このように、実施の形態２によるこの発明では、ＳＶＣとＭＳＣが協調して電力系統事故等による電圧変動抑制を行う際に、電圧変動の度合いに応じたきめ細かいＭＳＣの投入・解列制御を実施することにより、ＳＶＣ容量をより少なくする効果がある。
【００１８】
実施の形態３．
図３は、図１の比較器１０２に関し、母線電圧低下時におけるＳＶＣの電圧−無効電力特性にＭＳＣ投入による電圧回復の関係を示した説明図である。図１の説明は省略する。
【００１９】
図３において、ＳＶＣ特性はＳＶＣ１１の電圧−無効電力特性、電力系統特性１は健全時の電力系統の電圧−無効電力特性、電力系統特性２は電力系統事故等により電力系統構成が電圧低下側の構成に変わった後の電力系統の電圧−無効電力特性、電力系統特性３は上記電力系統特性２にＭＳＣ７の投入により上昇する電圧変化値を加えた特性である。また、ＶＨは上昇側の電圧しきい値、ＶＬは低下側の電圧しきい値である。
【００２０】
このような関係において、電力系統の事故等によって電力系統構成が変わり上記電力系統特性１から上記電力系統特性２に変化すると、上記ＳＶＣ１１が母線１に接続されていている場合は、上記母線１は上記ＳＶＣ特性と上記電力系統特性２の交点Ａの電圧であり低圧側の上記電圧しきい値ＶＬ以下になる。上記ＭＳＣ７を上記母線１に投入すると上記電力系統特性２の上記交点ＡからＢに上昇し、電力系統特性は上記電力系統特性２から上記電力系統特性３に電圧上昇側にスライドし、上記ＳＶＣ１１の制御により上記電力系統特性３と上記ＳＶＣ特性の交点Ｃが上記母線１の電圧になり、上記電圧しきい値ＶＬ以上の電圧に制御される。
【００２１】
このように、実施の形態３によるこの発明では、電力系統の電圧低下時にＳＶＣの電圧−無効電力特性と電圧しきい値とを協調させてＭＳＣ投入・解列することにより、少ないＳＶＣ容量で母線電圧を低圧側の電圧しきい値以上に制御できるという効果がある。
【００２２】
実施の形態４．
図４は、図１の比較器１０３に関し、母線電圧上昇時におけるＳＶＣの電圧−無効電力特性にＭＳＣ解列による電圧回復の関係を示した説明図である。図１の説明は省略する。
【００２３】
図４において、ＳＶＣ特性はＳＶＣ１１の電圧−無効電力特性、電力系統特性１は健全時の電力系統の電圧−無効電力特性、電力系統特性４は電力系統事故等により電力系統構成が電圧上昇側の構成に変わった後の電力系統の電圧−無効電力特性、電力系統特性５は上記電力系統特性４にＭＳＣ７の解列により低下する電圧変化値を減じた特性である。また、ＶＨは上昇側の電圧しきい値、ＶＬは低下側の電圧しきい値である。
【００２４】
このような関係において、電力系統の事故等によって電力系統構成が変わり上記電力系統特性１から上記電力系統特性４に変化すると、上記ＳＶＣ１１が母線１に接続されていている場合は、上記母線１は上記ＳＶＣ特性と上記電力系統特性４の交点Ｄの電圧であり上昇側の上記電圧しきい値ＶＨ以上になる。
上記ＭＳＣ７を上記母線１から解列すると上記電力系統特性４の上記交点ＤからＥに低下し、電力系統特性は上記電力系統特性４から上記電力系統特性５に電圧低下側にスライドし、上記ＳＶＣ１１の制御により上記電力系統特性５と上記ＳＶＣ特性の交点Ｆが上記母線１の電圧になり、上記電圧しきい値ＶＨ以下の電圧に制御される。
【００２５】
このように、実施の形態４によるこの発明では、電力系統の電圧上昇時にＳＶＣの電圧−無効電力特性と電圧しきい値とを協調させてＭＳＣ投入・解列することにより、少ないＳＶＣ容量で母線電圧を上昇側の電圧しきい値以下に制御できるという効果がある。
【００２６】
実施の形態５．
図５は、図２の比較器１０２，１０３，１１０，１１０における電力系統の電圧低下時および電圧上昇時における電圧しきい値とＭＳＣ投入・解列をデータ格納テーブルで示したものである。図２の説明は省略する。
【００２７】
