JP2014192904A

JP2014192904A - 電力系統管理装置、及び方法

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Publication number: JP2014192904A
Application number: JP2013063191A
Authority: JP
Inventors: Jun Yamazaki; 潤山崎; Yasuo Sato; 康生佐藤; Taiichiro Kawahara; 大一郎河原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP5923454B2

Abstract

【課題】
本発明の目的は、地域ごとに異なる電力系統の構成や状態、また運用者のニーズに応じて、最適な電力系統の状態量を算出し、系統の安定化運用を図ることを目的とする。
【解決手段】
電力系統における系統状態を管理する電力系統管理装置において、電力系統から取得した系統情報に基づいて、２以上の部分系統に分類する部分系統設定部と、前記部分系統設定部で設定された部分系統に１又は２以上の目的関数を設定する目的関数設定部と、前記目的関数設定部で設定された目的関数に基づいて、前記部分系統の系統状態を求める部分系統算出部と、前記部分系統ごとの優先度に基づいて重み付けを設定する優先度設定部とを備え、前記部分系統算出部で求めた２以上の部分系統の系統状態、及び前記優先度設定部で設定された重み付けに基づいて、前記電力系統の系統状態を求めることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統の運用を支援するために、系統状態を管理する電力系統管理装置及び方法に関する。

気候や環境の変化により急峻な電力変動が生じる自然エネルギーが電力系統に大量に導入されると、系統を安定的に制御することが困難となる。また、その変動を制御する機器が電力系統内に大量に導入されると、制御構成も複雑化し、複数の前記制御機器の特性に併せた制御も困難となってくる。更に、電力の自由化や発送電分離などビジネス体系の変化により、複数の事業者が電力系統の管理・運用を行うこととなり、電力系統の一括管理・制御がより一層困難となる。

そこで、前記のような電力系統を運用する事業者に対して、系統安定化を図るための最適化制御技術が考案されている。例えば、特許文献１には、複数の電力系統は、運用において互いに関連し合っているにもかかわらず、独立に夫々の制御目標を満たすような制御を行なっており、系統運用の目的関数を向上させるため、複数の電力系統制御運用を総合的に取り扱って最適化する事を目的としている。このため、系統状態量を基に電力系統の状態を評価して目的関数を変化させて、状態変化に対応し、各目標関数値の表示と共に、各運用業務の重みの値を表示し、人間の判断に基づいて修正できるものである。また、多目的最適化では半順序関係が生じ、多目的関数に重みを掛けた単一の目的関数（統合目的関数）の最適化を図るものである。

特開平７-２５０４３１号公報

しかし、前記特許文献１に記載の技術は、目的関数が個々の電力系統それぞれ毎に設定されるものではなく、地域ごとの電力系統特性を考慮した電力系統制御、特に、地域ごとに導入量の異なる自然エネルギーや分散型電源の変動を考慮した電力系統制御において、運用者の意図を反映させるような制御が困難である。

本発明の目的は、地域ごとに異なる電力系統の構成や状態、また運用者のニーズに応じて、最適な電力系統の状態量を算出し、系統の安定化運用を図ることを目的とする

上記の課題を解決するために、本発明は、電力系統における系統状態を管理する電力系統管理装置において、電力系統から取得した系統情報に基づいて、２以上の部分系統に分類する部分系統設定部と、前記部分系統設定部で設定された部分系統に１又は２以上の目的関数を設定する目的関数設定部と、前記目的関数設定部で設定された目的関数に基づいて、前記部分系統の系統状態を求める部分系統算出部と、前記部分系統ごとの優先度に基づいて重み付けを設定する優先度設定部とを備え、前記部分系統算出部で求めた２以上の部分系統の系統状態、及び前記優先度設定部で設定された重み付けに基づいて、前記電力系統の系統状態を求めることを特徴とする。

