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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
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。
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。
て行なっていた。
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。
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。
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。
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。
理内容を示す構成例図、第2図は全体構成例図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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,ΔQj]T …(7) [ ]:マトリックスまたはベクトルを表す。
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。
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の
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。
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。
る。
数Vkの変化量である。
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。
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。
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。
(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。
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 Fjj,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を
求める。求められたΔPkに従って、負荷を制限する。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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)
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)
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)
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 |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP2246850A patent/JP2712092B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04127842A (ja) | 1992-04-28 |
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