(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定する仮想時刻決定装置であって、
少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得する状態情報取得部と、
他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数取得する仮遮断時刻取得部と、
他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を取得する実遮断時刻取得部と、
複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定する電制台数決定部と、
複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻決定部とを備えることを特徴とする仮想時刻決定装置。
【請求項２】
状態情報取得部は、少なくとも季節毎に状態情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の仮想時刻決定装置。
【請求項３】
仮想時刻決定部は、実電制台数と仮電制台数とが同じ仮遮断時刻であって、仮電制台数により電制される発電量が実電制台数により電制される発電量以上且つより近い発電量となる仮遮断時刻を、最適な仮遮断時刻と判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の仮想時刻決定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項の仮想時刻決定装置を備え、該仮想時刻決定装置で決定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の系統安定化装置。
【請求項５】
ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定する仮想時刻決定方法であって、
少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得するステップと、
他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数取得するステップと、
他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を取得するステップと、
複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定するステップと、
複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻を決定するステップとを備えることを特徴とする仮想時刻決定方法。
【請求項６】
状態情報を取得するステップは、少なくとも季節毎に状態情報を取得することを特徴とする請求項５に記載の仮想時刻決定方法。
【請求項７】
仮想時刻を決定するステップは、実電制台数と仮電制台数とが同じ仮遮断時刻であって、仮電制台数により電制される発電量が実電制台数により電制される発電量以上且つより近い発電量となる仮遮断時刻を、最適な仮遮断時刻と判断することを特徴とする請求項５又は６に記載の仮想時刻決定方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項の仮想時刻決定方法を備え、該仮想時刻決定方法で決定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定することを特徴とする系統安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想時刻決定装置、仮想時刻決定方法、系統安定化装置及び系統安定化方法に関し、特に、ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定する仮想時刻決定装置、仮想時刻決定方法、系統安定化装置及び系統安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ループ系統に含まれる送電線路は、互いに接続される複数の経路から構成されている。このうち、一つの経路に落雷等の事故が発生すると、事故が発生した経路は、瞬時に遮断（ルート断）される。このとき、事故経路以外の経路（他の健全な経路）への潮流が増大することなる。また、事故が発生することで事故経路が遮断され、電力系統のインピーダンスが増大する。これにより、発電機側と負荷側との間では、内部相差角の拡大・縮小（動揺）が発生する。
【０００３】
このような状況を放置すると、さらに発電機側と負荷側との間の内部相差角が拡大して脱調状態（系統安定度が保てない状態）に陥り、結果的に大規模な停電を引き起こすことがある。そこで、内部相差角の動揺を安定化させることを目的として、所定の発電機を遮断（電制）することで、発電機側から負荷側への潮流を減少させてループ系統の安定を保つ装置、調相器を利用する装置（例えば、特許文献１）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、他の健全な経路への潮流が増大すると、経路の電流容量と潮流との関係で過負荷となる経路が発生する。経路の損傷防止の観点からこのような経路を遮断する必要があるが、経路を遮断することでも電力系統のインピーダンスがさらに増加する。そのため、他の健全な経路の遮断は、事故および事故経路の遮断によって生じた内部相差角の動揺を、電力系統のインピーダンスの増加によってさらに助長する恐れがあり、結果、脱調状態に陥る危険性が高まる。