本発明によれば、地域ごとに異なる電力系統の構成や状態、また運用者のニーズに応じて、最適な電力系統の状態量を算出することが可能となる。

本電力系統管理装置の機能構成図を示すブロック図である。本発明に係る電力系統管理システムの構成図の例である。本電力系統管理装置の全体処理のフローチャートの例である。本電力系統管理装置の入出力となる系統特性情報のデータ構成の例である。本電力系統管理装置の入出力となる部分系統情報のデータ構成の例である。本電力系統管理装置の入出力となる目的関数情報のデータ構成の例である。本電力系統管理装置の入出力となる系統状態情報のデータ構成の例である。

以下、本発明の実施に好適な実施例について説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、下記具体的内容に発明自体が限定されることを意図する趣旨ではない。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された電力系統管理装置の機能構成図を表している。図１に示すように、本実施形態における電力系統管理装置は、系統状態算出部１０と、情報記憶部２０と、を含んで構成される。

系統状態算出部１０は、その内部に部分系統設定部１１と、目的関数設定部１２と、部分状態算出部１３と、優先度設定部１４と、全体状態算出部１５と、を含んで構成される。

部分系統設定部１１は、状態を算出する電力系統を複数の部分系統に分類し、電力系統を構成する発電機、調相機器、送電線などの系統要素がどの部分系統に属するかを決定し、その情報を系統特性情報記憶部２１に格納する。部分系統は、連系される分散型電源の導入量あるいは導入率、発電機や調相機器の制御可否情報、系統状態の監視可否情報、生じ得る潮流変動あるいは電圧変動などを用いて定義される。系統要素がどの部分系統に属するかは、部分系統情報記憶部２２に格納される部分系統分類情報と、系統特性情報記憶部２１、および系統状態情報記憶部２４に格納される系統情報を比較することにより決定される。

目的関数設定部１２は、部分系統設定部１１において決定された各部分系統に対し、それぞれ目的関数を設定する。設定された目的関数は、目的関数情報記憶部２３に格納される。このとき、複数の目的関数の候補を目的関数情報記憶部２３に格納しておき、部分系統ごとに各目的関数の重みを設定して良い。

部分状態算出部１３は、目的関数設定部１２において設定された各部分系統に対応する目的関数を用いて、部分系統ごとに系統状態を算出する。

優先度設定部１４は、部分系統ごとの優先度に基づいた重み付けを設定する。

全体状態算出部１５は、部分状態算出部１３において算出された部分系統ごとの系統状態、および優先度設定部１４において設定された部分系統ごとの優先度の重み付けを用いて、電力系統の系統状態を算出する。

なお、前記優先度は、後述する部分系統の系統状態の計測又は推定精度に基づいて設定される他、他の指標によっても設定できる。

情報記憶部２０は、その内部に系統特性情報記憶部２１と、部分系統情報記憶部２２と、目的関数情報記憶部２３と、系統状態情報記憶部２４と、を含んで構成される。

系統特性情報記憶部２１は、発電量、負荷量などの変動に伴って変動することのない系統要素の特性情報を格納する。

図２は、本発明の一実施形態が適用された電力系統管理システムの構成図である。図２に示すように、本実施形態における電力系統管理システムは、発電機１０１と、変電所１０２と、調相機器１０３と、電力負荷１０４と、外部電力系統１０５と、制御監視装置１０６と、監視装置１０７と、情報通信ネットワーク１０８と、電力系統管理装置２００と、を含んで構成される。

発電機１０１は、発電力を生じる発電機であり、火力発電、水力発電、原子力発電、太陽光発電、風力発電、バイオマス発電、潮流発電を含むいずれかの発電手法により発電力を生じる発電機である。発電機１０１aは、電力系統の高電圧側に設置される火力発電、水力発電、原子力発電などを含む大規模発電機であり、制御監視装置１０６および情報通信ネットワーク１０８を通じて発電量を含む状態量を電力系統管理装置２００に送信する。また、発電機１０１aは、制御監視装置１０６および情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００より送信された制御指令情報を受信し、制御指令情報に応じて発電量を含む状態量を変化させる。発電機１０１bは、電力系統の低電圧側に設置される太陽光発電、風力発電、コジェネレーションなどを含む中小規模発電機であり、監視装置１０７および情報通信ネットワーク１０８を通じて発電量を含む状態量を電力系統管理装置２００に送信する。

