(57)【要約】【課題】電力系統の運用制約を満足した上で、短周期及び長周期の双方の負荷変動に伴う送変電設備の過負荷を効率よく処理して、制御性及び経済性の向上を図る。【解決手段】ＭＭＩ５にて送変電設備４１１〜４１ｎの運用限度値５３の９８％である過負荷未然防止用運用限度値５２を設定する。過負荷未然防止対策部３７は送変電設備４１１〜４１ｎのオンラインの潮流値が過負荷未然防止用運用限度値５２を上回った場合に過負荷未然防止対策の計算値を求める。この過負荷未然防止対策部３７にて短周期負荷変動時における送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷解消を実現すると同時に、長周期負荷変動時の経済負荷配分制御による送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷解消処理の周期期間の補完を行う。【選択図】図１
2010063320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統内の発電機の出力値を入力するステップと、前記電力系統内の送変電設備の潮流値を入力するステップと、前記電力系統内の開閉器の情報を入力するステップと、前記電力系統の状態を監視するステップと、前記発電機の出力値より総需要を計算するステップと、予測総需要を作成するステップと、前日運転計画を作成するステップと、経済負荷配分制御（ＥＬＤ）にて算出した運用スケジュールからＥＬＤ値を求めるステップと、前記送変電設備の潮流値が予め設定された前記送変電設備の運用限度値を上回った場合に過負荷解消対策の計算値を求めるステップを含む電力系統の需給制御方法において、
前記送変電設備の運用限度値を下回る値であって前記過負荷を未然に防止するための運用限度値である過負荷未然防止用運用限度値を設定するステップと、
前記送変電設備の潮流値が前記過負荷未然防止用運用限度値を上回った場合に過負荷未然防止対策の計算値を求めるステップを含み、
前記過負荷解消対策の計算値を求めるステップでは、長周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求め、
前記過負荷未然防止対策の計算値を求めるステップでは、短周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求める
ことを特徴とする電力系統の需給制御方法。
【請求項２】
前記過負荷解消対策の計算値、及び、前記過負荷未然防止対策の計算値を過負荷対策テーブルに格納するステップを含み、
前記過負荷解消対策の計算値を求めるステップでは、前記過負荷対策テーブルを参照して前記過負荷解消対策の計算値を求め、
前記過負荷未然防止対策の計算値を求めるステップでは、前記過負荷対策テーブルを参照して前記過負荷未然防止対策の計算値を求めることを特徴とする請求項１に記載の電力系統の需給制御方法。
【請求項３】
電力系統内の発電機の出力値を入力する手段と、前記電力系統内の送変電設備の潮流値を入力する手段と、前記電力系統内の開閉器の情報を入力する手段と、前記電力系統の状態を監視する手段と、前記発電機の出力値より総需要を計算する手段と、予測総需要を作成する手段と、前日運転計画を作成する手段と、経済負荷配分制御（ＥＬＤ）にて算出した運用スケジュールからＥＬＤ値を求める手段と、前記送変電設備の潮流値が予め設定された前記送変電設備の運用限度値を上回った場合に過負荷解消対策の計算値を求める手段を備えた電力系統の需給制御装置において、
前記送変電設備の運用限度値を下回る値であって前記過負荷を未然に防止するための運用限度値である過負荷未然防止用運用限度値を設定する手段と、
前記送変電設備の潮流値が前記過負荷未然防止用運用限度値を上回った場合に過負荷未然防止対策の計算値を求める手段を設け、
前記過負荷解消対策の計算値を求める手段は、長周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求め、
前記過負荷未然防止対策の計算値を求める手段は、短周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求めるように構成した
ことを特徴とする電力系統の需給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経済負荷配分制御方式を採用した電力系統の需給制御技術に係り、特に、電力系統の運用制約を満たしつつ制御性・経済性の向上を図った電力系統の需給制御方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の需要（負荷）は、季節的・時間的・瞬間的に時々刻々絶えず変動している。したがって、電力系統を効率良く運用するためには、電力系統の負荷変動に応じて電力供給を制御する需給制御技術が不可欠である。電力系統の需給制御技術では、負荷変動を正確に捉え、常に適正な需給バランスをとることが肝要である。
【０００３】
電力系統の負荷変動については、変化幅の小さい種々の振動と周期を持った脈動成分や、不規則な変動成分が重畳したものであると考えられており、変動の大きさに応じて次の３つの変動成分に分けられている。すなわち、数分周期までの微小変動分のサイクリック分、数分から１０数分程度までの短周期変動分のフリンジ分、１０数分以上の長周期変動分のサステンド分である。
