JP3795783B2 - 電圧安定化制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電圧安定化制御方法に関し、特に、電力系統の電圧安定度の改善に関する可変速発電機による電力系統の電圧安定化制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電力系統の電圧安定度を改善するために、ＰＳＶＲ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）、ＨＳＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｓｉｄｅ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏ１）などの励磁制御装置によって送電電圧を一定制御するか、あるいは、ＳＶＧ（ＳＴＡＴＣＯＭ）などの調相装置によって無効電力を補償するような制御装置及び制御方式が使われている。一般に、発電機の送電電圧と端子電圧の関係は次式に示すようになる。
【０００３】
ＶH＝Ｖg−Ｉq・Ｘt （１）
ここで、
ＶH：同期発電機の端子と接続する主変圧器高圧側の送電電圧、
Ｖg：同期発電機の端子電圧、
Ｉq：無効電流、
Ｘt：主変圧器の洩れリアクタンス、
【０００４】
通常の電圧制御は発電機端子電圧を一定に制御しているので、系統電圧が低下した時に、無効電流Ｉqの増大に伴って送電電圧ＶHも系統電圧の低下ととも低下する。それに対して、ＰＳＶＲ、ＨＳＶＣなどの送電電圧一定制御方法によれば、発電機の端子電圧を高くすることにより変圧器のリアクタンスの低下分を補償するように送電電圧を維持することができる。また、ＳＶＧなどの調相装置では、無効電流を補償し送電電圧の低下を防ぐことができる。
【０００５】
図８は、従来の一般的な送電系統を示した簡略回路図である。図において、１００は送電端に設けられた発電機、１０１は送電端と受電端とを繋いでいる送電線、１０２は受電端に設けられた負荷、１０３は送電線インピーダンスである。図９は、図８に示す送電系統の有効電力−電圧の特性（Ｐ−Ｖカーブ）を示したものである。図９において、Ｃ１１は送電系統のＰＶ特性、Ｃ２１は負荷特性を示す。通常状態において、電力系統はＣ１１とＣ２１の交差点Ａの平衡点で運転する。事故などにより送電線インピーダンスが増加すると、送電系統の特性が大きく変化する。例えば、送電特性が事故後にＣ１２まで縮んだが、負荷特性がＣ２２までしか伸びることができなかった場合、送電特性と負荷特性とが交差できなくなって、運転平衡点を失うことによって電圧低下或いは電圧崩壊が発生する。定電力負荷、誘導機負荷などの非線形負荷の成分が大きい場合、又、ＬＴＣなどのタップチャンジャーが制限された場合、このような状況を発生する可能性が高い。この状況を避けるため、事故後の送電特性をＣ１３に伸ばせば、負荷特性と交差することができる。すなわち、負荷の不足する有効電力を素早く補給することによって、送電系統を電圧低下或いは電圧崩壊から救うことができる。しかしながら、従来の電圧制御と無効電力制御においては、有効電力の補給ができない。また、同期機の場合には、有効電力の制御は調速制御系でしかできないため、電力を高速に制御することができない。
【０００６】
図９に示すように、定常運転状態の送電特性Ｃ１１において、電圧安定限界Ｈがあることは一般に知られているが、運転平衡点がこのＨより下がると電圧が不安定になる。ＨＳＶＣ、ＰＳＶＲ或いは調相装置を使うことによって、この安定限界Ｈの値は変化する。送電系統に接続される発電機の事故除去後などの加速や、あるいは、負荷側の急激な要求等により、運転平衡点が不安定領域に入り込んでしまう可能性がある。この場合、送電系統において急増する電力を抑制する必要があるが、従来の電圧制御と無効電力補償だけでは、送電系統の上昇電力を吸収して送電系統の電圧を維持するように制御することはできない。また、同期機の場合、有効電力の制御は調速制御系でしかできないため、電力を高速に制御することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、送電線事故や負荷急変により負荷側で電力不足が発生した場合には、負荷において不足している有効電力を素早く補給することが出来れば、送電系統の電圧低下或いは電圧崩壊を防ぐことができるが、従来の電圧制御及び無効電力制御においては、有効電力の補給を行うことができないため、事故等が発生した場合には、送電系統に電圧低下及び電圧崩壊が発生してしまうという問題点があった。
【０００８】
また、送電系統に接続される発電機の事故除去後等の加速や、負荷側の急激な要求等により、運転平衡点が不安定領域に入り込んでしまうことがあるが、従来の電圧制御と無効電力補償だけでは、送電系統の上昇電力を高速に吸収して送電系統の電圧を維持することが出来ないため、送電系統の電圧低下および電圧崩壊が発生してしまうという問題点があった。
【０００９】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、負荷において有効電力が不足した場合には高速にそれを補給し、送電系統において電力が急激に上昇した場合にはそれを吸収することによって、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することが可能な電圧安定化制御方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化を検出するステップと、上記有効電力変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１１】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の周波数変化を検出するステップと、上記周波数変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１２】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電圧変化を検出するステップと、上記電圧変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１３】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の異常を検出するステップと、上記異常の情報に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１４】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電力上昇／電力低下の運転指令を検出するステップと、上記運転指令に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１５】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化、周波数変化、電圧変化、異常、及び、電力上昇／電力低下の運転指令のうち、少なくとも２つを検出するステップと、検出した上記少なくとも２つの組み合わせに基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１８】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００１９】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２０】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２１】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２２】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２３】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２４】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２５】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、上記制御目標地点の電圧が所定の規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２６】
また、異常情報または所定の運転指令信号を受けた場合に、予め決められた関数によって上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２７】
また、系統運転条件及び設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、電力系統の電圧安定度余裕を推定し、その余裕によって有効電力の上昇を判断する規定値を自動的に計算し、更新する。
【００２８】
