電力動揺のロバスト制御を追求した発電機適応形H∞制御システムの開発

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わが国の電力系統は大容量送電系統や長距離大電力連系系統などに加え各種の多様な発電機で構成され大規模高密度で複雑化している。このような発電機の動揺モードには、系統内のローカル動揺、連系系統間の長周期動揺などの系統間モードや軸ねじれ、クロス機間など発電機特有モードなど多数の動揺モードが混在している。系統事故時などの系統安定化にはこれら多数モード動揺の内、抑制対象の系統間モードを抑制し、その他動揺モードのロバスト安定化を図る制御が発電機に要求される,これに対し現行の制御設計法は抑制対象モードのみを実現する一機無限大母線系統モデルを用い設計し、その他動揺モードのロバスト安定化は膨大な多機系のシミュレーションを行い特定する手法が多く用いられている。しかし、この方法では抑制対象モードの抑制とロバスト安定化を妥協した制御設計となり十分な抑制効果が得られなく、かつ、ロバスト安定化も理論的手法でないため必要なロバスト性が確保できない。この解決策として発電機励磁制御系の技術進展によるデジタル化を利用し、系統事故時などの多数モード動揺を自動検出して、系統安定化とロバスト制御を追及した発電機適応制御システムの構築が有効となる。そこで研究では系統事故時などの多数モード動揺を含んだ発電機動揺波形のオンライン自動検出方式を確立し、この多数モードを実現する実モデルと抑制対象モードのみの制御設計用公称モデルを形成する。その後、この両モデルを用いてH_∞制御設計を行い系統安定化とロバスト制御を追求した発電機適応形H_∞制御システムを構築させ、最後にシミュレーションで同システムの検証を行う。以上により電力系統の系統安定化とロバスト制御を追及する発電機適応形H_∞制御システムを構築できた。今後は種々の発電機並びに多機系統での抑制効果を検証する必要がある。