(57)【要約】【課題】発電設備の発電電力や負荷の需要量の変動に応じた電力系統全体の電力変動量を精度良く推定できる電力変動量推定システムを提供することである。【解決手段】相関グラフ記憶部１５には、電力系統の所定の観測点の電力変動量ｙ（１）を予め定めた指標で示す電力変動量観測指標と、電力系統全体の電力変動量を予め定めた指標で示す電力変動量推定指標との相関を表した相関グラフを予め記憶しておき、観測指標演算手段１３は電力変動量測定装置１１で測定された電力変動量ｙ（ｔ）を電力変動量観測指標｜ｙ｜に変換し、推定指標演算手段１４は観測指標演算手段１３で得られた電力変動量観測指標｜ｙ｜を入力し、相関グラフ記憶部１５に記憶された相関グラフを参照して電力変動量推定指標｜ｗ｜を求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の所定の観測点の電力変動量を予め定めた指標で示す電力変動量観測指標と電力系統全体の電力変動量を予め定めた指標で示す電力変動量推定指標との相関を表した相関グラフを予め記憶した相関グラフ記憶部と、
前記電力系統の所定の観測点の電力変動量を測定する電力変動量測定装置と、
前記電力変動量測定装置で測定された電力変動量を前記電力変動量観測指標に変換する観測指標演算手段と、
前記観測指標演算手段で得られた電力変動量観測指標を入力し前記相関グラフ記憶部に記憶された相関グラフを参照して前記電力変動量推定指標を求める推定指標演算手段とを備えたことを特徴とする電力変動量推定システム。
【請求項２】
前記相関グラフは、電力系統の電力変動量に固有値解析を適用して作成した電力系統モデルに、複数の電力系統全体の模擬電力変動量を入力してそれに対応する前記観測点での模擬電力変動量を求め、入力した複数の電力系統全体の模擬電力変動量を予め定めた指標に変換して電力変動量推定指標とし、前記観測点での模擬電力変動量を予め定めた指標に変換して電力変動量観測指標とし、前記電力変動量推定指標と前記電力変動量観測指標との相関をプロットして作成されたものであることを特徴とする請求項１記載の電力変動量推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の所定の観測点の電力変動量から電力系統全体の電力変動量を推定する電力変動量推定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統は、電力の需要と供給とを常にバランスする必要がある。現状では、電力会社の発電機のみで電力系統の発電電力を調整しており、また、大数の理論により、個々の需要の変動は相殺され、需要の変動は周波数制御に対して悪影響を及ぼすほどのことはない。
【０００３】
一方、将来的には、変動性の再生可能エネルギーを使用した発電設備、例えば、太陽光発電や風力発電が大量導入されることが予想され、そのような状況になると、太陽光発電や風力発電の発電電力の変動が電力系統の周波数制御に及ぼす影響を正確に把握することが大切になる。
【０００４】
電力系統全体の電力変動量ΔＰは、電力系統全体の発電電力の変動量ΔＰＧと電力需要の変動量ΔＰＬとの差分である。従って、電力系統全体の発電電力変動量ΔＰＧと需要変動量ΔＰＬとが把握できれば、電力系統全体の電力変動量ΔＰは把握できる。電力会社の発電機の発電電力は容易に把握できる。また、負荷の需要変動量ΔＰＬもある程度は予測できる。
【０００５】
電力需要を予測するものとして、需要推定を行なう地域を複数の小地域に分割し、各地域毎に代表的な電力需要家の電力量を収集し、収集した需要家の電力量を地域別、業種別、用途別等に分類集計し、分類・集計された需要家の電力量からその地域全体の同分類の需要量を計算し、その地域の全分類の合計需要推定値を求め、各地域毎の合計需要推定値から全地域の合計需要推定値を求めるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、電力需要量の変動要因に係る学習データを用いて予測モデルを学習させ、学習済みの予測モデルに近来の入力データを入力したときに出力される出力データと実際の電力需要量データとを用いて出力誤差を算出し、出力誤差増大時は学習済予測モデルを破棄して学習前予測モデルを、また、出力誤差減少時は学習済予測モデルを最良の予測モデルとして需要電力量を予測するようにしたものがある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−３８０４８号公報
【特許文献２】特開２０００−２７６４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１、２のものでは、負荷の電力需要による電力変動量の把握はできるが、太陽光発電や風力発電の発電電力の変動による電力変動量を把握することは困難である。すなわち、太陽光発電や風力発電が電力系統の広範囲に渡って分散して設置されることになると、各々の太陽光発電や風力発電の発電電力を気象条件に応じて予測し集計しなければならないので、電力系統全体の電力変動量を把握することは困難となる。また、負荷の需要変動量も変化するので、電力系統全体の電力変動量を精度良く把握することは困難である。
