JP2712092B2 - 電圧無効電力監視制御装置 - Google Patents

電圧無効電力監視制御装置

Info

Publication number
JP2712092B2
JP2712092B2 JP2246850A JP24685090A JP2712092B2 JP 2712092 B2 JP2712092 B2 JP 2712092B2 JP 2246850 A JP2246850 A JP 2246850A JP 24685090 A JP24685090 A JP 24685090A JP 2712092 B2 JP2712092 B2 JP 2712092B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
reactive power
stability
control device
determining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2246850A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04127842A (ja
Inventor
堅 柵木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2246850A priority Critical patent/JP2712092B2/ja
Publication of JPH04127842A publication Critical patent/JPH04127842A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2712092B2 publication Critical patent/JP2712092B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は電力系統の母線電圧の大きさ(以後電圧とい
う用語は電圧の大きさを意味する)と無効電力潮流の監
視制御を行なう電圧無効電力監視制御装置において、電
力系統の安定性を高める技術に関する。
(従来の技術) 従来は、電力系統の母線電圧と送電線や変圧器を流れ
る無効電力潮流が、所定の運用目標値の範囲内に維持さ
れるように調相用コンデンサとリアクトル,変圧器のタ
ップ,発電機,同期調相機(ロータリィ・コンデンサ)
等の電圧無効電力調整機器を制御することと、電力系統
の電圧安定性を所定のレベル以上になるように上記機器
を制御することが夫々れ独立に行なわれていた。
しかも、これらは制御装置がなく、夫々人間系によっ
て行なっていた。
(発明が解決しようとする課題) 上記したように従来装置では、母線電圧と無効電力潮
流を所定の運用目標値の範囲内に維持するように監視制
御することと、電圧安定性が最大となるようにまたは所
定のレベル以上になるように監視制御することとが夫々
独立に行なわれていたため、母線電圧と無効電力潮流を
運用目標値の範囲内になるように電圧無効電力調整機器
を調整/制御していると、電圧安定性が悪化してしまっ
たり、また電圧安定性が保たれるように調整/制御する
と母線電圧と無効電力潮流が運用目標値の範囲外になっ
てしまうという虞れがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電力
系統の母線電圧と無効電力潮流を運用目標値の範囲内ま
たはその付近に維持することを制御条件とし、電力系統
の電圧安定性が最大となるよに、または所定のレベル以
上になるように電圧無効電力調整機器を制御することの
可能な電圧無効電力監視制御装置を提供することを目的
としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の電圧無効電力監視
制御装置は電力系統の状態変数の値を決定するための状
態推定手段と、電圧の変化に対するノード電力の変化の
比率(以後dp/dVと略す)を計算する手段と、電圧無効
電力調整機器を単位量だけ調整したときのdp/dVが変化
する度合い(以後感度係数と略す)を計算する手段(以
後感度係数計算手段と略す)と、電圧安定性を改善する
ための電圧無効電力調整機器の調整量を求める手段(以
後電圧安定性改善調整量計算手段と略す)とから構成し
た。
(作用) 情報伝送装置により伝送される電力系統の状態の測定
データを用い、状態推定手段により電力系統の状態変数
の値を決定する。次に、dp/dV計算手段により電力系統
の電圧安定性の状態を表すdp/dVを計算し、感度係数計
算手段により電圧無効電力調整機器のdp/dVに対する感
度係数を計算する。最後に、電圧安定性改善調整量計算
手段により感度係数を用い電圧安定性を向上するための
電圧無効電力機器の調整量を決定する。
(実施例) 以下図面を参照して実施例を説明する。
第1図は本発明による電圧無効電力監視制御装置の処
理内容を示す構成例図、第2図は全体構成例図である。
第2図から説明すると、1は電力系統であり、測定器
