JPH03256530A - デジタル型リアルタイム・シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ この発明は、実感覚あふれたマンマシン装置を備えたデ
ジタル型リアルタイム・シミュレーション装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、デジタル型のシミュレーション装置として、例え
ば電気学会論文誌昭和５９年５月号（Ｐ。

２９７〜Ｐ、３０４）に示すものがあった。このような
電力系統解析におけるデジタル型のシミュレーション装
置において利用されている演算フローチャートを第４図
に示す。

シミュレーション実行の流れとしては第４図に示すよう
に、初期設定（ステップ（４１，））後、発電機母線の
計算（ステップ（／１２））と非発電機母線の計算（ス
テップ（４３））を収束するまで（ステップ（４４））
行い、１回目の時（ステップ（４５））は、各要素の計
算をステップ（４７）〜ステップ（５Ｉ）で行う。

要素の計算後はステップ（４２）に戻る。２回目以降の
場合は、収束判定（ステップ（４８））を行って収束し
た場合はシミュレーションを終了する。

また、他のシミュレーションについては、電気共同研究
、第３４巻、第５号（昭和５４年１月）第３６頁にも掲
載されている。

このように、従来のシステムの現象のシミュレーション
は単一の演算処理装置で、各構成要素を逐次模擬するこ
とによって行っていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のデジタル型シミュレーション装置は、以上のよう
に構成されているので、デジタル型シミュレーション装
置におけるマンマシンの例として、電力系統解析におけ
るデジタル・シミュレーションを考えてみると、電力系
統における解析計算の途中に出力はできず、もっばら計
算終了後に解析結果を、表やグラフにまとめるだけの機
能しか持たなかった。これは解析計算を中断したり、結
果を途中出力することが不可能なロジックであったこと
が直接の原因であるが、そのほかに解析計算が遅いため
リアルタイムな感覚は無く、解析結果のまとめ以外では
マンマシンを必要としなかったということも考えられる
。

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、リアルタイムな出力と状態変更のできるマン
マシン装置を備えたデジタル型シミュレーション装置を
得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るデジタル型リアルタイム・シミュレーシ
ョン装置は、実際の系統現象の進行速度に近い速度で演
算処理でき、演算中の１積分きざみ時間ごとに系統の状
態を出力する電力系統模擬装置、及び上記電力系統模擬
装置の出力を表示すると共に、上記電力系統模擬装置へ
任意の時間に状態変更の割込み操作が可能なマンマシン
装置を備えたものである。

［作用コ この発明における電力系統模擬装置は、リアルタイムで
演算処理ができる計算機により構成されており、さらに
演算の１積分きざみ時間ごとに系統の状態を出力するの
で、実際の現象に近い感覚でリアルタイムにマンマシン
装置に系統状態を表示できる。

また、これにより演算の時間管理が可能となり、シミュ
レーション中における模擬状況の変更もマンマシン装置
を通して行うことができ、実際の事故処理を行っている
かのごとく、データの表示及び処理の実行が行える。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図および第２図は、各々この発明の一実施例によるデジ
タルリアルタイム・シミュレーション装置を示す構成図
であり、図において（３）は通信線（２）によりつなが
れた複数のＣＰ　Ｕ　（１）を持つ分散型計算機により
、構成された電力系統模擬装置、（４）はマンマシン装
置である。

次に動作について説明する。

第３図は、この発明の一実施例に係わる電力系統模擬装
置（３）の１つの母線における処理の手順を示すフロー
チャートである。電力系統装置（３）は、複数個のＣＰ
　Ｕ　（１）を持つ分散型計算機を使用し、各々のＣＰ
　Ｕ　（１）に電力系統を構成する発電機、励磁系、Ｐ
ＳＳ、調速系等の構成要素の微分方程式を割り当てて、
構成要素ごとに分割した計算処理を行い、１個のＣＰＵ
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り、第３図に示すように
、各ＣＰ　Ｕ　（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（Ｐ　Ｓ　Ｓ　（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（］、）で実行されるため、
これらのタスク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、回路網計
算（３８）、母線間データ転送（３９）において、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行う。そして、この回路網計算（
３８）は、時間管理機能（４０）により管理され、デー
タの入力完了後、時間管理機能（４０）より開始許可信
号が与えられた時刻より演算を開始する。

