JP3792428B2 - 電力系統制御装置及び電力系統制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統の電圧及び無効電力を許容範囲内に収める電力系統制御装置及び電力系統制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電力系統制御方法は、昭和62年電気学会全国大会講演論文集の第1200頁〜第1201頁にも開示されているように、変電所の電圧と、バンクを通過する無効電力潮流を計測し、その計測値にしたがって当該変電所における調相設備(例えば、変圧器タップ、コンデンサ、リアクトル等)を制御するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力系統制御方法は以上のように構成されているので、変電所における調相設備を制御することで電圧変動が抑制されるが、その調相設備の制御に伴う他の変電所の電圧変動が考慮されていないため、相互に隣接する変電所の電圧が不安定になるなどの課題があった。
【0004】
なお、相互に隣接する変電所の電圧変動を抑制して、調相設備の制御動作が繰り返されるハンチングを防止するため、電力系統全体の情報を一括して収集し、電力系統全体の機器を制御する方法が電気学会論文誌B117巻8号第1115頁〜第1120頁に開示されているが、この方法の場合、取り扱うデータ量が膨大になるとともに、電力系統の同定を行う必要性から制御精度を高めることが難しく、また、制御時間間隔が長くなるなどの課題があった。
【0005】
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、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作を実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる電力系統制御装置及び電力系統制御方法を得ることを目的とする。
【0008】
この発明に係る電力系統制御装置は、潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【0009】
この発明に係る電力系統制御装置は、複数の部分系統の電圧計測値と目標電圧値の偏差に制御定数を乗算し、その乗算結果を考慮して無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【0010】
この発明に係る電力系統制御装置は、電力系統の系統構成が変化すると、無効電力潮流の目標値及び目標電圧値または制御定数を変更するようにしたものである。
【0011】
この発明に係る電力系統制御装置は、電力系統の目標電圧値が変化すると、無効電力潮流の目標値または制御定数を変更するようにしたものである。
【0012】
この発明に係る電力系統制御装置は、系統予測手段により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御対象機器の動作スケジュールを設定するようにしたものである。
【0013】
この発明に係る電力系統制御装置は、要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その選定結果と動作予測手段の予測結果が一致しない場合、スケジュール設定手段により設定された動作スケジュールを変更するようにしたものである。
【0014】
この発明に係る電力系統制御装置は、通信手段により受信された予測値と計測値から隣接系統における制御対象機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するようにしたものである。
【0015】
この発明に係る電力系統制御方法は、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、その無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて制御対象系統の無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【0016】
この発明に係る電力系統制御方法は、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値とから、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、各無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【0017】
この発明に係る電力系統制御方法は、制御対象系統の電気量を予測するとともに、制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測すると、その電気量の予測結果に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するようにしたものである。