【０００６】
一方で、他の健全な経路の遮断による内部相差角の動揺を抑制するために、事故経路の遮断と共に、所定の発電機を遮断（電制）することで、電力系統の潮流を減少させて、ループ系統の安定を保つことが考えられる。また、他の健全な経路の電流容量は、増大した潮流を一定時間流すだけの余裕をもっていることが多い。そこで、事故経路が遮断されたことによる内部相差角の動揺がある程度収束した後に、他の健全な経路を遮断することでループ系統の安定を保つことも考えられる。発電機の電制は、他の健全な経路を遮断する時刻を利用して電制する発電機を決定する系統安定化装置により実施される。
【０００７】
系統安定化装置は、事故経路が遮断されたときを想定して、他の健全な経路を遮断する時刻も考慮のうえ、内部相差角の動揺を常にシミュレートすることで、予め電制する発電機を決定している。上記のように、内部相差角の動揺がある程度収束した後に他の健全な経路を遮断する際にも、系統安定化装置は、内部相差角の動揺を常にシミュレートして、電制する発電機を決定可能であることが好ましい。
【０００８】
しかしながら、系統安定化装置は、他の健全な経路を事故発生から短時間（より短い時刻）で遮断することを考慮してシミュレートできる時間が設計されており、内部相差角の動揺がある程度収束した後の時刻のような長時間（より長い時刻）で遮断することを想定して設計されていないことが多い。系統安定化装置を、より長い時間をシミュレートできるよう改良することが考えられるが、系統安定化装置の改良には多大なコストがかかる。また、系統安定化装置に設定可能な時刻内で、いたずらに仮の時刻（仮想時刻）を系統安定化装置に設定することは、電制する発電機台数の過剰又は不足を招く恐れがある。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑み、系統安定化装置に設定可能な時刻内で、他の健全な経路を遮断する適切な仮想時刻を決定可能な仮想時刻決定装置、仮想時刻決定方法、系統安定化装置及び系統安定化方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る仮想時刻決定装置は、ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定する仮想時刻決定装置であって、少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得する状態情報取得部と、他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数取得する仮遮断時刻取得部と、他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を取得する実遮断時刻取得部と、複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定する電制台数決定部と、複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻決定部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る仮想時刻決定方法は、ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定する仮想時刻決定方法であって、少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得するステップと、他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数取得するステップと、他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を取得するステップと、複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定するステップと、複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻を決定するステップとを備えることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含む複数のループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得する。そして、系統安定化装置に設定可能な範囲にある、他の健全な経路を遮断する時刻を仮遮断時刻として複数取得する。また、系統安定化装置に設定不可能な範囲にある、実際に他の健全な経路を遮断する時刻（内部相差角が安定しているであろう時刻）を遮断する時刻として取得する。
【００１３】
そして、状態情報毎に、実遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定する。また、仮遮断時刻毎、健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数のそれぞれを仮電制台数として決定する。ここで、発電機の電制は、内部相差角の動揺を安定させる方向に作用する。そこで、電制を必要とする実電制台数以上の仮電制台数に係る仮遮断時刻を系統安定化装置に設定すれば、実遮断時刻で他の経路を遮断したとしても、実電制台数以上の発電機が電制されるので、安定化装置に設定可能な時刻で遮断時刻を設定できると共に、ループ系統が脱調状態に陥ることを防止できる。さらに、全ての状態情報を通じて最も多く判断された最適な仮遮断時刻を系統安定化装置で利用する仮想時刻に決定するので、過剰に発電機を遮断することを防止できる。
