过渡现象考虑产业用电力系统设计上留意事项....pdf

過渡現象を考慮した産業用電力系統の設計上の留意事項と課題 浦野 恭博 要 旨 発電機を有する産業用電力系統において，電力動揺や電圧不安定現象の過渡現 象が発生することがあり，電力系統解析を実施しながら発電設備や中央変電所の 設計を進めている。しかし，定量的な評価に基づいた設計手法の確立のためには まだまだ課題があり，電力系統解析の精度も向上させなければならない。あまり 知られていない電気設備の過渡現象について解説を加えるとともに，課題につい て述べる。 １ はじめに に対して25～120%超) で，1 秒周期の激しいもの 電気設備の設計は，静的な現象を対象に大半が進 であった。 められる。しかし，実際の電力系統では事故等の 出光では，1991 年より動的過渡安定度領域の電 擾乱により様々な過渡現象が発生しており，これ 力動揺と電圧不安定現象に注目して，電力系統解 に起因してトラブルが拡大することから，過渡現 析を用いながら設計を進めている。電力動揺は， 象を考慮した設計が必要となる。 制御系を無視した固有安定度領域と制御系を考慮 図１は電力系統で発生する過渡現象を変動時間 した動的安定度領域の電力動揺に分類され，さら と系統規模で分類したものである。１） に動的安定度領域の電力動揺は動的過渡安定度領 ２） 域と動的定態安定度領域の電力動揺に分類され ， 1000 Ａ製油所の事例は動的定態安定度領域の電力動揺 ） 数 電力潮流 に該当する。この領域の電力動揺を解析するため 機 電 100 発 には，電力会社の詳細データが必要となるが，入 （ 模 高調波 規 の 10 過電圧 電力動揺 手が困難なため，過去，電力系統解析の対象には 統 系 してこなかった。しかし，動的定態安定度領域の 析 サージ 解 1 〈雷〉 〈開閉〉 軸ねじれ 電圧不安定 電力動揺はこの事例をはじめ，出光でも数度のト ラブルが報告されており，解析に取り組む必要が μs ms １周期 1s 1min 1h 時間スケール ある。また，他にも過渡現象を対象にした設計に 図１ 電力系統で発生する過渡現象 は課題がある。 そこで産業用電力系統で発生する電力動揺と電 自家用発電機を有する産業用電力系統(以下，産 圧不安定現象について解説するとともに，産業用 業用電力系統) では，電力動揺や電圧不安定現象は 電力系統設計上の留意事項と課題を紹介する。 固有の問題があり，発電機や中央変電所の設計に 当っては留意しなければならないことがある。 ２ 電力動揺とその対策 出光でも，最近では2004 年 11 月に，Ａ製油所 2.1 電力動揺の発生原因 でガスタービン発電機更新後の試運転で電力動揺