JP2702857B2 - 系統安定化制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電力系統に発生した
振動発散現象が発電機間脱調に至る前に電力系統を安定
化する系統安定化制御方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、例えば「平成元年電気学会全
国大会講演論文集１３２３の脱調予測制御システムの開
発（１０−５９，１０−６０ページ）」に記載された、
従来の振動発散による脱調現象を未然に防止する安定化
制御方式を用いた系統安定化装置のシステム構成図であ
る。図１４において、１Ａは脱調予測制御装置、１Ｂは
脱調予測制御装置１Ａの制御端末装置、１Ｎは中央給電
指令所（中給）システム、２１は電流計測用ＣＴ、２２
は電圧計測用ＰＴ、３１Ａ〜３１Ｃはデータや信号の受
け渡し用のコントロール・ケーブル、３２Ａ，３２Ｎは
伝送路、４１は遮断器（発電機分存在）、５１Ａ〜５１
Ｅは母線、５２Ａ〜５２Ｄは送電線、５３は変圧器、６
はこの系統安定化装置の制御（電源制限）対象となる多
くの発電機６ａを含む発電所、７Ａは本系統、７Ｂはこ
の系統安定化装置の電源制限による安定化対象外の電源
系統である。

【０００３】次に動作について説明する。脱調予測制御
装置１Ａでは、常時一定サンプリング間隔（例えば電気
角３０°）で、電源系統７Ｂと本系統７Ａとの連系線の
一部である送電線５２Ａの電流データを、電流計測用Ｃ
Ｔ２１で計測し、コントロール・ケーブル３１Ａを介し
て入力している。また、同じタイミングで系統安定化装
置設置の変電所における５００ＫＶ母線５１Ａの電圧デ
ータを、電圧計測用ＰＴ２２で計測し、コントロール・
ケーブル３１Ｂを介して入力している。脱調予測制御装
置１Ａ内のＣＰＵでは、この計測した電圧、電流データ
を用いて連系線の有効電力潮流Ｐと無効電力潮流Ｑを各
サンプリングデータ毎に演算する。このＰＱデータに基
づいてＰＱ座標平面上に有効・無効電力軌跡（ＰＱロー
カス）を描き、このＰＱローカスを使用して図１５に示
した安定化制御方式による脱調予測検出を行う。すなわ
ち、ＰＱローカス上に張った図１５のベクトルの象限方
向が第１象限から第２象限（時刻ｔ１，→の変化
点）に変化したことによって、脱調に至ると判断する。
そして、脱調予測検出した場合には、下記（１）式より
必要電源制限量（必要電制量）を演算し、あらかじめ中
央給電指令所システム１Ｎより伝送路３２Ｎを介して入
力しておいた、制御対象の発電所６の発電情報（発電機
６ａの運転状態）に基づいて、必要電源制限量を満足す
るように遮断対象発電機を選択する。

【０００４】

【数１】

【０００５】選択後この選択発電機の遮断器４１に対し
て、トリップ信号が出力されるように、脱調予測制御装
置１Ａから情報伝送路３２Ａを介して、制御端末装置１
Ｂに電源制限信号が出力される。この従来例において
は、この系統安定化装置１を数秒〜１０数秒の制御がで
きるものとして説明しているが、もちろん、この装置に
は、数１０秒〜数分の非常にゆっくりした、例えば動揺
発散に対する緩慢な制御に対しても対応する機能も備え
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の振動発散による
脱調現象を未然に防止する安定化制御方式では、以上の
ように構成されているので、ＰＱローカス上に張った弦
ベクトルの象限方向の変化で脱調を予測検出するため、
弦ベクトルの偏角相等で９０°を越えた時点で始めて脱
調を検出し、その後安定化制御（電源制限）を実施しな
ければならない。このため、安定化制御のタイミングが
遅れ、安定化に必要な電源制限量が膨大なものなる問題
点があった。

