報告書番号

T99021

タイトル（和文）

電力系統解析への分岐理論の適用 -－非線形振動現象の安定性判別の可能性－-

タイトル（英文）

Application of Bifurcation Theory to Electric Power System Analysis -Possibility of Stability Distinction of Nonlinear Oscillation Phenomena-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力系統の効率運用に伴う送電線の重潮流化により、系統現象は非線形性の強いものとなる。非線形系では、パラメータが連続的に変化したとき、あるところで系の性質が質的に変化する分岐現象と呼ばれる現象が生じる。本報告では電力系統で起こる分岐現象、およびその解析手段である分岐理論について調査を行い、分岐理論の電力系統への適用の可能性を調査した。その結果、分岐の中でも、実質的に安定限界を定め、安定平衡点のまわりの安定領域を削る可能性があり、振動現象と関係し動的不安定性を生じる、ホップ分岐が特に重要であることがわかった。また分岐理論を一機無限大母線に適用した結果、従来の線形解析では行えない、2種類あるホップ分岐の判別が可能であることがわかった。また分岐理論を応用して、ホップ分岐により削られる安定領域の広さを評価する方法を提案し、提案手法により分岐点に近いところでは、安定領域を評価できることを検証した。

概要 （英文）

Phenomena in electric power systems tend to exhibit higher nonlinearity because severer power transfer is required for efficient operation. In nonlinear systems, qualitative properties may change suddenly at certain parameter values when parameters are quasistatically varied. Such changes are known as bifurcation phenomena. In this report, bifurcation phenomena in electric power systems and bifurcation theory, which is a general analysis tool for bifurcation, are investigated. As a result, Hopf bifurcation, which is related to oscillation and causes dynamic instability, is considered to have a more important role than other types of bifurcation. This is because Hopf bifurcation limits the range of stable operation substantially, and can shrink the stability region around the equilibrium point. It is possible to distinguish two types of Hopf bifurcation using bifurcation theory in a one-machine-to-infinite-bus system, it is impossible by the conventional linear analysis. Based on bifurcation theory, a method for evaluating the stability region shrunk by Hopf bifurcation is proposed, and the validity of this method is verified at operation points near Hopf bifurcation points.

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