報告書番号

R07

タイトル（和文）

電力系統における同期安定度の非線形動特性解析とその制御系設計への応用

タイトル（英文）

Nonlinear dynamic analysis of rotor angle stability in power system and its application to control design

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

今後の電力系統においては，既存設備を最大限に活用していくことから，安定限
界付近での運用が行なわれ，系統の非線形性をが増すと考えられる。
このため，この非線形性を適切に考慮できる新しい安定性解析手法や制御系手法
が必要となると考えられる。
(1) 非線形理論を用いることにより，線形解析では扱えなかった振動発散に関する安
定性を判定する手法を開発した。この手法では，系統の非線形性の影響を動
揺振幅の変化に対する減衰の変化という形で表現する。
(2) 開発した安定性解析手法を基に，非線形性を考慮して振動発散に対する安定性を
高める制御系(PSS)設計手法を開発した。この手法は，振動発散に関する安定領域を拡大
するように制御系定数を調整することによって，限界送電電力の増加を図るもので
ある。開発した設計手法を標準系統モデルのPSS の定数設定に適用し，線形
解析（固有値解析）に基づく設計と比べて限界送電電力を増加できることを示した

概要 （英文）

Electrical phenomena in power systems tend to exhibit higher nonlinearity, because more efficient operation
accompanies severer power transfer. Therefore, it is necessary a new stability analysis method and a new control design
scheme taking the nonlinearity into consideration.
(1) We propose stability indices of power swing oscillation taking nonlinearity into consideration. For a relatively large
oscillation to which eigenanalysis cannot be applied, we approximately describe the effect of nonlinearity up to the third
order in the form of the change in oscillation characteristics (damping factor and period) with respect to the change in
amplitude.
(2) We propose a new PSS parameter design scheme based on the nonlinear stability analysis method. The proposed
design is effective for suppression of oscillatory instability. In the proposed design, parameters of PSS are adjusted so as to
enlarge the stability limit with respect to oscillatory instability. We verify its effectiveness in a longitudinal power system
model, and we show that it can enhance the transient stability.

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