專利名稱：電力系統(tǒng)的頻率特性推斷方法和裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的頻率特性推斷方法和裝置，特別是，涉及獲取發(fā)電機和調(diào)速機的在線信息，由此推斷適應(yīng)電力系統(tǒng)的頻率特性的技術(shù)及其應(yīng)用。
在電力系統(tǒng)的運行中，供需不平衡量與頻率偏差有密切關(guān)系。一般，把該供需不平衡量與頻率偏差的關(guān)系叫做系統(tǒng)的頻率特性。在電力系統(tǒng)的調(diào)度和運行操作等中，必須掌握其頻率特性。
例如，提高在頻率穩(wěn)定化裝置中的頻率特性的利用。即，為了對因某種狀態(tài)的急劇變化而引起的頻率變動，在適當(dāng)范圍內(nèi)校正頻率，需要迅速地按照適當(dāng)量的電源限制或負荷限制，消除供需不平衡。這時，為吸收頻率的變動，就必須計算供需不平衡消減量，掌握控制對象的電力系統(tǒng)的頻率特性。因此，在現(xiàn)有的頻率穩(wěn)定化裝置中，基于經(jīng)驗上的頻率特性的推斷值對控制對象的電力系統(tǒng)進行設(shè)定。
另外，電力系統(tǒng)的頻率特性不僅在頻率穩(wěn)定化裝置中，例如電力系統(tǒng)事故的復(fù)原操作時的頻率監(jiān)視中也需要，即使在這樣的情況下，在現(xiàn)有的裝置中，使用著經(jīng)驗上得出的頻率特性調(diào)節(jié)值。
例如，倘采用示于JP-B7-108063的裝置，作為分離系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定化裝置的例子，把設(shè)想的分離系統(tǒng)模型化為一發(fā)電機一負荷，各自設(shè)定的發(fā)電機和負荷的經(jīng)驗上的頻率特性系數(shù)。
但是，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，由于沒有考慮到伴隨運行變化而來的發(fā)電機或負荷狀態(tài)的改變，其頻率特性系數(shù)也改變了，所以在提高頻率穩(wěn)定化控制的控制精度方面受到限制。
特別是，由于發(fā)電機的頻率特性是整個系統(tǒng)的頻率特性的主要因素，故在期望把發(fā)電機的構(gòu)成設(shè)想在運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化大的系統(tǒng)分離運行等情況下，推斷發(fā)電機構(gòu)成的總的動態(tài)電力系統(tǒng)的頻率特性。
盡管，采用記載于JP-A4-140022的裝置，雖然已作成了使電力系統(tǒng)的頻率特性適應(yīng)于供需狀態(tài)，但是由于沒有考慮到作為頻率特性主要因素的各發(fā)電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化，是依存于電力系統(tǒng)的頻率其本身的實際測量的結(jié)果，就存在對于斷開電源等的發(fā)電機供需狀態(tài)急變，難以適應(yīng)的問題。
作為本發(fā)明要解決的課題，在于提供一種根據(jù)電力系統(tǒng)的供需狀態(tài)來推斷電力系統(tǒng)的頻率特性的方法和裝置。
電力系統(tǒng)的頻率特性，雖然依存于發(fā)電機的頻率特性和負荷的頻率特性，但由于對發(fā)電機施加調(diào)速控制，故發(fā)電機的頻率特性是關(guān)鍵性的?？墒?，在合并需要一側(cè)的狀態(tài)推斷整個負荷的頻率特性中，觀測全部負荷的運行狀態(tài)由于必須推斷各個特性，故難以實現(xiàn)。因此，只能根據(jù)現(xiàn)有的這樣的統(tǒng)計處理作出推斷。但是，要推斷發(fā)電機的頻率特性，就涉及有關(guān)必要的信息，例如系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)起來的發(fā)電機及設(shè)置于該發(fā)電機上的調(diào)速機的結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息，由在線很容易進行觀測。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種方式的電力系統(tǒng)頻率特性推斷方法，包括以下多個步驟把對頻率偏差的發(fā)電機輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)，例如把比例常數(shù)(1/δ)定義為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)；以電力系統(tǒng)的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群為整體，求出該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；求出該發(fā)電機的額定輸出對整體發(fā)電機額定輸出所占比率與各個發(fā)電機的頻率特性系數(shù)相乘的結(jié)果，把有關(guān)全部發(fā)電機進行相加的結(jié)果作為整體的頻率特性系數(shù)；以及根據(jù)不同的供需狀態(tài)求出的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群實施上述步驟的辦法，推斷對電力系統(tǒng)的整體供需狀態(tài)即供需不平衡量的頻率特性。
也就是，因相對于頻率偏差的發(fā)電機輸出調(diào)整的靈敏度特性，基本上與發(fā)電機的頻率特性相當(dāng)，故把發(fā)電機的輸出調(diào)整靈敏度系數(shù)確定為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)。而且，簡單地，采用對屬于電力系統(tǒng)的多臺發(fā)電機的頻率特性系數(shù)進行相加的辦法，就可以求出由該多臺發(fā)電機組成的發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)。但是，若發(fā)電機的額定輸出有差別，則實際的輸出調(diào)整量不同，因而使頻率特性受到的給予率也不同。因此，采用在發(fā)電機的頻率特性系數(shù)上加上輸出與該發(fā)電機的額定相應(yīng)的加權(quán)，求出由屬于電力系統(tǒng)的多臺發(fā)電機組成的發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)的辦法，就可以適當(dāng)?shù)厍蟪霭l(fā)電機群的頻率特性系數(shù)。
這時，例如，對有關(guān)輸出可調(diào)整全部發(fā)電機，合計發(fā)電機的頻率特性系數(shù)與額定輸出相乘后的值，把該合計值除以發(fā)電機群的總輸出量，可求出發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)。
這樣以來，采用在推斷的發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)上加上負荷整體的頻率特性系數(shù)的辦法，求出電力系統(tǒng)整體的頻率特性系數(shù)。該電力系統(tǒng)整體的頻率特性系數(shù)是加上供需不平衡量與頻率偏差之間關(guān)系的系數(shù)，并以分段函數(shù)示出。
并且，在上述中，可以根據(jù)相應(yīng)發(fā)電機而設(shè)置的發(fā)電機的調(diào)速機的調(diào)節(jié)率(δ)，求出頻率特性系數(shù)。就含有備用電力而具有輸出調(diào)整余量的發(fā)電機而言，求出發(fā)電機的頻率特性系數(shù)是理想的。特別是，按照發(fā)電機的運行狀態(tài)，分為(a)全部發(fā)電機具有輸出調(diào)整余量的第1狀態(tài)、(b)一部分發(fā)電機受輸出調(diào)整限制的第2狀態(tài)、(c)一部分的發(fā)電機達到輸出調(diào)整極限，而其余發(fā)電機在備用電力范圍內(nèi)具有輸出調(diào)整余量的第3狀態(tài)、(d)包括備用電力的全部發(fā)電機都達到輸出調(diào)整極限的第4狀態(tài)，對應(yīng)于這4種狀態(tài)把供需不平衡量區(qū)分為4個區(qū)域，期望對每一個區(qū)域求出發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)。由此，就可以考慮發(fā)電機的負荷限制，根據(jù)實際的運行狀態(tài)推斷適當(dāng)?shù)碾娏ο到y(tǒng)的頻率特性。
