電力システムにおけるFAとUFLSの間の競合とは何でありどのように解決するか
給電自動化（FA）と低周波負荷切離（UFLS）は、電力システムにおける重要な保護制御メカニズムの2つです。両者は安全かつ安定したシステム運転を目的としていますが、論理やタイミングにおいて潜在的な矛盾があり、慎重な調整が必要です。
給電自動化（FA）：主に配電ネットワーク内の局所的な給電線障害（例えばショートサーキットや接地障害など）に対処します。その目的は、スイッチを使用してネットワーク再構成により故障セクションを迅速に特定・隔離し、非故障エリアへの電力供給を復旧することです。FAは速やかな局所的な電力復旧を重視しています。
低周波負荷切離（UFLS）：相互接続されたグリッドにおける深刻な周波数低下（例えば発電機のトリップ、急激な負荷増加、またはタイライン切断による電力不足など）に対応します。事前に指定された非重要負荷を系統的に切り離すことにより、周波数崩壊を防ぎ、電力バランスを回復し、システム周波数を安定させます。UFLSは全体的なシステム周波数の安全性を優先します。
低電圧負荷切離（UVLS）：システム電圧をリアルタイムで監視します。電圧が設定された閾値以下に下がった場合、UVLSスキームは予め定義された論理に基づいて動作するか否かを決定します。条件が満たされた場合、順次負荷を切り離すことで無効電力を減少させたり、無効電力サポートを強化したりすることで、電圧を正常なレベルに戻します。
矛盾事例
事例1：2019年、北米でFAによる電力復旧が二次的な周波数崩壊を引き起こしました。
事例2：2020年、中国東部で短絡障害後のFA運転が誤ったUFLSの起動を引き起こしました。
事例3：2021年、風力発電所の切断がUFLSとFAの重複動作を引き起こしました。
事例4：2022年、中国南部での台風時、FAによるネットワーク再構成が過剰な負荷切離につながりました。
事象説明
2022年、110kV A線と発電所の並列線B線が110kV変電所の第Iバスセクションで運転していました。A線の障害によりスイッチAがトリップしましたが、発電所のB線スイッチが閉鎖されたままだったため、変電所への電力供給が継続しました。結果として、第Iバスセクションの電圧は低電圧閾値以下に落ちず、110kV自動転送スイッチ（ATS）が起動しませんでした。同様に、発電所からの電力供給により、第1および第IV 10kVバスの電圧も閾値以上に保たれ、10kV ATSも起動しませんでした。
発電所が負荷を継続的に供給したため、システム周波数は徐々に低下しました。スイッチAがトリップしてから5.3秒後、周波数は48.2 Hzに低下しました。発電所の低電圧・低周波分離装置は47 Hzと0.5秒に設定されており、動作しませんでした。しかし、変電所のUFLSリレーは48.25 Hzと0.3秒に設定され、48.12 Hzの周波数を検出し、正しく動作していくつかの10kVフィーダー（C、D、E、F、G線）を切り離しました。すべての二次設備は期待通りに動作しました。
現場レビュー
110kV変電所のスイッチAは保護動作により正しくトリップし、UFLSが動作してC、D、E、F、G線を切り離しました。変電所のスイッチはトリップ信号を発生させ、FAの起動を引き起こしました。障害は変電所スイッチと最初の線スイッチの間に特定されました。FAは5つの線路全てで起動し、変電所出口と最初のスイッチ間の障害を特定しました。しかし、現場調査では障害が見つからず、FAの誤動作であることが確認されました。
解決策
負荷切離情報の同期を強化する。UFLS/UVLS保護を持つ線路では、自動負荷転送機能のブロックをサポートする。
堅牢な負荷転送ブロックを実装する：完全自動集中型FAスキームにおいて、負荷切離信号を受け取った際には、影響を受ける線路のFA実行機能を即座にブロックする。
