(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の充停電判定機能および潮流計算機能で用いるノード・ブランチのモデルを、充停電判定機能用と潮流計算機能用に設備モデル上フラットに定義するものであって、ノード・ブランチのモデルを定義する際に、区間に隣接する開閉器間のノードを区間のノードに含めることによってノードとブランチの数を削減し、電気的繋がりのある設備のグルーピング処理の性能を向上させるようにしたことを特徴とする充停電判定および潮流計算における系統認識方法。
【請求項２】
電力系統の充停電判定機能および潮流計算機能で用いるノード・ブランチのモデルを、充停電判定機能用と潮流計算機能用に設備モデル上フラットに定義するものであって、充停電判定機能の前処理である電気的繋がりのある設備のグルーピング処理時に、中性点をグルーピング対象のノードとしないことにより、充停電状態が中性点を介して他の設備に反映されることのないようにしたことを特徴とする充停電判定および潮流計算における系統認識方法。
【請求項３】
電力系統の充停電判定機能および潮流計算機能で用いるノード・ブランチのモデルを、充停電判定機能用と潮流計算機能用に設備モデル上フラットに定義すると共に、ノードに対応する設備がブランチを介さず直接隣接する系統で、ノードに対応する設備間に仮想的なブランチである理論開閉器ブランチを設備モデル上設けることによって、電気的繋がりのある設備のグルーピング処理を簡易化するようにしたことを特徴とする充停電判定および潮流計算における系統認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統監視制御システムにおいて使用される、充停電判定機能および潮流計算機能の系統状態認識方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統を監視、制御するための電力系統監視制御システムにおける充停電判定機能、潮流計算機能が系統を認識するために、従来は図７に示すように、母線、発電機、開閉器間、分岐点、調相設備、中性点などの設備をノード、開閉器、変圧器、区間をブランチと設備モデル上定義していた。
【０００３】
図８は、電気所およびこれら電気所間を結ぶ区間を従来のノード・ブランチモデルで表したものである。図において、ＢＲ１は遮断器（開閉器）に、ＢＲ２は断路器（開閉器）に、ＢＲ３は区間に、ＢＲ４はジャンパ（開閉器）に対応するブランチである。また、ＮＤ１は母線に、ＮＤ２は開閉器間に、ＮＤ４は分岐点に対応するノードである。なお、ＮＤ３は、区間に対応するＢＲ３とジャンパに対応するＢＲ４を分けるために、仮想的に定義したノードである。
【０００４】
図９は、２つの変圧器間に中性点が存在する系統で、従来のノード・ブランチモデルを表したものである。ＢＲ１は遮断器（開閉器）に、ＢＲ２は断路器（開閉器）に、ＢＲ３は変圧器に対応するブランチである。また、ＮＤ１は母線に、ＮＤ２は開閉器間に、ＮＤ３は中性点に対応するノードである。
【０００５】
図１０は、母線に開閉器無しで直接発電機が繋がる系統で、従来のノード・ブランチモデルを表したものである。当該系統では、母線に対応するノードであるＮＤ１と発電機に対応するノードであるＮＤ２がブランチ無しで直接繋がる。
【０００６】
充停電判定機能では、充停電判定処理の前処理として、ノードと当該ノードに隣接するブランチの接続を追い、電気的に接続する設備の集合である設備グループ（以下、設備Ｇと呼ぶ）を作成する（グルーピングを行う）。一方、潮流計算機能では、設備モデル上、インピーダンスを持つ設備である区間および変圧器のみをブランチとして潮流計算を行う。
【０００７】
従来、図８の系統で、設備Ｇの作成を行う場合、ノードに隣接するブランチが開閉器に対応するブランチか、それ以外のブランチかを見分け、開閉器に対応するブランチであれば、当該開閉器が閉の場合のみ、電気的接続の検索処理を続ける。また、潮流計算を行う場合、設備モデル上インピーダンスを持たない開閉器のブランチはブランチとして扱わずに処理を行う必要があった。
