(57)【要約】【課題】電力系統を構成する機器情報をもとに、停電後の系統復旧手順を作成する場合、現状との開閉器状態の差異を手順に反映させているため、復旧までに時間がかかっている。【解決手段】電力系統を構成する電力機器に対して行われる操作目的（目的操作）を取り扱って系統復旧手順を作成する。また、停電発生直後の系統を入力して局所条件を満たした操作集合を抽出して実行可能目的操作集合を検索し、何れかの系統断面に実行可能目的操作集合の存在時には次の系統構成の操作候補を生成する。実行可能目的操作集合の無くなる復旧操作終了時には大局評価関数を用いて評価し、評価の高いものを求める復旧手順としたものである。【選択図】  図１
2006246692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統を構成する機器情報をもとにした停電後の系統復旧手順の作成方法において、
前記電力系統を構成する電力機器に対して行われる目的操作をもとにして系統復旧手順を作成することを特徴とした系統復旧手順の作成方法。
【請求項２】
前記目的操作で取り扱う電力系統の系統構成状態は、操作前状態、操作中状態、操作後状態であることを特徴とした請求項１記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項３】
停電発生直後の系統を入力して実行可能目的操作集合を抽出し、実行可能目的操作集合の要素それぞれを実行して得られる個々の系統断面に対して、さらなる実行可能目的操作集合の存在時には、その系統断面の実行可能目的操作集合を生成し、実行可能目的操作により系統断面から次の系統断面を形成し、何れかの系統断面について実行可能目的操作集合が無くなるまでこれを繰り返し、系統断面で実行可能目的操作集合が無くなったことを復旧操作終了と判断し、復旧終了を判定した系統断面について大局評価関数を用いて評価を行い、最も評価の良い系統断面に至る目的操作の順序を、求める復旧手順とすることを特徴とした請求項１又は２記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項４】
前記実行可能目的操作集合は、系統制約条件と局所条件の両方を満たすことを特徴とした請求項３記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項５】
前記実行可能目的操作集合を抽出したあと系統運用に基づく第２大局評価関数により実行可能目的操作集合の要素を絞り込み、次の系統断面に移行することを特徴とした請求項３又は４記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項６】
前記検索過程において出現した全ての系統断面に、前記大局評価関数による評価点を付与したことを特徴とした請求項３乃至５記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項７】
停電発生直後の系統を入力して実行可能目的操作集合を抽出し、これより系統運用に基づく第２大局評価関数により選ばれる実行可能目的操作により形成される系統断面を優先的に選択して検索を進め、生成される系統断面において復旧操作終了を判定した場合に、これにいたる経緯を最初の最適実行可能復旧操作とし、非選択の各実行可能目的操作において最適実行可能復旧操作との大局評価関数との比較を実行してより良い評価点を得たもののみにさらに検索を実行し、実行可能復旧操作発見時には次なる最適実行可能復旧操作とし、最終的に残った最適実行可能復旧操作を求めて復旧手順とすることを特徴とした請求項３乃至６記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項８】
前記実行可能復旧操作の検索時に、与えられた系統の初期断面から予め指定された有限の検索を行って各実行可能復旧操作系統を大局関数で評価し、評価値の優れたものから指定順位までの複数の実行可能復旧操作の系統候補を抽出し、抽出系統に連なる操作過程で非選択の実行可能復旧操作を操作候補から除外して枝切りすることを特徴とした請求項７記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項９】
前記枝切りのための評価値に、各個別需要の大きさに個々の重要度係数を乗じ、復旧操作の経過時間で積分した値を累計して求めた停電評価値を含めた評価値としたことを特徴とした請求項８記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項１０】
前記評価値による枝切りは、判定開始時間を越えた時間断面における評価値が、同一時間断面における実行可能解の評価値を超えたときに枝切とすることを特徴とした請求項８又は９記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項１１】
前記評価値による枝切りは、過去に探索した同位な系統状態の評価値を越えたときに枝切とすることを特徴とした請求項８乃至１０記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項１２】
