報告書番号

H07005

タイトル（和文）

周波数領域分割法に基づく瞬時値解析用送電線モデル

タイトル（英文）

A Transmission Line Model for Electromagnetic Transient Analysis Based on the Frequency Region Partitioning Algorithm

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力系統の瞬時値解析（過渡現象解析）において，架空送電線，地中ケーブルといった線路をいかに精度良く模擬するかが全体の計算精度を左右する。線路は大地と電線の表皮効果により周波数依存性を示す。高い精度を要求される場合，ベクトルフィッティング法（以下，VF法）により周波数特性を近似し相領域線路モデルを用いて計算を行うが，VF法以外の手法の可能性や実測結果との比較を含んだ精度の検討は行われていない。
本稿では，当所開発の周波数領域分割法の最小二乗解計算過程に，桁落ち防止のための特異値分解と実用的な観点から工夫した重み関数を適用することにより，VF法と同等の周波数特性近似精度が得られることを明らかとしている。また，パワーエレクトロニクス機器を含む解析に有利な数値積分法を採用した当所の瞬時値解析プログラムXTAPに相領域線路モデルを導入する手法を開発している。
精度の検証という観点からは，水平配列1回線送電線（線路1），垂直配列2回線送電線（線路2），試験用管路布設ケーブル（線路3）の伝搬特性について相領域線路モデルによる計算結果と理論解を比較し，全線路において両者が良好に一致することを示している。また，線路1，線路3については実測結果との比較を行い，線路1については良好に一致し，線路3については，現状考慮されていないケーブル絶縁体の誘電損に起因する減衰により差異を生じることを明らかとしている。

概要 （英文）

In electromagnetic transient simulations of power systems, the overall accuracy largely depends on how transmission lines such as overhead lines and underground cables are modeled. Transmission lines show frequency dependence due to skin effects in ground soil and wires. It is known that the frequency response of a transmission line can be approximated by the Vec-tor Fitting algorithm, hereafter referred to as VF, and a phase-domain line model which uses the approximated result can be used for obtaining good accuracy. However, other methods have not been tested for the frequency response approximation and investigations of accuracy including comparisons with field tests have not yet been carried out.
This report shows that the Frequency Region Partitioning algorithm developed by CRIEPI can also achieve similar ac-curacy to VF when singular value decomposition and practical weighting are incorporated into its least-squares process. A method to employ a phase-domain line model into an electromagnetic transient analysis program based on the 2-Stage Diago-nally Implicit Runge-Kutta algorithm is also presented.
In terms of accuracy validation, the wave propagation calculations of a horizontally-arranged single-circuit overhead line (Line 1), a vertically-arranged double-circuit line (Line 2), and a test underground cables system (Line 3) are carried out by the phase-domain line model, and it is shown that the calculated results agree well with theoretical results in all cases. The re-sults of Line 1 and 3 are compared with field-test results, and it is shown that a good agreement is found for Line 1 and a dis-crepancy due to dielectric-loss attenuation which is currently ignored in calculations is shown.

報告者

キーワード