JP3459158B2 - Power system simulation method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統過渡現
象を電気系と機械系とに分離して正しい解析結果を得る
ことのできる電力系統シミュレーション方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power system simulation method capable of separating a power system transient phenomenon into an electric system and a mechanical system to obtain a correct analysis result.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電力系統過渡現象を解析するための従来
一般に行われている手法は、「電力系統過渡解析論」
（関根泰次、オーム社、１９８４）に示されている。こ
の手法の特徴は電力系統の交流電気回路ベクトル変数を
実数に変換する。このため、過渡状態同期発電機交流電
気回路方程式のみで電気系の解が得られず、電力系統電
気系の過渡現象を解明できない。そこで電気系定数にい
くつかの補正設定を施し、電力系統電気系と電力系統機
械系の連立方程式で電気系および機械系の過渡現象を解
明する。2. Description of the Related Art A generally used method for analyzing power system transient phenomena is "power system transient analysis theory".
(Taiji Sekine, Ohmsha, 1984). The feature of this method is to convert AC electric circuit vector variables of the power system into real numbers. Therefore, the solution of the electric system cannot be obtained only by the transient state synchronous generator AC electric circuit equation, and the transient phenomenon of the electric system of the electric power system cannot be clarified. Therefore, some correction settings are applied to the electric system constants, and the transient phenomena of the electric system and the mechanical system are clarified by the simultaneous equations of the electric system electric system and the electric system mechanical system.

【０００３】図１２は、この「電力系統過渡解析論」に
示されている電力系統過渡現象を解析するための従来の
手法をもとにした電力系統シミュレーション方法の構成
を示すフローチャートである。このフローチャートによ
れば、先ず、電力系統の初期潮流を計算し（ステップＳ
Ｔ１）、さらに電力系統の発電機諸量の初期値を計算す
る（ステップＳＴ２）。そして、電力系統の状態変化を
計算し（ステップＳＴ３）、電力系統各部分の電圧、電
流を計算し（ステップＳＴ４）、電力系統微分方程式を
計算し（ステップＳＴ５）、さらに前記計算した電力系
統微分方程式で次のステップを計算し（ステップＳＴ
６）、電力系統シミュレーションが終了するまでステッ
プＳＴ４からステップＳＴ６までの処理を繰り返す。FIG. 12 is a flowchart showing the configuration of a power system simulation method based on a conventional method for analyzing a power system transient phenomenon shown in the "power system transient analysis theory". According to this flowchart, first, the initial power flow of the power system is calculated (step S
T1), and further, the initial values of the generator quantities of the electric power system are calculated (step ST2). Then, the state change of the power system is calculated (step ST3), the voltage and current of each part of the power system are calculated (step ST4), the power system differential equation is calculated (step ST5), and the calculated power system differential is calculated. Calculate the next step in the equation (step ST
6) The processing from step ST4 to step ST6 is repeated until the power system simulation is completed.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の電力系統シミュ
レーション方法は以上のように構成されていたので、時
定数の異なる電力系統電気系と電力系統機械系とを分離
することができず、電力系統過渡現象を正しく解析する
ことが困難であり、電力系統の送電限界を求める場合な
どに障害となる課題があった。また、電力系統電気系解
析において電気回路の解析解が得られないため、電気系
の過渡現象が不明確な状態で電力系統シミュレーション
を行うため、電力系統の最適な高速制御を行うための正
しいシミュレーションが実現できない課題があった。Since the conventional power system simulation method is configured as described above, it is not possible to separate the power system electrical system and the power system mechanical system having different time constants from each other. It is difficult to correctly analyze transient phenomena, which poses a problem when finding the transmission limit of a power system. In addition, since the analysis solution of the electric circuit cannot be obtained in the electric system electric system analysis, the electric power system simulation is performed in the state where the transient phenomenon of the electric system is unclear. There was a problem that could not be realized.

【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、時定数の異なる電力系統電気系
と電力系統機械系とを分離し電力系統過渡現象を正しく
解析し、さらに電力系統の最適な高速制御を行うための
シミュレーションを実現する電力系統シミュレーション
方法を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and separates a power system electrical system and a power system mechanical system having different time constants from each other to correctly analyze a power system transient phenomenon, and further The purpose of the present invention is to obtain a power system simulation method that realizes a simulation for optimal high-speed control of the system.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る電力系統シミュレーション方法は、電力系統の電気系
過渡現象の解析にスパイラルベクトル理論を適用し、According to a first aspect of the present invention, there is provided a power system simulation method, wherein spiral vector theory is applied to analysis of an electric system transient phenomenon of a power system,

【数３】 により、前記電力系統の電流一般解の解析を行う電力系
統電気系解析過程と、該電力系統電気系解析過程による
解析結果をもとに、 [Equation 3] According to the power system electric system analysis process for analyzing the current general solution of the power system, and the analysis result by the power system electric system analysis process,

【数４】 により、前記電力系統の機械系の解析を行う電力系統機
械系解析過程と、該電力系統機械系解析過程による解析
結果をもとに、前記電力系統電気系解析過程で得られた
解析結果の各定数を修正して前記電力系統機械系解析過
程による解析結果を前記電力系統電気系解析過程へ反映
させる反映過程とを備えるようにしたものである。 [Equation 4] Accordingly, a line power sale power grid mechanical analysis process to analyze the mechanical system of the power system, on the basis of the analysis result by said power grid mechanical analysis step, obtained in the power system electrical system analysis process
Correct each constant of the analysis result and
And a reflection process of reflecting the analysis result according to the process to the electric power system electric system analysis process .

【０００７】 請求項２記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、シミュレートしようとする状況につ
いての電力系統の初期状態に応じた定数を設定する初期
条件設定過程を有し、該初期条件設定過程で前記定数が
設定された前記初期状態に応じた前記状況発生時の過渡
現象について前記電力系統の電気系の解析を行う電力系
統電気系解析過程と、該電力系統電気系解析過程による
前記状況発生時の解析結果をもとに前記状況発生時の前
記電力系統の機械系の解析を行う電力系統機械系解析過
程とを備えるようにしたものである。 A power system simulation method according to a second aspect of the present invention includes an initial condition setting process for setting a constant according to an initial state of the power system for a situation to be simulated, and the initial condition setting process. In the electric power system electric system analysis process of analyzing the electric system of the electric power system for the transient phenomenon at the time of the situation occurrence according to the initial state in which the constant is set, and the situation occurrence by the electric power system electric system analysis process And a power system mechanical system analysis process for analyzing the mechanical system of the power system when the situation occurs based on the analysis result of time.

【０００８】 請求項３記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、電力系統で発生する負荷変動の発生
条件初期状態に応じた定数を設定する初期条件設定過程
を有し、該初期条件設定過程で前記定数が設定された負
荷変動発生の際の条件である初期状態に応じた負荷変動
発生時の過渡現象について前記電力系統の電気系の解析
を行う電力系統電気系解析過程と、該電力系統電気系解
析過程による前記負荷変動発生時の解析結果をもとに前
記負荷変動発生時の前記電力系統の機械系の解析を行う
電力系統機械系解析過程とを備えるようにしたものであ
る。 A power system simulation method according to a third aspect of the present invention includes an initial condition setting step of setting a constant according to an initial condition of a load fluctuation occurrence condition in the power system. A power system electrical system analysis process for analyzing the electrical system of the power system regarding a transient phenomenon at the time of load variation according to an initial state that is a condition at the time of load variation in which the constant is set, and the power system electrical process. And a power system mechanical system analysis process for analyzing a mechanical system of the power system when the load change occurs based on an analysis result when the load change occurs in the system analysis process.

【０００９】 請求項４記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、負荷変動発生以降の過渡現象につい
ての電力系統の電気系の解析結果から得られた電力系統
同期機の発生出力を求める電力系統同期機発生出力演算
過程と、前記電力系統同期機発生出力演算過程で求めた
前記電力系統同期機の発生出力をもとに電力系統機械系
の状態変化量を求める状態変化量演算過程と、前記状態
変化量演算過程で求めた状態変化量に応じて電力系統電
気系解析過程で得られた解析結果の各定数を修正するこ
とで、電力系統機械系解析過程による解析結果を前記電
力系統電気系解析過程へ反映させる反映過程とを備える
ようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electric power system simulation method for obtaining a generated output of an electric power system synchronous machine obtained from an analysis result of an electric system of the electric power system regarding a transient phenomenon after occurrence of load fluctuation. Machine generation output calculation process, state change amount calculation process for obtaining a state change amount of a power system mechanical system based on the generation output of the power system synchronous machine obtained in the power system synchronous machine generation output calculation process, and the state By modifying each constant of the analysis result obtained in the electric power system electrical system analysis process according to the state change amount obtained in the change amount calculation process, the analysis result in the electric power system mechanical system analysis process is analyzed by the power system electric system analysis process. It is provided with a reflection process to be reflected in the process.

【００１０】 請求項５記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、電力系統における事故の発生する条
件である初期状態に応じた定数を設定する初期条件設定
過程を有し、前記初期条件設定過程で前記定数が設定さ
れた初期状態に応じた事故発生時の過渡現象について前
記電力系統の電気系の解析を電力系統電気系解析過程で
行い、前記電力系統電気系解析過程による前記事故発生
時の解析結果をもとに前記事故発生時の前記電力系統の
機械系の解析を電力系統機械系解析過程で行うようにし
たものである。 A power system simulation method according to a fifth aspect of the present invention has an initial condition setting step of setting a constant according to an initial state which is a condition in which an accident occurs in the power system. Regarding the transient phenomenon at the time of an accident according to the initial state in which the constant is set, the analysis of the electric system of the power system is performed in the power system electrical system analysis process, and the analysis at the time of the accident by the power system electrical system analysis process is performed. Based on the result, the analysis of the mechanical system of the electric power system at the time of the occurrence of the accident is performed in the electric power system mechanical system analysis process.

【００１１】 請求項６記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、事故発生以降の過渡現象についての
電力系統の電気系の解析結果から電力系統同期機の発生
出力を求める電力系統同期機発生出力演算過程と、該電
力系統同期機発生出力演算過程で求めた前記電力系統同
期機の発生出力をもとに電力系統機械系の状態変化量を
演算し求める状態変化量演算過程と、該状態変化量演算
過程で求めた状態変化量に応じて電力系統電気系解析過
程で得られた解析結果の各定数を修正することで、前記
電力系統機械系解析過程による解析結果を前記電力系統
電気系解析過程へ反映させる反映過程とを備えるように
したものである。 According to a sixth aspect of the power system simulation method of the present invention, the power system synchronous machine generation output calculation is performed to obtain the generation output of the power system synchronous machine from the analysis result of the electric system of the power system regarding the transient phenomenon after the occurrence of the accident. And a state change amount calculation process for calculating and obtaining a state change amount of a power system mechanical system based on the generated output of the power system synchronous machine obtained in the power system synchronous machine generation output calculation process, and the state change amount. By correcting each constant of the analysis result obtained in the power system electrical system analysis process according to the state change amount obtained in the calculation process, the analysis result by the power system mechanical system analysis process is converted into the power system electrical system analysis process. It is provided with a reflection process for reflecting to.