前記同位による枝切りは、電力系統における系統構成・発電・負荷状態及び当直員の操作実行状況が等しいときに完全同位な系統状態と認識し、過去の評価値より悪いときとに枝切とすることを特徴とした請求項１１記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項１３】
前記同位による枝切りは、電力系統における系統構成・発電・負荷状態が等しく当直員の操作状態のみが異なる場合に不完全な同位状態と認識し、この不完全な同位状態が指定回数連続したときに枝切とすることを特徴とした請求項１１又は１２記載の系統復旧手順の作成方法。
【請求項１４】
ある系統断面で実施する１操作の選択時に、実行可能目的操作による指定された有限段の検索を行い、各系統断面について大局評価関数により評価を行い、評価値の最も良い系統断面に連なる最初の目的操作を、選択される目的操作として決定し、次に実施する操作の選択時にはこれを繰り返すことにより復旧手順を決定することを特徴とした請求項１乃至１３記載の何れかの系統復旧手順の作成方法。
【請求項１５】
前記目的操作のための系統認識は、電力系統を構成する変圧器と開放中の開閉器で分割した部分系統の認識、電源端子の認識、過負荷系統の認識、或いは操作失敗系統の認識の何れかによることを特徴とした請求項１乃至１４の何れかの系統復旧手順の作成方法。
【請求項１６】
電力系統を構成する機器情報をもとに、停電後の系統復旧手順を作成するものにおいて、
停電発生直後の系統を入力して局所条件と系統制約条件を満たす目的操作の集合である実行可能目的操作集合を抽出する手段と、実行可能目的操作によって次なる系統断面を抽出し、次なる実行可能目的操作集合を抽出する手段と、これを繰り返す手段と、大局評価関数を用いて評価値を演算する手段と、演算結果を判断して評価値の高いものを選択する手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
前記実行可能目的操作集合を抽出する手段による抽出後に系統運用に基づく第２大局評価関数によって実行可能目的操作集合の要素を絞り込む手段と、この手段による絞込み後に前記次なる系統断面を抽出若しくは評価値演算手段をコンピュータに実行させる請求項１６記載のプログラム。
【請求項１８】
前記実行可能目的操作集合の抽出後、系統運用に基づく第２大局評価関数により選択される実行可能目的操作を優先的に選択する手段と、前記次なる系統断面を抽出若しくは評価値演算手段と、評価値の良い枝を選択する手段と、選択された枝のみ次なる系統断面を生成する手段をコンピュータに実行させる請求項１６記載のプログラム。
【請求項１９】
前記各手段により指定された有限段の復旧木を生成する手段と、前記評価値演算手段による評価値の良い枝を選択する手段と、次なる操作選択時にこれを繰り返す手段をコンピュータに実行させる請求項１６乃至１８記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の事故から系統を復旧させるための系統復旧操作手順の作成方法とそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統に事故が発生し、リレー動作により遮断器がトリップした後に事故原因が除去されて停電地域に電力を再度供給する際に、その復旧手順を自動的に作成し、この手順に基づいて自動復旧することが行われている。このような自動復旧方法として、例えば特許文献１のようなものが公知となっている。特許文献１は、手順作成時に、電力系統を復旧させるための操作に不必要な開閉器までを抽出することに伴う操作手順の煩雑さを改善することを目的として、抽出された開閉器の両端の設備が決定系統上で復旧可能であるかを判断し、復旧可能時のみ次の手順に進むようにした手段を設けたものである。
【特許文献１】特公平７−２０３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１を含む従来における系統復旧手順の生成方法は、停電負荷復旧後の断面における最適化計算を行い、現状との開閉器状態の差違を手順に反映させる方法となっている。このため、最終系統が決定した後、手順を作成するという２ステップで手順が作成されることにより、操作過程の最適性に問題を有すると共に、時間がかかる問題を有している。
【０００４】
本発明が目的とするところは、総合的な最適性を維持した復旧手順の作成方法とそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１は、電力系統を構成する機器情報をもとにして停電後の系統復旧手順を作成するものにおいて、
前記電力系統を構成する電力機器に対して行われる目的操作を取り扱って系統復旧手順を作成することを特徴としたものである。
本発明の第２は、前記目的操作で取り扱う電力系統の系統構成状態は、操作前状態、操作中状態、操作後状態であることを特徴としたものである。
【０００６】
本発明の第３は、停電発生直後の系統を入力して実行可能目的操作集合を抽出し、実行可能目的操作集合の要素それぞれを実行して得られる個々の系統断面に対して、さらなる実行可能目的操作集合の存在時には、その系統断面の実行可能目的操作集合を生成し、実行可能目的操作により系統断面から次の系統断面を形成し、何れかの系統断面について実行可能目的操作集合が無くなるまでこれを繰り返し、系統断面で実行可能目的操作集合が無くなったことを復旧操作終了と判断し、復旧終了を判定した系統断面について大局評価関数を用いて評価を行い、最も評価の良い系統断面に至る目的操作の順序を、求める復旧手順とすることを特徴としたものである。