也就是，具體地說，由作為在線觀測值的發(fā)電機的輸出，收集有關(guān)發(fā)電機的并聯(lián)或分離的狀態(tài)和運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，進而掌握各發(fā)電機的運轉(zhuǎn)方法。在這里，就運轉(zhuǎn)方法來說，稱為相當(dāng)于從監(jiān)視系統(tǒng)整體的供需狀態(tài)指令所要求的發(fā)電輸出的負荷設(shè)定值、發(fā)電機的負荷限制值等。至于發(fā)電機的負荷限制值，就是從有關(guān)按固定格式的發(fā)電機調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，可以掌握有關(guān)調(diào)速機的限制器的調(diào)速控制運轉(zhuǎn)的范圍或限制運轉(zhuǎn)的范圍。從這些發(fā)電機的輸出和運轉(zhuǎn)方法，掌握各發(fā)電機的輸出可調(diào)整的范圍，并將其匯集起來把供需不平衡區(qū)域分割為輸出可調(diào)整的發(fā)電機成為同一集合的區(qū)間。而且，在分割后的每個供需不平衡區(qū)域上，著眼于輸出可調(diào)整的發(fā)電機，推斷發(fā)電機群的頻率特性，進而，用眾所周知的其它方法加上負荷的頻率特性，求出系統(tǒng)整體的頻率特性，并推斷特定的供需不平衡區(qū)域內(nèi)的電力系統(tǒng)的頻率特性。
另外，大家都知道，在調(diào)速機中已設(shè)定的發(fā)電機的負荷設(shè)定值或負荷限制值，將根據(jù)季節(jié)、一日之中的時間來變動，因此，除季節(jié)或時間外，還可以估計負荷設(shè)定值或負荷限制值，并儲存于存儲器中，作為特性主要因素加上季節(jié)或時間來推斷電力系統(tǒng)的頻率特性。
這樣以來，根據(jù)已隨時適應(yīng)于與系統(tǒng)連接的發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的運算結(jié)果，從而推斷發(fā)電機整體，即供給一側(cè)的頻率特性，故可能更正確地掌握系統(tǒng)的頻率特性。即使對發(fā)電機構(gòu)成的變化，也無須等待觀測頻率，而可以立即適應(yīng)變化，作為頻率穩(wěn)定化裝置，就可成為象提高使用頻率特性那樣的運行上的控制精度，同時，不限于運行操作，還可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的調(diào)度和復(fù)原操作的模擬，以及進行高精度和高可靠性的調(diào)度或復(fù)原操作。
通過結(jié)合附圖閱讀下述的各實施例，將使本發(fā)明的其它目的、特點和優(yōu)點變得更清楚。


圖1是表示本發(fā)明的一實施例的頻率特性推斷裝置的構(gòu)成典型圖；圖2是本發(fā)明的一實施例的頻率特性推斷裝置的處理順序概要流程圖。
圖3是用于說明電力系統(tǒng)的頻率特性的曲線圖。
圖4是用于說明與供需不平衡區(qū)域的分割區(qū)域?qū)?yīng)的發(fā)電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。
圖5是發(fā)電機頻率特性推斷裝置的處理順序流程圖。
圖6是表示應(yīng)用了本發(fā)明的頻率特性推斷裝置的頻率穩(wěn)定化裝置的構(gòu)成框圖。
圖7是使用了本發(fā)明的頻率特性推斷結(jié)果的頻率穩(wěn)定化控制的說明圖。
圖8是應(yīng)用本發(fā)明的頻率特性推斷裝置而構(gòu)成的發(fā)電機調(diào)度的引導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成框圖。
圖9是表示應(yīng)用了本發(fā)明的頻率特性推斷裝置的復(fù)原操作調(diào)度的引導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成框圖。
以下，用附圖詳細地說明本發(fā)明的實施例。
(第1實施例)圖1示出了已把本發(fā)明應(yīng)用于推斷對電力系統(tǒng)的供需平衡的頻率特性的裝置的實施例的整體構(gòu)成圖。在圖中，電力系統(tǒng)10，由備有與多臺發(fā)電機11A～11C的輸出端連接的各自母線12A、12B、12C而構(gòu)成。發(fā)電機11A～11C，由備有根據(jù)給予的指令，自行地調(diào)整發(fā)電機輸出的控制系統(tǒng)13A～13C等而構(gòu)成。這些控制系統(tǒng)13A～13C，例如，應(yīng)降低電力系統(tǒng)10的額定頻率與實際頻率之間的偏差，由設(shè)于發(fā)電機11A～11C的調(diào)速機(圖未示出)自行進行速度調(diào)整。并且，用圖未示出的計算機，由在線周期性觀測各發(fā)電機11A～11C的輸出量14A～14C和各控制系統(tǒng)13A～13C中的狀態(tài)量15A～15C的信息，并儲存到發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16里。各控制系統(tǒng)的狀態(tài)量15A～15C，在本實施例中，例如，發(fā)電機的調(diào)速機中的負荷設(shè)定值或負荷限制值，即發(fā)電機是輸出設(shè)定值或輸出限制值。
并且，按照多臺發(fā)電機11A～11C和多個控制系統(tǒng)13A～13C的狀態(tài)量之中的系統(tǒng)的運行，有關(guān)沒有變化的設(shè)定值，就繼續(xù)保存于發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17內(nèi)。在本實施例中，數(shù)據(jù)庫17保存每臺發(fā)電機的調(diào)速機的種類、調(diào)速機的調(diào)節(jié)率。另一方面，關(guān)于負荷，負荷調(diào)整數(shù)據(jù)庫18保存用現(xiàn)有的統(tǒng)計方法等作成的負荷頻率特性。
使用計算機構(gòu)成了本發(fā)明的有關(guān)特征的頻率特性推斷裝置19，從發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16、發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17、以及負荷調(diào)整數(shù)據(jù)庫18取入必要的數(shù)據(jù)，按照下述的順序，實行電力系統(tǒng)的頻率特性的推斷。首先，從發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16和發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17，對有關(guān)支配電力系統(tǒng)頻率特性的主要因素的發(fā)電機，推斷其頻率特性。其次，從已推斷的發(fā)電機的頻率特性和儲存于負荷調(diào)整數(shù)據(jù)庫18里的負荷的頻率特性，推斷電力系統(tǒng)整體的頻率特性。
圖2概要示出了在頻率特性推斷裝置19中的處理順序，并據(jù)此詳細說明頻率特性的推斷順序。首先，所謂電力系統(tǒng)的頻率特性，就是對供需不平衡的頻率特性，基本上，如式(1)所示的那樣，就是供需不平衡量ΔP與頻率偏差Δf之間的比例關(guān)系。而且，所謂頻率特性的推斷，實質(zhì)上相當(dāng)于推斷式(1)中的比例系數(shù)kS(以下，稱為頻率特性系數(shù))。該頻率特性系數(shù)ks，如式(2)所示的那樣，可以認(rèn)為是取決于發(fā)電機的頻率特性系數(shù)kG和負荷的頻率特性系數(shù)kL合成后的系數(shù)。
ΔP=kS·Δf (1)
kS=kG+kL(2)在頻率特性推斷裝置19中，分離推算這些kG和kL。首先，如圖2所示，在系統(tǒng)并聯(lián)發(fā)電機認(rèn)識過程21中，從發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16取入各發(fā)電機的輸出，根據(jù)其輸出，識別各發(fā)電機的并聯(lián)和分離。也就是，判斷為維持著有效的發(fā)電機輸出的發(fā)電機被并聯(lián)于系統(tǒng)中，而沒有有效輸出的發(fā)電機已從系統(tǒng)中分離。接著，關(guān)于已判斷為是并聯(lián)發(fā)電機的多臺發(fā)電機，在發(fā)電機頻率特性推斷過程22，根據(jù)發(fā)電機的有效輸出和儲存于發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17中的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，運算推斷由多臺發(fā)電機組成的發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)kG。而且，在系統(tǒng)頻率特性推斷過程23中，把已儲存于負荷調(diào)整數(shù)據(jù)庫18里的負荷頻率特性系數(shù)kL加到發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)kG上進行校正，求出系統(tǒng)整體的頻率特性系數(shù)kS的推斷值。
