(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統における系統故障発生時、その電力系統を安定維持するために発電機遮断を行う電力系統の安定化方法において、
故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出し、
故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により遮断発電機の目安量を数パターン選出すると共に、この遮断発電機の目安量を選出する際、選出された前記周波数制御のための遮断発電機を優先し、
前記目安量から並列した安定度計算を実施し、この安定度計算の結果により遮断発電機を決定することを特徴とする電力系統の安定化方法。
【請求項２】
電力系統における系統故障発生時、その電力系統を安定維持するために発電機遮断を行う電力系統の安定化装置において、
故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出する周波数制御対象決定手段と、
故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により遮断発電機の目安量を選出すると共に、この遮断発電機の目安量を選出する際、選出された前記周波数制御のための遮断発電機を優先する遮断発電機目安量決定手段と、
この遮断発電機目安量決定手段により決定された遮断発電機の目安量から遮断発電機のパターンを決定する遮断発電機パターン決定手段と、
この遮断発電機パターン決定手段により決定されたパターンから並列した安定度計算を実施する安定度演算手段と、
この安定度演算手段の演算結果により遮断発電機を決定する遮断発電機決定手段と、を備えたことを特徴とする電力系統の安定化装置。
【請求項３】
電力系統における系統故障発生時、その電力系統を安定維持するために発電機遮断を行う電力系統の安定化方法により電力系統を制御するためのコンピュータ読取可能な記録媒体おいて、
故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出する処理ステップと、
故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により遮断発電機の目安量を数パターン選出すると共に、この遮断発電機の目安量を選出する際、選出された前記周波数制御のための遮断発電機を優先する処理ステップと、
前記目安量から並列した安定度計算を実施する処理ステップと、
前記安定度計算の結果により遮断発電機を決定する処理ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統において系統故障が発生し、発電機が脱調して電力系統の安定を維持することができないとき、その安定化のために電力系統から遮断を要する発電機を判定して遮断し、これにより電力系統に残された発電機の脱調を防止し、電力系統の安定化維持を行う電力系統の安定化方法およびその安定化装置並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統に故障が発生すると、故障前に発電機が電力系統に送っていた電気的エネルギーが縮小され、発電機に入力される機械的エネルギーは急には変化しないため、このエネルギーのアンバランスにより発電機は加速し、故障が過酷なときは発電機が脱調する。これを放置すると、他の発電機も連鎖的に脱調し、電力系統を安定して維持することができなくなり、広範囲な停電を引き起こす場合がある。
【０００３】
この連鎖的な発電機の脱調を防止するためには、エネルギーのアンバランスの大きな発電機を電力系統から切り離し、電力系統全体のエネルギーをバランスさせる必要がある。そのため、発電機の連鎖的な脱調を防止し、電力系統を安定に維持するため、遮断する必要のある発電機を判定して遮断する安定化装置が電力系統に適用されている。
【０００４】
この従来方式は、一般的に電力系統の状況、電力系統に発生した故障の状態、安定化するために遮断が必要な発電機を故障前に演算してテーブル化し、故障発生後、このテーブルに従って発電機を遮断する方式である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電力系統は時々刻々と変化し、電力系統の状況、電力系統に発生した故障の状態によって、脱調する発電機や電力系統を安定に維持するために電力系統から遮断する必要がある発電機も異なってくるため、高精度の制御を行うためには、故障前に必要とするテーブルが膨大になる。故障の状態には、故障線路、変電所からの故障点までの距離、故障点抵抗、故障中の負荷の脱落などのように予想不可能なファクターが多く、これらの全てを考慮した故障発生前の演算（以下、事前演算という）は、現在の計算機の処理能力から非現実的である。
