緊急時対応（電力系統）

電力系統において、コンティンジェンシーとは、単一の主要機器（発電機や送電線など）の予期せぬ故障[1]であり、系統の安全性を危険にさらすほど大きなシステム状態の変化を引き起こします。[2]一部の保護リレーは、単一の故障によって複数の個別の機器が切断されるように設定されており、この場合、グループ内のすべてのユニットを停止することが単一のコンティンジェンシーとしてカウントされます。[3]計画停電（メンテナンスなど）はコンティンジェンシーではありません。[4]

この用語の選択は、単一の故障がシステムに深刻な損害を与える可能性があり、オペレータが介入する時間がないという事実を強調しており、したがって、すべての故障に対する対応策をシステム構成に防御的に事前組み込む必要があります。[5]一部の情報源では、この用語を「擾乱」や「故障」と互換的に使用しています。[2]

コンティンジェンシー分析

偶発事象解析アプリケーションは、運用センターのコンピュータ上で定期的に実行され、系統の現在の状態と偶発事象の選択に基づいてオペレータに提案を提供します。[5]ソフトウェアは、「もし～だったら」というシナリオに対する回答を「アラーム」の形で提供します。「コンポーネントXの損失は、YのZ%の過負荷につながります。」[3] 1990年代までに、大規模な相互接続システムの解析には、数千の偶発事象（二重偶発事象を考慮した場合は数百万）のテストが必要になりました。各偶発事象の影響には、電力潮流計算を実行する必要があります。電力システムの状態は急速に変化するため、結果が有用であるためには、アプリケーションの実行は数分（最大30分[6] ）で完了する必要があります。 [7]通常、プロセスを高速化するために、選択された偶発事象（主に単一の偶発事象といくつかの二重偶発事象）のみが考慮されます。偶発事象の選択は、問題を引き起こす可能性が最も高い偶発事象を選択するためのエンジニアリング判断を用いて行われます。[6]

起こりうる偶発事象

予測され分析された不測の事態は、想定される不測の事態と呼ばれます。これらの例としては、以下の故障が挙げられます。[4]

ヨーロッパ大陸では、これらの不測の事態は「通常」と見なされ、「例外的な」想定される不測の事態とは、以下の故障です。[4]

  • 2回線送電線。
  • 2台の発電
  • 母線。

想定されない（「範囲外」とも呼ばれる）不測の事態は、まれであり、その影響を予測するのが難しいため、計画には使用されません。例えば、以下の故障です。[4]

NXコンティンジェンシープランニング

エネルギー供給の信頼性を確保するには、通常、単一の主要ユニットの故障が発生しても、システムに現在の負荷を供給するのに十分なリソースが残ることが必要です。この要件を満たすシステムは、N-1コンティンジェンシー基準（Nは機器の数）を満たしていると説明されます。N-2およびN-3コンティンジェンシーは、それぞれ2台または3台の主要ユニットの同時損失に備えた計画を指します。これは、重要なエリア（例：ダウンタウン）で行われることがあります。[8] 「 N-1セキュリティ評価」という用語も使用されます。[9]

N-1要件は、発電所から変電所まで、ネットワーク全体で使用されます。ただし、配電レベルでは、計画者はより緩やかな解釈を認めることがよくあります。単一の故障は、少なくとも「緊急レベル」（ANSI C84.1の範囲B [10]）では、ほぼすべての顧客への電力の途切れのない供給を保証する必要がありますが、元の障害を含むネットワークの小さなセクションでは、約1時間のサービス中断を伴う手動切り替えが必要になる場合があります。 [8]

緊急時対応計画の普及は、その利点に基づいています。

  • システム内のN個の要素のそれぞれが個別に分析されるため、実行する作業量が制限され、障害の選択肢（例：発電機の故障、短絡）が簡素化されます。
  • このプロセスは、不測の事態が発生した場合にそれに対処する方法を本質的に提供する。[8]