【００１２】 請求項７記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、状態変化量演算過程で求めた電力系
統機械系の状態変化量を所定の閾値と比較する比較過程
と、前記状態変化量演算過程で求めた状態変化量が前記
所定の閾値を越えているとの比較結果が前記比較過程で
得られると電力系統電気系解析過程で得られた解析結果
の各定数を修正し、前記電力系統機械系解析過程による
解析結果を前記電力系統電気系解析過程へ反映過程が反
映させるようにしたものである。 In a power system simulation method according to a seventh aspect of the present invention, there is provided a comparison process for comparing the state change amount of the power system mechanical system obtained in the state change amount calculation process with a predetermined threshold value, and the state change amount calculation process. When the comparison result that the state change amount obtained in step 1 exceeds the predetermined threshold value is obtained in the comparison process, each constant of the analysis result obtained in the power system electrical system analysis process is corrected, and the power system machine The analysis result of the system analysis process is reflected in the electric power system electric system analysis process.

【００１３】 請求項８記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、状態変化量演算過程で求めた状態変
化量が所定の閾値を越えていないとの比較結果が前記比
較過程で得られると、電力系統同期機発生出力演算過程
での電力系統同期機の発生出力の演算を行い、この電力
系統同期機の発生出力をもとに前記状態変化量演算過程
で求めた状態変化量と前記所定の閾値との比較を前記比
較過程で行う再比較過程を備えるようにしたものであ
る。 [0013] Power system simulation method according to the invention of claim 8, when the comparison result of the state change amount determined in the state change amount calculation process does not exceed the predetermined threshold value is obtained in the comparison step, the power The generated output of the power system synchronous machine in the process of calculating the generated output of the system synchronous machine is calculated, and the state change amount obtained in the state change amount calculation process based on the generated output of the power system synchronous machine and the predetermined threshold value. It is provided with a re-comparison process in which the comparison with the above is performed in the comparison process.

【００１４】 請求項９記載の発明に係る電力系統シミュ
レーション方法は、電力系統同期機発生出力演算過程で
求めた電力系統同期機の発生出力をもとに電力系統機械
系の位相角である状態変化量を電力系統機械系解析過程
の状態変化量演算過程が求めるようにしたものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a power system simulation method in which a state change, which is a phase angle of a power system mechanical system, is based on a generated output of the power system synchronous machine obtained in a power system synchronous machine generation output calculation process. The amount is obtained by the state change amount calculation process of the power system mechanical system analysis process.

【００１５】 請求項１０記載の発明に係る電力系統シミ
ュレーション方法は、事故発生以降および線路開放以降
の系統状態の急変の有無について判定する系統状態急変
判定過程を備えるようにしたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a power system simulation method including a system state sudden change determination process for determining whether or not the system state has suddenly changed after the occurrence of an accident and after the opening of a line.

【００１６】 請求項１１記載の発明に係る電力系統シミ
ュレーション方法は、系統状態急変判定過程により系統
状態の急変があったことが判定されたときの電力系統電
気系の過渡現象について解析を行う系統状態急変時電気
系解析過程と、該系統状態急変時電気系解析過程の解析
結果をもとに前記電力系統が急変したときの前記電力系
統の機械系の解析を行う電力系統機械系解析過程とを備
えるようにしたものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a power system simulation method for analyzing a transient phenomenon of a power system electrical system when it is determined in the system state sudden change determination process that there is a sudden change in the system state. An electrical system analysis process during a sudden change, and a power system mechanical system analysis process for analyzing the mechanical system of the power system when the power system undergoes a sudden change based on the analysis result of the electrical system analysis process during the system state sudden change. It was prepared.

【００１７】 請求項１２記載の発明に係る電力系統シミ
ュレーション方法は、初期条件設定過程で定数が設定さ
れた初期状態に応じた事故発生時の過渡現象について過
渡直流電流を含む電力系統の電気系の解析を行う電力系
統電気系解析過程を備えるようにしたものである。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an electric power system simulation method for a power system electric system including a transient DC current for a transient phenomenon when an accident occurs according to an initial state in which a constant is set in an initial condition setting process. It is provided with an electric power system analysis process for analysis.

【００１８】 請求項１３記載の発明に係る電力系統シミ
ュレーション方法は、複数の電力系統同期機を有した電
力系統の電力系統電気系解析過程および電力系統機械系
解析過程における演算にそれぞれ並列演算ノードを設定
し、前記電力系統電気系解析過程による電力系統電気系
の解析および前記電力系統機械系解析過程による電力系
統機械系の解析を並列的に行うようにしたものである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a power system simulation method, wherein parallel computation nodes are respectively used for computations in a power system electrical system analysis process and a power system mechanical system analysis process of a power system having a plurality of power system synchronous machines. The electric power system electric system is analyzed in the electric power system electric system analysis process and the electric power system mechanical system is analyzed in parallel in the electric power system mechanical system analysis process.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１． この実施の形態１の電力系統シミュレーション方法は、
同期発電機は、事故、負荷変動などに対し電気的出力に
より対応していることから、電力系統電気系の解析結果
を電力系統機械系に反映させ、前記電力系統機械系へ反
映させた前記同期発電機電気的出力などの反映結果（機
械系解析結果）をさらに前記電力系統電気系へフィード
バックするなどの手法を用い、前記電力系統電気系と前
記電力系統機械系とを別々に解析するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1. The power system simulation method of the first embodiment is
Since the synchronous generator responds to accidents, load fluctuations, etc. by electrical output, the results of analysis of the electric power system electric system are reflected in the electric power system mechanical system, and the synchronous system is reflected in the electric power system mechanical system. The electric power system electric system and the electric power system mechanical system are separately analyzed by using a method of further feeding back the result of reflection of the electric output of the generator (mechanical system analysis result) to the electric power system electric system. is there.

【００２０】 図１は、この実施の形態１の電力系統事故
発生時の電力系統シミュレーション方法の構成を示すフ
ローチャートである。このフローチャートによれば、先
ず電力系統の潮流計算を行い（ステップＳＴ１１）、電
力系統事故発生条件初期状態による定数を求める（ステ
ップＳＴ１２）（初期条件設定過程）。スパイラルベク
トル理論による電力系統電気系解析解を求め（ステップ
ＳＴ１３）（電力系統電気系解析過程）、さらに電力系
統それぞれの同期発電機の機械系微分方程式を解くこと
で同期機電気系の電気的出力より電力系統機械系の位相
角変化分を演算して求める（ステップＳＴ１４）（電力
系統機械系解析過程，電力系統同期機発生出力演算過
程，状態変化量演算過程）。この演算は数値積分法によ
り求める。そして、線路遮断器の操作により線路を開放
するなどして電力系統の事故をクリアした後に系統状態
急変が発生したか否かを判定し（ステップＳＴ１５）
（系統状態急変判定過程）、電力系統シミュレーション
の終了時間経過を判定する（ステップＳＴ１６）。 FIG . 1 is a flowchart showing the configuration of the power system simulation method according to the first embodiment when a power system accident occurs. According to this flowchart, first, the power flow of the electric power system is calculated (step ST11), and the constant depending on the initial state of the electric power system accident occurrence condition is obtained (step ST12) (initial condition setting process). An electric power system electric system analysis solution is obtained by the spiral vector theory (step ST13) (electric power system electric system analysis process), and further, the mechanical output of the synchronous machine electric system is solved by solving the mechanical system differential equation of each synchronous generator of the electric power system. The phase angle variation of the power system mechanical system is calculated and obtained (step ST14) (power system mechanical system analysis process, power system synchronous machine generation output calculation process, state change amount calculation process). This calculation is obtained by the numerical integration method. Then, it is determined whether or not the system state sudden change occurs after clearing the power system accident by opening the line by operating the line breaker (step ST15).
(Process of sudden change of system state), the elapse of the end time of the power system simulation is determined (step ST16).

【００２１】 ステップＳＴ１６における判定の結果、電
力系統シミュレーションの終了時間を経過していなけれ
ば電力系統機械系の同期発電機の位相角の変化とその位
相角の変化についての閾値とを比較する（ステップＳＴ
１７）（比較過程）。また、ステップＳＴ１６において
電力系統シミュレーションの終了時間を経過したときに
は電力系統シミュレーションを終了する。 [0021] Results of determination in step ST16, and compares the threshold value for the change in the change and its phase angle of the phase angle of the power system the mechanical system of the synchronous generator when not reached the end time of the power system simulation (step ST
17) (Comparison process). When the end time of the power system simulation has passed in step ST16, the power system simulation is ended.

【００２２】 ステップＳＴ１７における閾値は、電力系
統シミュレーションを行う際の計算精度を追及する場合
には０．００１ラジアン以下、計算速度を追及する場合
には０．１ラジアン以上が好ましい。また、計算精度や
計算速度のバランスを考慮する場合には０．０１ラジア
ン程度が良いが、電力系統シミュレーションの目的によ
りこの閾値を変えるようにするのが望ましい。 The threshold value in step ST17 is 0.001 radians or less when to pursue computational accuracy when performing the power system simulation, if to pursue computational speed is preferably at least 0.1 radians. Further, when considering the balance of calculation accuracy and calculation speed, about 0.01 radian is preferable, but it is desirable to change this threshold value for the purpose of power system simulation.

【００２３】 ステップＳＴ１７における判定の結果、前
記位相角の変化が前記閾値を越える場合には、スパイラ
ルベクトル理論により電力系統電気系の解析解を修正す
る（ステップＳＴ１９）（反映過程）。一方、ステップ
ＳＴ１７における判定の結果、前記位相角の変化が前記
閾値を越えない場合には、ステップＳＴ１４へ戻り、ス
テップＳＴ１４以降の処理を実行する（再比較過程）。
そして、これらステップＳＴ１４からステップＳＴ１７
までの処理を、電力系統シミュレーションの終了時間経
過まで繰り返す。以上の説明におけるスパイラルベクト
ルとは、図２に示すように複素平面上で反時計回りで減
衰しながら回転するベクトル If the change in the phase angle exceeds the threshold value as a result of the determination in step ST17, the analytical solution of the electric power system electrical system is corrected by the spiral vector theory (step ST19) (reflection process). On the other hand, as a result of the determination in step ST17, when the change in the phase angle does not exceed the threshold value, the process returns to step ST14 and the processes after step ST14 are executed (recomparison process).
Then, these steps ST14 to ST17
The above process is repeated until the end time of the power system simulation. The spiral vector in the above description is a vector that rotates while decaying counterclockwise on the complex plane as shown in FIG.

【数５】 をいう。 [Equation 5] Say.

【００２４】 次に、図３に示す電力系統図をもとに図１
のフローチャートに示す動作について説明する。図３に
おいて、Ｒ１は同期発電機の電機子抵抗、Ｒは線路抵
抗、Ｌｓは同期発電機の同期インダクタンス、Ｌは線路
インダクタンス、ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３，ＣＢ４は線
路遮断器、Ｆは事故点を示している。事故点Ｆにおける
地絡事故を想定し、一定時間後に線路の線路遮断器ＣＢ
１，ＣＢ２を動作させ、線路を開放するというシミュレ
ーションを行う。 Next, FIG. 1 on the basis of the power system diagram shown in Figure 3
The operation shown in the flowchart will be described. In FIG. 3, R1 is the armature resistance of the synchronous generator, R is the line resistance, Ls is the synchronous inductance of the synchronous generator, L is the line inductance, CB1, CB2, CB3 and CB4 are the line breakers, and F is the fault point. Shows. Assuming a ground fault at the accident point F, the line breaker CB of the line after a certain time
1 and CB2 are operated and the line is opened.

