(57)【要約】【課題】電力系統の交流潮流計算が非収束となる原因の解析作業等の作業コストを削減し、コンピュータによる交流潮流計算の求解性を高める。【解決手段】電力系統の解析処理を支援するための支援装置（１０）は、解析対象の電力系統に関する第１の系統データ（２０１）の潮流計算を所定の計算方法によって実行する潮流計算実行部（２）と、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データの潮流計算の収束性を判定する収束性判定部（３）と、前記収束性判定部によって前記第１の系統データの潮流計算が収束可能と判定された場合に、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データを修正した第２の系統データを生成するデータ生成部（４）とを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の解析処理を支援するための支援装置であって、
解析対象の電力系統に関する第１の系統データを取得するデータ取得部と、
取得した前記第１の系統データの潮流計算を所定の計算方法によって実行する潮流計算実行部と、
前記潮流計算実行部による潮流計算の収束状況に基づいて、前記第１の系統データの潮流計算の収束性を判定する収束性判定部と、
前記収束性判定部による判定結果に基づいて、データを生成するデータ生成部と、を有し、
前記データ生成部は、前記第１の系統データの潮流計算が収束可能と判定された場合に、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データを修正した第２の系統データを生成する
ことを特徴とする支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の支援装置において、
前記収束性判定部は、前記潮流計算実行部による潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の前記所定の計算方法によるｎ（ｎは１以上の整数）回目の試行時の値と、当該ノード電圧の前記所定の計算方法による（ｎ＋１）回目の試行時の値との差が所定の閾値より低くなった場合に、前記第１の系統データの潮流計算が収束したと判定し、前記第２の系統データを用いて行う潮流計算が収束可能と判定し、
前記データ生成部は、前記収束性判定部によって前記第２の系統データの潮流計算が収束可能と判定されたときの前記潮流計算実行部による潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えて前記第２の系統データを生成する
ことを特徴とする支援装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の支援装置において、
前記データ生成部は、前記潮流計算実行部による前記第１の系統データの潮流計算が収束不可能と判定された場合に、前記第１の系統データが不安定要素を含むことを示す不安定検出結果データを生成する
ことを特徴とする支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の支援装置において、
前記収束性判定部は、前記潮流計算実行部による潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるＰＱノードのうちノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、送電限界の超過によって潮流計算が収束不可能であると判定し、
前記データ生成部は、前記ノード電圧の計算値が前記所定の範囲を逸脱したＰＱノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成する
ことを特徴とする支援装置。
【請求項５】
請求項４に記載の支援装置において、
前記収束性判定部は、前記潮流計算実行部による潮流計算において前記ノード電圧の計算値が前記所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、ＰＱノード毎にノード電圧の大きさの分散を算出し、
前記データ生成部は、前記分散が大きい順にＰＱノードを並べたリストの情報を含む前記不安定検出結果データを生成する
ことを特徴とする支援装置。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れか一項に記載の支援装置において、
前記収束性判定部は、前記潮流計算実行部による潮流計算において前記第１の系統データに含まれるノードのうち電圧アングルが振動または回転するＰＶノードが存在する場合に、安定限界の超過によって潮流計算が収束しないと判定し、
前記データ生成部は、前記電圧アングルが振動または回転するＰＶノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成する
ことを特徴とする支援装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の支援装置において、
前記データ生成部は、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算結果を示す計算結果データを出力する、
ことを特徴とする支援装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の支援装置において、
前記収束性判定部は、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算状況を示す計算経過データを出力する、
ことを特徴とする支援装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の支援装置において、
前記潮流計算実行部は、潮流計算の停止を指示する指令が入力された場合に実行中の潮流計算を停止し、
前記データ生成部は、前記潮流計算実行部による潮流計算が停止したときの潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えて前記第２の系統データを生成する
ことを特徴とする支援装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の支援装置と、
前記支援装置によって生成された前記第２の系統データを入力し、前記支援装置の前記潮流計算実行部と異なる計算方法によって、入力した前記第２の系統データの潮流計算を実行する演算部と、
前記演算部による潮流計算の計算結果を出力する出力部と、を備える
ことを特徴とする電力系統解析装置。
【請求項１１】
電力系統の解析処理を支援するための支援方法であって、
コンピュータが、解析対象の電力系統に関する第１の系統データを取得するデータステップと、
前記コンピュータが、取得した前記第１の系統データの潮流計算を所定の計算方法によって実行する潮流計算実行ステップと、
前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の収束状況に基づいて、前記第１の系統データの潮流計算の収束性を判定する収束性判定ステップと、
前記コンピュータが、前記収束性判定ステップによる判定結果に基づいて、データを生成するデータ生成ステップと、を含み、
前記データ生成ステップは、前記第１の系統データの潮流計算が収束可能と判定された場合に、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データを修正した第２の系統データを生成するステップと、を含む
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の支援方法において、
前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の前記所定の計算方法によるｎ（ｎは１以上の整数）回目の試行時の値と、当該ノード電圧の前記所定の計算方法による（ｎ＋１）回目の試行時の値との差が所定の閾値より低くなった場合に、前記コンピュータが、前記第１の系統データの潮流計算が収束したと判定し、前記第２の系統データを用いて行う潮流計算が収束可能と判定するステップを含み、
前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記収束性判定ステップによって前記第２の系統データの潮流計算が収束可能と判定されたときの前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えて前記第２の系統データを生成するステップを含む
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の支援方法において、
前記データ生成ステップは、前記潮流計算実行ステップによる前記第１の系統データの潮流計算が収束不可能と判定された場合に、前記コンピュータが、前記第１の系統データが不安定要素を含むことを示す不安定検出結果データを生成するステップを含む
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の支援方法において、
前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるノードのうちノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、前記コンピュータが、送電限界の超過によって潮流計算が収束不可能であると判定するステップを含み、
前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記ノード電圧の計算値が前記所定の範囲を逸脱したＰＱノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成するステップを含む
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の支援方法において、
前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において前記ノード電圧の計算値が前記所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、前記コンピュータが、ＰＱノード毎にノード電圧の大きさの分散を算出するステップを含み、
前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記分散が大きい順にＰＱノードを並べたリストの情報を含む前記不安定検出結果データを生成するステップを含む
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５の何れか一項に記載の支援方法において、
前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において前記第１の系統データに含まれるノードのうち電圧アングルが振動または回転するＰＶノードが存在する場合に、前記コンピュータが、安定限界の超過によって潮流計算が収束しないと判定するステップを含み、
前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記電圧アングルが振動または回転するＰＶノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成するステップを含む
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６の何れか一項に記載の支援方法において、