【０００７】
本発明の第４は、前記実行可能目的操作集合は、系統制約条件と局所条件の両方を満たすことを特徴としたものである。
【０００８】
本発明の第５は、前記実行可能目的操作集合を抽出したあと系統運用に基づく第２大局評価関数により実行可能目的操作集合の要素を絞り込み、次の系統断面に移行することを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の第６は、前記検索過程において出現した全ての系統断面に、前記大局評価関数による評価点を付与したことを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の第７は、停電発生直後の系統を入力して実行可能目的操作集合を抽出し、これより系統運用に基づく第２大局評価関数により選ばれる実行可能目的操作により形成される系統断面を優先的に選択して検索を進め、生成される系統断面において復旧操作終了を判定した場合に、これにいたる経緯を最初の最適実行可能復旧操作とし、非選択の各実行可能目的操作において最適実行可能復旧操作との大局評価関数との比較を実行してより良い評価点を得たもののみにさらに検索を実行し、実行可能復旧操作発見時には次なる最適実行可能復旧操作とし、最終的に残った最適実行可能復旧操作を求めて復旧手順とすることを特徴としたものである。
【００１１】
本発明の第８は、前記実行可能復旧操作の検索時に、与えられた系統の初期断面から予め指定された有限の検索を行って各実行可能復旧操作系統を大局関数で評価し、評価値の優れたものから指定順位までの複数の実行可能復旧操作の系統候補を抽出し、抽出系統に連なる操作過程で非選択の実行可能復旧操作を操作候補から除外して枝切りすることを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の第９は、前記枝切りのための評価値に、各個別需要の大きさに個々の重要度係数を乗じ、復旧操作の経過時間で積分した値を累計して求めた停電評価値を含めた評価値としたことを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の第１０は、前記評価値による枝切りは、判定開始時間を越えた時間断面における評価値が、同一時間断面における実行可能解の評価値を超えたときに枝切とすることを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の第１１は、前記評価値による枝切りは、過去に探索した同位な系統状態の評価値を越えたときに枝切とすることを特徴としたものである。
【００１５】
本発明の第１２は、前記同位による枝切りは、電力系統における系統構成・発電・負荷状態及び当直員の操作実行状況が等しいときに完全同位な系統状態と認識し、過去の評価値より悪いときとに枝切とすることを特徴としたものである。
【００１６】
本発明の第１３は、前記同位による枝切りは、電力系統における系統構成・発電・負荷状態が等しく当直員の操作状態のみが異なる場合に不完全な同位状態と認識し、この不完全な同位状態が指定回数連続したときに枝切とすることを特徴としたものである。
【００１７】
本発明の第１４は、ある系統断面で実施する１操作の選択時に、実行可能目的操作による指定された有限段の検索を行い、各系統断面について大局評価関数により評価を行い、評価値の最も良い系統断面に連なる最初の目的操作を、選択される目的操作として決定し、次に実施する操作の選択時にはこれを繰り返すことにより復旧手順を決定することを特徴としたものである。
【００１８】
本発明の第１５は、前記目的操作のための系統認識は、電力系統を構成する変圧器と開放中の開閉器で分割した部分系統の認識、電源端子の認識、過負荷系統の認識、或いは操作失敗系統の認識の何れかによることを特徴としたものである。
【００１９】
本発明の第１６は、電力系統を構成する機器情報をもとに、停電後の系統復旧手順を作成するものにおいて、
停電発生直後の系統を入力して局所条件と系統制約条件を満たす目的操作の集合である実行可能目的操作集合を抽出する手段と、実行可能目的操作によって次なる系統断面を抽出し、次なる実行可能目的操作集合を抽出する手段と、これを繰り返す手段と、大局評価関数を用いて評価値を演算する手段と、演算結果を判断して評価値の高いものを選択する手段をコンピュータに実行させるものである。
【００２０】
本発明の第１７は、前記実行可能目的操作集合を抽出する手段による抽出後に系統運用に基づく第２大局評価関数によって実行可能目的操作集合の要素を絞り込む手段と、この手段による絞込み後に前記次なる系統断面を抽出若しくは評価値演算手段をコンピュータに実行させるものである。
【００２１】
本発明の第１８は、前記実行可能目的操作集合の抽出後、系統運用に基づく第２大局評価関数により選択される実行可能目的操作を優先的に選択する手段と、前記次なる系統断面を抽出若しくは評価値演算手段と、評価値の良い枝を選択する手段と、選択された枝のみ次なる系統断面を生成する手段をコンピュータに実行させるものである。
【００２２】