這里，將對關(guān)系本發(fā)明特征的發(fā)電機頻率特性推斷過程22的運算內(nèi)容，做更詳細說明。一般，對供需不平衡的電力系統(tǒng)的頻率特性，大致具有示于圖3的折線31的關(guān)系。也就是，相對于需要而言供給為過剩的狀態(tài)，即發(fā)電輸出過剩時頻率上升，相反當(dāng)需要過大的情況，即發(fā)電輸出不足時頻率降低的折線函數(shù)來表示的關(guān)系。
一般地說，電力系統(tǒng)的頻率特性，很大程度依存于發(fā)電機的運行狀態(tài)，如圖3的折線所示的那樣進行變化，可以考慮，把供需不平衡相對應(yīng)分割成幾個區(qū)域(在圖3的例子中為4個區(qū)域)。也就是，N(N=1、2、…、N)臺的發(fā)電機N的各自輸出調(diào)整電力，基本上以額定輸出PON為極限，因此對于額定輸出PON取決于實際輸出PGN具有哪種程度的余量。然而，因為在構(gòu)成系統(tǒng)的發(fā)電機群之中，存在已設(shè)定了在負荷限制控制下運轉(zhuǎn)的發(fā)電機、和設(shè)定了在調(diào)速機控制下運轉(zhuǎn)的發(fā)電機，故不能單純地把額定輸出PON作為極限的運行。因此，系統(tǒng)整體的頻率特性，象圖3的那樣，分成了供需不平衡區(qū)域的折線31的特性。
發(fā)電機的輸出PG的調(diào)整，基本上對頻率偏差Δf進行比例控制，在用調(diào)速機的輸出調(diào)整機能的狀態(tài)下，發(fā)電機N的輸出PGN可用近似式(3)表示。也就是，在用按照發(fā)電機N要求的負荷設(shè)定值LDN[百分單位(p.u.)]的輸出進行運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，產(chǎn)生供需不平衡時，就作出為了吸收由此而引起頻率偏差的輸出調(diào)整。其輸出調(diào)整量由頻率控制的靈敏度系數(shù)kGN乘以頻率偏差Δf來得到。而且，一般地說，由于負荷設(shè)定值LDN和頻率偏差Δf以百分單位來表示，所以可以認(rèn)為，如式(3)所示，采用將其與額定輸出PON相乘的辦法，相當(dāng)于發(fā)電機N的實際輸出PGN。
PGN≈PON(LDN-kGN·Δf)(3)其中，抓住上面以調(diào)速機的輸出調(diào)整作為式(3)，說明各供需不平衡區(qū)域中發(fā)電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。圖4分別把與供需不平衡區(qū)域32、33、34和35對應(yīng)的發(fā)電機群的運轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定為狀態(tài)A、B、C和D。供需不平衡區(qū)域32是相對于需要發(fā)電機群的輸出為過剩的狀態(tài)，將其作為運轉(zhuǎn)狀態(tài)A。即，全部的發(fā)電機在低于額定輸出以下進行運轉(zhuǎn)，在輸出調(diào)整方面有余量，根據(jù)式(3)，是可以自由地調(diào)整(抑制輸出)輸出的區(qū)域。
供需不平衡區(qū)域33，雖然對需要來說發(fā)電機群的輸出為過剩的狀態(tài)，但是一部分的發(fā)電機處于輸出調(diào)整的限制狀態(tài)，實質(zhì)上處于不進行輸出調(diào)整的狀況，將其作為運轉(zhuǎn)狀態(tài)B。例如，對于發(fā)電機，有按照頻率的變化程度限制輸出調(diào)整的負荷限制運轉(zhuǎn)的設(shè)定，若這時頻率的變化不超過預(yù)定的一定量的不靈敏帶，則輸出調(diào)整稱作不工作的狀況。但是，其余的發(fā)電機按照式(3)是在輸出調(diào)整的余量狀態(tài)。
供需不平衡區(qū)域34，需要為過大而發(fā)電機群的輸出不足，在一部分的發(fā)電機以額定輸出基準(zhǔn)達到輸出調(diào)整極限的一方，通過一部分有調(diào)速機控制運轉(zhuǎn)的發(fā)電機的備用電力為進行調(diào)整的狀態(tài)，以便維持頻率，把這個狀態(tài)作為運轉(zhuǎn)狀態(tài)C。例如，在調(diào)速機控制下的發(fā)電機在用負荷設(shè)定值LDN所指定的要求輸出以上，使發(fā)電機輸出功率增加，并處于可能運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，以便達到頻率的維持。但是，負荷限制下運轉(zhuǎn)的發(fā)電機，或者象許多的燃氣輪機發(fā)電機、組合循環(huán)發(fā)電機那樣，在發(fā)電機輸出功率上不具有備用電力的運轉(zhuǎn)的發(fā)電機，在所設(shè)定的值以上就沒有輸出。
供需不平衡區(qū)域35，全部的發(fā)電機也已用完備用的發(fā)電機輸出功率，變成為輸出極限的狀態(tài)，將其作為運轉(zhuǎn)狀態(tài)D。這時，變成沒有發(fā)電機的頻率的維持作用，只依據(jù)負荷的頻率特性來變動頻率。
在這里，已討論了成為各狀態(tài)A～D邊界的供需不平衡狀態(tài)的條件。成為供需不平衡區(qū)域32的狀態(tài)A和成為供需不平衡區(qū)域33的狀態(tài)B的邊界36，依賴于具有負荷限制運轉(zhuǎn)等頻率變化上不靈敏帶的發(fā)電機運行的狀態(tài)來決定。將成為該邊界的供需不平衡量作為邊界A/B。并且，成為供需不平衡區(qū)域33的狀態(tài)B和成為供需不平衡區(qū)域34的狀態(tài)C的邊界，變成供需平衡點，這時的頻率偏差為零。進而，成為供需不平衡區(qū)域34的狀態(tài)C和供需不平衡區(qū)域35的狀態(tài)D的邊界37，由在調(diào)速機控制下發(fā)電機的輸出功率上取決于具有備用電力運轉(zhuǎn)的發(fā)電機的狀態(tài)來決定。把成為該邊界的供需不平衡量作為邊界C/D。
在發(fā)電機頻率特性推斷過程22中，分成以上的4個供需不平衡狀態(tài)，推斷在各供需不平衡狀態(tài)下的發(fā)電機群整體的頻率特性，以及這些供需不平衡狀態(tài)的邊界。圖5示出發(fā)電機頻率特性推斷過程22的詳細處理順序，下面基于此進行說明。
首先，在各發(fā)電機頻率特性計算過程401中，假定輸出功率為可以自由調(diào)整的狀態(tài)A，計算各發(fā)電機的頻率特性。對發(fā)電機N的頻率變動的輸出功率調(diào)整電力，即頻率特性系數(shù)kGN，由作為發(fā)電機N的調(diào)速機的控制靈敏度的調(diào)節(jié)率δN換算來推斷。例如，作為設(shè)計值，在用對發(fā)電機百分比速度[p.u.]與額定輸出PON的百分比表示輸出調(diào)整部分之間的靈敏度給出調(diào)節(jié)率δN的情況下，按照式(4)，換算成kGN[p.u./Hz]。另外，在式(4)中，fO表示額定頻率。并且，調(diào)節(jié)率δN，根據(jù)運行，成為不變的設(shè)計值，并作為事前保存于發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17中。
