(57)【要約】【課題】電力系統に含まれる不確実な要素を考慮した信頼度の評価を行うことができる電力系統監視システム、電力系統監視方法、およびプログラムを提供すること。【解決手段】実施形態の電力系統監視システムは、推定部と、信頼度評価部と、判定部と、制御内容決定部とを持つ。信頼度評価部は、推定部により推定された複数の状態に基づいて、電力系統設備の電力供給の信頼度を導出する。判定部は、信頼度評価部により複数の状態のそれぞれについて導出された信頼度に基づいて、信頼度に関する所定条件が満たされたか否かを判定する。制御内容決定部は、判定部により所定条件が満たされないと判定された場合、信頼度を改善するための電力系統設備に対する制御内容を決定する。【選択図】図１
2019216534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統設備において計測された計測情報と、前記電力系統設備によるエネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値を含む予測情報とに基づいて、前記複数の予測値のそれぞれに対応し、前記電力系統設備が将来とり得る複数の状態を推定する推定部と、
前記推定部により推定された前記複数の状態に基づいて、前記電力系統設備の電力供給の信頼度を、前記複数の状態のそれぞれについて導出する信頼度評価部と、
前記信頼度評価部により前記複数の状態のそれぞれについて導出された前記信頼度に基づいて、前記信頼度に関する所定条件が満たされたか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記所定条件が満たされないと判定された場合、前記信頼度を改善するための前記電力系統設備に対する制御内容を決定する制御内容決定部と、
を備える電力系統監視システム。
【請求項２】
前記信頼度評価部は、前記推定部により推定された前記複数の状態と、前記電力系統設備において想定される事故とに基づいて、前記信頼度として、前記想定される事故後における前記電力系統設備の電力供給の信頼度を、前記複数の状態のそれぞれについて導出する、
請求項１に記載の電力系統監視システム。
【請求項３】
前記制御内容決定部は、前記制御内容の候補を前記推定部に提供し、
前記推定部は、前記制御内容決定部により提供された前記候補が実行された後の制御後系統状態を推定し、
前記信頼度評価部は、前記推定部により推定された前記制御後系統状態に基づいて、前記候補が実行された後における前記電力系統設備の電力供給の信頼度を導出し、
前記制御内容決定部は、前記候補が実行された後における前記電力系統設備の電力供給の信頼度であって、前記複数の状態のそれぞれについて導出された前記信頼度に基づいて、前記所定条件が満たされたと前記判定部により判定されるまで、前記候補を前記推定部に提供する、
請求項１または２に記載の電力系統監視システム。
【請求項４】
前記所定条件は、前記複数の状態のそれぞれについて導出された全ての信頼度が所定基準を満たすことを含む、
請求項３に記載の電力系統監視システム。
【請求項５】
前記所定条件は、前記複数の状態のそれぞれについて導出された全ての信頼度のうち、所定基準を満たす信頼度の割合または数が所定値以上であることを含む、
請求項３に記載の電力系統監視システム。
【請求項６】
前記所定値は、前記エネルギー出力に関する変動幅を表す予測値の組み合わせパターンの数に応じて設定される、
請求項５に記載の電力系統監視システム。
【請求項７】
前記所定条件は、前記信頼度に関する目的関数の変化量が収束したこと、あるいは、前記目的関数を導出した回数が閾値以上となったことを含む、
請求項３に記載の電力系統監視システム。
【請求項８】
前記制御内容決定部は、前記目的関数を最小化あるいは最大化させる制御内容を選択することで、前記信頼度を改善するための前記電力系統設備に対する制御内容を決定する、
請求項７に記載の電力系統監視システム。
【請求項９】
前記制御内容決定部により前記推定部に提供された前記候補と、前記信頼度評価部により導出された前記候補が実行された後における前記電力系統設備の電力供給の信頼度とを対応付けた情報を、表示部に表示させるための出力情報を生成する生成部をさらに備える、
請求項３から８のうちいずれか一項に記載の電力系統監視システム。
【請求項１０】
前記エネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値には、それぞれの発生確率が対応付けられており、
前記信頼度評価部は、前記信頼度を導出する際の将来とり得る状態に含まれる前記予測値に対応する発生確率を乗算した重み係数に基づいて、前記信頼度を補正する、
請求項１から９のうちいずれか一項に記載の電力系統監視システム。
【請求項１１】
前記エネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値は、前記電力系統設備に含まれる再生可能エネルギー電源による第１出力予測値と、前記第１出力予測値を平均値とする確率分布に基づいて導出される第２出力予測値とを含む、
請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の電力系統監視システム。
【請求項１２】
前記エネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値は、再生可能エネルギーを用いた発電事業者により提出されている発電事業計画に基づいて導出される発電予測の誤差を示す第１誤差予測値と、前記第１誤差予測値を平均値とする確率分布に基づいて導出される第２誤差予測値とを含む、
請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の電力系統監視システム。
【請求項１３】
前記電力系統設備に含まれる設備に対して、前記制御内容決定部により決定された前記制御内容を実行させるための制御指令を送信する制御指令送信部をさらに備える、
請求項１から１２のうちいずれか一項に記載の電力系統監視システム。
【請求項１４】
コンピュータが、
電力系統設備において計測された計測情報と、前記電力系統設備によるエネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値を含む予測情報とに基づいて、前記複数の予測値のそれぞれに対応し、前記電力系統設備が将来とり得る複数の状態を推定し、
推定された前記複数の状態に基づいて、前記電力系統設備の電力供給の信頼度を、前記複数の状態のそれぞれについて導出し、