2と電圧無効電力調整機器3とからなる。4は送受信側
の夫々情報伝送装置、5は電子計算機であって後述する
処理を行ない、6は表示入力装置である。
そして全体的な動作は次のようになる。
先ず、測定器2により測定された母線電圧,電力潮
流,発電機出力,負荷電力及び回路しゃ断器の入り切り
状態等の電力系統の状態量は、情報伝送装置4により電
子計算機5に入力される。電子計算機5では、第2図に
示されている諸手段により、母線電圧と無効電力潮流に
対する制約条件を満足しつつ電力系統の電圧安定性を改
善するための調整量が計算され、電圧無効電力調整機器
3に対する制御信号が情報伝送装置4を経由して電圧無
効電力調整機器3に送られ、電力系統の電圧と無効電力
潮流が制御されることにより、電力系統の電圧安定性が
改善される。制御量等の表示や電圧の運用上下限値等の
パラメータの入力に表示・入力装置6が用いられる。
第1図は電子計算機5により処理される本発明の手段
の構成例を示す図であり、11は電力系統情報入力手段、
12は状態推定手段、13はdp/dV計算手段、14は電圧安定
性評価手段、15は電圧無効電力調整機器のdp/dVに対す
る感度係数を計算する感度係数計算手段、16は電圧安定
性改善調整量計算手段、17は制御信号送出手段である。
以下に各手段の実現方法につき詳細に説明する。
電力系統情報入力手段11は、電力系統に関する種々の
測定値、すなわち母線(以下ノードとも称する)電圧,
送電線や変圧器に流れる有効電力潮流と無効電力潮流,
発電機の有効電力出力と無効電力出力,変圧器のタップ
位置,回路しゃ断器の入り切り状態等の電力系統の状態
量を情報伝送装置より入力し、以後の各手段で使用でき
るようにエンジニアリング単位への変換処理を行なう。
次に、状態推定手段12は、手段11が入力処理をした電
力系統の状態量より、電力系統の状態変数x(ノード電
圧の大きさVとその位相角δ)の値x0(すなわちV0
δ0)を決定する。その決定方法は公知の技術であるの
でその説明は省略する。
dp/dV計算手段13は、状態変数の値x0を使い、総需要
電力を増加したときのノード電圧の変化量から、電圧の
変化に対するノード電力pの変化の比率、すなちdp
j(x)/dVjを下記のように求める。総需要電力を増加
したとき、各ノードの負荷電力は総需要に比例して増加
し、発電機出力はある配分比率で増加する。また負荷の
無効電力の負荷の有効電力に対する比率は、総需要電力
によらず一定とみなせる。そこで、発電機出力iの配分
比率をKGi,負荷jの総需要に対する比率をKLj,負荷j
の無効電力の有効電力に対する比率をPFjとすると、総
需要電力がΔLだけ増加したとき、各ノードの有効電力
と無効電力の変化量は次のようになる。
ΔPi=KGi・ΔL …(1) ΔPj=KLj・ΔL …(2) ΔQj=PFj・ΔPj …(3) 但し、ΔP:ノードの有効電力の変化量 ΔP:ノードの無効電力の変化量 i:発電機ノード=i1,i2,〜im j:負荷ノード=j1,j2,〜jn である。
いま、電力系統の状態を表す電力方程式は、 pi(x)=0 …(4) pj(x)=0 …(5) qj(x)=0 …(6) p(x):ノード有効電力の関数ベクトル q(x):ノード無効電力の関数ベクトル であるから、総需要電力がΔLだけ変化したとき、状態
変数がx0からx0+Δx0に変化したとすると、
(4),(5),(6)式のテーラ展開の第1次項まで
により、 [Δx0]=[H]-1 [ΔPi,ΔPj,ΔQjT …(7) [ ]:マトリックスまたはベクトルを表す。
−1:逆行列を意味する。
T:マトリックスまたはベクトルの転置を意味する。
Δx0:状態変数xの変化量 [H]:ヤコビヤン・マトリックスであり、その要素は ∂p(x)∂x|x=x0と ∂q(x)∂x|x=x0と である。ここで、(7)式のΔx0の内のjノードの電
圧変数Vjの変化量の値をΔV0jとすれば dpj/dVjは、 dpj/dVj=ΔPj/ΔV0j …(8) となる。
電圧安定性評価手段14は、現在の電力系統の電圧安定
性の状態を評価し、電圧安定性を改善する制御が必要か
否かを決定する。一般に、電力系統の電圧安定性はdpj/
dVjの値により評価することができる。すなわち、第3
図に示すように電圧が安定な範囲ではdpj/dVjが正値、
安定性限界では零、不安定領域では負値であり、その値
が大であるほど電圧の安定性が良く、小さいほど安定性
が悪い。dp/dV計算手段13によって計算されたdpj/dVj
うちの最小値を求め、閾値εと比較する。その最小値が
閾値εより大きいときは、電圧安定性が高いので改善が
不必要であるからここで処理を終了する。小さいときは
電圧安定性が低いためその改善が必要であり、感度係数
計算手段15の処理を開始する。
感度係数計算手段15は、電圧無効電力調整機器のdpj/
dVjに対する感度係数を計算する。電圧安定性の改善に
有効な一般的に用いられている電圧無効電力調整機器
は、調相用コンデンサ,発電機と同期調相機の無効電力
出力等の無効電力供給源である。電圧無効電力調整機器