変電所１０２は、電力系統内の送電線間に設置され、大規模発電機である発電機１０１aが設置される高電圧側より送電される電力の電圧値を変更し、電力負荷１０４が設置されている低電圧側に送電する。変電所１０２には、電力コンデンサ、分路リアクトルなどの調相機器１０３が接続される。

調相機器１０３は、電力系統内における無効電力を変化させることにより、電力系統内の電圧分布を制御する機器であり、電力コンデンサ、分路リアクトル、STATCOM、SVC、などを含む。一部の調相機器１０３は、制御監視装置１０６および情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００より送信された制御指令情報を受信し、制御指令情報に応じて発電量を含む状態量を変化させる。

電力負荷１０４は、電力を消費する電動機、照明器具などをその内部に含む家庭、工場、ビル、施設を表す。

外部電力系統１０５は、電力系統管理装置２００からの制御が不可能である外部の電力系統であり、連系線により自系統と接続している。

制御監視装置１０６は、発電機１０１aにおける発電量、調相機器１０３における調相量、などの状態量を計測するセンサを内部に含み、計測した状態量を情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００に送信する。また、制御監視装置１０６は、情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００より送信された制御指令情報を受信し、制御指令情報に応じて発電機１０１aにおける発電量、調相機器１０３における調相量などの状態量を変化させる。

監視装置１０７は、送電線における潮流値、電圧値などの状態量を計測するセンサを内部に含み、計測した状態量を情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００に送信する。

情報通信ネットワーク１０８は、双方向にデータを伝送可能なネットワークである。情報通信ネットワーク１０８は、例えば、有線ネットワーク若しくは無線ネットワーク、又はそれらの組み合わせで構成される。情報通信ネットワーク１０８は、いわゆるインターネットであっても良いし、専用線のネットワークであっても良い。

電力系統管理装置２００は、図１に示す電力系統管理機能を実現するための装置である。電力系統管理装置２００は、制御監視装置１０６および監視装置１０７において計測された状態量を情報通信ネットワーク１０８を通じて受信する。また、電力系統管理装置２００は、送信された系統の状態量および内部に蓄積された情報を用いて算出した制御指令情報を情報通信ネットワーク１０８を通じて制御監視装置１０６に送信する。

電力系統管理装置２００の内部構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、表示装置２０２と、通信手段２０３と、入力手段２０４と、メモリ２０５と、記憶装置２０６と、がバス線２１１に接続されている。ＣＰＵ２０１は、計算プログラムを実行して、系統状態の算出や、制御信号の生成などを行う。メモリ２０５は、表示用の画像データ、系統状態の算出結果データなどを一旦格納するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを用いて構成される。メモリ２０５は、ＣＰＵ２０１により必要な画像データを生成して表示装置２０２に表示する。通信手段２０３は、通信ネットワーク１０８を通じて制御監視装置１０６および監視装置１０７から潮流値、電圧値などの状態量を取得する。

ユーザは、入力手段２０４の所定のインタフェースを通じて各種閾値などのパラメータを設定・変更し、本電力系統管理装置２００の動作を適切に設定できる。また、ユーザは、入力手段２０４の所定のインタフェースを通じて確認したいデータの種類を選択し、表示装置２０２に表示させることができる。

記憶装置２０６は、各種プログラム及びデータを保持する。記憶装置２０６は、例えば、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等で構成される。記憶装置２０６は、例えば、後述する各種機能を実現し得るプログラム及びデータ等を保持する。記憶装置２０６に記憶されているプログラム及びデータは、必要に応じてＣＰＵ２０１に読み出されて実行される。なお、記憶装置２０６は各種のデータベースＤＢで構成されている。