【０００９】
今後、再生可能エネルギーを利用した変動量が大きい発電設備が電力系統に大量に導入され、適切に需給運用を行う際に、電力系統に発生している電力変動量の大きさを推定することが重要であるが、その方法は確立されていない。
【００１０】
本発明の目的は、発電設備の発電電力や負荷の需要量の変動に応じた電力系統全体の電力変動量を精度良く推定できる電力変動量推定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明に係る電力変動量推定システムは、電力系統の所定の観測点の電力変動量を予め定めた指標で示す電力変動量観測指標と電力系統全体の電力変動量を予め定めた指標で示す電力変動量推定指標との相関を表した相関グラフを予め記憶した相関グラフ記憶部と、前記電力系統の所定の観測点の電力変動量を測定する電力変動量測定装置と、前記電力変動量測定装置で測定された電力変動量を前記電力変動量観測指標に変換する観測指標演算手段と、前記観測指標演算手段で得られた電力変動量観測指標を入力し前記相関グラフ記憶部に記憶された相関グラフを参照して前記電力変動量推定指標を求める推定指標演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明に係る電力変動量推定システムは、請求項１の発明において、前記相関グラフは、電力系統の電力変動量に固有値解析を適用して作成した電力系統モデルに、複数の電力系統全体の模擬電力変動量を入力してそれに対応する前記観測点での模擬電力変動量を求め、入力した複数の電力系統全体の模擬電力変動量を予め定めた指標に変換して電力変動量推定指標とし、前記観測点での模擬電力変動量を予め定めた指標に変換して電力変動量観測指標とし、前記電力変動量推定指標と前記電力変動量観測指標との相関をプロットして作成されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電力系統の所定の観測点の電力変動量を予め定めた指標で示す電力変動量観測指標と、電力系統全体の電力変動量を予め定めた指標で示す電力変動量推定指標との相関を表した相関グラフを予め用意し、電力系統の所定の観測点の電力変動量を計測し、電力変動量観測指標に変換して相関グラフから電力系統全体の電力変動量を示す電力変動量推定指標を求めるので、電力系統全体の電力変動量を精度良く推定できる。これにより、電力系統の周波数調整のための発電機の稼働状況を最適化することが可能になることから、運用コスト低減とＣＯ２排出の低減を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力変動量推定システムの構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る相関グラフ記憶部に予め格納された相関グラフの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる電力変動量推定システムの構成図である。電力変動量測定装置１１は、電力系統の所定の観測点の電力変動量を測定するものである。電力系統においては、電力潮流の監視制御を行っており、電力変動量測定装置１１は、その電力潮流を監視制御する予め定められた所定箇所に設置される。電力変動量測定装置１１で検出される電力変動量ｙ（ｔ）は、その観測点での電力変動量である。
【００１６】
電力変動量測定装置１１で測定された電力系統の所定の観測点の電力変動量ｙ（ｔ）は演算装置１２の観測指標演算手段１３に入力される。観測指標演算手段１３は、電力変動量測定装置１１で測定された電力変動量ｙ（ｔ）を電力変動量観測指標｜ｙ｜に変換するものである。電力変動量ｙ（ｔ）は、ランダムノイズであり、振幅が異なる各種の周波数の信号を含んだ信号である。そこで、観測指標演算手段１３では、電力変動量ｙ（ｔ）を予め定めた指標で示す電力変動量観測指標｜ｙ｜に変換し、推定指標演算手段１４に出力する。
【００１７】
推定指標演算手段１４は、観測指標演算手段１３で得られた電力変動量観測指標｜ｙ｜を入力し、予め相関グラフ記憶部１５に記憶された相関グラフを参照して、入力された電力変動量観測指標｜ｙ｜に対応する電力系統全体の電力変動量推定指標｜ｗ｜を求め、出力装置１６に出力する。
【００１８】
相関グラフ記憶部１５には、電力系統の所定の観測点の電力変動量ｙ（ｔ）を予め定めた指標で示す電力変動量観測指標｜ｙ｜と、電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）を予め定めた指標で示す電力変動量推定指標｜ｗ｜との相関を表した相関グラフが予め格納されている。
【００１９】
次に、相関グラフ記憶部１５に予め格納された相関グラフについて説明する。まず、本発明では、基本的には、電力系統の所定の観測点の電力変動量ｙ（ｔ）から電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）を求めることを特徴としている。
【００２０】