【００２５】 同期発電機の内部電圧をｅ₁ 、同期発電機
の端子電圧をｖ₁ 、端子電流をｉ₁（無限大母線電圧を
ｖ_b ）と仮定すると、次式（１）および次式（２）が成
立する。ここで、全ての変数がスパイラルベクトルであ
る。 [0025] The internal voltage of the synchronous generator e _1, the terminal voltage of the synchronous generator v _1, assuming a terminal current i ₁ and (infinite bus voltage v _b), the following equation (1) and the following equation ( 2) is established. Here, all variables are spiral vectors.

【００２６】 ｅ₁ ＝ｖ₁ ＋ｉ₁ Ｒ₁ ＋Ｌ_s ｐｉ₁ （１） ｖ₁ ＝ｖ_b ＋ｉ₁ （Ｒ／２）＋（Ｌ／２）ｐｉ₁ （２） [0026] _{e 1 = v 1 + i 1} R 1 + L s pi 1 (1) v 1 = v b + i 1 (R / 2) + (L / 2) pi 1 (2)

【００２７】 電力系統の定常状態においては、スパイラ
ルベクトルの大きさと回転速度は一定であるので、次式
（３）および次式（４）が成立する。 In the steady state of the power system, the magnitude of the spiral vector and the rotation speed are constant, so that the following equations (3) and (4) are established.

【００２８】[0028]

【数６】 ここで、Ｅ₁ は電力系統同期機内部電圧定常ベクトル、
Ｖ₁ は電力系統同期機端子電圧定常ベクトル、Ｖ_b は電
力系統無限大母線定常ベクトル、Ｉ₁ は電力系統同期機
端子電流定常ベクトル、ωは電力系統定常角速度であ
り、式（３）および式（４）により図４に示すベクトル
図が成立する。 [Equation 6] Here, E ₁ is the internal voltage steady state vector of the power system synchronous machine,
V ₁ is the power system synchronous machine terminal voltage steady vector, V _b is the power system infinity bus steady vector, I ₁ is the power system synchronous machine terminal current steady vector, ω is the power system steady angular velocity, and equations (3) and By (4), the vector diagram shown in FIG. 4 is established.

【００２９】 事故発生後および線路遮断器による線路の
開放で事故をクリアした後の電力系統の過渡状態では、
スパイラルベクトル理論による電流一般解ｉ_1sは次式
（５）の通りである。 In the transient state of the electric power system after the accident and after clearing the accident by opening the line with the line breaker,
The current general solution i _1s based on the spiral vector theory is given by the following equation (5).

【００３０】[0030]

【数７】 [Equation 7]

【００３１】ここで、λは減衰定数、Ｉ_1sは電流定常
解、Ａは初期条件により決定する任意定数である。この
ようにして事故中（事故発生後および線路遮断器による
線路の開放で事故をクリアした後）における電力系統電
気系の過渡現象は解析解より解析することが可能であ
る。この式（５）は、事故発生後および線路遮断器によ
る線路の開放で事故をクリアした後に電力系統が変った
ときには相応の解析解となる（ステップＳＴ１８）。そ
して、式（５）と前記初期条件により次式（６）に示す
同期機電気的出力Ｐeを求めることができる。 [0031] Here, lambda is the decay constant, I _1s current steady-state solution, A is an arbitrary constant determined by the initial conditions. In this way, transient phenomena in the electric system of the power system during an accident (after the accident occurs and after the accident is cleared by opening the line with the line breaker) can be analyzed from the analytical solution. This equation (5) becomes a corresponding analytical solution when the power system changes after the accident and after clearing the accident by opening the line by the line breaker (step ST18). Then, the synchronous machine electric output Pe shown in the following expression (6) can be obtained from the expression (5) and the initial condition.

【００３２】[0032]

【数８】 [Equation 8]

【００３３】電力系統に複数の同期発電機が存在してい
るときには、このようにして求めた各同期発電機の同期
機電気的出力Ｐ_ei（i は１，２，３・・・Ｎであり同期
発電機の数）を次式（７）へ代入することで、各同期発
電機の電力系統機械系の１ステップにおける位相角変化
分Δδi を求める（ステップＳＴ１４）。 [0033] When a plurality of synchronous generators in power systems are present, synchronous machine electrical output P _ei (i of each synchronous generator obtained in this way is an 1, 2, 3 · · · N By substituting (the number of synchronous generators) into the following equation (7), the phase angle change Δδi in one step of the power system mechanical system of each synchronous generator is obtained (step ST14).

【００３４】[0034]

【数９】 [Equation 9]

【００３５】ここで、δは同期発電機の位相角、Ｐ_m は
同期機機械的入力、Ｐ_e は同期機電気的出力、Ｍは同期
機慣性定数、ωは基本角速度である。そして、事故クリ
ア、負荷脱落などによる系統状態の急変があるか否かを
判定する（ステップＳＴ１５）。この判定の結果、系統
状態の急変があったときには新しい系統についての電力
系統電気系の解析的な解を再度スパイラルベクトル理論
により得て（ステップＳＴ１８）、ステップＳＴ１４へ
戻る。一方、ステップＳＴ１５において系統状態の急変
がないと判定されると、系統の構成は変わっていないの
で、ステップＳＴ１６へ進んでシミュレーション終了時
間が経過したか否かを判定する。この結果、シミュレー
ション終了時間が経過していなければ、シミュレーショ
ンを継続して電力系統機械系の各同期発電機の位相角の
変化Δδ_i がそれぞれの同期発電機のある一定の閾値δ
_0i（i は１，２，３・・・Ｎであり同期発電機の数）を
越えているか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。ス
テップＳＴ１６において、シミュレーション終了時間を
経過していれば電力系統シミュレーションを終了させ
る。 [0035] Here, the phase angle of δ is synchronous generator, P _m is the synchronous machine mechanical input, P _e is synchronous machine electrical output, M is the synchronous machine inertia constant, omega is the fundamental angular velocity. Then, it is determined whether or not there is a sudden change in the system state due to an accident clear, load drop, etc. (step ST15). As a result of this determination, when there is a sudden change in the system state, an analytical solution of the electric system for the new system is obtained again by spiral vector theory (step ST18), and the process returns to step ST14. On the other hand, if it is determined in step ST15 that there is no sudden change in the system state, the system configuration has not changed, so the process proceeds to step ST16 and it is determined whether the simulation end time has elapsed. As a result, if the simulation end time has not elapsed, the simulation is continued and the phase angle change Δδ _i of each synchronous generator of the power system mechanical system is set to a certain threshold value δ of each synchronous generator.
It is determined whether _0i (i is 1, 2, 3, ... N and the number of synchronous generators) is exceeded (step ST17). In step ST16, if the simulation end time has elapsed, the power system simulation is ended.

【００３６】 ステップＳＴ１７において、前記位相角の
変化Δδ_i が前記一定の閾値δ_0iを越えている同期発電
機があれば、当該同期発電機の前記位相角の変化Δδ_i
を電力系統電気系に反映させ、電力系統電気系の修正処
理を行い、次式（５）で示される電力系統電気系の解析
解の各定数を修正し、系統状態の急変のない同じ系統の
当該同期発電機について新たな電気系の解析的な解をス
パイラルベクトル理論により得る。そして、機械系の位
相角の変化δ_i を零として（ステップＳＴ１９）、ステ
ップＳＴ１４へ戻る。一方、ステップＳＴ１７において
前記位相角の変化Δδ_i が前記一定の閾値δ_0iを越えて
いる同期発電機がなければ、電力系統機械系の位相角の
変化分が小さく、現在の電力系統電気系の解析結果の精
度が充分高いとみなして、ステップＳＴ１９で行うよう
な電力系統電気系の修正処理を行わず、電力系統機械系
の位相角の変化分の演算処理であるステップＳＴ１４へ
戻る。 [0036] In step ST17, if the synchronous generator change .DELTA..delta _i of the phase angle exceeds the predetermined threshold value [delta] _0i, a change in the phase angle of the synchronous generator .DELTA..delta _i
Is reflected in the electric power system electric system, the electric power system electric system is corrected, and each constant of the analytical solution of the electric power system electric system shown in the following equation (5) is corrected to An analytical solution of a new electric system for the synchronous generator is obtained by spiral vector theory. Then, the change δ _i of the phase angle of the mechanical system is set to zero (step ST19), and the process returns to step ST14. On the other hand, if there is no synchronous generator in which the phase angle change Δδ _i exceeds the constant threshold value δ _0i in step ST17, the change amount of the phase angle of the electric power system mechanical system is small, and Assuming that the accuracy of the analysis result is sufficiently high, the correction processing of the electric system of the electric power system, which is performed in step ST19, is not performed, and the process returns to step ST14 which is the arithmetic processing of the phase angle change of the electric power system mechanical system.

【００３７】 以上説明したように、この実施の形態１に
よれば、スパイラルベクトルという現実に即した変数を
用い、電力系統機械系と時定数の異なる電力系統電気系
の過渡現象を解明し、その解明した電力系統電気系の過
渡現象をもとに機械系の過渡現象を解明し、さらにその
解明した機械系の過渡現象をもとに前記電力系統電気系
の解析解の各定数を修正して新しい解析解を得るという
手法を用いるため、電力系統過渡現象について現実の現
象に忠実な正しい解析結果が得られる効果がある。 As described above, according to the first embodiment, the transient phenomenon of the electric power system electric system having a time constant different from that of the electric power system mechanical system is clarified by using the spiral vector which is a variable according to the reality. The transient phenomenon of the mechanical system is clarified based on the clarified transient phenomenon of the electric system of the electric power system, and further, each constant of the analytical solution of the electric system of the electric power system is corrected based on the clarified transient phenomenon of the mechanical system. for using the technique of obtaining a new analytical solution, the effect of faithful correct analysis results to the actual behavior for the power system integration transients are obtained.

【００３８】 実施の形態２． この実施の形態２では、電力系統事故直後における過渡
直流電流を再現したシミュレートを行うことで、電力系
統事故直後におけるより現実的な電力系統シミュレーシ
ョンの可能な電力系統シミュレータを実現するための電
力系統シミュレーション方法について説明する。図５
は、この実施の形態２の電力系統過渡状態における動揺
モードを示す説明図である。この説明図に示されている
ように電力系統過渡状態においては全ての動揺モードを
大きく２種類に分類することが可能である。第１の動揺
モードは、電力系統電気系モードであり時定数は数ミリ
秒オーダである。第２の動揺モードは、電力系統機械系
モードであり時定数は数秒オーダである。 [0038] Embodiment 2. In the second embodiment, a power system for realizing a power system simulator capable of more realistic power system simulation immediately after a power system accident is performed by performing a simulation in which a transient DC current immediately after the power system accident is reproduced. The simulation method will be described. Figure 5
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a sway mode in a power system transient state according to the second embodiment. As shown in this explanatory diagram, it is possible to roughly classify all oscillation modes into two types in the transient state of the power system. The first sway mode is a power system electric system mode, and the time constant is on the order of several milliseconds. The second oscillation mode is the electric power system mechanical system mode, and the time constant is on the order of several seconds.