【０００８】
図９の系統で、設備Ｇの作成を行う場合、単純にノードとブランチの電気的な接続を追いグルーピングを行うと、中性点も設備Ｇに含まれ、変圧器１の充停電状態が変圧器２に反映されてしまうため、中性点で電気的接続を切る特殊処理を行う必要があった。
【０００９】
図１０の系統で、設備Ｇの作成を行う場合、母線のノードであるＮＤ１と発電機のノードであるＮＤ２の間にブランチが存在しないため、設備Ｇ作成処理内で、ノード間にブランチが存在しない場合の特殊処理を行う必要があった。
【００１０】
図１１は、従来のノード・ブランチモデルでの、充停電判定機能と潮流計算機能の処理のフローを表したものである。ＳＴ１はノードを順次取得する処理、ＳＴ２はノードに隣接するブランチを取得する処理、ＳＴ３はノードに隣接するブランチが存在するかを判定する処理、ＳＴ４はノードに隣接するブランチが存在しない場合ブランチを設定する処理、ＳＴ５はブランチが開閉器に対応するか判定する処理、ＳＴ６はブランチが開閉器以外の設備に対応する場合当該ブランチがインピーダンスを持っているか判定する処理、ＳＴ７は潮流計算用にノードを縮約する処理、ＳＴ８はブランチが開閉器対応の場合開閉器の開閉状態を判定する処理、ＳＴ９はブランチに隣接するＳＴ１で取得したノード以外のノードを取得する処理、ＳＴ１０は取得したノードが中性点対応か判定する処理、ＳＴ１１は設備Ｇの作成処理、ＳＴ１２はＳＴ７にて縮約したノードに隣接するブランチを取得する処理、ＳＴ１３は取得したブランチが開閉器対応か判定する処理、ＳＴ１４は縮約したノードとブランチを基に潮流計算を行う処理を表している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のノード・ブランチモデルでは、充停電判定機能と潮流計算機能の両機能共、ブランチが開閉器対応かそれとも区間または変圧器対応かを判別する必要があるため、双方の処理にとって問題があった。また、中性点が存在する場合や、ノードがブランチを介さず直接接続する場合、ノードとブランチの電気的接続の探索内で特殊処理を行う必要が発生し、処理が複雑になっていた。
【００１２】
この発明は上記問題を解決するため、ノード・ブランチモデルを、充停電判定機能用のモデルと潮流計算機能用のモデルに分けることによって、処理を簡素化すると共に処理性能の向上を図るものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る充停電判定および潮流計算における系統認識方法は、電力系統の充停電判定機能および潮流計算機能で用いるノード・ブランチのモデルを、充停電判定機能用と潮流計算機能用に設備モデル上フラットに定義するものであって、ノード・ブランチのモデルを定義する際に、区間に隣接する開閉器間のノードを区間のノードに含めることによってノードとブランチの数を削減し、電気的繋がりのある設備のグルーピング処理の性能を向上させるようにしたものである。
【００１４】
また、電力系統の充停電判定機能および潮流計算機能で用いるノード・ブランチのモデルを、充停電判定機能用と潮流計算機能用に設備モデル上フラットに定義するものであって、充停電判定機能の前処理である電気的繋がりのある設備のグルーピング処理時に、中性点をグルーピング対象のノードとしないことにより、充停電状態が中性点を介して他の設備に反映されることのないようにしたものである。
【００１５】
また、電力系統の充停電判定機能および潮流計算機能で用いるノード・ブランチのモデルを、充停電判定機能用と潮流計算機能用に設備モデル上フラットに定義すると共に、ノードに対応する設備がブランチを介さず直接隣接する系統で、ノードに対応する設備間に仮想的なブランチである理論開閉器ブランチを設備モデル上設けることによって、電気的繋がりのある設備のグルーピング処理を簡易化するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
