JPS62126830A - 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、制御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ちる。

〔従来の技術〕

第４図は従来の電力系現シミニレ−ジョン方式の処理概
念図であり、図において、１はＣＲＴ装置、２は事故シ
ーケンスチータフアイル、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■を実
行し、訓練実行段階では周波数・潮流計算のステップ■
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ＣＲ１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り動作すると考え
られろ生保ｄＩＪ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４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３にも保存される。

続いて、脱調リレー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を入力データとして、過渡
安定度計算プログラムを実行しくステップ■）、その判
定結果として、動作Ｓ　Ｏ’ＪシレートリップＣＢの状
態をＳＶ状変データファイル３に記憶する。

過渡安定度計算が打切り時間に達した時点で、トレーナ
の指示により、Ｓｖ状変データファイル３の内容を時系
列順に並べ換える。以上で、訓練Ｓ１１ルｉ段階は終了
する。

次に、ｇｌｌ蛯実行段階では、ＳＶ伏変データファイル
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■）、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つ。

このリアルタイムシミュレーションの詳紀ヲ、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６
３１秒のきざみでｎ（＝Ｔ／△Ｔ）回連続して行う。

つまり、周波数計算を６１秒きざみでｎ（＝Ｔ／△Ｔ）
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状変テデーを取出し、開閉器状態の変化の有
無を判定しくステップ■）、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、系統のアドミタ
ンス行列の修正、分離系統の系統８廿や合計慣性容量な
どの計算を行う（ステップ■）。

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■）。一方、ステップ■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■）、
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■）、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
■）、これらの処理をｎ回（Ｔ／△Ｔ）繰り返す。

なお、ステップ■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■の処理を実行する。

次Ｋ、上記処理をｎ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■）、さらに系統電圧、送’
Ｌｉｔ　Ｈ潮流などに応動する過負荷リレーあるいは電
圧・無効を力制御装置の動作模擬を実行しくステップ［
相］）、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■）、１秒間の７ミユレーシヨンが完了する。続い
て、次のサイクルのシミュレーションに入６゜ Ｔ秒は通常３〜５秒程度であり、△Ｔ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、この性能を満足するシミュレ
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ようであるの
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り事故設備のしゃ断器を
投入したりした場合には、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（・と
いう問題点があった。また、同期投入を要する系統並列
操作などを実施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罠なされ
たもので、系統故障発生時の主保護・後備保護リレーの
動作模慶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り再び系統故障に
至った場合にも、また系統並列操作についても実系統と
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得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安定度計算をペースに
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、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、安
定度計算をベースにして主保護・後備保護リレーの動作
模擬を自動的に処理することにより、トレーナの訓練準
備段階における手動設定を不要にすると共に、訓練実行
中のトレーナ忙よる誤操作にもとづいて、再故障に至っ
た場合の訓練を、また、同期投入を要する系統並列操作
の訓練を実系統と同じように行うことができるようにす
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図につ℃・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状変チータフアイルであり、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■と潮流・周波数計算のステップ■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。

第３図は、過渡安定度計算の詳細７ｏ−図である。

次に上記実施例の動作を第１図のフロー図に従つて具体
的に説明する。

まず、訓練準備段階において、トレーナはＣ８７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４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１２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／Ｉ／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、その判定結果としての税調リレ
ーを含む生保Ｉ・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■）。

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）まで来行する。なお、税調
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、訓練実行段階では、第１図に示すよ５に主保護・
後備保、ｔｌ　ＩＪシレー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ある潮流・周波数
計算を並行して実行する（ステップ■、ステップＯ）。

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（ステップの）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■）。

その後のシミュレーションステップでは過渡安定度計算
を行い、ｎＴ毎に潮流・周波数計算を処理する。

また、過渡安定度計算は第３図（ａｔ　、　（ｂ）に示
すフロー図の通りに処理するが、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１秒後の間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り行うので
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ブチ−フアイル３に記憶させる。

次に、処理のフローを第３図（ａ）　、　（ｂ）につい
て説明すると、まず当該サイクルで潮流・周波数計算を
実行したかを判定しくステップ［相］）、否の場合には
ステップＯへ分岐する〇 一方、潮流計算を実行した場合には、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［相］
）。

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■）、さらに負荷を云ツノ≦−ダンス負荷扱・
・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■）０ 次に、故障種別に応じて、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［相］）。次に
、系統の接続状態に変更があるがどうかを判定しくステ
ップ［相］）、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Ｏ）、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。

故障がある場合には、故障の種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■）。

次に、故障除去の有無を判定しくステップ［相］）、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■）。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Ｏ）、次に
、回路網の電圧、電流の計算を行う（ステップ■）。

次に、ステップ＠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［株］）、さらに、発電機の内
部位相角を を解いて求める（ステップ■）。

上記によって、回路網の電圧、電流と発電機の内部位相
角が求まるので、次に税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護リレ７（例えばＶ
ＦＲ，Ｏｌ、Ｒ）と制御装置（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■）。続いて、ス
テップ［相］の動作模擬により、上記リレーや制御装置
の動作の有無を判定しくステップ■）、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には、そ
のリレー動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状変チータフアイル３に保存する（
ステップＯ）。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■）、達していなければ時刻な△ｔ
だけ更新し、ステップ■以下の処理を繰り返す（ステッ
プ■）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・）で計算を終了
する。

なお、この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Ｋなる。また、過渡安定度計算の数
値積分ステップ数が増加して、数値計算誤差が大きくな
る場合には、その前に潮流計算と周波数計算を実行し、
その結果を用いて過渡安定度計算を再スタートするよう
にしている。

〔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
レーの動作模擬を、過渡安定度計算をペースに実行する
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、訓練中におけろ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
練効果を上げろことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電力系統シミュレー
シ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
ション方式の処理概念図、第５図は同じく潮流・周波数
計算の処理フロー図である。 １はＣＲＴ装置、２は事故シーケンスファイル、３はＳ
Ｖ状変データファイル。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人　　　三菱電機株式会社 （外２名） 第５図 手続補正書（自発） ＠

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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・後備保護リレーとしや断器の状
   態をＳＶ状変データファイルに保存し、このＳＶ状変デ
   ータファイルが出力する上記主保護・後備保護リレーと
   しや断器の状変データにもとづき、電力系統の動作を模
   擬する電力系統シミュレーション方式において前記主保
   護・後備保護リレーと制御装置の動作模擬を前記過渡安
   定度計算をベースに行つて、この過渡安定度計算の終了
   時に、電力系統の有効・無効電力分布を計算することを
   特徴とする電力系統シミュレーション方式。
2. （２）電力系統の有効・無効電力分布を計算し、さらに
   、過渡安定度計算の数値計算誤差をなくすために一定周
   期毎に潮流・周波数計算を実行することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電力系統シミュレーション方
   式。