前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算結果を示す計算結果データを出力するステップを含む、
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７の何れか一項に記載の支援方法において、
前記収束性判定ステップは、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算状況を示す計算経過データを出力するステップを含む、
ことを特徴とする支援方法。
【請求項１９】
請求項１１乃至１８の何れか一項に記載の支援方法において、
前記潮流計算実行ステップは、前記コンピュータが、潮流計算の停止を指示する指令が入力された場合に実行中の潮流計算を停止するステップを含み、
前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算が停止したときの潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えて前記第２の系統データを生成するステップを含む
ことを特徴とする支援方法。
【請求項２０】
請求項１１乃至１９の何れか一項に記載の支援方法における各ステップと、
前記コンピュータが、前記支援方法によって生成された前記第２の系統データを入力し、前記支援方法の前記潮流計算実行ステップと異なる計算方法によって、入力した前記第２の系統データの潮流計算を実行する演算ステップと、
前記コンピュータが、前記演算ステップによる潮流計算の計算結果を出力する出力ステップと、を含む
電力系統解析方法。
【請求項２１】
請求項１１乃至１９の何れか一項に記載の支援方法における各ステップを前記コンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２２】
請求項２０に記載の電力系統解析方法における各ステップを前記コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の解析を支援するための支援装置および支援方法と、電力系統の解析のための電力系統解析装置および電力系統解析方法と、電力系統の解析およびその支援のためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統（電力システム）の運用計画を立てるためには、その電力系統の解析を行う必要がある。電力系統の解析技術の一つとして、交流潮流計算（以降、潮流計算と称する。）が知られている。
【０００３】
潮流計算は、有効電力（Ｐ）と無効電力（Ｑ）が送電系統を流れる様子（電力潮流）を模擬した数式を基に行われる。電力潮流を表す数式は非線形であるので、潮流計算では、反復法により解を求めることが一般的である。
【０００４】
潮流計算に採用される反復法としては、ニュートン・ラフソン法（Ｎｅｗｔｏｎ−Ｒａｐｈｓｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ、以下、「ＮＲ法」とも称する。）が知られている。例えば、非特許文献１には、コンピュータによって潮流計算を行うための解析プログラムとして、ＮＲ法を用いたＬ法等が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】永田真幸、外３名、「進化を続ける電力系統解析プログラムの現在  ２．大規模電力系統の安定度総合解析」、一般財団法人  電力中央研究所、Ｄｅｎ−ＣＨＵ−ＫＥＮ  ＴＯＰＩＣＳ、２０１２年８月。
【非特許文献２】内田直之、外２名、「第５章  新時代の解析手法」、一般財団法人  電力中央研究所、電中研レビュー第３９号、平成１２年６月２０日。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した解析プログラムでは、解析対象の電力系統を構成するノードの電圧や需要情報、ブランチのインピーダンスや充電容量などの情報やこれらの接続関係を示す情報、および解析に必要な各種パラメータの情報等とを含む系統データに基づいて、電力潮流を表す数式を導出し、その数式を解くことにより電力潮流を求めている。
【０００７】
潮流計算にＮＲ法を採用した場合、予め設定された各ノードの電圧の計算初期値如何によって、計算結果が収束せず、解が求まらない非収束となることがある。このような場合、系統データ内の計算初期値等のパラメータを適正な値に修正する作業が必要となる。また、解析対象の電力系統の系統データ内の設定値として、その電力系統において送電可能な上限の電力を超えた値が誤って設定されていた場合等においても同様に、収束しないことがある。この場合、系統データの修正が必要となる。
【０００８】
一般に、電力系統の潮流計算の非収束を起こす原因は、主に以下の三つである。第１の原因は、電力系統の電圧安定性によって制限される有効・無効電力指定ノード（以下、「ＰＱノード」とも称する。）の送電限界の超過である。第２の原因は、電力系統の定態安定度によって制限される有効電力・電圧指定ノード（以下、「ＰＶノード」とも称する。）の安定限界の超過である。第３の原因は、電力系統における電力の需給のアンバランスである。
【０００９】
従来、上述した第１の原因である、電力系統の電圧安定性に基づくＰＱノードの送電限界の超過を検討する場合には、例えば、非特許文献１，２に開示されているＶ法等を用いることにより、検討対象の電力系統の電圧シミュレーションを行ったり、ＰＶカーブを描いて送電限界の超過が発生しているノードを確認したりする必要があった。
【００１０】
また、上述した第２の原因である、電力系統の定態安定度に基づくＰＶノードの安定限界の超過を検討する場合には、非特許文献１，２に開示されているＳ法等を用いることにより、定態不安定に至っているノードを調べたり、非特許文献１，２に開示されているＹ法等の過渡安定度シミュレーションツールを用いて、外乱がないにも関わらず動揺しているＰＶノードを確認したりする必要があった。
【００１１】
また、上述した第３の原因である、電力系統における電力の需給のアンバランスとは、指定発電量と指定負荷量の不一致量が著しい場合に、これを基準ＰＶノードの出力が補填してしまうことによって、基準ＰＶノードの出力が送電可能限界を超える現象をいう。需給アンバランスによる非収束は、定態安定度の不安定と原因を同じくするものである。潮流計算の非収束を防ぐためには、需給のアンバランス分を事前に適正値内に調整しておく必要があった。
【００１２】
このように、従来の解析プログラムを用いたコンピュータによる電力系統解析では、潮流計算が非収束となった場合に、その原因を解析する作業や、その解析作業の後に系統データを適切に修正する作業等が必要となり、多大な時間を要することがあった。
【００１３】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、電力系統の潮流計算が非収束となる原因の解析作業等の作業コストを削減し、コンピュータによる潮流計算の求解性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の代表的な実施の形態に係る、電力系統の解析処理を支援するための支援装置は、解析対象の電力系統に関する第１の系統データを取得するデータ取得部と、取得した前記第１の系統データの潮流計算を所定の計算方法によって実行する潮流計算実行部と、前記潮流計算実行部による潮流計算の収束状況に基づいて、前記第１の系統データの潮流計算の収束性を判定する収束性判定部と、前記収束性判定部による判定結果に基づいて、データを生成するデータ生成部とを有し、前記データ生成部は、前記第１の系統データの潮流計算が収束可能と判定された場合に、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データを修正した第２の系統データを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る支援装置によれば、電力系統の潮流計算が非収束となる原因の解析作業等の作業コストを削減し、コンピュータによる潮流計算の求解性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係る支援装置の機能ブロック構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る支援装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る支援装置における収束性判定部の機能ブロック構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る支援装置におけるデータ生成部の機能ブロック構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る支援装置による系統データ解析処理の概略的な流れを示すフローチャートである。
【図６】電力系統の等価回路の一例を示す図である。
【図７】図６に示した電力系統におけるＰＶカーブの一例を示す図である。
【図８Ａ】ＰＱノードの受電電力が収束する場合の一例を示す図である。
【図８Ｂ】ＰＱノードの受電電力Ｐが収束しない場合の一例を示す図である。
【図９Ａ】電力系統のノード・ブランチ図の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａのノードブランチ図において、電源側のノードＡに異常電圧が発生した場合の下流側のノードＢへの電圧振動の波及の状態を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ａのノードブランチ図において、下流側のノードＢに異常電圧が発生した場合の電源側のノードＡへの電圧振動の波及の状態を示す図である。
【図１０】潮流計算の試行回数に対する電圧アングルの変化の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る支援装置による系統データ解析処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態２に係る電力系統解析システムの機能ブロック構成を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係る電力系統解析システムによる電力系統解析処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
【００１８】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係る、電力系統の解析処理を支援するための支援装置（１０）は、解析対象の電力系統に関する第１の系統データ（２０１）を取得するデータ取得部（１）と、取得した前記第１の系統データの潮流計算を所定の計算方法によって実行する潮流計算実行部（２）と、前記潮流計算実行部による潮流計算の収束状況に基づいて、前記第１の系統データの潮流計算の収束性を判定する収束性判定部（３，３１，３２，３３，３４，３５）と、前記収束性判定部による判定結果に基づいて、データを生成するデータ生成部（４，４１，４２，４３）とを有し、前記データ生成部（４１）は、前記第１の系統データの潮流計算が収束可能と判定された場合に、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データを修正した第２の系統データを生成することを特徴とする。
【００１９】