のdpj/dVjに対する感度係数とは、kノードに接続され
ているこれらの電圧無効電力調整機器kが供給する無効
電力qkが、ΔQkだけ変化したときのdpj/dVjの変化量
Δ(dpj/dVj)により求められる。すなわち、 である。
ここで、dpj/dVjの偏微分値は次のように近似でき
る。
また、∂Vk/∂qkは次のようになる。
k,k=∂Vk/∂qk=ΔVqk/ΔQk …(11) [Δxq]=[H]-1 ・[0,0,…Δqk,0,…]T …(12) ΔVqkは[Δxq]のうち、kノードの電圧の状態変
数Vkの変化量である。
電圧安定性改善調整量計算手段16は、電圧安定性を向
上するための電圧無効電力調整機器の調整量を決定す
る。第3図に示すようにdp/dVの値が大きいほど電圧安
定性が高いから、母線電圧と無効電力潮流が運転目標値
としての上下限値内にあることという制約条件下で、 Δ(dpj/dVj)の加重和を最大にする電圧無効電力調整
機器の調整量ΔQkを決定する。すなわち、 目的関数 制約条件 調整量の制限ΔQ k ≦ΔQk≦▲▼k …(16) 電圧の制限ΔV jj ≦ΔVjj≦▲▼jj …(17) 無効電力潮流の制限ΔQ iikk ≦ΔQiikk≦▲▼iikk …(18) ΔQiikk:監視対象ブランチの無効電力潮流、すなわち
ノードiiとノードkk間のブランチの無効電力潮流 ΔVjj:監視対象であるノードjjの電圧 Bjj,k=∂Vjj/∂Qk …(19) Ciikk,k=∂Qiikk/∂Qk …(20) Wj:重み付け係数 において、目的関数JQを最大にするΔQkを求める。
制御信号送出手段17は、電圧安定性改善調整量計算手
段16が決定した電圧安定性を向上するための、電圧無効
電力調整機器の調整量ΔQkを制御量に換算し、情報伝
送装置4を経由して電圧無効電力調整装置に対する制御
信号を送出する。
上記実施例によれば、電圧無効電力調整機器の制御に
より、電力系統の電圧と電力潮流を適切な値に維持しつ
つ、電圧安定性を高めた運転ができ、良質な電力を安定
して高信頼度に供給できる。
また、処理時間の短縮を目的として、上記実施例の
(13)式の目的関数JQの値を最大にする代りに、dp/dV
が最も小さいノードJ1のdpj1/dVj1の値が制約条件を満
足しつつ、最大になるように電圧無効電力調整機器を制
御しても、初期の目的は達成される。すなわち、 目的関数 制約条件 調整量の制限ΔQ k ≦ΔQk≦▲▼k …(24) 電圧の制限ΔV jj ≦ΔVjj≦▲▼jj …(25) 無効電力潮流の制限ΔQ iikk ≦ΔQiikk≦▲▼iikk …(26) ΔQiikk:監視対象ブランチの無効電力潮流、すなわち
ノードiiとノードkk間のブランチの無効電力潮流 ΔVjj:監視対象であるノードjjの電圧 Bjj,k=∂Vjj/∂Qk …(27) Ciikk,k=∂ΔQiikk/∂Qk …(28) において、目的関数JQj1を最大にするΔQkを求めれば
よい。
上記2つの実施例の方法によって電圧調整機器の能力
を全て使っても、電圧安定性の回復が十分でないような
非常事態の場合には、電力系統全体を崩壊させず、一部
の負荷を制限する(停電させる)ことにより、残りの大
部分の電圧安定性を回復させる方法がある。このときの
負荷しゃ断量、ΔPkを求めるには、上記実施例の場合
と同様に、 目的関数 制約条件 調整量の制限ΔQ k ≦ΔQk≦▲▼k …(32) 電圧の制限ΔV jj ≦ΔVjj≦▲▼jj …(33) 無効電力潮流の制限ΔQ iikk ≦ΔQiikk≦▲▼iikk …(34) ΔQiikk:監視対象ブランチの無効電力潮流、すなわち
ノードiiとノードkk間のブランチの無効電力潮流 jj,k=∂Vjj/∂pk …(36) Giikk,k=∂Qiikk/∂pk …(37) k:負荷しゃ断対象ノード において、(21)式の目的関数JPを最大にするΔPk
求める。求められたΔPkに従って、負荷を制限する。
電圧無効電力調整機器として、変圧器のタップ,ロー
タリィ・コンデンサ(同期調相機),調相用リアクト
ル,SVC(Static Var Controller)を加えた電圧安定性
の改善制御に関しても、上記実施例と同様な方法によれ
ばよいことは明らかである。
以上説明した4つの実施例では電圧無効電力調整機器
を実際に制御する例であるが、この実施例では制御をせ
ずに結果を表示入出力装置に表示する方法である。この
実施例の場合は、表示結果を参考にしてオペレータが電
圧無効電力調整機器の調整や負荷しゃ断指令を行なう。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば電圧無効電力調
整機器の制御により、電力系統の電圧と電力潮流を適切
な値に維持しつつ、電力系統の電圧安定性を高めた運転
ができ、良質な電力を安定して高信頼度に供給すること
に対して効果が大きい。また、定常時には電圧無効電力
調整機器のみにより制御し、非常時には負荷制限をも合
せ行なえばさらにその効果が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電圧無効電力監視制御装置の一実
