電力潮流アナライザー
説明
電力潮流アナライザー アプリは、Simscape™ Electrical™ を使用してモデル化および構成する三相の AC または DC 送電システムの電力潮流計算を実行します。このアプリは 3 つのテーブルを生成します。AC 接続テーブルには、AC の Busbar、Load Flow Source、Synchronous Machine、Induction Machine、および Three-Phase Load の各ブロックによって表される回路網ノードのデータが含まれています。AC/DC 母線テーブルには、すべての母線のデータが含まれています。AC 接続テーブルには、Transmission Line と Transformer の各ブロックによって表される回路網接続のデータが含まれています。また、このアプリではシステムのノードと接続を 2 次元グラフにプロットします。
電力潮流アナライザー アプリでは次のことが可能です。
電力潮流計算を実行。
Busbar、Load Flow Source、Synchronous Machine、Induction Machine、および Three-Phase Load の各ブロックの電力潮流入力ブロック パラメーター値を強調表示して更新。
Load Flow Source、Synchronous Machine、および Induction Machine の各ブロックの母線タイプを変更。
モデル内のノードおよび接続ブロックを選択して強調表示。
値を増減することによるテーブル内の列の並べ替え。
スプレッドシート、MAT ファイル、またはコンマ区切りの変数 (CSV) ファイルにデータをエクスポート。
接続されたブロックを 2 次元グラフで可視化し、モデル内の入力発電機および負荷を確認して、回路網全体の電力潮流を把握。
次の表に、回路網ノードと回路網接続のモデル化に使用できる Simscape Electrical ブロックを示します。
電力潮流アナライザー アプリを開く
Simulink® ツールストリップ: [アプリ] タブの [Simscape] で、[電力潮流アナライザー] をクリックします。
MATLAB® コマンド ウィンドウ: 現在のモデルの電力潮流計算を実行するように準備するには、ee_loadFlowApp を入力します。この現在のモデルとは、開いているモデルのうち最後に操作したモデルです。現在のモデル以外の開いているモデルに対する解析について準備する場合は、コマンドに入力引数としてモデル名を渡す必要があります。
アプリを開くと、テーブルには、ノードおよび接続ブロックと、現在のモデルまたは指定したモデル内のブロック用に指定されたパラメーター値が電力潮流計算に対する入力として事前に読み込まれています。MATLAB ベース ワークスペースでまだシミュレーションが実行されておらず、対応する Simscape Simulation Data オブジェクトが生成されていない場合は、電力潮流計算の出力データのフィールドに NaN が格納されます。
電力潮流計算を実行後、テーブルには、ノードおよび接続ブロックの定常状態の電圧の大きさ、電圧の位相角、有効電力、無効電力などの電力潮流計算の出力値も表示されます。
例
現在のモデルのブロック パラメーターの事前読み込み
モデルを開きます。MATLAB コマンド プロンプトに以下を入力します。
ee_loadflow_ieee9bus
ee_loadflow_ieee9bus モデルは現在のモデルです。電力潮流アナライザー アプリを開きます。
ee_loadFlowApp
電力潮流アナライザー アプリが開き、ee_loadflow_ieee9bus モデル内の該当するノードおよび接続ブロックの電力潮流入力パラメーター値が事前に読み込まれます。
現在のモデル以外のモデルのブロック パラメーターの事前読み込み
モデルを開きます。MATLAB コマンド プロンプトに以下を入力します。
modelName = 'ee_loadflow_ieee9bus' open_system(modelName)
モデルの名前を入力引数として渡して電力潮流アナライザー アプリを開きます。
ee_loadFlowApp(modelName)
電力潮流アナライザー アプリが開き、指定したモデル内の該当するノードおよび接続ブロックの電力潮流入力パラメーター値が事前に読み込まれます。
入力の強調表示
電力潮流アナライザー アプリまたはブロック パラメーター設定で値を更新して調整できる電力潮流計算の入力を識別するには、[テーブルの強調表示] を選択します。
母線タイプの更新
Load-Flow Source、Wye-Connected Load、Synchronous Machine、Induction Machine の各ブロックの [母線タイプ] を変更するには、母線タイプのフィールドをダブルクリックし、該当するタイプを選択します。オプションは、以下のとおりです。
| Load-Flow Source | Synchronous Machine | Induction Machine | Wye-Connected Load | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
時間 | Swing | PV | Z | ||||
Swing | PV | ||||||
PV | PQ | PQ | |||||
PQ | |||||||
入力パラメーターの調整
電力潮流計算の入力を変更するには、電力潮流アナライザー アプリまたはブロック パラメーター設定で該当する値を更新します。
メモ
