(57)【要約】  多地点に連系する自然エネルギー電源の解析は膨大な演算時間がかかる為、縮約により演算時間を短縮していたが、系統事故条件に応じた各自然エネルギー電源の縮約可否を判定しておらず、系統縮約モデルの解析精度が低いものとなっていた。本課題を解決する為に本発明は、電力系統の縮約解析モデルを作成する電力系統モデル解析装置において、前記電力系統における事故の場所又は様相を含む事故条件を設定する事故条件設定部と、前記事故条件及び事故時の電圧状態に基づいて自然エネルギー電源を含む電力系統の縮約可否を判定する自然エネ縮約個所判定部と、を備え、前記自然エネ縮約個所判定部は、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在する場合は縮約不可と判定し、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在しない場合は縮約可と判定することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の縮約解析モデルを作成する電力系統モデル解析装置において、  前記電力系統における事故の場所又は様相を含む事故条件を設定する事故条件設定部と、  前記事故条件及び事故時の電圧状態に基づいて自然エネルギー電源を含む電力系統の縮約可否を判定する自然エネ縮約個所判定部と、を備え、  前記自然エネ縮約個所判定部は、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在する場合は縮約不可と判定し、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在しない場合は縮約可と判定することを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力系統モデル解析装置において、  前記自然エネ縮約個所判定部は、前記事故条件、前記事故時の電圧状態、及び各自然エネルギー電源の特性情報に基づいて、事故時又は事故後における前記自然エネルギー電源の運転継続可否について決定し、前記運転継続可否に基づいて縮約可否を判定することを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力系統モデル解析装置において、  前記自然エネ縮約個所判定部は、前記運転継続可否は、事故時又は事故後における前記自然エネルギー電源の電圧低下の継続時間又は電圧出力の復帰時間に基づいて、前記縮約可否を判定することを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力系統モデル解析装置において、  前記事故条件設定部は、ユーザからの入力によって前記事故条件を設定することを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力系統モデル解析装置は、  前記事故条件に基づいて前記事故時の電圧状態を計算する故障計算部を更に備えることを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力系統モデル解析装置において、  前記事故時の電圧状態には、事故時の電圧の大きさ及び位相情報が含まれることを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電力系統モデル解析装置は、  前記縮約可と判定された範囲について、縮約後の系統構成及び所定のパラメータを計算し、縮約データを作成する自然エネ縮約データ作成部を更に備えることを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力系統モデル解析装置において、  前記自然エネ縮約データ作成部は、予め設定された基準に基づいて前記縮約データの作成を行い、前記基準には、発電機容量、線路インピーダンス、又はＦＲＴ特性パターンが含まれることを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電力系統モデル装置は、  前記縮約データに基づいて電力系統の解析モデルを作成する系統解析モデル作成部を更に備えることを特徴とする電力系統モデル解析装置。