【0018】
この発明に係る電力系統制御方法は、隣接系統における電気量の予測値と計測値から隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するようにしたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電力系統制御装置を示す構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。図において、1は制御対象の電力系統(制御対象系統)、2は制御対象系統1に隣接する電力系統(隣接系統)、3は制御対象系統1と隣接系統2を接続する連系線、4は制御対象系統1と隣接系統2の境界点、5は制御対象系統1の母線、6は隣接系統2の母線である。
【0020】
11は隣接系統2から制御対象系統1に流入する母線5の有効電力潮流Pji及び無効電力潮流Qjiを計測する電力潮流計測部(潮流計測手段)、12は電力潮流計測部11により計測された有効電力潮流Pji及び無効電力潮流Qjiと、母線5,6の目標電圧値Vio,Vjoとから連系線3を流れる無効電力潮流の目標値Q* Mjiを決定する目標無効電力値決定部(目標値決定手段)、13は電力潮流計測部11により計測された無効電力潮流の計測値Qjiと目標無効電力値決定部12により決定された無効電力潮流の目標値Q* Mjiに基づいて制御対象系統1の無効電力要求値QARi を演算する無効電力要求値演算部(要求値演算手段)、14は無効電力要求値演算部13により演算された無効電力要求値QARi に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御機器指令部(制御手段)である。
なお、図3はこの発明の実施の形態1による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【0021】
次に動作について説明する。
まず、電力潮流計測部11が隣接系統2から制御対象系統1に流入する母線5の有効電力潮流Pjiと無効電力潮流Qjiを計測すると、目標無効電力値決定部12は、母線5の有効電力潮流Pjiと無効電力潮流Qjiを入力するとともに、母線5の電圧計測値Vi 及び目標電圧値Vioと母線6の目標電圧値Vjoを入力する(ステップST1,ST2)。
【0022】
そして、目標無効電力値決定部12は、電力潮流計測部11により計測された有効電力潮流Pji,無効電力潮流Qji,及び目標電圧値Vio,Vjoを下記の式(1)に代入して、連系線3を流れる無効電力潮流の目標値Q* Mjiを演算する(ステップST3)。
【0023】
【数1】
【0024】
なお、式(1)は制御対象系統1と隣接系統2の境界点4が連系線3の中点である場合、隣接系統2における母線6の電圧計測値Vj が予め設定された目標電圧値Vjoと一致し、かつ、連系線3を流れる有効電力潮流が計測値通りである場合に、制御対象系統1における母線5の電圧計測値Vi を予め設定された目標電圧値Vioと一致させるために必要な境界点4における無効電力潮流値を求める式である。
【0025】
したがって、この実施の形態1では、制御対象系統1と隣接系統2の境界点4を連系線3の中点としているが、必ずしも中点に設定する必要はなく、また、電力潮流の計測点を制御対象系統1の母線5にしているが、必ずしも母線5に設定する必要はなく、これらの設定が上記の設定と異なる場合には式(1)を適宜変更すればよい。
【0026】
無効電力要求値演算部13は、目標無効電力値決定部12が連系線3を流れる無効電力潮流の目標値Q* Mjiを演算すると、電力潮流計測部11により計測された有効電力潮流Pji,無効電力潮流Qjiと、母線5の電圧計測値Vi を下記の式(3)に代入して、連系線3を流れる無効電力潮流値QMji を計算した後、その無効電力潮流値QMji と、連系線3を流れる無効電力潮流の目標値Q* Mjiと、母線5の電圧計測値Vi及び目標電圧値Vioとを下記の式(2)に代入して、制御対象系統1の無効電力要求値QARi を演算する(ステップST4)。
【0027】
【数2】
【0028】
なお、式(2)の第1項は、隣接系統2における母線6の電圧計測値Vj が目標電圧値Vjoと一致した場合に、制御対象系統1における母線5の電圧計測値Vi を目標電圧値Vioに保つために必要な無効電力潮流に対する過不足分を示し、第2項は、母線5の電圧計測値Vi の目標電圧値Vioからの逸脱量に制御定数Kを乗じて、その逸脱量に対する無効電力の過不足分を示している。
したがって、第1項と第2項が加算される式(2)は制御対象系統1が分担するべき無効電力の過不足分を求める式となっている。
【0029】
ここで、式(2)の第2項における制御定数Kは、当該電圧計測点における電圧変化に対する無効電力変化を設定した場合に、電圧逸脱量に対する無効電力の過不足分を求めることができるが、当該電圧計測点における短絡容量,隣接系統2との関係や電圧維持に対する重要度などを勘案して適宜設定する。
