電力設備の過渡現象を通して"楽しく学べる"ルンゲ・クッタ法の完全マスター

ルンゲ・クッタ法を用いた常微分方程式のシミュレーション

¥3,300 (税込)

東條伸一

A5判・242頁(ソフトカバー)

ISBN 978-4-86522-346-0

2023年12月発行

1階の常微分方程式と2階の常微分方程式を、ルンゲ・クッタ法を用いて分かり易く解説した数学的モデルとそのプログラム。

第1章は、1階の常微分方程式であらわされる変圧器の温度上昇の式を解く方法を示し、さらにこれを巻き線と変圧器油の要素ごとに分け、これらを連立させて解く方法を示している。
第2章は、フィールドでは、気温が時系列で変化するので、これを任意に与えて常微分方程式を解きたいため、入力データをスプライン関数にして与える方法を示す。また、このスプライン関数を使用して気温を任意の時系列で入力し、変圧器の温度上昇を計算する方法を示している。
第3章はタービンと発電機間の軸振動を計算するための2階常微分方程式の解き方について示す。また、伝達関数で示された発電機の自動電圧調整器(AVR)ならびにアレスターの動作とその保護効果を常微分方程式で表し、これらを計算する方法を示している。
第4章は、発電ユニットの解析を行うため、一機対無限大母線を模擬し、電力系統に事故が発生した場合の現象について、3章の軸トルクだけでなく電気的な要素も加えて計算している。(添付図参照)
第5章は変圧器の運転指針について、従来困難であると考えられてきたフィールドデータを用いた変圧器1台ごとの油温や巻き線温度ならびに寿命損失について計算する方法を示している。
本書は主に常微分方程式の解法を扱っているが、それだけでなく、第2章は一次方程式の解法、第4章では逆行列の解法さらに第5章では積分の計算方法も含めている。

著者紹介

東條伸一(とうじょう・しんいち)
1997年、芝浦工業大学大学院修士課程修了、同年日本工営株式会社入社、主に電力設備の機器や制御装置の設計に携わる。
特に、変圧器の過負荷運転に伴う絶縁物の温度上昇による変圧器の寿命損失を軽減するため、補助(簡易)冷却装置の開発を東京電力と共同研究し、冷却器の実用化を図った。これを論文にまとめ、電気学会(JEC)ならびにアメリカ電気学会(IEEE)に発表、日本大学より博士号を授与される。
現在、株式会社東條インテリジェントネットワーク代表取締役