【０００４】
サイクリック分のうち、２０秒程度までの極めて短周期の負荷変動は、系統の負荷特性によって吸収することができる。また、２０秒から数分程度までの負荷変動に関しては、ガバナフリー運転する発電所の調速機の特性を適正化することで、自動調整が可能である。さらに、ガバナフリー制御だけでは調整しきれなくなると、電力会社の中央給電指令所において、それぞれの周期成分を対象とした制御分担が行われている。
【０００５】
フリンジ分のような変動周期が数分から十数分程度の負荷変動については、サイクリック分に比べて負荷変動量も大きくなるので、電力会社の中央給電指令所において、負荷周波数制御（以下、ＬＦＣ:Load Frequency Control）を実施する。ＬＦＣでは、周波数偏差や電力変動量を検出して発電機の出力を調整することにより、電力会社間の連系線潮流や系統全体の周波数を規定値に近づけることができる。
【０００６】
また、変動周期が伸びて十数分以上の長い負荷変動であるサステンド分となると、負荷変動もかなり大きくなるので、１日の負荷曲線によって支配される変化の一部であると考えることができる。したがって、上記ＬＦＣの適用だけでは発電所の出力変化能力が不足する事態も想定でき、複数の発電所間の経済的な負荷配分が問題となってくる。
【０００７】
そこで、長周期の負荷変動への対応は、発電所の経済運用が主体となり、経済負荷配分制御（以下、ＥＬＤ;Economic Load Dispatch）により給電調整を行っている。ＥＬＤでは、ＥＬＤスケジュール計算部にて経済負荷配分の計算結果であるＥＬＤ値を求め、このＥＬＤ値に基づいて最経済となる発電所の運用計画を実施している。
【０００８】
上記のＥＬＤは、例えば特許文献１のような負荷周波数制御システムに含まれる等、電力系統の需給制御技術に広く採用されており、主として「等増分燃料費の法則」による手法が採られている。「等増分燃料費の法則」とは、１９５０年代に確立した手法であって、各火力発電機の燃料費特性を微分した値が等しいところが最適であるという基本原理に基づいている（非特許文献１参照）。以上のＬＦＣ及びＥＬＤは、電力会社の中央給電指令所における最重要な制御機能であって、電力系統の運用において中核的な役割を果たしている。
【０００９】
また、電力系統の需要変化や、電力系統に含まれる送変電設備の作業停止や事故などにより、送変電設備を流れる電力潮流値が、当該送変電設備に設定された運用限度値を超える場合がある。これは当該送変電設備に過負荷が発生している状態に他ならない。送変電設備の運用限度値は、系統安定度の問題等から決められており、系統運用において厳密に守らなければならない限界値である。したがって、過負荷が発生した場合には、送変電設備の過負荷を解消する過負荷解消対策として、発電機の出力を抑制するような出力調整を行っている。
【００１０】
一般的に、過負荷解消対策では、各発電機の単位出力を変化させた場合の各送変電設備の潮流値変化量、いわゆる感度係数を用いて効果的な過負荷解消対策を計算するようになっている。
【特許文献１】特開２００８−４２９６１号公報
【非特許文献１】「電気工学ハンドブック」  電気学会  ISBN4-88686-012-5（P970〜P975）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、以上のＥＬＤを採用した電力系統の需給制御技術には、次のような問題点が挙げられていた。すなわち、ＥＬＤでは長周期の負荷変動に対して、最経済となる運転スケジュールを作成しているが、短周期及び長周期の双方の負荷変動に伴う送変電設備の過負荷解消に関しては考慮できていなかった。また、送変電設備に過負荷が発生した際、過負荷解消対策を計算して発電機出力を抑制する動きと、ＥＬＤでの発電機出力を上げる動きとでは、互いに相反することになる。このため、双方の機能協調が不可欠であった。
【００１２】
ところで、電力系統の運用制約上、送変電設備に設定される運用限度値は、送変電設備を流れる通常の潮流値との間で、ある程度の開きが存在することはやむを得ない状況にある。これは前述したように、系統安定度の問題等から決められる送変電設備の運用限度値は、系統運用において厳守しなくてはならない限界値なので、送変電設備の潮流値が運用限度値を簡単に超過しないように、運用限度値の設定にゆとりを持たせているからである。
【００１３】
しかしながら、送電損失を考慮した場合、送変電設備の潮流値が送変電設備の運用限度に近い値となるように、電力系統を運用することが経済性向上の観点から望ましいことは言うまでもない。そこで電力系統の需給制御技術の分野では、電力系統の運用制約を満たしつつも、送変電設備の運用限度にできるだけ近づけた潮流値にて電力系統を運用することが常に要求されている。
【００１４】
