JP3053634B2 - 電力系統解析シミュレータ・システム - Google Patents
電力系統解析シミュレータ・システムInfo
- Publication number
- JP3053634B2 JP3053634B2 JP2055625A JP5562590A JP3053634B2 JP 3053634 B2 JP3053634 B2 JP 3053634B2 JP 2055625 A JP2055625 A JP 2055625A JP 5562590 A JP5562590 A JP 5562590A JP 3053634 B2 JP3053634 B2 JP 3053634B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- simulator
- power system
- analog
- digital
- phenomena
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y02E60/76—
-
- Y04S40/22—
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、大規模な電力系統をリアルタイムで模擬
できる電力系統解析シミュレータ・システムに関するも
のである。
できる電力系統解析シミュレータ・システムに関するも
のである。
［従来の技術］ 従来、電力系統を模擬するシミュレータとしては、例
えばカタログ「高性能系統解析試験装置APSA」（関西電
力）に示されるような電力系統を構成する構成要素１つ
１つを模擬した装置を数多く組み合わせたアナログ型電
力系統シミュレータと、各構成要素を計算式を用いたコ
ンピュータにより解析するデジタル型電力系統シミュレ
ータがあった。デジタル型電力系統シミュレータとして
は、高速処理ができるものとして特願平１−245493号明
細書に示すものが提案されている。第２図はこのような
先行技術によるデジタル型シミュレータを示す構成図で
あり、複数個のCPU（１）を持つ分散型計算機を使用
し、各々のCPU（１）に電力系統を構成する発電機、励
磁系、PSS、調速系等の構成要素の微分方程式を割り当
てて、構成要素毎に分割した計算処理を行い、１個のCP
Uに対する処理の負荷を減らしながら分散処理を行っ
て、高速に計算処理を行うものである。
えばカタログ「高性能系統解析試験装置APSA」（関西電
力）に示されるような電力系統を構成する構成要素１つ
１つを模擬した装置を数多く組み合わせたアナログ型電
力系統シミュレータと、各構成要素を計算式を用いたコ
ンピュータにより解析するデジタル型電力系統シミュレ
ータがあった。デジタル型電力系統シミュレータとして
は、高速処理ができるものとして特願平１−245493号明
細書に示すものが提案されている。第２図はこのような
先行技術によるデジタル型シミュレータを示す構成図で
あり、複数個のCPU（１）を持つ分散型計算機を使用
し、各々のCPU（１）に電力系統を構成する発電機、励
磁系、PSS、調速系等の構成要素の微分方程式を割り当
てて、構成要素毎に分割した計算処理を行い、１個のCP
Uに対する処理の負荷を減らしながら分散処理を行っ
て、高速に計算処理を行うものである。
なお、（２）は各CPUをつなぐ通信線である。
第３図は、上記先行技術によるシミュレータにおい
て、構成要素をなす１つの母線における処理の手順を示
すフローチャートであり、各CPU（１）で行われる微分
方程式の求解過程においては、図に示すように各発電機
母線（31）の電気系（PSS（33）・励磁系（34）・発電
機（35））と機械系（運動系（36）・調速系（37））
は、並列して計算することができる。これらの発電機・
制御系は別のCPU（１）で実行されるため、これらのタ
クス間にデータ授受が必要である。また、非発電機母線
（32）は、ダイナミックスの計算をするタスクとの通信
は不要である。
て、構成要素をなす１つの母線における処理の手順を示
すフローチャートであり、各CPU（１）で行われる微分
方程式の求解過程においては、図に示すように各発電機
母線（31）の電気系（PSS（33）・励磁系（34）・発電
機（35））と機械系（運動系（36）・調速系（37））
は、並列して計算することができる。これらの発電機・
制御系は別のCPU（１）で実行されるため、これらのタ
クス間にデータ授受が必要である。また、非発電機母線
（32）は、ダイナミックスの計算をするタスクとの通信
は不要である。
このようにして、分散処理された結果を用い、母線間
の関係を表わす回路網方程式を母線間のデータを転送し
ながら収束するまで計算する。
の関係を表わす回路網方程式を母線間のデータを転送し
ながら収束するまで計算する。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の電力系統解析シミュレータは、以上のような構
成であり、上述したアナログ型シミュレータは、電力系
統を構成する発電機、AVR、ガバナ等の発電制御装置、
変圧器、負荷、SVC、送電線等の要素を実際に配線した
ミニモデルによって模擬するため、模擬する系統が大規
模になれば大きな体積を占めていた。例えばAPSAでは発
電機が30個という系統を模擬させるために、模擬装置だ
けで約700m2という広い面積を占めており、大規模な電
力系統を模擬することは装置の占有面積を考えると限界
があった。また、系統を変更しようとしても、精密に配
線されている結線をつなぎかえることは非常に大変な作
業であった。一方、デジタル型では、先に示した電力系
統を構成する要素を表現する微分方程式を計算させるわ
けであるが、収束計算が必要なため分散型計算機を用い