【００１４】
また、本発明に係る仮想時刻決定装置において、状態情報取得部は、少なくとも季節毎に状態情報を取得してもよい。
【００１５】
また、本発明に係る仮想時刻決定方法において、状態情報を取得するステップは、少なくとも季節毎に状態情報を取得してもよい。
【００１６】
かかる構成によれば、少なくとも季節毎に状態情報を取得するので、大きく変化する状態情報に基づいて、系統安定化装置に設定する他の健全な経路を遮断する時刻をより最適化することができる。
【００１７】
また、本発明に係る仮想時刻決定装置において、実電制台数と仮電制台数とが同じ仮遮断時刻であって、仮電制台数により電制される発電量が実電制台数により電制される発電量以上且つより近い発電量となる仮遮断時刻を、最適な仮遮断時刻と判断してもよい。
【００１８】
また、本発明に係る仮想時刻決定方法において、仮想時刻を決定するステップは、実電制台数と仮電制台数とが同じ仮遮断時刻であって、仮電制台数により電制される発電量が実電制台数により電制される発電量以上且つより近い発電量となる仮遮断時刻を、最適な仮遮断時刻と判断してもよい。
【００１９】
かかる構成によれば、実電制台数と仮電制台数が同じときであっても、仮電制台数により電制される発電量が、実電制台数により電制される発電量以上且つより近い発電量となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断するので、ループ系統が脱調状態に陥ることをより効果的に防止できると共に、過剰に発電機を遮断することをより効果的に防止できる。
【００２０】
そして、本発明に係る系統安定化装置は、上記仮想時刻決定装置で決定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定することを特徴とする。
【００２１】
そして、本発明に係る系統安定化方法は、上記仮想時刻決定方法で決定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定することを特徴とする。
【００２２】
かかる構成によれば、仮想時刻決定装置又は仮想時刻決定方法で決定された仮想遮断時刻で電制する発電機を決定するので、実際にループ系統が脱調状態に陥ることを防止でき、過剰に発電機を遮断することを防止できる仮遮断時刻を判断できる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の如く、本発明に係る仮想時刻決定装置、仮想時刻決定方法、系統安定化装置及び系統安定化方法によれば、系統安定化装置に設定可能な時刻内で、他の健全な経路を遮断する適切な仮想時刻を決定できるというすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る遮断タイミングを説明するための、ループ系統における経路を遮断する際の模式図を示す。
【図２】同実施形態に係る内部相差角の拡大・縮小の推移を示す。
【図３】同実施形態に係る仮想時刻決定装置のブロック図を示す。
【図４】同実施形態に係る仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法において、状態情報と遮断時刻とに応じて、電制される発電機のテーブルを示す。
【図５】同実施形態に係る仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法において、仮想遮断時刻を決定するフローチャートを示す。
【図６】同実施形態に係る仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法において、最適な仮想遮断時刻を決定するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法における一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００２６】
まず、本実施形態に係る仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法の各構成を説明するのに先立って、ループ系統１における事故発生後の経路の遮断の流れと、ループ系統１の安定度との関係について説明する。
【００２７】
図１に示すように、ループ系統１は、例えば、経路の遮断を実施する子局２，３，４と、子局２に接続される発電機１１，１２，１３と、３つの経路２１，２２，２３とを備えているものとする。また、ループ系統１は、子局３，４に接続される経路２４，２５，２６と、経路２５，２６に接続される子局５，６と、子局６に接続される経路２７と、経路２７に接続される発電機１４とを備えているものとする。また、ループ系統１は、子局２と発電機１１，１２，１３のそれぞれとを結ぶ経路２８，２９，３０を備えているものとする。経路２１は、子局２，４に接続され、経路２２は、子局２，３に接続され、経路２３は、子局２，４に接続されているものとする。潮流は、発電機１１，１２，１３から、経路２１，２２，２３側に流れているものとする。また、経路２２の電流容量は、ループ系統１の潮流を支えるのに十分に大きく、経路２３の電流容量は、経路２１，２２の潮流まで流せる程には大きくないとする。
【００２８】