次に、図３に示すフローチャートを用いて電力系統管理装置２００における電力系統の系統状態の算出処理について説明する。

まず、制御対象とする電力系統に対して部分系統を設定する。（S３１）このとき、部分系統情報記憶部２２に格納されている部分系統分類条件を用いて電力系統を分類し、電力系統を構成する発電機、調相機器、送電線などの系統要素がどの部分系統に属するかを決定する。部分系統分類条件として、自然エネルギーの導入量、あるいは電力負荷に対する自然エネルギーの導入率、あるいは自然エネルギーの発電量予測精度、あるいは電力系統内の潮流変化量、あるいは電力系統内の電圧変化量、のうちの少なくとも一つを含むことが望ましい。この条件を部分系統の設定条件として選択することで、自然エネルギーあるいは分散型電源などに起因する制御・監視・予測が困難となる潮流変動量あるいは電圧変動量の大小により系統を分類し、それぞれについて異なる目的関数を設定した系統状態を算出することができる。

次に、S３１で設定した部分系統ごとに目的関数を設定する。（S３２）このとき、部分系統分類条件として選択した、自然エネルギーの導入量、あるいは電力負荷に対する自然エネルギーの導入率、あるいは自然エネルギーの発電量予測精度、あるいは電力系統内の潮流変化量、あるいは電力系統内の電圧変化量、のうちの少なくとも一つに対して値が大となる場合には、安定度最大化の目的関数の重みを大きくすることが望ましい。こうすることにより、自然エネルギーあるいは分散型電源などに起因する制御・監視・予測が困難となる潮流変動量あるいは電圧変動量が大きい場合には、系統の安定度を大きくするような系統状態を算出することが可能となる。また、上記の潮流変動量あるいは電圧変動量が小さい場合には、安定度最大化以外の目的関数の重みを大きくすることで、他の目的関数について望ましい系統状態を算出することができる。例えば燃料コスト最小化の目的関数の重みを大きくすることで、経済的な系統運用が可能となる。

次に、部分系統ごとにS３２で設定した目的関数に基づく系統状態を算出する。（S３３）このとき、部分系統ごとに、制御可能な系統要素の状態量を変動させ、S３２で設定した目的関数が最小あるいは最大となるような状態量の解を探索する。ここで、部分系統pnにおける目的関数fkの重みをwnkとし、部分系統pnにおいて制御可能な状態量のベクトルをxnとおいた場合、以下の（数式１）から算出される値を目的関数として、対象とする部分系統pnについて目的関数が最小となるような状態量xnの解を算出する。
Σwnk×fk（xn）・・・（数式１）

具体的な手法としては、線形計画法、非線形計画法、内点法、遺伝的アルゴリズム、進化的プログラミング、タブーサーチ、ニューラルネットワーク、PSOのうちのいずれかを用いることが望ましい。さらに、部分系統間の連系線における制約条件を考慮して解を求めることで、系統全体の状態として実現可能な解を算出できる。これは、部分系統p11および部分系統p12を接続する連系線がある場合、p11について算出する系統状態とp12について算出する系統状態とにおいて、前記連系線に流れる潮流量を調整する為である。

次に、部分系統ごとの優先度を設定する。（S３４）このとき、部分系統ごとの優先度設定条件として、前記電力系統管理装置からの部分系統の系統状態の計測又は推定精度、あるいは部分系統の制御可否等が望ましい。この設定条件において制御あるいは監視が可能な系統の重みを大きく、制御あるいは監視が困難な系統の重みを小さく設定することで、より正確な系統状態を算出することができるからである。

次に、S33において算出した部分系統ごとの系統状態、およびS３４において設定された部分系統ごとの重み付けを用いて、全体の系統状態を算出する。（S３５）ここで部分系統をp1、p2、・・・とし、S３３で算出した部分系統ごとの系統状態をxn、S３４で設定した部分系統ごとの優先度に基づいた重みをW１、W２、・・・、部分系統pnにおける目的関数fkの重みをwnkとおいた場合、以下の式から算出される値を目的関数として、対象とする電力系統全体について目的関数が最小となるような解Xnを算出する。解の具体的な探索手法としてはS３３の説明において挙げた手法を用いる。
Σ［pn×｛Σwnk×（fk（xn）-fk(Xn)）］・・・（数式２）