充停電判定機能用および、潮流計算機能用のノード・ブランチモデルを詳細に述べる。
【００１７】
充停電判定機能用のノード・ブランチモデルとして以下のように「充停電ノード」と「開閉器ブランチ」を定義する。
充停電ノード  ：従来のノード・ブランチモデルのノードに該当する。従来のノードモ                  デルとの違いは、母線、発電機などの設備の他に、区間および変圧器                  も充停電ノードと定義することである。
開閉器ブランチ：従来のノード・ブランチモデルのブランチに該当する。従来のプラン                  チモデルとの違いは、開閉器ブランチは、開閉器のみに対応する。区                  間および変圧器は開閉器ブランチにならない。
【００１８】
潮流計算機能用のノード・ブランチモデルとして以下のように「行」および「潮流ブランチ」を定義する。
行          ：潮流計算で用いるノード潮流ブランチ（下記参照）で区切られる電気的                に接続する設備の集合である。
潮流ブランチ：インピーダンスを持っている設備に対応するブランチである。潮流計算                機能でブランチとして扱う。区間およ変圧器の１次、２次、３次巻線が                潮流ブランチに対応する。
内部ノード  ：潮流ブランチの両端に存在する仮想的なノード。内部ノードに隣接する                開閉器が切状態の場合、当該内部ノードが行になり、潮流計算で用いら                れる。
【００１９】
図１は、上記ノード・ブランチモデル定義を基にした、電力系統の各設備のノードとブランチの対応を表したものである。母線と発電機と開閉器間と分岐点と調相設備と区間と変圧器と中性点が充停電ノードに対応する。
【００２０】
ブランチについて、開閉器ブランチは開閉器のみに対応する。潮流ブランチは、設備モデル上インピーダンスを持つ設備である、区間と変圧器に対応する。なお、変圧器に関しては、変圧器の１次、２次、３次の各巻線それぞれにインピーダンスを持たせ潮流計算を行うため、変圧器の潮流ブランチとしては最大３つ存在することとなる。
【００２１】
次に、ノードとブランチの電気的接続を探索した結果得られる行と設備Ｇについて以下に記す。
【００２２】
図１ではＪＮＤ１とＪＮＤ２とＪＮＤ５１とＪＮＤ１００とＪＮＤ１５０とＪＮＤ２００とＪＮＤ３００とＪＮＤ３５０が電気的に接続され、設備Ｇ１が生成された状態と、同時にＪＮＤ５０とＪＮＤ１０１とＪＮＤ１５１とＪＮＤ２０１とＪＮＤ３０１とＪＮＤ３５１が電気的に接続され、設備Ｇ５０が生成された状態を表している。
【００２３】
また、行については、ＪＮＤ１とＪＮＤ２００が縮約されたＧＹ１と、ＪＮＤ２とＪＮＤ２０１が縮約されたＧＹ２と、ＪＮＤ５１とＪＮＤ１００とＪＮＤ１０１が縮約されたＧＹ５１と、ＪＮＤ５０とＪＮＤ１５０とＪＮＤ１５１とＪＮＤ３５０とＪＮＤ３５１が単独で縮約されたＧＹ５０とＧＹ１５０とＧＹ１５１とＧＹ３００とＧＹ３０１が同時に生成された状態を表している。
【００２４】
従来のノード・ブランチモデルでは、設備をノードとブランチという２種類の論理設備で定義していたのに対して、この発明に係るノード・ブランチモデルでは、設備を充停電判定用の充停電ノードと開閉器ブランチ、潮流計算用の行と潮流ブランチにフラットに分けて定義している。充停電判定機能では、開閉器のみに対応する開閉器ブランチを設備モデル上持つことにより、設備Ｇを生成する際、充停電ノードと当該充停電ノードに隣接する開閉器ブランチの電気的接続の検索を行うだけでよく、従来のように、ノード（充停電ノード）に隣接するブランチが開閉器に対応するブランチかどうかを見分けて電気的接続の検索を行う必要がなくなる。このことによって、処埋が簡素になり処理性能が向上する。
