JP4431522B2 - 発電機の出力容量を決定する方法およびそのプログラム - Google Patents
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Description
また、この発明によれば、上述の発電機の出力容量を決定する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
図1は、この発明の実施の形態に従う電力系統の全体系統図である。
図2に示す等価回路モデルにおいて、発電所1の起電力Epsおよび分散型電源2の起電力Egk(1≦k≦N)がすべて等しく、その値を起電力Eとし(Eps=Egk=E)、故障点から見た分散型電源2側のアドミッタンスをYNとすると、三相短絡電流Isは、(1)式となる。なお、以下の数式においては、複素数からなる変数であることを明確にするため、その上部に「・」(ドット)を付す。
図3(b)は、ノード(N−1)から見た場合である。
図3(a)を参照して、配電線の終端、すなわちノードNから見たアドミッタンスY1は、(2)式となる。
実際の電力系統における分散型電源は、さまざまな分布形状をもつ。そこで、配電線のそれぞれのノードと接続される分散型電源の分布状態を示す電力分布関数を導入する。
図4を参照して、分散型電源は、送電線に沿って等間隔に接続されており、横軸はノードを表す。また、縦軸はそのノードにおける分散型電源の出力容量を表す。そして、電力分布関数は、分散係数rに従う1次関数として定義する。なお、分散係数rは、分散型電源の分布状態に応じて、−1≦r≦1の範囲で任意に設定される。
上述のように、(7)式に示されるノードkにおける分散型電源の出力容量Skを(6)式に代入すると、配電線のアドミッタンスについての漸化式は、(8)式となる。
図5は、この発明の実施の形態に従うコンピュータ20の概略構成図である。
コンピュータ20は、この発明の実施の形態に従うプログラムがCPU22で実行されることにより、図6に示した各ステップの処理を実行する。
この発明の実施の形態による方法を実際の電力系統へ適用した例について説明する。適用例1では、1つの配電線に分散型電源が接続される場合において、最大の総出力容量SGmaxに対する各パラメータの影響を調査した。
図7(b)は、分散係数r=−1とした場合である。
図8(b)は、分散係数r=−1とした場合である。
図7(a)、図7(b)、図8(a)および図8(b)を参照して、上位インピーダンスX0が大きくなると、最大の総出力容量SGmaxは、増加することがわかる。これは、上位インピーダンスX0の増加により、発電所1から供給される三相短絡電流が減少し、分散型電源から供給される三相短絡電流に対する余裕量が増大するからである。
図7(a)および図7(b)、または、図8(a)および図8(b)を参照して、分散係数rを小さく、すなわち配電線の末端側により多くの分散型電源を配置する方が、最大の総出力容量SGmaxは増加することがわかる。これは、故障点から分散型電源までの距離が等価的に増加することで、故障点から見た線路インピーダンスの影響が大きくなり、分散型電源から供給される三相短絡電流が抑制されるからである。
図7(a)、図7(b)、図8(a)および図8(b)を参照して、配線亘長lが長くなると、分散係数rにかかわらず、最大の総出力容量SGmaxは増加することがわかる。これは、故障点から分散型電源までの距離が増加することで、故障点から見た線路インピーダンスが大きくなり、分散型電源から供給される三相短絡電流が抑制されるからである。
図7(a)および図8(a)、または、図7(b)および図8(b)を参照して、分散型電源2の自己出力容量を基準としたリアクタンスXgが大きい方が、最大の総出力容量SGmaxは増加することがわかる。これは、故障点から見た分散型電源側のインピーダンスが大きくなり、供給される三相短絡電流が抑制されるからである。
この発明の実施の形態においては、1つの配電線に分散型電源が接続される場合について説明した。
図9を参照して、回線1,2,・・・,mの各々から短絡電流が供給される系統を考えると、故障点から見たアドミッタンスは、上位インピーダンスX0により導出される上位側のアドミッタンスと、それぞれの配電線におけるアドミッタンスとを合計したものとなる。
図10を参照して、CPU22は、上位インピーダンスX0,配電用変圧器9のリアクタンスXt,回線1,2,・・・,mの配線亘長ls(1≦s≦m),線路インピーダンスZ,ノード数N,回線1,2,・・・,mの分散係数rs(1≦s≦m)を受付ける(ステップS200)。ユーザは、対象とする配電線に応じてデータを入力する。さらに、CPU22は、制約条件として許容短絡電流Isccを受付ける(ステップS202)。ユーザは、対象とする遮断器の定格遮断電流に応じてデータを入力する。
適用例2では、複数の配電線に分散型電源が接続される場合において、最大の総出力容量SGmaxに対する回線数mおよび配線亘長lの影響を調査した。なお、適用例2では、それぞれの配電線に接続される分散型電源の分布状態は、互いに同一であるとした。
図11(b)は、分散係数r=−1とした場合である。
Claims (6)
- 電路の異なる点に接続された複数の発電機を含む電力系統において、短絡故障により流れ得る短絡電流に基づいて発電機の出力容量を決定する方法であって、
前記電路に沿った前記複数の発電機の分布状態を示し、かつ、変数として前記複数の発電機の出力容量を含む電力分布関数を受付けるステップと、
前記発電機の単位リアクタンスを受付けるステップと、
前記電力分布関数に応じて、前記単位リアクタンスを前記複数の発電機の各々におけるインピーダンスに変換し、前記電力系統の所定の点から見たインピーダンスまたはアドミッタンスを算出するステップと、
前記算出されたインピーダンスまたはアドミッタンスに基づいて、前記所定の点に流れ得る短絡電流を算出するステップとからなる、発電機の出力容量を決定する方法。 - 前記短絡電流についての制約条件を受付けるステップと、
前記算出した短絡電流が前記制約条件を満足するか否かに基づいて、前記電力系統において前記複数の発電機の出力容量が許容されるか否かを判断するステップとをさらに含む、請求項1に記載の発電機の出力容量を決定する方法。 - 前記複数の発電機の出力容量を変化させ、前記短絡電流を繰返し算出するステップと、
前記算出した短絡電流が前記制約条件を満足する前記複数の発電機の出力容量のうち、最大のものを求めるステップとをさらに含む、請求項2に記載の発電機の出力容量を決定する方法。 - 前記電力分布関数は、前記電路に沿って一定値または前記電路の長さに関する1次関数である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発電機の出力容量を決定する方法。
- 前記電力系統は、前記発電機が接続された複数の電路を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発電機の出力容量を決定する方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の発電機の出力容量を決定する方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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