また、ループ系統１は、いずれかの経路２１，２２が遮断されたときに、発電機側と負荷側との間の内部相差角の推移を監視して、発電機を遮断（電制）する系統安定化装置４０を備える。系統安定化装置４０は、ループ系統１における発電機側と負荷側との状態を常に監視し、経路２１，２２の遮断と共に、事故経路の遮断の後、設定されたタイミング（時刻）で経路２３を遮断したときを常にシミュレートして、電制すべき発電機（例えば、発電機１１）を決定している。系統安定化装置４０は、シミュレートすることで決定された発電機１１の情報を、系統安定化装置４０内に設けられた図示しない格納部に格納している。系統安定化装置４０は、経路２１，２２を事故で遮断したときに、図示しない格納部から決定された発電機１１の情報を読み出して、発電機１１を電制する。
【００２９】
例えば、経路２１において、短絡や地絡事故が発生した場合（図１中（１））、経路２１が事故経路として子局２，４により遮断される（ルート断、図１中（２））。子局２，４は、経路２１を遮断した情報を、系統安定化装置４０に送る（図１中（３））。系統安定化装置４０は、経路２１が遮断されたことに基づいて、事前にシミュレートされた結果を格納している格納部から、遮断を必要とする発電機の情報を読み出す。系統安定化装置４０は、読み出した発電機の情報に基づいて発電機を電制する。具体的に、系統安定化装置４０は、決定された発電機に繋がる経路２８，２９，３０の少なくとも一つを遮断する（図１中（４））。なお、系統安定化装置４０は、読み出した発電機の情報が電制を必要としないものであれば、電制を行わない。
【００３０】
経路２１がループ系統から切り離されることで、ループ系統におけるインピーダンスが瞬時に増加する。したがって、経路２１の遮断によって、発電機側と負荷側との間には内部相差角の拡大・縮小（動揺）が発生する。また、経路２２，２３への潮流が増大する（図１中（５））。
【００３１】
経路２２，２３への潮流が増大すると、電流容量が小さい経路２３（他の健全な経路）には過負荷が発生する（図１中（６））。経路２３に過負荷が発生すると、経路２３が損傷する恐れがある。そのため、経路２３は、損傷を防止すべく子局２，４により遮断される（図１中（６））。経路２３の遮断により、さらにインピーダンスが瞬時に増加する。したがって、経路２３を遮断することにより、経路２１を遮断するのと同様に、発電機側と負荷側との間で内部相差角の拡大・縮小（動揺）が発生する。
【００３２】
経路２３を遮断するタイミングが、発電機１２，１３の発電機回転速度が加速しているタイミングと同期すると、発電機１１，１２，１３を電制していない状態では、図２の波形Ａに示すように、内部相差角が拡大し、脱調状態に陥る（これを、ループ系統の安定度を保てない状態という）。図２中波形Ａでは、発電機１１を電制せず、経路２１の遮断後０．３秒後に経路２３を遮断すると、脱調状態に陥ることを示している。
【００３３】
一方、発電機１１，１２，１３のうちの一台を電制すると、図２の波形Ｂに示すように、系統の安定度が向上して脱調状態には至らない（これを、ループ系統の安定度を保てる状態という）。図２中波形Ｂでは、発電機１１の電制及び経路２１の遮断後０．３秒後に経路２３を遮断したとしても、脱調状態に陥らないことを示している。このように、ループ系統の安定度を保つために、発電機を電制することは有効である。しかしながら、負荷側に対する発電機１１，１２，１３の電力供給量が減少するので、過剰な電制は好ましくない。
【００３４】
発電機１１，１２，１３を電制せず、経路２３を遮断するタイミングが、内部相差角の安定している状態であると、図２の波形Ｃに示すように、ループ系統の安定度を保てる。図２中波形Ｃでは、経路２１の遮断後２０秒後に経路２３を遮断すると、脱調状態に陥らないことを示している。このように、内部相差角の安定している状態で経路２３が遮断されると、無電制であっても脱調状態には陥らない。そこで、内部相差角が安定している状態で、経路２３が遮断されるのが好ましい。しかしながら、系統安定化装置４０には、事故経路２１の遮断後から内部相差角の動揺が収束するような長時間後を仮想時刻として設定できないことが多い。そのため、系統安定化装置４０は、このような仮想時刻でシミュレートすることができない。
【００３５】
発電機１１，１２，１３を電制せず、経路２３を遮断するタイミングが、発電機１１，１２，１３が減速しているタイミングと同期すると、図２の波形Ｄに示すように、発電機回転速度の加速と減速とが打ち消し合い、ループ系統の安定度を保つことができる。図２中波形Ｄでは、経路２１の遮断後１．７秒後に経路２３を遮断すると、脱調状態に陥らないことを示している。このように、ループ系統の安定度を向上させるためには、内部相差角が減少し、かつ発電機が減速しているタイミングに、経路２３の遮断タイミングを同期させることができれば、波形Ｃと同様の効果を得つつ、系統安定化装置４０に仮想時刻を設定することができる。したがって、このような仮想時刻を決定可能な仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法は、非常に有用である。
【００３６】
次に、本実施形態に係る仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法について説明する。仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法は、ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定するものである。
【００３７】