kGN=100/(fO·δN)(4)在各發(fā)電機頻率特性計算過程401中，在基于已計算的各個發(fā)電機N的頻率特性系數(shù)kGN，發(fā)電機群的頻率特性也就是在狀態(tài)A中的頻率特性的推斷處理。這里，對各個發(fā)電機N的系統(tǒng)整體的頻率調(diào)整電力，不是作為對各個額定輸出PON的輸出調(diào)整電力的頻率特性系數(shù)kGN，而是需要用對系統(tǒng)整體的發(fā)電輸出的輸出調(diào)整能力進行評價。但是，在各發(fā)電機額定輸出獲得過程402中，用額定輸出值PON進行換算各個發(fā)電機發(fā)頻率特性系數(shù)kGN的處理。從發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17獲得有關(guān)各個發(fā)電機的額定輸出值PON。狀態(tài)A頻率特性推斷過程403基于各發(fā)電機頻率特性計算過程401和各發(fā)電機額定輸出獲得過程402的結(jié)果，根據(jù)式(5)進行發(fā)電機群的頻率特性合成。kG=ΣNPON•KGNΣNPGN---(5)]]>即，如式(5)所示，對于發(fā)電機群N=1～N，用額定輸出PON把頻率特性系數(shù)kGN換算成以MW(兆瓦)為基準(zhǔn)進行合計，將其除以發(fā)電機的實際輸出PGN的合計值，即計計算對系統(tǒng)容量的比率，求出發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)kG。也就是，KGA是在全部發(fā)電機輸出調(diào)整后的狀態(tài)下的合成頻率特性系數(shù)，在圖3中示出了表示供需不平衡區(qū)域32所示狀態(tài)A的發(fā)電機群的頻率特性的靈敏度系數(shù)。此后，把狀態(tài)A下的發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)記作KGA，并且，把在狀態(tài)A下的發(fā)電機集合記作SA，并按照式(6)計算KGA。另外，發(fā)電機集合SA與并聯(lián)發(fā)電機的整個集合相對應(yīng)。KGA=ΣNSAPON·KGNΣNSAPGN---(6)]]>其次，在狀態(tài)B輸出調(diào)整機判斷過程404、狀態(tài)B頻率特性推斷過程405和邊界A/B推斷過程406進行對狀態(tài)B的供需不平衡狀態(tài)的處理。首先，狀態(tài)B輸出調(diào)整機判斷過程404，識別在狀態(tài)B下已進行了輸出調(diào)整的發(fā)電機。因此，從發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16輸入在線觀測到的負荷設(shè)定值LDN和負荷限制值獲得限制運轉(zhuǎn)的有無和運轉(zhuǎn)限制率。其中，所謂限制運轉(zhuǎn)，就意味著在調(diào)速機的負荷限制運轉(zhuǎn)等，對頻率變化的輸出調(diào)整上設(shè)定了一定量不靈敏帶的運轉(zhuǎn)模式。運轉(zhuǎn)限制率作為不靈敏帶的限制幅度，是用PLMN表示發(fā)電機N的運轉(zhuǎn)限制率。單位就變成為對自己的額定輸出PON的p.u．值。就沒有負荷限制運轉(zhuǎn)或者沒有輸出控制的不靈敏帶的發(fā)電機而言，可以與作為PLMN=0的操作相對應(yīng)。這樣以來，從對有關(guān)在狀態(tài)B輸出調(diào)整機判斷過程404中的各發(fā)電機的限制運轉(zhuǎn)的判斷結(jié)果，基于全部發(fā)電機的集合，作為在狀態(tài)B下進行輸出調(diào)整的發(fā)電機集合，把限制運轉(zhuǎn)的發(fā)電機除外的發(fā)電機集合設(shè)定為發(fā)電機集合SB。
在狀態(tài)B頻率特性推斷過程405中，用式(7)求出在狀態(tài)B輸出調(diào)整機判斷過程404所獲得的發(fā)電機集合SB的頻率特性系數(shù)kGB。由此計算的kGB，用表示在圖3中在供需不平衡區(qū)域33所示的狀態(tài)B的供需不平衡狀態(tài)的發(fā)電機群的頻率特性的靈敏度系數(shù)進行表示。KGB=ΣNSBPON·KGNΣNSAPGN---(7)]]>其次，在邊界A/B推斷過程406中，用式(8)求出與邊界A/B對應(yīng)的供需不平衡量PLM。PLM=ΣPON·PLMNΣPGN---(8)]]>式(8)的意思是，各發(fā)電機N的運轉(zhuǎn)限制率PLMN是對應(yīng)自己的額定輸出的比率換算成以MW為基準(zhǔn)，具有對全部發(fā)電機的輸出總和的比率，并成為對系統(tǒng)整體的運轉(zhuǎn)限制率。
另一方面，對于狀態(tài)C的供需不平衡狀態(tài)的處理，通過狀態(tài)C輸出調(diào)整機判斷過程407和狀態(tài)C頻率特性推斷過程408進行。首先，在狀態(tài)C輸出調(diào)整機判斷過程407中，識別在狀態(tài)C進行了輸出調(diào)整的發(fā)電機。也就是，從發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16輸入在線觀測到的LDN和負荷限制值PLMN，獲得控制(free-參見原注)運轉(zhuǎn)的有無和運轉(zhuǎn)余量率。這里，所謂控制運轉(zhuǎn)，意思是在對調(diào)速機的調(diào)速控制運轉(zhuǎn)等，對頻率變化的輸出調(diào)整中，設(shè)定了一定量的備用電力的運轉(zhuǎn)模式。并且，所謂運轉(zhuǎn)余量率，在于作為備用電力的輸出幅度，以PGFM表示發(fā)電機N的運轉(zhuǎn)余量率。單位變成為對自己的額定輸出PON的p.u．值。關(guān)于未進行調(diào)速機控制運轉(zhuǎn)的發(fā)電機，或者，在輸出調(diào)整中不具有備用電力的發(fā)電機，可以與作為PGFM=0的處理相對應(yīng)。
首先，從關(guān)于在狀態(tài)C輸出調(diào)整機判斷過程407中的有關(guān)各發(fā)電機的控制運轉(zhuǎn)的判斷結(jié)果，把控制運轉(zhuǎn)發(fā)電機的集合，作為在狀態(tài)C可以進行輸出調(diào)整的發(fā)電機的集合，并設(shè)定為發(fā)電機集合SC。其次，在狀態(tài)C頻率特性推斷過程408中，用式(9)求出在有關(guān)發(fā)電機集合SC的頻率特性系數(shù)kGC。由此計算的kGC，用表示在圖3中在供需不平衡區(qū)域34所示的狀態(tài)C的在供需不平衡狀態(tài)下的發(fā)電機群的頻率特性的靈敏度系數(shù)進行表示。KGC=ΣNSCPON·KGNΣNSAPGN---(9)]]>盡管由供需不平衡區(qū)域33的狀態(tài)B和供需不平衡區(qū)域34的狀態(tài)C的邊界變成供需不平衡點，但是不需要推斷該供需不平衡狀態(tài)的過程。因此，作為接著的處理是在邊界C/D推斷過程409中，用式(10)計算與邊界C/D對應(yīng)的供需不平衡量PGF。它與邊界A/B推斷過程406進行同樣處理。PGF=ΣPON·PGFNΣPGN---(10)]]>各發(fā)電機的運轉(zhuǎn)限制率PLMN是對自己的額定輸出PON的比率，故在換算成以MW為基準(zhǔn)上，是對全部發(fā)電機輸出總和的比率而用作系統(tǒng)整體的運轉(zhuǎn)限制率。
然后，在狀態(tài)D頻率特性推斷過程410中，推斷處于圖3中所示供需不平衡區(qū)域35的狀態(tài)D的供需不平衡狀態(tài)中表示發(fā)電機群頻率特性的靈敏度系數(shù)kGD。
以上的處理是在發(fā)電機頻率特性推斷過程22中的運算處理。因此，可得到象圖3的折線31那樣的，將供需不平衡分割成的為4個區(qū)域的頻率特性的發(fā)電機主要因素成分。
而且，對在發(fā)電機頻率特性推斷過程22中求出的發(fā)電機群的頻率特性，在系統(tǒng)頻率特性推斷過程23中進行負荷的頻率特性系數(shù)kl部分的補充校正。即，在發(fā)電機頻率特性推斷過程22中，分別把kL加到已求出的kGA、kGB、kGC和kGD上，求出處于狀態(tài)A、狀態(tài)B、狀態(tài)C和狀態(tài)D的系統(tǒng)整體的頻率特性系數(shù)kSA、kSB、kSC和kSD。上述圖2到圖5的過程，可以理解為借助于由推斷裝置19構(gòu)成的計算機，用讀出可執(zhí)行的程序代碼，儲存到ROM等的半導(dǎo)體存儲器、各種磁盤等的記錄媒體上。
根據(jù)以上的處理，完成了頻率特性推斷裝置19的處理，由此可以推斷將示于圖3的供需不平衡一分為4的折線31的系統(tǒng)整體的頻率特性。因此，倘若采用第1實施例的頻率特性推斷裝置，則變得可能適應(yīng)電力系統(tǒng)的狀態(tài)，特別適應(yīng)在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)掌握頻率特性的變化。其結(jié)果，可以在電力系統(tǒng)的運行和控制方面，有望提高精度和可靠性。
在第1實施例中，雖然僅僅示出了推斷輸出頻率特性的頻率特性推斷裝置的例子，但不限于此，本發(fā)明也可應(yīng)用于采用頻率特性的控制系統(tǒng)，以下說明有關(guān)應(yīng)用本發(fā)明的頻率特性推斷裝置的實施例。
(第2實施例)圖6示出了把本發(fā)明的頻率特性推斷裝置應(yīng)用于電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定化裝置中的實施例。頻率穩(wěn)定化裝置，例如，在分離電力系統(tǒng)的一部分的部分系統(tǒng)的時候，把對剩余的電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定為目的，緊急地進行電力系統(tǒng)內(nèi)供需平衡的控制。在同一圖中，與圖1同樣的符號用具有同樣的功能結(jié)構(gòu)件，說明從略。與圖1的不同點是，電力系統(tǒng)52具有通過連接線51連起來的部分系統(tǒng)，以及設(shè)置有觀測電力系統(tǒng)52的系統(tǒng)頻率特性的頻率觀測裝置53和象供需不平衡消減量計算裝置那樣的控制信號產(chǎn)生電路54等。而且，例如，由于連接線51中的系統(tǒng)分離，在從電力系統(tǒng)52分離出了部分系統(tǒng)的時，就進行電力系統(tǒng)52頻率的維持。