また、設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、上記可変速機の電力制御回路の出力量を自動的に変化させる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図において、１１は、系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化を検出するための状態検出回路、１２は制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、１３は信号加算器である。
【００３０】
次に、この発明の実施の形態１による電力系統電圧安定化方法の動作原理を説明する。状態検出回路１１は運転状態を常に監視して、下式のように、正常の場合は０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇したら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下したら一１の状態表示信号Ｉ、および、周波数或いは有効電力の偏差或いは変化速度等の（所定の関数Ｘ＝ｆ（Ｕ）で示される）変化量Ｘを電力制御回路１２へ出力する。
【００３１】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌのとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕのとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌのとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００３２】
電力制御回路１２は、下式に示すように、状態検出回路１１からＩ＝‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器１３に出力し、Ｉ＝‘１’を受けた場合、状態検出回路１１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器１３に出力し、Ｉ＝‘−１’を受けた場合、状態検出回路１１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器１３に出力する。
【００３３】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００３４】
信号加算器１３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊を受信し、当該Ｐ＊の値に電力制御回路１２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００３５】
このように、本実施の形態においては、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００３６】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図２において、２１は系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化及び事故発生或いは負荷急変などの事故信号を検出するための状態検出回路、２２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、２３は信号加算器である。
【００３７】
次に、この発明の実施の形態２による電力系統電圧安定化方法の動作原理を次に説明する。状態検出回路２１は運転状態を常に監視して、下式に示すように、正常の場合は０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇し、かつ、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下し、かつ、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら−１の状態表示信号Ｉ、および、周波数或いは有効電力の偏差或いは変化速度などのような変化量Ｘを電力制御回路２２へ出力する。
【００３８】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌ、かつ、Ｅ＝０のとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕ、かつ、Ｅ＝１のとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌ、かつ、Ｅ＝−１のとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｅ：異常情報または運転指令
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００３９】
電力制御回路２２は、下式に示すように、状態検出回路２１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器２３に出力し、‘１’を受けた場合、状態検出回路２１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器２３に出力し、‘−１’を受けた場合、状態検出回路２１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器２３に出力する。
【００４０】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００４１】
信号加算器２３は、可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路２２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００４３】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図３において、３１は、系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化と電圧変化を検出するための状態検出回路、３２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、３３は、信号加算器である。
【００４４】
次に、この発明の実施形態３による電力系統電圧安定化方法の動作原理を説明する。状態検出回路３１は運転状態を常に監視して、下式に示すように、正常の場合０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下したら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下したら−１の状態表示信号Ｉを電力制御回路に出力する。
【００４５】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌ、かつ、Ｖ＞Ｖｃのとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕ、かつ、Ｖ＜Ｖｃのとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌ、かつ、Ｖ＜Ｖｃのとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｖ：電圧
Ｖｃ：電圧下限規定値
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００４６】
電力制御回路３２は、下式に示すように、状態検出回路３１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器に出力し、‘１’を受けた場合、状態検出回路３１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器３３に出力し、‘−１’を受けた場合、状態検出回路３１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器３３に出力する。
【００４７】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００４８】
信号加算器３３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路３２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００５０】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図４において、４１は、系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化と電圧変化及び事故発生或いは負荷急変などの異常情報或いは運転指令を検出するための状態検出回路、４２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、４３は、信号加算器である。
【００５１】