【００３９】 図６は、これら電力系統電気系動揺モード
と電力系統機械系動揺モードのモード特性を示す説明図
である。この説明図に示すように、電力系統電気系動揺
モードは電力系統電気回路の抵抗、インダクタンス、同
期機の突極性などと関係しているが、電力系統同期機の
慣性定数、潮流量などとの関連は希薄である。一方、電
力系統機械系動揺モードは、電力系統同期機の慣性定
数、潮流量などと密接に関係している。なお、電力系統
電気系動揺モードに対しては磁束連続定理により過渡状
態と定常状態との電流の連続性を保つことが必要であ
り、また電力系統機械系動揺モードに対しては、エネル
ギー不変の観点から位相角の連続性が必要である。 FIG . 6 is an explanatory view showing the mode characteristics of the power system electric system sway mode and the power system mechanical system sway mode. As shown in this explanatory diagram, the power system electric system sway mode is related to the resistance of the power system electric circuit, the inductance, the salient pole of the synchronous machine, and the like. The relationship is weak. On the other hand, the power system mechanical system oscillation mode is closely related to the inertia constant of the power system synchronous machine, the tidal flow rate, and the like. Note that it is necessary to maintain the continuity of the current between the transient state and the steady state by the magnetic flux continuation theorem for the power system electrical system oscillation mode, and the energy invariant for the power system mechanical system oscillation mode. From the viewpoint, the continuity of the phase angle is required.

【００４０】 図５，図６に示す電力系統電気系動揺モー
ドと電力系統機械系動揺モードの比較において、両者間
では時定数の値が大きく異なっている。この特性を利用
して機械系変数の変化が無視できる時間領域については
この値を一定と仮定し、スパイラルベクトル理論に基づ
き電力系統電気系の解析解を求める。そして、この解を
用いて機械系の解析解を求める。さらに一定時間後の電
力系統機械系の変化を電力系統電気系に反映させ、新し
い解析的な解が求められる。図３に示す電力系統のＦ点
の事故直後において、電力系統電気系モードは次式
（８）により示される。 In the comparison between the power system electric system sway mode and the power system mechanical system sway mode shown in FIGS. 5 and 6, the values of the time constants are greatly different between the two. Using this characteristic, the value is assumed to be constant in the time domain where changes in mechanical system variables can be ignored, and an analytical solution for the electrical system of the power system is obtained based on spiral vector theory. Then, using this solution, an analytical solution for the mechanical system is obtained. Furthermore, a new analytical solution is sought by reflecting the changes in the mechanical system of the power system after a certain time in the electrical system of the power system. Immediately after the accident at point F of the electric power system shown in FIG. 3, the electric power system electric system mode is expressed by the following equation (8).

【００４１】[0041]

【数１０】 [Equation 10]

【００４２】ここで、λは減衰定数、Ｉ_1Sは電流定常
解、Ａは初期条件により決定する任意定数である。 [0042] Here, lambda is the decay constant, I _1S is current steady-state solution, A is an arbitrary constant determined by the initial conditions.

【数１１】 は電力系統電気系の過渡減衰直流であり、 [Equation 11] Is the transient damping DC of the power system electrical system,

【数１２】 は電力系統電気系の定常交流成分である。ある一定の時
間、例えば数１０ミリ秒において電力系統同期機の位相
角を一定と仮定し、（８）式より電力系統電気系モード
を解析的に求めることができる。一方、電力系統機械系
モードは次式（９）により表わされる。 [Equation 12] Is the stationary AC component of the electric system of the power system. Assuming that the phase angle of the electric power system synchronous machine is constant at a certain fixed time, for example, several tens of milliseconds, the electric power system electric system mode can be analytically obtained from the equation (8). On the other hand, the power system mechanical system mode is expressed by the following equation (9).

【００４３】[0043]

【数１３】 [Equation 13]

【００４４】ここで、δは電力系統同期機位相角、Ｐ_m
は電力系統同期機機械的入力、ｉ₁は電力系統同期機の
電流、Ｒ₁ は電力系統同期機電機子抵抗、Ｍは電力系統
同期機慣性定数であり、数値積分で（９）式を解くこと
ができる。このようにして電力系統電気系モードと電力
系統機械系モードの分離を実現して解析を可能にしてい
る。 [0044] Here, [delta] is the power system synchronous machine phase angle, P _m
Is the mechanical input of the power system synchronous machine, i ₁ is the current of the power system synchronous machine, R ₁ is the armature resistance of the power system synchronous machine, M is the inertia constant of the power system synchronous machine, and the equation (9) is solved by numerical integration. be able to. In this way, the power system electrical system mode and the power system mechanical system mode are separated to enable analysis.

【００４５】 従って、従来ではディジタル発電機モデル
を模擬する電力系統シミュレータにおいては、電力系統
電気系と電力系統機械系とを区別しないことにより事故
直後に発生する過渡直流電流を再現できず、実際の事故
発生時の現象を正確に再現できないのに対し、本実施の
形態の電力系統シミュレーション方法では事故直後に発
生する過渡直流電流を再現でき、精度の良い電力系統シ
ミュレータの実現に寄与できる効果がある。 [0045] Thus, in the conventional in power system simulator for simulating a digital generator model can not reproduce the transient DC current generated immediately after the accident by not distinguish between power system electrical system and power system mechanical system, the actual While the phenomenon at the time of the accident cannot be accurately reproduced, the power system simulation method of the present embodiment can reproduce the transient DC current generated immediately after the accident, and has the effect of contributing to the realization of a highly accurate power system simulator. .

【００４６】 実施の形態３． 図７は、図３に示した電力系統図において全ての電気抵
抗を無視したときの１機無限大母線系統図である。図７
において図３と同一または相当の部分については同一の
符号を付し説明を省略する。この系統図においてＦ点で
地絡事故を発生させ、一定の時間が経過した後、線路遮
断器ＣＢ１と線路遮断器ＣＢ２を動作させ地絡事故の発
生した線路を開放するシミュレーションを行う。同期機
の内部電圧をｅ₁ 、同期機の端子電圧をｖ₁ 、同期機の
電流をｉ₁ （無限大母線電圧をｖ_b ）と仮定する。この
結果、次式（１０），（１１）が成立する。ここで全て
の変数がスパイラルベクトルである。 [0046] Embodiment 3. FIG. 7 is a one-machine infinite bus system diagram when all electric resistances are ignored in the power system diagram shown in FIG. Figure 7
In FIG. 3, parts that are the same as or correspond to those in FIG. In this system diagram, a ground fault is generated at point F, and after a certain period of time, the line breakers CB1 and CB2 are operated to perform a simulation to open the line in which the ground fault has occurred. It is assumed that the internal voltage of the synchronous machine is e ₁ , the terminal voltage of the synchronous machine is v ₁ , and the current of the synchronous machine is i ₁ (infinite bus voltage is v _b ). As a result, the following equations (10) and (11) are established. Here all variables are spiral vectors.

【００４７】 ｅ₁ ＝ｖ₁ ＋Ｌ_s ｐｉ₁ （１０） ｖ₁ ＝ｖ_b ＋（Ｌ／２）ｐｉ₁ （１１） [0047] _{e 1 = v 1 + L s} pi 1 (10) v 1 = v b + (L / 2) pi 1 (11)

【００４８】 事故前の定常状態においては、スパイラル
ベクトルの大きさと回転速度は一定であるので、式（１
０），式（１１）は次式（１２），（１３）となる。図
８は事故前の定常状態における定常ベクトル図である。 In the steady state before the accident, since the magnitude of the spiral vector and the rotation speed are constant, the equation (1
0) and the equation (11) become the following equations (12) and (13). FIG. 8 is a steady vector diagram in a steady state before the accident.

【００４９】[0049]

【数１４】 [Equation 14]

【００５０】ここで、Ｅ₁ は電力系統同期機内部電圧定
常ベクトル、Ｖ₁ 電力系統同期機端子電圧定常ベクト
ル、Ｖ_b は電力系統無限大母線定常ベクトル、Ｉ₁ は電
力系統同期機端子電流定常ベクトル、ωは電力系統定常
角速度である。一方、電力系統内部電圧、電流、無限大
母線電圧の瞬時値は次式（１４），（１５），（１６）
により表わすことができる。 [0050] Here, E ₁ is the electric power system synchronous machine internal voltage constant vector, V ₁ a power system synchronous machine terminal voltage constant vector, V _b is the power system infinite bus constant vector, I ₁ is the power system synchronous machine terminal current constant The vector, ω, is the steady angular velocity of the power system. On the other hand, the instantaneous values of the power system internal voltage, current, and infinite bus voltage are expressed by the following equations (14), (15), (16).
Can be represented by

【００５１】[0051]

【数１５】 [Equation 15]

【００５２】また、電力系統同期機の有効電力Ｐｅおよ
び無効電力Ｑｅは次式（１７），（１８）により求める
ことができる。 [0052] Also, the effective power Pe and the reactive power Qe of the power system synchronous machine following equation (17) can be determined by (18).

【００５３】[0053]

【数１６】 [Equation 16]

【００５４】電力系統の過渡状態において、スパイラル
ベクトル理論より式（１０），（１１）の同期機電流一
般解ｉ_1sは次式（１９）になる。 In the transient state of the power system, the general solution i _1s of the synchronous machine current of the equations (10) and (11) is given by the following equation (19) from the spiral vector theory.

【００５５】[0055]

【数１７】 [Equation 17]

【００５６】ここで、Ｉ_1sは電流定常解、Ａは初期条件
により決定する任意定数である。事故発生直後において
同期機電流定常解は次式（２０）の通りである。 [0056] Here, I _1s current steady-state solution, A is an arbitrary constant determined by the initial conditions. Immediately after the occurrence of the accident, the steady state solution of the synchronous machine current is expressed by the following equation (20).

【００５７】[0057]

【数１８】 [Equation 18]

【００５８】この式（２０）と初期条件により式（１
９）の任意定数Ａの値を決定することができる。また、
内部電圧ｅ１の大きさは一定とする。一方、力学系の位
相角は式（７）により求められる。式（１９）から明ら
かなように、電力系統の電気抵抗を無視すれば電力系統
電気系の過渡現象は発生しない。この場合、電力系統の
過渡状態において電力系統機械系過渡現象のみ存在す
る。 From this equation (20) and the initial condition, the equation (1
The value of the arbitrary constant A of 9) can be determined. Also,
The magnitude of the internal voltage e1 is constant. On the other hand, the phase angle of the dynamic system is obtained by the equation (7). As is clear from the equation (19), if the electrical resistance of the power system is ignored, the transient phenomenon of the power system electrical system does not occur. In this case, only the power system mechanical system transient phenomenon exists in the power system transient state.

【００５９】 以上のように、この実施の形態３によれ
ば、電力系統電気系の電気抵抗を無視することで、電力
系統電気系の過渡現象を無視することができ、電力系統
過渡状態において電力系統機械系の過渡現象に対応する
モードを算出することができるため、電力系統の解析や
安定化装置の設定の際の指針を与えることが可能となる
効果がある。 As described above, according to the third embodiment, by ignoring the electric resistance of the electric power system electric system, the transient phenomenon of the electric power system electric system can be neglected, and the electric power is reduced in the electric power system transient state. Since the mode corresponding to the transient phenomenon of the power system mechanical system can be calculated, there is an effect that it is possible to give a guideline when analyzing the power system and setting the stabilizing device.

