JPH0728504B2 - 進行波演算装置 - Google Patents
進行波演算装置Info
- Publication number
- JPH0728504B2 JPH0728504B2 JP61041803A JP4180386A JPH0728504B2 JP H0728504 B2 JPH0728504 B2 JP H0728504B2 JP 61041803 A JP61041803 A JP 61041803A JP 4180386 A JP4180386 A JP 4180386A JP H0728504 B2 JPH0728504 B2 JP H0728504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- busbar
- generator
- voltage
- arithmetic
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、電力系統の現象シミユレーシヨン装置に係
り、特に、高速なシミユレーシヨンに好適な演算装置に
関する。
り、特に、高速なシミユレーシヨンに好適な演算装置に
関する。
従来、電力系統のシミユレーシヨン方法としては、「電
力系統過渡解析論」（オーム社）に記載されているよう
に、TNA（Transient Network Analyger）などの実機を
縮小した電気回路を用いたアナログ・シミユレーシヨン
と、大型電子計算機を用いたオフライン・シミユレーシ
ヨンが行なわれてきた。
力系統過渡解析論」（オーム社）に記載されているよう
に、TNA（Transient Network Analyger）などの実機を
縮小した電気回路を用いたアナログ・シミユレーシヨン
と、大型電子計算機を用いたオフライン・シミユレーシ
ヨンが行なわれてきた。
上記従来技術のTNAでは抵抗損失を実際の電力系統なみ
に小さくできないという問題のため、精度のよいシミユ
レーシヨンはできなかつた。また、アナログ回路のた
め、電力系統の送電線構成を変更したシミユレーシヨン
を行う場合、電気回路の組変えが必要となり、柔軟性に
欠けている。一方、大型計算機を用いたオフラインシミ
ユレーシヨンでは、実系統と同一の速さで現象を模擬す
ることはできず、実系統に組込む装置、例えば、保護リ
レーや発電機励磁系制御装置、あるいは、調速機制御装
置などのデイジタルコントローラを用いた、リアルタイ
ムシミユレーシヨンなどができないという欠点があっ
た。
に小さくできないという問題のため、精度のよいシミユ
レーシヨンはできなかつた。また、アナログ回路のた
め、電力系統の送電線構成を変更したシミユレーシヨン
を行う場合、電気回路の組変えが必要となり、柔軟性に
欠けている。一方、大型計算機を用いたオフラインシミ
ユレーシヨンでは、実系統と同一の速さで現象を模擬す
ることはできず、実系統に組込む装置、例えば、保護リ
レーや発電機励磁系制御装置、あるいは、調速機制御装
置などのデイジタルコントローラを用いた、リアルタイ
ムシミユレーシヨンなどができないという欠点があっ
た。
本発明の目的は、プログラムなどのソフトウエア変更に
より模擬回路の組変え変更が柔軟にでき、かつ、実系統
の現象と同一の速度で模擬した結果を、外部信号として
取り出し、保護リレーなどの制御装置と組合わせたリア
ルタイムシミユレーシヨンが可能なシミユレータを提供
することにある。
より模擬回路の組変え変更が柔軟にでき、かつ、実系統
の現象と同一の速度で模擬した結果を、外部信号として
取り出し、保護リレーなどの制御装置と組合わせたリア
ルタイムシミユレーシヨンが可能なシミユレータを提供
することにある。
上記目的は、複数個の高速演算要素をマトリクス状に配
置し、送電線上の電圧、電流の進行波に着目した計算手
法を用い、電力系統の動きを並列処示理演算することに
より達成される。
置し、送電線上の電圧、電流の進行波に着目した計算手
法を用い、電力系統の動きを並列処示理演算することに
より達成される。
マトリクス状に配置した演算要素は、隣接する演算要素
とデータのやり取りを行なう機能をもつ。また、各演算
要素は、四則演算を高速に行なう機能を持ち、送電線上
の進行波の伝搬遅延時間、例えば、送電線が100kmの場
合、約300μｓのあいだに到着する進行波の量を計算す