この発明の実施形態４による電力系統電圧安定化方法の動作原理を次に説明する。状態検出回路４１は運転状態を常に監視して、下式のように、正常の場合０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇し、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下し、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、電力低下の異常情報或いは運転指令を受けたら−１の状態表示信号Ｉを電力制御回路４２へ出力する。
【００５２】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌ、かつ、Ｖ＞Ｖｃ、かつ、Ｅ＝０のとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕ、かつ、Ｖ＜Ｖｃ、かつ、Ｅ＝１のとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌ、かつ、Ｖ＜Ｖｃ、かつ、Ｅ＝−１のとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｖ：電圧
Ｖｃ：電圧下限規定値
Ｅ：異常情報あるいは運転指令
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００５３】
電力制御回路４２は、状態検出回路４１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器４３に出力し、‘１’を受けた場合、状態検出回路４１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器４３に出力し、‘−１’を受けた場合、状態検出回路４１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器３３に出力する。
【００５４】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００５５】
信号加算器４３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路４２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００５６】
このように、本実施の形態においては、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００５７】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図５において、５１は、事故或いは負荷急変などを検出するための異常情報或いは運転指令検出回路、５２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、５３は信号加算器である。
【００５８】
この発明の実施形態５による電力系統電圧安定化方法の動作原理を次に説明する。異常情報或いは運転指令検出回路５１は運転状態を常に監視して、下式に示すように、正常の場合０、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら１、電力低下の異常情報或いは運転指令を受けたら−１の状態表示信号Ｉを電力制御回路５２へ出力する。
【００５９】
正常：Ｉ＝０
電力上昇に関する異常：Ｉ＝１
電力低下に関する異常：Ｉ＝−１
【００６０】
電力制御回路５２は、図５に示すように、異常情報或いは運転指令検出回路５１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器５３に出力し、‘１’を受けた場合、予め設定した制御関数１によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器５３に出力し（例：Ｉ＝１、制御関数Ｉ）、‘−１’を受けた場合、予め設定した制御関数Ｈよって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器５３に出力する（例：Ｉ＝−１、制御関数ＩＩ）。
【００６１】
信号加算器５３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路５２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００６３】
実施の形態６．
図６は、この発明の実施の形態６による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図６において、６１は、系統運転条件、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって送電系統の電圧安定余裕を計算する電圧安定度余裕推定回路、６２は、その安定余裕によって実施の形態１〜４に記載の規定値を自動的に計算、更新する規定値計算回路である。
【００６４】
この発明の実施形態６による電力系統電圧安定化方法における可変速機の制御方法の動作原理を次に説明する。電圧安定度余裕推定回路６１は系統運転条件、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって送電系統の電圧安定限界での有効電力限界値ＰＨと電圧安定限界値ＶＨを計算し、送電系統定常運転時の有効電力ＰとＰＨの差、電圧ＶとＶＨの差を安定余裕として、規定値計算回路６２へ出力する。
【００６５】
Ｐ＝ＰＨ−Ｐ
Ｖ＝ＶＨ−Ｖ
ＰＨ＝Ｆ１（Ｈ，Ｓ，Ｌ，ｆ（ｘ））
ＶＨ＝Ｆ２（Ｈ，Ｓ，Ｌ，ｆ（ｘ））
ここで、
Ｐ：制御地点の定常時有効電力
Ｖ：制御地点の定常時電圧
ＰＨ：有効電力安定限界
ＶＨ：電圧安定限界
【００６６】
規定値計算回路６２は、下式に示すように、電圧安定度余裕推定回路６１からの有効電力安定度余裕が大きければ周波数、有効電力上昇限界規定値を高く、小さければ周波数、有効電力の上昇限界規定値を低くし、又、電圧安定度余裕推定回路６１からの電圧安定余裕が大きければ電圧低下限界規定値を低く、小さければ電圧低下限界規定値を高くするように、実施の形態１〜４に記載する規定値を自動的に計算、更新する。
【００６７】
有効電力上限規定値：Ｐｕ＝Ｆ１（△Ｐ，△Ｖ）
周波数上限規定値：ｆｕ＝Ｆ２（△Ｐ，△Ｖ）
電圧下限規定値：Ｖｃ＝Ｆ３（△Ｐ，△Ｖ）
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、送電系統の安定余裕に応じて、電圧上昇限界規定値を適切に計算、自動的に更新すれば、電圧安定化制御の効果がさらに向上できる。
【００６９】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図において、７１は、系統運転条件、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって電力制御の出力を調整する電力制御出力調整回路、７２は、実施の形態１〜５に記載の電力制御回路である。
【００７０】
この発明の実施形態７による電力系統電圧安定化方法における可変速機の制御方法の動作原理を次に説明する。電力制御出力調整回路７１は、下式に示すように、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって、装置が設置され、しかも、動作可能の場合に電力制御の出力を小さく、装置が設置されてない、或いは、機能が制限された場合に電力制御の出力を大きくするように、電力上昇の場合と電力低下の場合それぞれの出力調整ゲインＫ（１）とＫ（−１）を電力制御回路７２へ出力する。
【００７１】
電力上昇の場合：Ｋ（１）＝ｆ１（Ｈ，Ｓ，Ｌ）
電力低下の場合：Ｋ（−１）＝ｆ２（Ｈ，Ｓ，Ｌ）
【００７２】
実施の形態１〜５の電力制御回路７２が、電力制御出力調整回路７１からの出力が、電力上昇の場合にＫ（１）によって電力制御の出力を調整し、電力低下の場合Ｋ（−１）によって電力制御の出力を調整する。
【００７３】
Ｙ＝Ｆ（Ｋ（Ｉ），ｘ，Ｉ，ｔ）
Ｙ＝ｆ（Ｋ（Ｉ），Ｉ，ｔ）
【００７４】
このように、本実施の形態によれば、送電系統の電圧制御及び無効電力制御などの状況に応じて、可変速機の電力制御の出力を適切に調整すれば、電圧安定化制御の効果がさらに向上できる。
【００７５】
【発明の効果】