上記の数式を用いて電力系統全体の系統状態を算出することにより、S３３で算出した各部分系統の系統状態からの状態変化が少なく、特に部分系統ごとの重みを大きく置いた部分系統についてはS３３で算出した各部分系統の系統状態からの状態変化が少なくなるような系統全体の系統状態を算出することができる。従って、部分系統ごとに設定した目的関数で表される運用者の意図を考慮しつつ、部分系統ごとの重み付けにより運用者のニーズからのズレを最小にするような系統状態を算出することができる。

図４に系統特性情報のデータ構成の一例を示す。

図４（a）は電力系統におけるノード、およびノードごとに接続される発電機、電力負荷、調相機器の情報を示すノード情報の一例を示している。図４（a）の例では、名称がAおよびBのノードに発電機が連系されており、ノードAにはG1という名称の定格容量１００の火力発電機が、ノードBにはG2という名称の定格容量２００の風力発電機が連系されていることを示している。また、図４（a）の例では、名称がAAおよびBBのノードに電力負荷が連系されており、ノードAAにはL1という名称の定格容量１０００の住宅が、ノードBBにはL2という名称の定格容量２０００の工場が連系されていることを示している。また、図４（a）の例では、名称がAAAおよびBBBのノードに調相機器が連系されており、ノードAAAにはD1という名称の定格容量１０のSC（電力用コンデンサ）が、ノードBBBにはD2という名称の定格容量２０のShR（分路リアクトル）が連系されていることを示している。

図４（b）は電力系統における送電線の特性を示す送電線情報の一例を示している。図４（b）の例では、ノードAとノードBの間に名称がaの送電線が存在し、正相抵抗が0.01、正相リアクタンスが0.2、正相キャパシタンスが0.1であることを示している。

図４（c）は電力系統内の系統要素についての制約条件の一例を示している。図４（c）の例では、1番目の制約条件として発電機G1の有効発電量について、最大値が１００、最小値が１０であることを示している。また、調相機D1の調相量について、最大値が１０、最小値が０であることを示している。同様に、電力潮流量aの最大値が５００であることを示している。

ここで、図４（a）（b）（c）に示すデータ構成は一例であり、さらに詳細な系統特性情報を格納しても良い。例えば、図４（a）の火力発電機が連系されるノードの情報として、ガバナ定数などの動特性を格納して良い。また、図４（a）の風力発電機などの自然エネルギーによる発電機が連系されるノードの情報として、過去履歴を用いた統計分析により算出した確率的な発電量変動特性を格納しても良い。また、図４（c）の発電機に関する制約条件として、最大出力変化速度などの動特性を制約条件として格納して良い。

部分系統情報記憶部２２は、系統特性がそれぞれ異なる部分系統の情報を格納する。

図５に部分系統情報のデータ構成の一例を示す。

図５（a）は、部分系統を設定する際の分類条件の例を示している。図５（a）の例では、分類名称P1では自然エネルギーによる発電機器の系統導入量の大小で系統を分類し、部分系統p11については導入量が閾値E1より大きい部分系統、部分系統p12については導入量が閾値E1より小さく閾値E2以上である部分系統、と定義している。

また、分類名称P2では、自系統からの状態監視精度で系統を分類し、部分系統p21については、計測実績や計測頻度等から、自系統からの監視が容易と判定されたものを定義し、対して部分系統p22は、計測手段が無い或いは通信環境が悪い等の影響で計測精度が悪く、自系統からの監視が困難であと判定された場合を定義している。

図５（b）は、図４（a）（b）において例示した系統特性情報に含まれる系統要素に対して、それぞれの系統要素がどの部分系統に属するかを示す。図５（b）に示す例では、ノードAに接続する発電機G1、電力負荷L1、調相機器D1は部分系統p11に属し、送電線aは部分系統p12に属することを示している。なお、１の系統要素に２以上の前記部分系統が該当する場合も考えられる。

