複数家庭で構成される電力システムの非線形ダイナミクスと安定性

Abstract

本報告では複数家庭で構成される電力システムの非線形ダイナミクス及び安定性を検討する.家庭とは, 再生可能エネルギーを用いた分散型電源, 負荷, 電力変換回路などで構成される家屋内の小容量電力システムを意味し, 消費側の電力マネージメント技術に関連し近年注目を集めている.本報告では, 複数の家庭及び商用電源を配電ネットワークを介して結合したシステムのダイナミクスを数値的に検討し, 超臨界ホップ分岐に伴う持続振動が周波数及び有効電力に生起することを指摘する.さらに, 上述の分岐及び振動現象に基づいて, 分散型電源における入力不確定性の各家庭の有効電力出力への影響を検討する.

We study nonlinear dynamics and stability of an electric power system with multiple homes. The notion of home is a unit of small-scale power system close to consumers that includes own renewable energy source, residential load, and power conversion circuits. An entire power system consists of multiple homes that are interconnected via a distribution network and are connected to the commercial power grid. Numerical simulations allow us to investigate dynamics of the power system, in which supercritical Hopf bifurcation and associated sustained oscillations in frequency and active power are identified. A dynamical effect of uncertainty in a renewable energy source to the active power output of homes is also identified.