【請求項１０】
電力系統の縮約解析モデルを作成する電力系統モデル解析方法において、  前記電力系統における事故の場所又は様相を含む事故条件を設定し、前記事故条件及び事故時の電圧状態に基づいて自然エネルギー電源を含む電力系統の縮約可否を判定するときに、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在する場合は縮約不可と判定し、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在しない場合は縮約可と判定することを特徴とする電力系統モデル解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自然エネルギー発電を含む電力系統の解析モデルから、当該系統を縮約したモデルを作成する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  電力系統の送電電力量の上限は、落雷等に起因する系統事故時の過渡安定性によって決まる場合が多い。そのため、送電電力をどの程度まで増加可能かを決定するためには、系統事故を想定した過渡安定度シミュレーションによって、過渡安定性を把握することが有効である。【０００３】  近年は、風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーの普及拡大が進んでいる。これらの自然エネルギー発電は、パワーエレクトロニクスを用いた電力用変換器を介して系統と連携されるものが多く、系統事故時の応動が電力用変換器の制御方法に依存して決まることになる。例えば、非特許文献１には、事故時運転継続（FRT：Fault Ride Through）要件（以下「FRT 要件」という。）の規定が示されている。この規定に従って、自然エネルギー発電が運転される場合、系統事故直後に自然エネルギー発電の運転が継続されるかどうかは系統状態によって決まることになる。【０００４】  一方で、系統事故直後に自然エネルギー発電の運転が継続されるかどうかは、回転型の発電機の過渡安定性に影響を与えることになる。例えば、非特許文献２には、太陽光発電の事故直後の運転継続可否によって、限界故障時間が異なり、過渡安定性に違いが表れることが示されている。【０００５】  このように、電力系統の過渡安定度シミュレーションでは、電力用変換器を用いた分散電源（自然エネルギー発電など）の、系統事故時の動作特性（ＦＲＴ特性など）を正確に模擬することが重要となる。一方で、自然エネルギー電源は、小規模なものが多数多地点に連系されている場合が多く、これらをシミュレーションで正確に模擬すると、シミュレーション時間が増大する課題がある。このような課題に対し、電力系統の解析モデルを縮約した「縮約モデル」を作成し、発電機数や系統ノード・ブランチ数を削減することで、シミュレーション時間の短縮を図る技術が検討されている。【０００６】  例えば、特許文献１には、異なる事故における動揺波形を精度良く生成することができる縮約モデルを決定する手法が示されている。【０００７】  また、例えば、特許文献２には、原系統モデルを指定されたノード及び発電機タイプにより縮約範囲を分割し、系統縮約手段により分割された縮約範囲ごとに電力系統を縮約して部分縮約モデルを作成し、系統全体の縮約モデルを作成する手法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−５３８４７公報
【特許文献２】特開２００４−２４２４５公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「日本電気技術規格委員会、ＪＥＳＣ  Ｅ００１９  系統連系規定  ＪＥＡＣ ９７０１−２０１２［２０１３年 追補版（その１）］」、社団法人日本電気協会系統連系専門部会ＪＥＡＣ  ９７０１−２０１２（２０１３）