テーブルで入力値を更新すると、ブロック設定に表示される値がすぐに更新されます。ただし、ブロック設定で入力値を更新した場合やブロック線図を結線し直した場合は、電力潮流アナライザー アプリで [更新] ボタンをクリックしないと、テーブルに表示される値に変更が反映されません。
既にクリアしたベース ワークスペースの変数がモデルで参照されているなど、パラメーター値が定義されていない場合は、その特定のパラメーターの値を設定できないか、その特定のモデルでシミュレーションをまだ実行していない可能性があります。
ソルバー構成の設定
モデルのソルバー構成タイプを設定するには、電力潮流アナライザー アプリで [設定] ボタンをクリックし、[Simscape ソルバー設定] パラメーターの値を変更します。オプションは、以下のとおりです。
周波数と時間 (フェーザ)— モデル内のすべての Solver Configuration ブロックの [方程式の定式化] パラメーターを[周波数と時間]に設定します。時間と定常状態— モデル内のすべての Solver Configuration ブロックの [方程式の定式化] パラメーターを[時間]に設定し、[定常状態からシミュレーションを開始] チェック ボックスをオンにします。ローカル設定を使用— 同じモデル内の複数の回路網で異なるソルバー構成設定を許容します。
ソルバー構成の詳細については、Solver Configurationを参照してください。
シミュレーション構成の設定
シミュレーション構成を設定するには、電力潮流アナライザー アプリで [設定] ボタンをクリックし、[シミュレーションの構成] パラメーターの値を変更します。オプションは、以下のとおりです。
静的— 静的な電力潮流計算がモデルで t = 0 から実行されます。動的— モデルの [開始時間] パラメーターで指定されたシミュレーション開始時間から [終了時間] パラメーターで指定されたシミュレーション終了時間まで、動的なシミュレーションがモデルで実行されます。静的な電力潮流の結果を確認する対象となるシミュレーション時間を選択するには、[時間] の設定を指定します。
電力潮流計算の実行
電力潮流計算を実行するには、電力潮流アナライザー アプリまたはモデルで [実行] ボタンをクリックします。
データの並べ替え
データを並べ替えて、モデルが正しく構成されていることを確認できます。
ブロック パラメーター設定や電力潮流の成分のデータを昇順または降順に並べ替えるには、並べ替えるデータの列見出しにある矢印アイコンをクリックします。
モデル内のブロックの強調表示
モデル内の個々のブロックまたはブロックのグループを識別するには、[モデルの強調表示] を選択します。その後、列データを並べ替えて以下を行うことができます。
過電圧または不足電圧の大きさを調べる。
差が大きい電圧の位相角を調べる。
指定した値と実際の値の差を確認する。
有効電力を最も消費している接続と無効電力を最も供給しているか低減させている接続を調べる。
データのエクスポート
スプレッドシート、MAT ファイル、または 3 つのコンマ区切りの変数 (CSV) ファイルにテーブルのデータをエクスポートするには、[エクスポート] ボタンをクリックします。
モデル内の接続されたブロックのグラフの可視化
R2023a 以降
電力潮流アナライザー アプリでは、システムのノードと接続を [グラフ] タブ内の 2 次元グラフにプロットします。このグラフを使用して接続されたブロックを可視化し、モデル内の入力発電機および負荷を確認して、さまざまなシナリオで回路網全体の電力潮流を把握します。
グラフ内の各ノードはモデルのブロックに対応します。ノードの色は、関連するブロックの正規化された有効電力を表します。グラフ内の各接続は、2 つの Simscape Electrical ブロック間の物理接続を表します。
モデルを更新した場合にグラフを更新するには、[更新] ボタンまたは [実行] ボタンをクリックします。
また、電力潮流アナライザー アプリでは、サブシステム内のノードと接続もプロットします。たとえば、次の図はモデルの特定のセクションを示しています。
モデルのこのセクションの場合、電力潮流アナライザー アプリの [グラフ] タブ内のグラフは次のようになります。
ここで、Load Flow Source ブロックと Busbar ブロックで構成されるサブシステムを作成します。
次の図は、サブシステムを作成した後の電力潮流アナライザー アプリの [グラフ] タブ内のグラフを示しています。
関連する例
プログラムでの使用
制限
モデルについての電力潮流計算は、そのような計算用にモデルが構成されていないと実行できません。詳細については、Simscape Electrical を使用した電力潮流計算の実行を参照してください。
モデル内の関連するノードまたは接続ブロックの三相端子が個々の相に展開されている場合、電力潮流アナライザー アプリを使用して電力潮流計算を実行することはできません。詳細については、三相端子タイプの比較を参照してください。
すべての電力潮流計算の結果を取得するには、各ブロックの間の接続ラインに Busbar ブロックまたは Busbar (DC) ブロックを配置する必要があります。
固定インピーダンス負荷の RLC 構造をアプリから変更することはできません。構造を変更するには、ブロック マスクでドロップダウンを変更します。
MATLAB のベース ワークスペースまたはモデル ワークスペースの変数を使用して電力潮流モデルをパラメーター化すると、それらの変数が潮流アナライザー アプリで評価され、関連する数値が提供されます。その後にアプリ内でそれらの変数の値を更新すると、ブロック マスク内の対応する変数の名前が数値に置き換わります。
バージョン履歴
R2020a で導入
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