JP2014178751A - 電力系統のシミュレーション方法および電力系統シミュレータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つ以上の開閉器を有する電力系統のシミュレーション方法であって、前記電力系統の等価回路を表す回路方程式を、前記開閉器の開閉状態を表す論理変数を用いた混合論理動的システムとして表現し、前記論理変数を含む線形状態方程式および線形不等式に変換するシステム変換ステップと、前記線形不等式と、前記論理変数の値とに基づいて、前記電力系統の第1の状態量を求める不等式演算ステップと、前記線形状態方程式と、前記第1の状態量および前記論理変数の値とに基づいて、前記電力系統の第2の状態量を求めるシステム演算ステップと、を有する。
【選択図】 図1
Description
以下、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態における電力系統シミュレータの構成について説明する。
以下、図3および図4を適宜参照して、本実施形態における電力系統シミュレータによる電力系統のシミュレーション方法について説明する。
ここで、sはラプラス変換子である。なお、当該回路方程式の生成工程は、電気回路のモデリング言語(例えば非特許文献1を参照)を用いることによって自動化することができるため、より複雑な構成の電力系統に対しても適用可能である。
ここで、論理変数pは、開閉器SWが開放状態の場合にp=0となり、開閉器SWが投入状態の場合にp=1となる。
となる。また、式(10)を逆ラプラス変換すると、
となる。さらに、式(11)を後退オイラー法で離散化すると、
となる。ここで、kはステップを示し、ΔTはステップ幅を示す。そして、式(12)をik,ik−1について整理すると、
となる。
なる変換を式(13)に適用すると、z=ik,x=ik−1より、
となり、1つの線形状態方程式(15)および1つの線形不等式(16)が得られる。このようにして、式(14)に示した変換により、対象回路10を表す回路方程式(6),(7),(8),(9)は、論理変数を用いた線形不等式制約付き線形等式モデルに変換され、MLD(Mixed Logical Dynamical:混合論理動的)システムとして表現される(例えば非特許文献2を参照)。
そして、式(17),(18),(19)を逆ラプラス変換し、後退オイラー法で離散化したうえで、式(14)に示した変換を適用すると、
となり、出力方程式(20)が得られる。なお、上記の式(9)ないし式(20)に示した、回路方程式から線形不等式制約付き線形等式モデルへの変換工程は、モデル変換ツール(例えば非特許文献3を参照)を用いることによって自動化することができる。
20 回路方程式生成部
30 システム変換部
40 不等式演算部
50 システム演算部
60 波形演算部
100 コンピュータ
101 入力装置
102 出力装置
103 記憶装置
104 バス
SW 開閉器
Claims (6)
- 1つ以上の開閉器を有する電力系統のシミュレーション方法であって、
前記電力系統の等価回路を表す回路方程式を、前記開閉器の開閉状態を表す論理変数を用いた混合論理動的システムとして表現し、前記論理変数を含む線形状態方程式および線形不等式に変換するシステム変換ステップと、
前記線形不等式と、前記論理変数の値とに基づいて、前記電力系統の第1の状態量を求める不等式演算ステップと、
前記線形状態方程式と、前記第1の状態量および前記論理変数の値とに基づいて、前記電力系統の第2の状態量を求めるシステム演算ステップと、
を有することを特徴とする電力系統のシミュレーション方法。 - 請求項1に記載の電力系統のシミュレーション方法であって、
前記第2の状態量の時系列波形を求める波形演算ステップをさらに有することを特徴とする電力系統のシミュレーション方法。 - 請求項1または請求項2に記載の電力系統のシミュレーション方法であって、
前記論理変数を用いて、前記等価回路の各ノードにおける電圧と電流との関係を示す前記回路方程式を生成する回路方程式生成ステップをさらに有することを特徴とする電力系統のシミュレーション方法。 - 1つ以上の開閉器を有する電力系統の状態量を求める電力系統シミュレータであって、
前記電力系統の等価回路を表す回路方程式を、前記開閉器の開閉状態を表す論理変数を用いた混合論理動的システムとして表現することにより得られる、前記論理変数を含む線形不等式と、前記論理変数の値とに基づいて、前記電力系統の第1の状態量を求める不等式演算部と、
前記回路方程式を前記混合論理動的システムとして表現することにより得られる、前記論理変数を含む線形状態方程式と、前記第1の状態量および前記論理変数の値とに基づいて、前記電力系統の第2の状態量を求めるシステム演算部と、
前記第2の状態量の時系列波形を求める波形演算部と、
を有することを特徴とする電力系統シミュレータ。 - 請求項4に記載の電力系統シミュレータであって、
前記回路方程式を前記混合論理動的システムとして表現し、前記線形状態方程式および前記線形不等式に変換するシステム変換部をさらに有することを特徴とする電力系統シミュレータ。 - 請求項4または請求項5に記載の電力系統シミュレータであって、
前記論理変数を用いて、前記等価回路の各ノードにおける電圧と電流との関係を示す前記回路方程式を生成する回路方程式生成部をさらに有することを特徴とする電力系統シミュレータ。
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