〔２〕上記支援装置において、前記収束性判定部（３５）は、前記潮流計算実行部による潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の前記所定の計算方法によるｎ（ｎは１以上の整数）回目の試行時の値（Ｖｎ）と、当該ノード電圧の前記所定の計算方法による（ｎ＋１）回目の試行時の値（Ｖｎ＋１）との差（Ｖｎ−Ｖｎ＋１）が所定の閾値（Ｖｔｈ）より低くなった場合に、前記第１の系統データの潮流計算が収束したと判定し、前記第２の系統データを用いて行う潮流計算が収束可能と判定し、前記データ生成部（４１）は、前記収束性判定部によって前記第２の系統データの潮流計算が収束可能と判定されたときの前記潮流計算実行部による潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えて前記第２の系統データを生成してもよい。
【００２０】
〔３〕上記支援装置において、前記データ生成部（４２）は、前記潮流計算実行部による前記第１の系統データの潮流計算が収束不可能と判定された場合に、前記第１の系統データが不安定要素を含むことを示す不安定検出結果データ（２０２）を生成してもよい。
【００２１】
〔４〕上記支援装置において、前記収束性判定部（３２）は、前記潮流計算実行部による潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるノードのうちノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、送電限界の超過によって潮流計算が収束不可能であると判定し、前記データ生成部（４２）は、前記ノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成してもよい。
【００２２】
〔５〕上記支援装置において、前記収束性判定部（３２）は、前記潮流計算実行部による潮流計算において前記ノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、ＰＱノード毎にノード電圧の大きさの分散を算出し、前記データ生成部（４２）は、前記分散が大きい順にＰＱノードを並べたリストの情報を含む前記不安定検出結果データを生成してもよい。
【００２３】
〔６〕上記支援装置において、前記収束性判定部（３３）は、前記潮流計算実行部による潮流計算において前記第１の系統データに含まれるノードのうち電圧アングルが振動または回転するＰＶノードが存在する場合に、安定限界の超過によって潮流計算が収束しないと判定し、前記データ生成部（４２）は、前記電圧アングルが振動または回転するＰＶノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成してもよい。
【００２４】
〔７〕上記支援装置において、前記データ生成部（４３）は、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算結果を示す計算結果データ（２０４）を出力してもよい。
【００２５】
〔８〕上記支援装置において、前記収束性判定部（３４）は、前記潮流計算実行部による潮流計算の計算状況を示す計算経過データ（２０３）を出力してもよい。
【００２６】
〔９〕上記支援装置において、前記潮流計算実行部は、潮流計算の停止を指示する指令が入力された場合に実行中の潮流計算を停止し、前記データ生成部は、前記潮流計算実行部による潮流計算が停止したときの潮流計算の計算値に基づいて前記計算初期値を算出し、算出した前記計算初期値に基づいて、前記第１の系統データに予め設定されている上記計算初期値を更新して前記第２の系統データを生成してもよい。
【００２７】
〔１０〕本発明の代表的な実施の形態に係る電力系統解析装置（１００）は、上記支援装置（１０）と、前記支援装置によって生成された前記第２の系統データを入力し、前記支援装置の前記潮流計算実行部と異なる計算方法によって、入力した前記第２の系統データの潮流計算を実行する演算部（６）と、前記演算部による潮流計算の計算結果を出力する出力部（７）と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
〔１１〕本発明の代表的な実施の形態に係る、電力系統の解析処理を支援するための支援方法は、コンピュータが、解析対象の電力系統に関する第１の系統データを取得するデータステップ（Ｓ１，Ｓ１１）と、前記コンピュータが、取得した前記第１の系統データの潮流計算を所定の計算方法によって実行する潮流計算実行ステップ（Ｓ２，Ｓ１２）と、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の収束状況に基づいて、前記第１の系統データの潮流計算の収束性を判定する収束性判定ステップ（Ｓ３，Ｓ１３）と、前記コンピュータが、前記収束性判定ステップによる判定結果に基づいて、データを生成するデータ生成ステップ（Ｓ４，Ｓ１７，Ｓ２２，Ｓ２４）と、を含み、前記データ生成ステップは、前記第１の系統データの潮流計算が収束可能と判定された場合に、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データを修正した第２の系統データを生成するステップ（Ｓ２４）を含むことを特徴とする。
【００２９】
〔１２〕上記支援方法において、前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の前記所定の計算方法によるｎ（ｎは１以上の整数）回目の試行時の値と、当該ノード電圧の前記所定の計算方法による（ｎ＋１）回目の試行時の値との差が所定の閾値より低くなった場合に、前記コンピュータが、前記第１の系統データの潮流計算が収束したと判定し、前記第２の系統データを用いて行う潮流計算が収束可能と判定するステップ（Ｓ１５）を含み、前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記収束性判定ステップによって前記第２の系統データの潮流計算が収束可能と判定されたときの前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算値に基づいて、前記第１の系統データに含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えて前記第２の系統データを生成するステップ（Ｓ１７）を含んでもよい。
【００３０】
〔１３〕上記支援方法において、前記データ生成ステップは、前記潮流計算実行ステップによる前記第１の系統データの潮流計算が収束不可能と判定された場合に、前記コンピュータが、前記第１の系統データが不安定要素を含むことを示す不安定検出結果データを生成するステップ（Ｓ２２）を含んでもよい。
【００３１】
〔１４〕上記支援方法において、前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において、前記第１の系統データに含まれるノードのうちノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、前記コンピュータが、送電限界の超過によって潮流計算が収束不可能であると判定するステップ（Ｓ１４，Ｓ２０）を含み、前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記ノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成するステップ（Ｓ２２）を含んでもよい。
【００３２】
〔１５〕上記支援方法において、前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において前記ノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、前記コンピュータが、ＰＱノード毎にノード電圧の大きさの分散を算出するステップを含み、前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記分散が大きい順にＰＱノードを並べたリストの情報を含む前記不安定検出結果データを生成するステップを含んでもよい。
【００３３】
〔１６〕上記支援装置において、前記収束性判定ステップは、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算において前記第１の系統データに含まれるノードのうち電圧アングルが振動または回転するＰＶノードが存在する場合に、前記コンピュータが、安定限界の超過によって潮流計算が収束しないと判定するステップ（Ｓ１４）を含み、前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記電圧アングルが振動または回転するＰＶノードの情報を含む前記不安定検出結果データを生成するステップ（Ｓ２２）を含んでもよい。
【００３４】
〔１７〕上記支援方法において、前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算結果を示す計算結果データを出力するステップを含んでもよい。
【００３５】
〔１８〕上記支援方法において、前記収束判定ステップは、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算の計算状況を示す計算経過データを出力するステップを含んでもよい。
【００３６】
〔１９〕上記支援方法において、前記潮流計算実行ステップは、前記コンピュータが、潮流計算の停止を指示する指令が入力された場合に実行中の潮流計算を停止するステップ（Ｓ２３）を含み、前記データ生成ステップは、前記コンピュータが、前記潮流計算実行ステップによる潮流計算が停止したときの潮流計算の計算値に基づいて前記計算初期値を算出し、算出した前記計算初期値に基づいて、前記第１の系統データに予め設定されている上記計算初期値を更新して前記第２の系統データを生成するステップ（Ｓ２４）を含んでもよい。
【００３７】
〔２０〕本発明の代表的な実施の形態に係る電力系統解析方法は、上記支援方法における各ステップと、前記コンピュータが、前記支援方法によって生成された前記第２の系統データを入力し、前記支援方法の前記潮流計算実行ステップと異なる計算方法によって、入力した前記第２の系統データの潮流計算を実行する演算ステップと、前記コンピュータが、前記演算ステップによる潮流計算の計算結果を出力する出力ステップとを含むことを特徴とする。
【００３８】
〔２１〕本発明の代表的な実施の形態に係るプログラムは、上記支援方法における各ステップを前記コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３９】
〔２２〕本発明の代表的な実施の形態に係るプログラムは、上記電力解析方法における各ステップを前記コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００４０】
２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００４１】
≪実施の形態１≫
図１は、本発明の実施の形態１に係る支援装置の機能ブロック構成を示す図である。
同図に示される支援装置１０は、潮流計算を所定の計算方法によって行う電力系統解析装置１００を用いた電力系統の解析処理を支援するための装置である。
【００４２】
ここで、電力系統解析装置１００は、例えば、ＰＣやサーバ等の情報処理装置（コンピュータ）であって、インストールされた電力系統解析用プログラムにしたがって潮流計算を実行する装置である。電力系統解析装置１００は、入力された、解析対象の電力系統に関する系統データに基づいて、所定の計算方法によって潮流計算を行う。
本実施の形態では、一例として、電力系統解析装置１００による所定の計算方法がＮＲ法であるとして説明する。