本発明の第１９は、前記各手段により指定された有限段の復旧木を生成する手段と、前記評価値演算手段による評価値の良い枝を選択する手段と、次なる操作選択時にこれを繰り返す手段をコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【００２３】
以上のとおり、本発明によれば、目的操作を利用することにより、操作過程において復旧までの分岐が少ない木を容易に生成できるという最適性を有した手順を得ることができる。さらにこれは、検索時間の短縮や、基本系統の変化にも柔軟に対応し、ユーザーが認識しやすい論理構造により操作が選択され、操作内容の理解を容易としたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の具体的説明に先立って、その理論について説明する。
本発明は、系統復旧操作を「目的操作単位」で取り扱い、且つ「目的操作の組み合わせ過程において、復旧木を構築し、評価関数によって最適復旧手順」を求めるものである。
（１）目的操作について
従来の復旧手順の生成方法において、操作とは特定の開閉器の開閉状態の変更であった。これに対して、本発明における「目的操作」とは、電力系統を構成する電力機器に対して行われる操作の目的のみを取り扱うものである。例えば、図１１（ａ）のような停電中の母線があったとする。同図において、Ｇは発電機、甲、乙は母線、ＣＢ1，ＣＢ2は遮断器でＣＢ１が開放状態となって母線甲、乙が停電となっている。この母線の受電操作は、図１1（ｂ）のように遮断器ＣＢ１を投入して母線甲、乙に給電する方法と、（ｃ）のように遮断器ＣＢ２を開放して遮断器ＣＢ１にて切り替えて投入する方法と、少なくとも２つの方法が考えられる。それぞれの方法は、具体的に行われる操作の内容が異なるが、これを目的操作で考えると、共に「母線を使用する」という１つの目的操作に集約される。つまり、目的操作とは操作を行うための「目的」のみが明確な操作であり、目的を実現する具体的な操作内容は特定しない。実際に目的操作が実行されるとき、どのような操作が実行されるかは個々の設備に由来する。
（２）目的操作の種類について
停電復旧過程において行われる系統操作を、その目的ごとに最小の単位まで分割していくと、設備については次の８つに分けられる。
使用操作…停止中の設備が、これの実行によって充電される操作。
併用操作…開放中の遮断器において両端が同一系統であって、これを投入する操作。
連係操作…開放中の遮断器において両端が異系統であって、これを投入する操作。停止操作…設備を停止状態にする操作。充電中の設備を停電状態にして停止する操作は当然これに含まれるが、設備が停止されているかどうかは、事前の充停電状態には関係がない。例えば電源側の事故などで広い範囲が停電してしまう時などでは、設備の開閉器状態が使用状態のまま停電してしまうこともある。使用状態のまま設備を充電すると、運用上問題が出る場合もあるので、必要により停電している設備でも停止操作を行うことがある。
解放操作…遮断器などが投入状態のまま停電してしまった設備において、この遮断器を解放する操作。
併用を解く操作…同一系統内の投入中の遮断器で、これを解放する操作。解放後も設備の停電がない。
ループ切替操作…複母線で、接続する母線を例えば甲→乙に切り替えるとき、または常時予備受電の２回線変電所において受電する受電点を切り替えるときなど、遮断器に流れる電流を止めずに切り替える操作。
停電切替操作…複母線で、接続する母線を例えば甲→乙に切り替えるとき、または常時予備受電の２回線変電所において受電する受電点を切り替えるとき、遮断器に流れる電流を止めて切り替える操作。
つまり、復旧操作を生成する上で必要となる目的操作は、設備については上記の８種類であり、これら８つの操作を組み合わせれば、系統復旧が可能なのである。なお、操作効率向上のために変電所など或る程度の複数の設備に対する目的操作を実行する場合もある。
（３）目的操作の局所条件と自順序性について
全ての目的操作には、その操作が実行できるための実行条件がある（以後、これを局所条件と呼称する）。それは、系統上の制約条件（過負荷、電圧異常など）とは別のものである。例えば、停止している送電線に、使用繰作を施そうとする場合、電源となる母線に電圧が無くては使用操作が出来ない。電源が有るか無いかは、送電後系統に過負荷が発生するか等を考える以前の問題である。このように、局所条件は系統制約の問題とは根本的に異なる。また、操作が局所条件を持つことにより、上記の例では母線の使用→送電線の使用という操作の流れが必然的に決まる。これは、系統構成の変化を目的操作で扱えば、考えなければいけない系統構成数を大幅に削減できることを意味する。この系統操作がもつ、勝手に順番が決まるという性質を以後、自順序性と呼称する。なお、実行可能な目的操作は、局所条件と系統制約条件の両方を満たす目的操作である。系統制約条件が加わるので。復旧過程で考えなければいけない系統構成数はさらに減る。
（４）目的操作の取り得る状態について
開閉器のみならば２状態であるが、目的操作では操作前・操作中・操作後の３状態がある。
操作前状態…操作の実行前状態である。系統状態は、実行しようとしている目的操作の局所条件を満たしている。
操作中状態…通常、電力系統の開閉器状態を変更するのには時間がかかる。つまり操作中状態とは操作に含まれる開閉器の状態変更を行なっている最中である。操作中状態では系統構成は操作に含まれる開閉器状態変更の数だけ異なる系統構成断面を持つ。
