JPS61295831A - 電力系統シミユレ−シヨン方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、制隣所員の系統操作技術・技能の維持、向
上を図るための訓練装置に適用する電力系統シミュレー
ション方式に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の電力系統シミュレーション方式の処理概
念図であり、図において、１はＣＲＴ装置、２は事故外
ケンスデータファイル、３はＳＶ状変データファイルで
あり、かかるシミュレーション方式では後述するように
、訓練準備段階では過渡安定度計算のステップ１を実行
し、訓練実行段階では周波数・潮流計算のステップ２を
実行する。

次に動作について説明する。

まず、訓練準備段階において、トレーナはＣＲＴ画面１
において、電力系統における故障発生時刻、故障点、故
障種別さらにはこれらの系統故障によシ動作すると考え
られる主保護リレーあるいは後備保護リレーなどの動作
リレーと、その動作リレーによりトリップ動作するしゃ
断器ＣＢとに関する各種データを、ライトペンを用いて
設定する。

設定された上記データは、事故シーケンスデータファイ
ル２に記憶され、また上記各動作リレーとしゃ断器ＣＢ
に関するデータについては、ＳＶ状変データファイル４
にも保存される。

続いて、脱ｋ　ＩＪし−の動作判定を行うのであるが、
これはトレーナにより正しく設定する事が困難なため、
事故シーケンスデータファイル２を人力データとして、
過渡安定度計算プログラムを実行しくステップ１）、そ
の判定結果として、動作８０１ＪレーとトリップＣＢの
状態をＳＶ状変データファイルに記憶する。

過渡安定度計算が打切逆時間に達した時点で。

トレーナの指示によ６．ｓｖ状変データファイルの内容
を時系列順に並べ換える。以上で、訓練準備段階は終了
する。

次に、−１１練実行段階では、ＳＶ状変データファイル
３からしゃ断器ＣＢの状態変化を時系列順に取出しなが
ら、潮流計算と周波数計算プログラムを実行しくステッ
プ２）、過負荷リレー、周波数低下リレーあるいは電圧
・無効電力制御装置の動作を模擬することにより、電力
系統のリアルタイムシミュレーションヲ行う。

このリアルタイムシミュレーションの詳細を、第５図の
７０−図に従って以下に説明する。このリアルタイムシ
ミュレーションの全体的動作としては、Ｔ秒毎に周波数
計算と潮流計算を、連結して行い、さらに周波数計算は
６１秒のきざみでｎ　（＝Ｔ／ΔＴ）回遅続して行う。

つま勺、周波数計算を６１秒きざみでｎ（＝Ｔ／ΔＴ〕
回繰返し、その時点の潮流計算を１回実行し、全ての処
理を実時間のＴ秒で行って、リアルタイムシミュレーシ
ョンを実現している。なお、通常は、潮流計算と周波数
計算を、別々の計算機で分担処理してリアルタイムシミ
ュレーションを実現している。

詳細な動作は、まず当該時刻のＳＶ状変チータフアイル
３からＳＶ状変データを取出し、開閉器状態の変化の有
無を判定しくステップ３ン、変化がある場合には、系統
分離計算を実行して、分離系統の判定、系統のアト電タ
ンス行列の修正、分離系統の系統容量や合計慣性容量な
どの計算を行う（ステップ４）。

続いて、この系統分離計算の終了後に、潮流計算を実行
する（ステップ５）。一方、ステップ３で変化が無いと
判定された場合には、負荷しゃ断などによる母線の有効
電力の不連続変化の有無をチェックしくステップ６）、
変化がない場合には潮流計算の終了と同様に各分離系統
毎の系統周波数計算を実行しくステップ７）、続いて系
統周波数に応動するリレーの動作模擬を行い（ステップ
８）、これらの処理をｎ回（Ｔ／ΔＴ）繰）返す。

なお、ステップ６において不連続変化が有ると判定され
た場合は、ステップ６の処理を実行する。

次に％上記処理を０回繰返した場合には、その時点の潮
流計算を実行しくステップ９）、さらに系統電圧、送電
線潮流などに応動する過負荷リレーあるいは電圧・無効
電力制御装置の動作模擬を実行しくステップ１０）、最
後に、１サイクルＴ秒の同期を取るためのリアルタイム
同期の処理（ｄｅｌａｙ）を実行しくステップ１１）、
Ｔ秒間のシミュレーションが完了する。続いて１次のサ
イクルのシミュレーションに入る。