ても高速の現象を解析することは難しいように思われ、
また、実際の現像を方程式にモデル化しているため実際
の機器との誤差を免れることはできなかった。
成であり、上述したアナログ型シミュレータは、電力系
統を構成する発電機、AVR、ガバナ等の発電制御装置、
変圧器、負荷、SVC、送電線等の要素を実際に配線した
ミニモデルによって模擬するため、模擬する系統が大規
模になれば大きな体積を占めていた。例えばAPSAでは発
電機が30個という系統を模擬させるために、模擬装置だ
けで約700m2という広い面積を占めており、大規模な電
力系統を模擬することは装置の占有面積を考えると限界
があった。また、系統を変更しようとしても、精密に配
線されている結線をつなぎかえることは非常に大変な作
業であった。一方、デジタル型では、先に示した電力系
統を構成する要素を表現する微分方程式を計算させるわ
けであるが、収束計算が必要なため分散型計算機を用い
ても高速の現象を解析することは難しいように思われ、
また、実際の現像を方程式にモデル化しているため実際
の機器との誤差を免れることはできなかった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、大規模な電力系統の現象を手軽な設定で模
擬でき、さらに系統の変更も簡単にできるうえ、計算機
で解析し難い実機器の現像も解析できる電力系統解析シ
ミュレータ・システムを得ることを目的とする。
れたもので、大規模な電力系統の現象を手軽な設定で模
擬でき、さらに系統の変更も簡単にできるうえ、計算機
で解析し難い実機器の現像も解析できる電力系統解析シ
ミュレータ・システムを得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る電力系統解析シミュレータ・システム
は、デジタル型電力系統シミュレータとアナログ型電力
系統シミュレータとを接続し、各シミュレータ間でデー
タの転送をするA/D・D/A変換装置を備えたものである。
は、デジタル型電力系統シミュレータとアナログ型電力
系統シミュレータとを接続し、各シミュレータ間でデー
タの転送をするA/D・D/A変換装置を備えたものである。
［作用］ この発明における電力系統解析シミュレータ・システ
ムは、アナログ型シミュレータとデジタル型リアルタイ
ム・シミュレータをA/D・D/A変換装置によって接続する
ことにより、アナログ、デジタル両者の長所を生かし
た、大規模な電力系統のリアルタイムなシミュレーショ
ンを行うことができる。
ムは、アナログ型シミュレータとデジタル型リアルタイ
ム・シミュレータをA/D・D/A変換装置によって接続する
ことにより、アナログ、デジタル両者の長所を生かし
た、大規模な電力系統のリアルタイムなシミュレーショ
ンを行うことができる。
即ち、アナログ型シミュレータにデジタル型シミュレ
ータよりのデータを追加することにより、アナログ型の
系統を容易に大規模にでき、また、データの変更により
簡単に系統変更ができる。さらに、アナログ型シミュレ
ータのデータをデジタル型シミュレータに送ることによ
り、アナログ型シミュレータで発生した現象をデジタル
型シミュレータで解析し、実際の機器との誤差を減らす
ことができる。
ータよりのデータを追加することにより、アナログ型の
系統を容易に大規模にでき、また、データの変更により
簡単に系統変更ができる。さらに、アナログ型シミュレ
ータのデータをデジタル型シミュレータに送ることによ
り、アナログ型シミュレータで発生した現象をデジタル
型シミュレータで解析し、実際の機器との誤差を減らす
ことができる。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（３）は電力系統の構成要素を小型装置
（４）によって模擬し、それを組み合わせることによっ
て系統を構成させるアナログ型電力系統シミュレータ、
（５）は実際の系統現象の進行速度に近い速度で演算処
理して、電力系統の現象をリアルタイムで模擬するデジ
タル型電力系統シミュレータ、（６）はアナログ型シミ
ュレータ（３）とデジタル型シミュレータ（５）を接続
し、各シミュレータ（３）（５）間でデータの転送をす
るA/D・D/A変換装置である。
１図において、（３）は電力系統の構成要素を小型装置
（４）によって模擬し、それを組み合わせることによっ
て系統を構成させるアナログ型電力系統シミュレータ、
（５）は実際の系統現象の進行速度に近い速度で演算処
理して、電力系統の現象をリアルタイムで模擬するデジ
タル型電力系統シミュレータ、（６）はアナログ型シミ
ュレータ（３）とデジタル型シミュレータ（５）を接続
し、各シミュレータ（３）（５）間でデータの転送をす
るA/D・D/A変換装置である。
上記デジタル型シミュレータ（５）は、例えば前述し
た第２図、第３図に示すデジタル型シミュレータを用
い、第３図における回路網計算において、次式に示すよ
うな求解方法を用いることにより、より高速に演算処理
ができ、リアルタイムで電力系統の現象を模擬すること
ができる。
た第２図、第３図に示すデジタル型シミュレータを用
い、第３図における回路網計算において、次式に示すよ
うな求解方法を用いることにより、より高速に演算処理
ができ、リアルタイムで電力系統の現象を模擬すること
ができる。
即ち、Ｖを既知数としてＩ＝YV（Ｙはアドミッタン
ス）の式に代入し、単なる代数方程式を計算することに
より解く方法をとり、まずＩ＝YVの行列式から（１）式
の計算を行い、新しいVii(k+1)を求める。ここで、アン
ダーライン部分YG＊VGは、等価電流源に相当する項であ
り、発電機母線の電流である。また、ΣNij＊Vj(k)は今
の状態（ｋ）における、母線ｉと直接接続する母線ｊの