【非特許文献２】「太陽光発電大量導入時の一機無限大母線系統の過渡安定度解析」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１３２、Ｎｏ．１（２０１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  前述の特許文献１に記載の方法には、系統事故時に動揺するような回転型の発電機を縮約する手法は示されているが、自然エネルギー発電を縮約する手法が示されていない。【００１１】  また、前述の特許文献２に記載の方法では、系統全体の縮約モデルを作成する手法は示されているが、系統事故に対して共通のモデルを作成するため、系統事故条件によっては過渡安定性の計算誤差が大きくなることが懸念される。【００１２】  以上より、小規模なものが多数多地点に連系されている自然エネルギー電源をシミュレーションで正確に解析しようとすると膨大な演算時間がかかる為、縮約により演算時間を短縮して系統解析するときに、系統事故条件に応じた各自然エネルギー電源の縮約可否を判定しておらず、系統縮約モデルの解析精度が低いものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記課題を解決する為に本発明は、電力系統の縮約解析モデルを作成する電力系統モデル解析装置において、前記電力系統における事故の場所又は様相を含む事故条件を設定する事故条件設定部と、前記事故条件及び事故時の電圧状態に基づいて自然エネルギー電源を含む電力系統の縮約可否を判定する自然エネ縮約個所判定部と、を備え、前記自然エネ縮約個所判定部は、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在する場合は縮約不可と判定し、前記電力系統の所定範囲内に縮約不可となる前記自然エネルギー電源が存在しない場合は縮約可と判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】  本発明により、系統事故に応じた系統縮約モデルを作成し、縮約による解析精度低下（安定限界誤差大）を回避しつつ、系統演算時間を短縮可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電力系統の縮約系統モデル作成装置の処理機能構成を示す。
【図２】電力系統の縮約系統モデル作成処理アルゴリズムを示す。
【図３】電力系統の縮約系統モデル作成装置の構成例を示す。
【図４】風力発電を含む電力系統の解析モデルを示す。
【図５】部分系統を縮約した系統解析モデルを示す。
【図６】すべての部分系統を縮約した系統解析モデルを示す。
【図７】系統解析モデルにおける風力発電機の模擬の一例を示す。
【図８】自然エネ発電（風力発電機）のＦＲＴ特性を示す。
【図９】自然エネ発電（風力発電機）のＦＲＴ特性を示す。
【図１０】自然エネ発電（風力発電機）のＦＲＴ特性を示す。
【図１１】系統事故（三相地絡故障）が発生した場合の事故中の各ノード電圧の計算例を示す。
【図１２】系統事故（三相地絡故障）が発生した場合の事故中の各ノード電圧の計算例を示す。
【図１３】発電機の内部位相角δのシミュレーション結果例を示す。
【図１４】ノード電圧のシミュレーション結果例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、下記具体的内容に発明自体が限定されることを意図する趣旨ではない。
【００１７】  まず、自然エネルギー電源の縮約によって、電力系統の解析モデルを縮約し、解析時間を短縮する概要について、図４、図５、図６を用いて説明する。
【００１８】  図４は、自然エネルギー電源である風力発電１７１、１７２、１７３、１７６、１７７、１７８を含む電力系統の解析モデルの一例を示した図である。この図の系統解析モデルが表す電力系統は、ノード（母線）１２０およびそれらを接続する送電線路１４０、ノード１２０に接続される火力発電１３０、負荷１５０、変圧器１６０、などで構成される。なお、四角で囲んだ数字は、便宜上設定したノード番号を示すものである。また、部分系統Ｇｒ．１および部分系統Ｇｒ．２は、風力発電を含む部分系統を表すものであり、この範囲はあらかじめ解析者によって設定されるものとする。