Ｔ秒は通常３〜５秒程度であシ、ΔＴは０．２５秒程度
となる。

Ｔ秒は実際の給電自動化システムの情報更新周期から決
められているものであり、この性能を満足スるシミュレ
ーションを、リアルタイムシミュレーションと定義して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の電力系統シミュレーションは以上の様であるので
、主保護・後備保護リレーの動作模擬をトレーナの設定
という形式で行う必要があり、訓練実行中にトレーナが
誤操作により接地設定をしたシ事故設備のしゃ断器を投
入したシした場合には、再び系統故障となることがあり
、主保護・後備保護リレーの動作を模擬できないという
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためＫなされ
たもので、系統故障発生時の主保護・後備保護リレーの
動作模擬を自動的に処理してしゃ断器状態の自動判定を
行うと共に、トレーナの誤操作によシ再び系統故障に至
った場合にも、実系統と同じように、電力系統の動きを
シミュレーションできる電力系統シミュレーション方式
をｉることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電力系統シミュレーション方式は、主保
護・後備保護リレーの動作模擬を、系統故障発生中にの
み安定度計算をベースに行い、さらに各種リレーや制御
装置の模擬を行って、安定度計算の終了時に、電力系統
の有効・無効電力分布を計算し、系統故障が発生しない
ときは潮流計算と周波数計算をベースにリアルタイムシ
ミュレーションを実現したものである。

〔作用〕

この発明における電力系統シミュレーション方式は、系
統故障発生中には安定度計算のみを、故障が発生しない
ときは、潮流計算と周波数計算を行い、これをもとに電
力系統のシミュレーションを行う。また、安定度計算を
ベースにして、主保僅・友備保護リレーの動作模擬を自
動的に処理し、トレーナの一１１練準備段階における手
ｋＪＪ設定を不要にすると共に、訓練実行中のトレーナ
による誤操作にもとづいて、再故障に至った場合の訓練
を、実系統と同じように行うことができるにする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１はＣＲＴ装置、２は事故シーケンスデー
タファイル、３はＳＶ状変データファイルであり、この
発明のシミュレーション方式でも、過渡安定度計算のス
テップＩと潮流・周波数計算のステップ２とを実行する
。

第２図は系統の故障の有無、過渡安定度計算および潮流
・周波数計算の動作状況を示す説明図である。

次に上記実施例の動作を第３図（ａ）　、　（ｂ）のフ
ロー図に従って具体的に説明する。

まず、讃１１練準備段階において、トレーナはＣＲＴ画
面１において電力系統における故障発生時刻。

故障点、故障種別をライトベンを用いて設定する、設定
された上記データは、事故シークンスデータファイ／Ｉ
／２に記憶される。続いて、税調リレーを含む主保護・
後備保護リレーの動作判定を、事故シーケンスデータフ
ァイル２を入力データとして、過渡安定度計算プログラ
ムを実行することによって行い、七の判定結果としての
脱調リレーを含む主保護・後備保護の動作リレーとしゃ
断器ＣＢの各状態をＳＶ状変データファイル３に記憶す
る（ステップｌ）。

この過渡安定度計算は税調リレーの動作判定が完了する
まで行う必要があるが、潮流の周波数計算の１サイクル
であるＴ秒（通常３〜５秒）ｔで実行する。なお、脱調
リレーの動作判定は通常１〜２秒であるので、上記の打
切り時間で十分である。

次に１訓練実行段階では、第１図に示すように主保護・
後備保護リレーの動作模擬を含む過渡安定度計算と、電
力系統のシミュレーションで４ある潮流・周波数計算を
並行して実行する（ステップ２゜ステップｌａ）。

また、第２図に示すように、訓練実行段階のスタートか
らＴ秒までは、主保護・後備保護リレーの動作判定を、
訓練準備段階の過渡安定度計算（ステップエ）で行って
いるので、過渡安定度計算は実行せず、潮流計算と周波
数計算を実行する（ステップ２ン。

その後のシミュレーションステップでは、故障があると
きは過渡安定度計算を行い、故障がないときには潮流・
周波数計算を処理する。

ただし、過渡安定度計算は当該サイクル内で故障発生が
ない場合には実行しない。

また、過渡安定度計算は第３図（ａ）、（ｂ）に示すフ
ロー図の通シに処理するが、事故シーケンスファイル２
から、故障発生時刻、故障点、故障種別のデータを取出
し、当該時刻からＴ秒後の関に故障の発生があるならば
、過渡安定度計算を実行し、主保護・後備保護リレーの
動作模擬と、周波数応動リレーの模擬と、潮流応動リレ
ーおよび制御装置の模擬とを行い、動作リレーとしゃ断
器ＣＢのデータとを時刻を付加して、ＳＶ状変データフ
ァイル３に記憶する。つまり、従来のように主保護・後
備保護リレーやしゃ断器ＣＢの動作模擬をトレーナの手
動設定によシ行うのでなく、過渡安定度計算によってそ
の動作模擬を行って、これをＳＶデータファイル３に記
憶させる。次に、処理のフローについて説明すると、ま
ず当該サイクルで故障発生があるか否かを判定しくステ
ップ２１）。

故障発生が無ければ計算を終了する。

−万、故障発生が有る場合には、当該サイクルより１サ
イクル前の潮流計算結果を取込む（ステップ２２）。

そして、発電機の内部電圧と位相角の初期値を計算しく
ステップ２３）、さらに負荷を定インビータ゛ンス負荷
扱いとするために、負荷の母線電圧。

有効電力と無効電力から負荷アドミタンスを計算する（
ステップ２４）。

次に、故障株別に応じて、正相又は逆相又は零相回路の
アドミタンス行列を計算する（ステップ２５）。次に、
系統の接続状態に変更がおるかどうかを判定しくステッ
プ２６）、無い場合には回路網計算の処理へ分岐する。