電流の合計である。次に（１）で求めた新しい（ｋ＋
１）の状態のVij(k+1)から（２）式を解いて新しいI
ii(k+1)を求める。（３）式は、（２）式で求めたI
ii(k+1)の値が合値しないことから、Ｉが０になるまで
収束計算を行うことを示している。
ス）の式に代入し、単なる代数方程式を計算することに
より解く方法をとり、まずＩ＝YVの行列式から（１）式
の計算を行い、新しいVii(k+1)を求める。ここで、アン
ダーライン部分YG＊VGは、等価電流源に相当する項であ
り、発電機母線の電流である。また、ΣNij＊Vj(k)は今
の状態（ｋ）における、母線ｉと直接接続する母線ｊの
電流の合計である。次に（１）で求めた新しい（ｋ＋
１）の状態のVij(k+1)から（２）式を解いて新しいI
ii(k+1)を求める。（３）式は、（２）式で求めたI
ii(k+1)の値が合値しないことから、Ｉが０になるまで
収束計算を行うことを示している。
このように、この発明における回路網計算では、１つ
の母線を計算する際に、直接その母線に送電線、変圧器
等で接続されている母線の情報のみを受け取って計算す
る方法をとっており、回路網計算の収束を速めることが
できる。
の母線を計算する際に、直接その母線に送電線、変圧器
等で接続されている母線の情報のみを受け取って計算す
る方法をとっており、回路網計算の収束を速めることが
できる。
このようなリアルタイムのデジタル型シミュレータ
（５）と上記アナログ型シミュレータ（３）をA/D・D/A
変換装置（６）によって接続することによって、模擬す
るシステムの追加変更が簡単に行える他、アナログ・シ
ミュレータで起こった現象の細かい解析処理ができる。
即ち、アナログ型シミュレータから送られてくるデータ
をデジタル信号にA/D変換して計算機に出力し、アナロ
グ型シミュレータの各機器に対応するデジタル型シミュ
レータの各系統の現象が解析でき、デジタル型シミュレ
ータの各系統のモデル化がより精密にできる。また、デ
ジタル型シミュレータから送られてくるデータをD/A変
換した変換データをアナログ型シミュレータのアナログ
データに追加することによって、大規模の現象解析が可
能となり、従来のアナログ型シミュレータではできなか
った大規模電力系統の模擬が手軽な設定でできるように
なる。
（５）と上記アナログ型シミュレータ（３）をA/D・D/A
変換装置（６）によって接続することによって、模擬す
るシステムの追加変更が簡単に行える他、アナログ・シ
ミュレータで起こった現象の細かい解析処理ができる。
即ち、アナログ型シミュレータから送られてくるデータ
をデジタル信号にA/D変換して計算機に出力し、アナロ
グ型シミュレータの各機器に対応するデジタル型シミュ
レータの各系統の現象が解析でき、デジタル型シミュレ
ータの各系統のモデル化がより精密にできる。また、デ
ジタル型シミュレータから送られてくるデータをD/A変
換した変換データをアナログ型シミュレータのアナログ
データに追加することによって、大規模の現象解析が可
能となり、従来のアナログ型シミュレータではできなか
った大規模電力系統の模擬が手軽な設定でできるように
なる。
また、アナログ型シミュレータのアナログデータを、
デジタル型シミュレータから送られてくる変換データに
変換することにより、系統の変更が容易に行える。さら
に、アナログ型シミュレータの初期状態の設定をデジタ
ル型シミュレータ側より送り込むことにより、所望の試
験状態が早く達成できるという効果もある。
デジタル型シミュレータから送られてくる変換データに
変換することにより、系統の変更が容易に行える。さら
に、アナログ型シミュレータの初期状態の設定をデジタ
ル型シミュレータ側より送り込むことにより、所望の試
験状態が早く達成できるという効果もある。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、デジタル型電力系
統シミュレータとアナログ型電力系統シミュレータとを
接続し、各シミュレータ間でデータの転送をするA/D・D
/A変換装置を備えたので、大規模な電力系統の現象を手
軽な設定で、アナログ型電力系統シミュレータにおいて
正確に模擬でき、さらに、系統の変更も簡単にできると
共に、計算機で解析し難い実機器の現象もより細かに解
析でき、アナログ・デジタル両者の長所を生かした大規
模な電力系統のより正確でリアルタイムなシミュレーシ
ョンを行うことができる効果がある。
統シミュレータとアナログ型電力系統シミュレータとを
接続し、各シミュレータ間でデータの転送をするA/D・D
/A変換装置を備えたので、大規模な電力系統の現象を手
軽な設定で、アナログ型電力系統シミュレータにおいて
正確に模擬でき、さらに、系統の変更も簡単にできると
共に、計算機で解析し難い実機器の現象もより細かに解
析でき、アナログ・デジタル両者の長所を生かした大規
模な電力系統のより正確でリアルタイムなシミュレーシ
ョンを行うことができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による電力系統解析シミュ
レーション・システムを示す構成図、第２図は従来のデ
ジタル型シミュレータを示す構成図、及び第３図は従来
のデジタルシミュレータにおける１つの母線の演算処理
手順を示すフローチャートである。 図において（３）はアナログ型電力系統シミュレータ、
（４）は小型装置、（５）はデジタル型電力系統シミュ
レータ、（６）はA/D・D/A変換装置である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
レーション・システムを示す構成図、第２図は従来のデ
ジタル型シミュレータを示す構成図、及び第３図は従来
のデジタルシミュレータにおける１つの母線の演算処理
