パワーフロー解析は電力系統の計画に本質的であるが、分散型エネルギー資源の導入に伴い系統規模およびシナリオ数が増大するにつれて、完全なネットワーク解法を繰り返す計算負荷はますます高まる。本論文は、PSS®E に実装された分割型パワーフローの枠組みを開発・検証する。ここでは、PSS®E を内部ヤコビアンやソルバ状態へのアクセスを持たない閉じた商用ソルバとして扱う。枠組みは、ネットワーク分割、自動ケース分解、反復的境界調整の3段階から構成される。実パワーフロー、逆リアクタンス、Z-bus 電気的距離に基づくスペクトラルクラスタリングを、METIS のマルチレベルグラフ分割と比較し、METIS は計算効率、分割バランス、事前のパワーフロー解に依存しない点から選択する。得られたバスからゾーンへの割当は、領域間境界での仮想基準バスを用いて、独立に解ける領域ケースへ自動的に変換される。次にマスターワーカ方式により領域ケースを並列に解き、複製されたインタフェース電圧変数を、アンダーリラックスされた境界コンセンサス更新で反復的に整合させる。提案枠組みは、IEEE 30-bus、IEEE 300-bus、ならびに 6717-bus の Texas 合成系を用いて、集中的な PSS®E ニュートン–ラフソン解との比較により検証する。3つの系すべてで、平均電圧大きさ偏差は 0.00042 p.u. 未満に保たれる。一方、最大偏差はそれぞれ 0.00005、0.00293、0.03882 p.u. であり、Texas の大規模系におけるより大きな偏差は、主として分割境界付近に位置する少数のバスに限定される。分割実装は、本研究で用いた4コアのワークステーションでは壁時計時間の短縮を示さないが、修正しない商用ソルバを前提として境界ベースの領域調整を行う、完全自動のドメイン分解型パワーフロー手順の実現可能性を示すとともに、境界ベースの調整に伴う精度面および計算面のトレードオフを明らかにする。
https://doi.org/10.20944/preprints202609.0180.v1