【０００６】
また、故障発生後に、故障状態を取り込み、電力系統動揺計算を行い遮断発電機を判定する事後演算方式は、限られた時間の中で遮断発電機を判定するための電力系統動揺計算を必要回数行わなければならず、現在の計算機の処理能力から非現実的である。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、電力系統において系統故障が発生し、発電機が脱調して電力系統の安定を維持することができないとき、遮断を要する発電機を電力系統から遮断し、電力系統に残された発電機の脱調を防止し、電力系統の安定化維持を行う電力系統の安定化方法およびその安定化装置並びに記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１記載の電力系統の安定化方法は、電力系統における系統故障発生時、その電力系統を安定維持するために発電機遮断を行う電力系統の安定化方法において、故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出し、故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により遮断発電機の目安量を数パターン選出すると共に、この遮断発電機の目安量を選出する際、選出された前記周波数制御のための遮断発電機を優先し、前記目安量から並列した安定度計算を実施し、その結果により遮断発電機を決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の電力系統の安定化方法によれば、故障送電線、故障点抵抗などの故障状態を取り込むことにより、高精度の等面積法での遮断発電機の目安量の決定が可能となる。また、目安量を数パターン選出し、この目安量から並列した安定度計算を実施し、その結果により遮断発電機を決定するため、より精度の高い遮断発電機の決定が可能となる。さらに、分離系統発生時を想定した周波数制御のための遮断発電機を優先した過渡安定度の制御を行うことにより、過渡安定度の安定化を維持することができ、かつ分離系統発生時の周波数動揺を少なくするため、周波数の安定化効果も高くすることが可能となる。
【００１０】
請求項２記載の電力系統の安定化装置は、電力系統における系統故障発生時、その電力系統を安定維持するために発電機遮断を行う電力系統の安定化装置において、故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出する周波数制御対象決定手段と、故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により遮断発電機の目安量を選出すると共に、この遮断発電機の目安量を選出する際、選出された前記周波数制御のための遮断発電機を優先する遮断発電機目安量決定手段と、この遮断発電機目安量決定手段により決定された遮断発電機の目安量から遮断発電機のパターンを決定する遮断発電機パターン決定手段と、この遮断発電機パターン決定手段により決定されたパターンから並列した安定度計算を実施する安定度演算手段と、この安定度演算手段の演算結果により遮断発電機を決定する遮断発電機決定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の電力系統の安定化装置によれば、高精度で、高速に電力系統を安定化することが可能となる。また、遮断発電機目安量決定手段で等面積法で遮断発電機の目安量を選出する際、故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出する周波数制御対象決定手段を設け、この選出された発電機を優先することを特徴とする。