手順を示すフローチャートである。 図において（３）はアナログ型電力系統シミュレータ、
（４）は小型装置、（５）はデジタル型電力系統シミュ
レータ、（６）はA/D・D/A変換装置である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藁科 茂 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１ 号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 佐藤 信之 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１ 号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 田岡 久雄 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社産業システム研究所内 (72)発明者 伊与田 功 東京都千代田区丸の内２丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 野口 秀夫 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番 ２号 三菱電機株式会社制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−162834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−142535（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】実際の系統現象の進行速度に近い速度で演
算処理し、電力系統の現象をリアルタイムで模擬するデ
ジタル型電力系統シミュレータと、電力系統を構成する
構成要素を模擬する小型装置を複数個組み合せて電力系
統の現象を模擬するアナログ型電力系統シミュレータ
と、上記デジタル型電力系統シミュレータと上記アナロ
グ型電力系統シミュレータとを接続し、各上記シミュレ
ータ間でデータの転送をするA/D・D/A変換装置とを備え
た電力系統解析シミュレータ・システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055625A JP3053634B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 電力系統解析シミュレータ・システム |
| CA002037371A CA2037371C (en) | 1990-03-06 | 1991-02-28 | Electric power system simulator |
| EP91103265A EP0445713B1 (en) | 1990-03-06 | 1991-03-04 | Electric power system simulator |
| DE69133132T DE69133132T2 (de) | 1990-03-06 | 1991-03-04 | Simulator für ein elektrisches Leistungssystem |
| US07/665,192 US5317525A (en) | 1990-03-06 | 1991-03-05 | Electric power system simulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055625A JP3053634B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 電力系統解析シミュレータ・システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03256529A JPH03256529A (ja) | 1991-11-15 |
| JP3053634B2 true JP3053634B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=13003963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055625A Expired - Lifetime JP3053634B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 電力系統解析シミュレータ・システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053634B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162834A (en) * | 1979-06-07 | 1980-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | Power system transient stability calculator |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP2055625A patent/JP3053634B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03256529A (ja) | 1991-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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