JPH05344646A - 電力系統のアナログシミュレーション装置 - Google Patents

電力系統のアナログシミュレーション装置

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JPH05344646A
JPH05344646A JP14604392A JP14604392A JPH05344646A JP H05344646 A JPH05344646 A JP H05344646A JP 14604392 A JP14604392 A JP 14604392A JP 14604392 A JP14604392 A JP 14604392A JP H05344646 A JPH05344646 A JP H05344646A
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JP
Japan
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power
voltage
power system
simulated
flow state
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Application number
JP14604392A
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English (en)
Inventor
Fumio Bito
文男 尾藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】模擬電力系統によるシミュレーションで、手間
と時間とを節約しつつこの系統を所望の初期状態への立
ち上げを容易にすることにある。 【構成】電力系統のアナログシミュレーション装置が想
定電力潮流状態で運転する場合の位相差指令値と電圧指
令値を演算する計算手段と、想定電力潮流状態での有効
電力と無効電力を記憶する第1記憶手段を設け、模擬電
力系統の基準点電圧と交流電圧発生手段の出力電圧とか
ら得られる両者の位相差と前記位相差指令値とで周波数
補正信号を得る。前記の有効電力と無効電力、電圧指令
値、周波数補正信号、模擬電力系統周波数を前記交流電
圧発生手段へ与え、この系統は想定電力潮流状態へ円滑
に立ち上がる。第2記憶手段は系統立ち上げ完了後の消
費電力を記憶し、これを設定負荷量として過渡現象演算
に使用する。又交流電圧発生手段への信号を徐昇させて
系統立ち上げの円滑化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統に発生する
電気現象のアナログデータを採取するための模擬電力系
統を想定した電力潮流状態へ立ち上げる動作を円滑に遂
行する電力系統のアナログシミュレーション装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】発電所,送電線路,変電所等で構成して
いる電力系統が安定して運転し続けるためには、この電
力系統の各地点での電気的データ(電圧・電流・力率
等)が適切な範囲内になければならないが、例えば送電
線路に落雷して一線地絡事故を生じたり、或いはある発
電所が故障して電力系統から脱落するようなことがある
と、この電力系統には大きな動揺が発生して、系統全体
が停電してしまうような大事故になってしまう恐れがあ
る。そこでこのような一線地絡事故や発電所脱落事故が
生じた場合にこの電力系統がどのように挙動するのかを
事前に解析しておけば、系統全体が停電してしまうよう
な大事故の発生を未然に防止することが出来る。しかし
なから実際の電力系統では事前解析のために前述した事
故を人為的に発生させる訳にはいかない。そこで発電
所,送電線路,変電所等を模擬する手段を組み合わせて
実際の電力系統に対応する模擬電力系統を構成し、この
模擬電力系統に前述の事故を発生させて、そのときの各
部のアナログデータを採取する電力系統のアナログシミ
ュレーション装置を使用する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の電力系
統のアナログシミュレーション装置は、これを使ってシ
ミュレーション実験をする場合には、実験に先立って、
先ず発電機等の電源の電圧を確立する、次いで負荷
装置を無負荷の状態で電力系統に接続する、引き続い
て発電機の出力を指定値まで徐々に増加させると共に、
負荷装置の消費電力を指定値まで徐々に増加させる、と
いう手順を踏まなければならない。
【0004】即ち系統崩壊を起こすことなしに当該系統
の初期状態を実現するためには、模擬電力系統内での電
力需給のバランスと系統の周波数と各端子電圧の偏差と
を適切に制御することが重要である。例えば無限大母線
が無くて発電機のみの系統では、この発電機へ与えられ
るエネルギーがに比べて負荷の消費電力が大きければ、
発電機の回転速度を低下させることで負荷に見合った電