【０００７】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あり、早い時点で振動発散による
脱調現象を予測検出し、必要最少な電源制限量を決定、
かつ、最適なタイミングで電源制限が実施できる系統安
定化制御方式を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る系統安定
化制御方式では、図２で示すように、電力系統の所定の
計測点における電流データ及び電圧データを等価背後電
源の内部電圧に補正し、この補正値より計算される有効
電力及び無効電力をＰＱローカス等の有効・無効電力軌
跡として直交する平面座標に描き、この有効・無効電力
軌跡を用いて脱調を予測して防止する系統安定化制御方
式において、電力系統に発生した振動発散現象が発電機
間脱調に至る前に、上記有効・無効電力軌跡の動揺から
脱調を予測検出（θｓｅｔ：脱調予測検出レベル）し、
発電機等の電源制限対象機器の安定化に必要な電源制限
量を決定し、上記有効・無効電力の動揺が最適電源制限
領域に入ったことを判定し、この判定のタイミングで、
上記電源制限対象機器の中から上記電源制限量だけ電源
制限を行うことにより、脱調を防止するようにした。

【０００９】また、上記有効・無効電力軌跡の動揺から
脱調を予測検出するために、あらかじめ９０°より小さ
い脱調予測検出レベルを設け、上記有効・無効電力軌跡
上に張った弦ベクトル偏角が上記脱調予測検出レベルを
越えたときに脱調と判定するようにした。更に、安定化
に必要な上記電源制限量を決定するために、上記有効・
無効電力軌跡が描かれている平面座標の無効電力軸方向
の最大振れ幅に対応する、かつ、電力系統容量に適応す
る要素を算出して用いた。また、上記有効・無効電力軌
跡の動揺が電源制限領域に入ったことを判定するため
に、脱調予測検出後の上記有効・無効電力軌跡における
有効電力及び無効電力の時間に対する変化率を用いた。

【００１０】

【作用】この発明による系統安定化制御方式では、電力
系統に振動発散現象が発生し、この振動発散現象が発電
機間脱調に至る前に予測して防止するようにした。この
手順は、以下のように行う。まず、発散現象が発電機脱
調に至る前に、有効・無効電力軌跡（ＰＱローカス）の
動揺から脱調を予測し、次に発電機等の電源制限対象機
器の安定化に必要な電源制限量を判定し、判定後、この
判定のタイミングで、上記電源制限対象機器の中から上
記電源制限量だけ電源制限を行う。この電源制限によ
り、脱調が防止できる。

【００１１】また、上記有効・無効電力軌跡上に張った
弦ベクトルの偏角そのものを、脱調を予測するための検
出要素とし、かつ、その検出要素の検出レベルを９０°
より小さく設定したので、脱調する１つ手前もしくはそ
の前の動揺で振動発散による脱調現象が予測できる。更
に、脱調を未然防止するのに必要な電源制限量を決定
し、最適な電源制限実施領域に入ったことを判定できる
ようにしたので、必要最少な電源制限量で振動発散現象
を発電機間脱調に至る前に安定化できる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図に基づいて説
明する。図１はこの発明の一実施例（実施例１）を示す
系統安定化制御方式に基づく系統安定化システムの構成
図である。図１において、１Ａは系統安定化システムの
中央装置、１Ｂ，１Ｃは系統安定化システムの制御端末
装置、１Ｎは中央給電指令所システム、２１は電流計測
用ＣＴ、２２は電圧計測用ＰＴ、３１Ａ〜３１Ｂは計測
データを装置に入力するためのコントロール・ケーブ
ル、３１Ｃ１，３１ＣＭ及び３１Ｄ１，３１ＤＮはトリ
ップ信号を遮断器に出力するためのコントロール・ケー
ブル、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｎは各種情報・信号をやり
とりするための伝送路、４１Ａ１〜４１ＡＭ及び４１Ｂ
１〜４１ＢＮは発電機の遮断器、５１Ａ〜５１Ｆは母
線、５２Ａ〜５２Ｅは送電線、５３Ａ，５３Ｂは変圧
器、６Ａ，６Ｂは系統安定化システムが制御対象とする
発電所、６１Ａ１〜６１ＡＭは発電所６Ａに所属する複
数の発電機、６１Ｂ１〜６１ＢＮは発電所６Ｂに所属す
る複数の発電機、７Ａは本系統、７Ｂはこの系統安定化
システムの対象外系統である。