【００６０】 実施の形態４． この実施の形態４では、スパイラルベクトル理論を電力
系統シミュレーションに用いることで、電力系統電気系
過渡現象を解析的に解明できることを説明する。図３に
示した電力系統図においてＦ点で地絡事故を発生させ、
一定の時間が経過した後に線路遮断器ＣＢ１と線路遮断
器ＣＢ２を動作させ、線路を開放したときのシミュレー
ションを行ったときの、同期機の内部電圧ｅ₁ 、同期機
の端子電圧ｖ₁ 、同期機の電流をｉ₁ （無限大母線電圧
をｖ_b ）と仮定すると、式（１）および式（２）が成立
し、また電力系統の定常状態においては式（３）および
式（４）が成立し、その定常ベクトル図は図４に示され
ることは前記実施の形態１で既に述べたところである。
そして、事故発生後および線路遮断器による線路の開放
で事故をクリアした後の電力系統の過渡状態では、スパ
イラルベクトル理論による電流一般解ｉ_1sは式（５）の
通りであることも述べた。式（５）において [0060] Embodiment 4. In the fourth embodiment, it will be described that the transient phenomenon of the electric system of the electric power system can be analytically clarified by using the spiral vector theory for the simulation of the electric power system. In the power system diagram shown in Fig. 3, a ground fault occurred at point F,
The internal voltage e _{1 of} the synchronous machine, the terminal voltage v ₁ of the synchronous machine, and the synchronous state when the line breaker CB1 and the line breaker CB2 are operated after a certain period of time and the line is opened are simulated. Assuming that the machine current is i ₁ (infinite bus voltage is v _b ), equations (1) and (2) hold, and in a steady state of the power system, equations (3) and (4) It has already been described in the first embodiment that the stationary vector diagram is established and is shown in FIG.
Then, in the transient state of the electric power system after the occurrence of the accident and after the accident is cleared by opening the line by the line breaker, the general current solution i _1s based on the spiral vector theory is also expressed by the equation (5). In equation (5)

【数１９】 は電力系統電気系の過渡直流減衰分、 [Formula 19] Is the transient DC attenuation of the electrical system,

【数２０】 は電力系統電気系の定常交流分である。図９の（ａ）に
過渡直流減衰分、同図（ｂ）に電力系統電気系の定常交
流分、同図（ｃ）にｉ_1sの波形をそれぞれ示す。このよ
うに、スパイラルベクトル理論を適用することで得られ
た解により電力系統過渡状態における電力系統過渡現象
を解析的に分析することが可能になる。以上説明したよ
うに、スパイラルベクトル理論を用いることで電力系統
電気系過渡現象を解析することができ、電力系統の高速
安定化制御の実施を可能にする効果がある。 [Equation 20] Is the stationary AC component of the electrical system of the power system. 9A shows the transient DC attenuation, FIG. 9B shows the steady AC of the electric power system electric system, and FIG. 9C shows the waveform of i _1s . As described above, the solution obtained by applying the spiral vector theory makes it possible to analytically analyze the power system transient phenomenon in the power system transient state. As described above, by using the spiral vector theory, it is possible to analyze the transient phenomenon of the electric system of the electric power system, and it is possible to carry out the high-speed stabilization control of the electric power system.

【００６１】 実施の形態５． この実施の形態５では、電力系統同期機至近端事故直後
における逆動揺現象が同期機電機子抵抗にあることを説
明する。図３に示す電力系統図のＦ点地絡事故直後の電
力系統機械系の運動方程式は、次式（２１）で表わすこ
とができる。 [0061] Embodiment 5. In the fifth embodiment, it will be explained that the reverse sway phenomenon immediately after the accident at the near end of the power system synchronous machine is in the synchronous machine armature resistance. The equation of motion of the mechanical system of the electric power system immediately after the F point ground fault in the electric power system diagram shown in FIG. 3 can be expressed by the following equation (21).

【００６２】[0062]

【数２１】 [Equation 21]

【００６３】ここで、δは電力系統同期機位相角、Ｐ_m
は電力系統同期機機械的入力、ｉ₁は電力系統同期機の
電流、Ｒ₁ は電力系統同期機電機子抵抗、Ｍは電力系統
同期機慣性定数である。数十ミリ秒程度のスパンで見た
場合、この時間内での電力系統機械系の変数であるＰ_m
は一定とみなすことができる。一方、電力系統電気系の
変数である [0063] Here, [delta] is the power system synchronous machine phase angle, P _m
Is the mechanical input of the power system synchronous machine, i ₁ is the current of the power system synchronous machine, R ₁ is the power system synchronous machine armature resistance, and M is the power system synchronous machine inertia constant. When viewed in a span of several tens of milliseconds, P _m which is a variable of the electric power system mechanical system within this time
Can be considered constant. On the other hand, it is a variable of electric system

【数２２】 の変動は大きい。その値はＰ_m より大きくなることも可
能であり、この結果、事故後ある一定時間内この現象を
続けると、電力系統同期機位相角δの値は事故直後にお
いて事故前の値よりも小さくなり、電力系統同期機位相
角δは安定しなくなって動揺する。これを電力系統同期
機逆動揺現象と言う。 [Equation 22] Fluctuates greatly. The value can be larger than P _m , and as a result, if this phenomenon continues for a certain period of time after the accident, the value of the power system synchronous machine phase angle δ becomes smaller immediately after the accident than before the accident. , The power system synchronous machine phase angle δ becomes unstable and fluctuates. This is called the power system synchronous machine reverse oscillation phenomenon.

【００６４】 一方また、図７に示した電気抵抗を無視し
た電力系統図におけるＦ点地絡事故直後の電力系統機械
系の運動方程式も式（２１）で表わすことができる。し
かしながら、電力系統同期機の電機子抵抗を無視したた
め式（２１）の右辺の第２項は零である。従って、電力
系統同期機の電機子抵抗を無視できれば逆動揺現象は発
生しない。このことから、電力系統同期機至近端事故直
後における逆動揺現象の原因は同期機電機子抵抗にある
ことが明らかになる。 [0064] On the other hand also be the equation of motion of the electric power system mechanical system immediately after the point F ground fault in a power system diagram ignoring electric resistance shown in FIG. 7 also expressed by equation (21). However, since the armature resistance of the power system synchronous machine is ignored, the second term on the right side of the equation (21) is zero. Therefore, if the armature resistance of the power system synchronous machine can be ignored, the reverse oscillation phenomenon does not occur. From this, it is clarified that the cause of the reverse oscillation phenomenon immediately after the accident at the near end of the power system synchronous machine is the synchronous machine armature resistance.

【００６５】 図１０は、電力系統同期機至近端事故直後
における位相角の変化を示す特性図である。δ₀ は事故
発生前の電力系統同期機位相角、曲線Ａ−Ｂ−Ｃは電力
系統同期機の電機子抵抗の影響で逆動揺現象が発生した
ときの位相角の変化を示す特性曲線、曲線Ａ−Ｄ−Ｅは
電力系統同期機の電機子抵抗を無視したため逆動揺が発
生していないときの位相角の変化を示す特性曲線であ
る。 FIG . 10 is a characteristic diagram showing changes in the phase angle immediately after the accident at the near end of the power system synchronous machine. δ ₀ is the phase angle of the power system synchronous machine before the accident occurs, and the curve ABC is a characteristic curve or curve showing the change in the phase angle when the reverse oscillation phenomenon occurs due to the effect of the armature resistance of the power system synchronous machine. A-D-E are characteristic curves showing changes in the phase angle when the reverse oscillation does not occur because the armature resistance of the power system synchronous machine is ignored.

【００６６】 以上説明したように、この実施の形態５で
は、電力系統同期機至近端事故直後における逆動揺現象
の原因は同期機の電機子抵抗であることが判明し、これ
を電力系統同期機の設計や試験に際しての指針として用
いることが可能になる効果がある。 As described above, in the fifth embodiment, it has been found that the cause of the reverse oscillation phenomenon immediately after the accident at the near end of the power system synchronous machine is the armature resistance of the synchronous machine. There is an effect that it can be used as a guideline for designing and testing the machine.

【００６７】 実施の形態６． この実施の形態６では、電力系統電機系をスパイラルベ
クトル理論を適用して解析し、電力系統機械系を数値積
分により解析する解析手法により、並列演算処理を行う
ことが可能になって、リアルタイムな電力系統シミュレ
ーションや電力系統シミュレータの実現に寄与すること
を説明する。 [0067] Embodiment 6. In the sixth embodiment, an electric power system electric system is analyzed by applying spiral vector theory, and an electric power system mechanical system is analyzed by numerical integration. Therefore, it is possible to perform parallel arithmetic processing in real time. Explain that it will contribute to the realization of power system simulations and power system simulators.

【００６８】 図１１は、同期発電機Ａおよび同期発電機
Ｂを有した電力系統における電力系統電気系および電力
系統機械系の各演算部分に並列演算ノードを設定したと
きの説明図である。図において、１００は電力系統電気
系演算部分に設定された並列演算ノード、２００は電力
系統同期発電機Ａの機械系演算部分に設定された並列演
算ノード、３００は電力系統同期発電機Ｂの機械系演算
部分に設定された並列演算ノード、４００は電力系統誘
導機の機械系演算部分に設定された並列演算ノードを示
す。このような各並列演算ノードを設定して電力系統電
気系をスパイラルベクトル理論により解析し、電力系統
機械系は数値積分により解析する。この際に並列演算技
術を用いることでリアルタイムな電力系統シミュレーシ
ョン、電力系統シミュレータを実現できる。 FIG . 11 is an explanatory diagram when a parallel operation node is set in each operation portion of the electric power system electric system and the electric power system mechanical system in the electric power system having the synchronous generator A and the synchronous generator B. In the figure, 100 is a parallel computing node set in the power system electrical system computing part, 200 is a parallel computing node set in the mechanical system computing part of the power system synchronous generator A, and 300 is a machine of the power system synchronous generator B. A parallel operation node set in the system operation section, and 400 indicates a parallel operation node set in the mechanical operation section of the power system induction machine. Such parallel computing nodes are set to analyze the electric system of the electric power system by spiral vector theory, and the mechanical system of the electric power system is analyzed by numerical integration. In this case, real-time power system simulation and power system simulator can be realized by using parallel computing technology.

【００６９】[0069]

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、電力系統の電気系過渡現象の解析にスパイラルベ
クトル理論を適用し、As described above, according to the invention described in claim 1, the spiral vector theory is applied to the analysis of the transient phenomenon of the electric system of the electric power system,

【数２３】 により、前記電力系統の電流一般解の解析を電力系統電
気系解析過程により行い、前記電力系統電気系解析過程
による解析結果をもとに、 [Equation 23] According to the analysis result of the electric power system electric system analysis process, the analysis of the current general solution of the electric power system is performed by the electric power system electric system analysis process.