施例の構成例図、第2図は本発明の全体構成例図、第3
図は電圧安定性の概念を示す図である。 1……電力系統、2……測定器 3……電圧無効電力調整機器 4……情報伝送装置、5……電子計算機 6……表示・入力装置

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力系統からの状態量を検出し、情報伝送
    装置を介して電子計算機に入力することにより、母線電
    圧の大きさと無効電力潮流の監視制御を行なう電圧無効
    電力監視制御装置において、情報伝送装置を介して伝送
    されてきた系統情報をもとに電力系統の状態を求める手
    段と、前記求められた系統状態をもとに系統の総需要P
    と系統電圧Vとの関係を示すP−V曲線を求めると共
    に、前記P−V曲線から電圧安定性の状態を示す電圧の
    変化に対する電力の変化の比率(P−V曲線の勾配)を
    求める手段と、前記P−V曲線の勾配の値の大きさと符
    号とによって電圧の安定性を判定する手段と、前記安定
    度の判定結果が不安定であるとき、安定度を改善するた
    めに必要とする電圧無効電力調整機器の調整量を求める
    手段と、前記電力系統の複数個所の母線電圧と無効電力
    潮流とが所定範囲内に収まっていることを条件とし、前
    記電力系統の安定性が最大又は所定レベル以上になるよ
    うに前記した電力系統の複数個所に設けた電圧無効電力
    調整機器を制御する手段とを備えたことを特徴とする電
    圧無効電力監視制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電圧無効電力監視制御装置
    において、電圧無効電力調整機器の制御だけでは電力系
    統の電圧安定性を所定のレベル以上に維持できないとき
    は、負荷遮断も行なって電圧安定性を所定のレベル以上
    にする手段を備えたことを特徴とする電圧無効電力監視
    制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の電圧無効電力監視制御装置
    において、複数個所の電圧無効電力調整機器を制御する
    手段に加えて、制御量を表示装置に出力する手段を備え
    たことを特徴とする電圧無効電力監視制御装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の電圧無効電力監視制御装置
    において、電圧無効電力調整機器の制御だけでは電力系
    統の電圧安定性を所定のレベル以上に維持できないとき
    は、負荷遮断も行なって電圧安定性を所定のレベル以上
    にする手段に加えて、制御量を表示装置に出力する手段
    を備えたことを特徴とする電圧無効電力監視制御装置。
  5. 【請求項5】電力系統からの状態量を検出し、情報伝送
    装置を介して電子計算機に入力することにより、母線電
    圧の大きさと無効電力潮流の監視制御を行なう電圧無効
    電力監視制御装置において、情報伝送装置を介して伝送
    されてきた系統情報をもとに電力系統の状態を求める手
    段と、前記求められた系統状態をもとに系統の総需要P
    と系統電圧Vとの関係を示すP−V曲線を求めると共
    に、前記P−V曲線から電圧安定性の状態を示す電圧の
    変化に対する電力の変化の比率(P−V曲線の勾配)を
    求める手段と、前記P−V曲線の勾配の値の大きさと符
    号とによって電圧の安定性を判定する手段と、前記安定
    度の判定結果が不安定であるとき、安定度を改善するた
    めに必要とする電圧無効電力調整機器の調整量を求める
    手段と、この調整量を表示装置に出力する手段を備えた
    ことを特徴とする電圧無効電力監視制御装置。
JP2246850A 1990-09-17 1990-09-17 電圧無効電力監視制御装置 Expired - Lifetime JP2712092B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2246850A JP2712092B2 (ja) 1990-09-17 1990-09-17 電圧無効電力監視制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2246850A JP2712092B2 (ja) 1990-09-17 1990-09-17 電圧無効電力監視制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04127842A JPH04127842A (ja) 1992-04-28
JP2712092B2 true JP2712092B2 (ja) 1998-02-10

Family