N-1コンティンジェンシープランニングは、通常、ピーク負荷と容量の比率が通常のシステム（70%未満）であれば十分です。比率が大幅に高いシステムでは、N-1プランニングでは満足のいく信頼性が得られず、N-2およびN-3の基準でさえ不十分な場合があります。そのため、個々のコンティンジェンシーの確率を考慮した信頼性ベースのプランニングが使用されます。 [8]

N-1-1コンティンジェンシーは、単一の障害が発生し、その後に手動の回復手順が実行され、最初の障害からの回復が成功した後に別の障害が発生することと定義されます。通常の動作状態は、N-0と呼ばれることもあります。[11]

参照

参考文献

  1. ^ NERC（2022年12月2日）.「NERC信頼性基準で使用される用語集」（PDF） . nerc.com . North American Electric Reliability Corporation .
  2. ^ ab Pavella, Ernst & Ruiz-Vega 2012, p. 6
  3. ^ ab Balu et al. 1992, p. 268.
  4. ^ ab Heylen et al. 2018, p. 25.
  5. ^ ab Wood & Wollenberg 1984, p. 357.
  6. ^ ab Hadjsaid 2017, p. 24-3.
  7. ^ Balu et al. 1992, p. 269.
  8. ^ ab Willis 2004, p. 499.
  9. ^ IBRR 2016, pp. 65-66.
  10. ^ ANSI. 「表1」. 電力システムおよび機器に関する米国国家規格 - 電圧定格（60ヘルツ）（PDF） .米国規格協会.
  11. ^ Wang et al. 2016, p. 268.

出典

  • ウィリス、H・リー（2004年3月1日）「コンティンジェンシーベースの計画基準」配電計画参考書、第2版（第2版）。CRCプレス。499  ～ 500ページ。ISBN  978-1-4200-3031-0.
  • ウッド、アレン・J・; ウォレンバーグ、ブルース・F・（1984年）発電、運用、および制御。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN  978-0-471-09182-0 。OCLC 1085785794。
  • パヴェラ、マニア、エルンスト、ダミアン、ルイス＝ベガ、ダニエル（2012年12月6日）電力系統の過渡安定性：評価と制御への統一的なアプローチ。シュプリンガー・サイエンス＆ビジネス・メディア。6～500ページ。ISBN  978-1-4615-4319-0 OCLC  44650996
  • Balu, N.; Bertram, T.; Bose, A.; Brandwajn, V.; Cauley, G.; Curtice, D.; Fouad, A.; Fink, L.; Lauby, MG; Wollenberg, BF; Wrubel, JN (1992). 「オンライン電力系統セキュリティ分析」( PDF) . Proceedings of the IEEE . 80 (2): 262– 282. doi :10.1109/5.123296. ISSN  0018-9219
  • Hadjsaid, Nouredine (2017年12月19日). 「セキュリティ分析」. Leonard L. Grigsby (編). Power System Stability and Control (第3版). CRC Press. pp. 24-1 to 24-?. ISBN  978-1-4398-8321-1.
  • Heylen, Evelyn; De Boeck, Steven; Ovaere, Marten; Ergun, Hakan; Van Hertem, Dirk (2018年1月26日). 「定常状態セキュリティ」.持続可能な電力システムのための動的脆弱性評価とインテリジェント制御. John Wiley & Sons, Ltd. pp.  21– 40. doi :10.1002/9781119214984.ch2. ISBN  978-1-119-21495-3.
  • 王 雷; 林 希; ハウエル フレッド; モリソン キップ (2016). 「動的セキュリティ評価」.スマートグリッドハンドブック、全3巻セット. John Wiley & Sons, Ltd. pp.  265– 287. doi :10.1002/9781118755471.sgd090. ISBN 978-1-118-75548-8.
  • IBRR (2016). 「状態推定とN-1セキュリティ評価」. ベトナムの送電を強化するスマートグリッド(PDF) . ワシントンD.C.: 国際復興開発銀行/世界銀行. pp.  65– 66.
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