前記複数の状態のそれぞれについて導出された前記信頼度に基づいて、前記信頼度に関する所定条件が満たされたか否かを判定し、
前記所定条件が満たされないと判定された場合、前記信頼度を改善するための前記電力系統設備に対する制御内容を決定する、
電力系統監視方法。
【請求項１５】
コンピュータに、
電力系統設備において計測された計測情報と、前記電力系統設備によるエネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値を含む予測情報とに基づいて、前記複数の予測値のそれぞれに対応し、前記電力系統設備が将来とり得る複数の状態を推定させ、
推定された前記複数の状態に基づいて、前記電力系統設備の電力供給の信頼度を、前記複数の状態のそれぞれについて導出させ、
前記複数の状態のそれぞれについて導出された前記信頼度に基づいて、前記信頼度に関する所定条件が満たされたか否かを判定させ、
前記所定条件が満たされないと判定された場合、前記信頼度を改善するための前記電力系統設備に対する制御内容を決定させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力系統監視システム、電力系統監視方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電力系統に含まれる部分的な事故が電力系統全体に波及し、例えば広域停電の発生や発電機の停止などを引き起こすことが知られている。
【０００３】
また、太陽光や風力などを利用した再生可能エネルギー電源の普及に伴い、電力供給の信頼度の評価に対する不確実な要素の影響が大きくなってきている。しかしながら、これら不確実な要素を考慮した信頼度の評価については十分に検討されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１２９０８４号
【特許文献２】特開２０１６−１８９６６４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１４／１９９５０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、電力系統に含まれる不確実な要素を考慮した信頼度の評価を行うことができる電力系統監視システム、電力系統監視方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の電力系統監視システムは、推定部と、信頼度評価部と、判定部と、制御内容決定部とを持つ。推定部は、電力系統設備において計測された計測情報と、前記電力系統設備によるエネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値を含む予測情報とに基づいて、前記複数の予測値のそれぞれに対応し、前記電力系統設備が将来とり得る複数の状態を推定する。信頼度評価部は、前記推定部により推定された前記複数の状態に基づいて、前記電力系統設備の電力供給の信頼度を、前記複数の状態のそれぞれについて導出する。判定部は、前記信頼度評価部により前記複数の状態のそれぞれについて導出された前記信頼度に基づいて、前記信頼度に関する所定条件が満たされたか否かを判定する。制御内容決定部は、前記判定部により前記所定条件が満たされないと判定された場合、前記信頼度を改善するための前記電力系統設備に対する制御内容を決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の電力系統監視システム１０の構成の一例を示す図。
【図２】実施形態の想定事故情報１３Ａの内容の一例を示す図。
【図３】実施形態の再生可能エネルギー出力予測の確率分布の例を示す図。
【図４】実施形態の再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂの一例を示す図。
【図５】ノードデータの内容の一例を示す図。
【図６】ブランチデータの内容の一例を示す図。
【図７】過負荷耐量と時間の関係をグラフ形式で示す参考図。
【図８】電圧安定度余裕の限界値を示すＰ−Ｖカーブをグラフ形式で示す参考図。
【図９】第１実施形態の電力系統監視システム１０による処理の一例を説明するためのフローチャート。
【図１０】地域ごとの再生可能エネルギー出力予測値をグラフ形式で示す図。
【図１１】図１０に示す発生確率に基づく重み係数ｋｉの一例を示す図。
【図１２】第２実施形態の電力系統監視システム１０による処理の一例を説明するためのフローチャート。
【図１３】地域ごとの再生可能エネルギー出力予測値をグラフ形式で示す図。
【図１４】実施形態の再生可能エネルギー出力予測の確率分布の他の例を示す図。
【図１５】表示部１２に表示させる画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の電力系統監視システム、電力系統監視方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、実施形態の電力系統監視システム１０の構成の一例を示す図である。電力系統監視システム１０は、電力系統２１の将来の系統状態の安定度を推定するシステムである。
【００１０】
電力系統監視システム１０は、現在の電力系統２１の系統状態に基づいて、将来（例えば、現時点から３０分後あるいは６０分後）の系統状態を推定する。電力系統監視システム１０は、推定結果に基づいて、想定事故が起きた場合の電力系統２１の信頼度を導出する。電力系統２１の信頼度の具体的な評価項目としては、例えば過負荷、電圧安定度、過渡安定度、周波数安定度などがある。これらの項目の値が限界値を超過した場合（あるいは下回った場合）、電力系統監視システム１０は、電力系統２１に含まれる設備の故障や脱落が発生して停電を引き起こす可能性があるため、電力系統２１の信頼度が低いと判断する。なお限界値は、電力系統２１の信頼度を確保するために予め設定される閾値である。電力系統２１の信頼度が低いと判断された場合、電力系統監視システム１０は、電力系統２１の信頼度が高くなるような電力系統２１に対する制御内容を決定する。
【００１１】
［電力系統２１］
先に、電力系統２１について説明する。電力系統２１には、例えば、複数の発電機２２（２２-１、２２-２、…）と、複数の再生可能エネルギー電源２３（２３-１、２３-２、２３-３、２３-４、…）と、複数の需要家２４（２４-１、…）とが接続される。発電機２２は、例えば、火力発電、水力発電、原子力発電等を行う大規模発電機である。再生可能エネルギー電源２３は、例えば、再生可能エネルギーである太陽光、風力等を用いて発電する発電設備である。再生可能エネルギー電源２３は、様々な規模で構築され得る。個々の再生可能エネルギー電源２３や需要家２４は、地域ごとにまとめられてもよく、例えば、地域集合３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）ごとにまとめられている。この地域集合３１のパターンは、任意に設定されてよく、図示に限られず様々なパターンで設定可能である。