操作後状態…目的操作が終了した状態であり、次の目的操作がある場合には、その系統構成は次の操作の操作前状態となる。
操作を連続的に処理しようとすると、前の操作が操作後状態である必要（自順序性）がある。また、操作を並列して処理しようとする場合は平行している操作の状態が操作中であるか否かも重要な局所条件の一つとなり得る。
（５）目的操作の大局条件について
目的操作の大局条件とは、運用者がなにを評価軸とするかという思考を具現化した条件であって、停電の復旧戦略を決定しているものである。例えば、ある断面において局所条件・系統制約条件の２つの条件を満たして自順序的にも操作可能な複数の目的操作があるとき、どれを選択するか、あるいは検索が終了した段階で、生成された複数の復旧操作のなかでどれを選ぶか、という問題に対して、「停電電力量最小」あるいは「停電負荷の現系復旧優先」など、判断のよりどころとなる条件を示すものである。この条件を数値的に評価関数として表したものを大局評価関数という。つまり、目的操作そのものには、意味はあっても意志がないので、意志を決定する部位が必要となる。
【実施例１】
【００２５】
図2は、本発明を説明するための電力系統の概念図である。
ある電力系統において、その系統に設置された開閉器状態により取り得る系統構成を状態とする状態空間をΨと定義すると、Ψは２x個の要素からなる系統構成ｓの集合である。ここで、ｘは含まれる開閉器の数である。また、この電力系統において、予め用意される組み合わせの基となる系統操作の全体集合をＰ0とする。
あるｉ番目の操作を検索するためのｉ回目の検討断面において、Ｓｉ⊆Ψは取り得る系統構成の集合で、その要素をｓｉｊとする。
Ｓｉ＝{ｓｉ1，ｓｉ2，…ｓｉｊ‥}
また、系統断面ｓｉｊにおいて局所条件を満たした系統操作の集合をＰｉｊ⊆Ｐ0とし、
Ｐｉｊ＝{ｐｉｊ1，ｐｉｊ2，…ｐｉｊｋ‥}
とする。系統操作ｐｉｊｋは系統構成ｓｉｊ→ｓｉ+1，ｊに遷移させる関数であるので、以下は次のように記載する。
ｐｉｊｋ：ｓｉｊ→ｓｉ＋1，ｊをｓｉ＋1，ｊ＝ｐｉｊｋ・ｓｉｊ
ｐｉｊ・ｓｉｊ＝{ｐｉｊ1・ｓｉｊ，ｐｉｊ2・ｓｉｊ，ｐｉｊ3・ｓｉｊ…}
また、系統制約条件式ＣをＣ（ｓ）＞0であったとき制約条件を満たすとする。
【００２６】
図1は本発明の第1の実施例を示すアルゴリズムで、手順の組み合わせによる系統復旧の方法を示したものである。1は系統断面の入力手段で、与えられた系統の系統構成集合をｓｉとしてコンピュータにおいて入力処理する。ここで停電した負荷を含んだ初期系統状態をsftとすれば、Ｓ１＝{sft}である。２は系統解析手段で、ｓｉｊ∈Ｓｉにおける局所条件を満たした操作集合Ｐｉｊの抽出処理を実行する。３は実行可能目的操作の抽出手段で、この手段によって実行可能目的操作集合Ｑｉｊを得る。ここで、
Qｉｊ=｛ｐｉｊｋ｜ｐｉｊｋ∈Ｐｉｊ，Ｃ（ｐｉｊｋ・Ｓｉｊ）＞０｝
４は操作候補判断手段で、何れかの系統断面Ｓｉｊにおける実行可能目的操作集合ＱｉｊがＱｉｊ≠φであったとき、すなわち、操作候補があったとき次の系統構成生成手段５において次の断面の系統構成集合Ｓｉ＋１を得る。したがって、次の系統構成生成手段５で、Ｓｉ＋１＝Ｑｉ１ｓｉ１∪Ｑｉ２ｓｉ２∪…が実行され、これら１〜５の手段による処理を繰り返すことによって復旧木が形成される。６は評価値計算手段で、系統断面ｓｉｊの実行可能目的操作集合ＱｉｊがＱｉｊ＝φであったときは、復旧木の枝での復旧操作が終了したことを示す。復旧木の生成は、最初に復旧操作が終了した枝が発見された検索ステップから、指定回数だけ検索を進め、復旧木を確定する。生成された枝のうち、復旧操作が終了した系列について大局評価関数Ｈにより評価値が計算される。大局評価関数Ｈの引数は、初期断面からＳｉｊに至る遷移の経歴・最終断面の系統状況などである。
Ｈ＝Ｈ（ｓｉｊ）＝Ｈ（ｐｉｊｋ・ｐｉ１ｊｋ・ｐｉ２ｊｋ…Ｐ１ｊｋ…ｓ１ｊ）
７は最適操作列の選択手段で、最終的に、各枝において最も大局評価関数Ｈの評価が高いものの遷移の経歴が、求める復旧手順である。なお、大局評価関数は、系統変更は少ない方がよく、速く送電できる方がよく、復旧までの操作ステップは少ない方がよいなどの評価要素によって任意に決められる。
【００２７】
図３は、状態列挙法による最適解の検索例である。ある系統断面ｓｉｊにおいて複数の操作候補が生成された中で、系統制約条件Ｃより絞り込んだ結果、ｐｉｊｋが操作選択される。次の系統断面ｓｉ＋1ｊにおいても複数の操作候補が生成されるが、大局評価関数Ｈにより評価の高い方が選択される。
【実施例２】
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施例を示したアルゴリズムで、２つの大局評価関数を導入したことで検索の高速化を図ったものである。なお、図１と同一の部分、若しくは相当する部分には同一符号を付してある。すなわち、この実施例は実行可能目的操作の抽出手段３と操作候補判断手段４との間に、操作内容絞込み手段８を設けたものである。操作内容絞込み手段８では、実行可能目的操作集合Ｑｉｊにおいて、第２大局評価関数Ｈ２＝Ｈ２（Ｑｉｊ）を導入し、Ｐｉｊｋ∈Ｑｉｊの実行に優先度を設定する。図３でいえば、ある系統断面ｓｉｊにおいて生成された操作候補を、この段階でさらにＨ2によって絞り込むものである。これは、操作の持つ意味を直接評価して序列を決定し、評価値の高い操作を選択するためのものである。例えば、過負荷が発生しているある系統断面において、過負荷を解消する実行可能な操作として、一部負荷を系統変更する。未使用設備を使用（併用）する。という２つの操作があった場合、「出来るだけ周りの系統に影響を及ぼさない」という方針のもとで、無条件に未使用設備の使用操作を選択する、といった場合に相当する。このように第２大局評価関数とは、系統運用上の条件を含めた形での評価関数とすることが、代表例として考えられる。