【００１９】  このような系統解析モデルで、落雷等の系統故障１８０が発生した場合、火力発電１３０の加速（回転数上昇）や動揺（振動）が発生する。この発電機の加速が一定量以上であるか、動揺が発散する場合、火力発電の運転を継続することができず、過渡安定性および同期安定性が維持できない状態となる。このように、系統解析モデルを作成し、時間シミュレーションを行うことで、過渡安定性および同期安定性が維持可能か判定することができる。
【００２０】  ここで、電力系統の過渡安定度シミュレーションの結果には、風力発電１７１、１７２、１７３、１７６、１７７、１７８の事故時の動きが影響を与えることになる。例えば、系統事故時の動作特性（ＦＲＴ特性など）を正確に模擬することが重要となる。一方で、風力発電は６か所に６台に連系されており、風力発電の数が増えるほどシミュレーション時間が増大する。そこで、風力発電を含む電力系統を部分的に縮約することで、シミュレーション時間の短縮を図る。
【００２１】  図５は、後述する本発明によって、図４の風力発電１７１〜１７３を含む部分系統を縮約し、１台の風力発電１７４に縮約した系統解析モデルを示す。縮約する対象の風力発電１７１〜１７３を含む部分系統（部分系統Ｇｒ．１）は、事故点から遠方にあり、事故時の電圧低下などのノード状態（電圧、電圧位相など）の変化が小さく、また３台の風力発電の系統事故中や系統事故後の運転状態変化（ＦＲＴ特性に基づく運転継続有無）の違いが小さいと推測されるグループが選定される。ここで、部分系統Ｇｒ．２は、系統事故点に近いために事故中の電圧低下、電圧位相変化が大きく発生し、また３台の風力発電の運転状態変化に違いが生じると推測され、そのため縮約対象から除外されたものである。
【００２２】  図６は、部分系統Ｇｒ．１およびＧｒ．２ともに縮約した系統を表す。この場合、風力発電機は２台と削減されたため、シミュレーション時間は短縮されるが、過渡安定性の解析結果の誤差は増大する。
【００２３】  図３は、本発明の一実施例による電力系統モデル作成装置１０の構成例を示す図である。電力系統モデル作成装置１０は計算機システムで構成されており、表示装置１１、キーボードやマウス等の入力手段１２、コンピュータＣＰＵ１３、通信手段１４、ランダムアクセスメモリＲＡＭ１５、および各種データベースがバス線３０に接続されている。また計算機システムのデータベースＤＢとして、事故条件−電圧分布データベースＤＢ１、自然エネデータベースＤＢ２、自然エネ縮約データベースＤＢ３、系統構成データベースＤＢ４、系統解析モデルデータベースＤＢ５、およびプログラムデータベースＤＢ６を備える。
【００２４】  ここでコンピュータＣＰＵ１３は、計算プログラムを実行して表示すべき画像データの指示や、各種データベース内のデータの検索等を行う。ランダムアクセスメモリＲＡＭ１５は、事故条件−電圧分布データ、自然エネのＦＲＴ特性や設置点情報データ、自然エネや系統の縮約対象グループ領域や縮約対象の決定結果を表すデータ、線路や発電機などの電力系統を構成する設備に関する系統構成データ、縮約結果である系統解析モデルデータ等の計算結果データを一旦格納するメモリである。これらのデータに基づき、コンピュータＣＰＵ１３によって必要な画像データを生成して、表示装置１１（例えば表示ディスプレイ画面）に表示する。
【００２５】  電力系統モデル作成装置１０内には、大きく分けて６つのデータベースＤＢが搭載されている。事故条件−電圧分布データベースＤＢ１には、過渡安定度シミュレーションで想定する事故発生個所、事故条件（３相地絡、２相短絡、などの事故様相など）候補のデータが記憶されている。また、故障計算プログラムによって計算される、各事故が発生した場合の事故中の各ノードの電圧の大きさ、位相の事故前に対する変化量の計算結果データが記憶されている。この系統事故中の電圧に関する計算結果情報から、風力発電１７１等の系統事故中、系統事故後の動き（運転継続可否など）が決定される。
【００２６】  自然エネデータベースＤＢ２には、例えば風力発電１７１等の設置ノード、制御構成と制御パラメータ、ＦＲＴ特性（運転継続可否、有効電力出力パターン）のデータが記憶されている。これらの情報と、前述の電圧に関する計算結果情報から、風力発電１７１等の系統事故中、系統事故後の動き（運転継続可否など）が決定される。