図３に示すように、仮想時刻決定装置５０は、仮想時刻の決定に利用される情報を入力する情報入力部５１と、少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得する状態情報取得部５３と、他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数取得する仮遮断時刻取得部５５と、他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を取得する実遮断時刻取得部５６と、複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定する電制台数決定部５７と、電制台数決定部５７によって決定された仮電制台数を、複数の状態情報毎及び複数の状態情報毎に格納する電制台数格納部５８と、複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻決定部５９と、仮想時刻決定部５９で決定された仮想時刻を表示する仮想時刻表示部６０とを備える。
【００３８】
情報入力部５１は、状態情報取得部５３、仮遮断時刻取得部５５及び実遮断時刻取得部５６に接続される。情報入力部５１は、例えば、キーボードやマウス等の入力デバイスであり、仮想時刻を決定するための各種情報の入力を受け付ける。
【００３９】
より詳しくは、情報入力部５１は、ループ系統の複数の過渡安定度の情報を状態情報として受け付ける。また、情報入力部５１は、系統安定化装置４０に設定可能な、他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数受け付ける。また、情報入力部５１は、他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を受け付ける。なお、情報入力部５１は、少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として受け付ける。
【００４０】
状態情報取得部５３は、電制台数決定部５７に接続される。状態情報取得部５３は、情報入力部５１に入力された複数の状態情報を取得する。状態情報取得部５３は、取得した複数の状態情報を、電制台数決定部５７に送る。より好ましくは、情報入力部５１に少なくとも季節毎に状態情報が入力され、状態情報取得部５３は、少なくとも季節毎に状態情報を取得してもよい。ここで、状態情報とは、発電機１１，１２，１３側の発電量、負荷側の負荷量及びループ系統に接続されている発電機１１，１２，１３の情報とを含む情報である。
【００４１】
仮遮断時刻取得部５５は、電制台数決定部５７に接続される。仮遮断時刻取得部５５は、情報入力部５１に入力された複数の仮遮断時刻を取得する。より具体的に、仮遮断時刻取得部５５は、図２中波形Ｃにおいて、２０秒で示すような、事故経路の遮断から経過したより長い時刻に対して、系統安定化装置４０に設定可能なより短い時刻である仮遮断時刻（例えば、０．３秒、１．７秒等）を取得する。仮遮断時刻取得部５５は、取得した複数の仮遮断時刻を、電制台数決定部５７に送る。
【００４２】
実遮断時刻取得部５６は、電制台数決定部５７に接続される。実遮断時刻取得部５６は、他の健全な経路を実際に遮断する時間、すなわち、内部相差角の動揺が収束していると仮定される時間を１つ取得する。より具体的に、実遮断時刻取得部５６は、図２中波形Ｃで示すような、２０秒といった、事故経路の遮断から経過したより長い時刻を１つ取得する。実遮断時刻取得部５６は、取得した実遮断時刻を電制台数決定部５７に送る。
【００４３】
電制台数決定部５７は、電制台数格納部５８に接続される。電制台数決定部５７は、状態情報取得部５３から送られた複数の状態情報と、仮遮断時刻取得部５５から送られた複数の仮遮断時刻と、実遮断時刻取得部５６から送られた１つの実遮断時刻を取得する。
【００４４】
電制台数決定部５７は、複数の状態情報のそれぞれにおいて、仮遮断時刻のそれぞれで他の健全な経路を遮断したときに、いずれの発電機を電制すべきかを決定する。また、電制台数決定部５７は、複数の状態情報のそれぞれにおいて、実遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、いずれの発電機を電制すべきかを決定する。なお、電制台数決定部５７は、電制すべき発電機の決定において、他の健全な経路を遮断することで脱調することがない、ループ系統の安定度を保つのに最低限必要な電制する発電機を決定する。
【００４５】
より詳しくは、電制台数決定部５７は、状態情報のそれぞれにおいて、発電機側の発電量と、負荷側の負荷量とから算出される内部相差角を利用して、仮遮断時刻及び実遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときの内部相差角の動揺をシミュレートする。電制台数決定部５７は、シミュレートの結果、ループ系統が脱調状態になると判断すると、ループ系統の安定度を保つために最低限必要な電制する発電機を決定する。電制台数決定部５７は、状態情報毎に、仮遮断時刻において決定した電制の台数を、仮電制台数として電制台数格納部５８に送る。また、電制台数決定部５７は、状態情報毎に、実遮断時刻において決定した電制の台数を、実電制台数として電制台数格納部５８に送る。また、電制台数決定部５７は、仮遮断時刻と実遮断時刻とを電制台数格納部５８に送る。また、電制台数決定部５７は、複数の状態情報を電制台数格納部５８に送る。
【００４６】
例えば、図４に示すように、少なくとも、過渡安定度の最も安定な状態である８月ピークの状態情報と、過渡安定度の最も不安定な秋夕方の状態情報とを含むループ系統の複数の系統状態が状態情報として利用される。そして、仮遮断時刻として０．３秒及び１．７秒が利用され、実遮断時刻として、２０秒が利用される。このとき、表内の各発電機の電制が、仮遮断時刻のそれぞれ及び実遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに必要であることを示している。このような情報が、電制台数格納部５８に送られる。