【００１２】
また、電力系統２１は、電力系統監視システム１０と連携するための装置として、複数の計測装置２５（２５‐１、２５‐２、・・・、２５‐ｍ）と、複数の制御端末装置２６（２６‐１、２６‐２、・・・、２６‐ｍ）とを備える。ｍは任意の自然数である。
【００１３】
複数の計測装置２５は、電力系統２１に含まれる各所（ブランチやノード）のそれぞれにおける系統状態を計測し、計測結果を示す計測情報を、電力系統監視システム１０に送信する。系統状態には、例えば、各ブランチや各ノードにおける電圧、位相、潮流、負荷、発電機２２の出力、再生可能エネルギー電源２３の出力などが含まれる。潮流は、電気が流れているある状態における各所の電気の流れの大きさを示す指標であって、例えば、有効電力、無効電力などの大きさで表される。
【００１４】
制御端末装置２６は、電力系統監視システム１０から受信した制御指令に基づいて、系統制御機器や発電機２２（出力量等）の制御、再生可能エネルギー電源２３の出力抑制などを行う。系統制御機器は、無効電力制御を実行する調相設備であり、例えば、進相コンデンサ、分路リアクトル、ＳＶＣ（Static Var Compensator）等を含む。また、系統制御機器は系統用蓄電池などであってもよい。
【００１５】
＜第１実施形態＞
［電力系統監視システム１０］
次に、電力系統監視システム１０について説明する。電力系統監視システム１０は、例えば、入力部１１と、表示部１２と、記憶部１３と、処理部１４とを備える。なお、電力系統監視システム１０は、ネットワークを介して複数の計測装置２５や複数の制御端末装置２６などと通信する通信部も備えるが、説明を簡略化するために、図示や説明を省略する。電力系統監視システム１０は、一以上のプロセッサを含む。電力系統監視システム１０は、単体のコンピュータ装置であってもよいし、二以上に分散化されたコンピュータ装置であってもよい。例えば、入力部１１と表示部１２だけがＰＣ等の端末装置により実現され、記憶部１３と、処理部１４とが、端末装置とネットワークを介して接続されるサーバ装置等により実現されるものであってもよい。
【００１６】
入力部１１は、例えば、各種キー、ボタン、ダイヤルスイッチ、マウス、表示部１２と一体として形成されるタッチパネルなどのうち一部または全部を含む。また、入力部１１は、外部装置と電気的に接続される接続部であってもよい。表示部１２は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。
【００１７】
記憶部１３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤなどのフラッシュメモリ、ＨＤＤなどである。記憶部１３には、例えば、想定事故情報１３Ａ、再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂ、需要予測情報１３Ｃ、運用計画情報１３Ｄ、計測情報１３Ｅなどの情報が格納される。記憶部１３は、電力系統監視システム１０がネットワークを介してアクセス可能なＮＡＳ（Network Attached Storage）などの外部記憶装置であってもよい。また記憶部１３には、処理部１４による処理により得られた結果を示す情報などが格納される。例えば、処理部１４により導出された信頼度や制御内容（候補）等が格納される。
【００１８】
想定事故情報１３Ａは、電力系統２１において想定される予め類型化された想定事故に関する情報である。予め類型化された想定事故としては、例えば、送電線故障、母線故障、発電機故障（発電機２２の故障）、変圧器故障などが代表的である。図２は、実施形態の想定事故情報１３Ａの内容の一例を示す図である。図２に示されように、想定事故情報１３Ａは、例えば、各事故を識別する識別情報（例えば、事故番号）に対して、事故対象箇所と、事故様相とが対応付けられた情報である。事故対象箇所は、電力系統２１において事故が発生すると想定される場所である。事故対象箇所は、その場所を示す情報であって、例えば、線路番号、ノード名、ブランチ名等で表される。事故様相は、電力系統２１において発生する事故の類型である。図中の「３Φ３ＬＧ」等の情報は、事故様相を表すコードである。これら事故番号、事故対応箇所、および事故様相の組み合わせを、以下、事故種別と記す。
【００１９】
再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂは、将来（例えば、現時点から３０分後あるいは６０分後）の再生可能エネルギー電源２３の出力として予測される予測値に関する情報である。再生可能エネルギー電源２３は、天候などの影響を受けて出力が変動するという不確実性を有している。再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂは、電力系統２１に含まれる不確実な要素の一例である。再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂは、不確実性を考慮して、例えば確率分布で表される。再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂは、系統運用者の経験則等から高精度に予測されてもよく、処理部１４が備える予測機能部（図示は省略）により過去の実績データに基づいて予測された結果であってもよい。
【００２０】
図３は、実施形態の再生可能エネルギー出力予測の確率分布の例を示す図である。図３のグラフにおいて、縦軸は発生確率、横軸は再生可能エネルギー出力予測値である。再生可能エネルギー出力予測値とは、再生可能エネルギー電源２３による出力の予測値である。図３に示されるように、再生可能エネルギー出力予測値は、出力に変動が生じるため、何らかの確率分布を持つものとして定義する。再生可能エネルギー出力予測値の不確実性は、例えば、出力の範囲が予測平均値Ｏの±σ（σ：標準偏差）の内側（６８．２７％）にあるものと定義することによって表される。
【００２１】