【0030】
そして、制御機器指令部14は、無効電力要求値演算部13が無効電力要求値QARi を演算すると、その無効電力要求値QARi に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器に対する動作指令を出力する(ステップST5〜ST8)。
【0031】
例えば、制御対象系統1内にコンデンサとリアクトルが存在する場合、無効電力要求値QARi に近い容量の機器を選択して、その機器に対する投入指令または引外指令を実行し、制御対象系統1の電圧及び無効電力が一定の範囲内に収まるようにする。
【0032】
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、電力潮流計測部11により計測された無効電力潮流の計測値と目標無効電力値決定部12により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて制御対象系統1の無効電力要求値を演算するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統2との協調動作が実現し、制御対象系統1の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果を奏する。
【0033】
なお、この実施の形態1では、コンデンサやリアクトルを制御するものについて示したが、例えば、変圧器タップやパワエレ機器を用いた電圧制御機器、発電機の昇圧トランス、発電機の端子電圧制御装置など、電圧や無効電力の制御に用いることができるものであれば何れでもよく、また、その制御機器の選択方法も上記の例に依存するものではない。
【0034】
また、制御対象系統1と隣接系統2の関係を示す例として図2を挙げたが、図5に示すように隣接系統が複数あってもよい。この場合、例えば、図4に示すように、電力潮流計測部11を複数個設置して、目標無効電力値決定部12に電力潮流計測部11の計測結果である電力潮流を入力として与え、式(1)の代わりに、例えば、下記に示す式(4)を使用して、無効電力潮流の目標値Q* Mniを演算してもよい。図5において、2a,2bは隣接系統、3a,3bは連系線、4a,4bは境界点、6aは隣接系統2aの母線、6bは隣接系統2bの母線である。
【0035】
【数3】
【0036】
また、制御対象系統1の電圧監視母線が図6のように複数あってもよい。ただし、5a,5bは制御対象系統1の母線である。
また、図7及び図8は制御対象系統1の接続形態を示す模式図であり、制御対象系統1の接続形態は図7に示すような串状系統でも、図8に示すようなループ状、あるいはメッシュ状の系統など任意の形態でよい。
さらに、図9及び図10は制御対象系統1と隣接系統2の接続形態を示す模式図であり、制御対象系統1が他の系統と接続する場合に、図9に示すような放射状でも、図10に示すようなループ状あるいはメッシュ状の系統など任意の形態でよい。
【0037】
実施の形態2.
図11はこの発明の実施の形態2による電力系統制御装置を示す構成図であり、図12はこの発明の実施の形態2による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。図において、図1及び図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
1a,1bは制御対象系統1を構成する部分系統、3cは部分系統1aと部分系統1bを接続する連系線、4cは部分系統1aと部分系統1bの境界点である。
【0038】
21は連系線3cを流れる有効電力潮流Pi21 (またはPi12 )及び無効電力潮流Qi21 (またはQi12 )を計測する部分系統間電力潮流計測部(潮流計測手段)、22は電力潮流計測部11により計測された有効電力潮流Pji及び無効電力潮流Qjiと、部分系統間電力潮流計測部21により計測された有効電力潮流Pi21 (またはPi12 )及び無効電力潮流Qi21 (またはQi12 )と、母線5a,5b,6a,6bの目標電圧値Vi1o ,Vi2o ,Vko,Vjoとから連系線3a,3b,3cを流れる無効電力潮流の目標値Q* Mji等を決定する目標無効電力値決定部(目標値決定手段)である。
【0039】
23は電力潮流計測部11により計測された無効電力潮流の計測値Qji、部分系統間電力潮流計測部21により計測された無効電力潮流Qi21 (またはQi12 )、及び目標無効電力値決定部22により決定された無効電力潮流の目標値Q* Mji等に基づいて部分系統1a,1bの無効電力要求値QARi を演算する無効電力要求値演算部(要求値演算手段)、24は無効電力要求値演算部23により演算された無効電力要求値QARi に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御機器指令部(制御手段)である。