【００４３】
支援装置１０は、電力系統解析装置１００における所定の計算方法（ＮＲ法）による潮流計算の求解性を高めるために、系統データを電力系統解析装置１００に入力する前に、その系統データの収束性の判定と各種パラメータの編集を行う系統データ解析処理を行う解析補助装置である。
【００４４】
図１に示すように、支援装置１０は、系統データの収束性を判定し、系統データの編集を行う系統データ解析処理を行うための機能ブロックとして、データ取得部１、潮流計算実行部２、収束性判定部３、データ生成部４、および需給アンバランス判定部５を備える。
【００４５】
支援装置１０は、例えば、電力系統解析装置１００と同様に、ＰＣやサーバ等の情報処理装置（コンピュータ）である。支援装置１０の上述した各機能ブロックは、支援装置１０としての情報処理装置（コンピュータ）を構成するハードウェア資源が、上記情報処理装置にインストールされたソフトウエアと協働することによって、実現される。
【００４６】
図２に示すように、支援装置１０は、ハードウェア資源として、演算装置１０１、記憶装置１０２、入力装置１０３、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）装置１０４、出力装置１０５、およびバス１０６を備えている。
【００４７】
演算装置１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって構成されている。記憶装置１０２は、演算装置１０１に各種のデータ処理を実行させるためのプログラム１０２１と、演算装置１０１によるデータ処理で利用されるパラメータや演算結果等のデータ１０２２とを記憶する記憶領域を有し、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ、およびフラッシュメモリ等から構成されている。
【００４８】
ここで、プログラム１０２１は、本実施の形態に係る支援方法に係る各処理（ステップ）をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを含み、例えば、記憶装置１０２に予めインストールされている。
【００４９】
なお、プログラム１０２１は、ネットワークを介して流通可能であってもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体（Ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）に書き込まれて流通可能であってもよい。
【００５０】
入力装置１０３は、外部から情報の入力を検出する機能部であり、例えばキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、またはタッチパネル等から構成されている。Ｉ／Ｆ装置１０４は、外部との情報の送受を行う機能部であり、有線または無線によって通信を行うための通信制御回路や入出力ポート、アンテナ等から構成されている。
【００５１】
出力装置１０５は、演算装置１０１によるデータ処理によって得られた情報等を出力する機能部である。出力装置１０５としては、例えば、ＳＳＤやＨＤＤ等の外部記憶装置や、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）および有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示装置等である。バス１０６は、演算装置１０１、記憶装置１０２、入力装置１０３、Ｉ／Ｆ装置１０４、および出力装置１０５を相互に接続し、これらの装置間でデータの授受を可能にする機能部である。
【００５２】
支援装置１０は、演算装置１０１が記憶装置１０２に記憶したプログラム１０２１に従って演算を実行して、記憶装置１０２、入力装置１０３、Ｉ／Ｆ装置１０４、出力装置１０５、およびバス１０６を制御することにより、図１に示した支援装置１０の各機能部、すなわち、データ取得部１、潮流計算実行部２、収束性判定部３、データ生成部４、および需給アンバランス判定部５が実現される。
【００５３】
以下、支援装置１０を構成する各機能部について説明する。
データ取得部１は、ユーザからの指示や各種データを入力する機能部である。
データ取得部１は、系統データ解析処理の処理対象である系統データ（第１の系統データ）２０１を取得する。例えば、データ取得部１は、キーボード等の入力装置１０３を介して、ユーザからの系統データ解析処理の実行の指示が入力された場合に、取得した系統データ２０１に基づく系統データ解析処理の実行を各機能ブロックに対して指示する。
【００５４】
ここで、系統データ２０１は、解析対象の電力系統内のノードおよびブランチの各種パラメータや、計算を行う上での各種パラメータ情報とを含むデータである。
【００５５】
潮流計算実行部２は、系統データ２０１に基づいて潮流計算を実行する機能部である。潮流計算実行部２は、電力系統解析装置１００と異なる計算方法によって、潮流計算を実行する。すなわち、潮流計算実行部２は、電力系統解析装置１００とは異なる計算方法によって、データ取得部１によって取得した系統データ２０１の潮流計算を実行する。
【００５６】
潮流計算実行部２は、データ取得部１を介して潮流計算の実行を指示する指令が入力された場合に潮流計算を開始し、データ取得部１を介して潮流計算の停止（中断）を指示する指令が入力された場合に、実行中の潮流計算を停止する。
【００５７】
収束性判定部３は、潮流計算実行部２による計算結果に基づいて、系統データ２１に基づく潮流計算の収束性を判定する機能部である。
【００５８】
図３は、実施の形態１に係る支援装置１０における収束性判定部３の機能ブロック構成を示す図である。
図３に示されるように、収束性判定部３は、安定性判定部３１、計算経過データ生成部３４、および収束可否判定部３５とを有する。
【００５９】
安定性判定部３１は、電力系統の電圧不安定性および定態安定性を判定する不安定性判定処理を実行する機能部である。
【００６０】
安定性判定部３１は、送電限界を超過しているＰＱノードの有無を判定する処理（以下、「送電限界超過判定処理」とも称する。）を行う送電限界超過判定部３２と、定態安定度不安定なＰＶノードの有無を判定する処理（以下、「安定限界超過判定処理」とも称する。）を行う安定限界超過判定部３３とを含む。
【００６１】
収束可否判定部３５は、潮流計算実行部２による計算結果と、送電限界超過判定部３２の判定結果と、安定限界超過判定部３３の判定結果とに基づいて、系統データ２１に基づく潮流計算の収束の可否を判定する。
【００６２】
計算経過データ生成部３４は、潮流計算実行部２による潮流計算の計算状況を示す計算経過データ２０３を出力する。例えば、計算経過データ生成部３４は、潮流計算実行部２による潮流計算の実行中に、その潮流計算の進行状況や収束性判定部３による判定結果等を示す情報を計算経過データ２０３として出力する。計算経過データ２０３に含まれる情報は、例えば、支援装置１０に接続された表示装置（例えば液晶ディスプレイ等）に表示されて、ユーザに提示される。潮流計算実行部２による計算結果と、送電限界超過判定部３２の判定結果と、安定限界超過判定部３３の判定結果とに基づいて、系統データ２１に基づく潮流計算の収束の可否を判定する。
【００６３】
需給アンバランス判定部５は、後述する電力の需給のアンバランスによる送電限界超過の懸念が高まったことを判定する処理（以下、「需給アンバランス判定処理」とも称する。）を行う。
【００６４】
データ生成部４は、各種データを生成して出力する機能部である。データ生成部４は、系統データ２０１（第１の系統データ）の潮流計算が収束可能と判定された場合に、潮流計算実行部２による潮流計算の計算値に基づいて、系統データ２０１を修正した系統データ２０１Ａ（第２の系統データ）を生成する。
【００６５】
図４は、実施の形態１に係る支援装置１０におけるデータ生成部４の機能ブロック構成を示す図である。
図４に示されるように、データ生成部４は、系統データ更新部４１、不安定検出結果データ生成部４２、および計算結果データ生成部４３とを有する。
【００６６】
系統データ更新部４１は、潮流計算実行部２による計算結果に基づいて、系統データ２０１を修正した系統データ２０１Ａを生成する。具体的に、系統データ更新部４１は、収束性判定部３によって系統データ２０１Ａの潮流計算が収束可能と判定されたときの潮流計算実行部２による潮流計算の計算値を新たな計算初期値として、系統データ２０１に予め設定されている計算初期値から更新した系統データ２０１Ａを生成する。例えば、系統データ更新部４１は、収束性判定部３によって系統データ２０１に基づく潮流計算が収束可能と判定された場合に、潮流計算実行部２による計算結果に基づいて、系統データ２０１に含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えた系統データ２０１Ａを出力する。
【００６７】
また、系統データ更新部４１は、潮流計算実行部２が潮流計算の停止を指示する指令に基づいて実行中の潮流計算を停止した場合も同様に、潮流計算が停止したときの潮流計算実行部２による計算結果に基づいて、系統データ２０１に含まれるノードの電圧の計算初期値を書き換えた系統データ２０１Ａを出力する。
【００６８】
不安定検出結果データ生成部４２は、系統データ２０１に基づく潮流計算が収束不可能と判定された場合に、系統データ２０１が不安定要素を含むことを示す不安定検出結果データ２０２を出力する。
【００６９】
計算結果データ生成部４３は、潮流計算実行部２による潮流計算の計算結果（例えば、各ノード電圧と各ブランチ潮流）を示す計算結果データ２０４を出力する。計算結果データ２０４に含まれる情報は、例えば、計算経過データ２０３と同様に、支援装置１０に接続された表示装置に表示されて、ユーザに提示される。
【００７０】
次に、支援装置１０による系統データ解析処理の概略的な流れについて説明する。
図５は、実施の形態１に係る支援装置１０による系統データ解析処理の概略的な流れを示すフローチャートである。
先ず、支援装置１０において、データ取得部１が、解析対象の系統データ２０１を取得する（ステップＳ１）。次に、潮流計算実行部２が、後述する計算方法により、ステップＳ１で取得した系統データ２０１の潮流計算を実行する（ステップＳ２）。また、収束性判定部３が、潮流計算実行部２による潮流計算の実行中に、その潮流計算の計算結果に基づいて、収束性判定処理を実行する（ステップＳ３）。次に、データ生成部４が、収束性判定部３による収束判定処理による判定結果と潮流計算実行部２による計算結果とに基づいて、ステップＳ１で取得した系統データ２０１のパラメータを更新した系統データ２０１Ａ、または不安定検出結果データ２０２を生成して出力する（ステップＳ４）。
【００７１】
次に、機能ブロックによる具体的な処理内容について説明する。
（１）潮流計算実行部２
上述したように、潮流計算実行部２は、系統データ２０１に基づいて潮流計算を実行する。潮流計算実行部２は、潮流計算を実行する前に、系統データ２０１の整合性を判定する処理（以下、「整合性判定処理」とも称する。）を行ってもよい。
【００７２】
ここで、整合性判定処理とは、系統データ２０１に含まれる重複するノードおよびブランチの有無、未接続の機器の有無、および異電圧に接続されているブランチの有無（例えば、６６ｋＶの送電線ブランチであるにも関わらず、２７５ｋＶの母線に接続されている場合）等、潮流計算を実行する上で不整合を引き起こす系統データ２０１の文法的な誤りの有無を判定し、必要に応じて、重複しているノード、ブランチおよびパラメータの削除や、系統データに合わせて制御系データの有効／無効の切り替え等の編集を行う処理である。