なお、この再生可能エネルギー出力予測値の範囲については任意に決定することができ、例えば、予測平均値Ｏの±２σや±３σの内側と定義してもよいし、標準偏差以外の指標、例えば、再生可能エネルギー電源２３の容量比を用いて予測平均値Ｏの±１０％の内側などと定義してもよい。なお、２σや３σは、σと異なる値であって、σよりも外側（予測平均値Ｏから遠くなる方向）の値である。再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂは、再生可能エネルギー電源２３あるいは地域集合３１毎に記憶部１３に格納されている。
【００２２】
図４は、実施形態の再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂの一例を示す図である。図４に示されるように、この再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂでは、エリア（地域集合３１）毎に、再生可能エネルギー出力予測値と、確率分布における±σに相当する値と、が与えられている。図４に示すテーブルにおける再生可能エネルギー出力予測値が、確率分布の予測平均値である。例えば、再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂは、予測平均値と、予測平均値よりも所定量大きい予測値（例えば予測平均値＋σ）、および、予測平均値よりも所定量小さい予測値（例えば予測平均値−σ）を含む。このような再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂに含まれる複数の予測値を用いることで、処理部１４は、再生可能エネルギー電源２３における不確実性の変動幅を考慮したさまざまな予測値の組合せパターンに対して、将来の電力系統２１の信頼度を維持可能であるか否かを評価することができる。
【００２３】
需要予測情報１３Ｃは、１日の各時間帯（例えば３０分毎）における需要の大きさを予測した情報であり、系統運用者の経験則等から高精度に予測される。運用計画情報１３Ｄは、調相設備の投入・解列、発電機２２の起動・停止、発電機２２の出力の増減など、予め決められた電力系統２１の運用計画の情報である。計測情報１３Ｅは、後述する系統状態収集部１５により収集された計測情報であって、現在の系統状態の計測結果を示す情報である。
【００２４】
処理部１４は、例えば、データ管理部１４Ａと、系統情報収集部１４Ｂと、系統状態推定部１４Ｃと、信頼度評価部１４Ｄと、判定部１４Ｅと、制御内容決定部１４Ｆと、生成部１４Ｇと、制御指令送信部１４Ｈとを備える。これらの各機能部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、これらの各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
【００２５】
データ管理部１４Ａは、例えば電力系統２１の運用者により入力部１１から出力された情報を、記憶部１３に格納する。また、データ管理部１４Ａは、ネットワークを介して外部装置から受信した情報やケーブルを介して接続された外部装置から入力された情報を、記憶部１３に格納してもよい。
【００２６】
系統情報収集部１４Ｂは、電力系統２１に設置されている計測装置２５から送信される計測情報を収集する。系統情報収集部１４Ｂは、収集した計測情報を系統状態推定部１４Ｃに出力してもよく、計測情報１３Ｅの一部として記憶部１３に格納してもよい。
【００２７】
系統状態推定部１４Ｃは、計測情報と、電力系統２１によるエネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値を含む予測情報とに基づいて、電力系統２１が将来とり得る複数の状態（以下、将来系統状態と記す）を、複数の予測値のそれぞれについて推定する。
【００２８】
電力系統２１によるエネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値は、例えば、再生可能エネルギー出力予測値の変動幅を表す複数の予測値であって、一の予測値と、一の予測値の標準偏差に対応する他の予測値とを含む。一の予測値は、例えば、再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂに含まれる予測平均値Ｏである。他の予測値は、例えば、再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂに含まれる±σである。
【００２９】
将来系統状態の数は、エネルギー出力に関する変動幅を表す予測値の組み合わせパターンの数に応じて決定される。以下、この予測値の組み合わせパターンが、予測値以外の条件が同一の系統状態（以下、同一系統状態）のそれぞれにおいて、それぞれ異なる３つの予測値を採用した３つのパターンである例について説明する。具体的に言うと、同一系統状態において、再生可能エネルギー出力予測値が予測平均値Ｏである第１パターンと、再生可能エネルギー出力予測値が予測平均値Ｏ＋σである第２パターンと、再生可能エネルギー出力予測値が予測平均値Ｏ−σである第３パターンとが含まれる。例えば、地域数をｎとし、上述の第１〜３パターンの組合せのそれぞれに応じた将来系統状態を想定した場合、推定される将来系統状態に含まれる各ケース（以下、系統状態ケースｉと記す）の数は３ｎとなる。
【００３０】
なお系統状態推定部１４Ｃは、計測情報を、系統情報収集部１４Ｂから取得してもよく、記憶部１３から読み出してもよい。系統状態推定部１４Ｃは、将来系統状態を推定する際、さらに、電力需要に関する需要予測（需要予測情報１３Ｃ）や、電力系統２１内の電力供給に関する運用計画（運用計画情報１３Ｄ）なども参照する。
【００３１】
将来系統情報は、各系統状態ケースｉにおいて、例えばノードデータとブランチデータとを含む。図５は、ノードデータの内容の一例を示す図である。図６は、ブランチデータの内容の一例を示す図である。将来系統情報は、系統状態ケースｉごとに、図５，６に示す形式のテーブルデータに記録された情報を含む。図５に示すノードデータは、ノード名に対して、電圧と、位相と、発電機出力（有効電力出力、無効電力出力）と、負荷（有効電力負荷、無効電力負荷）と、調相設備の情報とが対応付けられた情報である。また、図６に示すブランチデータは、ブランチ名に対して、有効電力潮流と、無効電力潮流と、有効電力損失と、無効電力損失の情報とが対応付けられた情報である。なお、ノードデータとブランチデータは、図５および図６に示した情報以外のデータを追加しても良いし、あるいは図５および図６に示した情報に含まれる一部のデータを削減してもよい。
【００３２】
また系統状態推定部１４Ｃは、制御内容決定部１４Ｆにより決定された制御内容が実行された後の系統状態（以下、制御後系統状態と記す）を推定してもよい。なお推定手法については、将来系統状態を推定する手法と同様の手法を用いることができる。
