泊原発稼働で北海道全域停電が防げたか 電力系統分析からの報告
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@pasuteruXX22
北海道ブラックアウトの考察 深夜３時 総需要 ３００万kW 脱落発電量 １６５万kW 脱落発電機 苫東厚真１号３５万kW ２号６０万kW ４号７０万kW 地震による脱落原因 ボイラー故障 タービン火災 発電量の減少で周波数が大幅に低下し北海道全域の周波数リレー動作で全停電 pic.twitter.com/JwHqXHjWnq
2018-09-08 15:05:54
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@pasuteruXX22
発電量 ≪ 需要 となり、 伊達１号２号 ７０万kW 知内１号２号 ７０万kW 奈井江１号２号３５万kW も停止 この発電機は自分を守るために停止 周波数リレーもしくは励磁電圧不足リレー遮断 お客様を送電している送電線も周波数リレーもしくは距離リレーで送電停止 ９電力初の全停電が発生した。
2018-09-08 15:13:11
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@pasuteruXX22
なお、北海道ー本州の連系は 周波数低下リレーにより遮断し融通電力は来なかったと思われる。 ２通りの方法で、苫東３台脱落時の周波数低下を簡易計算してみる。 ⊿P/⊿F＝ー(Kg＋Kl)＝ーK ⊿P：電力変動 ⊿F：周波数変動 Kg：発電機系統定数 Kl：負荷の系統定数
2018-09-08 15:26:19
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@pasuteruXX22
①系統定数Kによる計算 Kは、通常 0.8〜1.2%MW/0.1Hz 1.0%MW/0.1Hz を使う 需要300万kW時のK ＝3000✕0.01＝30%MW/0.1Hz 脱落165万kWでの周波数低下⊿F ＝ー1650/(30✕10)＝ー5.5Hz ５０Hz→４４.５Hz(0.89PU) 周波数リレーの整定値は通常 0.95PU (47.5Hz) (各社違うので詳細不明)
2018-09-08 15:40:16
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@pasuteruXX22
周波数リレー動作域であり、 北海道電力の変電所、発電所設置された周波数リレーは動作したと思われる。 ②発電機と需要の周波数特性で計算 上記の①とイメージ同じ 発電機周波数特性 Gf＝1.0%MW/0.1Hz 需要の周波数特性 Pf＝0.3〜0.8%MW/0.1Hz 0.5を使う
2018-09-08 15:47:14
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@pasuteruXX22
需要300万kW時の Gf＝3000✕0.01＝30%MW/0.1Hz Pf＝3000✕0.005＝15%MW/0.1Hz よって、 苫東165万kW脱落時の周波数低下は ⊿F＝ー1650/((30+15)✕10) ＝ー3.666≒ー3.7 ５０Hz→４６.３Hz (0.926PU) これも周波数リレー動作域
2018-09-08 15:55:49
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@pasuteruXX22
さて、瞬動予備力３% 需要300万kW時の必要分は、3000✕0.03＝90MW (9万kW) 苫東１号 10.5 苫東２号 18.0 苫東４号 21.0 伊達１号 10.5 伊達２号 10.5 知内１号 10.5 知内２号 10.5 奈井江１号 0.525 奈井江２号 0.525 合計 92.55MW 水力発電含めて充分守られていたと思われる
2018-09-08 16:11:52
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@pasuteruXX22
❍まとめ ①泊停止でも全停電を回避できたのではないか？ →できない！ ＊石油火力ほぼ運転で電源分散し可能な限り信頼度を上げていた ＊苫東は２ルート送電していた ②泊原発を稼動していたら全停電を回避できたのではないか？ →できる！ ＊ボイラーは無い ＊苫東を停止でき電源分散できていた
2018-09-08 16:22:18
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@pasuteruXX22
追加 発電機停止情報 画像3枚目 苫東厚真は ４号機３：０８停止(70万kW) ２号機３：０８停止(60万kW) 他の発電機 ３：２５停止 周波数低下 ⊿F＝ー1300/((30+15)✕10) ＝ー2888≒ー2.9Hz ５０Hz→４７.１Hz (0.942PU) 周波数リレー整定値 ４７.５Hz(0.95)＞４７.１Hz 動作域です。 pic.twitter.com/jueLE11q8Z
2018-09-08 19:45:28
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@pasuteruXX22
名案発見 👀 60kW→60万kW(たぶん) で、この方の名案 北海道需要300万kWで全停電したんなら本州からの現在60万kW融通限度を300万kWまで増強すべきだ 皆さんお気づき❓ 300万kW融通してて融通設備に事故発生すれば、北海道も東北も全停電 北海道：周波数低下 東 北：周波数上昇 😁 pic.twitter.com/7bXwJfmpNy
2018-09-09 06:06:06
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fjswkts
@fjswkts
@pasuteruXX22 概略計算 ⊿P／⊿F＝ーK ⊿P：電力変動、⊿F：周波数変動 K：系統定数 全停止する周波数を47.5Hz, Kを1%MW/0.1Hz とすると 2.5Hz変化は全電力の25%で 慣性力の瞬発能力を3%とすると、 28%を超える発電所が停止すると全停止する。 PVは慣性力がなく増えると更に悪化するので それなりのVPPが必要？
2018-09-09 14:18:38
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@pasuteruXX22