【００２７】  自然エネ縮約データベースＤＢ３には、自然エネや系統の縮約対象グループ領域や縮約対象の決定結果を表すデータが格納される。例えば、図４の部分系統Ｇｒ．１や部分系統Ｇｒ．２の対象範囲に含まれる部分系統（ノード、線路、発電機や、その接続構成など）に関するデータが記憶されている。
【００２８】  系統構成データベースＤＢ４には、線路（抵抗、リアクタンス、対地静電容量）や発電機（容量、過渡リアクタンスなど）などの電力系統を構成する設備に関するデータが記憶されている。このデータを用いることで、電力系統の潮流計算や故障計算が可能となり、系統事故中の電圧低下量を把握することができる。
【００２９】  系統解析モデルデータベースＤＢ５には、本発明のアルゴリズムに従って計算された電力系統の縮約結果である系統解析モデルデータが記憶されている。このデータにより、各事故条件に対して、過渡安定度シミュレーションで用いるべき系統解析モデルを準備することが可能となる。
【００３０】  プログラムデータベースＤＢ６には、計算プログラムである自然エネ縮約プログラムＰＲ１、系統解析モデル作成プログラムＰＲ２、故障計算プログラムＰＲ３を格納する。これらのプログラムは、必要に応じてコンピュータＣＰＵに読み出され、計算が実行される。
【００３１】  図１を用いて、本発明の電力系統モデル作成装置１０の処理機能構成について説明する。電力系統モデル作成装置１０は、事故条件設定部３１、自然エネ縮約個所判定部３２、自然エネ縮約データ作成部３３、系統解析モデル作成部３４、故障計算部３５、自然エネ縮約計算部３６の各機能と、前述の５つのデータベースである事故条件−電圧分布データベースＤＢ１、自然エネデータベースＤＢ２、自然エネ縮約データベースＤＢ３、系統構成データベースＤＢ４、系統解析モデルデータベースＤＢ５で構成される。
【００３２】  図１において、自然エネ縮約計算部３６は、プログラムデータベースＤＢ６に格納された計算プログラムのうち、自然エネ縮約プログラムＰＲ１を実行する処理機能である。自然エネ縮約計算部３６は、事故条件設定部３１、自然エネ縮約個所判定部３２、自然エネ縮約データ作成部３３の３つの処理部分で構成される。
【００３３】  事故条件設定部３１は、系統事故条件１８０の場所、様相を設定する部分である。ユーザからの入力によって設定されてもよいし、あらかじめ準備されたパターンから適宜系統事故を選定してもよい。
【００３４】  自然エネ縮約個所判定部３２は、自然エネデータベースＤＢ２および系統構成データベースＤＢ４の情報から系統解析モデルを作成し、故障計算部３５にモデルデータを渡す。また故障計算部３５より故障計算結果を受け取り、系統故障中の電圧状態（大きさ、位相変化量）を把握し、事故条件−電圧分布データベースＤＢ１に格納する。また、各風力発電接続ノードの系統故障中の電圧状態（大きさ、位相変化量）を、自然エネデータベースの各風力発電に対応するＦＲＴ特性などの風力発電機情報と照らし合わせて、系統事故中、事故後の運転継続可否、発電出力を決定する。縮約対象の部分系統内で運転継続可否が一致している場合、部分系統Ｇｒ．を縮約することとする。部分系統内で運転継続可否が異なる発電機が存在する場合、その部分系統Ｇｒ．は縮約対象外とすればよい。
【００３５】  自然エネ縮約データ作成部３３は、自然エネ縮約個所判定部３２で縮約必要と判定された部分系統Ｇｒ．を縮約した、部分系統Ｇｒ．の解析系統構成と各種パラメータを決定する。部分系統Ｇｒ．の縮約された系統構成および各種パラメータは、あらかじめユーザによって設定された基準に基づいて計算する。例えば、風力発電機の容量は縮約前の各発電機の容量とする、線路インピーダンスは縮約前の各線路の並列インピーダンスとする、ＦＲＴ特性パターンは各風力発電の平均値とする、などで計算すればよい。また、自然エネ縮約データベースＤＢ３に自然エネや系統の縮約対象グループ領域や縮約対象の決定結果を表すデータを格納する。
【００３６】  系統解析モデル作成部３４は、プログラムデータベースＤＢ６に格納された計算プログラムのうち、系統解析モデル作成プログラムＰＲ２を実行する処理機能である。自然エネ縮約データ作成部３３によって計算された、自然エネや系統の縮約対象グループ領域や縮約対象の決定結果と、系統構成データベースＤＢ４の線路や発電機などの電力系統を構成する設備に関するデータから、電力系統の縮約結果である系統解析モデルデータを作成する。また、系統解析モデルデータを、系統解析モデルデータベースＤＢ５に格納する。