本発明は、上記の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、電力系統の運用制約を満足した上で、短周期及び長周期の双方の負荷変動に伴う送変電設備の過負荷を効率よく処理して制御性の向上を図り、さらには送変電設備の運用限度に近い潮流値にて電力系統を運用することで優れた経済性を発揮できる電力系統の需給制御方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、電力系統内の発電機の出力値を入力するステップと、前記電力系統内の送変電設備の潮流値を入力するステップと、前記電力系統内の開閉器の情報を入力するステップと、前記電力系統の状態を監視するステップと、前記発電機の出力値より総需要を計算するステップと、予測総需要を作成するステップと、前日運転計画を作成するステップと、経済負荷配分制御（ＥＬＤ）にて算出した運用スケジュールからＥＬＤ値を求めるステップと、前記送変電設備の潮流値が予め設定された前記送変電設備の運用限度値を上回った場合に過負荷解消対策の計算値を求めるステップを含む電力系統の需給制御方法において、次のような特徴がある。
【００１６】
すなわち、前記送変電設備の運用限度値を下回る値であって前記過負荷を未然に防止するための運用限度値である過負荷未然防止用運用限度値を設定するステップと、前記送変電設備の潮流値が前記過負荷未然防止用運用限度値を上回った場合に過負荷未然防止対策の計算値を求めるステップを含み、前記過負荷解消対策の計算値を求めるステップでは、長周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求め、前記過負荷未然防止対策の計算値を求めるステップでは、短周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求めることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項３の発明は、上記請求項１の発明を装置の観点からとらえたものであり、電力系統内の発電機の出力値を入力する手段と、前記電力系統内の送変電設備の潮流値を入力する手段と、前記電力系統内の開閉器の情報を入力する手段と、前記電力系統の状態を監視する手段と、前記発電機の出力値より総需要を計算する手段と、予測総需要を作成する手段と、前日運転計画を作成する手段と、経済負荷配分制御（ＥＬＤ）にて算出した運用スケジュールからＥＬＤ値を求める手段と、前記送変電設備の潮流値が予め設定された前記送変電設備の運用限度値を上回った場合に過負荷解消対策の計算値を求める手段を備えた電力系統の需給制御装置において、前記送変電設備の運用限度値を下回る値であって前記過負荷を未然に防止するための運用限度値である過負荷未然防止用運用限度値を設定する手段と、前記送変電設備の潮流値が前記過負荷未然防止用運用限度値を上回った場合に過負荷未然防止対策の計算値を求める手段を設け、前記過負荷解消対策の計算値を求める手段は、長周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求め、前記過負荷未然防止対策の計算値を求める手段は、短周期の負荷変動に伴う前記送変電設備の過負荷解消のための計算値を求める構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
以上のような請求項１及び３に記載の発明では、過負荷を未然に防止するための計算を実施することで、短周期負荷変動時における送変電設備の過負荷解消を実現することが可能であり、それに合わせて長周期負荷変動時の経済負荷配分制御による送変電設備における過負荷解消処理の周期期間の補完が可能となる。これにより、短周期及び長周期の双方の負荷変動に伴う送変電設備の過負荷解消を確実に行うことができる。
【００１９】
また、本発明では、送変電設備の運用限度値を下回る値である過負荷未然防止用運用限度値を予め設定し、この過負荷未然防止用運用限度値を超過した送変電設備の潮流値に関して、過負荷の未然防止対策として、この過負荷未然防止用運用限度値の超過分を解消することができる。したがって、送変電設備の潮流値が過負荷未然防止用運用限度値を上回り、更には送変電設備の運用限度値までも上回るといった事態は発生し難くなる。これにより、電力系統の運用制約を満足させると同時に、送変電設備の運用限度値にできるだけ近い潮流値にて電力系統の運用が可能となる。
【００２０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の電力系統の需給制御方法において、前記過負荷解消対策の計算値、及び、前記過負荷未然防止対策の計算値を過負荷対策テーブルに格納するステップを含み、前記過負荷解消対策の計算値を求めるステップでは、前記過負荷対策テーブルを参照して前記過負荷解消対策の計算値を求め、前記過負荷未然防止対策の計算値を求めるステップでは、前記過負荷対策テーブルを参照して前記過負荷未然防止対策の計算値を求めることを特徴としたものである。
【００２１】