首先，頻率觀測裝置53觀測電力系統(tǒng)52的頻率，并把該數(shù)據(jù)輸入控制信號產(chǎn)生電路54中。在該電路54中，由頻率觀測裝置53的觀測結(jié)果，求出相對于額定頻率的頻率偏差。當(dāng)該頻率偏差沒有落入容許范圍內(nèi)的情況下，將控制信號加到控制對象上，適當(dāng)控制供需平衡以穩(wěn)定頻率。
也就是說，控制信號產(chǎn)生電路54，從頻率特性推斷裝置19輸入已推斷的電力系統(tǒng)52的頻率特性55，用它來推斷與頻率偏差對應(yīng)的供需不平衡量。即，如圖7所示，根據(jù)已在頻率特性推斷裝置19中推斷的推斷頻率特性61，推斷與觀測到的頻率偏差62對應(yīng)的供需不平衡量63。因為該推斷頻率特性61以系統(tǒng)容量為基準(zhǔn)[p.u．單位]進行計算，所以若把供需不平衡量63與系統(tǒng)容量的MW表示值相乘換成MW單位上來也行。
因此，例如，在供需不平衡已是需要過大的情況下，對電力系統(tǒng)52內(nèi)的負荷56，輸出緊急的斷開指令(負荷限制指令)57而進行控制，使之降低供需不平衡量63。相反，在供需不平衡已是供給過剩的情況下，對電力系統(tǒng)52內(nèi)的發(fā)電機11，輸出緊急的斷開指令(負荷限制指令)58而進行控制，使之降低消解供需不平衡量63。
通過在電力系統(tǒng)中設(shè)置這樣的頻率穩(wěn)定化裝置，適應(yīng)發(fā)電機的運行狀態(tài)，變得可以計算對頻率穩(wěn)定化所必須的電源限制量和負荷限制量，不僅變成確實能維持頻率，而且即使在由于過剩的控制或者不足的控制而來維持系統(tǒng)的頻率方面，也提高了可靠性。特別是，可望對分離系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定化有效果。
例如，在電源集中的地區(qū)，假定把在已分離的電力系統(tǒng)52內(nèi)包括大約10臺發(fā)電機構(gòu)成的電力系統(tǒng)作為頻率穩(wěn)定化控制的對象的情況下，具有與原子能發(fā)電廠、組合循環(huán)發(fā)電廠等現(xiàn)有的發(fā)電廠不同性能的發(fā)電機，在該分離的電力系統(tǒng)52內(nèi)只有2～3臺，對于被分離的系統(tǒng)整體而言受影響增大，在分離前后頻率特性變化也增大。在這樣的情況下，要是錯誤掌握頻率特性，就有不能正確進行計算用于頻率穩(wěn)定化的控制量的危險。在同樣的情況下，為了頻率穩(wěn)定化，還可以考慮對4～5臺或以上臺數(shù)的發(fā)電機實施控制。這樣的場合下，由于對被分離的電力系統(tǒng)52整體的發(fā)電機構(gòu)成和運行狀態(tài)的變化相對地增大，因在控制前后頻率特性變化增大，所以需要在添加多級控制的情況下，做到掌握頻率特性。
但是，如第2實施例所示的那樣，備有推斷頻率特性的功能的頻率穩(wěn)定化裝置，在系統(tǒng)分離控制的頻率穩(wěn)定化方面，預(yù)期可以實現(xiàn)正確控制的效果。但是，本實施例的頻率穩(wěn)定化裝置，不是只把系統(tǒng)分離運行的情況作為對象，也不是將系統(tǒng)的規(guī)模特定化作為對象，而是可以廣泛地應(yīng)用于各種各樣的電力系統(tǒng)的運行。
(第3實施例)圖8示出了把本發(fā)明的頻率特性推斷裝置應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電機調(diào)度支援系統(tǒng)的實施例。發(fā)電機調(diào)度支援系統(tǒng)，例如在作成有關(guān)多臺發(fā)電機在啟動停止和運轉(zhuǎn)方法的調(diào)度的情況下，進行備有被調(diào)度的發(fā)電機構(gòu)成的電力系統(tǒng)頻率特性的推斷，并向調(diào)度人員提示其推斷結(jié)果，還備有支援發(fā)電機調(diào)度的功能。
如圖8所示，調(diào)度支援系統(tǒng)裝置701，通過有關(guān)發(fā)電機構(gòu)成的擬定調(diào)度的調(diào)度人員702的輸入操作，生成有關(guān)基于其輸入構(gòu)成的調(diào)度電力系統(tǒng)頻率特性的推斷結(jié)果，并輸出給調(diào)度人員702。首先，在支援系統(tǒng)裝置701中，輸入并儲存由調(diào)度人員702作成的有關(guān)發(fā)電機構(gòu)成的多種擬定調(diào)度數(shù)據(jù)M(M=1、2、…、M)703。在各個擬定調(diào)度M的內(nèi)容里，包括調(diào)度電力系統(tǒng)704和設(shè)于調(diào)度電力系統(tǒng)704中的多臺發(fā)電機705。將多臺發(fā)電機705的各個發(fā)電機的啟動停止和運轉(zhuǎn)方法的調(diào)度作為調(diào)度人員702的擬定工作對象。
首先，著眼于向與發(fā)電機705的電力系統(tǒng)704的分離或并聯(lián)狀態(tài)和輸出的狀態(tài)，作成與在圖1已說過發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16相當(dāng)?shù)陌l(fā)電機預(yù)定數(shù)據(jù)庫706。并且，把多臺發(fā)電機705和無關(guān)于這些發(fā)電機控制系統(tǒng)運行的設(shè)定值，保管在圖1中說過的與發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17相當(dāng)?shù)陌l(fā)電機調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫707中。并且，至于負荷，也與圖1中說過的負荷調(diào)整數(shù)據(jù)庫18同樣，把負荷的頻率特性保存在負荷調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫708中。
而且，在系統(tǒng)頻率特性推斷裝置709，與圖1中說過的頻率特性推斷裝置19同樣，根據(jù)發(fā)電機預(yù)定數(shù)據(jù)庫706和發(fā)電機調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫707進行發(fā)電機群的頻率特性的推斷。而且，加上已儲存與負荷調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫708中的負荷頻率特性并進行校正，推斷系統(tǒng)整體的頻率特性。推斷運算的內(nèi)容，與圖2中已說過的頻率特性推斷裝置19同樣。
其次，在系統(tǒng)頻率特性顯示裝置710中，把由負荷調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫708作成的推斷頻率特性的概要向調(diào)度人員702提示。其中，作為揭示內(nèi)容，保持處于如圖3所示的供需不平衡區(qū)域32和供需不平衡區(qū)域33的頻率特性系數(shù)、和有關(guān)狀態(tài)C和狀態(tài)D的邊界37的調(diào)度電力系統(tǒng)的瞬時動作備用電力等的輸出備用電力。并且，至于頻率特性的推斷值，提示由該值與參考值組成運行上的指標(biāo)值，并提供作為調(diào)度人員702所擬定調(diào)度的變更、調(diào)整的參考。
基于此，調(diào)度人員702向發(fā)電機構(gòu)成擬定裝置711中存取，并輸入有關(guān)現(xiàn)有的擬定調(diào)度或者新穎的擬定調(diào)度，各臺發(fā)電機的啟動停止和運轉(zhuǎn)方法的變更或新穎的擬定調(diào)度內(nèi)容。根據(jù)用該發(fā)電機構(gòu)成調(diào)度裝置711更新的擬定調(diào)度內(nèi)容，系統(tǒng)頻率特性推斷裝置709立即推斷有關(guān)各擬定調(diào)度的調(diào)度電力系統(tǒng)的頻率特性，把該結(jié)果輸出到系統(tǒng)頻率特性顯示裝置710上。
倘若采用這樣構(gòu)成的電力系統(tǒng)的發(fā)電機調(diào)度支援系統(tǒng)，調(diào)度人員就可以在調(diào)度電力系統(tǒng)的發(fā)電機構(gòu)成和各臺發(fā)電機的運轉(zhuǎn)方法方面，或妥當(dāng)處理其頻率特性，或容易檢查作出確認(rèn)。同時，為了使一連串的推斷運算的運算量少，對新擬定和調(diào)度校正的內(nèi)容可以進行人機對話操作，所以具有輔助調(diào)度人員考察的效果。