【００２５】
−方、潮流計算機能では、設備モデル上インピーダンスを持つ設備を潮流ブランチとして定義することによって、潮流ブランチと潮流ブランチによって区切られる電気的繋がりのある設備の集合である行を使用して潮流計算を行えばよい。すなわち、従来のノード・ブランチモデル上での潮流計算のように、開閉器に対応するブランチをブランチとして扱わないという処理が無くなり、これにより、処理が簡素になり処理性能が向上する。
【００２６】
実施の形態２．
図２は、電気所およびこれら電気所間を結ぶ区間を、この発明に係るノード・ブランチモデルである充停電ノードと開閉器ブランチで表したものである。ＪＮＤ１は母線に、ＪＮＤ２は開閉器間に、ＪＮＤ３は区間に、ＪＮＤ４は分岐点に対応する充停電ノードであり、ＫＢＲ１は遮断器に、ＫＢＲ２は断路器に、ＫＢＲ３はジャンパに対応する開閉器ブランチである。
【００２７】
この発明に係るノード・ブランチモデルでは区間に隣接する開閉器間を、区間の充停電ノードに縮約したため、図８の従来のノード・ブランチモデルでは、ノード数が１７、ブランチ数が１６なのに対して、図２のノード・ブランチモデルでは、ノード数が１４、ブランチ数が１３となり、ノード数、ブランチ数を削減することができる。これにより、電気的繋がりのある設備のグルーピング処理内でノードとブランチの接続を追う回数が少なくなり、充停電判定機能の処理性能が向上する。
【００２８】
実施の形態３．
図３は、変圧器および中性点の系統をこの発明に係るノード・ブランチモデルである充停電ノードと開閉器ブランチで記したものである。ＪＮＤ１は母線に、ＪＮＤ２は開閉器間に、ＪＮＤ３は変圧器に対応する。また、ＫＢＲ１は遮断器に、ＫＢＲ２は断路器に対応する。ここで、中性点の充停電ノードは図１にも示しているように設備Ｇに含めない。このことにより、変圧器１と変圧器２は中性点を介して電気的接続関係を持たず、断路器１と断路器２が入状態でも変圧器１の充停電状態が中性点を介して変圧器２に反映されることが無くなる。すなわち、従来のように、中性点で電気的接続を切る特殊処理が不要となる。
【００２９】
実施の形態４．
図４は、母線と発電機が開閉器無しで直接繋がる系統をこの発明に係るノード・ブランチモデルである充停電ノードと開閉器ブランチで記したものである。この発明に係るノード・ブランチモデルでは、母線と発電機のように充停電ノードに対応する設備が開閉器無しで直接繋がる場合、両設備の間に理論開閉器ブランチを設ける。このことにより、充停電ノードは必ず開閉器ブランチを介して隣接する充停電ノードに繋がることになる。よって、従来のように設備Ｇを作成する際のノード間にブランチが存在しない場合の特殊処理を行う必要は無くなる。
【００３０】
実施の形態５．
図５は、行と潮流ブランチのノード・ブランチモデルを記した例である。ＦＢＲ１はインピーダンスを持つ設備である区間に対応する潮流ブランチであり、ＧＹ１は閉状態の遮断器と断路器によって電気的に接続し、且つ潮流ブランチによって区切られる母線と開閉器間の集合である。また、潮流計算では、ノード・ブランチの繋がりの終端がノードで終わらないと計算ができないため、図５に記すように、この発明に係るノード・ブランチモデルでは、潮流ブランチの両端に内部ノードという論理設備を設けている。
【００３１】
図５で、断路器Ａが切状態の場合、区間Ａの電気所Ｂ側に充停電ノードを縮約した行が生成されないため、内部ノードＡが行となる（ＧＹ３）。なお、内部ノードは、電気的に接続している行に縮約されるため、図５の場合、内部ノードＢと内部ノードＣと内部ノードＤと内部ノードＥはＧＹ２に縮約され、内部ノードＦはＧＹ１に縮約される。よって、内部ノードＢと内部ノードＣと内部ノードＤと内部ノードＥと内部ノードＦはそれぞれ単独で行になることはない。このようにすることによって、ノードとブランチの繋がりは必ずノード（行）で終わるようになる。
【００３２】