【００１３】次にこの実施例１の動作について説明す
る。この系統安定化システムの制御対象である発電所６
Ａ，６Ｂの運転発電機群（発電機６１Ａ１〜６１ＡＭ，
６１Ｂ１〜６１ＢＮの中で系統に並列されているもの）
が一体となって振動発散し、本系統７Ａに対して加速脱
調に至る場合、本系統７Ａとの送電線５２Ａとで計測さ
れるＰＱローカスは、図２のような形状となる（ただ
し、この図は３波脱調の例で、脱調中心は計測点より本
系統側にあると仮定している。また、見易くするため、
各動揺でローカスが同一座標点を通らないように描いて
あるが、実際はもっと重なったものとなる。）。この有
効電力潮流Ｐ，無効電力潮流Ｑ演算においては、電流計
測用ＣＴ２１で計測される電流データはそのまま使う
が、電圧計測用ＰＴ２２で計測される電圧データは、等
価背後電源（発電所６Ａ，６Ｂの運転発電機群を等価１
機にまとめたもの）の内部電圧相当に補正した値を使用
する。この系統安定化システムでは、ＰＱローカス上一
定長の弧に張った弦ベクトルの偏角θが、図２に示すよ
うに脱調予測検出レベルθｓｅｔ（＜９０°）を越えた
ことによって、次の動揺で脱調に至ると判断する。次
に、θｓｅｔを越えた動揺のＰＱローカスにおいて、Ｑ
軸方向の最大振れ幅（図２のＱｍａｘ）に対応する要素
より、脱調を未然に防止するのに必要な電源制限量を決
定し、その量に見合う発電機を発電機６１Ａ１〜６１Ａ
Ｍ，６１Ｂ１〜６１ＢＮの中から適当な優先順位に従っ
て選択する。その後ＰＱローカスが第２象限内に入り、
Ｐの変化が減少から増加に転じた直後の領域（図２の最
適電源制限実施領域）に入ったことを判定し、直ちに選
択した電源制限発電機の遮断器に対してトリップ信号を
出力する。以上をフローチャートの形でまとめると図３
のようになる。

【００１４】図３において、初めに、中央装置１Ａは電
流計測用ＣＴ２１で計測される電流データと電圧計測用
ＰＴ２２で計測される電圧データから、常時、有効電力
潮流を演算しておき、その有効電力潮流の急変をもって
故障検出を行い、安定化システムを起動させる（ステッ
プＳＴ１）。次に、故障発生時点を時間基準とするた
め、時刻をリセット（図２の故障クリア）し、時間のカ
ウントを開始する（ステップＳＴ２）。そして、有効電
力潮流の復帰をもって故障除去検出を行う（ステップＳ
Ｔ３）。次に、この故障除去時点よりＰＱローカスの演
算を開始する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４で
は、時刻がこの系統安定化システムの動作責務時間Ｔｒ
を越えているか否かを判定し（ステップＳＴ５）、動作
責務時間を越えた場合（Ｙｅｓ）には、装置の起動を終
了させ（ステップＳＴ１１）、動作責務時間内の場合
（Ｎｏ）には、ＰＱローカス上一定長の弧に張った弦ベ
クトルとその偏角θを演算する（ステップＳＴ６）。ス
テップＳＴ６では、θがあらかじめ設定しておいた脱調
予測検出レベルθｓｅｔより大きくなる状態が適当な条
件（例えば照合回数）を満足して成立したか否かを判断
することによって脱調予測検出をする判断し（ステップ
ＳＴ７）、脱調予測検出した場合（Ｙｅｓ；θ＞θｓｅ
ｔが適当な条件をもって満足）には、脱調予測検出した
動揺のＰＱローカスにおけるＱ軸方向の最大振れ幅に対
応する要素より安定化に必要な電源制限を決定して、そ
の電源制限の量に見合う発電機を発電機６１Ａ１〜６１
ＡＭ，６１Ｂ１〜６１ＢＮの中から適当な優先順位に従
って選択し（ステップＳＴ８）、脱調予測検出できなか
った場合（Ｎｏ）には、ステップＳＴ５に戻る。次に、
ＰＱローカスの軌跡から最適電源制限実施領域に入った
か否かを判断し（ステップＳＴ９）、最適電源制限実施
領域に入った場合（Ｙｅｓ）には、電源制限対象発電機
のＣＢに対して、伝送路３２Ａ〜３２Ｂ、制御端末装置
１Ｂ〜１Ｃ、コントロール・ケーブル３１Ｃ１〜３１Ｃ
Ｍ，３１Ｄ１〜３１ＤＮの中から該当する経路を介して
トリップ信号を出力し（ステップＳＴ１０）、装置の起
動を終了させる（ステップＳＴ１１）。また、ステップ
ＳＴ８で最適電源制限実施領域に入らない場合（Ｎｏ）
には、ステップＳＴ８の処理をくり返し行う。なお、中
央装置１Ａには常時適当な時間周期で発電所６Ａ，６Ｂ
の発電機情報（運転状態、出力等や安定化対象系統の系
統容量等）が伝送路３２Ｎを介して送られ、ステップＳ
Ｔ８の電源制限対象の選択はこれらの情報に基づき実施
される。