この発明は、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化を検出するステップと、上記有効電力変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の有効電力変化に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７６】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の周波数変化を検出するステップと、上記周波数変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の周波数変化に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７７】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電圧変化を検出するステップと、上記電圧変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の電圧変化に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７８】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の異常を検出するステップと、上記異常の情報に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の異常情報に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７９】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電力上昇／電力低下の運転指令を検出するステップと、上記運転指令に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の運転指令に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００８０】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化、周波数変化、電圧変化、異常、及び、電力上昇／電力低下の運転指令のうち、少なくとも２つを検出するステップと、検出した上記少なくとも２つの組み合わせに基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、上記電力系統の有効電力変化、周波数変化、電圧変化、異常、及び、電力上昇／電力低下の運転指令のうち、少なくとも２つの組み合わせに対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００８３】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８４】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８５】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８６】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８７】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８８】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８９】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００９０】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、上記制御目標地点の電圧が所定の規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００９１】
また、異常情報または所定の運転指令信号を受けた場合に、予め決められた関数によって上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００９２】
また、系統運転条件及び設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、電力系統の電圧安定度余裕を推定し、その余裕によって有効電力の上昇を判断する規定値を自動的に計算し、更新するようにしたので、電圧安定化制御効果を向上させることができる。
【００９３】
また、設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、上記可変速機の電力制御回路の出力量を自動的に変化させるようにしたので、電圧安定化制御効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図２】 本発明の実施の形態２による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図３】 本発明の実施の形態３による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図４】 本発明の実施の形態４による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図５】 本発明の実施の形態５による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図６】 本発明の実施の形態６による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図７】 本発明の実施の形態７による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図８】 従来の送電系統の概略回路図である。
【図９】 従来の有効電力−電圧のＰ−Ｖ特性カーブを示した説明図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１，４１ 状態検出回路、１２，２２，３２，４２，５２，７２ 電力制御回路、１３，２３，３３，４３ 信号加算器、５１ 異常情報或いは運転指令検出回路、６１ 電圧安定度余裕推定回路、６２ 規定値計算回路、７１ 電力制御出力調整回路、１００ 発電機、１０１ 送電線、１０２ 負荷、１０３ 送電線インピーダンス。
【発明の属する技術分野】
この発明は電圧安定化制御方法に関し、特に、電力系統の電圧安定度の改善に関する可変速発電機による電力系統の電圧安定化制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電力系統の電圧安定度を改善するために、ＰＳＶＲ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）、ＨＳＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｓｉｄｅ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏ１）などの励磁制御装置によって送電電圧を一定制御するか、あるいは、ＳＶＧ（ＳＴＡＴＣＯＭ）などの調相装置によって無効電力を補償するような制御装置及び制御方式が使われている。一般に、発電機の送電電圧と端子電圧の関係は次式に示すようになる。
【０００３】
ＶH＝Ｖg−Ｉq・Ｘt （１）
ここで、
ＶH：同期発電機の端子と接続する主変圧器高圧側の送電電圧、
Ｖg：同期発電機の端子電圧、
Ｉq：無効電流、
Ｘt：主変圧器の洩れリアクタンス、
【０００４】
通常の電圧制御は発電機端子電圧を一定に制御しているので、系統電圧が低下した時に、無効電流Ｉqの増大に伴って送電電圧ＶHも系統電圧の低下ととも低下する。それに対して、ＰＳＶＲ、ＨＳＶＣなどの送電電圧一定制御方法によれば、発電機の端子電圧を高くすることにより変圧器のリアクタンスの低下分を補償するように送電電圧を維持することができる。また、ＳＶＧなどの調相装置では、無効電流を補償し送電電圧の低下を防ぐことができる。
【０００５】
図８は、従来の一般的な送電系統を示した簡略回路図である。図において、１００は送電端に設けられた発電機、１０１は送電端と受電端とを繋いでいる送電線、１０２は受電端に設けられた負荷、１０３は送電線インピーダンスである。図９は、図８に示す送電系統の有効電力−電圧の特性（Ｐ−Ｖカーブ）を示したものである。図９において、Ｃ１１は送電系統のＰＶ特性、Ｃ２１は負荷特性を示す。通常状態において、電力系統はＣ１１とＣ２１の交差点Ａの平衡点で運転する。事故などにより送電線インピーダンスが増加すると、送電系統の特性が大きく変化する。例えば、送電特性が事故後にＣ１２まで縮んだが、負荷特性がＣ２２までしか伸びることができなかった場合、送電特性と負荷特性とが交差できなくなって、運転平衡点を失うことによって電圧低下或いは電圧崩壊が発生する。定電力負荷、誘導機負荷などの非線形負荷の成分が大きい場合、又、ＬＴＣなどのタップチャンジャーが制限された場合、このような状況を発生する可能性が高い。この状況を避けるため、事故後の送電特性をＣ１３に伸ばせば、負荷特性と交差することができる。すなわち、負荷の不足する有効電力を素早く補給することによって、送電系統を電圧低下或いは電圧崩壊から救うことができる。しかしながら、従来の電圧制御と無効電力制御においては、有効電力の補給ができない。また、同期機の場合には、有効電力の制御は調速制御系でしかできないため、電力を高速に制御することができない。
【０００６】