さらに、分離系統発生時の周波数の安定化効果を高めることが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の記録媒体は、電力系統における系統故障発生時、その電力系統を安定維持するために発電機遮断を行う電力系統の安定化方法により電力系統を制御するためのコンピュータ読取可能な記録媒体おいて、故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出する処理ステップと、故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により遮断発電機の目安量を数パターン選出すると共に、この遮断発電機の目安量を選出する際、選出された前記周波数制御のための遮断発電機を優先する処理ステップと、前記目安量から並列した安定度計算を実施する処理ステップと、前記安定度計算の結果により遮断発電機を決定する処理ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の記録媒体によれば、高精度で、高速に電力系統を安定化させる記録媒体を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は本発明に係る電力系統の安定化装置の第１実施形態を示す概略図である。
【００１６】
図１に示すように、安定化装置１は、対象とする電力系統である電力系統２に故障が発生し、発電機が脱調するとき、電力系統２内で脱調する発電機をなくして安定化するため、系統情報３を取り込み、脱調する発電機を系統内発電機４の中から選択し、この選択された発電機に発電機遮断指令５を送出して電力系統２から遮断するものである。
【００１７】
図２は図１の安定化装置１を示す構成図である。
【００１８】
図２に示すように、安定化装置１は、変電所に設置される複数の計測端末６と、発電所に設置される複数の制御端末７と、ＣＰＵ８ａおよびメモリ８ｂを備えた中央演算装置８と、これら各装置を接続する通信線によって構成されている。そして、中央演算装置８は、故障前の平常時、基幹給電所９から電力系統の接続状態、潮流状態などの系統情報３を周期的に取り込む一方、故障発生後、故障端のリレー盤１０から故障様相１１を計測端末６を介して取り込むとともに、その計測端末６から電流Ｉ、電圧Ｖなどの電気量１２を直接情報として取り込み、これらの情報を用いて中央演算装置８のＣＰＵ８ａで所定の演算を行い、安定化に必要な遮断する発電機を決定し、制御端末７に発電機遮断指令５を送出し、該当発電機と電力系統２を接続する遮断機１３を遮断する。
【００１９】
図３は図２の中央演算装置のＣＰＵの機能を説明するためのフローチャートである。
【００２０】
本実施形態の電力系統の安定化方法の機能は、大別して事前演算手段１５、故障判定手段１６、事後演算・制御手段１７から構成される。
【００２１】
（ステップＳ１の事前演算処理）
ステップＳ１の事前演算処理は、機能的に事前演算手段１５を構成しており、このステップＳ１では、基幹給電所９から電力系統の接続状態、潮流状態などの系統情報３を周期的に取り込み、現状系統の認識と、事後演算のための初期状態の設定を行う。
【００２２】
（ステップＳ２の故障発生判定処理）
次のステップＳ２の故障発生判定処理は、機能的に故障判定手段１６を構成しており、このステップＳ２では、故障が発生したか否かを判定し、実際に故障が発生すると、故障発生を認識し、かつ故障種別を判定する。
【００２３】
次のステップＳ３〜Ｓ１０は、機能的に事後演算・制御手段１７を構成しており、これらはステップＳ３の簡略過渡安定度演算処理、ステップＳ４のコヒーレント発電機判別処理、ステップＳ５の簡略モデル作成処理、ステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理、ステップＳ７の遮断発電機パターン決定処理、ステップＳ８の詳細過渡安定度演算処理、ステップＳ９の電制対象機決定処理、およびステップＳ１０の制御指令処理に分類される。
【００２４】
そして、ステップＳ２で故障の発生を判定した場合、ステップＳ３〜Ｓ１０で安定化に必要な発電機を選択するための演算を行い、この選択された発電機を遮断するために制御指令を送出する。以下にステップＳ３〜Ｓ１０について詳細に説明する。
【００２５】
（ステップＳ３の簡略過渡安定度演算処理）
ステップＳ３の簡略過渡安定度演算処理では、故障線路、故障相、故障電圧などの故障様相１１、および事前演算手段１５で取り込んだ電力系統の接続状態、潮流状態などの系統情報３を用い、電力系統の電力動揺を演算する過渡安定度計算を行う。
【００２６】
このとき、系統縮約や過渡安定度計算ロジックの簡略化を行った過渡安定度計算を行えば、演算速度の高速化が可能となる。
【００２７】
まず、発電機遮断を模擬しない無制御の過渡安定度計算を行う。
【００２８】