(第4實施例)圖9示出了把本發(fā)明的頻率特性推斷裝置應(yīng)用于電力系統(tǒng)事故時復(fù)原操作的支援系統(tǒng)的例子。即，估計在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生了事故需要復(fù)原操作的情況下，把電力系統(tǒng)分成多個單位系統(tǒng)，或在該單位系統(tǒng)單位上邊再并聯(lián)，或在象變更多臺發(fā)電機的啟動停止和運轉(zhuǎn)方法等的那樣的復(fù)原調(diào)度制定中，在進行了頻率特性的推斷后，就提示對維持頻率必須的供需不平衡消減量的條件。
在圖9中，支援系統(tǒng)裝置801構(gòu)成是，以便給調(diào)度人員輸出有關(guān)復(fù)原操作的擬定調(diào)度的調(diào)度人員802的輸入操作和對基于該輸入的復(fù)原操作之后的模擬系統(tǒng)的頻率特性的推斷結(jié)果。
支援系統(tǒng)801，根據(jù)復(fù)原對象的估計情況的系統(tǒng)狀態(tài)或者實際觀測結(jié)果，用其它裝置推斷的系統(tǒng)狀態(tài)作為估計的初期狀態(tài)的估計系統(tǒng)狀態(tài)803被儲存到存儲裝置中。在估計系統(tǒng)狀態(tài)803中，作為假想電力系統(tǒng)804和假想電力系統(tǒng)內(nèi)的多臺發(fā)電機805及多個負荷806，還有從本系統(tǒng)804分離出來的單位電力系統(tǒng)807存在。
首先，著眼于各發(fā)電機的分離、并聯(lián)的狀態(tài)和輸出的狀態(tài)，作成與圖1的發(fā)電機觀測數(shù)據(jù)庫16相當(dāng)?shù)陌l(fā)電機估計數(shù)據(jù)庫808。并且，將多臺發(fā)電機805和有關(guān)這些發(fā)電機控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)無關(guān)的設(shè)定值，保管在與圖1的發(fā)電機調(diào)整數(shù)據(jù)庫17相當(dāng)發(fā)電機調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫809中。至于負荷，也與圖1的負荷調(diào)整數(shù)據(jù)庫18同樣，把負荷的頻率特性保存到負荷調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫810中去。
而且，在系統(tǒng)頻率特性推斷裝置811中，與圖1的頻率特性推斷裝置19同樣，首先，從發(fā)電機估計數(shù)據(jù)庫808和發(fā)電機調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫809，推斷有關(guān)發(fā)電機群的頻率特性。而且，加上儲存于負荷調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)庫810中的負荷的頻率特性并進行校正，推斷電力系統(tǒng)整體的頻率特性。推斷的方法與在圖2說過的頻率特性推斷裝置19的方法同樣。
其次，在系統(tǒng)頻率系統(tǒng)顯示裝置812中，向調(diào)度人員802，提示用系統(tǒng)頻率特性推斷裝置811作成的推斷頻率特性的概要，進而用頻率檢測裝置813觀測或從估計的頻率和推斷頻率特性推斷的供需不平衡狀態(tài)。作為揭示推斷頻率特性的概要，已在實施例中已說過的例子同樣。并且，作為有關(guān)供需不平衡狀態(tài)，是按照與圖7同樣的方法計算供需不平衡的。
調(diào)度人員802考慮到在系統(tǒng)頻率系統(tǒng)顯示裝置812上提示的頻率特性和供需不平衡情況，進行復(fù)原操作的調(diào)度計劃制定。即，調(diào)度人員802，向復(fù)原操作輸入裝置814中進行存取，并輸入有關(guān)發(fā)電機的輸出調(diào)整和并聯(lián)或分離等分離發(fā)電機的指令815、有關(guān)負荷的斷開或再投入等的負荷的指令816、單位電力系統(tǒng)的再并聯(lián)等、對連接線818的斷開器的指令817等。
而且，在估計系統(tǒng)狀態(tài)803上假設(shè)模擬由復(fù)原操作輸入裝置814輸入的內(nèi)容，至于該更新了的估計系統(tǒng)狀態(tài)，立即進行系統(tǒng)頻率推斷運算，并作為輸出該推斷結(jié)果的構(gòu)成方面，與第3實施例同樣。
倘若采用這樣的復(fù)原操作支援系統(tǒng)，則很容易檢查有關(guān)實施已擬定的復(fù)原操作后的系統(tǒng)狀態(tài)，有關(guān)頻率可否維持。并且，也可以檢查系統(tǒng)的輸出備用電力等的頻率特性是否穩(wěn)妥。同時，為了使一連串的推斷運算的運算量少，對復(fù)原操作的擬定和校正可以進行人機對話操作，所以具有輔助調(diào)度人員考察的效果。
在以上的實施例中，如新設(shè)發(fā)電機等，則采用添加脫機數(shù)據(jù)庫的設(shè)計值或設(shè)定值的辦法，在此后的正常運行中，不需要繼續(xù)調(diào)節(jié)等，預(yù)期可以減輕工作量。
權(quán)利要求
1．一種電力系統(tǒng)的頻率特性推斷方法，包括以下步驟把對頻率偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)，定義為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)；以電力系統(tǒng)的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群作為整體，求出該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；求出對各個發(fā)電機的頻率特性系數(shù)乘以該發(fā)電機的額定輸出在整體發(fā)電機額定輸出中所占比率的結(jié)果，把有關(guān)在整體條件下的發(fā)電機進行相加的結(jié)果作為整體的頻率特性系數(shù)；以及采用對根據(jù)不同的供需狀態(tài)求得的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群實施上述階段的辦法，推斷對于整體的供需狀態(tài)的頻率特性。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，包括對輸出可調(diào)整的全部上述發(fā)電機合計上述發(fā)電機的頻率特性系數(shù)與額定輸出相乘的值，和將該合計值除以上述發(fā)電機群的總輸出量，求出上述發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，上述發(fā)電機的頻率特性系數(shù)，求出對含有備用電力且具有輸出調(diào)整余量的上述發(fā)電機裝置的之中的發(fā)電機。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，包括根據(jù)上述發(fā)電機的運行狀態(tài)，在整體條件下把上述發(fā)電機分成具有輸出調(diào)整余量的第1狀態(tài)、上述發(fā)電機的一部分受輸出調(diào)整限制的第2狀態(tài)、上述發(fā)電機的一部分達到輸出調(diào)整的極限，其余的上述發(fā)電機在備用電力的范圍內(nèi)具有輸出調(diào)整余量的第3狀態(tài)、全部的上述發(fā)電機含有備用電力達到輸出調(diào)整的極限的第4狀態(tài)，以及從上述第1狀態(tài)到上述第4狀態(tài)，與此對應(yīng)把電力的供需不平衡量區(qū)分為從第1到第4區(qū)域，求出在每一個區(qū)域中上述發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，上述發(fā)電機的頻率特性系數(shù)，根據(jù)設(shè)于上述發(fā)電機的調(diào)速機的調(diào)速率求出。