また、上記開始許可信号は、演算中で用いている１積分
きざみ時間間隔ごとに発信させることにより、系統の状
態を所定時間ごとにマンマシン装置（４）に出力できる
。　（第２図矢印Ａ）。

なお、上記回路網方程式の求解方法としては、次式に示
すような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できる。

ｖ１□に＋１１”　　　（狂５＋ΣＹｌ。

＊　Ｖ＋　＜ｋ＋）　／　Ｙ　ＩＩ（１）Ｉ　１　ｌ（
Ｈ＋、１　）　＝　Ｙ　□本Ｖａ＋ΣＹ、。

＊ｖ、、、、１．＋　Ｙ＋＋＊　Ｖ＋ｔ＋に＋ｔ＋　　
　（２）■目（ｋ４１　）→０（３） 即ち、■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Ｖ　ｌｌ＜ｈ＋、）を求める。

ここでアンダーライン部分Ｙ。＊■ｏは等偏重流源に相
当する項であり、発電機母線の電流である。

また、ΣＹ＋３＊Ｖｔ（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。１１．の状態のＶｓｒ＜ｋ
＋ｓｒから（２）式を解いて新しいｌ１ｌ（ｋ＋１．を
求める。

（３）式は（２）式で求めたｌ１ｌ（ｋヤ１．の値が合
価しないことから、■がＯ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は取って計
算する方法をとっており、これにより回路網計算の収束
が速まり、リアルタイムでの系統解析ができるようにな
る。

マンマシン装置では受けたデータもとにして、メータ、
グラフ等人間の実感覚に即した方法で出力してゆくので
、扱う人間からは今まさに事故が起こってメータの針が
触れ、事故データがグラフ出力されているかのように感
じる。また、模擬中に事故中の対策としての装置の状態
変更が、第２図矢印Ｂに示すようにマンマシン側からコ
ントロールでき、実際の系統事故対策の模擬が実際の系
統事故のような感覚で行うことができる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、実際の系統現象の進行
速度に近い速度で演算処理でき、演算中の１積分きざみ
時間ごとに系統の状態を出力する電力系統模擬装置、及
び上記電力系統模擬装置の出力を表示すると共に、上記
電力系統模擬装置へ任意の時間に状態変更の割り込み操
作が可能なマンマシン装置により、デジタル型リアルタ
イム・シミュレーション装置を構成したので、マンマシ
ン装置を通してリアルタイムに実感覚あふれる系統状態
の表示ができる効果がある。さらに、上記マンマシン装
置を通して、シミュレーション中における模擬状況の変
更も行え、実際の事故処理を行っているかのごとく、デ
ータの表示及び処理の実行ができる。

【図面の簡単な説明】

第１−図及び第２図は、各々この発明の一実施例による
デジタルリアルタイム・シミュレーション装置を示す構
成図、第３図はこの発明の一実施例に係わる電力系統模
擬装置の１つの母線における処理の手順を示すフローチ
ャート、並びに第４図は従来のデジタルシミュレーショ
ン装置において利用される演算手順を示すフローチャー
トである。 図において、（３）は電力系統模擬装置、（４）はマン
マシン装置である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 実際の系統現象の進行速度に近い速度で演算処理でき、
   演算中の１積分きざみ時間ごとに系統の状態を出力する
   電力系統模擬装置、及び上記電力系統模擬装置の出力を
   表示すると共に、上記電力系統模擬装置へ任意の時間に
   状態変更の割込み操作が可能なマンマシン装置を備えた
   デジタル型リアルタイム・シミュレーション装置。