【００３３】
信頼度評価部１４Ｄは、系統状態推定部１４Ｃにより推定された複数の将来系統状態と、記憶部１３に格納されている情報とを参照し、複数の将来系統状態のそれぞれにおいて想定される事故が起こった後の電力系統２１における信頼度を、複数の将来系統状態のそれぞれについて導出する。信頼度評価部１４Ｄは、全ての系統状態ケースｉおよび全ての想定事故ケースに対応する複数の信頼度を導出する。従って、信頼度評価部１４Ｄにより導出される信頼度の数は、系統状態ケースｉの数（３ｎ）×想定される事故の数である。
【００３４】
信頼度は、電力系統２１における電力供給の信頼性を示す指標であって、例えば、過負荷余裕、過渡安定度余裕、電圧安定度余裕、周波数安定度余裕のうちの少なくともいずれか１つを含む。これらは、評価項目ごとの信頼度を示す情報であって、例えば、評価項目ごとに決められている限界値までの余裕度である。また信頼度は、信頼性の基準が任意に設定可能であり、例えば「Ｎ−１信頼度」や「Ｎ−２信頼度」を含む。「Ｎ−１信頼度」の基準は、電力系統２１に含まれる電力設備のうち１つの電力設備が故障したとしても残りの設備だけで電力供給を継続できるようにすることである。「Ｎ−２信頼度」の基準は、２つの電力設備が故障したとしても残りの設備だけで電力供給を継続できるようにすることである。
【００３５】
例えば信頼度評価部１４Ｄは、潮流計算や過渡安定度計算による解析を実施し、過負荷余裕、過度安定度余裕、電圧安定度余裕、周波数安定度余裕のうち少なくともいずれか一つを、信頼度の評価指標として導出する。
【００３６】
なお信頼度評価部１４Ｄは、系統状態推定部１４Ｃにより推定された将来系統状態と、将来系統状態において想定される事故（想定事故情報１３Ａ）とを評価モデルに入力することにより、想定される事故後の電力系統２１における信頼度を導出してもよい。評価モデルとは、潮流計算および過渡安定度計算の代替手法であり、例えば潮流計算や過渡安定度計算の結果を回帰式や機械学習によって予め学習させることで作成されるモデルである。多数の系統状態に対して潮流計算および過渡安定度計算を実施すると、計算時間が膨大となる可能性があるため、その対策として評価モデルを用いて短時間で信頼度を推定する手段が考えられる。信頼度評価部１４Ｄは、信頼度を導出する際に、さらに再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂを評価モデルに入力することにより信頼度を導出してもよい。なお、評価モデルは、処理部１４により実現される学習機能部（図示せず）、あるいは外部の学習処理装置により生成された情報であって、記憶部１３に格納されていてもよい。
【００３７】
また信頼度評価部１４Ｄは、系統状態推定部１４Ｃにより推定された制御後系統状態と、記憶部１３に格納されている情報とを参照し、制御後系統状態における電力系統２１の電力供給の信頼度を導出してもよい。
【００３８】
判定部１４Ｅは、信頼度評価部１４Ｄにより複数の将来系統状態および複数の想定事故のそれぞれについて導出された信頼度に基づいて、信頼度に関する所定条件が満たされたか否かを判定する。この所定条件は任意に設定可能である。例えば、所定条件は、信頼度評価部１４Ｄにより導出された全ての信頼度（系統状態ケースｉおよび想定事故ケースのそれぞれについて導出された全ての信頼度、以下同じ）がケース基準を満たすこと（以下、個別条件と記す）を含む。ケース基準は、例えば、各系統状態ケースｉに対応する信頼度に対応する限界値である。なお、ケース基準に含まれる限界値は、予測値に対応する発生確率に応じて設定されていてもよく、想定事故の種別に応じて設定されていてもよい。また、個別条件は、信頼度評価部１４Ｄにより導出された全ての信頼度のうち、ケース基準を満たす信頼度の割合または数が所定値以上であることを含む。所定値は、信頼度を電力系統２１の限界値以上とするための値である。また所定値は、一定値であってもよく、予測値の組み合わせパターンの数に応じて設定されてもよい。例えば、予測値の組み合わせパターンの数が大きくなるほど発生確率が低い予測値がより多く含まれる場合がある。この場合、予測値の組み合わせパターンの数が小さいものの所定値に比べ、予測値の組み合わせパターンの数が大きいものの所定値の値を小さくしてもよい。個別条件を採用することにより、電力系統２１の信頼度を限界値以上とすることができる。
【００３９】
例えば、過負荷余裕の限界値は、送電線や変圧器の過負荷耐量と経過時間との関係に応じてそれぞれ設定される。図７は、過負荷耐量と時間の関係をグラフ形式で示す参考図である。過負荷耐量とは、過負荷余裕の限界値の一例である。例えば、図７に示すように、経過時間が連続容量の場合、過負荷耐量は連続耐量に設定されている。また過負荷が３０分容量の場合、過負荷耐量は３０分耐量に設定されており、過負荷が１０分容量の場合、過負荷耐量が１０分耐量に設定されている。つまり、過負荷余裕の限界値は、送電線を流れる潮流が時間帯毎の過負荷耐量を超過しないように電力系統２１を運用するよう設定されている。
【００４０】
信頼度評価部１４Ｄは、例えば「過負荷耐量−送電線潮流」の時間積分を、過負荷余裕として導出する。判定部１４Ｅは、過負荷余裕がプラスの値である場合、この過負荷余裕がケース基準を満たさない（限界値を超えていない）と判定する。一方、過負荷余裕がマイナスの値である場合、判定部１４Ｅは、この過負荷余裕がケース基準を満たす（限界値を超えている）と判定する。
【００４１】
例えば、過渡安定度は、電力系統に発生する事故（擾乱）に対して、複数の発電機２２が同期を保って運転できるかどうかの尺度である。判定部１４Ｅは、同期を外れて異常加速（脱調）する発電機２２があれば、この過渡安定度がケース基準を満たしていないと判定する。信頼度評価部１４Ｄは、過渡安定度を定量的に示す指標として、例えばＣＣＴ（Critical  Clearing  Time：臨界事故除去時間）を導出する。判定部１４Ｅは、以下の式（１），式（２）に基づいて過渡安定度がケース基準を満たすか否かを判定する。
ＣＣＴ  ≧  事故除去時間基準値  ：安定（ケース基準を満たす）……………式（１）
ＣＣＴ  ＜  事故除去時間基準値  ：不安定（ケース基準を満たさない）……式（２）
【００４２】
言い換えると、信頼度評価部１４Ｄは、例えば「ＣＣＴ−事故除去時間基準値」を、過渡安定度余裕として導出する。判定部１４Ｅは、過渡安定度余裕がマイナスの値である場合、この過渡安定度がケース基準を満たさない（限界値を超えている）と判定する。一方、過渡安定度余裕がプラスの値である場合、判定部１４Ｅは、この過渡安定度がケース基準を満たす（限界値を超えていない）と判定する。