北海道ブラックアウトの考察２ 泊原発３台運転でブラックアウト は防げたか？ ❍結論から 緊急負荷制限装置の設置がされており、かつ需要が４２０万kW以上あれば回避できる。 需要４２０万kWは、 泊原発３台計２０７万kWの２倍 ２台時は、 ５７.９✕２≒１１６万kWの２倍 需要２３０万kW以上
2018-09-09 18:54:31
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@pasuteruXX22
まず、 緊急負荷制限装置と周波数リレーの 違い ＊周波数リレー(負荷制限用) 一次、二次変電所に設置され動作周波数まで低下すれば、負荷送電線を遮断させる。 ＊緊急負荷制限装置 脱落発電量に見合った必要な遮断負荷を演算する。パルス結果を上記の変電所に送信し負荷送電線を遮断する。
2018-09-09 19:28:45
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@pasuteruXX22
発電機出力等の電力をオンラインで取込み高速演算し、不公平が無いように輪番制に遮断順位を入替している。 ＊緊急負荷制限装置は、大容量の電源脱落による周波数低下を回復させ系統を維持する。周波数リレーは、バックアップである。 ここから、泊原発３台での説明 ①需要４２０万kW以上の条件
2018-09-09 21:23:39
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@pasuteruXX22
a.解析シュミレーションが可能であるから(法的、社会的に実験は不可)である。 ただし、以下の誤差が生じる。 a.３台の脱落時刻がズレた場合、需要の電圧及び周波数特性から実際の遮断量と誤差が生じる。 b.地震(震度５以上)などは、需要側も停電しており実際の遮断量と誤差が生じる。
2018-09-09 21:48:46
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@pasuteruXX22
上記、a.b.は、負荷制御量からすると多めに遮断と言えるもので周波数は上昇側に向かう。 ②現実の電源脱落量の考え方 日本は、 当該電力会社の最大電源脱落時を想定する(個別案件は別だが、たぶん世界共通) 北海道電力の場合、泊原発３号機の ９１.２万kWである。 その場合の需要は、最低需要である
2018-09-09 21:57:34
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@pasuteruXX22
逆に言い換えると、単機容量の大きい発電機はいくらでも作れるのに、泊３号機は、何故９１.２万kWなのかと言うこと。 最低需要が約300万kWで、 脱落しても周波数低下が47.5Hz以上になる発電機容量は、 ⊿F＝50ー47.5＝2.5Hz Pg＝2.5✕30✕10＝７５０万kW (諸元データ誤差)
2018-09-09 22:41:01
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@pasuteruXX22
北海道には、大飯の様な１００万kW級の発電機は原発でも火力でも需要が増えない限り設置出来ない。 ❍まとめ 実証実験が出来ないものは、解析シュミレーションでしか妥当性は言えない。シュミレーションでは、脱落から負荷制限で、最低でも0.017秒刻みの演算で妥当性や対策が分かる。
2018-09-09 23:03:54
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@pasuteruXX22
泊原発３台運転ではブラックアウトが防げた防げないは幾ら議論しても誰も答えが出せない。 過去より各社は、原発、火力、主要水力が脱落した時の系統の周波数特性データを分析、緊急負荷制限の信号分析し誤動作等は無い。 原発が特定負荷を持って122%の周波数で単独運転成功し系統並列の実績もある
2018-09-09 23:16:43
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@pasuteruXX22
◎現在、 緊急負荷制限装置について情報が無い。果たして、設置しているのかどうか、設置しており誤不動作だったのか公表が待たれる。 最後に、他の方の意見 ＊水力では無く、サイリスタ装置で 系統過電復旧 →運転員復旧が一番 ＊北本連系で北海道深夜需要送れるよう増強 →本州周波数上昇
2018-09-09 23:43:56
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@pasuteruXX22
北海道の全停電 簡単に言うと バイクのお兄さんの両肩につかまったチャリンコの「鳶の源さん」と「麻由ちゃん」 小雨が降ってきて、源さん離脱 代わりに、苫東校の希望ちゃんがつかまった 運悪く、希望ちゃん小石に乗り上げ転倒 ブレーキ踏んだお兄さんに麻由ちゃんぶつかり全員転倒 (*ﾟｪﾟ*)
2018-09-11 08:28:18
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@pasuteruXX22
@norikazu_harada ＊泊は、既知のように100ガル以下で停止しない。 ＊苫東は、3台脱落したとする。 ボイラーは、メーカーと製造年の違い、4号はタービン火災で脱落時刻に差がある。(数十秒程度) a.周波数低下計算 4号70万kWが初発脱落とする ⊿F＝ー700/(30✕10)＝ー2.333Hz ≒ー2.34Hz(0.953PU)
2018-09-11 13:32:07
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@pasuteruXX22
@norikazu_harada 50Hz→47.67Hz＜48.0Hz(95L) 全系統持ちこたえるかどうか ギリギリの状態である。 ＊ここで、制御系システムの出番！ 系統安定化システムが動作する。 まず、 ①京極の揚水Pump遮断 ②瞬時調整契約の負荷遮断 上記、1秒以内 たぶん、この辺りで一旦、周波数は回復方向(計算省略)
2018-09-11 13:40:24
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@pasuteruXX22
@norikazu_harada ＊系統安定化システムは、 瞬時調整契約を遮断しても周波数が低い場合に一般負荷を遮断する。 ＊4号脱落後、数秒〜数十秒後に2号及び1号脱落すれば、同様に一般負荷を追加遮断する。 が、問題は 北電は、遮断する負荷の量を幾ら設定していたか？ です。また、系統安定化システムの運用状況は？ 以上
2018-09-11 13:53:52