【００７３】
潮流計算実行部２は、整合性判定処理が行われた系統データ２０１を用いて、潮流計算を実行する。具体的には、潮流計算実行部２は、以下に示す計算方法によって、潮流計算を実行する。
【００７４】
【数１】
2019213421.tif 000003
【００７５】
上記式（１）は、潮流計算実行部２による潮流計算のアルゴリズムの基本式であって、電力潮流を電流に換算している。式（１）において、Ｉｐは指定の有効電力Ｐを電流値に換算したものであり、Ｉｑは指定の無効電力を電流値に換算したものである。
式（１）は、一次式であるため直接解法で解を求めることができる。
【００７６】
なお、電力潮流を電流に換算する場合、換算時の電圧と解となる電圧の差により誤差を生じるため、式（１）を解いて得られた解から換算しなおして、指定の電力値まで再計算を繰り返す。
【００７７】
このアルゴリズムにおいて、ＰＱノードは以下のように表される。
ＰＱノードの電力の目標値Ｐｏ（＝Ｐ＋ｊＱ）に対して、潮流計算の試行回数をｎ（ｎは１以上の整数）としたとき、ｎ回目の試行時の電圧（電圧ベクトル）Ｖｎとｎ回目の試行時の電流（換算電流ベクトル）Ｉｎとの関係は、下記式（２）で表される。
【００７８】
【数２】
2019213421.tif 000004
【００７９】
上記式（２）は、負荷の定電力特性を示すもので、必要に応じて、定インピーダンス特性や定電流特性を表す数式に置き換えることができる。
【００８０】
【数３】
2019213421.tif 000005
【００８１】
上記式（３）は、有効電力・電圧指定ノードをＰＱノードで模擬するもので、Ｖｏは指定電圧、ｋｉは所定のパラメータである。
【００８２】
また、このアルゴリズムにおいて、ＰＶノードは以下のように表される。
ＰＶノードの出力電力の目標値をＰ、電圧の指定値をＶｏ、当該ＰＶノードに接続されるブランチｉのインピーダンスをｚｉ、対地アドミタンスをＹｉ、対向ノード電圧をＶｓｉ、ｎ回目の試行時の無効電力出力をＱｎとしたとき、ｎ回目の試行時の電圧ベクトルＶｎと、Ｐｏ＝Ｐ＋ｊＱｎとの関係は、下記式（４）で表される。
【００８３】
【数４】
2019213421.tif 000006
【００８４】
このとき、（ｎ＋１）回目の試行時の電圧ベクトルＶｎ＋１は、下記式（５）で表される。
【００８５】
【数５】
2019213421.tif 000007
【００８６】
ここで、Ｑｎは、下記式（６）で表される。
【００８７】
【数６】
2019213421.tif 000008
【００８８】
また、上記式（５）におけるＶｏは、ＰＶノードの指定電圧である一方で、発電機の励磁系による目標電圧でもある。そのため、励磁系の動作を模擬する場合、Ｖｏは、任意の関数により各計算試行断面ごとに更新され、下記式（７）で表される。下記式（７）において、Ｖｉｎは、ｎ回目の試行時のＰＶノードの電圧であり、ｋｊは、任意のパラメータ（固定値）である。
【００８９】
【数７】
2019213421.tif 000009
【００９０】
ここで、ＰＶノード数をｋ、ＰＱノード数をｍとしたとき、回路アドミタンス行列［Ｙ］を用いて、各ノードの電圧（ノード電圧）は下記式（８）で表すことができる。
【００９１】
【数８】
2019213421.tif 000010
【００９２】
潮流計算実行部２は、具体的に、以下の流れで潮流計算を行う。すなわち、先ず、潮流計算実行部２は、ＰＱノードについて、式（８）の解により、（ｎ＋１）回目の試行に用いる、Ｉｎを求める。次に、潮流計算実行部２は、ＰＶノードについて、式（８）の結果と、当該ＰＶノードに接続されるブランチのインピーダンスとに基づいて、当該ＰＶノードの出力電力（無効電力Ｑ）と当該ＰＶノードに接続されるブランチの対向端ノード電圧を求める。次に、潮流計算実行部２は、算出したＰＶノードの出力電力（無効電力Ｑ）とブランチの対向端ノード電圧とに基づいて、式（４）及び式（５）よりＰＶノードの（Ｖｎ＋１）を求める。また、潮流計算実行部２は、ＰＱノードのＩｎとＰＶノードの（Ｖｎ＋１）に基づいて、式（５）により、ＰＱノードの（Ｖｎ＋１）を求める。
以上説明したアルゴリズムにより、潮流計算実行部２は、系統データ２０１の潮流計算を実行する。
【００９３】
（２）収束性判定部３
収束性判定部３は、潮流計算実行部２による計算結果に基づいて、系統データ２１に基づく潮流計算の収束性を判定する。具体的には、上述したように、収束性判定部３は、（ｉ）送電限界超過判定処理と、（ｉｉ）安定限界超過判定処理と、（ｉｉｉ）収束可否判定処理とを行う。また、需給アンバランス判定部５は、（ｉｖ）需給アンバランス判定処理を行う。以下、（ｉ）〜（ｉｖ）の夫々の処理について詳細に説明する。
【００９４】
（ｉ）送電限界超過判定処理
収束性判定部３の送電限界超過判定部３２は、潮流計算実行部２による潮流計算において、系統データ２０１に含まれるノードのうちノード電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合（例えば、ノード電圧の大きさの振動幅が所定の閾値を継続して超えたＰＱノードが存在する場合）に、送電限界の超過によって潮流計算が収束不可能であると判定する。
【００９５】
ＰＱノードの送電限界は、電圧安定性に起因する。そこで、送電限界について説明する前に、電力系統における電圧安定性の性質について説明する。ここでは、電力系統が、図６に示した等価回路によって表される場合を考える。なお、図６において、Ｖｓは送電電圧、Ｖｒはノード電圧（受電点）、Ｒは負荷の抵抗、Ｚは、受電点（ノード電圧）Ｖｒから系統側をみたテブナン等価インピーダンスである。
【００９６】
図６に示した電力系統の等価回路において、抵抗Ｒの負荷のノード電圧Ｖｒと受電電力Ｐとの関係は、図７に示されるＰＶカーブ６００として描くことができる。
【００９７】
図７において、ＰＶカーブ６００上のノード電圧（受電点）Ｖｒから系統側をみたテブナン等価インピーダンスＺと負荷インピーダンスＲの間には以下に示す関係がある。
すなわち、｜Ｚ｜＝｜Ｒ｜となるとき、ＰＱノードの受電電力Ｐが最大（Ｐ＝Ｐｍａｘ）となる。受電電力Ｐが最大となるときの電圧Ｖｒ＿ｐよりもノード電圧Ｖｒが高くなる側（高め解側）では、ノード電圧Ｖｒが下がると受電電流が増加し、受電電力Ｐも増加する。このとき、受電電力Ｐをインピーダンス換算したときの換算値Ｒは、ノード電圧（受電点）Ｖｒからみたテブナン等価インピーダンスＺよりも大きい。
【００９８】
一方、受電電力Ｐが最大となるときの電圧Ｖｒ＿ｐよりもノード電圧Ｖｒが低くなる側（低め解側）では、ノード電圧Ｖｒが下がると受電電流が増加するが、受電電力は減少する。このとき、受電電力Ｐをインピーダンス換算したときの換算値Ｒは、ノード電圧（受電点）Ｖｒからみたテブナン等価インピーダンスＺよりも小さい。
【００９９】
ここで、図６に示した回路において、提案手法によるｎ回目の試行時に電流Ｉｎが流れているとした場合、ｎ回目の試行時のノード電圧Ｖｒｎは、下記式（９）で表すことができる。式（９）において、Ｒｎは受電電力Ｐのノード電圧Ｖｒｎによる換算インピーダンスである。
【０１００】
【数９】
2019213421.tif 000011
【０１０１】
式（９）より、ｎ≧２であれば、式（１０）が導かれる。
【０１０２】
【数１０】
2019213421.tif 000012
【０１０３】
式（１０）によれば、｜Ｚ｜＜｜Ｒ｜（高め解側）の場合、Πの項はｎを∞としたときに０（ゼロ）になるため、ＶｒはＶ１（計算初期値）に関わらない収束値を持つことが理解される。また、Πの項はｎが偶数か奇数かで正負が入れ替わるので、振動しながら収束することを示す。
【０１０４】
ゆえに、｜Ｚ｜＜｜Ｒ｜（高め解側）の場合、Ｖｒは解を持ち、ＲｎはＲに収束する。一方、｜Ｚ｜＞｜Ｒ｜（低め解側）の場合、ＶｒおよびＲｎは発散する。また、｜Ｚ｜＝｜Ｒ｜のときは、Ｖｒは既に極値解となっている。
【０１０５】
したがって、ＰＱノードに設定されている受電電力Ｐの目標値がＰｍａｘより小さい場合、受電電力Ｐの換算インピーダンスが｜Ｚ｜より大きいため、ＰＶカーブの高め解側に探索点を持つ。そのため、試行を繰り返した場合、受電電力Ｐは目標値に収束する。
【０１０６】
図８Ａは、ＰＱノードの受電電力Ｐが収束する場合の一例を示す図である。
図８Ａに示すように、その計算過程にあるＰＱノードの電圧Ｖｒ及び受電電力ＰをＰＶ平面に探索点として落とし込んだ場合、探索点の描く軌跡は振動しながら一点に収束する。
【０１０７】
一方、ＰＱノードに設定されている受電電力Ｐの目標値がＰｍａｘより大きい場合、受電電力Ｐの換算インピーダンスが｜Ｚ｜より小さくなるため、ＰＶカーブの低め解側に探索点を持つ。そのため、試行を繰り返した場合、収束することは無い。すなわち、ＰＱノードは、電圧が低下し、次に電流が増加し、その後、無効電流の増加により過電圧発生する。この過電圧の発生により電圧が上昇し、次に電流が減少し、その次に電圧低下する。このように、ＰＱノードに設定されている受電電力Ｐの目標値がＰｍａｘより大きい場合、ＰＱノードは、電圧および電流の増加および減少が繰り返すような挙動となる。
【０１０８】
図８Ｂは、ＰＱノードの受電電力Ｐが収束しない場合の一例を示す図である。
図８Ｂに示すように、ＰＱノードに設定されている受電電力Ｐの目標値がＰｍａｘより大きい場合、ＰＶ平面上の探索点は、進み側の試行時解と遅れ側の試行時解を交互に移動しながらＰＶ平面上に曲線を描く。この軌跡は収束する場合の軌跡には発生し得ない高電圧や潮流方向の反転を含んでいる。
【０１０９】
本アルゴリズムでは、収束計算を行っている過程において計算結果に上記のような異常値が発生した場合に、電圧の不安定に起因した送電限界の超過が発生したと判定する。すなわち、送電限界超過判定部３２は、潮流計算実行部２による潮流計算の実行中に、その潮流計算の計算結果を参照し、ノード電圧の大きさが所定の範囲をこえたＰＱノードが存在する場合に、送電限界の超過が発生すると判定する。
【０１１０】
また、本アルゴリズムは、回路計算を一次式のまま行うので、各計算試行断面における各ノードの電圧の計算結果が回路のトポロジー性を反映している。すなわち、電気回路上、電源側の異常電圧はそのまま下流のノードにも伝わるが、異常が発生したノードより電源側ノードでは異常値が抑制される。それゆえに、ノード電圧の異常な電圧の分布を検出することにより、電力ネットワーク内のどの範囲で異常が発生しているかを把握することが可能となる。
【０１１１】
図９Ａ〜図９Ｃは、電圧振動の波及を説明するための図である。
図９Ａには、ノード・ブランチ図の一例が示されている。
図９Ｂには、図９Ａのノードブランチ図において、電源側のノードＡに異常電圧が発生した場合の下流側のノードＢへの電圧振動の波及の状態が示されている。図９Ｂにおいて、参照符号８０１は、上流側のノードＡの分布を表し、参照符号８０２は、下流側のノードＢの分布を表している。
図９Ｃには、図９Ａのノードブランチ図において、下流側のノードＢに異常電圧が発生した場合の電源側のノードＡへの電圧振動の波及の状態が示されている。図９Ｃにおいて、参照符号８１１は、上流側のノードＡの分布を表し、参照符号８１２は、下流側のノードＢの分布を表している。
【０１１２】
図９Ｂに示すように、基準ノード（電源）とノードＡとの間で電圧の振動（電圧不安定）が発生した場合、上流側のノードＡの電圧の振動が下流側のノードＢの電圧に波及する。一方、図９Ｃに示すように、ノードＡとノードＢとの間で電圧の振動（電圧不安定）が発生した場合、下流側のノードＢの電圧の振動は電源側のノードＡの電圧にも波及するが、その電圧（振動）の分散は小さくなる傾向がある（収束はしないが、振れ幅が小さい）。
【０１１３】