【００４３】
例えば、電圧安定度余裕の限界値は、系統電圧と需要との関係に応じて設定される。図８は、電圧安定度余裕の限界値を示すＰ−Ｖカーブをグラフ形式で示す参考図である。図８に示すグラフは、縦軸が系統電圧、横軸が需要である。図８に示すように、点Ｐ１は、事故に起因した系統動揺の収束後の電圧と需要に対応した点である。また、点Ｐ２は、安定限界電圧と安定限界需要（安定限界点）に対応した点である。つまり、電圧安定度余裕の限界値は、需要が安定限界需要を超過しないように電力系統２１を運用するよう設定されている。判定部１４Ｅは、Ｐ１≦需要≦Ｐ２を満たす場合、この電圧安定度余裕がケース基準を満たすと判定する。
【００４４】
なお、評価指標については、上記に挙げたものは一例に過ぎず、上記以外の評価指標を定義することも可能である。例えば、過渡安定度余裕は、エネルギー関数法に基づき「減速エネルギー−加速エネルギー」などと定義してもよい。
【００４５】
制御内容決定部１４Ｆは、信頼度に関する所定条件が満たされないと判定部１４Ｅにより判定された場合、信頼度を改善するための制御内容を決定する。制御内容は、電力系統２１に含まれる機器のうち少なくとも一つに対する制御内容である。例えば制御内容決定部１４Ｆは、電力系統２１内の機器のうち、制御可能な一台または複数台の機器を制御対象機器として選択し、選択した制御対象機器ごとに制御量を決定する。制御内容決定部１４Ｆによる制御内容の決定方法の例としては、種々の最適化方法における解探索に基づく方法が適用可能である。最適化手法としては、信頼度評価部１４Ｄがどのような手法であっても、解探索が可能な遺伝的アルゴリズムやＰＳＯ（Particle  Swarm  Optimization）といったメタヒューリスティクスの適用が有効と考えらえるが、数理計画法を適用してもよい。
【００４６】
また制御内容決定部１４Ｆは、電力系統２１に含まれる機器のうち、信頼度に関する所定条件が満たされない要因となっている箇所に対する制御内容を決定してもよい。
【００４７】
また制御内容決定部１４Ｆは、信頼度を改善するための制御内容として、信頼度に関する所定条件が満たされた制御内容を選択する。例えば、制御内容決定部１４Ｆは、信頼度が個別条件を満たすまでそれぞれ異なる複数の制御内容の候補を決定し、系統状態推定部１４Ｃに提供する。信頼度が個別条件を満たすと判定部１４Ｅにより判定された場合、制御内容決定部１４Ｆは、信頼度が個別条件を満たすと判定された際に提供した制御内容の候補を選択することにより、選択した制御内容の候補を、信頼度を改善するための制御内容に決定する。
【００４８】
生成部１４Ｇは、表示部１２に表示させるための出力情報を生成し、表示部１２に出力する。例えば生成部１４Ｇは、系統状態推定部１４Ｃにより推定された系統状態、信頼度評価部１４Ｄにより導出された信頼度、制御内容決定部１４Ｆにより決定された制御内容や制御内容の候補などを表示させるための出力情報を生成する。
【００４９】
制御指令送信部１４Ｈは、制御内容決定部１４Ｆにより信頼度を改善するための制御内容が決定された場合、この制御内容に基づいて制御指令を生成し、制御端末装置２６に送信する。制御端末装置２６は、受信した制御指令に基づいて、系統制御機器や発電機２２（出力量等）の制御、再生可能エネルギー電源２３の出力抑制、調相量（系統制御機器に対する制御量）の制御などを行う。これに限られず、例えば、電力系統２１の運転者が表示部１２に表示された制御内容の候補のうち一つを選択して制御実行を指示した場合、制御指令送信部１４Ｈは、指示された制御内容に基づいて制御指令を生成してもよい。
【００５０】
［フローチャート］
図９は、第１実施形態の電力系統監視システム１０による処理の一例を説明するためのフローチャートである。まず系統情報収集部１４Ｂが、計測情報を収集する（ステップＳ１０１）。次いで系統状態推定部１４Ｃが、収集された計測情報と再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂとに基づいて、各系統状態ケースｉのそれぞれに対応する将来系統状態を推定する（ステップＳ１０３）。
【００５１】
次いで、信頼度評価部１４Ｄは、推定された系統状態ケースｉのそれぞれに対応する将来系統状態と、記憶部１３に格納されている情報とを参照し、将来系統状態において想定される事故が起こった後の電力系統２１における信頼度を導出する（ステップＳ１０５）。信頼度評価部１４Ｄは、例えば「Ｎ−１信頼度」あるいは「Ｎ−２信頼度」を将来系統状態ごとに導出する。また信頼度評価部１４Ｄは、これらの評価指標として、将来系統状態の過負荷余裕、過渡安定度余裕、電圧安定度余裕、周波数安定度余裕のうちいずれか１つあるいは複数を導出する。
【００５２】
信頼度評価部１４Ｄは、ステップＳ１０３において推定された全ての系統状態ケースｉについて信頼度を導出するまで、ステップＳ１０５に戻って処理を繰り返す（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０３において推定された全ての系統状態ケースｉについて信頼度が導出された場合、判定部１４Ｅは、信頼度評価部１４Ｄにより導出された信頼度が個別条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０９）。例えば、ステップＳ１０５において導出された全ての信頼度がケース基準を満たす場合、判定部１４Ｅは、信頼度が個別条件を満たすと判定し、処理部１４は処理を終了する。全ての将来の系統状態ケースｉおよび全ての想定事故において信頼度に問題が無い場合は、制御を行う必要がないからである。
【００５３】
一方ステップＳ１０５において導出された全ての信頼度がケース基準を満たさない場合、判定部１４Ｅは、信頼度が個別条件を満たさないと判定する。そして、制御内容決定部１４Ｆは、制御内容の候補を決定する（ステップＳ１１１）。
【００５４】
次いで、系統状態推定部１４Ｃは、系統状態ケースｉのそれぞれについて、制御内容決定部１４Ｆにより決定された制御内容の候補が実行された後の制御後系統状態を推定する（ステップＳ１１３）。
【００５５】
