報告書番号

R12005

タイトル（和文）

電力系統瞬時値解析プログラムの開発（その６）―非線形回路に対する精度向上―

タイトル（英文）

Development of an Electromagnetic Transient Analysis Program for Power Systems (Part 6) - Performance Improvements for Nonlinear Circuits -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では優れた解析性能を持つ瞬時値解析プログラムXTAPの開発を進めている。XTAPでは回路計算を行う際の積分手法に2S-DIRKを用いているが，2S-DIRKでダイオードを含む回路など非線形性の強い回路をシミュレーションすると，数値計算上のスパイクが出る場合があった。このスパイクは現実には発生しないため，使用者が実際の過電圧，過電流と区別する必要があった。
2S-DIRKの積分過程はA. 1段目の計算，B. 変数変換，C. 2段目の計算，の3つの計算過程に分解できる。ダイオードのように素子の特性が急激に折れ曲がっていると，変数変換の際に行き過ぎが生じ，変数変換後の動作点が素子本来の特性から外れてしまう。この行き過ぎによりスパイクが発生することが判明した。
変数変換の際の行き過ぎが，スパイク発生の原因であるため，1段目の計算のみ素子の特性を縮小した特性を用いて計算を行う手法（以降，特性補償法）を考案した。特性補償法では，変数変換後でも，回路の動作点が素子特性上に乗ることが保証されており，数値計算上のスパイクを防止できる。

概要 （英文）

Electromagnetic transient analysis programs have been used for simulations of abnormal voltages and currents in power systems, and they are now used also for simulations related to power quality problems and power electronics controllers. To this end, CRIEPI has been developing XTAP (eXpandable Transient Analysis Program).
Though 2S-DIRK which is adopted on XTAP is superior method, there is a case that numerical spike occur at circuits with strongly nonlinear devices such as diodes. This report proposes a new integral calculation method about 2S-DIRK for accurate solving strongly nonlinear circuits. The proposed method is to vary nonlinear characteristics of devices at every stage of 2S-DIRK. Effectiveness of proposed method is verified in some circuits.

報告者

キーワード