そこで、本アルゴリズムでは、電圧の不安定性に基づく送電限界の超過の発生を検出した場合、指定した回数（例えば、ｎ＝１００）の計算試行を実行し、統計処理を行う。すなわち、送電限界超過判定部３２は、ＰＱノード毎に、ノード電圧の大きさの分散を算出する。例えば、送電限界超過判定部３２は、全てのＰＱノード毎に、そのノード電圧の指定した回数分の算出値の分散を算出する。送電限界超過判定部３２は、算出した分散が他に比べて著しく大きいノード群が電圧不安定に至っているノード群であると判定する。
【０１１４】
また、データ生成部４の不安定検出結果データ生成部４２は、送電限界超過判定部３２によって算出された分散が大きい順にＰＱノードを並べたリストの情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成する。
【０１１５】
（ｉｉ）安定限界超過判定処理
安定限界超過判定部３３は、潮流計算実行部２による潮流計算において、系統データ２０１に含まれるノードのうち電圧アングルが振動または回転するＰＶノードが存在する場合に、安定限界の超過が発生すると判定する。
【０１１６】
潮流計算の収束過程において、ＰＶノードは、収束計算の過程でＰＱノードと同じように電圧が振動しているが、その電圧は指定値に制限されているので、ＰＶノードの電圧の振動は、潮流計算において電圧値の変動としては表れず、電圧アングルの変動というかたちで現れる。
【０１１７】
ここで、ＰＶノードが接続されるインピーダンスｘのブランチにおいて、ＰＶノードの電力の出力値をＰ、ＰＶノードの電圧をＶｒ、ブランチにおけるＰＶノードと対向する側の対向端ノードの電圧をＶｓとしたとき、ＰＶノードの電圧アングル、すなわちＰＶノードの電圧Ｖｒと対向端ノードの電圧Ｖｓの相差角δと、ＰＶノードの電力の出力値Ｐとの関係は、下記式（１１）で表すことができる。なお、受電の場合のＰを正で、送電の場合のＰを負で表す。
【０１１８】
【数１１】
2019213421.tif 000013
【０１１９】
ここで、ＰＶノードの電力の出力値の最大値をＰｍａｘは、下記式（１２）で表すことができる。
【０１２０】
【数１２】
2019213421.tif 000014
【０１２１】
ＰＶノードの電力の出力値ＰがＰｍａｘ以下であれば、適正な相差角δが存在することになる。一方、ＰＶノードの電力の出力値ＰがＰｍａｘより大きい場合、δはブランチ間位相差であってその値が小さいため、ｓｉｎδ≒δとみなすことができる。したがって、ｎ回目の試行時の相差角δｎと、（ｎ＋１）回目の試行時の相差角δ（ｎ＋１）との差をΔδは、下記式（１３）で表すことができる。
【０１２２】
【数１３】
2019213421.tif 000015
【０１２３】
本実施の形態に係る潮流計算のアルゴリズムでは、ｎ回目の試行時のノードの電力の出力値Ｐｎと電力の目標値Ｐとの偏差ΔＰ（＝Ｐ−Ｐｎ）が存在する（ΔＰ≠０）とき、潮流計算実行部２は、ΔＰを補正するように、当該ノードの電圧アングル（δｎ＋１＝δｎ＋Δδ）を算出する。このとき、当該ノードの電力の目標値Ｐが送電可能限界を超過している場合、何度試行を繰り返し実行したとしても、ΔＰがゼロになることはなく、常にＰ＞Ｐｎである。すなわち、（δｎ＋１）は常にδｎよりもΔδだけ大きくなるため、Δδの加算が際限なく繰り返され、ノードの電圧ベクトルは収束せずに回転し続ける。
【０１２４】
また、潮流計算の過程に発生する電圧変動により、送電可能な限界量も変動する。そのため、送電可能限界の変動幅の近傍に電力の目標値Ｐがあり、送電限界の超過と未超過を繰り返す場合には、相差角δの変動は回転せずに振動が持続する。
【０１２５】
図１０は、潮流計算の試行回数に対する電圧アングルの変化の一例を示す図である。
図１０において、横軸は、潮流計算（反復計算）の試行回数を表し、縦軸は、電圧アングル（相差角δ）の変動を表している。参照符号５０１は、電圧アングルが収束する場合の電圧アングルの変化を表し、参照符号５０２は、電圧アングルが回転し、発散する場合の電圧アングルの変化を表し、参照符号５０３は、電圧アングルが振動する場合の電圧アングルの変化を表している。
【０１２６】
安定限界超過判定部３３は、潮流計算実行部２による潮流計算において、系統データ２０１に含まれるノードのうち図１０の参照符号５０３のように電圧アングルが振動するＰＶノードと、図１０の参照符号５０２のように電圧アングルが回転するＰＶノードとを検出した場合に、安定限界の超過（定態不安定）が発生すると判定する。
【０１２７】
本アルゴリズムでは、安定限界の超過（定態不安定）の発生を検出した場合、指定した回数（例えば、ｎ＝１００）の計算試行を実行し、それまでに、安定限界の超過が発生したノードの情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成する。すなわち、データ生成部４は、収束性判定部３（安定限界超過判定部３３）によって潮流計算が収束しないと判定された場合に、電圧アングルが振動または回転するＰＶノードを列挙し、それらのＰＶノードをリストにした情報を不安定検出結果データ２０２として出力する。
【０１２８】
（ｉｉｉ）収束可否判定処理
上述したように、収束可否判定部３５は、潮流計算実行部２による計算結果と、送電限界超過判定部３２の判定結果と、安定限界超過判定部３３の判定結果とに基づいて、系統データ２１に基づく潮流計算の収束の可否を判定する。
【０１２９】
具体的に、収束可否判定部３５は、送電限界超過判定部３２によって送電限界の超過の発生が検出された場合、または安定限界超過判定部３３によって安定限界の超過の発生が検出された場合には、系統データ２１に基づく潮流計算が収束しない（収束不可能）と判定する。この場合、データ生成部４の不安定検出結果データ生成部４２が、上述したように不安定検出結果データ２０２を生成して出力する。
【０１３０】
一方、収束可否判定部３５は、送電限界超過判定部３２によって送電限界の超過の発生が検出されず、且つ安定限界超過判定部３３によって安定限界の超過の発生が検出されない場合には、潮流計算実行部２による潮流計算において、系統データ２０１に含まれるノードの電圧のｎ回目の試行時の計算値Ｖｎと、当該ノードの電圧の（ｎ＋１）回目の試行時の計算値Ｖｎ＋１との差と所定の閾値Ｖｔｈとを比較する。収束可否判定部３５は、上記差が所定の閾値より低くなった場合に、系統データ２０１に基づく潮流計算が収束可能と判定する。
【０１３１】
例えば、収束性判定部３５は、潮流計算実行部２による潮流計算の計算結果が下記式（１４）を満足した場合に、系統データ２０１に基づく潮流計算が収束可能と判定する。すなわち、系統データ２０１に基づく潮流計算において、系統データ２０１における全てのノードの最大の差（Ｖｉｎ−Ｖｉｎ＋１）が閾値Ｖｔｈより小さくなった場合に、当該系統データ２０１に基づく潮流計算が収束可能と判定する。
【０１３２】
【数１４】
2019213421.tif 000016
【０１３３】
収束性判定部３５によって系統データ２０１に基づく潮流計算が収束可能と判定された場合、データ生成部４の系統データ更新部４１は、収束可否判定部３５によって潮流計算が収束可能と判定されたときの潮流計算実行部２による計算結果を新たな計算初期値として、系統データ２０１に予め設定されている当該ノード電圧の計算初期値を更新する。系統データ更新部４１は、ノードの電圧の計算初期値を更新した系統データ２０１を、更新済みの新たな系統データ２０１Ａとして出力する。
【０１３４】
（ｉｖ）需給アンバランス判定処理
電力系統の潮流計算において、系統データにおいて需給アンバランスが生じている場合、指定出力量と指定負荷量の差分は基準発電機の出力にて補填される。通常、この補填量が著しく大きく基準発電機が定態不安定に陥った場合、負荷側のＰＶノードにおいて不安定が検出される。しかし、基準発電機に励磁制御系が設定されていた場合、基準発電機が必要な補填量を出力するための無効出力Ｑの増大を抑えるために、基準ＰＶノードの端子電圧が調整され、負荷側のＰＶノードの不安定が表面化する前に著しい端子電圧低下が生じる。したがって、基準ＰＶノードの電圧が指定範囲を逸脱した場合に、需給アンバランスによる送電限界超過の懸念が高まったと判断することが可能である。
【０１３５】
そこで、本実施の形態に係る支援装置１０において、需給アンバランス判定部５は、潮流計算実行部２による潮流計算において、系統データ２０１に含まれるノードのうち基準ＰＶノードが出力する電圧が所定範囲を超えている場合に、系統データ２０１において電力の需給のアンバランスが生じていると判定する。
【０１３６】
また、データ生成部４は、収束性判定部３によって系統データ２０１において電力の需給のアンバランスが生じていると判定された場合に、電力の需給アンバランスが発生していることを示す情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成する。例えば、不安定検出結果データ生成部４２が、系統データ２０１において電力の需給のアンバランスが生じていると判定された基準ＰＶノードの情報を含む動作ログを生成し、不安定検出結果データ２０２として出力する。
【０１３７】
なお、データ生成部４は、電力の需給のアンバランスが生じていると判定された場合でも、系統データ更新部４１によって、需給アンバランスが検出された計算断面の計算結果で各ノードの電圧の計算初期値を更新した系統データ２０１Ａを生成するとともに、不安定検出結果データ生成部４２によって電力の需給アンバランスが発生していることを示す情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成し、生成した夫々のデータを出力する。
【０１３８】
次に、支援装置１０による系統データ解析処理の詳細な流れについて説明する。
図１１は、実施の形態１に係る支援装置１０による系統データ解析処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【０１３９】
図１１に示すように、先ず、支援装置１０において、データ取得部１が、解析対象の系統データ２０１を取得する（ステップＳ１１）。
【０１４０】
次に、潮流計算実行部２が、ステップＳ１１で取得した系統データ２０１に基づいて、上述した計算式により、潮流計算を実行する（ステップＳ１２）。
【０１４１】
次に、収束性判定部３が、ステップＳ１２から取得した潮流計算の計算値に基づいて、安定性について判定を行う（ステップＳ１３）。具体的には、送電限界超過判定部３２が、上述した手法により送電限界超過判定処理を実行するとともに、安定限界超過判定部３３が、上述した手法により安定限界超過判定処理を実行し、潮流計算において、ステップＳ１１で取得した系統データ２０１に含まれる何れかのノードが不安定になる状態が検出されたか否かを判定する。
【０１４２】
ステップＳ１３において、送電限界超過判定部３２および安定限界超過判定部３３によって潮流計算が不安定となる状態が検出されなかった場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、収束性判定部３が、収束状況を出力する（ステップＳ１５）。具体的には、計算経過データ生成部３４が、潮流計算実行部２による潮流計算の進行状況および収束状況を示す情報を計算経過データ２０３として出力し、それらの情報を支援装置１０に接続された表示装置に表示する。
【０１４３】
一方、ステップＳ１４において、何れかのノードが不安定になる状態が検出された場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、収束性判定部３が、計算経過を出力する（ステップＳ２０）。具体的には、計算経過データ生成部３４が、潮流計算の進行状況を示す情報、不安定状態が検出されたことを示す情報、および統計処理を開始することを示す情報を、計算経過データ２０３として出力し、それらの情報を支援装置１０に接続された表示装置に表示する。