目的関数情報記憶部２３は、目的関数に関する情報を格納する。目的関数は、系統状態を算出する際の運用者の意図を数式で表したものである。

図６に目的関数情報のデータ構成の一例を示す。

図６（a）は、事前に設定する目的関数の候補を示すデータ構成例である。図６（a）の例では、目的関数O1は燃料コストを最小化する運用者の意図を示しており、発電量ｘ１を入力とした燃料コストを表す数式ｆ１（ｘ１）を最小化することで、運用者の意図に沿った系統状態を算出する。同様に、目的関数O２は電圧安定度を最大化する運用者の意図を示しており、電圧ｘ１、潮流量ｘ２、・・・を入力とした電圧安定度を表す数式ｆ２（ｘ１、ｘ２、・・・）を最大化することで、運用者の意図に沿った系統状態を算出する。目的関数の候補としては、燃料コスト最小化、送電損失最小化、系統安定度最大化、調相機器動作回数最小化などが格納されることが望ましい。

図６（b）は、部分系統ごとに設定される部分系統(前記優先度)の重み、目的関数の重みを示したデータ構成の一例である。図６（b）の例では、分類P2を選択した場合について、部分系統ごとの重みがp21は１、p22は0.6であり、目的関数の重みは、部分系統p21においては目的関数O1の重みは８０、目的関数O2の重みは２０、・・・であり、部分系統p22においては目的関数O1の重みは１００、目的関数O2の重みは０、・・・であることを示している。ここで、目的関数の重みは、部分系統の特性を勘案して決定する。例えば、対象とする部分系統に自然エネルギー電源が大量に導入されている場合は、系統の安定度が低下する傾向にある。そこで、自然エネルギー電源の導入量が大きい部分系統に対しては、安定度を最大化するための目的関数の重みを大きくし、自然エネルギー電源の導入量が小さい部分系統に対しては、安定度を最大化するための目的関数の重みを小さくして良い。また、部分系統の重みは、部分系統ごとの計測精度等を比較して決定する。例えば、自系統内に設置される電力センサが多数であるため比較的正確な状態把握が可能である場合や、逆に系統内に設置される電力センサが少数であるため状態把握が比較的不正確となる場合が考えられる。このような場合に、正確に目的関数を評価できる場合、部分系統の重みを大きく、目的関数の評価が不正確になる場合、部分系統の重みを小さく設定して良い。そのことにより、運用者の目的に沿った電力系統全体の最適状態量を求めることができる。

系統状態情報記憶部２４は、電力系統に連系されている系統要素の状態量情報を格納する。状態量としては、発電機における発電量、調相機器における調相量、送電線における潮流量などが含まれる。

図７に系統状態情報のデータ構成の一例を示す。

図７に示す例では、発電機G1、調相機器D1、送電線aの状態量が格納されている。発電機G1について格納される情報は発電量であり、ピーク時間およびボトム時間の過去統計情報、計測情報、部分算出結果、全体算出結果が格納されている。

ここで、図７の例における過去統計情報とは、過去時点において電力系統上あるいは系統要素である機器内に設置されたセンサにおいて計測した状態量の値を統計処理して算出した値である。図７の例では、電力負荷が1日のうちで最大となるピーク時間、および電力負荷が1日のうちで最小となるボトム時間における状態量について、過去のある複数時点における複数の計測状態量について平均などの統計処理を施した値を格納している。ここで、さらに詳細な条件を設定した統計処理を施した値を格納しても良い。例えば、1日のうち1時間ごとの時間帯における状態量について、それぞれ統計処理を施して１系統要素に対して24個の値を格納しても良い。さらに、季節ごと、月ごとの状態量の変動を電力系統制御に反映させるため、季節ごと、月ごとに統計処理を施した値を格納しても良い。