【００４７】
電制台数格納部５８は、仮想時刻決定部５９に接続される。電制台数格納部５８は、電制台数決定部５７から送られた複数の状態情報、仮電制台数、実電制台数、仮遮断時刻及び実遮断時刻を図４に例示したテーブルデータとして格納する。
【００４８】
仮想時刻決定部５９は、複数の状態情報のそれぞれについて、仮電制台数と実電制台数とを比較して、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断する電制台数比較部６１と、電制台数比較部６１により判断された最適な仮遮断時刻について、複数の状態情報を通じて、最適な仮遮断時刻と判断された判断回数をカウントするカウント部６２と、カウント部６２によりカウントされた判断回数を利用して最適な仮想時刻を判断する仮想時刻判断部６３とを有する。
【００４９】
電制台数比較部６１は、電制台数格納部５８及び仮想時刻判断部６３に接続される。電制台数比較部６１は、電制台数格納部５８に格納された、図４に例示したテーブルデータである、複数の状態情報、仮電制台数、実電制台数、仮遮断時刻及び実遮断時刻を読み出す。電制台数比較部６１は、複数の状態情報のそれぞれについて、仮遮断時刻毎に、仮電制台数と実電制台数とを比較する。電制台数比較部６１は、比較の結果、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断する。電制台数比較部６１は、最適な仮遮断時刻と判断した仮遮断時刻の情報をカウント部６２に送る。電制台数比較部６１は、全ての状態情報について、最適な仮遮断時刻を判断し、最適な仮遮断時刻と判断した仮遮断時刻の情報をカウント部６２に送る。
【００５０】
例えば、図４中、状態情報が８月ピークであれば、仮遮断時刻０．３秒、仮遮断時刻１．７秒ともに仮電制台数は０であり、実電制台数も０である。したがって、仮想時刻決定部５９は、仮遮断時刻０．３秒と仮遮断時刻１．７秒の双方を最適な仮遮断時刻の情報として、カウント部６２に送る。一方、図４中、状態情報が１月ピークであれば、仮遮断時刻０．３秒における仮電制台数は１台であり、仮遮断時刻１．７秒における仮電制台数は０台であり、実電制台数は０台である。したがって、仮想時刻決定部５９は、仮遮断時刻１．７秒を最適な仮遮断時刻の情報として、カウント部６２に送る。
【００５１】
カウント部６２は、仮想時刻判断部６３に接続される。カウント部６２は、電制台数比較部６１から送信された最適な仮遮断時刻の情報について、仮遮断時刻毎にカウントする。図４の例であれば、カウント部６２は、仮遮断時刻０．３秒について、複数の状態情報を通じて６回を判断回数とする。カウント部６２は、仮遮断時刻１．７秒について、複数の状態情報を通じて８回を判断回数とする。カウント部６２は、判断した判断回数の結果の情報と、仮遮断時刻の情報とを仮想時刻判断部６３に送る。
【００５２】
仮想時刻判断部６３は、仮想時刻表示部６０に接続される。仮想時刻判断部６３は、カウント部６２から受け取った、判断回数の結果の情報と、仮遮断時刻の情報とから、実遮断時刻の結果により近い仮遮断時刻を判断する。具体的に、仮想時刻判断部６３は、判断回数の結果の情報がより多い仮遮断時刻を判断する。仮想時刻判断部６３は、判断した仮遮断時刻を、系統安定化装置４０に設定する仮想時刻に決定する。仮想時刻判断部６３は、決定した仮想時刻を仮想時刻表示部６０に送る。
【００５３】
仮想時刻表示部６０は、例えば、ディスプレイである。仮想時刻表示部６０は、仮想時刻判断部６３から送られた仮想時刻を表示する。
【００５４】
本実施形態に係る仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法の作用について説明する。
【００５５】
図５に示すように、情報入力部５１は、複数の状態情報を受け付ける。そして、状態情報取得部５３は、情報入力部５１で受け付けた複数の状態情報を取得する（ステップＳ１）。また、情報入力部５１は、複数の仮遮断時刻を受け付ける。そして、仮遮断時刻取得部５５は、情報入力部５１で受け付けた複数の仮遮断時刻を取得する（ステップＳ２）。電制台数決定部５７は、１つの状態情報において、１つの仮遮断時刻で発電機の電制台数（仮電制台数）を決定する（ステップＳ３）。電制台数決定部５７は、取得した全ての仮遮断時刻で発電機の電制台数（仮電制台数）が決定されるまで、ステップＳ３を繰り返す（ステップＳ４）。
【００５６】
次に、情報入力部５１は、実遮断時刻を受け付ける。なお、情報入力部５１は、複数の状態情報又は仮遮断時刻とともに、実遮断時刻を受け付けてもよい。実遮断時刻取得部５６は、情報入力部５１で受け付けた実遮断時刻を取得する（ステップＳ５）。電制台数決定部５７は、実遮断時刻において発電機の電制台数（実電制台数）を決定する（ステップＳ６）。電制台数決定部５７は、仮遮断時刻及び実遮断時刻毎に仮電制台数及び実電制台数を電制台数格納部５８に送る。電制台数格納部５８は、仮遮断時刻及び実遮断時刻毎に、仮電制台数及び実電制台数を格納する（ステップＳ７）。そして、全ての状態情報について、仮電制台数及び実電制台数が格納されるまで、電制台数決定部５７は、ステップＳ３からステップＳ７までを繰り返す（ステップＳ８）。
【００５７】