図４は過渡安定度が不安定となる無制御の過渡安定度計算の結果例を示す図である。
【００２９】
なお、電力系統２では、発電機は同期をとって運転しており、各発電機間の位相角が１８０度を超えると同期をとって運転することができなくなり、これを発電機の脱調という。この脱調する発電機があるとき、過渡安定度が不安定という。図４に示す例では、発電機Ｇ１と発電機Ｇ２が脱調しており、過渡安定度は不安定である。そして、無制御の過渡安定度計算の結果、過渡安定度が安定であれば制御の必要はないものの、過渡安定度が不安定であれば、発電機遮断による制御を行う必要がある。
【００３０】
（ステップＳ４のコヒーレント発電機判別処理）
次に、過渡安定度が不安定である場合、ステップＳ４のコヒーレント発電機判別処理でステップＳ３の簡略過渡安定度演算の結果を用いて、コヒーレントに駆動する発電機を抽出する。ここで、コヒーレントに駆動する発電機とは一緒になって脱調する発電機のことであり、図４に示す例では、発電機Ｇ１と発電機Ｇ２である。
【００３１】
（ステップＳ５の簡略モデル作成処理）
ステップＳ５の簡略モデル作成処理は、ステップＳ３の簡略過渡安定度演算処理における過渡安定度計算結果を用いて、コヒーレントに駆動する発電機を一機の等価発電機に縮約して簡略モデル（一機−無限大母線系統）を作成する。簡略系統モデルの諸定数と初期状態量（等価発電機Ｇ）は以下のように算出する。なお、式中のｎはコヒーレント発電機の台数である。
【００３２】
図５はコヒーレントに駆動する発電機を一機の等価発電機に縮約した簡略モデルを示す回路図である。
【００３３】
【数１】
0003989160.tif 000002
【数２】
0003989160.tif 000003
【数３】
0003989160.tif 000004
【数４】
0003989160.tif 000005
【数５】
0003989160.tif 000006
【数６】
0003989160.tif 000007
【数７】
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【数８】
0003989160.tif 000009
【数９】
0003989160.tif 000010
【００３４】
（ステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理）
ステップＳ６では、コヒーレントに駆動する発電機の中から発電機遮断（以下、電制という）する発電機を一機づつ選択し、等面積法により電制した場合のＰ−δカーブを一つ一つ算出し、加速エネルギーＳ１＜減速エネルギーＳ２なる電制量（発電機遮断量）を算出する。
【００３５】
図６は電制した場合のＰ−δカーブの算出例を示す図である。図６に示すように、電制によりＰ−δカーブは変化し、これに伴って加速エネルギーＳ１は減少し減速エネルギーＳ２は増加する。電制量を増やし、加速エネルギーＳ１＜減速エネルギーＳ２となれば電力系統は安定となり、この時までの電制発電機が電力系統安定化のための電制対象機となる。
【００３６】
そして、ステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理における各処理を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
（ステップＳ６−１の不安定平衡点δｕの算出処理）
【数１０】
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【００３８】
【数１１】
0003989160.tif 000012
【００３９】
（ステップＳ６−２の加速エネルギーＳ１の算出処理）
【数１２】
0003989160.tif 000013
【００４０】
（ステップＳ６−３の減速エネルギーＳ２の算出処理）
【数１３】
0003989160.tif 000014
【００４１】
（ステップＳ６−４の加速エネルギーＳ１と減速エネルギーＳ２の比較処理）
ステップＳ６−２の処理とステップＳ６−３の処理結果を用いて比較する。
【００４２】
（ステップＳ６−５の安定（Ｓ１＜Ｓ２）かを判定）
そして、ステップＳ６−５で安定（Ｓ１＜Ｓ２）・不安定（Ｓ１＞Ｓ２）かを判定する。なお、不安定な場合には、ステップＳ６−３に戻り、電制後の減速エネルギーＳ２を算出し、その結果を用いて再度、安定・不安定を判定する。安定（Ｓ１＜Ｓ２）となるまで、ステップＳ６−１〜ステップＳ６−４の演算処理を繰り返す。