第２大局評価関数Ｈ２により、検索する枝数が大幅に制限されるため、高速化に大いに貢献する。また、制限された範囲で最適な解を得られる反面、Ｈ２の評価項目は大局評価関数Ｈのものとは本質的に異なるので、Ｈを最適化させる解がＨ２により除外されてしまう可能性もある。ゆえに実施例２では必ずしもＨの最適解を得ることはできない。
【実施例３】
【００２９】
図５は第３の実施例を示すアルゴリズムで、第１と第２の実施例の組み合わせで分枝限定による最適手順の検索方法を示したものである。
図４で得られた結果を復旧木の下界とし、分枝限定を行う。これは停電復旧という問題が、復旧に時間がかかればかかるほど、操作のステップが多くなればなるほど、評価が悪くなることから図４の結果以上の評価を得られる枝のみの検索を行うことで、高速かつ最適な手順を得るようにしたものである。
【００３０】
系統断面入力手段１で初期系統断面を入力し、第２大局評価関数による目的操作の優先選択手段による復旧手順生成によって図４の下界ｚを得る(下界決定手段９)。下界を得た後、評価進行手段１０で他の枝についての検索を行い、検討系統断面の生成手段１１で検討系統断面を生成する。評価値計算手段６では生成された系統断面ｓｉｊから実行可能目的操作集合Ｑｉｊを得る。実行可能目的操作集合ＱｉｊがＱｉｊ＝φであったときは、その枝での復旧操作は終了となる。１２は評価下界判断手段で、Ｐｉｊｋ∈ＱｉｊでＨ（ｐｉｊｋ・ｓｉｊ）＜ｚならばこの枝の検索を終了し、Ｈ（ｐｉｊｋ・ｓｉｊ）≧ｚならば次の検討断面Ｓｉにｐｉｊｋ・ｓｉｊを加える。
系統解析手段２では、ｓｉｊ∈Ｓｉにおける局所条件を満たした操作集合Ｐｉｊの抽出処理を実行、実行可能目的操作の抽出手段３では、実行可能目的操作集合Ｑｉｊを得る。また、操作候補判断手段４では、何れかの系統断面Ｓｉｊにおける実行可能目的操作集合ＱｉｊがＱｉｊ≠φであったとき、次の系統構成生成手段５において次の断面の系統構成集合Ｓｉ＋１を得る。そして、これら１１、6,１２,２,３,４及び５を繰り返した後、下界更新手段１４で下界を更新し、手段１５、７を経て最終的には復旧まで行き着いた枝の中から、最も評価の高いものの履歴が最適解となる。
【００３１】
図６は図５による処理イメージを示したもので、ある系統断面ｓｉｊで複数の操作候補が生成された中で、系統制約条件Ｃで絞り込んだ段階で下界ｚより評価値が悪くなった操作候補の生成体ｓｉｊ＋ｉｊ＝ｐｉｊｋ・ｓｉｊは検索されずに放棄される。残ったもので系統構成集合がなされ、下界ｚより評価のよいものを評価する。
【実施例４】
【００３２】
この実施例は、復旧木の生成に停電評価値という評価値を導入し、また、復旧木の探索には枝切りという概念を導入したものである。
停電評価値ＬＰＨ(Lost Price Hour)を次のように定義する。
ＬＰＨ＝Σ∫（ａ・Pｉ）ｄｔ
ここで、ａは重要度係数で、この係数ａは停電時における需要家が蒙る被害は、全ての需要家に一定でないないことに基づき各個別需要ごとに設定される。Ｐｉは各個別需要の負荷の大きさである。つまり、評価値ＬＰＨは各個別需要の大きさに個々の重要度係数を乗じ、停電時間で積分した値を累計したものであり、この評価値は必ずしも被害を模したものである必要はない。
【００３３】
このＬＰＨの最小化を目的とするために、重要度係数ａの使い方によって様々な最適化条件を再現することができる。例えば、
ア）．全てのａをａ＝１とする。
この場合の評価値ＬＰＨは総停電電力量となり、復旧手順は総停電電力量最小化を目指した手順となる。
【００３４】
イ）．ａ＝１／Ｐｉとする。
この場合の評価値ＬＰＨは総停電時間となり、復旧手順は総停電時間最小化を目指した手順となる。
【００３５】
ウ）．ａを個別に設定する。
ａを個別に設定すると、評価値ＬＰＨはその政治的配慮を加味したものとなる。例えば、長時間の停電時に社会的影響が大きいと思われる警察、消防、大形病院、マスコミ等各種ライフラインなどの重要度係数を大きく設定しておくことで、これらの復旧を優先的に行いたいという意思を反映した手順となる。
【００３６】
エ）．その他のａの応用
ａをａ＝ａ（ｔ）のように停電時間の関数として定義することにより、上記のような事象が複数に絡み合ったケース、例えば、停電時の初期応動として重要施設への電力供給を優先し、その後に停電電力量最小化を図るなどの系統の最適復旧手順を求めることができる。
なお、復旧手順探索のための評価値ＬＰＨは、停電量過分と過負荷評価分を加味したＬＰＨを使用する。
【００３７】
図１２は復旧木の生成概念図で、停電事故発生事故後から事故復旧に至るまでの系統の偏移を復旧木にして表し、これを探索することによって最適解を求める。復旧木とは系統構成を変化させる目的操作を枝とし、復旧された系統が末端となることで、まず、与えられた系統で実行可能な目的(系統)操作Ｐｉｊｋを生成し、生成した目的操作それぞれについて次なる系統断面を生成する。復旧が完了していると目的操作は生成されなくなって木の末端となり、初期断面から末端までの変化の経緯が操作手順となる。