図９に示すように、定常運転状態の送電特性Ｃ１１において、電圧安定限界Ｈがあることは一般に知られているが、運転平衡点がこのＨより下がると電圧が不安定になる。ＨＳＶＣ、ＰＳＶＲ或いは調相装置を使うことによって、この安定限界Ｈの値は変化する。送電系統に接続される発電機の事故除去後などの加速や、あるいは、負荷側の急激な要求等により、運転平衡点が不安定領域に入り込んでしまう可能性がある。この場合、送電系統において急増する電力を抑制する必要があるが、従来の電圧制御と無効電力補償だけでは、送電系統の上昇電力を吸収して送電系統の電圧を維持するように制御することはできない。また、同期機の場合、有効電力の制御は調速制御系でしかできないため、電力を高速に制御することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、送電線事故や負荷急変により負荷側で電力不足が発生した場合には、負荷において不足している有効電力を素早く補給することが出来れば、送電系統の電圧低下或いは電圧崩壊を防ぐことができるが、従来の電圧制御及び無効電力制御においては、有効電力の補給を行うことができないため、事故等が発生した場合には、送電系統に電圧低下及び電圧崩壊が発生してしまうという問題点があった。
【０００８】
また、送電系統に接続される発電機の事故除去後等の加速や、負荷側の急激な要求等により、運転平衡点が不安定領域に入り込んでしまうことがあるが、従来の電圧制御と無効電力補償だけでは、送電系統の上昇電力を高速に吸収して送電系統の電圧を維持することが出来ないため、送電系統の電圧低下および電圧崩壊が発生してしまうという問題点があった。
【０００９】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、負荷において有効電力が不足した場合には高速にそれを補給し、送電系統において電力が急激に上昇した場合にはそれを吸収することによって、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することが可能な電圧安定化制御方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化を検出するステップと、上記有効電力変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１１】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の周波数変化を検出するステップと、上記周波数変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１２】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電圧変化を検出するステップと、上記電圧変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１３】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の異常を検出するステップと、上記異常の情報に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１４】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電力上昇／電力低下の運転指令を検出するステップと、上記運転指令に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１５】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化、周波数変化、電圧変化、異常、及び、電力上昇／電力低下の運転指令のうち、少なくとも２つを検出するステップと、検出した上記少なくとも２つの組み合わせに基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法である。
【００１８】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００１９】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２０】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２１】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２２】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整する。
【００２３】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２４】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２５】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、上記制御目標地点の電圧が所定の規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２６】
また、異常情報または所定の運転指令信号を受けた場合に、予め決められた関数によって上記可変速機の有効電力を制御する。
【００２７】
また、系統運転条件及び設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、電力系統の電圧安定度余裕を推定し、その余裕によって有効電力の上昇を判断する規定値を自動的に計算し、更新する。
【００２８】
また、設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、上記可変速機の電力制御回路の出力量を自動的に変化させる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図において、１１は、系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化を検出するための状態検出回路、１２は制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、１３は信号加算器である。
【００３０】
次に、この発明の実施の形態１による電力系統電圧安定化方法の動作原理を説明する。状態検出回路１１は運転状態を常に監視して、下式のように、正常の場合は０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇したら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下したら一１の状態表示信号Ｉ、および、周波数或いは有効電力の偏差或いは変化速度等の（所定の関数Ｘ＝ｆ（Ｕ）で示される）変化量Ｘを電力制御回路１２へ出力する。
【００３１】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌのとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕのとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌのとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００３２】
電力制御回路１２は、下式に示すように、状態検出回路１１からＩ＝‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器１３に出力し、Ｉ＝‘１’を受けた場合、状態検出回路１１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器１３に出力し、Ｉ＝‘−１’を受けた場合、状態検出回路１１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器１３に出力する。
【００３３】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００３４】
信号加算器１３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊を受信し、当該Ｐ＊の値に電力制御回路１２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００３５】
このように、本実施の形態においては、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００３６】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図２において、２１は系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化及び事故発生或いは負荷急変などの事故信号を検出するための状態検出回路、２２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、２３は信号加算器である。
【００３７】