なお、図13はこの発明の実施の形態2による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【0040】
次に動作について説明する。
まず、電力潮流計測部11が隣接系統2aから部分系統1aに流入する母線5aの有効電力潮流Pki及び無効電力潮流Qkiを計測するとともに、隣接系統2bから部分系統1bに流入する母線5bの有効電力潮流Pji及び無効電力潮流Qjiを計測すると、目標無効電力値決定部22は、母線5aの有効電力潮流Pki及び無効電力潮流Qkiと、母線5bの有効電力潮流Pji及び無効電力潮流Qjiとを入力するとともに、母線5a,5bの電圧計測値Vi1,Vi2及び目標電圧値Vi1o ,Vi2o と母線6a,6bの目標電圧値Vko,Vjoを入力する(ステップST11,ST12)。
【0041】
そして、目標無効電力値決定部22は、電力潮流計測部11により計測された有効電力潮流Pki,Pji、無効電力潮流Qki,Qjiと、部分系統間電力潮流計測部21により計測された有効電力潮流Pi21 (またはPi12 ),無効電力潮流Qi21 (またはQi12 )と、母線5a,5b,6a,6bの目標電圧値Vi1o ,Vi2o ,Vko,Vjoとから連系線3a,3b,3cを流れる無効電力潮流の目標値Q* Mki,Q* Mji,Q* Mi をそれぞれ演算する(ステップST13)。
【0042】
ここで、無効電力潮流の目標値は、上述した式(1)に代入して演算する場合、式(1)における制御対象系統を当該部分系統に置換するとともに、式(1)における隣接系統を当該部分系統に隣接する部分系統(部分系統1aが当該部分系統であれば部分系統1b、部分系統1bが当該部分系統であれば部分系統1a)及び隣接系統(部分系統1aが当該部分系統であれば隣接系統2a、部分系統1bが当該部分系統であれば隣接系統2b)に置換すればよい。
なお、式(1)は、境界点4a,4b,4cがそれぞれ連系線3a,3b,3cの中点にある場合に適用されるが、これに限るものではなく、境界点4a,4b,4cの設定に応じて適宜式(1)を修正すればよい。
【0043】
そして、無効電力要求値演算部23は、目標無効電力値決定部22が連系線3a,3b,3cを流れる無効電力潮流の目標値Q* Mki,Q* Mji,Q* Mi をそれぞれ演算すると、これらの目標値と、連系線3a,3b,3cを流れる無効電力潮流値と、母線5a,5bの電圧計測値Vi1,Vi2と、母線5a,5b,6a,6bの目標電圧値Vi1o ,Vi2o ,Vko,Vjoとから、部分系統1a,1bの無効電力要求値QARi をそれぞれ演算する(ステップST14)。
【0044】
ここで、部分系統1a,1bの無効電力要求値QARi は、上述した式(2)に代入して演算する場合、式(2)における制御対象系統を当該部分系統に置換するとともに、式(2)における隣接系統を当該部分系統に隣接する部分系統(部分系統1aが当該部分系統であれば部分系統1b、部分系統1bが当該部分系統であれば部分系統1a)及び隣接系統(部分系統1aが当該部分系統であれば隣接系統2a、部分系統1bが当該部分系統であれば隣接系統2b)に置換すればよい。
【0045】
そして、制御機器指令部24は、無効電力要求値演算部23が部分系統1a,1bの無効電力要求値QARi を演算すると、上記実施の形態1と同様にして、各無効電力要求値QARi に応じて部分系統1a,1bの制御対象機器をそれぞれ選定し、その制御対象機器に対する動作指令を出力する(ステップST15〜ST18)。
【0046】
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、各電力潮流計測部11,21により計測された無効電力潮流の計測値と目標無効電力値決定部22により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて部分系統1a,1bの無効電力要求値を演算するように構成したので、複数の隣接系統が存在する場合でも、局所的な情報を収集するだけで隣接系統2a,2bとの協調動作が実現し、制御対象系統1の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果を奏する。
【0047】
なお、上記実施の形態2では、制御対象系統1を2個の部分系統に分割するものについて示したが、これに限るものではなく、3個以上の部分系統に分割するようにしてもよい。また、部分系統の電圧階級は特に制限を受けることはない。さらに、制御対象系統1の分割形態としては、図14に示すように串状であってもよいし、図15に示すようにループ状であってもよい。ただし、1c〜1eは部分系統、2cは隣接系統である。
【0048】
また、無効電力要求値演算部23及び制御機器指令部24は、各部分系統毎に独立して設置してもよいし、1または複数の部分系統をまとめて設置してもよく、各部の設置箇所は特に問われない。さらに、これらを1台の計算機で実現してもよいし、部分系統毎に複数台の計算機が並列処理してもよい。
【0049】
実施の形態3.
