報告書番号

H08013

タイトル（和文）

電力系統瞬時値解析の定常初期化を目的とした定常解計算手法の改良

タイトル（英文）

Improvements of a Steady-State Calculation Algorithm for Electromagnetic Transient Simulations of Power Systems

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年，電力系統に生じる種々の現象を波形レベルで解析する瞬時値解析のニーズが高まっている。瞬時値解析のほとんどは，系統の定常状態から出発して計算を行うため，定常解が必要となる。既存の瞬時値解析プログラムの中には，従来の三相潮流計算により定常状態を求めるものもあるが，商用周波の解のみを求めるため，高調波が多く含まれる系統では誤差が大きくなる。
当所では，以前に時間領域法の一つであるシューティング法に基づく定常解計算手法を開発し，高調波を考慮した定常計算を可能とした。この手法は，回路が常微分方程式で表されることを前提とするため，送配電線を模擬するための分布定数線路を取り扱うことができなかった。本報告では，上記手法に対して回路の線形部分は周波数領域，非線形部分は時間領域で解くハイブリッド法の考えを取り入れて改良する。線形部分に分類される分布定数線路は周波数領域で解かれるため問題なく取り扱うことが可能となる。また，従来のハイブリッド法では２重ループのニュートン法を解く必要があり，計算量が多かったが，これを通常のニュートン法に帰着させ，計算量を大きく削減する方法についても述べる。

概要 （英文）

The demand for electromagnetic transient (EMT) simulations of power systems is increasing. Since most EMT simulations have to start from their steady-state solutions, a steady-state calculation algorithm is required. Some of the existing EMT simulation programs have steady-state calculation routines, which give a steady-state solution by a three-phase power flow calculation. However, a three-phase power flow calculation only gives a steady-state solution at 50/60 Hz, and thus, the solution can be erroneous when harmonics are significant.
CRIEPI has developed a steady-state calculation algorithm based on the shooting method, which is one of the time-domain approaches, and the method is able to give a steady-state solution with harmonics taken into account. Since this method assumes that the power network is represented by ordinary differential equations, it cannot deal with distributed-parameter lines for modeling transmission lines which are described by partial differential equations. In this report, the method will be improved by introducing the concept of the hybrid approach that solves the linear part of the network in the frequency domain and the nonlinear part in the time domain. Since the distributed-parameter lines are classified into the linear part, their partial differential equations are transformed into algebraic equations, and thus, they are solved in a straightforward way. In addition, this report describes how to reduce the time-consuming double Newton loops in the conventional hybrid approaches into a single one, and this improved method is implemented in the proposed steady-state solution algorithm.

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