【００４３】
【外１】
0003989160.tif 000015
【００４４】
（ステップＳ７の遮断発電機パターン決定処理）
図８は遮断発電機目安量決定処理において決定された過渡安定度を安定化するための遮断発電機の目安量から遮断発電機のパターンの決定するための説明図である。
【００４５】
図８では、コヒーレントに脱調する発電機をＧ１、…Ｇ８とし、電制順位をＧ１、…Ｇ８とした例を示している。図３に示すステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理による等面積法による演算の結果、発電機Ｇ１、…Ｇ５までを電制すると不安定、発電機Ｇ１、…Ｇ６までを電制すると安定の時、ステップＳ８の詳細過渡安定度演算処理のための電制パターンは、★で示す安定限界前後の発電機までを電制するパターンが例として考えられる。
【００４６】
【外２】
つまり、
Ｇ１、…Ｇ５までを電制するパターン。（パターン１）
Ｇ１、…Ｇ６までを電制するパターン。（パターン２）
Ｇ１、…Ｇ７までを電制するパターン。（パターン３）
Ｇ１、…Ｇ８までを電制するパターン。（パターン４）
【００４７】
（ステップＳ８の詳細過渡安定度演算処理）
ステップＳ７の遮断発電機目安量決定処理の安定化のための遮断発電機は目安であり、遮断発電機パターン決定処理で決定された電制パターンでステップＳ８の詳細過渡安定度演算処理で詳細過渡安定度計算を行う。本実施形態では、パターン１、パターン２、パターン３、およびパターン４の計４パターンの詳細過渡安定度計算を行う。なお、高速化のためには、詳細過渡安定度計算を並列して行うのが望ましい。
【００４８】
（ステップＳ９の電制対象機決定処理）
ステップＳ９の電制対象機決定処理は、ステップＳ８でパターン毎に行った詳細過渡安定度計算の結果に基づいて過渡安定度が安定で、制御量が最小なパターンの電制パターンを電制対象機として決定する。
【００４９】
本実施形態では、パターン１、パターン２が不安定、パターン３、パターン４が安定となった場合、パターン３、パターン４の中から制御量が最小なパターン３を電制対象機として決定する。
【００５０】
（ステップＳ１０の制御指令処理）
ステップＳ９の電制対象機決定処理において、算出した電制対象機に対して発電機遮断指令を送出する。
【００５１】
ここで、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理は、故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により過渡安定度の安定のための遮断発電機の目安量を選出し、機能として遮断発電機目安量決定手段１８を構成している。
【００５２】
また、ステップＳ７の遮断発電機パターン決定処理は、遮断発電機目安量決定手段１８により決定された遮断発電機の目安量から遮断発電機のパターンを決定し、機能として遮断発電機パターン決定手段１９を構成している。
【００５３】
さらに、ステップＳ８の詳細過渡安定度演算処理は、遮断発電機パターン決定手段１９により決定された電制パターンから並列した安定度計算を実施し、機能として安定度演算手段２０を構成する。そして、ステップＳ９の電制対象機決定処理は、安定度演算手段２０の演算結果により遮断発電機を決定し、機能として遮断発電機決定手段２１を構成している。
【００５４】
さらに、本実施形態では、ステップＳ１〜Ｓ１０を実行する手段がプログラムデータとして予め中央演算装置８のメモリ８ｂに格納され、このメモリ８ｂが本発明の記録媒体を構成し、この記録媒体としては例えば半導体メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型媒体が挙げられる。
【００５５】
このように本実施形態の電力系統の安定化方法では、故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により過渡安定度の安定化のための遮断発電機の目安量を数パターン選出し、この目安量から並列した安定度計算を実施し、その結果により遮断発電機を決定する。
【００５６】
したがって、本実施形態の電力系統の安定化方法によれば、故障送電線、故障点抵抗などの故障状態を取り込むことにより、高精度の等面積法での遮断発電機の目安量の決定が可能となる。また、目安量を数パターン選出し、この目安量から並列した安定度計算を実施し、その結果により遮断発電機を決定するため、より精度の高い遮断発電機の決定が可能となる。