図16はこの発明の実施の形態3による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、図4と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
31は電力系統の系統構成を監視する系統構成観測部(定数変更手段)、32は系統構成観測部31が系統構成の変化を検知すると、無効電力要求値演算部13が演算に使用する制御定数K等を変更する制御定数変更部(定数変更手段)である。
【0050】
次に動作について説明する。
上記実施の形態1,2では、無効電力要求値演算部13,23が無効電力要求値を演算する際、固定の制御定数Kを使用して演算するものについて示したが、系統構成の変化に応じて無効電力潮流の目標値Q* Mji及び目標電圧値Vio、または、制御定数Kを変更するようにしてもよい(無効電力潮流の目標値Q* Mji及び目標電圧値Vioと制御定数Kの両方を変更してもよい)。
【0051】
即ち、系統構成観測部31が系統構成の変化を常時監視し、系統構成観測部31が系統構成の変化(例えば、系統切替、発電機投入、解列等)を検知すると、制御定数変更部32が系統構成の変化に応じて制御定数K等を変更する。
これにより、電力系統の系統構成が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果を奏する。
【0052】
実施の形態4.
図17はこの発明の実施の形態4による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、図4と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
33は電力系統の目標電圧値を設定する目標電圧設定部(定数変更手段)、34は目標電圧設定部33が目標電圧値の設定値を変更すると、無効電力要求値演算部13が演算に使用する無効電力潮流の目標値Q* Mjiまたは制御定数Kを変更する制御定数変更部(定数変更手段)である。
【0053】
次に動作について説明する。
上記実施の形態1,2では、無効電力要求値演算部13,23が無効電力要求値を演算する際、固定の制御定数Kを使用して演算するものについて示したが、目標電圧値の変化に応じて無効電力潮流の目標値Q* Mjiまたは制御定数Kを変更するようにしてもよい。無効電力潮流の目標値Q* Mjiと制御定数Kの両方を変更してもよい。
【0054】
具体的には、例えば、時刻,季節や曜日の違いにより、電力系統の負荷が軽くなる場合に、目標電圧設定部33が電圧を低めに誘導するため、目標電圧値を通常より低く設定する場合があるが、このような場合、制御定数変更部34が目標電圧値の設定値に応じて無効電力潮流の目標値Q* Mjiまたは制御定数Kを変更する。
これにより、電力系統の運用状況が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果を奏する。
【0055】
なお、目標電圧値は運用者が手動で設定してもよいし、予め決められた電圧運用スケジュールにしたがって設定してもよいし、電圧や潮流などの電気量の計測値や安定化装置の指令値等を入力して設定してもよい。
【0056】
実施の形態5.
図18はこの発明の実施の形態5による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、41は電力系統の負荷予測を入力条件とする潮流計算を実行して、制御対象系統1の電気量を予測するとともに、制御対象系統1と隣接系統2間の電気量を予測する系統予測部(系統予測手段)、42は系統予測部41により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測する機器指令予測演算部(動作予測手段)、43は機器指令予測演算部42の予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するスケジュール設定部(スケジュール設定手段)である。
【0057】
次に動作について説明する。
まず、系統予測部41は、電力系統の負荷予測(例えば、電力会社が所有する負荷実績から求められた負荷変動の予測値)を入力すると、その負荷予測から発電機の発電量を求めて潮流計算を実行することにより、制御対象系統1の電気量(例えば、母線電圧や送電線潮流)と、制御対象系統1と隣接系統2間の電気量(例えば、連系線潮流)を予測する。
【0058】
そして、機器指令予測演算部42は、系統予測部41が制御対象系統1の電気量と、制御対象系統1と隣接系統2間の電気量を予測すると、これらの電気量に基づいて制御対象系統1における制御機器の動作を予測する。
なお、機器指令予測演算部42は、例えば、図1の目標無効電力値決定部12と、無効電力要求値演算部13とから構成されている。
【0059】
そして、スケジュール設定部43は、機器指令予測演算部42が予測結果を出力すると、その予測結果には、制御機器の識別コード、制御機器の動作時刻、動作内容等が記録されているので、その予測結果から制御対象系統1における制御機器の動作スケジュールを設定する。
【0060】
これにより、制御対象系統1における制御機器は、動作スケジュールの設定内容にしたがって動作するので、電力系統の電圧変動や無効電力変動を抑制することができる効果を奏する。
【0061】
実施の形態6.