6．一種頻率特性推斷裝置，包括運算電路、儲存裝置、具有控制上述運算電路和上述儲存裝置的控制電路的計算機，及包括用上述計算機推斷對由多臺發(fā)電機構(gòu)成發(fā)電機群的電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性，其特征是上述儲存裝置，儲存上述各發(fā)電機的狀態(tài)量數(shù)據(jù)、與各發(fā)電機對應(yīng)設(shè)有調(diào)速機的設(shè)置數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)，上述運算電路，根據(jù)上述儲存裝置中所儲存的數(shù)據(jù)，按照上述控制電路，把對頻率偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)，定義為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)；以電力系統(tǒng)的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群作為整體，求出該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；求出對各個發(fā)電機的頻率特性系數(shù)乘以其發(fā)電機的額定輸出在整體發(fā)電機額定輸出中所占比率的結(jié)果，把有關(guān)在整體條件下的發(fā)電機進行相加的結(jié)果作為整體的頻率特性系數(shù)；以及對根據(jù)不同的供需狀態(tài)求得的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群實施上述階段，輸出表示對于整體的供需狀態(tài)的推斷頻率特性的信號。
7．一種電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，包括運算電路、儲存裝置、具有控制上述運算電路和上述儲存裝置的控制電路的計算機，包括用上述計算機推斷對由多臺發(fā)電機構(gòu)成發(fā)電機群的電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性的頻率特性推斷裝置，其特征是，上述頻率特性推斷裝置包括有關(guān)上述各發(fā)電機的狀態(tài)控制數(shù)據(jù)、與各發(fā)電機對應(yīng)設(shè)有調(diào)速機的設(shè)置數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)上述儲存裝置；以及根據(jù)上述儲存裝置中所儲存的數(shù)據(jù)，在上述控制電路的控制下，把對偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)定義為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)；以電力系統(tǒng)的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群作為整體，求出該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；求出對各個發(fā)電機的頻率特性系數(shù)乘以其發(fā)電機的額定輸出在整體發(fā)電機額定輸出中所占比率的結(jié)果，把有關(guān)在整體條件下的發(fā)電機進行相加的結(jié)果作為整體的頻率特性系數(shù)；以及對根據(jù)不同的供需狀態(tài)求得的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群，實施上述階段，包括輸出表示對于整體的供需狀態(tài)的推斷頻率特性的信號，上述運算電路包括推斷頻率特性信號輸出裝置(19)，根據(jù)上述推斷頻率特性信號輸出裝置的輸出，包括產(chǎn)生用于上述電力系統(tǒng)的控制對象的指令信號的指令信號產(chǎn)生裝置(54)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征是，所述指令信號產(chǎn)生裝置至少包括負荷控制指令(57)和發(fā)電機控制信號(58)中的一種，作為所述指令信號。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征是，所述發(fā)電機的靈敏度系數(shù)，根據(jù)設(shè)于所述發(fā)電機上的調(diào)速機的調(diào)速率求得。
10．一種電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，備有具有運算裝置、儲存裝置、及對其控制的裝置構(gòu)成的計算機，包括用上述計算機推斷對備有由多臺發(fā)電機構(gòu)成發(fā)電機群的電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性的頻率特性推斷裝置，其特征是，上述推斷裝置包括儲存上述各發(fā)電機的額定輸出，與各發(fā)電機對應(yīng)在設(shè)置的調(diào)速機上設(shè)定的調(diào)速率、負荷設(shè)定值和負荷限制條件的儲存裝置；從上述儲存裝置取入各調(diào)速機的調(diào)速率，根據(jù)該調(diào)速率，求出對各發(fā)電機的頻率偏差的輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)，以該靈敏度系數(shù)作為各發(fā)電機的頻率特性系數(shù)，求出該各發(fā)電機的頻率特性系數(shù)與額定輸出相乘值的合計值，將對于頻率偏差的各發(fā)電機的輸出調(diào)整率加到上述各發(fā)電機的負荷設(shè)定值上去的值乘以上述額定輸出求出各發(fā)電機的輸出，對各發(fā)電機的輸出進行合計求出上述發(fā)電機群的總輸出量，以此總輸出量除上述頻率特性系數(shù)的合計值求出上述發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)，由此輸出表示電力系統(tǒng)的推斷頻率特性的信號的上述運算裝置；以及上述控制系統(tǒng)包括根據(jù)上述頻率特性推斷裝置的上述輸出信號，產(chǎn)生對上述電力系統(tǒng)的控制對象的控制信號的產(chǎn)生裝置。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征是，上述頻率特性推斷裝置的上述發(fā)電機的頻率特性系數(shù)是對含有備用電力且有輸出調(diào)整余量的上述發(fā)電機求出來的。
12．根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征是，上述運算裝置，根據(jù)上述發(fā)電機的負荷限制條件，把在整體條件下的上述發(fā)電機分成具有輸出調(diào)整余量的第1狀態(tài)、一部分的發(fā)電機受輸出調(diào)整限制的第2狀態(tài)、一部分的上述發(fā)電機達到輸出調(diào)整的極限且其余的上述發(fā)電機在備用電力的范圍內(nèi)具有輸出調(diào)整余量的第3狀態(tài)、全部的上述發(fā)電機含有備用電力且達到輸出調(diào)整極限的第4狀態(tài)，與此4個狀態(tài)對應(yīng)，把供需不平衡量區(qū)分為4個區(qū)域，求出在每一個區(qū)域中上述發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征是，上述運算裝置，將上述電力系統(tǒng)分成多個單位電力系統(tǒng)，假設(shè)把該單位電力系統(tǒng)的系統(tǒng)分離，設(shè)置多個電力系統(tǒng)的再構(gòu)成模型，推斷有關(guān)該各再構(gòu)成模型的頻率特性并儲存到上述儲存裝置中。
14．一種電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定裝置，包括如下運算電路、儲存裝置、具有控制上述運算電路和上述儲存裝置的控制電路的計算機，包括用上述計算機推斷對由多臺發(fā)電機構(gòu)成發(fā)電機群的電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性的頻率特性推斷裝置，其特征是還包括，上述儲存裝置，儲存上述各發(fā)電機的狀態(tài)量數(shù)據(jù)、與各發(fā)電機對應(yīng)在設(shè)有調(diào)速機的設(shè)置數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)，上述運算電路，根據(jù)上述儲存裝置中所儲存的數(shù)據(jù)，按照上述控制電路，把對頻率偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)，定義為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)；以電力系統(tǒng)的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群作為整體，求出該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；求出對各個發(fā)電機的頻率特性系數(shù)乘以其發(fā)電機的額定輸出在整體發(fā)電機額定輸出中所占比率的結(jié)果，把有關(guān)在整體條件下的發(fā)電機進行相加的結(jié)果作為整體的頻率特性系數(shù)；以及對根據(jù)不同的供需狀態(tài)求得的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群實施上述階段，輸出表示對于整體的供需狀態(tài)的推斷頻率特性的信號的裝置；上述運算裝置包括將上述電力系統(tǒng)分成多個單位電力系統(tǒng)，假設(shè)把該單位電力系統(tǒng)的系統(tǒng)分離，設(shè)置多個電力系統(tǒng)的再構(gòu)成模型，推斷有關(guān)該各再構(gòu)成模型的頻率特性并儲存到上述儲存裝置中的裝置，在產(chǎn)生上述單位電力系統(tǒng)的系統(tǒng)分離時，從上述儲存裝置讀出與該系統(tǒng)分離后的再構(gòu)成模式對應(yīng)的推斷頻率特性，根據(jù)該推斷頻率特性計算供需不平衡量，由此進行包括電源斷開和負荷斷開控制的裝置。