上記の請求項２の発明では、過負荷解消対策及び過負荷未然防止対策の計算値を過負荷対策テーブルに予め格納しておくので、過負荷解消対策及び過負荷未然防止対策を実施する際の処理速度が向上し、計算機負荷の軽減化を進めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上、本発明に係る電力系統の需給制御方法及びその装置によれば、電力系統の運用制約を満足した上で、短周期及び長周期の双方の負荷変動に伴う送変電設備の過負荷を効率よく処理して制御性の向上を図ると共に、送変電設備の運用限度値に近い潮流値にて電力系統を運用することで優れた経済性を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（１）代表的な実施形態
［構成］
以下、本発明に係る代表的な実施形態について、図１乃至図３を参照して具体的に説明する。本実施形態はＥＬＤを採用した場合の実施形態であり、図１は本実施形態の構成図、図２は本実施形態の各処理を示す説明図、図３は本実施形態の過負荷対策テーブルの説明図である。
【００２４】
図１に示すように、電力系統１の内部には発電機４０１〜４０ｎ、送変電設備４１１〜４１ｎ、開閉器４２１〜４２ｎが複数設けられている。符号５は、ＭＭＩ（マンマシンインターフェース）であり、このＭＭＩ５にて、ＥＬＤ運用限度値５１、過負荷未然防止用運用限度値５２、運用限度値５３が設定される。
【００２５】
過負荷未然防止用運用限度値５２は、本実施形態にて設定される特徴的な運用限度値であり、過負荷を未然に防止するための運用限度値である。この過負荷未然防止用運用限度値５２は、系統安定度の問題等から決められる通常の運用限度値５３よりも若干低く設定されており、例えば、運用限度値５３の９５％程度、より望ましくは９８％程度に設定されている。具体的な数値例としては、運用限度値５３が−１００ＭＷ〜＋１００ＭＷであれば、過負荷未然防止用運用限度値５２は−９８ＭＷ〜＋９８ＭＷとなる。
【００２６】
計算機２側には次のような機能を実行する手段が装備されている。すなわち、発電機４０１〜４０ｎと接続される部分として、発電端総需要計算部２７、オンライン予測需要部２８、ＥＬＤスケジュール計算部３０、発電機出力値入力部３１、ＬＦＣ計算部３６がある。
【００２７】
すなわち、複数の発電機４０１〜４０ｎと計算機２とは、検出用の信号線４３と制御用の信号線４４を介して、計算機２内の発電端総需要計算部２７と、ＥＬＤスケジュール計算部３０と、発電機出力値入力部３１と、ＬＦＣ計算部３６とに接続されている。また、ＥＬＤスケジュール計算部３０には前日運転計画部２９が接続されている。
【００２８】
また、送変電設備４１１〜４１ｎと計算機２とは、検出用の信号線４５を介して、計算機２内の送変電設備潮流値入力部３２に接続され、さらに電力系統監視部３５に接続されている。さらに、開閉器４２１〜４２ｎと計算機２とは、検出用信号線４６を介して、計算機２内の開閉器情報入力部３３に接続され、開閉器情報入力部３３もまた、前記電力系統監視部３５に接続されている。
【００２９】
電力系統監視部３５には、過負荷解消対策部３４及び過負荷対策テーブル作成部３８が接続され、過負荷対策テーブル作成部３８には過負荷対策テーブル５４が接続されている。過負荷対策テーブル５４には、前記過負荷解消対策部３４と共に、過負荷未然防止対策部３７が接続されており、これら対策部３４、３７には、前記ＬＦＣ計算部３６が接続されている。
【００３０】
続いて、計算機２内の各機能部について、詳しく説明する。
［発電端総需要計算部２７］
発電端総需要計算部２７は、発電機出力値入力部３１からの発電機出力値を取り込んで発電端総需要を計算し、その計算結果をオンライン予測需要部２８に送る部分である。
【００３１】
［オンライン予測需要部２８、前日運転計画部２９］
オンライン予測需要部２８は予測総需要を作成する手段、前日運転計画部２９は前日運転計画を作成する手段であって、各部２８、２９からの出力をＥＬＤスケジュール計算部３０に送るようになっている。
【００３２】
［ＥＬＤスケジュール計算部３０］
ＥＬＤスケジュール計算部３０は、最経済となる運転スケジュールを作成する経済負荷配分制御手段であって、ＭＭＩ５にて設定された送変電設備４１１〜４１ｎのＥＬＤ運用限度値５１に基づいて過負荷解消対策および経済負荷配分の計算結果として各発電機４０１〜４０ｎの各々のＥＬＤ値７１を求め、これを発電機目標出力値の候補としてＬＦＣ計算部３６に与えるようになっている。
【００３３】
［電力系統監視部３５］
電力系統監視部３５は、開閉器情報入力部３３からの開閉器情報を取り込み、入力した開閉器情報の状態変化を検出して、状態変化があった場合、過負荷解消テーブル作成部３８および過負荷解消対策部３４へ通知するものである。
【００３４】
また、電力系統監視部３５は、送変電設備潮流入力部３２からの送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値を取り込み、入力した潮流値を、ＭＭＩ５にて設定された運用限度値５３と比較して、送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値が運用限度値５３を超過した場合、過負荷発生として過負荷解消対策部３４へと通知するようになっている。
【００３５】
［過負荷対策テーブル作成部３８］