【００１５】図４はこの発明の第２の実施例（実施例
２）における脱調予測検出の基本系統モデルを示す図で
ある。上記実施例１では、この発明に基づく系統安定化
システム全体の装置構成例、制御のフローチャートにつ
いて示したが、この実施例２では、ＰＱローカスを用い
た振動発散による脱調現象の具体的な予測検出の一例に
ついて更に詳細に説明する。まず、所定の計測点におけ
る有効電力潮流Ｐ，無効電力潮流Ｑの演算手法を示す。
等価背後電源と本系統を図４に示すような２機系モデル
で表現すると、各点で同図に示すような電圧、電流分布
となる。従って、計測点をＢとし、そこで計測される電
圧ＶＢ（ベクトル）と電流Ｉ（ベクトル）より電気的セ
ンターＣの電圧ＶＣを求めると、

【００１６】

【数２】

【００１７】上式（２）となる。次に、等価背後電源の
内部電圧ＶＡと電気的中心点電圧ＶＣの位相差αを求め
ると、

【００１８】

【数３】

【００１９】上式（３）となる。これにより、等価背後
電源の内部電圧に補正した有効電力Ｐと無効電力Ｑは下
記（４）式より算出できる。

【００２０】

【数４】

【００２１】ここで、Ｉとαは計測データより与えられ
る量であるが、ＶＡについては事前の整定値として与え
ておく。次に、弦ベクトルの演算手順について説明す
る。図５に示すように一定時間間隔で（４）式より算出
されるＰＱ値をＰＱ座標平面上にプロットしていき、１
つ手前のデータと現在のデータの間でできる線分（素
弦）をつなぎ合わせることにより弧を作成する。この素
弦の長さを１ｎとすると、

【００２２】

【数５】

【００２３】上式（５）となる。弧の長さ（Σ１ｎ）
が、あらかじめ設定しておいた一定値Ｌｓｅｔとなった
時点で素弦の連結をやめ、弦ベクトルＤを求める。この
偏角をθとし下式（６）によってその値を算出する。

【００２４】

【数６】

【００２５】上式（６）において、θが不定の場合には
１つ前の計算値を保持しておく。またＬｓｅｔは系統容
量によって適正値が変化するので、整定により可変とす
る。ＰＱローカスが第１象限上にあり、かつ、（６）式
から計算されるθが下記条件を満足したとき、次の動揺
で脱調に至ると判定する。すなわち、 〔（θ＞θｓｅｔ）．ＡＮＤ．（Ｆ＞Ｆｓｅｔ）がｎ１
回連続して成立〕 の条件である。ここでθｓｅｔは脱調予測検出レベルで
６０°前後の値をあらかじめ整定で与えておく。またＦ
は、図６に示すように、

【００２６】

【数７】

【００２７】上式（７）となる。この（７）式で定義さ
れた曲率で、この値があらかじめ整定で与えておいた曲
率タップＦｓｅｔ（０．９程度の値）より小さな場合に
は、安定化対象外の系統における脱調や安定動揺に対し
て不要な検出をしないように、脱調予測検出の判定をロ
ックする。ｎ１は脱調予測検出条件成立の照合回数で、
やはり整定で事前に与えておくものとする。