図５に示す表形式のデータ格納テーブルにおいて、ＶＬ１、ＶＬ２は低圧側の電圧しきい値であり、ＶＨ１、ＶＨ２は上昇側の電圧しきい値である。母線１の電圧ＶｓがＶＬ２＜Ｖｓ＜ＶＬ１に低下した場合は上記データ格納テーブルにより投入・解列指令出力部１０８から遮断器４に投入指令が送られ上記遮断器４が投入される。上記母線１の電圧ＶｓがＶｓ＜ＶＬ２に低下した場合は上記データ格納テーブルにより上記投入・解列指令出力部１０８から上記遮断器４および遮断器５に投入指令が送られ上記遮断器４および上記遮断器５が投入される。
一方、上記母線１の電圧が上昇側に回復する場合、Ｖｓ＜ＶＨ２では上記遮断器４および上記遮断器５は投入状態にあり、ＶＨ２?Ｖｓ＜ＶＨ１では上記遮断器５を解列する指令、ＶＨ１＜Ｖｓでは上記遮断器４を解列する指令が上記上記データ格納テーブルにより上記投入・解列指令出力部１０８より上記各遮断器に送られ上記各遮断器が解列する。
【００２８】
このように、実施の形態５によるこの発明では、電力系統の電圧低下時および電圧上昇時における電圧しきい値とＭＳＣ投入・解列をデータ格納テーブル形式で持っているので、複数のＭＳＣの投入・解列を高速に制御できる効果がある。
【００２９】
実施の形態６．
図６は、この発明の実施の形態６である母線に遮断器を介して電源系(図示せず)に連係されている上位系統あるいは負荷(図示せず)が接続されている下位系統における事故発生時のＭＳＣ制御方法の構成図を示すものである。なお、図６において、図１と同一の部分には同一の符号をつけ、説明を省略する。
【００３０】
図６において、電圧低下検出信号１１９は母線１の電圧がＶＬ１以下のときフリップフロップ１０７からレベル“１”である信号、電圧上昇検出信号１２０は上記母線１の電圧がＶＨ１以上のとき上記フリップフロップ１０７からレベル“１”である信号、系統遮断器情報１２７は遮断器２の投入状態あるいは解列状態の情報、系統遮断器情報１２８は遮断器６の投入状態あるいは解列状態の情報である。そして、系統遮断器情報処理部１２１は上記遮断器情報１２７から上記遮断器２が解列状態である情報を受けたときレベル“１”を出力し、系統遮断器情報処理部１２２は上記遮断器情報１２８から上記遮断器６が投入状態である情報を受けたときレベル“１”を出力し、ＮＯＴ回路１２３は上記系統遮断器情報処理部１２１の出力信号を受けて上記遮断器２が投入状態のときレベル“１”を出力し、ＮＯＴ回路１２４は上記系統遮断器情報処理部１２２の出力信号を受けて上記遮断器６が解列状態のときレベル“１”を出力し、ＯＲ回路１３０は上記ＮＯＴ回路１２３と上記電圧上昇検出信号１２０のどちらかの出力信号がレベル“１”のときレベル“１”を出力する。ＡＮＤ回路１２５は上記電圧低下検出信号１１９および上記系統遮断器情報処理部１２１と上記系統遮断器情報処理部１２２の出力信号がレベル“１”のときＭＳＣ７の投入指令を投入・解列指令出力部１０８に送り、ＡＮＤ回路１２６は上記ＯＲ回路１３０および上記ＮＯＴ回路１２４の出力信号がレベル“１”のとき上記ＭＳＣ７の解列指令を上記投入・解列指令出力部１０８に送る。遮断器４は上記投入・解列指令出力部１０８からの投入・解列指令信号１０９を受けて上記母線１に上記ＭＳＣ７を投入あるいは解列する。
【００３１】
このような構成において、上記上位系統の事故点１で事故が発生した場合には上記電圧低下検出信号１１９はレベル“１”となり、上記遮断器２が解列して上記事故点１を上記母線１から切り離した時点で上記ＡＮＤ回路１２５からの上記ＭＳＣ７の投入指令が上記投入・解列指令出力部１０８から上記遮断器４に送られ上記ＭＳＣ７を上記母線１に投入され、上記事故点１の事故が上記母線１から切り離されて、負荷系統である上記下位系統が上記母線１に接続された状態における上記母線１の電圧低下を防ぐ。一方、上記下位系統の事故点２で事故が発生した場合は上記遮断器６が解列して上記事故点２を上記母線１から切り離した時点で上記ＮＯＴ回路１２４の出力信号はレベル“１”となり、また上記遮断器２は投入状態にあることから上記ＮＯＴ回路１２３の出力信号がレベル“１”により上記ＡＮＤ回路１２６からの上記ＭＳＣ７の解列指令が上記投入・解列指令出力部１０８から上記遮断器４に送られて上記ＭＳＣ７を上記母線１から解列し、負荷系統である上記下位系統が上記母線１から切り離されることによる電圧上昇を防ぐ。