る機能を持つ。これにより、実系統と同一の速度で現象
をシミユレートすることができる。また、各演算要素は
内部にプログラムを記憶する機能を持ち、ソフトウエア
の変更により、容易に、シミユレーシヨン対象回路を変
更することができる。
とデータのやり取りを行なう機能をもつ。また、各演算
要素は、四則演算を高速に行なう機能を持ち、送電線上
の進行波の伝搬遅延時間、例えば、送電線が100kmの場
合、約300μｓのあいだに到着する進行波の量を計算す
る機能を持つ。これにより、実系統と同一の速度で現象
をシミユレートすることができる。また、各演算要素は
内部にプログラムを記憶する機能を持ち、ソフトウエア
の変更により、容易に、シミユレーシヨン対象回路を変
更することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図で説明す
る。
る。
１は演算要素、２はデータバス、３は発電機、４は交流
母線、５は送電線である。
母線、５は送電線である。
また、Ｅは発電機、Ｌは送電線、Ｒは負荷抵抗、６は発
電機演算要素、７は母線演算要素、８はデータバスであ
る。さらに、９は母線演算要素、10はバイパス要素、11
はモニタ演算要素、12は発電機演算要素、13はデータバ
スである。
電機演算要素、７は母線演算要素、８はデータバスであ
る。さらに、９は母線演算要素、10はバイパス要素、11
はモニタ演算要素、12は発電機演算要素、13はデータバ
スである。
電力系統が発電機３と母線４、および送電線５からなる
場合、これに対応して演算要素１とデータバス２を用い
て演算要素を配置することでシミユレートすることがで
きる。
場合、これに対応して演算要素１とデータバス２を用い
て演算要素を配置することでシミユレートすることがで
きる。
第２図を用いて各演算要素が行なう進行波に着目した計
算手法を説明する。発電機Ｅと負荷抵抗Ｒが、送電線Ｌ
を介してつながっている。送電線の両端のノードk,mの
時刻ｔの電圧、電流を、それぞれ、Vk（ｔ）,ik（ｔ）,
Vm（ｔ）,im（ｔ）とすると、 Vk（ｔ−τ）＋Ｚ・ik（ｔ−τ） ＝Vm（ｔ）＋Ｚ｛−im（ｔ）｝ …（１） ここで、Ｚは送電線の特性インピーダンス、τは伝播遅
延時間である。この式より、元の送電系統におけるノー
ドｋとｍは で定義される等価電流源Ik（ｔ−τ）,Im（ｔ−τ）と
特性インピーダンスＺからなる電気回路に分離される。
そして、回路方程式を解くことによりノードk,mの時刻
ｔにおける電流ik（ｔ）,im（ｔ）が即知量Vk（ｔ）,Ik
（ｔ−τ）,Im（ｔ−τ）から求まる。すなわち、 からik（ｔ）,im（ｔ）が求められる。さらにノードｍ
の電圧Vm（ｔ）は、 Vm（ｔ）＝−Rim（ｔ） …（６） から求められる。
算手法を説明する。発電機Ｅと負荷抵抗Ｒが、送電線Ｌ
を介してつながっている。送電線の両端のノードk,mの
時刻ｔの電圧、電流を、それぞれ、Vk（ｔ）,ik（ｔ）,
Vm（ｔ）,im（ｔ）とすると、 Vk（ｔ−τ）＋Ｚ・ik（ｔ−τ） ＝Vm（ｔ）＋Ｚ｛−im（ｔ）｝ …（１） ここで、Ｚは送電線の特性インピーダンス、τは伝播遅
延時間である。この式より、元の送電系統におけるノー
ドｋとｍは で定義される等価電流源Ik（ｔ−τ）,Im（ｔ−τ）と
特性インピーダンスＺからなる電気回路に分離される。
そして、回路方程式を解くことによりノードk,mの時刻
ｔにおける電流ik（ｔ）,im（ｔ）が即知量Vk（ｔ）,Ik
（ｔ−τ）,Im（ｔ−τ）から求まる。すなわち、 からik（ｔ）,im（ｔ）が求められる。さらにノードｍ
の電圧Vm（ｔ）は、 Vm（ｔ）＝−Rim（ｔ） …（６） から求められる。
ここで注意すべきことは、ノードｋの電流ik（ｔ）は、
ノードｋにつながる発電機Ｅの電圧Vk（ｔ）と、伝播遅
延時間τだけ前のノードｍの情報Vm（ｔ−τ）とim（ｔ
−τ）によつて決まり、ノードｍの電流im（ｔ）は、ノ
ードｋのτ時間前の情報Vk（ｔ−τ）,ik（ｔ−τ）に
よつて決まつている点である。
ノードｋにつながる発電機Ｅの電圧Vk（ｔ）と、伝播遅
延時間τだけ前のノードｍの情報Vm（ｔ−τ）とim（ｔ
−τ）によつて決まり、ノードｍの電流im（ｔ）は、ノ
ードｋのτ時間前の情報Vk（ｔ−τ）,ik（ｔ−τ）に