図19はこの発明の実施の形態6による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、図4と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
44は制御機器指令部14による制御対象機器の選定結果と図18の機器指令予測演算部42による制御機器の動作予測が一致しない場合、スケジュール設定部43により設定された動作スケジュールを変更するスケジュール変更部(スケジュール変更手段)である。
【0062】
次に動作について説明する。
上記実施の形態5と同様に、機器指令予測演算部42が制御機器の動作を予測して、スケジュール設定部43が制御機器の動作スケジュールを設定すると、スケジュール変更部44は、制御機器指令部14による制御対象機器の選定結果と、機器指令予測演算部42の予測結果を比較する。
【0063】
そして、スケジュール変更部44は、制御機器指令部14による制御対象機器の選定結果と、機器指令予測演算部42の予測結果が一致する場合には、動作スケジュールを変更することはないが、一致しない場合には、動作スケジュールを変更する(制御機器の動作時刻または動作量の少なくとも一方を変更する)。
【0064】
これにより、制御対象系統1における制御機器は、修正後の動作スケジュールの設定内容にしたがって動作するので、電力系統の電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果を奏する。
【0065】
実施の形態7.
図20はこの発明の実施の形態7による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、51は制御対象系統、52は制御対象系統51に隣接する隣接系統、53は制御対象系統51の電圧監視点における電気量を計測してメモリに蓄積する電気量計測蓄積部、54は電気量計測蓄積部53のメモリに蓄積された電気量の計測値から電圧監視点における電気量の予測値を演算する電気量予測値演算部(電気量予測手段)、55は他系統の電気量予測値演算部54により演算された予測値と計測値を、通信回線を介して受信する情報通信部(通信手段)である。
【0066】
56は情報通信部55により受信された予測値と計測値から他系統における制御機器の動作を予測するとともに、自系統における電気量の予測値と計測値から自系統における制御機器の動作を予測する制御機器動作予測部(動作予測手段)、57は制御機器動作予測部56の予測結果を考慮して自系統における制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御機器指令部(制御手段)である。
なお、図21はこの発明の実施の形態7による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【0067】
次に動作について説明する。
まず、電気量計測蓄積部53が制御対象系統51の電圧監視点における電気量を計測してメモリに蓄積すると(ステップST21)、制御対象系統51の電気量予測値演算部54は、電気量計測蓄積部53のメモリに蓄積された電気量の計測値から電圧監視点における電気量の予測値を演算する(ステップST22)。例えば、電圧監視点の電気量(時刻tにおける電圧の計測値V(t)、時刻tにおける無効電力潮流の計測値Q(t))を、ARMAモデルを使用する下記の式(5)に代入して、電気量の予測値Vpredict を演算する。
【0068】
【数4】
【0069】
そして、制御対象系統51の制御機器動作予測部56は、電気量予測値演算部54が電気量の予測値を演算すると、その電気量の予測値と電気量計測蓄積部53のメモリに蓄積された電気量の計測値から制御対象系統51における制御機器の動作を予測する(ステップST23)。
即ち、電気量の予測値と計測値から、動作が予測される制御機器の種別,動作量及び動作時刻を予測する。
【0070】
また、制御対象系統51の制御機器動作予測部56は、制御対象系統51の情報通信部55が隣接系統52における電気量の予測値と計測値を受信すると(ステップST24)、同様にして、隣接系統52における制御機器の動作を予測する(ステップST25)。
【0071】
そして、制御対象系統51の制御機器指令部57は、制御機器動作予測部56が隣接系統52における制御機器の動作を予測すると、その制御機器の動作に伴う制御対象系統51の電圧監視点における影響度を演算する(ステップST26)。例えば、その予測値を所定の変換関数に代入することにより影響度を求める。
【0072】
また、制御対象系統51の制御機器指令部57は、制御機器動作予測部56が制御対象系統51における制御機器の動作を予測すると、同様にして、その制御機器の動作に伴う隣接系統52の電圧監視点における影響度を演算する(ステップST27)。
【0073】
そして、制御対象系統51の制御機器指令部57は、制御対象系統51の電圧監視点における影響度と隣接系統52の電圧監視点における影響度を演算すると、双方の影響度と制御対象系統51の電圧監視点における電気量の予測値から、制御対象系統51における制御対象機器を選定し、その制御対象機器に対する動作指令を出力する(ステップST28,ST29)。
例えば、隣接系統の影響度の総和が+50MVAで、電気量の予測値が+80MVAであれば、制御対象系統51の無効電力が+30MVAだけ増加するように制御対象機器を選定する。
【0074】
以上で明らかなように、この実施の形態7によれば、隣接系統52における電気量の予測値と計測値から隣接系統52における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統51における電気量の予測値と計測値から制御対象系統51における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統51における制御対象機器を選定するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統52との協調動作が実現し、制御対象系統51の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果を奏する。
【0075】
【発明の効果】
以上のように、潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するように構成したので、複数の隣接系統が存在する場合でも、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【0078】
この発明によれば、複数の部分系統の電圧計測値と目標電圧値の偏差に制御定数を乗算し、その乗算結果を考慮して無効電力要求値を演算するように構成したので、確実に制御対象系統の電圧変動を抑制することができる効果がある。
