電力システムにおける監視・制御技術の高度化による大事故時の停電範囲の極小化

通过提高电力系统监测和控制技术的复杂性，最大限度地减少发生重大事故时停电的范围

基本信息

批准号：
11J06088
负责人：
河辺賢一
金额：
$ 0.45万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J06088/
关键词：
電力系統緊急制御過渡安定度電圧安定度二次電池 FACTS機器

项目摘要

当該年度では,事故直後の過渡安定度領域における過渡安定度問題と電圧安定度問題について扱い,系統安定化を可能とするFACTS機器や二次電池の動的な緊急制御手法について検討した。過渡安定度の安定化に対しては,系統のエネルギー関数の増加速度の減少や,危険発電機の回転子角速度の加速(または減速)の抑制を制御指標とした電力制御機器の制御手法を開発した。さらに,二次電池の有効電力と無効電力を制御対象とするにあたっては,同一容量の変換器を用いてできるだけ高い安定度向上効果が得られるように,二つの操作変数の変化量に対して最適な変換器容量配分を行うための手法を開発した。本手法では,エネルギー関数の時間微分値を負の方向に最大化するように,変換器容量の配分を行うことが可能である。これらの提案法の有効性について,UPFCや二次電池が設置された複数の多機電力系統において検証した結果,系統構成や,制御対象とする機器の設置位置・台数に依らず,高い信頼度をもって電力系統の過渡安定度を高めることを確認した。次に,電圧安定度を考慮した電力系統の安定化に対しては,系統電圧の制御効果が高い並列接続型の電力制御部(ex.UPFCによる無効電力制御,二次電池による有効電力・無効電力制御)を制御対象として,過渡安定度・電圧安定度安定化制御手法を提案した。この手法は,先に述べた系統安定化制御手法を基本として,過渡安定度を高めることができるタイミングで系統側に有効電力や無効電力を注入することで,過渡安定度と電圧安定度の双方を高める安定化制御手法である。提案法の有効性について,二次電池の設置を仮定した複数の多機電力系統において検証した結果,電圧安定度が不安定要因となる事故ケースに対しても,系統構成や,機器の設置位置・設置台数に依らず,高い信頼度をもって系統を安定化できることを確認した。このように,提案した新たな緊急制御手法によって,送電網に設置された応答性の高いFACTS機器や二次電池を制御することで,電力系統の安定化に貢献できる可能性があることが明らかとなった。

本年度，我们解决了事故发生后的瞬态稳定问题和瞬态稳定区域的电压稳定问题，并研究了实现系统稳定的FACTS设备和二次电池的动态应急控制方法。为了稳定暂态稳定性，我们利用降低系统能量函数的增长率和抑制危险发电机转子角速度的加速（或减速）等控制指标，开发了一种电力控制设备的控制方法。此外，在控制二次电池的有功功率和无功功率时，我们需要优化两个操作变量的变化量，以便使用相同容量的转换器获得尽可能高的稳定性改善效果。分配变流器容量的方法。利用该方法，可以分配转换器容量，以使能量函数在负方向上的时间微分值最大化。通过在安装了 UPFC 和二次电池的多个多设备电力系统中验证这些提出的方法的有效性，结果表明，无论系统配置或安装位置和要安装的设备数量如何，可靠性都很高。经证实，该方法提高了电力系统的暂态稳定性。接下来，为了稳定电力系统并考虑电压稳定性，在控制系统电压方面非常有效的并联电力控制单元（例如使用UPFC的无功功率控制、使用二次电池的有功功率/无功功率控制），我们提出了功率控制的瞬态稳定/电压稳定稳定控制方法）。该方法是在上述电网稳定控制方法的基础上，通过在能够提高暂态稳定性的时机向电网注入有功功率和无功功率，来同时提高暂态稳定性和电压稳定性。通过在假设安装二次电池的多个多设备电力系统中验证所提出的方法的有效性，我们发现即使在电压稳定性成为不稳定因素的事故情况下，所提出的方法的有效性也是・我们确认无论安装的设备数量如何，系统都可以保持高可靠性稳定。这样，很明显，所提出的新应急控制方法有可能通过控制安装在电网中的高响应 FACTS 设备和二次电池来稳定电力系统。