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

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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。