東京工業大學領導的研究小組在世界上首次成功地從理論上闡明了電網中發電機組的同步現象,這對電力的穩定供應至關重要。基於這一理論,我們構建了世界上第一個電網聚合模型,可以有效地分析和控制電網中錯綜複雜連接的發電機的行為。

 眾所周知,多個發電機組轉子相位角對齊的“同步現象”與電力的穩定供應密切相關。具體來說,如果某台發電機不同步,則該發電機與周圍的發電機將無法穩定運行,最壞的情況會導致停電等嚴重事件。
尤其是光伏發電等可再生能源,由於天氣條件的變化,發電量會出現不規律的波動,因此很難保持發電機組的同步。在日本,預計未來將大規模引入可再生能源,因此分析與高效發電和輸電相關的同步現象至關重要。

 在這種情況下,本研究從圖論這一數學理論的角度對電力網絡建模、穩定性分析、穩定控制等一系列研究成果進行了檢驗。到目前為止,同步現象的分析主要基於數值模擬,但研究小組的重點是圖論中網絡的對稱性。結果表明,電網的對稱性是實現發電機組同步的基本原則。

 此外,基於對該輸電網絡的分析,我們開發了一種構建電力網絡聚合模型的方法,該方法可以有效分析發電機組的行為並優化設計控制系統。因此,人們對開發能夠承受大規模引入可再生能源的電網設計抱有很高的期望。

論文信息:[IEEE 會議錄] 電力系統的圖論分析

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