【００５７】
また、本実施形態の電力系統の安定化装置では、電力系統の安定化のためのメモリ８ｂを中央演算装置８に組み込む。基幹給電所９から周期的に送られる系統情報３をもとに、電力系統２の安定化のためのメモリ８ｂの事前演算手段１５において事前演算を行い、計測端末６から送られる故障様相１１や電気量１２から故障発生や故障の様相を認識し、電力系統の安定化のためのメモリ８ｂの事後演算・制御手段１７において電制対象機決定のための演算を行い、その制御指令に基づき、該当発電機に発電機遮断指令５を送出し、発電機遮断を行う。
【００５８】
すなわち、本実施形態の電力系統の安定化装置によれば、故障送電線、故障種別などの故障状態を取り込んだ等面積法により過渡安定度の安定のための遮断発電機の目安量を選出する遮断発電機目安量決定手段１８と、この遮断発電機目安量決定手段１８により決定された遮断発電機の目安量から遮断発電機のパターンを決定する遮断発電機パターン決定手段１９と、この遮断発電機パターン決定手段１９により決定された電制パターンから並列した安定度計算を実施する安定度演算手段２０と、この安定度演算手段２０の演算結果により遮断発電機を決定する遮断発電機決定手段２１とを備えたことにより、高精度で、高速に電力系統を安定化することが可能となる。
【００５９】
さらに、本実施形態の記録媒体は、本実施形態の電力系統の安定化方法による処理をプログラムデータとして記録したＣＰＵ８ａで読取可能なメモリ８ｂとしたことにより、高精度で、高速に電力系統を安定化させる記録媒体を提供することができる。
【００６０】
［第２実施形態］
図９は本発明に係る電力系統の安定化装置の第２実施形態において中央演算装置のＣＰＵの機能を説明するためのフローチャートである。なお、図９では、図３に示す処理と同一の処理は同一のステップ番号を付し、その重複する説明は省略する。以下の各実施形態も同様である。
【００６１】
本実施形態では、図９に示すように図３において機能的に事後演算・制御手段１７の一部を構成するステップＳ５の簡略モデル作成処理と、ステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理との間に、ステップＳ５Ａの電制優先順位決定処理を新たに追加したものである。
【００６２】
このステップＳ５Ａの電制優先順位決定処理は、機能的に遮断発電機選択手段２２を構成し、このステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理において、コヒーレントに駆動する発電機の中から電制する発電機を一機づつ選択し、等面積法により電制した場合のＰ−δカーブを一つ一つ算出し、加速エネルギーＳ１＜減速エネルギーＳ２なる電制量（発電機遮断量）を算出する。
【００６３】
ここで、電制する発電機を一機づつ選択するとき、安定化に効果がある発電機から選択することが効果的である。つまり、脱調の度合いが大きな発電機から選択することが効果的となる。
【００６４】
図１０は本発明の第２実施形態における遮断発電機選択手段２２を説明する図である。
【００６５】
脱調の度合いの大きさは１つには、図１０に示すように発電機の位相角の開きで観ることができる。位相角の開きが大きい発電機ほど、一般的に早く脱調すると考えられる。よって、脱調判定しきい値を決定し、その脱調判定しきい値２３を早く超えた発電機を選択することが効果的である。
【００６６】
すなわち、図１０において、発電機Ｇ１、発電機Ｇ２の順に脱調判定しきい値２３を超えており、脱調の度合いは発電機Ｇ１、発電機Ｇ２の順となり、電制優先順位は、発電機Ｇ１、発電機Ｇ２の順となる。
【００６７】
また、脱調の度合いの大きさとして、加速エネルギーを用いる方法もある。この加速エネルギーが大きな発電機ほど、不安定となるエネルギーを多く持っているので、この大小により脱調の度合いの大きさを決定することもできる。
【００６８】
個々の発電機の持つ加速エネルギーは、（１４）式で計算できる。Δωｔｃは電制想定時刻ｔｃの角速度偏差、Ｍｉは発電機ｉの慣性モーメントである。
【００６９】
【数１４】
0003989160.tif 000016
【００７０】
したがって、（１４）式で計算した加速エネルギーの大きな順から電制優先順位を決定する。ステップＳ５Ａの電制優先順位決定処理で決められた電制優先順位に従ってステップＳ６の遮断発電機目安量決定処理は電制対象発電機を決定する。その他の処理は、図３に示す前記第１実施形態の処理と同様であるので、その説明を省略する。