力を系統に供給するので、発電機周波数が低下して系統
崩壊をもたらすし、これとは逆に発電機入力エネルギー
に比して負荷の消費電力が小さければ、発電機周波数が
上昇してしまうことになる。又無限大母線がある場合で
も、系統条件によっては電力の潮流に多重解があるた
め、負荷を増大させる順序が不適切だったり負荷電力の
増加が急激だったりすると系統への外乱としての影響が
大きくなり、この系統が所望の初期状態になるとは限ら
なくなる。
【0005】このような不具合を回避するためには、端
子電圧や系統周波数を注意深く監視しながら発電機の出
力や負荷の消費電力を増加させなければならないので、
この模擬電力系統を所望の初期状態にするのに多大の手
間と時間がかかってしまう不都合がある。そこでこの発
明の目的は、模擬電力系統を使用してシミュレーション
を行う場合に、手間と時間とを節約しつつこの系統を所
望の初期状態に容易に到達出来るようにすることにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の電力系統のアナログシミュレーション装
置は、発電所,送電線路,変電所等を個別に模擬する手
段で電力系統を模擬する模擬電力系統と、この模擬電力
系統に接続する負荷モデルの端子電圧を発生させる交流
電圧発生手段とを備え、前記模擬電力系統が想定した電
力潮流状態にあるときの所望地点のアナログデータを検
出する電力系統のアナログシミュレーション装置におい
て、前記模擬電力系統の想定した電力潮流状態での有効
電力と無効電力とを記憶する第1記憶手段と、前記想定
電力潮流状態での有効電力と無効電力及びこの電力潮流
状態での前記模擬電力系統内の基準点の電圧と位相とを
入力して、前記交流電圧発生手段の出力電圧を指定する
電圧指定値及び前記模擬電力系統内の基準点電圧と前記
交流電圧発生手段の出力電圧との位相差を指定する位相
差指定値とを演算する計算手段と、前記交流電圧発生手
段の出力電圧と前記模擬電力系統内の基準点電圧との位
相差及び前記計算手段が出力する位相差指定値とを入力
して前記模擬電力系統出力電圧の周波数を補正する信号
を出力する周波数補正信号発生手段とを備え、或いは更
に前記負荷モデルの消費電力を検出する電力検出手段
と、この消費電力を記憶する第2記憶手段とを備え、こ
れら第1記憶手段と計算手段と周波数補正信号発生手段
とにより前記模擬電力系統の電力潮流を零の状態から前
記想定電力潮流状態へ立ち上げ、前記第2記憶手段に記
憶した系統立ち上げ終了後の消費電力を当該模擬電力系
統の運転に利用するものとするが、更に前記模擬電力系
統の電力潮流を所定の時間変化率に従って零の状態から
前記想定電力潮流状態へ立ち上げるものとする。
【0007】
【作用】この発明は、発電所,送電線路,変電所等を模
擬する手段で構成している模擬電力系統を使用した電力
系統のアナログシミュレーション装置において、模擬電
力系統に負荷モデルの端子電圧を発生する交流電圧発生
手段を接続して想定した電力潮流状態で運転する場合の
位相差指令値と電圧指令値とを演算する計算手段と、こ
の想定した電力潮流状態での有効電力と無効電力とを記
憶する第1記憶手段とを設けておく。模擬電力系統の基
準点電圧と交流電圧発生手段の出力電圧とから両者の位
相差を検出し、この位相差検出値と前記計算装置が演算
する位相差指令値とから周波数補正信号発生手段は周波
数補正信号を出力する。よって前記第1記憶手段からの
有効電力と無効電力、計算手段からの電圧指令値、周波
数補正信号発生手段からの周波数補正信号、及び模擬電
力系統の周波数とを前記交流電圧発生手段へ与えること
で、この電力系統のアナログシミュレーション装置は想
定した電力潮流状態への系統立ち上げを行って運転を開
始する。更に第2の記憶手段が系統立ち上げ完了後の消
費電力を記憶しておくことにより、この値をその後の設
定負荷量として過渡現象の演算に使用出来る。又想定し
た電力潮流状態への系統立ち上げを緩やかに行うこと
で、円滑な系統立ち上げが可能になる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を表したブロック
回路図である。この図1において模擬電力系統2の内部
の基準点Xの電圧V2 と、負荷モデルの端子電圧を発生
する3相交流電圧発生器3の出力電圧V1 とを位相差検
出器6へ入力することで両電圧の位相差δ1 が得られ
る。一方計算装置5は模擬電力系統の系統構成と基準点
Xの電圧、及び想定した電力潮流状態の有効電力P0
無効電力Q0 とを入力して、その想定電力潮流状態での
3相交流電圧発生器3の電圧指令値V0 と位相差指令値
δ0 とを演算している。よって周波数補正信号発生器7
へこの位相差指令値δ0 と位相差検出器6が検出した位
相差検出値δ1 とを入力すれば周波数補正信号Δω1
得られる。更に基準点Xの電圧V2 を周波数検出器8へ
入力してこの基準点Xの周波数ω2 を求める。又、想定
電力潮流状態での有効電力P0 と無効電力Q0 とは第1