過負荷対策テーブル作成部３８は、電力系統監視部３５からの状態変化があった旨の通知を受けた場合、また、電力系統監視部３５からの状態変化があった旨の通知を受けない場合でも１分周期等の定周期で、送変電設備４１１〜４１ｎの各々のオンラインの潮流値についてＭＭＩ５にて設定された各々の運用限度値５３と比較し、運用限度値５３を超過する潮流値の送変電設備があるか否かをチェックする。その結果、運用限度値５３を超過する潮流値の送変電設備がある場合、その潮流値に対する過負荷解消計算を行って、その計算結果である過負荷解消対策の計算値７３（発電機目標出力値ＶＡ）を過負荷対策テーブル５４に登録する。
【００３６】
また、過負荷対策テーブル作成部３８は、電力系統監視部３５からの状態変化があった旨の通知を受けた場合、また、電力系統監視部３５からの状態変化があった旨の通知を受けない場合でも１分周期等の定周期で、送変電設備４１１〜４１ｎの各々のオンラインの潮流値についてＭＭＩ５にて設定された各々の過負荷未然防止用運用限度値５２と比較して、過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備があるか否かをチェックする。その結果、過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備がある場合、その潮流値に対する過負荷解消計算を行い、その計算結果である過負荷未然防止対策の計算値７２（発電機目標出力値ＶＢ）を過負荷対策テーブル５４に登録するようになっている。
【００３７】
［過負荷解消対策部３４］
過負荷解消対策部３４は、電力系統１の事故時などによる負荷の急変に対して過負荷を解消するものであり、過負荷発生時に電力系統監視部３５によって起動される。過負荷発生時に電力系統監視部３５によって起動されると、過負荷解消対策部３４は、過負荷対策テーブル５４を参照し、過負荷対策テーブル５４に登録されている過負荷解消対策の計算値７３（発電機目標出力値ＶＡ）の中から過負荷が発生している送変電設備に対応して登録されている過負荷解消対策の計算値７３（発電機目標出力値ＶＡ（ｋ））を選択し、この選択した過負荷解消対策の計算値７３（発電機目標出力値ＶＡ（ｋ））をＬＦＣ計算部３６へ受け渡す。ここで、ＶＡ（ｋ）は、発電機４０ｋの過負荷解消対策の計算値としての発電機目標出力値である。また、発電機４０ｋは、複数の発電機４０１〜４０ｎのうちのある一つの発電機であり、出力値の制御対象として選択されたものである。
【００３８】
［過負荷未然防止対策部３７］
過負荷未然防止対策部３７は、本実施形態の構成上の特徴を示す部分である。過負荷未然防止対策部３７では、１０秒周期等の定周期で、送変電設備４１１〜４１ｎの各々のオンラインの潮流値についてＭＭＩ５にて設定され過負荷対策テーブル５４に登録されている各々の過負荷未然防止用運用限度値５２と比較し、過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備があるか否かをチェックする。その結果、過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備がある場合、過負荷対策テーブル５４を参照して、過負荷対策テーブル５４に登録されている過負荷未然防止対策の計算値７２（発電機目標出力値ＶＢ）の中から過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備に対応して登録されている過負荷未然防止対策の計算値７２（発電機目標出力値ＶＢ（ｋ））を選択し、この選択した過負荷未然防止対策の計算値７２（発電機目標出力値ＶＢ（ｋ））をＬＦＣ計算部３６へと受け渡すようになっている。ここで、ＶＢ（ｋ）は、発電機４０ｋの過負荷未然防止対策の計算値としての発電機目標出力値である。
【００３９】
［ＬＦＣ計算部３６］
ＬＦＣ計算部３６は、図２に示すように、ＥＬＤスケジュール計算部３０から３分周期で送出される各発電機４０１〜４０ｎに対する各々のＥＬＤ値７１を取り込む。また、ＬＦＣ計算部３６は、過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備があると判断された際に過負荷未然防止対策部３７から送出される過負荷未然防止対策の計算値７２を取り込む。また、ＬＦＣ計算部３６は、運用限度値５３を超過する潮流値の送変電設備があると判断された際に過負荷解消対策部３４から送出される過負荷解消対策の計算値７３を取り込む。
【００４０】
ＬＦＣ計算部３６は、取り込んだＥＬＤ値７１、過負荷未然防止対策の計算値７２、負荷解消対策の計算値７３を対象とする発電機にそれぞれ送出する。このとき、ＬＦＣ計算部３６は、過負荷解消対策の計算値７３を最も優先的に送出し、過負荷解消対策の計算値７３がない場合は、次に過負荷未然防止対策の計算値７２を優先的に送出し、過負荷解消対策の計算値７３も過負荷未然防止対策の計算値７２もない場合は、ＥＬＤ値７１を送出する。
【００４１】
例えば、ＬＦＣ計算部３６は、過負荷解消対策の計算値７３を取り込んでいる場合、過負荷解消対策の計算値７３を対象の発電機に送出する。また、過負荷解消対策の計算値７３を送出する対象の発電機ではない発電機について、この発電機を対象とした過負荷未然防止対策の計算値７２を取り込んでいる場合、過負荷未然防止対策の計算値７２を対象の発電機に送出する。また、過負荷解消対策の計算値７３を送出する対象の発電機でもなく過負荷未然防止対策の計算値７２を送出する対象の発電機でもない発電機については、この発電機を対象としたＥＬＤ値７１が取り込まれている場合は、このＥＬＤ値７１を対象とする発電機に送出する。