【0079】
この発明によれば、電力系統の系統構成が変化すると、無効電力潮流の目標値及び目標電圧値または制御定数を変更するように構成したので、電力系統の系統構成が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果がある。
【0080】
この発明によれば、電力系統の目標電圧値が変化すると、無効電力潮流の目標値または制御定数を変更するように構成したので、電力系統の運用状況が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果がある。
【0081】
この発明によれば、系統予測手段により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するように構成したので、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【0082】
この発明によれば、要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その選定結果と動作予測手段の予測結果が一致しない場合、スケジュール設定手段により設定された動作スケジュールを変更するように構成したので、更に確実に制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を抑制することができる効果がある。
【0083】
この発明によれば、通信手段により受信された予測値と計測値から隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【0084】
この発明によれば、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、その無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて制御対象系統の無効電力要求値を演算するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【0085】
この発明によれば、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値とから、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、各無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するように構成したので、複数の隣接系統が存在する場合でも、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【0086】
この発明によれば、制御対象系統の電気量を予測するとともに、制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測すると、その電気量の予測結果に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するように構成したので、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【0087】
この発明によれば、隣接系統における電気量の予測値と計測値から隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図3】 この発明の実施の形態1による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【図4】 この発明の実施の形態1による他の電力系統制御装置を示す構成図である。
【図5】 この発明の実施の形態1による他の電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図6】 この発明の実施の形態1による他の電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図7】 制御対象系統の接続形態を示す模式図である。
【図8】 制御対象系統の接続形態を示す模式図である。
【図9】 制御対象系統と隣接系統の接続形態を示す模式図である。
【図10】 制御対象系統と隣接系統の接続形態を示す模式図である。
【図11】 この発明の実施の形態2による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図12】 この発明の実施の形態2による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図13】 この発明の実施の形態2による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【図14】 制御対象系統の分割形態を示す模式図である。
【図15】 制御対象系統の分割形態を示す模式図である。
【図16】 この発明の実施の形態3による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図17】 この発明の実施の形態4による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図18】 この発明の実施の形態5による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図19】 この発明の実施の形態6による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図20】 この発明の実施の形態7による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図21】 この発明の実施の形態7による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1,51 制御対象系統、1a,1b 部分系統、2,52 隣接系統、11電力潮流計測部(潮流計測手段)、12,22 目標無効電力値決定部(目標値決定手段)、13,23 無効電力要求値演算部(要求値演算手段)、14,24,57 制御機器指令部(制御手段)、21 部分系統間電力潮流計測部(潮流計測手段)、31 系統構成観測部(定数変更手段)、32,34 制御定数変更部(定数変更手段)、33 目標電圧設定部(定数変更手段)、41 系統予測部(系統予測手段)、42 機器指令予測演算部(動作予測手段)、43スケジュール設定部(スケジュール設定手段)、44 スケジュール変更部(スケジュール変更手段)、54 電気量予測値演算部(電気量予測手段)、55情報通信部(通信手段)、56 制御機器動作予測部(動作予測手段)。