【数２４】 により、前記電力系統の機械系の解析を電力系統機械系
解析過程で行い、この電力系統機械系解析過程による解
析結果を前記電力系統電気系解析過程で得られる解析結
果の各定数を修正して前記電力系統機械系解析過程によ
る解析結果を前記電力系統電気系解析過程へ反映過程で
反映させるように構成したので、スパイラルベクトル理
論の適用により現実に忠実な電力系統電気系の解析を行
うことができ、さらにこの現実に即した電力系統電気系
の解析結果により前記電気系の解析と同様に前記電力系
統の機械系の解析を現実に忠実に行うことができる効果
がある。また、反映過程で前記電力系統の機械系の解析
結果を電力系統電気系の解析に反映させるため前記電気
系と前記機械系とが互いに関連し合って電力系統で発生
する過渡現象を現実に忠実に模擬できる効果がある。ま
た、さらに電力系統電気系と電力系統機械系とを別々に
解析するため、電力系統シミュレーションを行う際の計
算機利用に対しての適合性が良い効果があり、さらに、
時定数の異なる前記電力系統の機械系と電気系の過渡現
象の解析およびそのシミュレーションを現実に忠実に行
うことができる効果がある。 [Equation 24] The analyzes of the mechanical system of the power system in the power system the mechanical system analysis process, the analysis forming the resulting analysis result by the power system mechanical system analysis process in the power system electrical system analysis process
By modifying each constant of the result, the power system mechanical system analysis process
Since it is configured to reflect the analysis results described above to the power system electrical system analysis process in the reflection process, it is possible to perform a faithful analysis of the power system electrical system by applying the spiral vector theory. The analysis result of the electric system of the electric power system has an effect that the mechanical system of the electric power system can be faithfully analyzed in the same manner as the analysis of the electric system. In addition, in order to reflect the analysis result of the mechanical system of the electric power system in the analysis of the electric system of the electric power system in the reflection process, the transient phenomenon occurring in the electric power system due to the mutual relation between the electric system and the mechanical system is faithfully reproduced. There is an effect that can be simulated. In addition, since the electric power system electrical system and the electric power system mechanical system are separately analyzed, there is a good adaptability for computer use when performing the electric power system simulation.
There is an effect that the transient phenomenon of the mechanical system and the electric system of the power system having different time constants and the simulation thereof can be faithfully performed.

【００７０】 請求項２記載の発明によれば、シミュレー
トしようとする状況についての電力系統の初期状態に応
じた定数を設定する初期条件設定過程を有し、該初期条
件設定過程で前記定数が設定された前記初期状態に応じ
た前記状況発生時の過渡現象について前記電力系統の電
気系の解析を行う電力系統電気系解析過程を備えるよう
に構成したので、前記初期状態に応じた前記状況につい
ての電力系統電気系の解析を行うことができる効果があ
る。 [0070] According to the second aspect of the present invention has an initial condition setting process of setting a constant depending on the initial state of the power system of the situation to be simulated, said constants initial condition setting process Since it is configured to include a power system electrical system analysis process that analyzes the electrical system of the power system regarding the transient phenomenon when the situation occurs according to the set initial state, the situation according to the initial state is described. There is an effect that the electric system of the electric power system can be analyzed.

【００７１】 請求項３記載の発明によれば、電力系統で
発生する負荷変動の発生条件初期状態に応じた定数を設
定する初期条件設定過程を有し、該初期条件設定過程で
前記定数が設定された負荷変動発生の際の条件である初
期状態に応じた負荷変動発生時の過渡現象について前記
電力系統の電気系の解析を行う電力系統電気系解析過程
と、該電力系統電気系解析過程による前記負荷変動発生
時の解析結果をもとに前記負荷変動発生時の前記電力系
統の機械系の解析を行う電力系統機械系解析過程とを備
えるように構成したので、前記発生条件初期状態に応じ
た負荷変動時の状況についての電力系統電気系の解析を
行うことができる効果がある。 [0071] According to the third aspect of the present invention has an initial condition setting process of setting the constants in accordance with the occurrence condition initial state of the load fluctuation generated by the electric power system, wherein the constant is set in the initial condition setting process According to the electric power system electric system analysis process for analyzing the electric system of the electric power system for the transient phenomenon at the time of the load change occurrence corresponding to the initial state which is the condition at the time of the generated load change, and the electric power system electric system analysis process. Since it is configured to include a power system mechanical system analysis process that analyzes the mechanical system of the power system based on the analysis result when the load fluctuation occurs, depending on the generation condition initial state. There is an effect that it is possible to analyze the electric system of the power system regarding the situation when the load changes.

【００７２】 請求項４記載の発明によれば、負荷変動発
生以降の過渡現象についての電力系統の電気系の解析結
果から得られた前記電力系統同期機の発生出力を求める
電力系統同期機発生出力演算過程と、該電力系統同期機
発生出力演算過程で求めた前記電力系統同期機の発生出
力をもとに電力系統機械系の状態変化量を求める状態変
化量演算過程と、該状態変化量演算過程で求めた状態変
化量に応じて電力系統電気系解析過程で得られた解析結
果の各定数を修正することで、電力系統機械系解析過程
による解析結果を前記電力系統電気系解析過程へ反映さ
せる反映過程とを備えるように構成したので、前記電力
系統同期機の発生出力と前記電力系統機械系の状態変化
量とをもとに、負荷変動発生以降の過渡現象について互
いに関連し合う電力系統電気系および電力系統機械系の
解析を行うことができる効果がある。 [0072] wherein, according to the invention in claim 4, load change occurs the power system obtains the generation output of the resultant electric power system synchronous machine from the analysis result of the electrical system of the power system for the transients subsequent synchronous machine generating output A calculation process, a state change amount calculation process for obtaining a state change amount of a power system mechanical system based on the generated output of the power system synchronous machine obtained in the power system synchronous machine generation output calculation process, and the state change amount calculation The analysis results of the power system mechanical system analysis process are reflected in the power system electrical system analysis process by modifying each constant of the analysis results obtained in the power system electrical system analysis process according to the state change amount obtained in the process. It is configured to include a reflection process for making the electric power system synchronous machine based on the generated output of the electric power system synchronous machine and the state change amount of the electric power system mechanical system, the mutual relation of transient phenomena after the load change. There is an effect that it is possible to analyze the system electrical system and power system mechanical system.

【００７３】 請求項５記載の発明によれば、電力系統に
おける事故の発生する条件である初期状態に応じた定数
を設定する初期条件設定過程と、該初期条件設定過程で
前記定数が設定された初期状態に応じた事故発生時の過
渡現象について前記電力系統の電気系の解析を行う電力
系統電気系解析過程と、該電力系統電気系解析過程によ
る前記事故発生時の解析結果をもとに前記事故発生時の
前記電力系統の機械系の解析を行う電力系統機械系解析
過程とを備えるように構成したので、前記初期状態に応
じた前記電力系統の事故についての電力系統電気系の解
析を行うことができる効果がある。 [0073] According to the invention of claim 5, wherein an initial condition setting process of setting a constant corresponding to the initial state is generated condition of an accident in the power system, said constants initial condition setting process is set Regarding the transient phenomenon at the time of the accident according to the initial state, the power system electrical system analysis process for analyzing the electrical system of the power system, and the above based on the analysis result at the time of the accident by the power system electrical system analysis process Since it is configured to include a power system mechanical system analysis process that analyzes the mechanical system of the power system when an accident occurs, an analysis of the power system electrical system for the accident of the power system according to the initial state is performed. There is an effect that can be.

【００７４】 請求項６記載の発明によれば、事故発生以
降の過渡現象についての電力系統の電気系の解析結果か
ら電力系統同期機の発生出力を求める電力系統同期機発
生出力演算過程と、該電力系統同期機発生出力演算過程
で求めた前記電力系統同期機の発生出力をもとに電力系
統機械系の状態変化量を演算し求める状態変化量演算過
程と、該状態変化量演算過程で求めた状態変化量に応じ
て電力系統電気系解析過程で得られた解析結果の各定数
を修正することで、電力系統機械系解析過程による解析
結果を前記電力系統電気系解析過程へ反映させる反映過
程とを備えるように構成したので、初期状態に応じた前
記電力系統の事故について、前記電力系統同期機の発生
出力と前記電力系統機械系の状態変化量とをもとに、負
荷変動発生以降の過渡現象について互いに関連し合う電
力系統電気系および電力系統機械系の解析を行うことが
できる効果がある。 [0074] According to the sixth aspect of the present invention, a power system synchronous machine generating output operation process for obtaining the generation output of the electric power system synchronous machine from the analysis result of the electrical system of the power system for the transients after the accident, the State change amount calculation process for calculating and calculating the state change amount of the power system mechanical system based on the generated output of the power system synchronous machine obtained in the power system synchronous machine generation output calculation process, and obtained in the state change amount calculation process The process of reflecting the analysis result of the power system mechanical system analysis process to the power system electrical system analysis process by modifying each constant of the analysis result obtained in the power system electrical system analysis process according to the state change amount Since it is configured to include, for the accident of the power system according to the initial state, based on the generated output of the power system synchronous machine and the state change amount of the power system mechanical system, after the load fluctuation occurrence There is an effect that it is possible to analyze the power system electrical system and power system mechanical system mutually related to each other about the pass phenomenon.

【００７５】 請求項７記載の発明によれば、状態変化量
演算過程で求めた電力系統機械系の状態変化量を所定の
閾値と比較する比較過程と、前記状態変化量演算過程で
求めた状態変化量が前記所定の閾値を越えているとの比
較結果が前記比較過程で得られると電力系統電気系解析
過程で得られた解析結果の各定数を修正し、前記電力系
統機械系解析過程による解析結果を前記電力系統電気系
解析過程へ反映させる反映過程を備えるように構成した
ので、電力系統機械系の状態変化量が電力系統シミュレ
ーション結果に影響する量変化した場合に電力系統シミ
ュレーションの次のステップへ進むことになり、精度の
よい電力系統シミュレーションを行うことができる効果
がある。 [0075] state according to the invention of claim 7, wherein the comparison step of comparing the state variation of the power system mechanical system obtained in the state variation calculation process with a predetermined threshold, which has been determined by the state change amount calculation process When the comparison result that the amount of change exceeds the predetermined threshold value is obtained in the comparison process, each constant of the analysis result obtained in the power system electrical system analysis process is corrected and the power system mechanical system analysis process is performed. Since it is configured to include a reflection process for reflecting the analysis result to the electric power system electric system analysis process, when the state change amount of the electric power system mechanical system changes by an amount that affects the electric power system simulation result, Since the process proceeds to the step, there is an effect that an accurate power system simulation can be performed.

【００７６】 請求項８記載の発明によれば、状態変化量
演算過程で求めた状態変化量が所定の閾値を越えていな
いとの比較結果が前記比較過程で得られると、電力系統
同期機発生出力演算過程での電力系統同期機の発生出力
の演算を行い、この電力系統同期機の発生出力をもとに
前記状態変化量演算過程で求めた状態変化量と前記所定
の閾値との比較を前記比較過程で行う再比較過程を備え
るように構成したので、電力系統機械系の状態変化量が
電力系統シミュレーション結果に影響する量変化してい
ない場合には電力系統シミュレーションの次のステップ
へ進むことなく、前記状態変化量が電力系統シミュレー
ション結果に影響する量変化するまで待って電力系統シ
ミュレーションの次のステップへ進むことになり、精度
のよい電力系統シミュレーションを行うことができる効
果がある。 [0076] According to the invention of claim 8, when the comparison result of the state change amount determined in the state change amount calculation process does not exceed the predetermined threshold value is obtained in the comparison step, the power system synchronous machine occurs The generated output of the electric power system synchronous machine is calculated in the output calculation process, and the state change amount obtained in the state change amount calculation process based on the generated output of the electric power system synchronous machine is compared with the predetermined threshold value. Since it is configured to include the re-comparison process performed in the comparison process, if the state change amount of the power system mechanical system does not change by an amount that affects the power system simulation result, proceed to the next step of the power system simulation. Instead, wait until the state change amount changes by an amount that affects the power system simulation result and proceed to the next step of the power system simulation. There is an effect that it is possible to perform the Interview configuration.