次に、この発明の実施の形態２による電力系統電圧安定化方法の動作原理を次に説明する。状態検出回路２１は運転状態を常に監視して、下式に示すように、正常の場合は０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇し、かつ、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下し、かつ、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら−１の状態表示信号Ｉ、および、周波数或いは有効電力の偏差或いは変化速度などのような変化量Ｘを電力制御回路２２へ出力する。
【００３８】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌ、かつ、Ｅ＝０のとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕ、かつ、Ｅ＝１のとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌ、かつ、Ｅ＝−１のとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｅ：異常情報または運転指令
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００３９】
電力制御回路２２は、下式に示すように、状態検出回路２１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器２３に出力し、‘１’を受けた場合、状態検出回路２１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器２３に出力し、‘−１’を受けた場合、状態検出回路２１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器２３に出力する。
【００４０】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００４１】
信号加算器２３は、可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路２２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００４３】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図３において、３１は、系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化と電圧変化を検出するための状態検出回路、３２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、３３は、信号加算器である。
【００４４】
次に、この発明の実施形態３による電力系統電圧安定化方法の動作原理を説明する。状態検出回路３１は運転状態を常に監視して、下式に示すように、正常の場合０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下したら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下したら−１の状態表示信号Ｉを電力制御回路に出力する。
【００４５】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌ、かつ、Ｖ＞Ｖｃのとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕ、かつ、Ｖ＜Ｖｃのとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌ、かつ、Ｖ＜Ｖｃのとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｖ：電圧
Ｖｃ：電圧下限規定値
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００４６】
電力制御回路３２は、下式に示すように、状態検出回路３１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器に出力し、‘１’を受けた場合、状態検出回路３１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器３３に出力し、‘−１’を受けた場合、状態検出回路３１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器３３に出力する。
【００４７】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００４８】
信号加算器３３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路３２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００５０】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図４において、４１は、系統周波数変化或いは制御目標地点の有効電力変化と電圧変化及び事故発生或いは負荷急変などの異常情報或いは運転指令を検出するための状態検出回路、４２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、４３は、信号加算器である。
【００５１】
この発明の実施形態４による電力系統電圧安定化方法の動作原理を次に説明する。状態検出回路４１は運転状態を常に監視して、下式のように、正常の場合０、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以上上昇し、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら１、系統周波数或いは制御目標地点の有効電力が規定値以下に低下し、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、電力低下の異常情報或いは運転指令を受けたら−１の状態表示信号Ｉを電力制御回路４２へ出力する。
【００５２】
Ｕｕ＞Ｕ＞Ｕｌ、かつ、Ｖ＞Ｖｃ、かつ、Ｅ＝０のとき、Ｉ＝０
Ｕ＞Ｕｕ、かつ、Ｖ＜Ｖｃ、かつ、Ｅ＝１のとき、Ｉ＝１
Ｕ＜Ｕｌ、かつ、Ｖ＜Ｖｃ、かつ、Ｅ＝−１のとき、Ｉ＝−１
Ｘ＝ｆ（Ｕ）
ここで、
Ｖ：電圧
Ｖｃ：電圧下限規定値
Ｅ：異常情報あるいは運転指令
Ｉ：状態表示信号
Ｕ：有効電力または周波数
Ｕｌ：有効電力または周波数の下限規定値
Ｕｕ：有効電力または周波数の上限規定値
【００５３】
電力制御回路４２は、状態検出回路４１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器４３に出力し、‘１’を受けた場合、状態検出回路４１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器４３に出力し、‘−１’を受けた場合、状態検出回路４１より検出された変化量Ｘ或いは予め用意した関数によって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器３３に出力する。
【００５４】
Ｙ＝Ｆ（ｘ，Ｉ，ｔ）（例：ＰＩＤ）
または
Ｙ＝ｆ（Ｉ，ｔ）（例：ステップ関数）
【００５５】
信号加算器４３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路４２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００５６】
このように、本実施の形態においては、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００５７】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図５において、５１は、事故或いは負荷急変などを検出するための異常情報或いは運転指令検出回路、５２は、制御目標地点の有効電力の上昇或いは低下を取り戻すための制御信号を出力するための電力制御回路、５３は信号加算器である。
【００５８】
この発明の実施形態５による電力系統電圧安定化方法の動作原理を次に説明する。異常情報或いは運転指令検出回路５１は運転状態を常に監視して、下式に示すように、正常の場合０、電力上昇の異常情報或いは運転指令を受けたら１、電力低下の異常情報或いは運転指令を受けたら−１の状態表示信号Ｉを電力制御回路５２へ出力する。
【００５９】
正常：Ｉ＝０
電力上昇に関する異常：Ｉ＝１
電力低下に関する異常：Ｉ＝−１
【００６０】
電力制御回路５２は、図５に示すように、異常情報或いは運転指令検出回路５１から‘０’を受けた場合、０．０を信号加算器５３に出力し、‘１’を受けた場合、予め設定した制御関数１によって制御目標地点の有効電力の上昇を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器５３に出力し（例：Ｉ＝１、制御関数Ｉ）、‘−１’を受けた場合、予め設定した制御関数Ｈよって制御目標地点の有効電力の低下を高速に取り戻すような制御信号Ｙを信号加算器５３に出力する（例：Ｉ＝−１、制御関数ＩＩ）。
【００６１】