そのために、電力系統の電力変動量に固有値解析を適用して電力系統モデルを予め作成しておき、電力系統全体の模擬電力変動量Ｗｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，３，…）をその電力系統モデルの入力信号とし、所定の観測点の模擬電力変動量Ｙｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，３，…）をその電力系統モデルの出力信号として、予め入出力信号の関係を求めておく。そして、計測した所定の観測点の電力変動量ｙ（ｔ）から、これらの入出力関係を参照して電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）を求める。
【００２１】
この場合、入力信号が単一の周波数であれば電力系統モデルのゲインが決まれば出力信号から入力信号を求めることができるが、入力信号である電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）は、周波数及び振幅が不特定であるランダムノイズであるので、電力系統モデルのゲインを用いて出力信号である所定の観測点の電力変動量ｙ（ｔ）から入力信号である電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）を求めることができない。
【００２２】
すなわち、前述したように、電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）は、振幅が異なる各種の周波数の信号を含んだランダムノイズであることから、所定の観測点の電力変動量ｙ（ｔ）を単純に電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）に変換することができない。
【００２３】
そこで、本発明では、相関グラフを以下のように作成する。図２は、本発明の実施の形態に係る相関グラフ記憶部に予め格納された相関グラフの説明図である。図２に示すように、固有値解析により求めた電力系統の電力系統モデル１７に電力系統全体の模擬電力変動量Ｗｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，３，…）を入力して、電力系統の所定の観測点での模擬電力変動量Ｙｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，３，…）を求める。
【００２４】
次に、入力した複数の電力系統全体の模擬電力変動量Ｗｉ（ｔ）を予め定めた指標に変換して電力変動量推定指標｜Ｗｉ｜とし、観測点での模擬電力変動量Ｙｉ（ｔ）を予め定めた指標に変換して電力変動量観測指標｜Ｙｉ｜とする。図２では、予め定めた指標として所定期間Ｔの実効値とした場合を示している。すなわち、電力変動量推定指標｜Ｗｉ｜及び電力変動量観測指標｜Ｙｉ｜は、模擬電力変動量Ｗｉ（ｔ）及び模擬電力変動量Ｗｉ（ｔ）に対し、所定期間Ｔの実効値で表している。所定期間Ｔの実効値に代えて、所定期間Ｔの平均値で指標を表すようにしてもよい。
【００２５】
このようにして得られた電力変動量推定指標｜Ｗｉ｜及び電力変動量観測指標｜Ｙｉ｜を、縦軸に電力変動量観測指標｜Ｙｉ｜、横軸に電力変動量推定指標｜Ｗｉ｜としてプロットして相関グラフ１８を求める。そして、プロットした点に対して相関曲線１９を求める。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態に係る電力変動量推定システムの動作を説明する。観測指標演算手段１３は、電力変動量測定装置１１で測定された電力変動量ｙ（ｔ）を入力すると、例えば、数１に示す指標変換式により、所定期間Ｔの実効値で示される電力変動量観測指標｜ｙ｜に変換し、推定指標演算手段１４に出力する。
【数１】
2011211774.tif 000003
【００２７】
推定指標演算手段１４は、観測指標演算手段１３から電力変動量観測指標｜ｙ｜を入力すると、図２に示す相関グラフ記憶部１５に記憶された相関グラフ１８を参照して、相関曲線１９から電力変動量観測指標｜ｙ｜に対応する電力変動量推定指標｜ｗ｜を求め出力装置１６に出力する。出力装置１６は表示装置や印刷装置などである。
【００２８】
また、電力変動量推定指標｜ｗ｜は電力系統全体の電力変動量ｗ（ｔ）と等価な信号であるので、電力系統の周波数制御に用いることができる。例えば、電力系統の周波数が基準周波数より上昇したときは、電力系統に接続されている蓄電池に余剰電力を蓄電したり、電力系統の周波数が基準周波数より下降したときは、蓄電池に蓄電された電力を電力系統に放電する。これにより、電力系統の周波数調整のための発電機の稼働状況を最適化することが可能になり、運用コスト低減とＣＯ２排出の低減とを実現できる。
【符号の説明】
【００２９】
１１…電力変動量測定装置、１２…演算装置、１３…観測指標演算手段、１４…推定指標演算手段、１５…相関グラフ記憶部、１６…出力装置、１７…電力系統モデル、１８…相関グラフ、１９…相関曲線
【図１】
2011211774.tif 000004
【図２】
2011211774.tif 000005