記憶装置4に記憶しておく。
【0009】ここでこの系統を立ち上げる際は、第1記
憶装置4に記憶した有効電力P0 と無効電力Q0 、計算
装置5が演算する電圧指令値V0 、周波数補正信号発生
器7が出力する周波数補正信号Δω1 、及び周波数検出
器8が検出する基準点Xの周波数ω2 とを3相交流電圧
発生器3へ与えることにより、この3相交流電圧発生器
3は有効電力P0 と無効電力Q0 を消費し、その端子電
圧は電圧指令値V0 で、かつ系統周波数は基準点Xの周
波数ω2 を周波数補正信号Δω1 で補正した値での運転
となる。
【0010】図2は本発明の第2実施例を表したブロッ
ク回路図であるが、この図2に図示の第2実施例回路に
おける模擬電力系統2、3相交流電圧発生器3、第1記
憶装置4、計算装置5、位相差検出器6、周波数補正信
号発生器7、及び周波数検出器8の名称・機能・用途は
図1で既述の第1実施例回路の場合と同じであるから、
これらの説明は省略する。更に有効電力P0 、無効電力
0 、電圧指令値V0、位相差指令値δ0 、周波数補正
信号Δω1 等も第1実施例回路の場合と同じである。
【0011】この第2実施例回路は、前述の第1実施例
回路に3相交流電圧発生器3が消費する有効電力P1
無効電力Q1 を検出する電力検出器11と、これら有効
電力P1 と無効電力Q1 を記憶する第2記憶装置12と
を追加している点が異なっているところである。即ち第
2記憶装置12は系統立ち上げ終了後の負荷電力を記憶
するためのものであって、これら有効電力P1 と無効電
力Q1 は前述した一線地絡事故や発電機脱落事故などを
シミュレートした場合の過渡現象を計算する際の設定負
荷量として使用する。
【0012】図3は本発明の第3実施例を表したブロッ
ク回路図であるが、この図3に図示の第3実施例回路に
おける模擬電力系統2、3相交流電圧発生器3、第1記
憶装置4、計算装置5、位相差検出器6、周波数補正信
号発生器7、及び周波数検出器8の名称・機能・用途は
図1で既述の第1実施例回路の場合と同じであり、電力
検出器11及び第2記憶装置12は図2で既述の第2実
施例回路の場合と同じであるから、これらの説明は省略
する。更に有効電力P0 、無効電力Q0 、電圧指令値V
0 、位相差指令値δ0 、周波数補正信号Δω1 等も第1
実施例回路の場合と同じである。
【0013】この第3実施例回路は前述した第2実施例
回路に第1加減速演算器21と第2加減速演算器22及
び第3加減速演算器23を追加したものである。即ち第
1加減速演算器21は第1記憶装置4が3相交流電圧発
生器3へ与える有効電力P0と無効電力Q0 を所定の時
間変化率で増大させるための装置であり、動揺に第2加
減速演算器22は周波数補正信号発生器7から3相交流
電圧発生器3へ与える周波数補正信号Δω1 を所定の時
間変化率で増大させるための装置、と23は計算装置5
が3相交流電圧発生器3へ与える電圧指令値V0 を所定
の時間変化率で増大させるための装置である。
【0014】前述したように、系統を想定した電力潮流
状態にまで立ち上げるには端子電圧や系統周波数を注意
深く監視しながら発電機の出力や負荷の消費電力を増加
させなければ系統崩壊を引き起こしかねないので、この
模擬電力系統を所望の初期状態にするのに多大の手間と
時間がかかってしまうのであるが、この第3実施例回路
では系統の立ち上げが自動的に徐々に行われるので、系
統崩壊の危険を回避出来るし、人手も不要である。又各
種指令信号の増加率は自由に変更出来るので、系統崩壊
を起こさない範囲で時間を短縮することも可能である。
【0015】
【発明の効果】この発明によれば、電力系統のアナログ
シミュレーション装置では、想定電力潮流状態の有効電
力P0 と無効電力Q0 を記憶する第1記憶手段、この想
定電力潮流状態での位相差指令値δ0 と電圧指令値V0
を演算する計算手段、周波数補正信号発生手段、及び周
波数検出手段を備えて、負荷モデルの端子電圧を発生さ
せる交流電圧発生手段へはこれらから有効電力P0 、無
効電力Q0 、電圧指令値V0 、周波数検出地ω2 、及び
周波数補正信号Δω1 を与えることにより、系統立ち上
げの際に模擬電力系統内での電力需給のバランスと系統
の周波数と各端子電圧の偏差とを適切に制御することが
できる効果が得られる。又系統立ち上げ終了後の交流電
圧発生手段の有効電力P1 と無効電力Q1 を第2記憶手
段に記憶しておけば、過渡現象計算時の設定負荷量に使
用することが出来る。更に系統立ち上げ時に交流電圧発
生手段へ与える諸量が所定の時間変化率で増加するよう
にしておけば、系統崩壊を引き起こす恐れなしで円滑に
且つ自動的に想定した電力潮流状態にすることが出来る
ので、手間と時間を省略出来る効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を表したブロック回路図
【図2】本発明の第2実施例を表したブロック回路図
【図3】本発明の第3実施例を表したブロック回路図