そして、仮想時刻決定部５９は、電制台数格納部５８に格納された情報を利用して、仮想時刻を決定する（ステップＳ９）。より詳しくは、図６に示すように、電制台数比較部６１は、１つの状態情報において、実遮断時刻における実電制台数と、仮遮断時刻における仮電制台数とを比較する。電制台数比較部６１は、実遮断時刻における実電制台数以上且つより近い仮電制台数の仮遮断時刻を判断する（ステップＳ９２）。カウント部６２は、判断された仮遮断時刻の判断回数に１を加える（ステップＳ９３）。電制台数比較部６１及びカウント部６２は、全ての状態情報で仮遮断時刻の判断回数をカウントするまで、ステップＳ９１からステップＳ９３を繰り返す（ステップＳ９４）。仮想時刻判断部６３は、判断回数が最大となる仮遮断時刻を、系統安定化装置４０に設定する仮想時刻に決定する（ステップＳ９５）。
【００５８】
以上より、本実施形態に係る仮想時刻決定装置は、ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定する仮想時刻決定装置であって、少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得する状態情報取得部と、他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数取得する仮遮断時刻取得部と、他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を取得する実遮断時刻取得部と、複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定する電制台数決定部と、複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻決定部とを備える。
【００５９】
また、本実施形態に係る仮想時刻決定方法は、ループ系統内での事故経路の遮断の後、他の健全な経路が遮断されると仮定された仮想時刻に基づいて電制する発電機を決定する系統安定化装置に利用される仮想時刻を決定する仮想時刻決定方法であって、少なくとも過渡安定度の最も安定な状態と過渡安定度の最も不安定な状態とを含むループ系統の複数の系統状態を状態情報として取得するステップと、他の健全な経路を遮断する仮の時刻である仮遮断時刻を複数取得するステップと、他の健全な経路が実際に遮断される時刻である実遮断時刻を取得するステップと、複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定するステップと、複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻決定部とを備える。
【００６０】
これにより、系統安定化装置に遮断時刻として設定できない時刻に他の健全な経路を遮断する場合であっても、系統安定化装置に設定可能な仮想時刻を決定できる。これにより、ループ系統の系統安定度を保てるだけの電制を可能にしつつ、過剰な電制を防止することができる。
【００６１】
また、実際の遮断時刻における実電制台数以上の仮電制台数を利用して仮想時刻を決定することから、系統安定化装置に仮想時刻を設定して事故経路の遮断とともに発電機を電制することで、他の健全な経路に流れる潮流が減少し、他の健全な経路の過負荷を回避して、他の健全な経路の遮断を回避できる場合があるという副次的な効果もある。
【００６２】
また、本実施形態に係る仮想時刻決定装置において、状態情報取得部は、少なくとも季節毎に状態情報を取得してもよい。
【００６３】
また、本実施形態に係る仮想時刻決定方法において、状態情報を取得するステップは、少なくとも季節毎に状態情報を取得してもよい。
【００６４】
これにより、少なくとも季節毎に状態情報を取得するので、大きく変化する状態情報に基づいて、系統安定化装置に設定する他の健全な経路を遮断する仮想時刻をより最適化することができる。
【００６５】
なお、本発明に係る仮想時刻決定装置５０、仮想時刻決定方法、系統安定化装置及び系統安定化方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００６６】
例えば、本実施形態に係る仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法において、仮想時刻決定５０が系統安定化装置４０に備えられてもよい。仮想時刻決定装置５０が決定した仮想時刻は、系統安定化装置４０の仮想時刻として設定される。
【００６７】
また、仮想時刻決定方法が系統安定化方法に備えられてもよい。仮想時刻決定方法が決定した仮想時刻は、系統安定化方法の仮想時刻として設定される。これにより、仮想時刻決定装置５０又は仮想時刻決定方法で決定された仮想遮断時刻で電制する発電機を決定するので、実際にループ系統が脱調状態に陥ることを防止でき、過剰に発電機を遮断することを防止できる仮想時刻を判断できる。
【００６８】
また、上記実施形態に係る仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法において、電制台数比較部６１は、実電制台数と仮電制台数とが同じ仮遮断時刻であって、実電制台数により電制される発電量以上且つより近い仮電制台数による電制される発電量の仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断してもよい。また、仮想時刻を決定するステップは、実電制台数と仮電制台数とが同じ仮遮断時刻であって、実電制台数により電制される発電量と同じ、若しくは仮電制台数により電制される発電量が大きく且つより近い仮遮断時刻を、最適な仮遮断時刻と判断してもよい。
【００６９】