15．一種電力系統(tǒng)調(diào)度支援系統(tǒng)，包括如下包括運算電路、儲存裝置、具有控制上述運算電路和上述儲存裝置的控制電路的計算機，包括用上述計算機推斷對由多臺發(fā)電機構(gòu)成發(fā)電機群的電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性的頻率特性推斷裝置，其特征是，包括有關(guān)上述各發(fā)電機的狀態(tài)控制數(shù)據(jù)、存儲與各發(fā)電機對應(yīng)設(shè)有調(diào)速機的設(shè)置數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)的上述儲存裝置；以及根據(jù)上述儲存裝置中所儲存的數(shù)據(jù)，在上述控制電路的控制下，把對偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)定義為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)；以電力系統(tǒng)的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群作為整體，求出該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；求出對各個發(fā)電機的頻率特性系數(shù)乘以其發(fā)電機的額定輸出在整體發(fā)電機額定輸出中所占比率的結(jié)果，把有關(guān)在整體條件下的發(fā)電機進行相加的結(jié)果作為整體的頻率特性系數(shù)；以及對根據(jù)不同的供需狀態(tài)求得的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群，實施上述階段，包括輸出表示對于整體的供需狀態(tài)的推斷頻率特性的信號，上述運算電路的包括推斷頻率特性信號輸出裝置(19)，上述運算電路，響應(yīng)有關(guān)上述發(fā)電機啟動停止和運轉(zhuǎn)方法的調(diào)度模型的輸入，按照該調(diào)度，進行包括電力系統(tǒng)的瞬時工作備用電力的頻率特性的推斷，從上述輸出裝置輸出該推斷結(jié)果，由此可以作出關(guān)于系統(tǒng)調(diào)度時的經(jīng)濟負荷分配的支援。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的調(diào)度支援系統(tǒng)，其特征是，上述關(guān)于系統(tǒng)調(diào)度時的經(jīng)濟負荷分配的支援，從上述推斷頻率特性的推斷結(jié)果，提示輸出有關(guān)瞬時工作備用電力或輸出備用電力，和有關(guān)這些運行的對象值的信息。
17．一種電力系統(tǒng)復(fù)原操作的調(diào)度支援系統(tǒng)，包括如下包括運算電路、儲存裝置、具有控制上述運算電路和上述儲存裝置的控制電路的計算機，包括用上述計算機推斷對由多臺發(fā)電機構(gòu)成發(fā)電機群的電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性的頻率特性推斷裝置，其特征是，包括有關(guān)上述各發(fā)電機的狀態(tài)控制數(shù)據(jù)、存儲與各發(fā)電機應(yīng)對設(shè)有調(diào)速機的設(shè)置數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)的上述儲存裝置；以及根據(jù)上述儲存裝置中所儲存的數(shù)據(jù)，在上述控制電路的控制下，把對偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整的靈敏度系數(shù)定義為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù)；以電力系統(tǒng)的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群作為整體，求出該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；求出對各個發(fā)電機的頻率特性系數(shù)乘以其發(fā)電機的額定輸出在整體發(fā)電機額定輸出中所占比率的結(jié)果，把有關(guān)在整體條件下的發(fā)電機進行相加的結(jié)果作為整體的頻率特性系數(shù)；以及對根據(jù)不同的供需狀態(tài)求得的輸出可調(diào)整的發(fā)電機群，實施上述階段，包括輸出表示對于整體的供需狀態(tài)的推斷頻率特性的信號，上述運算電路包括推斷頻率特性信號輸出裝置(19)，備有頻率特性推斷裝置，上述輸出裝置在對上述電力系統(tǒng)的事故的復(fù)原操作中的電力系統(tǒng)的再構(gòu)成和運行調(diào)度的電力系統(tǒng)中，進行包括發(fā)電機的瞬時工作備用電力或輸出備用電力的頻率特性的推斷，通過輸出該推斷結(jié)果支援復(fù)原操作的調(diào)度擬定。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，上述支援復(fù)原操作的調(diào)度擬定的輸出信息，從上述推斷頻率特性的推斷結(jié)果，包括有關(guān)瞬時工作備用電力或輸出備用電力，和有關(guān)這些運行的對象值的信息，以及有關(guān)保持頻率必須的供需不平衡的消減量的信息。
19．一種計算機程序產(chǎn)品，具有計算機可能讀出的記錄媒體，包含實行如下各步驟的程序把對于頻率偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整靈敏度系數(shù)作為該發(fā)電機的頻率特性定義；在由屬于電力系統(tǒng)的多臺發(fā)電機構(gòu)成的發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)上，加上與該發(fā)電機的額定輸出相應(yīng)的加權(quán)，將其結(jié)果進行相加求出上述發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)；以及根據(jù)該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)推斷對于上述電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及根據(jù)電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)推斷電力系統(tǒng)的頻率特性的方法和裝置。在頻率特性推斷中,不僅把對頻率偏差的發(fā)電機的輸出調(diào)整靈敏度系數(shù)作為該發(fā)電機的頻率特性系數(shù),而且在該電機的頻率特性系數(shù)上與此電機的額定輸出相應(yīng)的加權(quán),求出由屬于電力系統(tǒng)的多臺發(fā)電機構(gòu)成的發(fā)電機群的頻率特性系數(shù),在該發(fā)電機群的頻率特性系數(shù)上加上其它求出負荷的頻率特性系數(shù),推斷對電力系統(tǒng)的供需不平衡量的頻率特性。
文檔編號H02J3/24GK1217597SQ9812342
公開日1999年5月26日 申請日期1998年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月22日
發(fā)明者佐藤康生, 福井千尋, 中村知治 申請人:株式會社日立制作所