JPS6369498A - 発電機脱調予測方式 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は発電機の動揺を調べ、脱調を予測する発電機脱
調予測方式に関する８ （従来の技術） 電力系統に事故が発生すると、発電機は一般に電気出力
が減少し加速されるために、その回転速度は変化し、定
格値からずれていく。その変化傾向から将来の動揺を予
測することは電力系統の運用に必要な事項である。

従来提案されている方式は、特開昭５６−１１７５４０
号公報に示されているように、発電機への機械入力が一
定と近似できる範囲、すなわち、事故発生後１秒間程度
の現象を対象としている。その方式は発電機の電気出力
値を実測し、運動方程式を解くことによって、事故発生
前の状態からの回転数、位相角の変化分を計算し、更に
、変化傾向が将来も続くものとして予測するものである
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来方法によると、発電機への機械
入力が一定と近似できる時間帯が事故後約１秒間である
ため、事故発生から数秒後に脱調する現象の判断に利用
できない問題点があった。

そこで本発明は、事故発生後の発電機の動揺を正確に捉
え、将来における発電機の脱調を予測することのできる
発電持説調子測方式を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は発電機の回転数を検出し、更に定常状態におけ
る位相角からの変化分として位相角偏差を直接測定し、
測定した過去の位相角偏差を用いて将来の位相角偏差を
予測し、その予測値が発散傾向を示し、かつ所定のしき
い値以上になるならば脱調と予測判定するようにしたも
のである。

（作用） これにより、系統事故発生後の発電機の動揺を正確に捉
え、将来におけるＪ？！電機の税調を予測判定すること
ができ、脱調が予測された場合に、その発電機の擬似負
荷を増したり、運転停止する等により、系統への影響を
未然に防止することができるようになる。

（実施例） 以下、図面に示す実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。第１図は本発明による発電持説調子測方式のシス
テム構成図を示したもので１発電機１の回転数を検出す
る回転数検出手段２と、定常状態における位相角との増
加分を求める位相角偏差算出手段３と、測定した位相角
増加分の変化傾向が将来も継続するものとして予測する
将来時刻における位相角予測手段４と、その結果、位相
角が所定のしきい値を越えるか否か判断して脱調するか
否か判定する脱調判定手段５から成る。

回転数検出手段２は、例えば、第２図（ａ）に示すよう
に発電機に取り付けられた歯車２１と、電磁ピックアッ
プより構成され、歯の両側で生じる磁束密度の変化を微
分し、その変化分を同図（ｂ）に示すようにパルスとし
て取り出す。

位相角偏差算出手段３では、回転数検出手段２から得ら
れるパルス数と予め設定されたデータとに基づき、電力
系統事故発生後の位相角と定常状態における位相角との
位相角偏差を算出する。

すなわち、歯車２１の歯数をＭとし、事故発生前の状態
における回転数をｆｓ（Ｈｚ／秒）とすると、回転数検
出手段２から得られるパルス数ｎは、ｎ＝２Ｍ−ｆｓ（
個／秒）　　　　　　　　　−・・−（１）と表わすこ
とができる。

また、パルス数ｎの間に回転する角度をθとすると、 が成立する。

次に、時間ｔｋ時点のパルス数がＮｋ、ｔｋ＋を時点の
パルス数がＮｋ◆１とすれば、しｋがら詠。１時点の間
に回転角は、 たけ変化する。一方、定常状態の回転数のままで回転し
ていれば、　ｔｋがらしに＋１の間に変化する回転角は
。

θ　＝　３６０・ｆｓ（ｔｋ　＋　　ｒ　　−ｔ、ｋ）
　　　　　　　　　　−−（４）であるから、定常状態
における位相角との位相角偏差は、 Δθ＝θ−θＯ ｋ　ｌ　６．　　　　　　　　　　　　　””””’ゝ
すなわち、電力系統の事故発生後の発電機動揺を考えた
とき、時刻計にとｔｋ＋＋の間に、パルス数はＮｋから
Ｎｋ＋＋に増え、定常時のスピードで回転している場合
より（５）式で計算した△θだけ回転角が増加している
ことが判る。