【００４２】
［過負荷解消対策の計算値７３（発電機目標出力値ＶＡ）の計算方法］
過負荷対策テーブル作成部３８における過負荷解消対策の計算値７３（発電機目標出力値ＶＡ）の計算方法を以下に説明する。
【００４３】
複数の送変電設備４１１〜４１ｎのうちのある一つの送変電設備を送変電設備４１ｋとして、この送変電設備４１ｋの潮流値Ｐｋがこの送変電設備４１ｋに対して予め設定されている運用限度値５３を超過した場合を説明する。送変電設備４１ｋの潮流値Ｐｋの逸脱量の解消を行える発電機として発電機４０１〜４０ｎがある場合、この発電機４０１〜４０ｎの中から送変電設備４１ｋの潮流値Ｐｋの逸脱量の解消を行う過負荷解消対策において最も効果のある発電機、即ち、最も感度係数が大きい発電機を選択する。過負荷対策テーブル作成部３８は、発電機４０１〜４０ｎのうち最も感度係数が大きいものが発電機４０ｋである場合、発電機４０ｋを選択する。
【００４４】
次に過負荷対策テーブル作成部３８は、選択した発電機４０ｋの発電機目標出力値ＶＡ（ｋ）を次の式により求める。すなわち、
発電機目標出力値ＶＡ（ｋ）＝（Ｐｌｉｍｉｔ（ｋ）−Ｐｋ）／Ａｋ＋Ｐｇｋ
Ｐｋ…送変電設備４１ｋの潮流値
Ｐｌｉｍｉｔ（ｋ）…送変電設備４１ｋの運用限度値５３
Ｐｇｋ…発電機４０ｋの現在出力値
Ａｋ…発電機４０ｋの感度係数（Δ潮流／Δ発電機出力）
【００４５】
図３に示すように過負荷対策テーブル５４には、ＭＭＩ５にて過負荷監視対象送配電設備と、この過負荷監視対象送配電設備の運用限度値５３、過負荷未然防止用運用限度値５２が予め登録されている。
【００４６】
ここで、過負荷監視対象送配電設備４１８の潮流値が１５３０であり、運用限度値５３の１５００を超過しているとする。このとき、過負荷対策テーブル作成部３８は、逸脱量の解消を行える発電機として最も感度係数が大きい発電機４０２を選択し、発電機４０２の発電機目標出力値ＶＡ（２）を計算する。ここで、発電機４０２の現在出力値は５００、感度係数は０．５３とする。
発電機目標出力値ＶＡ（２）  ＝  （１５００―１５３０）／０．５３＋５００
＝  −５６．６＋５００
＝  ４４３．４
【００４７】
過負荷監視対象送配電設備４１３の潮流値が運用限度値５３の４０００を超過している場合も同じように計算を行う。過負荷監視対象送配電設備４１３の潮流値が４０２０であり、逸脱量の解消を行える発電機として最も感度係数が大きい発電機４０５の現在出力値が６００、感度係数が０．８７とすると、発電機目標出力値ＶＡ（５）＝５７７．０と計算される。
【００４８】
［過負荷未然防止対策の計算値７２（発電機目標出力値ＶＢ）の計算方法］
過負荷対策テーブル作成部３８における過負荷未然防止対策の計算値７２（発電機目標出力値ＶＢ）の計算方法を以下に説明する。
【００４９】
送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値が過負荷未然防止用運用限度値５２を逸脱している場合に、過負荷未然防止対策の計算値としての発電機目標出力値ＶＢを計算する。送変電設備４１１〜４１ｎのうち送変電設備４１ｋの潮流値Ｐｋがこの送変電設備４１ｋに対して予め設定されている過負荷未然防止運用限度値５２を超過する場合を説明する。
【００５０】
送変電設備４１ｋの潮流値Ｐｋの逸脱量の解消を行える発電機として発電機４０１〜４０ｎがある場合、過負荷対策テーブル作成部３８は、発電機４０１〜４０ｎの中から、過負荷未然防止対策にて、過負荷未然防止用運用限度値５２に近い潮流値となるように最も効果のある発電機即ち、最も感度係数が大きい発電機を選択する。
【００５１】
ここで、過負荷対策テーブル作成部３８は、発電機４０１〜４０ｎのうち最も感度係数が大きいものが発電機４０ｋである場合、発電機４０ｋを選択し、この発電機４０ｋの発電機目標出力値ＶＢ（ｋ）を次の式により求める。
【００５２】
この時の目標出力値を求める式は次の通りである。すなわち、
発電機目標出力値ＶＢ（ｋ）＝（Ｐｐｒｅｌｉｍｉｔ（ｋ）−Ｐｋ）／Ａｋ＋Ｐｇｋ
Ｐｋ…送変電設備４１ｋの潮流値
Ｐｐｒｅｌｉｍｉｔ（ｋ）…送変電設備４１ｋの過負荷未然防止用運用限度値５２
Ｐｇｋ…発電機４０ｋの現在出力値
Ａｋ…発電機４０ｋの感度係数（Δ潮流／Δ発電機出力）
また、ＬＦＣ計算部３６は、地域要求電力（ＡＲ）を求める計算を行う部分でもある。
【００５３】
ここで、過負荷監視対象送配電設備４０８の潮流値が１４９０であり、過負荷未然防止運用限度値５２の１４７０を超過しているとする。このとき、過負荷対策テーブル作成部３８は、発電機４０１〜４０ｎのうち最も感度係数が大きい発電機４０２を逸脱量の解消を行える発電機として選択し、発電機４０２の発電機目標出力値ＶＢ（２）を計算する。ここで、発電機４０２の現在出力値は５００、感度係数は０．５３とする。
発電機目標出力値ＶＡ（２）  ＝  （１４７０―１４９０）／０．５３＋５００
＝  −３７．７＋５００
＝  ４６２．３
【００５４】