【００３７】  故障計算部３５は、プログラムデータベースＤＢ６に格納された計算プログラムのうち、故障計算プログラムＰＲ３を実行する処理機能である。電力系統の故障計算は確立された計算手法であり、一般的なアルゴリズムを用いることで計算可能である。
【００３８】  図２を用いて、電力系統の縮約系統モデル作成処理アルゴリズムの一例を示す処理フローを説明する。この処理フローではまず処理ステップＳ１において、系統事故条件を設定する。
【００３９】  処理ステップＳ２で、自然エネデータベースＤＢ２および系統構成データベースＤＢ４の情報から自然エネ条件設定を行い、系統解析モデルを作成する。
【００４０】  処理ステップＳ３では、故障計算プログラムＰＲ３により、故障計算を行う。
【００４１】  処理ステップＳ４では、故障計算結果より、系統事故中の各ノードの電圧の大きさ、位相の事故前に対する変化量を把握し、結果を事故条件−電圧分布データベースＤＢ１に格納する。
【００４２】  処理ステップＳ５からＳ９では、各風力発電接続ノードの系統故障中の電圧状態（たとえば、大きさ）を、自然エネデータベースの各風力発電に対応するＦＲＴ特性などの風力発電機情報と照らし合わせて、系統事故中、事故後の運転継続可否を決定する。具体的には、処理ステップＳ６に示すように、ｋ番目の風力発電等の自然エネの設置ノードがある電圧範囲に入った場合、縮約フラグＫｆｋ＝１とし、縮約対象とする。
【００４３】  処理ステップＳ１１からＳ１６では、縮約対象である部分系統Ｇｒ．のうち、縮約対象となる部分系統Ｇｒ．を選定する。具体的には、処理ステップ１２に示すように、部分系統グループ内にＫｆｉ＝０の発電機（縮約対象外の発電機）がある場合、部分系統ＧｒフラグＮｆｎ＝１とし、縮約対象外とする。
【００４４】  処理ステップＳ１７では、対象縮約グループを縮約した、系統解析モデルの作成を行う。
【００４５】  図７は、系統解析モデルにおける、風力発電機の模擬の一例を示す図である。風力発電機モデルは、電力系統のノード５２０に接続された電流源５１０の大きさと位相を制御するモデルとして構成される。また、ノード電圧計測値は電圧計測装置５３０を介して各制御モデルに取り込まれる。風力発電の制御部分は、発電機・コンバータモデル５４０、コンバータ制御モデル５５０、風車モデル５６０で構成される。発電機・コンバータモデル５４０は、コンバータ制御モデル５５０から有効・無効電流指令値を受け、また電圧計測装置５３０から電圧計測値を受け、コンバータ制御モデル５５０に発電機有効・無効電力量を、風車モデル５６０に発電機有効電力量をそれぞれ渡す。コンバータ制御モデル５５０は、発電機・コンバータモデルから受けた発電機有効・無効電力と、風車モデル５６０から受けた電力指令と、電圧計測装置５３０から受けた電圧計測値から、有効・無効電流指令値を決定し、発電機・コンバータモデル５４０へ渡す。風車モデル５６０は、発電機・コンバータモデル５４０から受けた発電機有効電力をもとに、コンバータ制御モデル５５０に有効電力制御指令を与える。このような風力発電モデルを用意することで、系統の電圧やコンバータの応答を考慮した風力発電の出力変化、運転可否を模擬することが可能となる。後述のＦＲＴ特性と合わせて、系統事故時の運転継続可否を、より実際に近く模擬可能となる効果がある。
【００４６】  図８、図９、図１０は、自然エネ発電（風力発電機）のＦＲＴ特性を説明する図である。非特許文献１では、高圧系統の三相発電設備のＦＲＴ要件として、２０１７年３月末以降に連系するものについて、電圧低下時に、以下の事項を満たすシステムが望まれている。・残電圧が２０％以上で継続時間が０．３秒以下の電圧低下に対しては運転を継続し（図８の（ａ）の領域）、電圧の復帰後０．１秒以内に電圧低下前の出力の８０％以上の出力まで復帰すること。図９に出力パターン例を示す。・残電圧が２０％未満で継続時間が０．３秒以下の平衡した電圧低下に対しては運転継続またはゲートブロックにて対応する（図８の（ｂ）の領域）。この場合、電圧復帰後１．０秒以内（０．２秒以内が望ましい）に電圧低下前の出力８０％以上の出力まで復帰すること。図１０に出力パターン例を示す。