一方、変更がある場合には続いて故障発生なのかどうか
を判定しくステップ２７）、故障発生でなければ故障除
去の有無の判定の処理へ移行する。一方、故障がある場
合には、故障の塊別に応じて正相回路に付加する故障等
価インピーダンスを逆相と零相回路のアドミタンス行列
にもとづいて計算する（ステップ２８）。

次に、故障除去の有無を判定しくステップ２９）、無い
場合にはアドミタンス行列の変更に移行し、有る場合・
には故障インピーダンスを無限大扱いとする処理を行う
（ステップ３０）。続いて、それらに伴う正相回路のア
ドミタンス行列の変更の処理を行い（ステップ３１）、
次に、回路網の電圧。

電流の計算を行う（ステップ３２ン。

次に、ステップ３２で得た電圧、電流を用いて発電機の
電気出力を求め（ステップ３３）、さらに、発電機の内
部位相角を Ｈｉ　　ｄ２δｉ　　　　ｄδｉ 運動方程式□・＋　　Ｄ　−＝　Ｐｍｉ　−Ｐｅｉπｆ
、　　ｄｔ２ｄｔ を解いて求める（ステップ３４）。

上記によって５回路網の電圧、電流と発’を機の円部位
相角が求ｌるので％欠に脱調リレーを含む各種の主保護
・後備保護リレーの動作模擬と系統保ｍ　ＩＪリレー例
えはＶＦＲ，０ＬＲＪと制（２）装置（例えば電圧・無
効電力制御装置）の動作模擬を行う（ステップ３５）。

続いて、ステップ３５の動作模擬により、上記リレーや
劃−装置〇動作の有無を判定しくステップ３６）、無い
場合には、計算終了時間の判定の処理へ移行する。一方
、リレーおよび制御装置の動作がある場合Ｋｆ′ｉ、そ
のリレーａ作によりトリップするしゃ断器ＣＢを選択し
、そのデータをＳＶ状変データファイル３に保存する（
ステップ３７）。続いて、計算時間がＴ秒に達したか否
かを判定しくステップ３８）、逢していなけＪしば時刻
をΔｔだけ更新し、ステップ２６以下の処理を繰り返す
（ステップ３９）。一方、計算時間が終了していれば、
各ブランチの有効電力と無効電力の分布を求め（ステッ
プ４０）で計算を終了する。

一方、電力系統のシミュレーションはｓ　第ｉ図に示す
ように、ＳＶ状変データファイル３からしゃ断器ＣＢの
状態変化データを時系列頭に取出しながら、潮流計算と
周波数計算プログラムを実行し、過負荷リレー、周波数
低下リレーあるいは電圧・無効電力制御装置の動作を模
擬することによシ、電力系統のリアルタイムシミュレー
ションを行う。このリアルタイムシミュレーションの詳
細は第５図について既に述べたところと同様である。

本発明による電力系統シミュレーション方式では、系統
規模が小さい場合には、過渡安定度計算と潮流・周波数
計算を直列に実行しても、リアルタイムシミュレーショ
ンを実現できるが１通常の系統規模では、潮流計算と周
波数計算を別々の計算機で分担処理し、さらに過渡安定
度計算はアレイプロセッサなどの高速演算プロセッサを
用いて、リアルタイムシミュレーションを実現すること
になる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、主保護・後備保護リ
レーの動作極擬を、過渡安定度計算をベースに実行する
とともに電力系統の有効・無効電力分布を計算するよう
にしたのでｓ　＠ｈ練中におけるトレーナの誤操作があ
っても、実際の系統と同じように系統の動きを模擬でき
、訓練効果を上り″ることかできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１因はこの発明の一実施例による電力系統シミ二ｔ／
−ジョン方式の処理概念図、第２図はこの処理概念図に
もとづく動作説明図、第３図は同じく過渡安定度計算の
詳細な処理フロー図、第４図は従来の電力系統シミュレ
ータ３ン方式の処理概念図、第５図は同じく潮流・周波
数計算の処理フロー囚である。 １はＣＲＴ装置、２は事故シーケンスファイル、３はＳ
Ｖ状変チータフアイル。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 手続補正書（自発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統の故障に関する各種データを入力データとして
   過渡安定度計算のプログラムを実行させ、この実行結果
   としての主保護・後備リレーとしや断器の状態をＳＶ状
   変データフアイルに保存し、このＳＶ状変データフアイ
   ルが出力する上記主保護・後備リレーとしや断器の状変
   データにもとづき、潮流・周波数計算のプログラムを実
   行させることにより電力系統の動作を模擬する電力系統
   シミユレーシヨン方式において、主保護・後備リレーの
   動作模擬を、系統故障の発生中にのみ、安定度計算をベ
   ースに実行し、かつ各種リレーと制御装置の模擬を行つ
   て、上記安定度計算の終了時に、電力系統の有効・無効
   電力分布を計算し、系統故障が発生しない場合には、潮
   流計算と周波数計算のプログラムを実行させるようにし
   たことを特徴とする電力系統シミユレーシヨン方式。