過負荷監視対象送配電設備４１３の潮流値が過負荷未然防止用運用限度値５２の３９２０を超過している場合も同じように計算を行う。過負荷監視対象送配電設備４１３の潮流値が３９５０であり、逸脱量の解消を行える発電機として最も感度係数が大きい発電機４１５の現在出力値が６００、感度係数が０．８７とすると、発電機目標出力値ＶＡ（５）＝５６５．５と計算される。
【００５５】
［処理の流れ］
次に、以上の構成を有する本実施形態において実行される各種の処理の流れの一例について、図２を参照して具体的に説明する。
【００５６】
＜ＥＬＤ過負荷解消処理・図２中の矢印Ａの流れ＞
ＥＬＤ過負荷解消処理では、ＭＭＩ５より設定されたＥＬＤ運用限度値５１をもとにして、ＥＬＤスケジュール計算部３０が、３分周期で、ＥＬＤ過負荷判定を行う。その際、ＥＬＤスケジュール計算部３０は、将来時間断面を考慮して、経済負荷配分のＥＬＤ値７１を求めて、ＬＦＣ計算部３６へ出力する。ＬＦＣ計算部３６は最終的な目標出力値を発電機４０１〜４０ｎに出す。このようなＥＬＤ過負荷解消処理によって、長周期の負荷変動に伴う送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷を解消する。
【００５７】
＜過負荷対策テーブル作成処理・図２中の矢印Ｂの流れ＞
本実施形態では、計算機２の負荷軽減を図るために、過負荷対策テーブル作成部３８にて過負荷対策テーブル５４を事前に作成する処理を行う。なお、過負荷対策テーブル５４を作成する前提の処理として、ＭＭＩ５にて、過負荷未然防止用運用限度値５２及び運用限度値５３の設定が行われる。
【００５８】
過負荷対策テーブル作成部３８では、電力系統監視部３５からの状態変化があった旨の通知を受けた場合、また、電力系統監視部３５からの状態変化があった旨の通知を受けない場合でも１分周期で、ＭＭＩ５より設定された運用限度値５３をもとにして送変電設備４１１〜４１ｎの各々の潮流値に関して過負荷判定を行う。そして、送変電設備４１１〜４１ｎのいずれかの潮流値が対応する運用限度値５３を超えた場合には、運用限度値５３を超過する潮流値の送変電設備に関して潮流値の逸脱量の解消を行う過負荷解消計算を行って、その計算結果を過負荷対策テーブル５４に登録しておく。
【００５９】
また、過負荷対策テーブル作成部３８では、１分周期で、前記の運用限度値５３よりも低く設定された、例えば運用限度値５３の９８％に設定された過負荷未然防止用運用限度値５２をもとにして、送変電設備４１１〜４１ｎの各々の潮流値に関して過負荷判定を行う。
【００６０】
そして、送変電設備４１１〜４１ｎのいずれかの潮流値が対応する過負荷未然防止用運用限度値５２を超えた場合には、過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備に関して潮流値の逸脱量の解消を行う過負荷解消計算を行って、その計算結果を過負荷対策テーブル５４に登録しておく。なお、電力系統１の構成変化時には、電力系統監視部３５によって、過負荷対策テーブル作成部３８を起動し、過負荷対策テーブル５４の再作成を行うことができる。
【００６１】
＜過負荷未然防止処理・図２中の矢印Ｃの流れ＞
過負荷未然防止処理では、短周期の負荷変動に伴う過負荷の解消と、上記ＥＬＤ過負荷解消処理で述べた長周期の負荷変動に対するＥＬＤ過負荷解消の処理周期の期間（本実施形態では３分間）の補完を行うことができる。
【００６２】
ここでは、過負荷未然防止対策部３７が、１０秒周期で、過負荷未然防止用運用限度値５２をもとにして、送変電設備４１１〜４１ｎの各々の潮流値に関して過負荷判定を行う。そして、送変電設備４１１〜４１ｎのいずれかの潮流値が対応する過負荷未然防止用運用限度値５２を超えた場合に、過負荷対策テーブル５４を参照して、過負荷対策テーブル５４に登録されている過負荷未然防止対策の計算値７２の中から過負荷未然防止用運用限度値５２を超過する潮流値の送変電設備に対応して登録されている過負荷未然防止対策の計算値７２を選択し、この選択した過負荷未然防止対策の計算値７２をＬＦＣ計算部３６へ送る。
【００６３】
このようにして過負荷未然防止対策部３７が過負荷未然防止対策の計算値７２を求め、ＬＦＣ計算部３６が最終的な目標出力値として発電機４０１〜４０ｎに指令を出すことで発電機４０１〜４０ｎは出力調整を実行し、短周期負荷変動時における送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷を解消する。これと同時に、長周期負荷変動時の経済負荷配分制御による送変電設備４１１〜４１ｎにおける過負荷解消処理周期の補完が実現する。
【００６４】
なお、本実施形態では、過負荷対策の対象となる発電機４０１〜４０ｎは、ＬＦＣ計算による発電機４０１〜４０ｎへの指令との競合を防ぐため、ＬＦＣ計算部３６で求める地域要求電力（ＡＲ）による需給バランス維持用の対象となる発電機としては使用しないようになっている。
【００６５】
＜過負荷解消処理・図２中の矢印Ｄの流れ＞
図２中の矢印Ｄに示した過負荷解消処理では、電力系統１の事故時などによる負荷の急変に対して、過負荷を解消する。過負荷発生時には電力系統監視部３５によって、過負荷解消対策部３４を起動すると共に、電力系統監視部３５から過負荷解消対策部３４に対して送変電設備４１１〜４１ｎのうちどの送変電設備に過負荷が発生しているかが連絡される。