図６は、この発明に係るノード・ブランチモデルでの、充停電判定機能と潮流計算機能の処理のフローを表したものである。ＳＴ１は、充停電ノードを順次取得する処理、ＳＴ２は取得した充停電ノードに対応する設備が同時に潮流ブランチに対応するか判定する処理、ＳＴ３は行を生成する処理、ＳＴ４は充停電ノードに隣接する開閉器ブランチを取得する処理、ＳＴ５は取得した開閉器ブランチに対応する開閉器の開閉状態を判定する処理、ＳＴ６は開閉器ブランチに隣接するＳＴ１で取得した充停電ノード以外の充停電ノードを取得する処理、ＳＴ７は設備Ｇの作成処理、ＳＴ８はＳＴ３で生成した行に隣接する潮流ブランチを取得する処理、ＳＴ９は行と潮流ブランチを基に潮流計算を行う処理を表している。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ノード・ブランチモデルとして、設備を充停電判定用の充停電ノードと開閉器ブランチ、潮流計算用の行と潮流ブランチにフラットに分けて定義しているため、充停電判定および潮流計算の処埋が簡素になり処理性能が向上する。
【００３４】
また、中性点で電気的接続を切る特殊処理や、設備Ｇを作成する際のノード間にブランチが存在しない場合の特殊処理を行う必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る、ノード・ブランチモデル定義を基にした電力系統の各設備のノードとブランチの対応を表した図である。
【図２】  この発明の実施の形態２に係る、電気所およびこれら電気所間を結ぶ区間をノード・ブランチモデルである充停電ノードと開閉器ブランチで表した図である。
【図３】  この発明の実施の形態３に係る、変圧器および中性点の系統をノード・ブランチモデルである充停電ノードと開閉器ブランチで記した図である。
【図４】  この発明の実施の形態４に係る、母線と発電機が開閉器無しで直接繋がる系統をノード・ブランチモデルである充停電ノードと開閉器ブランチで記した図である。
【図５】  この発明の実施の形態５に係る、行と潮流ブランチのノード・ブランチモデルを記した図である。
【図６】  実施の形態５に係るノード・ブランチモデルでの、充停電判定機能と潮流計算機能の処理の流れを表すフローチャートである。
【図７】  従来の系統認識方法における母線、発電機、開閉器間、分岐点、調相設備、中性点などの設備をノード、開閉器、変圧器、区間をブランチと設備モデル上定義する図である。
【図８】  従来の系統認識方法における電気所およびこれら電気所間を結ぶ区間を従来のノード・ブランチモデルで表した図である。
【図９】  従来の系統認識方法における２つの変圧器間に中性点が存在する系統で、ノード・ブランチモデルを表した図である。
【図１０】  従来の系統認識方法における母線に開閉器無しで直接発電機が繋がる系統で、ノード・ブランチモデルを表した図である。
【図１１】  従来のノード・ブランチモデルでの充停電判定機能と潮流計算機能の処理の流れを表したフローチャートである。
【符号の説明】
ＪＮＤ１〜ＪＮＤ３５１  充停電ノード、
ＫＢＲ１、ＫＢＲ２  開閉機ブランチ、
ＦＢＲ１〜ＦＢＲ５５  潮流ブランチ、
Ｇ１〜Ｇ５０  設備グループ、ＧＹ１〜ＧＹ３０１  行、
ＮＤ１、ＮＤ２  ノード。
【図１】
0003668051.tif 000002
【図２】
0003668051.tif 000003
【図３】
0003668051.tif 000004
【図４】
0003668051.tif 000005
【図５】
0003668051.tif 000006
【図６】
0003668051.tif 000007
【図７】
0003668051.tif 000008
【図８】
0003668051.tif 000009
【図９】
0003668051.tif 000010
【図１０】
0003668051.tif 000011
【図１１】
0003668051.tif 000012