アクティブ配電網におけるコンバータベース仮想慣性制御の動的実現可能性認識
Dynamic-Feasibility-Aware Coordination of Converter-Based Virtual Inertia in Active Distribution Networks
アクティブ配電網(ADN)において、コンバータ接続リソースは仮想慣性サポートを提供できるが、初期周波数応答指標に基づく慣性制御は、コンバータ間の動的相互作用を完全に捉えきれず、慣性設定の実現可能性に影響を与える可能性がある。本稿では、グリッド形成(GFM)およびグリッド追従(GFL)構成を考慮し、異種コンバータダイナミクスを持つコンバータ接続リソースのための動的実現可能性認識制御手法を提案する。低次動的シミュレーションサンプルを生成し、ガウス過程回帰サロゲートを訓練することで、慣性設定から初期周波数サポート指標と実現可能性指標へのマッピングを学習し、最適化中の評価を可能にする。周波数および電圧の完全ウィンドウセキュリティとテール振動挙動は、実現可能性制約を通じて組み込まれ、検索を可能領域に制限する。この非凸問題は、グリッド支援マルチスタート逐次最小二乗法を用いて解かれる。英国汎用配電システム(UKGDS)EHV1ネットワークの修正版を用いたケーススタディでは、許容可能な慣性設定とロバスト性マージンが、感度および擾乱テスト下でGFM/GFL構成に強く依存することが示された。全GFMケースでは、提案手法は、持続的な振動や周波数制限違反を引き起こす設定を除外しつつ、周波数性能指向最適化とほぼ同等の初期周波数サポートを維持し、共通結合点(PCC)の周波数を49.846~50.000 Hzの範囲内に保った。
- 英国汎用配電システム(UKGDS)EHV1ネットワークの修正版を用いたケーススタディで、許容可能な慣性設定とロバスト性マージンがGFM/GFL構成に強く依存することを示した。
- 全GFMケースで、持続振動や周波数制限違反を招く設定を除外しつつ、周波数性能指向最適化とほぼ同等の初期周波数サポートを維持し、PCC周波数を49.846~50.000 Hzに収めた。
配電網の慣性制御は電力系統の安定運用と再エネ大量導入の制約条件に直結する研究領域で、グリッド形成/追従コンバータの構成次第で許容慣性設定やロバスト性マージンが変わる点は、パワエレ機器・系統運用ソフトの価値評価に影響しうる。ただし本稿は学術的な制御アルゴリズム提案とシミュレーション検証に留まり、実証設備や商用契約、規制変更といった投資判断に直結する事象は含まれないため、投資アクションを起こす材料としては限定的。技術の方向性を追う際の参照情報として位置づけるのが妥当。