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電力需要がさらに増加する中で、独立電力事業者、新エネルギーとして太陽電池発電・風力発電・燃料電池発電などの分散電源が進展すると、電力システムの過渡安定度の向上がいっそう要求されるため、電力システムの心臓にあたる発電機の制御は今後ますます重要な役割を果たすものと考えられる。
特にAVRの入力ゲインに関しては、故障により発生した動揺を速やかに収束させるために高ゲインを設定しているが、発電機の絶縁強度の制約でリミッタを設けており、励磁電圧をリミッタに当てて動揺を押さえ込んでいる。リミッタにあてることは、システムを切り替えていることになり、切り替えを含むシステム(ハイブリッドシステム)の制御理論が研究され始めたばかりであることを考慮すると、AVRの入力ゲインの設計が極めて困難であることが分かる。現状では経験に基づいたゲインが設定されており、平衡点制御に関する本研究の動機はその点に起因している。研究課題の本年度の成果を要約すると、(1)過負荷での運転時は、運転点が発電機の電力位相角曲線上の非線形領域にあり、その場合の動揺発生には線形制御より非線形制御が有効であることを、平衡点制御を行うことによりモデル系統で検証することができた。
(2)AVR・GOVリミッタ到達前後、負荷・電力機器投入前後などが電力システムにおいてハイブリッドシステムとみなせる状態であり、今回は故障回線除去前後の状態を対象として平衡点解析を行い、不安定平衡点の座標を移す制御入力ゲインを決定した。その結果、不安定平衡点が安定平衡点から遠ざかるようにゲインを決定すると、比較的簡単に、故障回線除去前後をハイブリッドシステムとみなして安定化制御できることが分かった。
があげられる。
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