【００２８】図７は、この第３の実施例（実施例３）に
おける必要電源資源量決定要素の説明図である。この実
施例３においては、振動発散による脱調現象を未然防止
するのに必要な実施例１で説明した安定化制御量（電源
制限量）の具体的な決定手法の一例について説明する。
脱調を予測検出した動揺におけるＰＱローカスのＱ軸方
向の最大振れ幅にＱｍａｘに対応するＰＱローカス上の
何らかの要素を用いれば、必要電源制限量の決定が可能
となる。この要素として、Ｑｍａｘそのものを使う方法
が考えられるが、対象とする系統の系統容量が変化した
場合には、電源制限量決定用のしきい値も変化するた
め、事前の整定作業の負担が大きくなる問題がある。そ
こで、ここではより汎用性のある要素として、図７のよ
うに定義したδを用いた例を示す。まず、図７における
ＰＱローカス中心（Ｐ０，Ｑ０）のオンライン決定方法
を説明する。ＰＱローカスを真円と仮定して、その中心
を（Ｐ０，Ｑ０）、半径をＲとする（図８）。このと
き、ＰＱローカスの式は、

【００２９】

【数８】

【００３０】上式（８）となるので、これを展開・整理
すると、

【００３１】

【数９】

【００３２】上式（９）を得る。ここで、有効電力潮流
Ｐ，無効電力潮流Ｑはオンライン的に計算される既知
量、Ｐ０，Ｑ０，Ｒが求めるべき未知量となる。従っ
て、

【００３３】

【数１０】

【００３４】とおき、上式（１０）を下式（１１）に書
きなおす。

【００３５】

【数１１】

【００３６】脱調予測検出するまでの適当な期間におけ
るＰＱローカスデータより、Ｐ，Ｑのオンラインデータ
がｎｃ個（≧３）得られたとすると、上式（１１）より
次の行列形式の方程式が導かれる（ただし、同一添字は
同時刻のデータを表す）。

【００３７】

【数１２】

【００３８】上式（１２）に最小二乗法を適用すること
によって未知ベクトルＢは、

【００３９】

【数１３】

【００４０】上式（１３）で同定される。この（１３）
式より得られるＸ，Ｙ，Ｚの同定結果をＸ’，Ｙ’，
Ｚ’とすると、（１０）式より、

【００４１】

【数１４】

【００４２】のようにＰＱローカス中心および半径を求
めることができる。脱調予測検出するまでに、以上
（９）式から（１４）式の手順を何回かくり返し、得ら
れたＰ０，Ｑ０データの平均値をＰＱローカス中心と決
定する。次にδによる必要電源制限量決定手法について
説明する。図７の定義と上記方法によって決定されたＰ
Ｑローカス中心（Ｐ０，Ｑ０）より、

【００４３】

【数１５】

【００４４】上式（１５）で計算される（電源制限量決
定領域においては、常にＰ＞Ｐ０）。（１５）式より、
脱調予測検出後のδを計算していき、その最大値をδｍ
ａｘとすると、これはＱｍａｘに１対１で対応する量と
なる。従って、事前のオンライン計算によって、δｍａ
ｘと必要電源制限量の関係をテーブル化しておき、オン
ライン的に得られた実際のδｍａｘとこのテーブルとを
照合することによって、必要電源制限量のオンライン決
定が可能となる。例えば図９のように事前テーブルを与
え、実際のδｍａｘが、

【００４５】

【数１６】

【００４６】上式（１６）の場合には、必要電源制限量
は（Ｃ２×系統容量）と決定される。

【００４７】次に、図１１はこの発明の第４の実施例
（実施例４）による最適な電源制限実施領域に入ったこ
とを判定する動作を示すフローチャートである。この実
施例４では、振動発散による脱調現象を未然防止するの
に最も効果のある、安定化制御（電源制限）実施領域に
入ったことを判定する具体的な手法について示してい
る。上記の振動発散の安定化を目的とする場合、適切な
タイミングで電源制限を実施しないと、却って振動発散
を助長させることになる。この安定化に最適な電源制限
実施領域は、時間対等価背後電源の内部位相角θにおけ
る平面上では図１０に示す領域となる。すなわち、脱調
予測検出後、等価背後電源が減速から加速に転じた直後
の領域である。これはＰＱローカス上においては、図２
に示す最適電源制限実施領域に相当する。以下、図１１
を用いて、ＰＱローカスの振舞いから、この領域に入っ
たことを判定する具体的な手順について説明する。