ID=17154644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2246850A Expired - Lifetime JP2712092B2 (ja) 1990-09-17 1990-09-17 電圧無効電力監視制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2712092B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101231706B1 (ko) * 2011-03-03 2013-02-08 한전케이디엔주식회사 동적 전력전압 곡선을 이용한 계통 안정도 평가 방법 및 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3792428B2 (ja) * 1999-03-09 2006-07-05 三菱電機株式会社 電力系統制御装置及び電力系統制御方法
CN105207221B (zh) * 2015-09-07 2017-11-17 国网天津市电力公司 一种提高大比例外受电情景下电网电压稳定性的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0224711A (ja) * 1988-07-14 1990-01-26 Fuji Electric Co Ltd 系統電圧・無効電力制御装置
JP2815872B2 (ja) * 1988-08-19 1998-10-27 東京電力株式会社 電力系統監視制御システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101231706B1 (ko) * 2011-03-03 2013-02-08 한전케이디엔주식회사 동적 전력전압 곡선을 이용한 계통 안정도 평가 방법 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04127842A (ja) 1992-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8498832B2 (en) Method and device for assessing and monitoring voltage security in a power system
EP0388479B1 (en) Voltage-reactive power control apparatus
EP0847612B1 (en) Method and device for compensation of reactive power
US6674267B2 (en) Method and a device for compensation of the consumption of reactive power by an industrial load
US4897593A (en) Reactive power compensator for electric power system
JP2712092B2 (ja) 電圧無効電力監視制御装置
JP3350265B2 (ja) 電力系統安定化装置
JP2003032893A (ja) 無効電力補償装置の運転制御方法
JP2815872B2 (ja) 電力系統監視制御システム
US11467197B2 (en) Electric power system voltage monitoring and control with energy packets
JP2000032664A (ja) コンデンサバンクを備えた無効電力調整装置の制御方法およびその制御装置
JP4025095B2 (ja) 電圧無効電力監視制御装置及び電圧無効電力監視制御プログラム
JPH07241035A (ja) 単独分離系統安定化方法
JP2965253B2 (ja) 電力系統監視制御システム
JP2716887B2 (ja) 電圧安定度監視制御装置
JP2647157B2 (ja) 電力系統監視制御システム
JP3031934B2 (ja) 電圧余裕値及び有効電力余裕値算出装置
JP2647156B2 (ja) 電力系統監視制御システム
JP2603929B2 (ja) 電力系統の予防制御装置
JP3893097B2 (ja) 周波数安定化装置
JP3476630B2 (ja) 周波数安定化方法
Suresh et al. Modal analysis for improving voltage stability margin by optimal placement of capacitors
JPH0469017A (ja) 定態安定度監視システム
US9391444B2 (en) Method and component for voltage instability protection in an electric power system
JPH02101929A (ja) 電力系統監視制御システム

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term