例えば、発電機１１の発電量が発電機１２の発電量よりも大きい場合、実遮断時刻で、発電機１１を電制する結果に対して、仮遮断時刻で発電機１２を電制する結果であるとすると、電制台数比較部６１は、該仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻とは判断しない。
【００７０】
これにより、実電制台数と仮電制台数が同じときであっても、実電制台数により電制される発電量以上且つより近い仮電制台数による電制される発電量の仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断するので、ループ系統が脱調状態に陥ることをより効果的に防止できると共に、過剰に発電機を遮断することをより効果的に防止できる。
【００７１】
なお、電制台数比較部６１は、実電制台数と仮電制台数が同じときであって、実電制台数により電制される発電量よりも、仮電制台数により電制される発電量が小さい仮遮断時刻について、カウント部６２に無効であることを判断結果として送ってもよい。カウント部６２は、無効である判断結果を受けることにより、該当する仮遮断時刻に係る判断回数を無効にする。これにより、仮想時刻判断部６３は、無効になった仮遮断時刻を仮想時刻に決定することがなくなる。したがって、所定の状態情報において、実遮断時刻において電制される発電量よりも、仮遮断時刻において電制される発電量が小さくなることを防止でき、ループ系統が脱調状態に陥ることをより効果的に防止できる。
【００７２】
また、本実施形態に係る仮想時刻決定装置５０及び仮想時刻決定方法において、状態情報取得部５３は、情報入力部５１により受け付けられた状態情報を取得することとしたが、状態情報取得部５３は、複数の状態情報を格納する状態情報格納部５２から取得してもよい。このとき、情報入力部５１は、状態情報格納部５２から状態情報を取得する旨の指示を受け付けて、状態情報取得部５３に送信してもよい。
【００７３】
また、仮遮断時刻取得部５５は、情報入力部５１により受け付けられた仮遮断時刻を取得することとしたが、仮遮断時刻取得部５５は、複数の仮遮断時刻を格納する仮遮断時刻格納部５４から取得してもよい。このとき、情報入力部５１は、仮遮断時刻格納部５４から仮遮断時刻を取得する旨の指示を受け付けて、状態情報取得部５３に送信してもよい。
【００７４】
また、本実施形態に係る仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法において、状態情報取得部５３は、実際のループ系統の状態情報（計算時点でのループ系統１の状態情報）、例えば、総需要又は連係潮流によるテーブルデータに最も近い状態情報を利用して、常に最適な仮想時刻を決定してもよい。
【００７５】
また、本実施形態に係る仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法において、電制台数比較部６１は、実電制台数と仮電制台数とを比較しているが、電制台数決定部５７が、実遮断時刻及び仮遮断時刻のそれぞれで、事故経路を遮断直後の発電機同様波形の波高値を出力してもよい。そして、電制台数比較部６１は、実遮断時刻の波高値と同じ又は波高値の小さい仮遮断時刻のうち、より実遮断時刻の波高値に近い波高値の仮遮断時刻を、最適な仮遮断時刻として判断してもよい。
【００７６】
また、本実施形態に係る仮想時刻決定装置及び仮想時刻決定方法において、実電制台数及び仮電制台数を比較に用いたが、電制台数比較部６１は、実遮断時刻において電制される発電量及び仮遮断時刻において電制される発電量を比較に用いてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１      ループ系統
２，３，４，５，６      子局
１１，１２，１３，１４      発電機
２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０      経路
４０      系統安定化装置
５０      仮想時刻決定装置
５１      情報入力部
５２      状態情報格納部
５３      状態情報取得部
５４      仮遮断時刻格納部
５５      仮遮断時刻取得部
５６      実遮断時刻取得部
５７      電制台数決定部
５８      電制台数格納部
５９      仮想時刻決定部
６０      仮想時刻表示部
６１      電制台数比較部
６２      カウント部
６３      仮想時刻判断部
【要約】
【課題】  系統安定化装置に設定可能な時刻内で、他の健全な経路を遮断する適切な仮想時刻を決定可能な仮想時刻決定装置、仮想時刻決定方法、系統安定化装置及び系統安定化方法を提供する。
【解決手段】  複数の状態情報のそれぞれについて、それぞれの仮遮断時刻で他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を仮電制台数として決定すると共に、実遮断時刻において他の健全な経路を遮断したときに、遮断を必要とする発電機の台数を実電制台数として決定する電制台数決定部と、複数の状態情報のそれぞれについて、実電制台数以上且つ実電制台数により近い仮電制台数となる仮遮断時刻を最適な仮遮断時刻と判断し、全ての状態情報を通じて最も多く最適な仮遮断時刻と判断された仮遮断時刻を仮想時刻に決定する仮想時刻決定部とを備える。
【選択図】  図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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