【００６６】
過負荷解消対策部３４は、過負荷対策テーブル５４を参照し、過負荷対策テーブル５４に登録されている過負荷解消対策の計算値７３の中から過負荷が発生している送変電設備に対応して登録されている過負荷解消対策の計算値７３を選択し、この選択した過負荷解消対策の計算値７３をＬＦＣ計算部３６へ送る。このようにして過負解消対策部３４が過負荷解消対策の計算値７３を求め、ＬＦＣ計算部３６が最終的な目標出力値として発電機４０１〜４０ｎに指令を出すことにより、発電機４０１〜４０ｎは出力調整を実行し、送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷を解消する。
【００６７】
［作用効果］
上記のような本実施形態によれば、過負荷未然防止対策部３７によって過負荷未然防止対策の計算値を求めることで短周期負荷変動時に伴う送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷解消を実現することが可能となる。と同時に、長周期負荷変動時の経済負荷配分制御による送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷解消処理の周期期間の補完が可能である。これにより、短周期及び長周期双方の負荷変動に伴う送変電設備４１１〜４１ｎの過負荷解消を行うことができ、電力系統１の運用制約を満たしつつ、制御性の向上を図ることが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、送変電設備４１１〜４１ｎの運用限度値５３の９８％である過負荷未然防止用運用限度値５２を予め設定することで、送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値が過負荷未然防止用運用限度５２を超過した場合には、過負荷未然防止対策部３７は過負荷未然防止対策の計算値を求めて、過負荷未然防止用運用限度５２の超過分である過負荷の解消が可能である。
【００６９】
このため、送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値が過負荷未然防止用運用限度値５２を上回るといった事態を回避できる。したがって、送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値が負荷未然防止用運用限度値５２よりも大きい通常の運用限度値５３を上回る心配がない。その結果、電力系統の運用制約を満足させると同時に、送変電設備４１１〜４１ｎの運用限度値５３にできるだけ近い潮流値にて、電力系統１を運用することが可能となる。これにより、送電損失を抑制することができ、経済性が格段に向上する。
【００７０】
さらに、本実施形態では、過負荷対策テーブル作成部３８において、過負荷未然防止用運用限度値５２と送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値を比較し、さらには運用限度値５３と送変電設備４１１〜４１ｎの潮流値を比較して、限度値５２、５３からの潮流値の超過分を計算し、これらの計算結果を、過負荷対策テーブル５４に事前に、格納、登録することが可能である。すなわち、過負荷解消対策部３４による過負荷解消対策や、過負荷未然防止対策部３７による過負荷未然防止対策を実行する際、その処理速度を大幅に高速化することが可能であり、計算機２の負荷軽減に貢献することができる。
【００７１】
（２）他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、各部分の構成等は適宜変更可能であり、例えば、電力系統の需給制御装置としては、各機能部分を１台の計算機で実現してもよいし、データ通信可能な複数台の計算機で実現しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の構成図。
【図２】第１の実施形態における処理の説明図。
【図３】第１の実施形態における過負荷対策テーブルの説明図。
【符号の説明】
【００７３】
１…電力系統
２…計算機
２７…発電端総需要計算部
２８…オンライン予測需要部
２９…前日運転計画部
３０…ＥＬＤスケジュール計算部
３１…発電機出力値入力部
３２…送変電設備潮流入力部
３３…開閉器情報入力部
３４…過負荷解消対策部
３５…電力系統監視部
３６…ＬＦＣ計算部
３７…過負荷未然防止対策部
３８…過負荷解消テーブル作成部
４０１〜４０ｎ…発電機
４１１〜４１ｎ…送変電設備
４２１〜４２ｎ…開閉器
４３…発電機出力検出用信号線
４４…発電機制御用信号線
４５…送変電設備潮流検出用信号線
４６…開閉器情報検出用信号線
５…ＭＭＩ（マンマシンインターフェース）
５１…ＥＬＤ運用限度値
５２…過負荷未然防止用運用限度値
５３…運用限度値
５４…過負荷対策テーブル
７１…ＥＬＤ値
７２…過負荷未然防止対策の計算値
７３…過負荷解消対策の計算値
【図１】
2010063320.tif 000003
【図２】
2010063320.tif 000004
【図３】
2010063320.tif 000005