多地点同期計測ゆらぎによる電力システムのリアルタイムモデリングと安定度監視

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450107
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 斎藤 浩海 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10202079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 博道 東北電力株式会社, 研究開発センター・電力系統グループ, 研究室長(研究職)
• Keywords: 電力系統 / システム同定 / 安定性 / 同期計測 / GPS / リアルタイム / 並列計算

Research Abstract

本研究の目的は、多地点で同時刻に計測された電力ゆらぎから大規模電力システムの動特性モデルをリアルタイムで同定し、その同定モデルを利用して電力システムの安定度を評価する方法を明らかにすることにある。平成13年度は、ゆらぎから同定した電力システムモデルによる安定度評価法の開発を中心に、以下の研究成果を得た。
1.昨年度に開発した電力システム動特性の同定法を利用して、電力システムの定態安定度評価の指標となる動揺モードの固有値をオンラインで推定する方法を開発した。開発した固有値推定法の妥当性を、送電ネットワークの非線形特性を含めた中規模電力システムモデルとParkの式により発電機を詳細に模擬した小規模モデルの計算機シミュレーションを通じて検証した結果、精度良く固有値を推定でき得ることが明らかになった。
2.電力システムの定態安定度を左右する弱制動な長周期動揺モードの固有値を、少数の発電機の回転速度と内部位相角から推定するための手法を開発した。開発手法は、複数の発電機が長周期モードに関してコヒーレントに動揺するという性質を利用しており、広域的な大規模電力システムの安定度評価に適した方法であることを中規模電力システムモデルのシミュレーションから明らかにした。また、昨年度導入した並列計算システムに新たに8台のCPUを増設し、開発手法をリアルタイムで実行する方式についても基礎的な検討を行った。
3.東北電力(株)が現有する系統動揺記録解析システムの実測データを使用して、負荷変動の確率分布特性を分析した。その結果、10秒間程度の期間における微小な負荷変動は、ほぼ正規分布に従うことを明らかにした。この負荷変動の性質は固有値推定法の精度向上を図る上で有用な知見である。

Research Products

• [Publications] 三浦圭樹: "同期計測ゆらぎを利用した電力システムのオンライン同定に関する検討"平成13年度電気学会電力・エネルギー部門大会論文集(分冊A). 137. 476-477 (2001)
• [Publications] 斎藤浩海: "超分散電源ネットワークの動的現象に関する基礎検討"平成13年度電気学会電力・エネルギー部門大会論文集(分冊A). 177. 556-557 (2001)
• [Publications] 三浦圭樹: "多地点同期計測に基づくオンライン固有値推定"電気学会電力技術・電力系統技術研究会資料. PE-01-111. 77-82 (2001)
• [Publications] 本田秀樹: "配電系統の電圧適正化を目的とした需要家協力システムの評価用モデル"電気学会論文誌B. 121・11. 1506-1516 (2001)
• [Publications] 三浦圭樹: "電力システムのスローモード解析に適した同期計測地点の選定法"平成14年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (2002)
• [Publications] 古川健太: "マルチCPUを用いた分散貯蔵装置群による潮流制御のシミュレーション"平成14年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (2002)