【００７７】 請求項９記載の発明によれば、電力系統同
期機発生出力演算過程で求めた電力系統同期機の発生出
力をもとに電力系統機械系の位相角である状態変化量を
状態変化量演算過程が求めるように構成したので、初期
状態に応じた電力系統の負荷変動や事故について、前記
電力系統同期機の発生出力と前記電力系統機械系の状態
変化量とをもとに、負荷変動発生以降や事故発生以降の
過渡現象について、互いに関連し合う電力系統電気系お
よび電力系統機械系の解析を行うことができる効果があ
る。 [0077] According to the invention of claim 9, wherein the state changes state change amount is the phase angle of the power system the mechanical system on the basis of the generation output of the electric power system synchronous machine determined in power system synchronous machine generating output calculation process Since the quantity calculation process is configured to obtain the load fluctuation or the accident of the power system according to the initial state, the load is determined based on the generated output of the power system synchronous machine and the state change amount of the power system mechanical system. With respect to the transient phenomenon after the occurrence of the fluctuation and the occurrence of the accident, there is an effect that it is possible to analyze the electric system electric system and the electric system mechanical system which are related to each other.

【００７８】 請求項１０記載の発明によれば、事故発生
以降および線路開放以降の系統状態の急変の有無につい
て判定する系統状態急変判定過程を備えるように構成し
たので、前記系統状態の急変の有無に応じた電気系と機
械系とが互いに関連し合って電力系統で発生する過渡現
象を現実に忠実に模擬できる効果がある。 [0078] According to the invention described in claim 10, since it is configured to include a determining system condition sudden change determination process for the presence of sudden change in the system condition after subsequent accident and the line open, the presence or absence of a sudden change of the system condition The electrical system and the mechanical system corresponding to each other have an effect of faithfully simulating a transient phenomenon that occurs in the power system due to the mutual relationship.

【００７９】 請求項１１記載の発明によれば、系統状態
急変判定過程により系統状態の急変があったことが判定
されたときの電力系統電気系の過渡現象について解析を
行う系統状態急変時電気系解析過程と、該系統状態急変
時電気系解析過程の解析結果をもとに前記電力系統が急
変したときの前記電力系統の機械系の解析を行う電力系
統機械系解析過程とを備えるように構成したので、前記
系統状態の急変があったときの前記電気系と前記機械系
とが互いに関連し合って電力系統で発生する過渡現象を
現実に忠実に模擬できる効果がある。 [0079] According to the invention of claim 11, wherein the system condition changes suddenly when the electrical system for analyzing the transients of the power system electrical system when it is determined that there was a sudden change of the system state by the system condition sudden change determination process An analysis process and a power system mechanical system analysis process for analyzing the mechanical system of the power system when the power system suddenly changes based on the analysis result of the electrical system analysis process during the sudden change in system state Therefore, there is an effect that the transient phenomenon occurring in the electric power system due to the electrical system and the mechanical system associated with each other when the system state suddenly changes can be faithfully simulated in reality.

【００８０】 請求項１２記載の発明によれば、初期条件
設定過程で定数が設定された初期状態に応じた事故発生
時の過渡現象について過渡直流電流を含む電力系統の電
気系の解析を行う電力系統電気系解析過程を備えるよう
に構成したので、現実の現象に忠実な過渡直流電流を含
む電力系統シミュレーションを実現できる効果がある。 [0080] According to the invention of claim 12 wherein power for analyzing the electrical system of the electric power system with transient DC current for transients accident occurs in accordance with the initial condition setting an initial state the constant is set in the process Since the system is configured to include the system electric system analysis process, there is an effect that a power system simulation including a transient DC current that is faithful to an actual phenomenon can be realized.

【００８１】 請求項１３記載の発明によれば、複数の電
力系統同期機を有した電力系統の電力系統電気系解析過
程および電力系統機械系解析過程における演算にそれぞ
れ並列演算ノードを設定し、前記電力系統電気系解析過
程による電力系統電気系の解析および前記電力系統機械
系解析過程による電力系統機械系の解析を並列的に行な
うように構成したので、計算機利用、特にマルチタスク
処理を行うことのできる計算機を有効利用して電力系統
シミュレーションを行うことができる効果がある。 [0081] According to the invention of claim 13, wherein, to set the respective parallel operation node in the calculation in the plurality of the electric power system having a power system synchronous machine power system electrical system analysis process and power system mechanical analysis process, the Since the analysis of the electric power system electric system by the electric power system electric system analysis process and the analysis of the electric power system mechanical system by the electric power system mechanical system analysis process are configured to be performed in parallel, it is possible to use a computer, especially for performing multitask processing. There is an effect that the electric power system simulation can be performed by effectively using the computer that can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 この発明の実施の形態１における電力系統事
故発生時の電力系統シミュレーション方法の構成を示す
フローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a configuration of a power system simulation method when a power system accident occurs in a first embodiment of the present invention.

【図２】 この発明の実施の形態１による電力系統シミ
ュレーション方法におけるスパイラルベクトルを示す説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing spiral vectors in the power system simulation method according to the first embodiment of the present invention.

【図３】 この発明の実施の形態１における電力系統シ
ミュレーション方法が適用される電力系統図である。FIG. 3 is a power system diagram to which the power system simulation method according to the first embodiment of the present invention is applied.

【図４】 この発明の実施の形態１による電力系統シミ
ュレーション方法が適用される図３に示す電力系統の定
常状態における電力系統同期機内部電圧および電力系統
同期機端子電圧を示すベクトル図である。FIG. 4 is a vector diagram showing a power system synchronous machine internal voltage and a power system synchronous machine terminal voltage in a steady state of the power system shown in FIG. 3 to which the power system simulation method according to the first embodiment of the present invention is applied.

【図５】 この発明の実施の形態２による電力系統過渡
状態における動揺モードを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a sway mode in a power system transient state according to the second embodiment of the present invention.

【図６】 この発明の実施の形態２による電力系統過渡
状態における電力系統電気系動揺モードと電力系統機械
系動揺モードとの比較を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a comparison between a power system electric system sway mode and a power system mechanical system sway mode in a power system transient state according to the second embodiment of the present invention.

【図７】 この発明の実施の形態３による電力系統シミ
ュレーション方法における電力系統の全ての電気抵抗を
無視したときの１機無限大母線系統図である。FIG. 7 is a one-machine infinite bus system diagram when ignoring all electrical resistances of the power system in the power system simulation method according to the third embodiment of the present invention.

【図８】 この発明の実施の形態３による事故前の定常
状態における電力系統同期機内部電圧および電力系統同
期機端子電圧を示すベクトル図である。FIG. 8 is a vector diagram showing a power system synchronous machine internal voltage and a power system synchronous machine terminal voltage in a steady state before an accident according to the third embodiment of the present invention.

【図９】 この発明の実施の形態４における価値直流減
衰分、定常交流分および過渡電流を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing a value DC attenuation component, a steady AC component, and a transient current according to the fourth embodiment of the present invention.

【図１０】 この発明の実施の形態５における電力系統
同期機至近端事故直後の電力系統同期機の位相角の変化
を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing changes in the phase angle of the power system synchronous machine immediately after the power system synchronous machine near end accident according to the fifth embodiment of the present invention.

【図１１】 この発明の実施の形態６による同期発電機
Ａおよび同期発電機Ｂを有した電力系統における電力系
統電気系および電力系統機械系の各演算部分に並列演算
ノードを設定したときの説明図である。FIG. 11 is an explanation when parallel computing nodes are set in respective computing parts of the electric power system electric system and the electric power system mechanical system in the electric power system having the synchronous generator A and the synchronous generator B according to the sixth embodiment of the present invention. It is a figure.

【図１２】 従来の電力系統シミュレーション方法の構
成を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing a configuration of a conventional power system simulation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ステップＳＴ１２ 初期条件設定過程、ステップＳＴ１
３ 電力系統電気系解析過程、ステップＳＴ１４ 電力
系統機械系解析過程，電力系統同期機発生出力演算過
程，状態変化量演算過程）、ステップＳＴ１５ 系統状
態急変判定過程、ステップＳＴ１７ 比較過程，再比較
過程、ステップＳＴ１８ 系統状態急変時電気系解析過
程、ステップＳＴ１９ 反映過程。Step ST12 Initial condition setting process, Step ST1
3 power system electrical system analysis process, step ST14 power system mechanical system analysis process, power system synchronous machine generation output calculation process, state change amount calculation process), step ST15 system state sudden change determination process, step ST17 comparison process, re-comparison process, Step ST18: Electrical system analysis process during sudden change in system state, Step ST19: Reflection process.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−256528（ＪＰ，Ａ) 迎久雄、他、スパイラルベクトル理論 による同期機モデルの三相短絡事故解 析，電気学会論文誌Ｂ 電力・エネルギ ー部門誌，日本，社団法人電気学会、 1995年 ５月20日，Ｖｏｌ．115−Ｂ, ｐ．624−630 番場隆治、他，スパイラルベクトル理 論による同期機モデルを用いた系統解析 （その１），工学院大学研究報告，日 本，工学院大学，1993年 ４月30日，第 74号，ｐ．125−132 番場隆治、他，スパイラルベクトル理 論を用いた系統解析（その２），工学院 大学研究報告，日本，工学院大学，1995 年 ４月30日，第78号，ｐ．135−142 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 3/00 - 5/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-256528 (JP, A) Yasuo Yuki, et al., Three-phase short circuit accident analysis of synchronous machine model by spiral vector theory, IEEJ Transactions on B Energy Division Magazine, Japan, The Institute of Electrical Engineers of Japan, May 20, 1995, Vol. 115-B, p. 624-630 Ryoji Banba, et al., System analysis using synchronous machine model by spiral vector theory (1), Kogakuin University research report, Nihon, Kogakuin University, April 30, 1993, No. 74, p. 125-132 Ryoji Banba, et al., System analysis using spiral vector theory (2), Kogakuin University research report, Japan, Kogakuin University, April 30, 1995, No. 78, p. 135-142 (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H02J 3/00-5/00 JISST file (JOIS)