信頼度評価部１４Ｄは、系統状態推定部１４Ｃにより推定された制御後系統状態を参照し、系統状態ケースｉのそれぞれについて、制御内容決定部１４Ｆにより決定された制御内容の候補が実行された後の電力系統２１における信頼度を導出する（ステップＳ１１５）。信頼度評価部１４Ｄは、ステップＳ１１３において推定された全ての系統状態ケースｉについて信頼度を導出するまで、ステップＳ１１５に戻って処理を繰り返す（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１３において推定された全ての系統状態ケースｉについて信頼度が導出された場合、判定部１４Ｅは、ステップＳ１１３において導出された信頼度が個別条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１９）。例えば、ステップＳ１１５において導出された全ての信頼度がケース基準を満たさない場合、判定部１４Ｅは、信頼度が個別条件を満たさないと判定し、制御内容決定部１４ＦはステップＳ１１１に戻って別の制御内容の候補を決定する。また、ステップＳ１１１〜１１９の一連の処理は最適化計算の処理に該当するため、処理部１４は、これらの処理を繰り返し行うことで、制約条件を満たしつつ、任意の目的関数が改善（例えば、全ての信頼度の平均値が増加）する制御内容を探索しても良い。
【００５６】
一方、ステップＳ１１９において全ての信頼度がケース基準を満たす場合、判定部１４Ｅは、信頼度が個別条件を満たすと判定し、制御内容決定部１４Ｆは、ステップＳ１１１において決定された制御内容の候補のうち最新の制御内容の候補を選択し、選択した制御内容の候補を「実行する制御内容」に決定する（ステップＳ１２１）。
【００５７】
なお、ステップＳ１１１において決定された制御内容の候補は、特定の将来系統状態の評価指標を改善するための制御であるが、この制御内容の候補を実行することにより他の将来系統状態の評価指標を悪化させる可能性がある。そこで、制御内容の候補が実行された後の制御後系統状態についても、信頼度に関する所定条件が満たされると判定された場合の制御内容を選択することにより、制御内容による評価指標の悪化を改善させることができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
本実施形態の電力系統監視システム１０は、第１実施形態に比べて、例えば信頼度に関する所定条件がさらに全体条件を含む点で異なる。全体条件は、例えば、全ての系統状態ケースｉおよび全ての想定事故ケースに対応する信頼度に基づく目的関数の変化量が収束したことや、全ての系統状態ケースｉおよび全ての想定事故ケースに対応する信頼度に基づく目的関数の導出回数が所定値以上となったことなどを含む。個別条件に加えさらに全体条件を採用することにより、電力系統２１の信頼度を限界値以上にすることができない場合であっても、電力系統２１の信頼度を改善することができる。以下、上述した第１実施形態と異なる点について説明し、同様の機能や構成についての説明は省略する。
【００５９】
信頼度評価部１４Ｄは、信頼度を導出する際に、各系統状態ケースｉにおける信頼度に、各系統状態ケースｉにおける再生可能エネルギー出力予測値の発生確率に基づく重み付けを行う。例えば信頼度評価部１４Ｄは、信頼度を導出する際の将来とり得る状態に含まれる予測値に対応する発生確率を乗算した重み係数に基づいて、信頼度を補正する。
【００６０】
図１０（Ａ）は地域Ａの再生可能エネルギー出力予測値をグラフ形式で示す図である。地域Ａでは、再生可能エネルギー出力予測値の予測平均値Ｏａが３０ＭＷであり、その発生確率はＰａである。また再生可能エネルギー出力予測値の予測平均値Ｏａ±σの時の発生確率は、Ｐａ´である。図１０（Ｂ）は地域Ｂの再生可能エネルギー出力予測値をグラフ形式で示す図である。地域Ｂでは、再生可能エネルギー出力予測値の予測平均値Ｏｂが５ＭＷであり、その発生確率はＰｂである。また再生可能エネルギー出力予測値の予測平均値Ｏｂ±σの時の発生確率は、Ｐｂ´である。
【００６１】
図１１は、図１０に示す発生確率に基づく重み係数ｋｉの一例を示す図である。図１０に示す通り、エネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値（再生可能エネルギー出力予測値）には、それぞれの発生確率が対応付けられている。図１１に示す通り、地域Ａが予測平均値Ｏａ（３０ＭＷ）であり、地域Ｂが予測平均値Ｏｂ（５Ｍｗ）であるケース（ｉ＝１）において、重み係数ｋ１は、それぞれの発生確率を乗算した値（Ｐａ×Ｐｂ×…）となる。また地域Ａが予測平均値Ｏａ（３０ＭＷ）であり、地域Ｂが予測平均値Ｏｂ＋σ（５Ｍｗ＋σ）であるケース（ｉ＝２）において、重み係数ｋ２は、それぞれの発生確率を乗算した値（Ｐａ×Ｐｂ´×…）となる。
【００６２】
例えば信頼度評価部１４Ｄは、以下の式（３）に従って、各系統状態ケースｉにおける発生確率を考慮した信頼度Ｓｉを導出する。
Ｓｉ＝ｋｉ×Ｓｍｉ  ………式（３）
但し、Ｓｍｉは、各系統状態ケースｉにおける信頼度である。
【００６３】
また信頼度評価部１４Ｄは、導出した信頼度Ｓｉに基づき、以下の式（４）に示す目的関数を導出する。
【００６４】
【数１】
2019216534.tif 000003
【００６５】
式（４）に示す目的関数は、各系統状態ケースｉの発生確率を考慮して重み付けされた信頼度Ｓｉを最大化するためのものである。なお、目的関数はこれに限られず、信頼度Ｓｉを最小化するためのものであってもよい。なお式（４）におけるｐは、任意に設定される制約条件を逸脱した場合に発生するペナルティ関数であり、制約条件に応じて定義される。
【００６６】
信頼度評価部１４Ｄは、全ての系統状態ケースｉについての信頼度Ｓｍｉを導出する。信頼度評価部１４Ｄは、導出した信頼度Ｓｍｉと重み係数ｋｉとに基づき、目的関数を導出する。判定部１４Ｅは、信頼度評価部１４Ｄにより導出された目的関数に基づいて全体条件を満たすか否かを判定する。例えば、判定部１４Ｅは、目的関数の変化量が収束した場合、全体条件を満たすと判定する。また判定部１４Ｅは、目的関数を導出した回数が閾値以上となった場合に、全体条件を満たすと判定してもよい。
【００６７】
なお、制御内容決定部１４Ｆにより決定された制御内容が複数の制御後系統状態の評価指標に対してトレードオフとなるような影響を与えるのであれば、全ての系統状態ケースｉが安定となるような制御の解は存在しない可能性がある。このような場合は、制御の目的が「全ての系統状態ケースｉで供給信頼度に問題が無い」から「安定となる確率が最も高くなる」に替わる。第１実施形態は、前者を実現するための実施形態であり、第２実施形態は、後者を実現するための実施形態である。第２実施形態の場合、以下に説明するフローチャートのような最適化計算として扱うことで、制御内容決定部１４Ｆは、安定となる可能性が最も高くなるための制御量を算出することができる。
【００６８】
［フローチャート］