【００４８】以下、この実施例４の系統安定化制御方式
において、ＰＱローカスの振舞いから、最適な電源制限
実施領域に入ったことを判定する動作を図１１を用いて
説明する。初めに、中央装置１Ａは、脱調予測検出条件
が成立したことで、状態インデックスｉｄｓを１にセッ
トする（ステップＳＴ１１）。次に、状態インデックス
ｉｄｓの値がいくらあるかを判断する（ステップＳＴ１
２）。まず、状態インデックスｉｄｓの値が１の場合
は、曲率Ｆ（実施例２の（８）式で定義）がＦｓｅｔよ
り大きく、かつ、ＰＱローカス上の一定長Ｌｓｅｔの弧
に張った弦ベクトルの象限方向が第３象限となるか否か
を判断し（ステップＳＴ１３）、これらの判断条件を満
足する場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳＴ１４に進み、
これらの判断条件を満足しない場合（Ｎｏ）は、ステッ
プＳＴ１２に戻る。次に、状態インデックスｉｄｓに２
をセットする（ステップＳＴ１４）。そしてＰの変化率
（ｄＰ／ｄｔ）が負から正に転じたか否かを判断し（ス
テップＳＴ１５）、その変化率が負から正に転じた場合
（Ｙｅｓ）は最適電源制限実施領域と判断し、その変化
率が負から正に転じていない場合（Ｎｏ）はステップＳ
Ｔ１２に戻る。

【００４９】次に、状態インデックスｉｄｓの値が２の
場合は、曲率ＦがＦｓｅｔより大きく、かつ、ＰＱロー
カスの一定長Ｌｓｅｔに張った弦ベクトルの象限方向が
第２象限となるか否かを判断し（ステップＳＴ１６）、
これらの判断条件を満足する場合（Ｙｅｓ）は、ステッ
プＳＴ１７に進み、これらの条件を満足しない場合（Ｎ
ｏ）は、ステップＳＴ１５に進む。次に、状態インデッ
クスｉｄｓに３をセットする（ステップＳＴ１７）。そ
してＱの変化率（ｄＱ／ｄｔ）が正から負に転じたか否
かを判断し（ステップＳＴ１８）、その変化率が正から
負に転じた場合（Ｙｅｓ）は、最適電源制限実施領域と
判断し、その変化率が正から負に転じていない場合はス
テップＳＴ１２に戻る。このようにして、ＰＱローカス
の振舞いから、最適な電源制限実施領域に入ったことを
判定する。ここで、ステップＳＴ１５は図１２に示すよ
うにＰＱローカスが第１象限上のみで動く場合、ステッ
プＳＴ１８は図１３で示すようにＰＱローカスが第１象
限と第２象限にまたがって動く場合に対応する最適電源
制限実施領域の判定を行っている。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電力
系統に発生した振動発散現象が発電機間脱調に至る前
に、上記有効・無効電力軌跡の動揺から脱調を予測検出
し、発電機等の電源制限対象機器の安定化に必要な電源
制限量を決定し、上記有効・無効電力の動揺が電源制限
領域に入ったことを判定し、この判定のタイミングで、
上記電源制限対象機器の中から上記電源制限量だけ電源
制限を行うような構成としたので、脱調する１つ手前も
しくはそれ以前の動揺で早期に振動発散による脱調現象
を予測検出できる効果がある。また、必要最小な電源制
限量で振動発散による脱調現象を未然に防止できる効果
がある。更に、安定化対象系統の系統容量の変化にも柔
軟に対応できる効果がある。また、必要な電源制限量も
最少にすることができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す系統安定化制御
方式に基づく系統安定化システムの構成図である。