【００３２】
このように、実施の形態６によるこの発明では、母線至近端事故系統の遮断器情報からＭＳＣの投入・解列制御をすることにより母線至近端事故解除後の母線電圧の低下を防止でき、母線至近端事故に対する電圧制御におけるＳＶＣ容量を少なくする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、系統安定化方式の一事例を示す構成図であって、ＭＳＣによる制御方法における概略協調制御ブロック図と電力系統の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す図で、系統安定化方式の一事例を示す構成図であって、複数のＭＳＣによる制御方法における概略協調制御ブロック図と電力系統の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す図で、電力系統の電圧低下時におけるＳＶＣの無効電力−電圧特性を用いた概略説明図である。
【図４】この発明の実施の形態４を示す図で、電力系統の電圧上昇時におけるＳＶＣの無効電力−電圧特性を用いた概略説明図である。
【図５】この発明の実施の形態５を示す図で、電力系統の電圧低下とＭＳＣ投入・解列の関係およびデータ格納テーブルの事例を表形式で図示する図である。
【図６】この発明の実施の形態６を示す図で、系統安定化方式の一事例を示す構成図であって、電力系統事故発生時の系統遮断器情報をもとにしたＭＳＣ投入・解列制御方法における概略制御ブロック図と電力系統の構成図である。制御ブロック図と電力系統の構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    母線、
２,３,４,５,６    遮断器、
７,８    コンデンサ（ＭＳＣ）、
９    ＣＴで測定される電流信号、
１０    ＰＴで測定される電圧信号、
１１    静止形無効電力補償装置（ＳＶＣ）、
１２    ＳＶＣ制御部、
１３Ａ,１３Ｂ    サイリスタ、
１００    ＭＳＣ制御部、
１０１    電圧検出器、
１０２,１０３,１１０,１１１    比較器、
１０７,１１５    フリップフロップ、
１０８,１１６    投入・解列指令出力部、
１０９,１１７    投入・解列指令信号、
１１９    電圧低下検出信号、
１２０    電圧上昇検出信号、
１２１,１２２    系統遮断器情報処理部、
１２３,１２４    ＮＯＴ回路、
１２５,１２６    ＡＮＤ回路、
１２７,１２８    系統遮断器情報、
１３０    ＯＲ回路、
Ｖss    母線電圧、
ＶＨ,ＶＨ１,ＶＨ２    高電圧しきい値、
ＶＬ,ＶＬ１,ＶＬ２    低電圧しきい値、
Ａ    電圧低下時のＳＶＣ動作点、
Ｂ    ＭＳＣ投入による電圧上昇点、
Ｃ    ＭＳＣ投入後のＳＶＣ動作点、
Ｄ    電圧上昇時のＳＶＣ動作点、
Ｅ    ＭＳＣ解列による電圧下降点、
Ｆ    ＭＳＣ解列後のＳＶＣ動作点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007325349.tif 000005
【図４】
2007325349.tif 000006
【図５】
2007325349.tif 000007
【図６】
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