信号加算器５３は可変速機の定常運転指令値Ｐ＊に電力制御回路５２からの出力を加算して、可変速機の励磁制御系へ出力する。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、可変速機の励磁制御系は正常運転の場合に定常指令値に従って可変速機の有効電力を制御するが、制御目標地点の電力の上昇或いは低下が検出されたら、可変速機の励磁制御系に電力制御信号を与えて、可変速機の有効電力を調整（吸収或いは補給）することによって送電系統の送電電力の上昇或いは低下を高速に取り戻し、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防止することができる。
【００６３】
実施の形態６．
図６は、この発明の実施の形態６による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図６において、６１は、系統運転条件、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって送電系統の電圧安定余裕を計算する電圧安定度余裕推定回路、６２は、その安定余裕によって実施の形態１〜４に記載の規定値を自動的に計算、更新する規定値計算回路である。
【００６４】
この発明の実施形態６による電力系統電圧安定化方法における可変速機の制御方法の動作原理を次に説明する。電圧安定度余裕推定回路６１は系統運転条件、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって送電系統の電圧安定限界での有効電力限界値ＰＨと電圧安定限界値ＶＨを計算し、送電系統定常運転時の有効電力ＰとＰＨの差、電圧ＶとＶＨの差を安定余裕として、規定値計算回路６２へ出力する。
【００６５】
Ｐ＝ＰＨ−Ｐ
Ｖ＝ＶＨ−Ｖ
ＰＨ＝Ｆ１（Ｈ，Ｓ，Ｌ，ｆ（ｘ））
ＶＨ＝Ｆ２（Ｈ，Ｓ，Ｌ，ｆ（ｘ））
ここで、
Ｐ：制御地点の定常時有効電力
Ｖ：制御地点の定常時電圧
ＰＨ：有効電力安定限界
ＶＨ：電圧安定限界
【００６６】
規定値計算回路６２は、下式に示すように、電圧安定度余裕推定回路６１からの有効電力安定度余裕が大きければ周波数、有効電力上昇限界規定値を高く、小さければ周波数、有効電力の上昇限界規定値を低くし、又、電圧安定度余裕推定回路６１からの電圧安定余裕が大きければ電圧低下限界規定値を低く、小さければ電圧低下限界規定値を高くするように、実施の形態１〜４に記載する規定値を自動的に計算、更新する。
【００６７】
有効電力上限規定値：Ｐｕ＝Ｆ１（△Ｐ，△Ｖ）
周波数上限規定値：ｆｕ＝Ｆ２（△Ｐ，△Ｖ）
電圧下限規定値：Ｖｃ＝Ｆ３（△Ｐ，△Ｖ）
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、送電系統の安定余裕に応じて、電圧上昇限界規定値を適切に計算、自動的に更新すれば、電圧安定化制御の効果がさらに向上できる。
【００６９】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７による電力系統電圧安定化方法を説明するためのブロック図である。図において、７１は、系統運転条件、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって電力制御の出力を調整する電力制御出力調整回路、７２は、実施の形態１〜５に記載の電力制御回路である。
【００７０】
この発明の実施形態７による電力系統電圧安定化方法における可変速機の制御方法の動作原理を次に説明する。電力制御出力調整回路７１は、下式に示すように、設置された高圧側電圧制御、ＳＶＧなどの調相機、ＬＴＣタップチャンジャーなどの動作情報によって、装置が設置され、しかも、動作可能の場合に電力制御の出力を小さく、装置が設置されてない、或いは、機能が制限された場合に電力制御の出力を大きくするように、電力上昇の場合と電力低下の場合それぞれの出力調整ゲインＫ（１）とＫ（−１）を電力制御回路７２へ出力する。
【００７１】
電力上昇の場合：Ｋ（１）＝ｆ１（Ｈ，Ｓ，Ｌ）
電力低下の場合：Ｋ（−１）＝ｆ２（Ｈ，Ｓ，Ｌ）
【００７２】
実施の形態１〜５の電力制御回路７２が、電力制御出力調整回路７１からの出力が、電力上昇の場合にＫ（１）によって電力制御の出力を調整し、電力低下の場合Ｋ（−１）によって電力制御の出力を調整する。
【００７３】
Ｙ＝Ｆ（Ｋ（Ｉ），ｘ，Ｉ，ｔ）
Ｙ＝ｆ（Ｋ（Ｉ），Ｉ，ｔ）
【００７４】
このように、本実施の形態によれば、送電系統の電圧制御及び無効電力制御などの状況に応じて、可変速機の電力制御の出力を適切に調整すれば、電圧安定化制御の効果がさらに向上できる。
【００７５】
【発明の効果】
この発明は、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化を検出するステップと、上記有効電力変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の有効電力変化に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７６】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の周波数変化を検出するステップと、上記周波数変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の周波数変化に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７７】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電圧変化を検出するステップと、上記電圧変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の電圧変化に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７８】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の異常を検出するステップと、上記異常の情報に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の異常情報に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００７９】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の電力上昇／電力低下の運転指令を検出するステップと、上記運転指令に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、電力系統の運転指令に対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００８０】
また、可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、上記電力系統の有効電力変化、周波数変化、電圧変化、異常、及び、電力上昇／電力低下の運転指令のうち、少なくとも２つを検出するステップと、検出した上記少なくとも２つの組み合わせに基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップとを備え、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する電圧安定化制御方法であるので、上記電力系統の有効電力変化、周波数変化、電圧変化、異常、及び、電力上昇／電力低下の運転指令のうち、少なくとも２つの組み合わせに対応して、電力系統に接続される可変速機の有効電力を高速に制御することによって、制御目標地の電力を吸収または補給して、送電系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。また、上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御するようにしたので、これにより、制御目標の有効電力を調整して、電力系統の電圧低下をくい止め、電圧崩壊を防ぐことができる。
【００８３】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８４】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８５】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８６】
また、上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８７】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８８】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００８９】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００９０】