また、図７の例における計測情報とは、電力系統上あるいは系統要素である機器内に設置されたセンサにおいて計測した状態量の値である。

また、図７の例における部分算出結果とは、電力系統管理装置２００の部分状態算出部１３において算出された、部分系統ごとの目的関数を用いて算出した系統状態における状態量の値である。

また、図７の例における全体算出結果とは、電力系統管理装置２００の全体状態算出部１５において算出された、優先度に基づく部分系統ごとの重みを用いて系統全体について算出した系統状態における状態量の値である。

１０系統状態算出部
１１部分系統設定部
１２目的関数設定部
１３部分状態算出部
１４優先度設定部
１５全体状態算出部
２０情報記憶部
２１系統特性情報記憶部
２２部分系統情報記憶部
２３目的関数情報記憶部
２４系統状態情報記憶部
１０１発電機
１０２変電所
１０３調相機器
１０４分散型発電装置
１０５外部電力系統
１０６制御監視装置
１０７監視装置
１０８情報通信ネットワーク
２００電力系統管理装置

Claims

電力系統における系統状態を管理する電力系統管理装置において、
電力系統から取得した系統情報に基づいて、２以上の部分系統に分類する部分系統設定部と、前記部分系統設定部で設定された部分系統に１又は２以上の目的関数を設定する目的関数設定部と、前記目的関数設定部で設定された目的関数に基づいて、前記部分系統の系統状態を求める部分系統算出部と、前記部分系統ごとの優先度に基づいて重み付けを設定する優先度設定部とを備え、
前記部分系統算出部で求めた２以上の部分系統の系統状態、及び前記優先度設定部で設定された重み付けに基づいて、前記電力系統の系統状態を求めることを特徴とする電力系統管理装置。
請求項1に記載の電力系統管理装置において、
前記部分系統算出部は、前記目的関数設定部で設定された目的関数に重み付けを行い、
前記部分系統の系統状態を求めることを特徴とする電力系統管理装置。
請求項１又は２の何れかに記載の電力系統管理装置において、
前記目的関数には、燃料コスト、送電損失、系統安定度、制御機器動作回数に関する関数の何れか１以上の関数を含むことを特徴とする電力系統管理装置。
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記優先度とは、前記部分系統の系統状態の計測又は推定精度に基づく情報を含むことを特徴とする電力系統管理装置。
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記部分系統設定部は、自然エネルギーの導入量、負荷に対する自然エネルギーの導入率、自然エネルギーの発電量予測精度、電力系統内の電力潮流変化量、電力系統内の電圧変化量、前記電力系統管理装置の制御可否、前記電力系統管理装置の状態監視可否の何れか１つ以上を含む情報に基づいて、前記電力系統を２つ以上の部分系統に分類することを特徴とする電力系統管理装置。
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
更に電力系統における系統状態を含む情報を取得する通信部を備えることを特徴とする電力系統管理装置。
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記電力系統管理装置で求めた前記電力系統の系統状態に基づいて、前記電力系統の制御機器に対して制御指令を送信することを特徴とする電力系統管理装置。
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
更に前記電力系統管理装置で求めた前記電力系統の系統状態を表示する表示部を備えることを特徴とする電力系統管理装置。
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記部分系統算出部は、線形計画法、非線形計画法、内点法、遺伝的アルゴリズム、進化的プログラミング、タブーサーチ、ニューラルネットワーク、PSOの何れかを含む手法を用いて、前記目的関数設定部で設定された目的関数を最小又は最大とする部分系統の系統状態を求めることを特徴とする電力系統管理装置。
電力系統における系統状態を管理する電力系統管理方法において、
電力系統から取得した系統情報に基づいて、２以上の部分系統に分類するステップと、前記部分系統に１又は２以上の目的関数を設定するステップと、前記目的関数に基づいて、前記部分系統の系統状態を求めるステップと、前記部分系統ごとの優先度に基づいて重み付けを設定するステップと、２以上の前記部分系統の系統状態、及び前記重み付けに基づいて、前記電力系統の系統状態を求めるステップとを含むことを特徴とする電力系統管理方法。