【図２】この発明の第１の実施例における系統安定化制
御方式のＰＱローカス上での説明図である。

【図３】図１の系統安定化システムの動作を示すフロー
チャートである。

【図４】この発明の第２の実施例における脱調予測検出
の基本系統モデルを示す図である。

【図５】この発明の第２の実施例における弦ベクトルの
作成方法を示す説明図である。

【図６】この発明の第２の実施例における曲率Ｆの定義
を示す図である。

【図７】この発明の第３の実施例における必要電源資源
量決定要素の説明図である。

【図８】この発明の第３の実施例におけるＰＱローカス
中心決定手法のモデルを示す図である。

【図９】この発明の第３の実施例における必要電源制限
量決定テーブルを示す図である。

【図１０】図２の時間対等価背後電源の内部電圧位相角
の平面上における最適電源制限実施領域を示す図であ
る。

【図１１】この発明の第４の実施例に基づく最適な安定
化制御実施領域判定手法のフローチャートである。

【図１２】第１象限上のみを動くＰＱローカスの例を示
す図である。

【図１３】第１象限と第２象限にまたがって動くＰＱロ
ーカスの例を示す図である。

【図１４】従来の安定化制御方式を実現した系統安定化
システムの構成図である。

【図１５】従来の安定化制御方式における脱調予測検出
の原理図である。

【符号の説明】

１Ａ 中央装置 １Ｂ，１Ｃ 制御端末装置 １Ｎ 中央給電指令所（中給）システム ６，６Ａ，６Ｂ 発電所 ７Ａ 本系統 ７Ｂ 安定化システムの対象外系統 ２１ 電流計測用ＣＴ ２２ 電圧計測用ＰＴ ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｃ１〜３１ＣＭ，３１Ｄ
１〜３１ＤＮ， コントロール・ケーブル ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｎ 伝送路 ４１，４１Ａ１〜４１ＡＭ，４１Ｂ１〜４１ＢＮ， 遮
断器 ５１Ａ〜５１Ｆ 母線 ５２Ａ〜５２Ｅ 送電線 ５３，５３Ａ，５３Ｂ 変圧器 ６１Ａ１，６１ＡＭ，６１Ｂ１，６１ＢＮ，６ａ 発電
機

フロントページの続き (72)発明者 小和田 靖之 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−110441（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−110440（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−122326（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−194729（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統の所定の計測点における電流デ
   ータ及び電圧データを等価背後電源の内部電圧に補正
   し、この補正値より計算される有効電力及び無効電力を
   ＰＱローカス等の有効・無効電力軌跡として直交する平
   面座標に描き、この有効・無効電力軌跡を用いて脱調を
   予測して防止する系統安定化制御方式において、電力系
   統に発生した振動発散現象が発電機間脱調に至る前に、
   上記有効・無効電力軌跡の動揺から脱調を予測検出し、
   発電機等の電源制限対象機器の安定化に必要な電源制限
   量を決定し、上記有効・無効電力の動揺が電源制限領域
   に入ったことを判定し、この判定のタイミングで、上記
   電源制限対象機器の中から上記電源制限量だけ電源制限
   を行うことにより、脱調を防止することを特徴とする系
   統安定化制御方式。
2. 【請求項２】 上記有効・無効電力軌跡の動揺から脱調
   を予測検出するために、あらかじめ９０°より小さい脱
   調予測検出レベルを設け、上記有効・無効電力軌跡上に
   張った弦ベクトル偏角が上記脱調予測検出レベルを越え
   たときに脱調と判定するようにしたことを特徴とする請
   求項第１項記載の系統安定化制御方式。
3. 【請求項３】 安定化に必要な上記電源制限量を決定す
   るために、上記有効・無効電力軌跡が描かれている平面
   座標の無効電力軸方向の最大振れ幅に対応する、かつ、
   電力系統容量に適応する要素を算出して用いたことを特
   徴とする請求項第１項記載の系統安定化制御方式。
4. 【請求項４】 上記有効・無効電力軌跡の動揺が電源制
   限領域に入ったことを判定するために、脱調予測検出後
   の上記有効・無効電力軌跡における有効電力及び無効電
   力の時間に対する変化率を用いたことを特徴とする請求
   項第１項記載の系統安定化制御方式。