【符号の説明】
2 模擬電力系統 3 負荷モデルの端子電圧発生手段としての3相交流
電圧発生器 4 第1記憶装置 5 計算装置 6 位相差検出器 7 周波数補正信号発生器 8 周波数検出器 11 電力検出器 12 第2記憶装置 21 第1加減速演算器 22 第2加減速演算器 23 第3加減速演算器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発電所,送電線路,変電所等を個別に模擬
    する手段で電力系統を模擬する模擬電力系統と、この模
    擬電力系統に接続する負荷モデルの端子電圧を発生させ
    る交流電圧発生手段とを備え、前記模擬電力系統が想定
    した電力潮流状態にあるときの所望地点のアナログデー
    タを検出する電力系統のアナログシミュレーション装置
    において、 前記模擬電力系統の想定した電力潮流状態での有効電力
    と無効電力とを記憶する第1記憶手段と、前記想定電力
    潮流状態での有効電力と無効電力及びこの電力潮流状態
    での前記模擬電力系統内の基準点の電圧と位相とを入力
    して、前記交流電圧発生手段の出力電圧を指定する電圧
    指定値及び前記模擬電力系統内の基準点電圧と前記交流
    電圧発生手段の出力電圧との位相差を指定する位相差指
    定値とを演算する計算手段と、前記交流電圧発生手段の
    出力電圧と前記模擬電力系統内の基準点電圧との位相差
    及び前記計算手段が出力する位相差指定値とを入力して
    前記模擬電力系統出力電圧の周波数を補正する信号を出
    力する周波数補正信号発生手段とを備え、これら第1記
    憶手段と計算手段と周波数補正信号発生手段とにより、
    前記模擬電力系統と交流電圧発生手段の電力潮流を零の
    状態から前記想定電力潮流状態へ立ち上げることを特徴
    とする電力系統のアナログシミュレーション装置。
  2. 【請求項2】発電所,送電線路,変電所等を個別に模擬
    する手段で電力系統を模擬する模擬電力系統と、この模
    擬電力系統に接続する負荷モデルの端子電圧を発生させ
    る交流電圧発生手段とを備え、前記模擬電力系統が想定
    した電力潮流状態にあるときの所望地点のアナログデー
    タを検出する電力系統のアナログシミュレーション装置
    において、 前記模擬電力系統の想定した電力潮流状態での有効電力
    と無効電力とを記憶する第1記憶手段と、前記想定電力
    潮流状態での有効電力と無効電力及びこの電力潮流状態
    での前記模擬電力系統内の基準点の電圧と位相とを入力
    して、前記交流電圧発生手段の出力電圧を指定する電圧
    指定値及び前記模擬電力系統内の基準点電圧と前記交流
    電圧発生手段の出力電圧との位相差を指定する位相差指
    定値とを演算する計算手段と、前記交流電圧発生手段の
    出力電圧と前記模擬電力系統内の基準点電圧との位相差
    及び前記計算手段が出力する位相差指定値とを入力して
    前記模擬電力系統出力電圧の周波数を補正する信号を出
    力する周波数補正信号発生手段と、前記負荷モデルの消
    費電力を検出する電力検出手段と、この消費電力を記憶
    する第2記憶手段とを備え、これら第1記憶手段と計算
    手段と周波数補正信号発生手段とにより前記模擬電力系
    統の電力潮流を零の状態から前記想定電力潮流状態へ立
    ち上げ、前記第2記憶手段に記憶した系統立ち上げ終了
    後の消費電力を当該模擬電力系統の運転に利用すること
    を特徴とする電力系統のアナログシミュレーション装
    置。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2に記載の電力系統の
    アナログシミュレーション装置において、前記模擬電力
    系統の電力潮流を所定の時間変化率に従って零の状態か
    ら前記想定電力潮流状態へ立ち上げることを特徴とする
    電力系統のアナログシミュレーション装置。
JP14604392A 1992-06-08 1992-06-08 電力系統のアナログシミュレーション装置 Pending JPH05344646A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103840451A (zh) * 2014-02-26 2014-06-04 珠海许继电气有限公司 基于配变高压侧信号校正的分布式电源孤岛检测方法

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CN103840451A (zh) * 2014-02-26 2014-06-04 珠海许继电气有限公司 基于配变高压侧信号校正的分布式电源孤岛检测方法

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