よつて決まつている点である。
従つて、発電機演算要素６と二個の母線演算要素７をデ
ータバス８を介して接続し、時々刻々ノードｋとｍの電
圧、電流に相当するデータを演算要素間でやりとりを
し、発電機演算要素６ではVm（ｔ）を計算し、二個の母
線演算要素７では、ik（ｔ）,im（ｔ）,Vm（ｔ）を
（４）式〜（６）式に基づいて計算することにより、実
系統の現象と同じ速さでシミユレートすることが可能に
なる。
ータバス８を介して接続し、時々刻々ノードｋとｍの電
圧、電流に相当するデータを演算要素間でやりとりを
し、発電機演算要素６ではVm（ｔ）を計算し、二個の母
線演算要素７では、ik（ｔ）,im（ｔ）,Vm（ｔ）を
（４）式〜（６）式に基づいて計算することにより、実
系統の現象と同じ速さでシミユレートすることが可能に
なる。
第３図は演算要素をマトリクス状に並べた配置例を示
す。シミユレーシヨン対象系統の構成を柔軟にするた
め、汎用の演算要素をマトリクス状に並べ、各要素は隣
接する四つの要素とのあいだで、自由にデータのやり取
りを行う。第１図の系統をシミユレートするには、第３
図のように、母線演算要素９と発電機演算要素12を配置
する。さらに、母線演算要素９同士を直接つなぐことが
できないので、データの流れを制御するバイパス要素10
を介して母線演算要素９同士を結ぶ。さらに、これらの
演算要素のまわりに、計算処理状態やデータの流れの状
態、あるいは、演算要素の故障や誤り発生の状態を監視
するモニタ演算要素11を配置して、計算進行状況の把握
や電力系統のモニタリング装置や保護リレー等の外部装
置とのデータの入出力を行う。
す。シミユレーシヨン対象系統の構成を柔軟にするた
め、汎用の演算要素をマトリクス状に並べ、各要素は隣
接する四つの要素とのあいだで、自由にデータのやり取
りを行う。第１図の系統をシミユレートするには、第３
図のように、母線演算要素９と発電機演算要素12を配置
する。さらに、母線演算要素９同士を直接つなぐことが
できないので、データの流れを制御するバイパス要素10
を介して母線演算要素９同士を結ぶ。さらに、これらの
演算要素のまわりに、計算処理状態やデータの流れの状
態、あるいは、演算要素の故障や誤り発生の状態を監視
するモニタ演算要素11を配置して、計算進行状況の把握
や電力系統のモニタリング装置や保護リレー等の外部装
置とのデータの入出力を行う。
上述の演算要素は、すべて、汎用の演算要素において、
プログラムを変更するだけで役割りを変更することがで
きるため、例えば、シミユレーシヨン対象系統に新しい
母線を追加するなどの系統変更を容易にシミユレートで
きる特徴を持つ。
プログラムを変更するだけで役割りを変更することがで
きるため、例えば、シミユレーシヨン対象系統に新しい
母線を追加するなどの系統変更を容易にシミユレートで
きる特徴を持つ。
本発明によれば、実系統の現象と同一の速度で電力系統
をシミユレートでき、かつ、プログラムの変更により、
対象回路を容易に組変えることができるので、保護リレ
ー装置などと組合せたリアルタイムシミユレータを実現
できる。
をシミユレートでき、かつ、プログラムの変更により、
対象回路を容易に組変えることができるので、保護リレ
ー装置などと組合せたリアルタイムシミユレータを実現
できる。
第１図は本発明の一実施例の演算要素と電力系統図、第
２図は進行波に着目した演算手法を示す図、第３図は演
算要素をマトリクス状に配置した場合の構成図である。 １……演算要素。
２図は進行波に着目した演算手法を示す図、第３図は演
算要素をマトリクス状に配置した場合の構成図である。 １……演算要素。
Claims (1)
- 【請求項１】第１送電線を介して接続された第１交流母
線と第２交流母線と、第２送電線を介して接続された前
記第２交流母線と第３母線と、第３母線を介して接続さ
れた前記第３母線と前記第１母線と、前記第１交流母線
に接続する第１発電機と、前記第２交流母線に接続する
第２発電機と、前記第３交流母線に接続する第３発電機
とからなる多重系統を模擬する進行波演算装置におい
て、 前記第１発電機、前記第２発電機及び前記第３発電機そ
れぞれの発電機出力をデジタル演算により模擬する第１
発電機演算要素、第２発電機演算要素及び第３発電機演
算要素と、 前記第１交流母線、前記第２交流母線及び前記第３交流