【０１４４】
次に、収束性判定部３が、ステップＳ１２による潮流計算において指定された回数の試行が実行されたか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、送電限界超過判定部３２が、ノード電圧の大きさが所定の範囲を超えたＰＱノードを検出した場合、送電限界の超過によって潮流計算が収束不可能であると判定するとともに、ステップＳ１２による潮流計算において指定された回数の試行が実行されたか否かを判定する。
【０１４５】
また、例えば、安定限界超過判定部３３が、系統データ２０１に含まれるノードのうち電圧アングルが振動または回転するＰＶノードを検出した場合、安定限界の超過によって潮流計算が収束しないと判定するとともに、ステップＳ１２による潮流計算において指定された回数の試行（反復計算）が実行されたか否かを判定する。
【０１４６】
ステップＳ２１において、ステップＳ１２による潮流計算において指定された回数の試行が実行されていない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、ステップＳ１２による潮流計算が継続されるとともに、統計処理を行う（ステップＳ２３）。例えば、ステップＳ１３において、ノード電圧が異常値となったＰＱノードを検出された場合には、上述したように、送電限界超過判定部３２が、全てのＰＱノード毎に、そのノード電圧の指定した回数分の算出値の分散を算出する。
【０１４７】
一方、ステップＳ２１において、ステップＳ１２による潮流計算において指定された回数の試行が実行された場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、収束可否判定部３５が、系統データ２１に基づく潮流計算が収束しない（収束不可能）と判定し、データ生成部４が、不安定検出結果データ２０２を生成して出力する（ステップＳ２２）。
【０１４８】
例えば、データ生成部４の不安定検出結果データ生成部４２が、ステップＳ２３の統計処理の結果に基づいて、上述した手法により、異常値であるノード電圧の分散が大きい順にＰＱノードを並べたリストの情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成して出力する。この場合、例えば、系統データ２０１は更新されず、不安定検出結果データ２０２が出力されて、系統データ解析処理が終了する。
【０１４９】
支援装置１０において、ステップＳ１２による潮流計算の実行中に、例えば、収束性判定部３による安定性についての判定処理（ステップＳ１３）と並行して、需給アンバランス判定処理が行われる（ステップＳ１４）。具体的には、需給アンバランス判定部５が、上述した手法により、需給アンバランス判定処理を実行し、需給アンバランスが発生しているか否か、すなわち需給アンバランスによる送電限界超過の懸念の有無を判定する。
【０１５０】
ステップＳ１４において、需給アンバランスが発生している場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、データ生成部４が、需給アンバランスが発生していることを示すメッセージを出力する（ステップＳ２４）。具体的には、不安定検出結果データ生成部４２が、系統データ２０１において電力の需給のアンバランスが生じていると判定された基準ＰＶノードの情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成して出力し、必要な情報を支援装置１０に接続された表示装置に表示する。
【０１５１】
ステップＳ２４の後、支援装置１０はステップＳ１７に移行し、潮流計算実行部２が潮流計算を停止する（ステップＳ１７）。
【０１５２】
一方、ステップＳ１４において、需給アンバランスが発生していない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１５に移行し、上述したように、収束性判定部３が収束状況を出力する。
【０１５３】
ステップＳ１５の後、収束性判定部３が、ステップＳ１２で実行した系統データ２０１の潮流計算が収束可能か否かを判定する（ステップＳ１６）。具体的には、上述したように、収束可否判定部３５が、系統データ２０１に含まれるノードの電圧のｎ回目の試行時の計算値Ｖｎと、当該ノードの電圧の（ｎ＋１）回目の試行時の計算値Ｖｎ＋１との差が所定の閾値Ｖｔｈより小さいか否かを判定する。すなわち、収束可否判定部３５が、上述した式（１４）の条件を満たすか否かを判定する。
【０１５４】
ステップＳ１６において、収束可否判定部３５が上記式（１４）の条件を満たさないと判定した場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、支援装置１０は、ステップＳ１２で実行した潮流計算を停止（中断）する指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【０１５５】
ステップＳ２５において、潮流計算の停止を指示する指示が入力されていない場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り、支援装置１０は、潮流計算の試行を繰り返し実行する。
【０１５６】
一方、ステップＳ２５において、潮流計算の停止を指示する指示が入力された場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、潮流計算実行部２が実行中の潮流計算を停止するとともに、系統データ更新部４１が、停止したときの上述した手法による潮流計算断面の計算結果に基づいてステップＳ１１で取得した系統データ２０１に含まれるノードの電圧の計算初期値を更新して、更新後の系統データ２０１Ａを生成する（ステップＳ２６）。
【０１５７】
ステップＳ１６において、上記式（１４）の条件を満たす場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、収束可否判定部３５が、ステップＳ１２で実行した系統データ２０１の潮流計算が収束可能と判定し、潮流計算実行部２が潮流計算を停止する（ステップＳ１７）。
【０１５８】
ステップＳ１７の後、系統データ更新部４１が、ステップＳ１７で停止したときの上述した手法による潮流計算断面の計算結果に基づいて、ステップＳ１１で取得した系統データ２０１に含まれるノードの電圧の計算初期値を更新して、更新後の系統データ２０１Ａを生成する（ステップＳ１８）。
【０１５９】
ステップＳ１８の後、系統データ更新部４１が、ステップＳ２６またはステップＳ１８において生成された更新後の系統データ２０１Ａを出力するとともに、計算結果データ生成部４３が、潮流計算実行部２による計算結果データ２０４を出力する（ステップＳ１９）。これにより、系統データ解析処理が終了する。
【０１６０】
以上、実施の形態１に係る支援装置１０は、解析対象の電力系統に関する系統データ２０１（第１の系統データ）の潮流計算を提案する計算方法によって実行するとともに、その潮流計算の計算結果に基づいて系統データ２０１の潮流計算の収束性を判定し、系統データ２０１の潮流計算が収束可能と判定された場合に、上記潮流計算の計算結果に基づいて、系統データ２０１を修正した系統データ２０１Ａ（第２の系統データ）を生成する。
【０１６１】
これによれば、所定の解析プログラムを用いて電力系統の解析を行う電力系統解析装置１００による系統データ２０１の潮流計算の収束性が悪い場合であっても、収束性が改善するように系統データ２０１を修正した新たな系統データ２０２を生成することが可能となる。例えば、系統データ２０１に含まれるノードの電圧の計算初期値を書き換えて収束性を改善した新たな系統データ２０１Ａを生成し、電力系統解析装置１００に入力することにより、電力系統解析装置１００による潮流計算が収束する可能性を増すことが可能となる。また、支援装置１０が系統データ２０１Ａを生成するので、ユーザによる、潮流計算が非収束となる原因の解析作業や系統データの修正作業等が不要になる。
【０１６２】
すなわち、実施の形態１に係る支援装置１０によれば、電力系統の潮流計算が非収束となる原因の解析作業等の作業コストを削減し、コンピュータによる潮流計算の求解性を向上させることが可能となる。
【０１６３】
また、支援装置１０は、系統データ２０１に含まれるノード電圧の反復法によるｎ（ｎは１以上の整数）回目の試行時の値と、当該ノードの電圧の反復法による（ｎ＋１）回目の試行時の値との差が所定の閾値より低くなった場合に、系統データ２０１の潮流計算が収束したと判定する。
これによれば、系統データ２０１の潮流計算の収束性を簡単かつ適切に判定することが可能となる。
【０１６４】
また、支援装置１０は、系統データ２０１の潮流計算が収束した判定されたときの系統データ２０１の潮流計算の計算値に基づいて、系統データ２０１に含まれるノード電圧の計算初期値を書き換えて系統データ２０１を生成する。
これによれば、最終計算結果により近い値を計算初期値として設定することが可能となり、より収束性の高い系統データ２０１Ａを生成することが可能となる。
【０１６５】
また、支援装置１０において、支援装置１０による潮流計算は上述した計算方法に基づいて行われる。
これによれば、提案手法は他の計算方法に比べて求解性が高いので、系統データ２０１に含まれるノードの電圧の計算初期値として適切な値を算出することが可能となる。これにより、より収束性の高い系統データ２０１Ａを生成することが可能となるので、作業コストの更なる削減と潮流計算の求解性の更なる向上が期待できる。
【０１６６】
また、支援装置１０は、系統データ２０１の潮流計算が収束不可能と判定された場合に、系統データ２０１の潮流計算が不安定となることを示す不安定検出結果データ２０２を生成する。
【０１６７】
これによれば、電力系統解析装置１００に系統データ２０１を入力して潮流計算を実行する前に、その系統データ２０１が収束しない可能性が高いことをユーザに通知することが可能となる。
【０１６８】
また、支援装置１０は、系統データ２０１の潮流計算において系統データ２０１に含まれるノードのうち電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、送電限界の超過によって潮流計算が収束不可能であると判定するとともに、そのＰＱノードの情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成する。
【０１６９】
これによれば、系統データ２０１について電圧の不安定性に基づく送電限界超過が発生する可能性が高いこと、および送電限界超過が発生する可能性の高いＰＱノードの情報をユーザに提示することができるので、ユーザによる系統データ２０１の解析作業や修正作業等の作業コストを更に減らすことが可能となる。
【０１７０】
また、支援装置１０は、系統データ２０１の潮流計算において、受電電圧の計算値が所定の範囲を逸脱したＰＱノードが存在する場合に、ＰＱノード毎にノード電圧の分散を算出するとともに、分散が大きい順にＰＱノードを並べたリストの情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成する。
【０１７１】
これによれば、送電限界超過の原因と考えられるＰＱノードの情報をユーザに提示することができるので、ユーザによる系統データ２０１の解析作業や修正作業等の作業コストを更に減らすことが可能となる。
【０１７２】