【００３８】
復旧木で全ての末端のうち、初期断面から最も評価の高い系統断面に至る経緯が最適操作となるが、前述のように、復旧木の生成過程において実行可能操作集合Ｑｉｊの各要素に第２大局評価関数Ｈ２＝Ｈ２（Ｑｉｊ）を導入し、Ｐｉｊｋ∈Ｑｉｊの実行に優先度を設定している。これは、操作の持つ意味を直接評価して序列を決定し、評価値の高い操作を選択するものである。第２大局評価関数で得られた序列をもとに、最良優先選択を行い、選択された実行可能操作の探索を優先的行う。
【００３９】
図１３がこの探索の状態を示したもので、個々の系統断面に評価点を持たせると共に、目的操作も個々に系統断面とは異なる評価点を持たせている。評価の高い目的操作を実行し続けると初期解が得られるが、初期解に含まれる評価値を下界にして最適操作を探索する。
【００４０】
図１４はこの最良優先選択により得られた解を下界とし、復旧木に制限を加えた状態図を示したものである。なお、下界とは順序集合Ａにおいて、部分集合Ｘのすべての元ｘに対してｘ≧ａであるとき、ａをＸの下界という（岩波数学辞典第３版より）。組み合わせ最適化問題の求解では、最適解の評価値は常に下界以上であるので、下界が判明していれば最適解の探索範囲を狭めることができる（分岐限定法）。探索過程においては、下界よりも良い解が発見されたときに、順次下界を更新し、最終的に残った下界が最適解となる。
【００４１】
単純な復旧木の探索では、無限ループも存在するため総当りで探索しても解ではない。そこで、目的操作の評価により生成した初期実行可能解を下界とし、復旧木の大きさを制限する。以下これを枝切りという。図１４では、線で囲んだ部分が下界の評価値を超えない範囲で、それ以外の部分は枝切りされ、この枝切りの種類としては次の４種類がある。
【００４２】
目的操作種別による枝切り…評価関数Ｈによるもので、例えば、系統連系中に「併用を解く」操作と、その他の操作が操作候補となっている場合のように、生成された操作候補個々の目的から、候補の有用・無用をシーケンシャルに判断して枝切りをする。
【００４３】
評価値による枝切り…停電評価値ＬＰＨ（Lost Price Hour）＝Σ∫（ａ・Ｐｉ）ｄｔによるもので、目的関数がＬＰＨ最小化であるので初期値として用い、他の枝切りと併用した下界越え判定となる。
【００４４】
同位断面判定による枝切り…ある系統状態が、過去の検索仮定ですでに出現しているものと同位（同じ系統構成が２回以上出現した）であったとき、これを同位断面と呼称する。この同位断面判定には完全同位断面と不完全同位断面があり、完全同位断面は、系統構成のほか、操作中運転員の操作状況も同じである場合で、この断面による評価が過去のＬＰＨよりも悪ければ枝切りとする。
同位による枝切りは、過去に探索した同位な系統状態の評価値を越えたときと、電力系統における系統構成・発電・負荷状態及び当直員の操作実行状況が等しいときに完全同位な系統状態と認識し、過去の評価値より悪いときに行われる。
電力系統における系統構成・発電・負荷状態が等しく当直員の操作状態のみが異なる場合に不完全な同位状態と認識し、この不完全な同位状態が指定回数連続したときに枝切とすることを特徴としたものである。
また、不完全同位断面は、系統構成は同じでも、操作中運転員の操作状況が異なる場合で、この場合の枝切りは電力系統における系統構成・発電・負荷状態が等しく当直員の操作状態のみが異なる場合に不完全な同位状態と認識し、この不完全な同位状態が指定回数連続したときに行われ、枝切り基準はユーザー設定による。つまり、不完全同位断面が指定回数連続して出現した場合には設定された回数で枝切りを行う。
【００４５】
越境判定による枝切り…系統構成や操作状況の如何にかかわらず、その時間断面におけるＬＰＨが同一時間断面における実行可能解のＬＰＨを越えた場合に枝切りする。図１５（ａ）が停電解消までの越境判定開始時間０のときのＬＰＨを示したもので、実線が実行可能解のＬＰＨ、点線が最適解であるが、これは実線で示す実行可能解ＬＰＨを越えた部分が存在するために枝切りされる。図１５（ｂ）は越境判定開始時間ｔ以降では、点線で示す最適解ＬＰＨは実行可能解ＬＰＨを越えていないので生き残り最適解となる。越境判定開始時間ｔはユーザーによって設定される。
【００４６】
図１６は最適解の探索についてのまとめ図で、ある系統断面Ｓｉｊで得られた目的操作集合の中から局所条件を満たした目的操作を抽出し、図３で示した系統制約条件で絞り込む。その後第２大局評価関数による序列付与と枝切りにより最も評価の高い目的操作を選び、それを優先して次の系統断面Ｓｉ+1ｊの探索を進め、復旧完了した枝を発見するまでこれを繰り返す。復旧完了した枝を発見したら、これを実行可能解の下界とし、他の枝の探索に移る。
【００４７】
図１６では系統断面Ｓｉ＋３ｊが初期実行可能解に相当し、初期実行可能解が見つかったら、点線で示すように遡りながら大局関数による他の枝の評価を実行する。下界より大局関数による評価の良い実行可能解を発見したら、順次下界を更新し、最終的に残った下界が求める最適解となる。
【００４８】
系統の供給信頼度評価時には、過負荷評価、停電評価、復旧（停電）時間、操作数、難易度、及び最適化率の6つを評価ポイントする。