【００７１】
なお、本実施形態では、前記第１実施形態と同様にステップＳ１〜Ｓ１０を実行する手段がプログラムデータとして予め中央演算装置８のメモリ８ｂに格納されている。
【００７２】
このように本実施形態の電力系統の安定化方法によれば、前記第１実施形態で等面積法で過渡安定度の安定化のための遮断発電機の目安量を選出する際、脱調の度合いが大きな順から遮断発電機を選択することにより、一段と安定化効果の高い制御対象を選出することが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態の電力系統の安定化装置によれば、前記第１実施形態で等面積法で過渡安定度の安定化のための遮断発電機の目安量を選出する際、脱調の度合いが大きな順から遮断発電機を選択する遮断発電機選択手段２１を設けたことにより、制御量が少なく効率的に電力系統を安定化することが可能となる。
【００７４】
さらに、本実施形態の記録媒体は、前記第１実施形態と同様に本実施形態の電力系統の安定化方法による処理をプログラムデータとして記録したＣＰＵ８ａで読取可能なメモリ８ｂとしたことにより、より安定化効果の高い制御対象を選出することが可能で、電力系統を安定化させるための記録媒体を提供することができる。
【００７５】
［第３実施形態］
図１１は本発明に係る電力系統の安定化装置の第３実施形態において中央演算装置のＣＰＵの機能を説明するためのフローチャートである。
【００７６】
図１１は図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２Ａの分離系統発生の可能性のある故障の場合、分離系統が発生したと仮定し、分離系統を対象とした周波数制御の制御対象をステップＳ２Ｂの分離系統周波数制御対象決定処理において予め計算し、この周波数制御の制御対象を優先してステップＳ５Ａの電制優先順位決定処理において電制優先順位を決定するルーチンを追加したものである。
【００７７】
ところで、分離系統が発生するか否かは、故障送電線、故障相などの故障様相１１による。また、再閉路が伴う故障の場合には、再閉路が成功するか失敗するかによる。再閉路が失敗してルート断になり、主系統から孤立すると、分離系統が発生するが、この分離系統が発生し、発電量と負荷量とのバランス、すなわち需給アンバランスが生ずると、分離系統発生後の周波数は急上昇または急下降する。発電量の方が多いと周波数は急上昇し、負荷量の方が多いと周波数は急下降する。これを防止し、周波数を安定化するために発電機遮断または負荷遮断を行う周波数制御が従来から行われている。
【００７８】
しかしながら、需給アンバランス量が多いと、発電機遮断、負荷遮断までの周波数の急上昇、または急下降の度合いが大きく、周波数制御が難しく、また追加制御による制御量が多くなるという問題も発生する場合もある。
【００７９】
これらの問題を防止するために、分離系統発生時の需給アンバランス量を可及的に少なくすることが周波数制御にとっては望ましい。
【００８０】
よって、本実施形態においては、故障様相１１から分離系統発生の可能性がある場合には、ステップＳ３の簡略過渡安定度演算処理、ステップＳ４のコヒーレント発電機判別処理、ステップＳ５の簡略モデル作成処理と平行して、ステップＳ２Ｂの分離系統周波数制御対象決定処理を行う。
【００８１】
このステップＳ２Ｂの分離系統周波数制御対象決定処理では、分離系統発生を想定し、分離系統発生後の周波数制御対象を決定する。通常は、需給アンバランス量に見合う制御対象を選出する。この分離系統周波数制御対象決定処理が機能的に周波数制御対象決定手段２４を構成する。そして、分離系統周波数制御対象決定処理によって選出された制御対象は、ステップＳ５Ａの電制優先順位決定処理に送られる。
【００８２】
このステップＳ５Ａの電制優先順位決定処理では、ステップＳ２Ｂの分離系統周波数制御対象決定処理によって選出された制御対象を優先して電制の優先順位を決定する。つまり、ステップＳ５Ａの電制優先順位決定処理では、コヒーレントに脱調する発電機の中から電制する発電機の順位を決定するものの、コヒーレントに脱調する発電機の中に分離系統周波数制御対象決定処理によって選出された発電機が含まれているとき、これを優先して発電機の順位を決定する。これにより、分離系統が発生した場合、周波数動揺が少なくなり、周波数の安定化維持が容易になる。
【００８３】
なお、本実施形態では、前記第１実施形態と同様にステップＳ１〜Ｓ１０を実行する手段がプログラムデータとして予め中央演算装置８のメモリ８ｂに格納されている。