母線それぞれの電圧及び電流をデジタル演算する前記第
１母線演算要素、前記第１母線演算要素及び前記第１母
線演算要素と、 前記第１送電線の距離に基づく伝播遅延時間を考慮し
て、前記第１母線演算要素に前記第２母線演算要素の電
圧及び電流を供給し、前記第１母線演算要素の電圧及び
電流を前記第２母線演算要素に供給する第１バイパス要
素と、 前記第２送電線の距離に基づく伝播遅延時間を考慮し
て、前記第２母線演算要素に前記第３母線演算要素の電
圧及び電流を供給し、前記第３母線演算要素の電圧及び
電流を前記第２母線演算要素に供給する第２バイパス要
素と、 前記第３送電線の距離に基づく伝播遅延時間を考慮し
て、前記第１母線演算要素に前記第３母線演算要素の電
圧及び電流を供給し、前記第３母線演算要素の電圧及び
電流を前記第１母線演算要素に供給する第３バイパス要
素とを設け、 前記第１母線演算要素は前記第１発電機要素、前記第１
バイパス要素及び前記第３バイパス要素の各々から供給
される電圧又は電流をもとにデジタル演算し、前記第２
母線演算要素は前記第２発電機要素、前記第１バイパス
要素及び前記第２バイパス要素の各々から供給される電
圧又は電流をもとにデジタル演算し、前記第３母線演算
要素は前記第３発電機要素、第２バイパス要素及び前記
第３バイパス要素の各々から供給される電圧又は電流を
もとにデジタル演算することにより求めることを特徴と
する進行波演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61041803A JPH0728504B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 進行波演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61041803A JPH0728504B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 進行波演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62203518A JPS62203518A (ja) | 1987-09-08 |
| JPH0728504B2 true JPH0728504B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=12618491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61041803A Expired - Lifetime JPH0728504B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 進行波演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728504B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03112324A (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | 分散型シミユレーシヨン装置 |
| JP3194931B2 (ja) * | 1990-03-05 | 2001-08-06 | 株式会社日立製作所 | 電力系統シミユレータ |
| JPH03256530A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | デジタル型リアルタイム・シミュレーション装置 |
| JP2703090B2 (ja) * | 1990-03-06 | 1998-01-26 | 三菱電機株式会社 | 大規模電力系統リアルタイム・シミュレータ |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP61041803A patent/JPH0728504B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62203518A (ja) | 1987-09-08 |
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