従って、事故発生時点を起点にしてｔｋ　＝　０．Ｎｋ
　＝Ｏとおけば、前記（５）式で求めたΔθは、・・・
・・・（６） と表わすことができ、ｔｋ＋を時点における発電機のロ
ータ角（内部電圧の位相角）の増加分即ち位相角偏差と
なる。これは安定度を判定するための重要な量である。

位相角予測手段４では、将来時点における位相角度偏差
を予測する。即ち、発電機には大きな慣性があるために
、その変動は滑らかである。従って、過去の変動傾向が
将来の短時間も続くものとして予測する。但し、測定デ
ータにはノイズが含まれるので１次の方法により高精度
の推定を行なうものとする。

例えば、予測する関数をΔθ＝（１ｔ”　＋Ｃ２ｔ、＋
Ｃ３の形で定義し、　ｔ　＋　ｊシ２　＋・・・・・ｅ
ｎの時点で測定した位相角偏差がΔθｌ、Δθ２．・・
・・・、Δθｎであるとすれば、ｎ個の点から関数まで
のズレが最小自乗法的意味で最小となるような係数Ｃ１
１Ｃ２＃Ｃ３を求めるには、 ・・・・・・（７） を解けばよい。

ΔθはＬの４次以上の多項式により定義しても同様に求
められる。

この方式は、第３図に示すように、ｔ　ｉ　＊　シ２１
・・・ｔｎの時間で測定した位相角偏差がΔθｌ、Δθ
２゜・・・・・Δθｎであり予測式が点線であるとき、
Δθにはノイズによる誤差が含まれバラライでいるが。

誤差による影響を最小にする関数として予測式が決めら
れるので、実用上有効な方法である。

税調判定手段５では、脱調判定を次のように行なう、即
ち、第４図に示すように１判定するし０時点において、
過去のしｓ〜し０間で測定した位相角偏差から、将来の
数時間Ｔｌ＃Ｔ２１・・・・・における位相角偏差を予
測し、各々をΔθＴｌ、ΔθＴ２゜・・・・・ΔθＴｎ
としたとき、それらが発散傾向を示し、かつあるしきい
値ΔθＣを越えれば脱調と判定する０式で表わせば、 ΔθＴｌ＜ΔθＴ２＜・・・・・〈ΔθＴｎ・・・・・
・（８） かつ。

ΔθｃくΔθＴｎ　　　　　　　　　　　・・・・・・
（９）となる。

このようにして発電脱調を正確に予測判断することがで
きるようになり、系統事故発生により発電機の脱調が予
測された場合には、税調防止用抵抗負荷を投入したり、
あるいは複数発電ユニットから成る発電プラントの場合
には、そのときの系統に見合った発電ユニット数の運転
に事前に切換えることにより、発電機の停止あるいは発
電プラント全体の停止に至る不具合を未然に防止するこ
とができるようになる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば１発電機の回転数を直接測
定するため事故発生後の発電機の動揺を正確に把握でき
る。かつ、その動揺を基にして将来における発電機の脱
調を正確に予測することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による発電機脱調予測方式のシステム構
成図、第２図（ａ）は回転数検出手段の具体例を示す説
明図、同図（ｂ）はその回転数検出手段より得られるパ
ルスの説明図、第３図は発電機動揺予測式算出方法説明
図、第４図は発ｉｔ機脱調判定方法説明図である。 】・・・発電機、２・・・回転数検出手段、３・・・位
相角偏差算出手段、４・・・位相角予測手段、５・・・
脱調判定手段。 ど−−−一一＼ 第１図 （ａ）（ｂ） 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転
   数検出手段により検出された回転数を基に定常時におけ
   る位相角からの変化分としての位相角偏差を算出する位
   相角偏差算出手段と、この位相角偏差算出手段により時
   系列的に順次算出される複数の位相角偏差を基にその位
   相角偏差の将来の変化を予測する位相角偏差予測手段と
   、この位相角偏差予測手段による位相角偏差の予測値が
   所定値を越えるとき脱調と予測判定する脱調判定手段と
   を備えて成ることを特徴とする発電機脱調予測方式。