【００８４】
このように本実施形態の電力系統の安定化方法によれば、前記第１実施形態で等面積法で過渡安定度の安定化のための遮断発電機の目安量を選出する際、故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出し、この発電機を優先する。したがって、分離系統発生時を想定した周波数制御のための遮断発電機を優先した過渡安定度の制御を行うことにより、過渡安定度の安定化を維持することができ、かつ分離系統発生時の、周波数動揺を少なくするため、周波数の安定化効果も高くすることが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態の電力系統の安定化装置によれば、前記第１実施形態で等面積法で過渡安定度の安定化のための遮断発電機の目安量を選出する際、故障発生送電線がルート断となって分離系統が発生した場合を想定して周波数制御のための遮断発電機を選出し、この発電機を優先するための周波数制御対象決定手段２４を設けたことにより、前記第２実施形態の効果に加え、分離系統発生時の周波数の安定化効果も高くすることが可能となる。
【００８６】
さらに、本実施形態の記録媒体は、前記第１、第２実施形態と同様に本実施形態の電力系統の安定化方法による処理をプログラムデータとして記録したＣＰＵ８ａで読取可能なメモリ８ｂとしたことにより、分離系統発生時の周波数の安定化効果も高くし、電力系統を安定化させるための記録媒体を提供することができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、故障送電線、故障点抵抗などの故障様相状態取り込み、また等面積法で過渡安定度の安定化のための遮断発電機の目安量を数パターン選出し、安定度計算による確認演算で遮断発電機を決定することにより、高精度の等面積法での遮断発電機の目安量の決定が可能となる。また、目安量を数パターン選出し、この目安量から並列した安定度計算を実施し、その結果により遮断発電機を決定するため、より精度の高い遮断発電機の決定が可能となる。さらに、分離系統発生時を想定した制御により、分離系統発生時の高い安定化効果は勿論のこと、過渡安定度および分離系統発生時の周波数安定度のための総合的な制御量も少なくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る電力系統の安定化装置の第１実施形態を示す概略図。
【図２】  図１の安定化装置を示す構成図。
【図３】  図２の中央演算装置のＣＰＵの機能を説明するためのフローチャート。
【図４】  過渡安定度が不安定となる無制御の過渡安定度計算の結果例を示す図。
【図５】  コヒーレントに駆動する発電機を一機の等価発電機に縮約した簡略モデルを示す回路図。
【図６】  電制した場合のＰ−δカーブの算出例を示す図。
【図７】  遮断発電機目安量決定処理における各処理を示すフローチャート。
【図８】  遮断発電機目安量決定処理において決定された過渡安定度を安定化するための遮断発電機の目安量から遮断発電機のパターンの決定するための説明図。
【図９】  本発明に係る電力系統の安定化装置の第２実施形態において中央演算装置のＣＰＵの機能を説明するためのフローチャート。
【図１０】  第２実施形態における電制優先順位決定処理を示す説明図。
【図１１】  本発明に係る電力系統の安定化装置の第３実施形態において中央演算装置のＣＰＵの機能を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１  安定化装置
２  電力系統
３  系統情報
４  系統内発電機
５  発電機遮断指令
６  計測端末
７  制御端末
８  中央演算装置
８ａ  ＣＰＵ
８ｂ  メモリ
９  基幹給電所
１０  リレー盤
１１  故障様相
１２  電気量
１３  遮断機
１５  事前演算手段
１６  故障判定手段
１７  事後演算・制御手段
１８  遮断発電機目安量決定手段
１９  遮断発電機パターン決定手段
２０  安定度演算手段
２１  遮断発電機決定手段
２２  遮断発電機選択手段
２３  脱調判定しきい値
２４  周波数制御対象決定手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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