Claims (11)
- 制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測するとともに、上記制御対象系統を構成する複数の部分系統間を流れる無効電力潮流を計測する潮流計測手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流と上記複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定する目標値決定手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と上記目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて上記複数の部分系統の無効電力要求値を演算する要求値演算手段と、上記要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御手段とを備えた電力系統制御装置。
- 要求値演算手段は、無効電力要求値を演算する際、複数の部分系統の電圧計測値と目標電圧値の偏差に制御定数を乗算し、その乗算結果を考慮して無効電力要求値を演算することを特徴とする請求項1記載の電力系統制御装置。
- 電力系統の系統構成が変化すると、無効電力潮流の目標値及び目標電圧値または制御定数を変更する定数変更手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の電力系統制御装置。
- 電力系統の目標電圧値が変化すると、無効電力潮流の目標値または制御定数を変更する定数変更手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の電力系統制御装置。
- 電力系統の負荷予測を入力条件とする潮流計算を実行して、制御対象系統の電気量を予測するとともに、上記制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測する系統予測手段と、上記系統予測手段により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測する動作予測手段と、上記動作予測手段の予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するスケジュール設定手段とを備えた電力系統制御装置。
- 制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測する潮流計測手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流と上記制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定する目標値決定手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と上記目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて上記制御対象系統の無効電力要求値を演算する要求値演算手段と、上記要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その選定結果と動作予測手段の予測結果が一致しない場合、スケジュール設定手段により設定された動作スケジュールを変更するスケジュール変更手段とを備えたことを特徴とする請求項5記載の電力系統制御装置。
- 制御対象系統における電気量の計測値から当該電気量の予測値を演算する電気量予測手段と、隣接系統における電気量の予測値と計測値を受信する通信手段と、上記通信手段により受信された予測値と計測値から上記隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、上記制御対象系統における電気量の予測値と計測値から上記制御対象系統における制御機器の動作を予測する動作予測手段と、上記動作予測手段の予測結果を考慮して上記制御対象系統における制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御手段とを備えた電力系統制御装置。
- 制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測すると、その計測結果と上記制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、その無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて上記制御対象系統の無効電力要求値を演算し、その無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定して制御する電力系統制御方法。
- 制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測するとともに、上記制御対象系統を構成する複数の部分系統間を流れる無効電力潮流を計測すると、その計測結果と上記複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、各無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて上記複数の部分系統の無効電力要求値を演算し、その無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定して制御する電力系統制御方法。
- 電力系統の負荷予測を入力条件とする潮流計算を実行して、制御対象系統の電気量を予測するとともに、上記制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測すると、その電気量の予測結果に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定する電力系統制御方法。
- 制御対象系統における電気量の計測値から当該電気量の予測値を演算する一方、隣接系統における電気量の予測値と計測値を受信すると、上記隣接系統における電気量の予測値と計測値から上記隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、上記制御対象系統における電気量の予測値と計測値から上記制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して上記制御対象系統における制御対象機器を選定して制御する電力系統制御方法。
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