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 電力系統の電気系過渡現象の解析にスパ
イラルベクトル理論を適用し、【数１】 により、前記電力系統の電流一般解の解析を行う電力系
統電気系解析過程と、 該電力系統電気系解析過程による解析結果をもとに、 【数２】 により、前記電力系統の機械系の解析を行う電力系統機
械系解析過程と、 該電力系統機械系解析過程による解析結果をもとに、前
記電力系統電気系解析過程で得られた解析結果の各定数
を修正して、前記電力系統機械系解析過程による解析結
果を前記電力系統電気系解析過程へ反映させる反映過程
とを備えた電力系統シミュレーション方法。[Claim 1] by applying the spiral vector theory analysis of the electrical system transients of the power system, Equation 1] Accordingly, the power system electrical system analysis process for analyzing current general solution of the power system, on the basis of the analysis result by said power system electrical system analysis process, Equation 2] Accordingly, the a line power sale power system mechanical analysis process to analyze the mechanical system of the power system, on the basis of the analysis result by said power grid mechanical analysis process, the analysis result obtained in the power system electrical system analysis process Each constant of
To correct the analysis results by the power system mechanical system analysis process.
A power system simulation method including a reflection process of reflecting the result to the power system electric system analysis process . 【請求項２】 電力系統電気系解析過程では、 シミュレートしようとする状況についての電力系統の初
期状態に応じた定数を設定する初期条件設定過程を有
し、該初期条件設定過程で前記定数が設定された前記初
期状態に応じた状況発生時の過渡現象について前記電力
系統の電気系の解析を行い、 電力系統機械系解析過程では、前記電力系統電気系解析
過程による前記状況発生時の解析結果をもとに前記状況
発生時の前記電力系統の機械系の解析を行うことを特徴
とする請求項１記載の電力系統シミュレーション方法。2. The electric power system electric system analysis process includes an initial condition setting process for setting a constant according to an initial state of the electric power system for a situation to be simulated, and the constant is set in the initial condition setting process. The electrical system of the electric power system is analyzed for transient phenomena when the situation occurs according to the set initial state, and in the process of analyzing the electric power system mechanical system, the analysis result when the situation occurs by the electric power system electric system analysis process. power system simulation method of claim 1 Symbol placement and performing analysis of the mechanical system of the electric power system when the situation occurs based on. 【請求項３】 電力系統電気系解析過程では、 電力系統で発生する負荷変動の発生条件初期状態に応じ
た定数を設定する初期条件設定過程を有し、該初期条件
設定過程で前記定数が設定された負荷変動発生の際の条
件である初期状態に応じた負荷変動発生時の過渡現象に
ついて前記電力系統の電気系の解析を行い、 電力系統機械系解析過程では、前記電力系統電気系解析
過程による前記負荷変動発生時の解析結果をもとに前記
負荷変動発生時の前記電力系統の機械系の解析を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の電力系統シミュレーショ
ン方法。3. The electric power system electric system analysis process includes an initial condition setting process of setting a constant according to an initial condition of a load fluctuation occurrence condition in the electric power system, and the constant is set in the initial condition setting process. The electrical system of the electric power system is analyzed for transient phenomena when the load fluctuation occurs according to the initial state, which is the condition when the load fluctuation occurs, and in the electric power system mechanical system analysis process, the electric power system electric system analysis process is performed. power system simulation method according to claim 1, characterized in that the analysis of the mechanical system of the power system during the load change occurs on the basis of the analysis result at the time of the load change caused by. 【請求項４】 負荷変動発生以降の過渡現象についての
電力系統の電気系の解析結果から得られた電力系統同期
機の発生出力を求める電力系統同期機発生出力演算過程
と、 前記電力系統同期機発生出力演算過程で求めた前記電力
系統同期機の発生出力をもとに電力系統機械系の状態変
化量を求める状態変化量演算過程を有し、 反映過程では、前記状態変化量演算過程で求めた状態変
化量に応じて電力系統電気系解析過程で得られた解析結
果の各定数を修正することで、前記電力系統機械系解析
過程による解析結果を前記電力系統電気系解析過程へ反
映させることを特徴とする請求項３記載の電力系統シミ
ュレーション方法。4. A power system synchronous machine generation output calculation process for obtaining a generated output of a power system synchronous machine obtained from an analysis result of an electric system of a power system regarding a transient phenomenon after occurrence of load fluctuation, and the power system synchronous machine. There is a state change amount calculation process for calculating the state change amount of the electric power system mechanical system based on the generated output of the power system synchronous machine obtained in the generated output calculation process, and in the reflection process, it is obtained in the state change amount calculation process. The analysis results of the power system mechanical system analysis process are reflected in the power system electrical system analysis process by modifying each constant of the analysis result obtained in the power system electrical system analysis process according to the state change amount. The electric power system simulation method according to claim 3 . 【請求項５】 電力系統における事故の発生する条件で
ある初期状態に応じた定数を設定する初期条件設定過程
を有し、電力系統電気系解析過程では、前記初期条件設
定過程で前記定数が設定された初期状態に応じた事故発
生時の過渡現象について前記電力系統の電気系の解析を
行い、 電力系統機械系解析過程では、前記電力系統電気系解析
過程による前記事故発生時の解析結果をもとに前記事故
発生時の前記電力系統の機械系の解析を行うことを特徴
とする請求項２記載の電力系統シミュレーション方法。5. An initial condition setting process for setting a constant according to an initial state which is a condition in which an accident occurs in a power system. In a power system electric system analysis process, the constant is set in the initial condition setting process. The electrical system of the power system is analyzed for transient phenomena at the time of the accident in accordance with the specified initial state.In the power system mechanical system analysis process, the analysis result at the time of the accident by the power system electrical system analysis process is also included. 3. The power system simulation method according to claim 2 , further comprising: analyzing the mechanical system of the power system when the accident occurs. 【請求項６】 事故発生以降の過渡現象についての電力
系統の電気系の解析結果から電力系統同期機の発生出力
を求める電力系統同期機発生出力演算過程を有し、 電力系統機械系解析過程は、前記電力系統同期機発生出
力演算過程で求めた前記電力系統同期機の発生出力をも
とに電力系統機械系の状態変化量を演算し求める状態変
化量演算過程を有し、 反映過程では、前記状態変化量演算過程で求めた状態変
化量に応じて電力系統電気系解析過程で得られた解析結
果の各定数を修正することで、前記電力系統機械系解析
過程による解析結果を前記電力系統電気系解析過程へ反
映させることを特徴とする請求項５記載の電力系統シミ
ュレーション方法。6. The electric power system synchronous machine generation output calculation process for obtaining the generated output of the electric power system synchronous machine from the analysis result of the electric system of the electric power system regarding the transient phenomenon after the occurrence of the accident. , A state change amount calculation process for calculating and obtaining a state change amount of the power system mechanical system based on the generated output of the power system synchronous machine obtained in the power system synchronous machine generation output calculation process, and in the reflection process, By correcting each constant of the analysis result obtained in the power system electrical system analysis process according to the state change amount obtained in the state change amount calculation process, the analysis result by the power system mechanical system analysis process is changed to the power system. The power system simulation method according to claim 5, wherein the method is reflected in an electric system analysis process. 【請求項７】 状態変化量演算過程で求めた電力系統機
械系の状態変化量を所定の閾値と比較する比較過程を備
え、反映過程では、前記状態変化量演算過程で求めた状
態変化量が前記所定の閾値を越えているとの比較結果が
前記比較過程で得られると電力系統電気系解析過程で得
られた解析結果の各定数を修正し、前記電力系統機械系
解析過程による解析結果を前記電力系統電気系解析過程
へ反映させることを特徴とする請求項４または請求項６
記載の電力系統シミュレーション方法。7. A comparison process for comparing the state change amount of the electric power system mechanical system obtained in the state change amount calculation process with a predetermined threshold value, wherein the state change amount obtained in the state change amount calculation process is included in the reflection process. When the comparison result that the predetermined threshold is exceeded is obtained in the comparison process, each constant of the analysis result obtained in the power system electric system analysis process is corrected, and the analysis result by the power system mechanical system analysis process is obtained. claim 4 or claim, characterized in that to reflect to the power system electrical system analysis process 6
The power system simulation method described. 【請求項８】 状態変化量演算過程で求めた状態変化量
が所定の閾値を越えていないとの比較結果が前記比較過
程で得られると、電力系統同期機発生出力演算過程での
電力系統同期機の発生出力の演算を行い、この電力系統
同期機の発生出力をもとに前記状態変化量演算過程で求
めた状態変化量と前記所定の閾値との比較を前記比較過
程で行う再比較過程を備えていることを特徴とする請求
項７記載の電力系統シミュレーション方法。8. A power system synchronization in a power system synchronous machine generation output calculation process when a comparison result that the state change amount obtained in the state change amount calculation process does not exceed a predetermined threshold value is obtained in the comparison process. A re-comparison process in which the generated output of the machine is calculated and the state change amount obtained in the state change amount calculation process based on the generated output of the power system synchronous machine is compared with the predetermined threshold value in the comparison process. The power system simulation method according to claim 7, further comprising : 【請求項９】 電力系統機械系解析過程の状態変化量演
算過程は、電力系統同期機発生出力演算過程で求めた前
記電力系統同期機の発生出力をもとに電力系統機械系の
位相角である状態変化量を求めることを特徴とする請求
項４または請求項６から請求項８のうちのいずれか１項
記載の電力系統シミュレーション方法。9. The state change amount calculation process of the power system mechanical system analysis process is based on a phase angle of the power system mechanical system based on the generated output of the power system synchronous machine obtained in the power system synchronous machine generation output calculation process. The power system simulation method according to any one of claims 4 or 6 to 8, wherein a certain amount of state change is obtained. 【請求項１０】 事故発生以降および線路開放以降の系
統状態の急変の有無について判定する系統状態急変判定
過程を備えていることを特徴とする請求項１から請求項
９のうちのいずれか１項記載の電力系統シミュレーショ
ン方法。10. The method according to claim 1, further comprising a system state sudden change determination process for determining whether or not the system state has suddenly changed after the occurrence of the accident and after the line was opened.
9. The power system simulation method according to any one of 9 . 【請求項１１】 系統状態急変判定過程により系統状態
の急変があったことが判定されたときの電力系統電気系
の過渡現象について解析を行う系統状態急変時電気系解
析過程を有し、 電力系統機械系解析過程は、前記系統状態急変時電気系
解析過程の解析結果をもとに前記電力系統が急変したと
きの前記電力系統の機械系の解析を行うことを特徴とす
る請求項１０記載の電力系統シミュレーション方法。11. A system state sudden change electrical system analysis process for analyzing a transient phenomenon of a power system electrical system when it is determined by the system state sudden change determination process that there is a system state sudden change, mechanical analysis process, as claimed in claim 10, wherein the performing the analysis of the mechanical system of the electric power system when said power system based on the analysis result of the system condition changes suddenly when the electric system analysis process is suddenly changed Power system simulation method. 【請求項１２】 電力系統電気系解析過程では、初期条
件設定過程で定数が設定された初期状態に応じた事故発
生時の過渡現象について過渡直流電流を含む電力系統の
電気系の解析を行うことを特徴とする請求項５から請求
項１１のうちのいずれか１項記載の電力系統シミュレー
ション方法。12. In the electric power system electric system analysis process, the electric system electric system of the electric power system including a transient DC current is analyzed for a transient phenomenon at the time of an accident in accordance with an initial state in which a constant is set in the initial condition setting process. The electric power system simulation method according to any one of claims 5 to 11 , wherein: 【請求項１３】 複数の電力系統同期機を有した電力系
統の電力系統電気系解析過程および電力系統機械系解析
過程における演算にそれぞれ並列演算ノードを設定し、
前記電力系統電気系解析過程による電力系統電気系の解
析および前記電力系統機械系解析過程による電力系統機
械系の解析を並列的に行う請求項４、請求項６から請求
項１２のうちのいずれか１項記載の電力系統シミュレー
ション方法。13. A parallel operation node is set for each operation in an electric power system electric system analysis process and an electric power system mechanical system analysis process of an electric power system having a plurality of electric power system synchronous machines,
Request analysis of the power system the mechanical system by the analysis and the power system mechanical analysis process of power system electrical system by said power system electrical system analysis process in parallel performed claim 4, claim 6
Item 13. The power system simulation method according to any one of items 12 .