過負荷評価は、過負荷で発生したＬＰＨであり、停電評価は停電で発生したＬＰＨで、前述の手法で求められた評価値が使用される。停電時間は、停電が発生していた場合に、これが解消されるまでに経過した時間である。他の３要件は操作ツールが正しく動作しているか否かをユーザーが判断するためのパラメータである。操作数は実行された復旧操作数であり、多いほど復旧に手間がかかる。難易度は検索した復旧木の枝数で、多いほど検索が面倒となる。最適化率は、初期実行可能解ＬＰＨに対する最終解ＬＰＨの比で、大きいほど検討の努力が報われるパラメータである。
【実施例５】
【００４９】
図７は実施例５の説明図で、実施例１〜３までは最適手順を求める実施例であるが、この実施例は推論エンジンとして使用するものである。停電を復旧する過程においては、設備条件など系統の諸条件が常に一定であるとは限らない。例えば事故直後では使用不可能であった母線が、巡視の結果使用するのに問題がないことが確認された、というような場合である。つまり、これらの諸条件が更新されると、それまで最適であった復旧手順が最適ではなくなってしまう可能性がある。その対応策としては、条件が更新されるたびに最適計算を繰り返して復旧手順を確立する、という方法を容易に思いつくが、最適手順探索を何度も繰り返すのは時間がかかる。そこで、ある深さまで検索し、仮に復旧が途中であってもそこまでの過程における評価を行い、操作を選択しようとするものである。
【００５０】
図７において、時刻ｔ０である系統断面における系統解析を実行し、操作候補ＡとＢとが抽出され、最適計算でＡの操作が選択されると時刻ｔ１までＡの操作を実行する。その結果、ＣとＤの操作候補が抽出されて最適計算でＤの操作候補が選択されると、時刻ｔ1からはＤの操作が実行される。同様に、時刻ｔ2からはＤの操作によって抽出した操作候補からＥとＦとが抽出され、最適計算によってある操作が選択される。
すなわち、系統変更は少ない方がよく、速く送電できる方がよく、復旧までの操作ステップは少ない方がよいなどの評価関数に基づいて評価して操作前にその断面における有限の最適手順探索を行い、最適と思われる１手が選択される。図７の例では、斜線を付した３手先読みが実行され、その結果から一番良い手順を選んでいる。これによれば、毎回最適計算を行うので設備条件等の変化にも柔軟に対応し、有限段であるので比較的計算時間も早い。
【実施例６】
【００５１】
本発明の目的操作を達成するためには、操作のための条件整備が必要となる。操作に意味を持たせているので、操作が必要とする系統情報は開閉器の開閉状態や電圧・電流情報等に留まらない。したがって、系統の認識方法としては、次の４つが考えられる。
その第１は部分系統の認識法である。これは、電力系統を変圧器と解放中の遮断器で分割し、分けられたそれぞれの部分系統を１つのグループとする認識方法である。両端に電圧のある開閉器において、その開閉器を操作するとき、両端が同一グルーブであったときは併用操作とし、違うグルーブであったときは連系操作とする、というようグループ分けすることで操作を特定する。
第２は電源端子による認識法である。この方法は、図８で示すように、任意の母線において、その母線に接続する端子のなかで、その端子をさかのぼって行くと基準電源にまで到達できる端子を電源端子と認識する。
第３は過負荷系統による認識法である。図９はその説明図で、過負荷は、過負荷ブランチにおいて潮流方向で下流の系統であり、下流に接続された母線から、さらに下流と判断される系統（具体的には電源端子となっていない端子の送電系統）を過負荷系統と認識する。過負荷処理のための系統操作は、過負荷系統とそれに隣接する系統間で行われる。
第４は操作失敗系統の認識方法である。図１０はその説明図である。例えば停止している系統を送電しようとした際、系統制約条件などにより実行不可能であったとき、送電の対象となった停止中の系統を操作失敗系統と認識する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例を示すアルゴリズム（実施例１）。
【図２】本発明を説明するための概念図。
【図３】最適解の探索概念図。
【図４】本発明の実施例を示すアルゴリズム（実施例２）。
【図５】本発明の実施例を示すアルゴリズム（実施例３）。
【図６】実施例３の処理概念図。
【図７】最適計算での処理説明図。
【図８】目的操作における系統認識説明図。
【図９】過負荷時の系統認識説明図。
【図１０】操作失敗時の系統認識説明図。
【図１１】目的操作の説明図。
【図１２】復旧木の生成図。
【図１３】最適解の探索図。
【図１４】下界による復旧木の枝切り状態図。
【図１５】越境判定による枝切り状態図。
【図１６】最適解の探索図。
【符号の説明】
【００５３】
１…系統断面入力手段  
２…系統解析手段  
３…実行可能目的操作の抽出手段  
４…操作候補判断手段  
５…系統構成生成手段  
６…評価値計算手段  
７…最適操作列の選択手段  
８…絞込み手段
９…下界決定手段
１０…評価進行手段  
１１…検討系統断面の生成手段  
１２…評価限界判断手段
１４…下界更新手段  
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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