また、支援装置１０は、系統データ２０１の潮流計算において系統データ２０１に含まれるノードのうち電圧アングルが振動または回転するＰＶノードが存在する場合に、安定限界の超過によって潮流計算が収束しないと判定するとともに、その電圧アングルが振動または回転するＰＶノードの情報を含む不安定検出結果データ２０２を生成する。
【０１７３】
これによれば、系統データ２０１について定態の不安定性に基づく安定限界超過が発生する可能性が高いこと、および安定限界超過が発生する可能性の高いＰＶノードの情報をユーザに提示することができるので、ユーザによる系統データ２０１の解析作業や修正作業等の作業コストを更に減らすことが可能となる。
【０１７４】
また、支援装置１０は、系統データ２０１の潮流計算において系統データ２０１に含まれるノードのうち基準ＰＶノードの送電電圧が所定範囲を超えている場合に、系統データ２０１の潮流計算において電力の需給のアンバランスが生じていると判定するとともに、電力の需給アンバランスが発生していることを示す情報（動作ログ）を含む不安定検出結果データ２０２を生成する。
【０１７５】
これによれば、電力の需給のアンバランスによって収束しない可能性があることをユーザに提示することができるので、ユーザによる系統データ２０１の解析作業や修正作業等の作業コストを更に減らすことが可能となる。
【０１７６】
また、支援装置１０は、潮流計算の計算結果を示す計算結果データ２０４を出力する。  これによれば、支援装置１０による系統データ２０１の潮流計算の計算結果と、電力系統解析装置１００による系統データ２０１の潮流計算の計算結果とを、ユーザが比較することが容易となる。例えば、電力系統解析装置１００による潮流計算の計算結果の出力データと同じ表示形式で、支援装置１０による潮流計算の計算結果の出力データを出力することにより、ユーザは、例えば２つの潮流計算による同一ノードのノード電圧等の計算値を、容易に比較することが可能となる。
【０１７７】
また、支援装置１０は、潮流計算の計算状況を示す計算経過データ２０３を出力する。
これによれば、支援装置１０による系統データ２０１の潮流計算の計算時間が長い場合であっても、潮流計算の進行状況、例えば、潮流計算が収束する方向に向かっているか否か、電圧の振動が起きているか否か、および、どの程度まで解が収束しているのか等を、ユーザがリアルタイムで確認することが可能となる。
【０１７８】
また、支援装置１０は、系統データ２０１の潮流計算の停止を指示する指令が入力された場合に実行中の潮流計算を停止するとともに、潮流計算が停止したときの潮流計算の計算値に基づいて系統データ２０１に含まれるノードの電圧の計算初期値を算出し、算出した計算初期値に基づいて、系統データ２０１に予め設定されている上記計算初期値を更新して系統データ２０１Ａを生成する。
【０１７９】
これによれば、ユーザが上記計算経過データを参照することで、例えば、支援装置１０による潮流計算が収束判定基準まで至っていないが、上記計算初期値を決定する上で十分な精度が出ていると判断した場合や、長周期の動揺が検出されていて不安定判定基準に至るまで時間を要する場合等に、潮流計算を中断して、そこまでの計算結果を利用することが可能となる。これにより、ユーザによる系統データ２０１の解析作業や修正作業等の作業時間の更なる短縮を図ることが可能となる。
【０１８０】
≪実施の形態２≫
図１２は、実施の形態２に係る電力系統解析装置の機能ブロック構成を示す図である。
電力系統解析装置１００Ａは、２つの異なる潮流計算アルゴリズムを順次実行する機能を有している。
【０１８１】
具体的に、電力系統解析装置１００Ａは、実施の形態１に係る支援装置１０の各構成要素に対応するデータ取得部１、潮流計算実行部２、収束性判定部３、およびデータ生成部４）と、演算部６および出力部７とを備えている。
データ生成部４によって更新された系統データ２０１Ａの潮流計算を実行することにより電力系統の解析処理を実行する電力系統解析部５とを備えている。
【０１８２】
電力系統解析装置１００Ａは、例えば、実施の形態１に係る支援装置１０と同様に、ＰＣやサーバ等の情報処理装置（コンピュータ）によって実現されている。
【０１８３】
ここで、電力系統解析装置１００Ａのハードウェア構成は、例えば、支援装置１０と同様である（図２参照）。例えば、図２において、本実施の形態に係る電力系統解析方法に係る各処理（ステップ）をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを含むプログラム１０２１は、記憶装置１０２に予めインストールされている。
【０１８４】
潮流計算実行部２および収束性判定部３は、第１の計算方法によって系統データ２０１の潮流計算を行う第１の潮流計算部２０として機能する。具体的に、第１の潮流計算部２０は、実施の形態１に係る支援装置１０と同様に、データ取得部１によって取得した解析対象の電力系統に関する系統データ２０１を用いて、上述した提案手法による第１の潮流計算を実行する。データ生成部４は、実施の形態１に係る支援装置１０と同様に、第１の潮流計算部２０による潮流計算断面の計算結果に基づいて、系統データ２０１に含まれるノード電圧の計算初期値を更新して、系統データ２０１Ａを生成する。
【０１８５】
演算部６は、データ生成部４によって生成された系統データ２０１Ａを入力し、入力した系統データ２０１Ａを用いて、潮流計算実行部２の計算方法とは異なる第２の計算方法によって第２の潮流計算を実行する第２の潮流計算部として機能する。
【０１８６】
ここで、第２の計算方法とは、例えばＮＲ法である。すなわち、電力系統解析装置１００Ａでは、第１の潮流計算部２０（潮流計算実行部２）が、第１の計算方法としての実施の形態１に説明した手法によって第１の潮流計算を実行するとともに、演算部６が第２の計算方法としてのＮＲ法によって第２の潮流計算を実行する。
【０１８７】
出力部７は、演算部６による第２の潮流計算の計算結果を含む計算結果データ２０４Ａを出力する。計算結果データ２０４Ａには、例えば、演算部６による第２の潮流計算によって算出された各ノード電圧および各ブランチ潮流の値と、各種動作ログの情報等が含まれる。
【０１８８】
図１３は、実施の形態２に係る電力系統解析装置１００Ａによる電力系統解析処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【０１８９】
同図に示されるフロチャートにおいて、電力系統解析装置１００Ａは、実施の形態１に係る支援装置１０と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ２６までの処理を実行する。すなわち、電力系統解析装置１００Ａは、先ず、系統データ２０１を用いて、上述した提案手法による第１の潮流計算を実行し、その潮流計算断面の計算結果に基づいて、系統データ２０１に含まれるノード電圧の計算初期値を更新して、系統データ２０１Ａを生成する。
【０１９０】
ステップＳ１９において、データ生成部４が更新後の系統データ２０１Ａおよび第１の潮流計算の計算結果データ２０４を生成した後、電力系統解析装置１００Ａは、第２の潮流計算を実行する（ステップＳ２７）。具体的には、演算部６が、ステップＳ１９で生成された系統データ２０１Ａを入力し、入力した系統データ２０１Ａの第２の潮流計算を潮流計算実行部２とは異なる計算方法（例えばＮＲ法）によって実行する。
【０１９１】
ステップＳ２７における第２の潮流計算の終了後、出力部７が、演算部６による第２の潮流計算の計算結果データ２０４Ａを出力する（ステップＳ２８）。
【０１９２】
以上、電力系統解析装置１００Ａによれば、データ取得部１、潮流計算実行部２、収束性判定部３、およびデータ生成部４によって、解析対象の電力系統に関する系統データ２０１を用いて上述した提案手法による第１の潮流計算を実行し、その潮流計算断面の計算結果に基づいて系統データ２０１を修正した系統データ２０１Ａを生成するとともに、演算部６によって、系統データ２０１Ａを用いて、潮流計算実行部２の計算方法とは異なる計算方法によって第２の潮流計算を実行する。
これによれば、２つの異なる潮流計算アルゴリズムを順次実行することで機能性を向上させた新たな潮流計算システムを提供することができる。
【０１９３】
また、電力系統解析装置１００Ａによれば、潮流計算の収束性を高めるために系統データを更新する処理と、更新した系統データの潮流計算を実行して電力系統を解析する処理とを一つのシステムにおいて実施することができるので、支援装置と電力系統解析装置とをそれぞれ別個に用意する必要がない。これにより、ユーザの利便性を向上させることができる。
【０１９４】
また、電力系統解析装置１００Ａは、第１の潮流計算部２０（潮流計算実行部２）による第１の潮流計算の計算結果データ２０４と、第２の潮流計算部としての演算部６による第２の潮流計算の計算結果データ２０４Ａとを出力する。
【０１９５】
これによれば、実施の形態１に係る支援装置１０と同様に、ユーザが、共通の系統データ２０１に基づく２つの異なる潮流計算の計算結果を比較することが容易となる。
【０１９６】
≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１９７】
例えば、上記実施の形態では、支援装置１０（潮流計算実行部２）が提案方法により潮流計算を行い、電力系統解析装置１００（電力系統解析部５）がＮＲ法により潮流計算を行う場合を例示したが、支援装置１０（潮流計算実行部２）と電力系統解析装置１００（潮流計算実行部６）とが互いに機能性の異なるアルゴリズムによって潮流計算を行うことができれば、これに限定されるものではない。例えば、収束性が高く不安定判定が可能だが計算時間が遅いアルゴリズムと、難収束に至る場合もあるが高速計算できるアルゴリズムとを組み合わせることにより、潮流計算システムの機能性を向上させることが可能となる。
【０１９８】
また、上記実施の形態では、支援装置１０および電力系統解析装置１００Ａが、ＰＣやサーバ等のコンピュータによって実現される場合を例示したが、これに限られない。例えば、クライアントサーバシステムのように、複数台のコンピュータによって実現されていてもよい。
【０１９９】
また、上述のフローチャートは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。すなわち、フローチャートの各図に示したステップは一例であって、このフローに限定されるものではない。例えば、一部の処理の順番が変更されてもよいし、各処理間に他の処理が挿入されてもよいし、一部の処理が並列に行われてもよい。
【符号の説明】
【０２００】
１…データ取得部、２，６…潮流計算実行部、３…収束性判定部、４…データ生成部、５…需給アンバランス判定部、６…演算部、７…出力部、１０…支援装置、２０…電力系統解析装置、２１…系統データ、３１…安定性判定部、３２…送電限界超過判定部、３３…安定限界超過判定部、３４…計算経過データ生成部、３５…収束可否判定部、４１…系統データ更新部、４２…不安定検出結果データ生成部、４３…計算結果データ生成部、１００…電力系統解析装置、１０１…演算装置、１０２…記憶装置、１０３…入力装置、１０４…Ｉ／Ｆ装置、１０５…出力装置、１０６…バス、２０１…系統データ（第１の系統データ）、２０１Ａ…系統データ（第２の系統データ）、２０２…不安定検出結果データ、２０３…計算経過データ、２０４，２０４Ａ…計算結果データ、３０１Ａ…系統データ。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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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