【００４７】  このように、電圧低下が０．３秒以下となる場合や、電圧復帰後の出力復帰パターンは、系統の状態や発電機の状態によって異なってくる。そのため、電圧低下が大きいノードに接続される自然エネ発電については、複数発電機の縮約を行わず、各発電機の運転継続可否が安定度シミュレーションの中で動的に判定されるような計算が、実際の動きに近い結果が得られると考えられる。
【００４８】  以上のように、ある地点での系統事故時の、各ノード電圧の大きさに基づいて縮約する自然エネ発電を決定することで、より実際の自然エネの運転に近い模擬が可能となり、系統の過渡安定性の判定も精度よく実施可能となる効果が得られる。
【００４９】  次に、図１１、図１２、図１３、図１４を用いて、提案手法の有効性を模式例によって説明する。図１１、図１２は、図４の系統において、系統事故１８０（三相地絡故障）が発生した場合の事故中の各ノード電圧を示したものである。事故点に近い地点の電圧が大きく低下している。ここで、部分系統Ｇｒ．１のノード電圧は、いずれも電圧２０％よりも大きく、したがって風力発電１７１〜１７３も運転継続可能となることが推測される。そのため、部分系統Ｇｒ．１は、縮約対象と判定される。一方で、部分系統Ｇｒ．２のノード電圧は、風力発電１７６、１７７、１７８が各々０．３、０．２、０．１である。これは、風力発電１７６は運転継続されるが、１７７、１７８は運転継続可否が不明であり、風力発電個々の制御ロジックや設定によって過渡応動の中で決まると考えられる。そのため、部分系統Ｇｒ．２は、縮約対象とせず、各発電機を個別モデルとしてシミュレーションをおこなうことが望ましい。
【００５０】  図１３にノード７００に接続された発電機の内部位相角δ（ｄｅｇ）を、図１４にノード７００の電圧値を示す。縮約を行わない元系統（ａ）と、提案手法である部分系統Ｇｒ．１を縮約した系統（ｂ）は、近いシミュレーション結果が得られており、また発電機の脱調は回避されて過渡安定性が安定となっている。一方で、部分系統Ｇｒ．１および部分系統Ｇｒ．２の双方を縮約した系統（ｃ）は時刻１秒付近で発電機が脱調しており、過渡安定性が不安定となっていることがわかる。このように、縮約する自然エネ発電を適切に選択することで、高速かつ高精度なシミュレーション結果が得られる効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】  自然エネ発電などの電力用変換器を含む分散電源が連系された電力系統の過渡安定性、同期安定性を解析するための、シミュレーション解析装置として活用することができる。また、オンラインで用いられる想定故障に対する安定化対策決定装置（オンライン系統安定化装置）として活用することができる。また、自然エネ発電の増設などに対応した系統の設備増強などを検討する系統設備設計支援システムとして活用することができる。
【符号の説明】
【００５２】１０  電力系統モデル作成装置１１  表示装置１２  キーボードやマウス等の入力手段１４  通信手段ＤＢ１  事故条件−電圧分布データベースＤＢ２  自然エネデータベースＤＢ３  自然エネ縮約データベースＤＢ４  系統構成データベースＤＢ５  系統解析モデルデータベースＤＢ６  プログラムデータベース３１  事故条件設定部３２  自然エネ縮約個所判定部３３  自然エネ縮約データ作成部３４  系統解析モデル作成部３５  故障計算部３６  自然エネ縮約計算部１２０  ノード１３０  火力発電１４０  送電線路１５０  負荷１６０  変圧器１７１、１７２、１７３、１７４、１７６、１７７、１７８、１７９  自然エネ発電（風力発電）１８０  系統事故５１０  電流源５２０  ノード５３０  電圧計測装置５４０  発電機・コンバータモデル５５０  コンバータ制御モデル５６０  風車モデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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