また、上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、上記制御目標地点の電圧が所定の規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００９１】
また、異常情報または所定の運転指令信号を受けた場合に、予め決められた関数によって上記可変速機の有効電力を制御するようにしたので、制御目標の有効電力の上昇または低下を取り戻す方向に可変速機の有効電力を制御することができる。
【００９２】
また、系統運転条件及び設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、電力系統の電圧安定度余裕を推定し、その余裕によって有効電力の上昇を判断する規定値を自動的に計算し、更新するようにしたので、電圧安定化制御効果を向上させることができる。
【００９３】
また、設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、上記可変速機の電力制御回路の出力量を自動的に変化させるようにしたので、電圧安定化制御効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図２】 本発明の実施の形態２による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図３】 本発明の実施の形態３による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図４】 本発明の実施の形態４による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図５】 本発明の実施の形態５による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図６】 本発明の実施の形態６による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図７】 本発明の実施の形態７による電圧安定化制御方法の動作を説明するための図である。
【図８】 従来の送電系統の概略回路図である。
【図９】 従来の有効電力−電圧のＰ−Ｖ特性カーブを示した説明図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１，４１ 状態検出回路、１２，２２，３２，４２，５２，７２ 電力制御回路、１３，２３，３３，４３ 信号加算器、５１ 異常情報或いは運転指令検出回路、６１ 電圧安定度余裕推定回路、６２ 規定値計算回路、７１ 電力制御出力調整回路、１００ 発電機、１０１ 送電線、１０２ 負荷、１０３ 送電線インピーダンス。
Claims (17)
- 可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、
上記電力系統の有効電力変化を検出するステップと、
上記有効電力変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、
上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップと
を備え、
上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する
ことを特徴とする電圧安定化制御方法。 - 可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、
上記電力系統の周波数変化を検出するステップと、
上記周波数変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、
上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップと
を備え、
上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する
ことを特徴とする電圧安定化制御方法。 - 可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、
上記電力系統の電圧変化を検出するステップと、
上記電圧変化に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、
上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップと
を備え、
上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する
ことを特徴とする電圧安定化制御方法。 - 可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、
上記電力系統の異常を検出するステップと、
上記異常の情報に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、
上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップと
を備え、
上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する
ことを特徴とする電圧安定化制御方法。 - 可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、
上記電力系統の電力上昇／電力低下の運転指令を検出するステップと、
上記運転指令に基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、
上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップと
を備え、
上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する
ことを特徴とする電圧安定化制御方法。 - 可変速発電機が接続された電力系統の電圧を制御するための電圧安定化制御方法であって、
上記電力系統の有効電力変化、周波数変化、電圧変化、異常、及び、電力上昇／電力低下の運転指令のうち、少なくとも２つを検出するステップと、
検出した上記少なくとも２つの組み合わせに基づいて、上記可変速機の有効電力の調整が必要な場合に、調整分を示す制御信号を出力するステップと、
上記可変速機に対する定常時運転指令値を受信して、上記定常時運転指令値に上記制御信号を加算した安定化用制御信号を生成して上記可変速機に出力するステップと
を備え、
上記電力系統に接続された発電機の加速または負荷側の要求による送電系統の送電電力が急激に増加している状態において、上記送電系統の通過電力が系統電圧を維持できる制限範囲を超えないように、可変速機の有効電力を上記安定化用制御信号により制御する
ことを特徴とする電圧安定化制御方法。 - 上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を調整することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 上記電力系統の周波数が所定の動作規定範囲を超え、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を調整することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超えた場合に、上記可変速機の有効電力を調整することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、かつ、制御目標地点の電圧が規定値以下に低下した場合に、上記可変速機の有効電力を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 上記制御目標地点の有効電力が所定の動作規定範囲を超え、上記制御目標地点の電圧が所定の規定値以下に低下し、かつ、異常情報または所定の運転指令を受けた場合に、上記可変速機の有効電力を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 異常情報または所定の運転指令信号を受けた場合に、予め決められた関数によって上記可変速機の有効電力を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 系統運転条件及び設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、電力系統の電圧安定度余裕を推定し、その余裕によって有効電力の上昇を判断する規定値を自動的に計算し、更新することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
- 設置された高圧側の電圧制御機能、調相設備、タップチャンジャーの動作状況によって、上記可変速機の電力制御回路の出力量を自動的に変化させることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の電圧安定化制御方法。
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