図１２は、第２実施形態の電力系統監視システム１０による処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、第１実施形態と同様の処理については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】
信頼度評価部１４Ｄは、全ての系統状態ケースｉについての信頼度Ｓｍｉを導出する。信頼度評価部１４Ｄは、導出した信頼度Ｓｍｉと重み係数ｋｉとに基づき、目的関数を導出する（ステップＳ１１８）。判定部１４Ｅは、信頼度評価部１４Ｄにより導出された目的関数が全体条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この時、処理部１４は、最適化における反復計算の過程で算出した制御内容の候補とそれに対応する目的関数とを、記憶部１３に格納しておく。導出された目的関数が全体条件を満たす場合、判定部１４Ｅは、信頼度に関する所定条件が満たされたと判定する。そして、制御内容決定部１４Ｆは、記憶部１３を参照し、ステップＳ１１１において決定された制御内容の候補のうち、目的関数が最大となるもの（あるいは最小となるもの）を選択し、選択した制御内容の候補を「実行する制御内容」に決定する（ステップＳ１２１）。つまり、制御内容決定部１４Ｆは、目的関数を最小化あるいは最大化させる制御内容を選択することで、信頼度を改善するための電力系統２１に対する制御内容を決定する。
【００７０】
本実施形態によれば、例えば再生可能エネルギー電源２３を含むことで不確実性を有する電力系統２１において、不確実な要素によって生じる多数の将来の全ての系統状態ケースｉの発生確率を考慮し、最も安定となる可能性が高くなる制御内容を決定することが可能となる。つまり、電力系統２１について、仮に事故が発生しても供給信頼度に問題がない状態を維持することができる。
【００７１】
＜第３実施形態＞
前述の実施形態は、事故が発生した場合の「Ｎ−１信頼度」あるいは「Ｎ−２信頼度」を判定し、信頼度を改善するための制御内容を決定していたが、無事故時の信頼度（例えば、過負荷余裕、定態安定度余裕、電圧安定度余裕、周波数安定度余裕）についても同様の方法が適用可能である。無事故時の信頼度では、事故による影響が考慮されていない。第１実施形態および第２実施形態と異なる点は、信頼度評価部１４Ｄで想定事故情報を用いないで信頼度を導出すること、信頼度評価部１４Ｄは過渡安定度計算に相当する処理を行わないこと、および、信頼度評価部１４Ｄにおける評価指標として過渡安定度余裕の替わりに定態安定度余裕が採用されることである。定態安定度余裕とは、常時の負荷変動などの微小な擾乱に対して、複数の発電機２２が同期を保って運転できるかどうかの尺度である。
【００７２】
本実施形態において、信頼度評価部１４Ｄは、系統状態推定部１４Ｃにより推定された複数の将来系統状態と、記憶部１３に格納されている情報とを参照し、全ての系統状態ケースｉに対応する複数の信頼度を導出する。このとき、信頼度評価部１４Ｄにより導出される信頼度の数は、系統状態ケースｉの数（３ｎ）である。
【００７３】
本実施形態における信頼度は、電力系統２１における電力供給の信頼性を示す指標であって、信頼度評価部１４Ｄは、潮流計算や過渡安定度計算による解析を実施し、過負荷余裕、定態安定度余裕、電圧安定度余裕、周波数安定度余裕のうち少なくともいずれか一つを、信頼度の評価指標として導出する。
【００７４】
例えば、信頼度評価部１４Ｄは、過負荷余裕および電圧安定度余裕について、第１実施形態と同じ方法で判定できる。また、信頼度評価部１４Ｄによる定態安定度余裕の判定方法としては固有値解析が考えられる。系統の安定性を判定するための固有値解析手法としてはＳ行列法が知られており、線形微分方程式の行列変換によって算出した行列Ｓの固有値λｓｉに基づき、判定部１４Ｅは、以下の式（５），式（６）によって定態安定度がケース基準を満たすか否かを判定する。
【００７５】
|λｓmax|  ≧  １  ：不安定（ケース基準を満たさない）…………………式（５）
|λｓmax|  ＜  １  ：安定（ケース基準を満たす）…………………………式（６）
λｓmaxは、行列Ｓの固有値のうち、絶対値が最大となる固有値である。
【００７６】
言い換えると、信頼度評価部１４Ｄは、例えば「１−λｓ」を、定態安定度余裕として導出する。判定部１４Ｅは、定態安定度余裕がマイナスの値である場合、この定態安定度がケース基準を満たさない（限界値を超えている）と判定する。一方、定態安定度余裕がプラスの値である場合、判定部１４Ｅは、この定態安定度がケース基準を満たす（限界値を超えていない）と判定する。
【００７７】
第３実施形態の電力系統監視システム１０による処理のフローは第１実施形態または第２実施形態と同様の処理であるため、詳細な説明は省略する。
【００７８】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、電力系統設備において計測された計測情報と、前記電力系統設備によるエネルギー出力に関する変動幅を表す複数の予測値を含む予測情報とに基づいて、前記複数の予測値のそれぞれに対応し、前記電力系統設備が将来とり得る複数の状態を推定する推定部と、前記推定部により推定された前記複数の状態とに基づいて、前記電力系統設備の電力供給の信頼度を、前記複数の状態のそれぞれについて導出する信頼度評価部と、前記信頼度評価部により前記複数の状態のそれぞれについて導出された前記信頼度にも基づいて、前記信頼度に関する所定条件が満たされたか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記所定条件が満たされないと判定された場合、前記信頼度を改善するための前記電力系統設備に対する制御内容を決定する制御内容決定部と、を備えることにより、電力系統に含まれる不確実な要素を考慮した信頼度の評価を行うことができる。
【００７９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００８０】
例えば、電力系統２１に含まれる不確実な要素は、再生可能エネルギー出力予測値に限られず、再生可能エネルギー電源２３の事業者により提出されている発電事業計画に対する出力予測値の誤差（以下、誤差予測値と記す）を含むものであってもよい。この誤差予測値は、例えば、再生可能エネルギー出力の変動幅を表す予測値の組み合わせパターンに応じた複数の誤差予測値を含み、再生可能エネルギー出力予測情報１３Ｂに格納されている。複数の誤差予測値は、例えば、発電事業計画に基づいて導出される第１誤差予測値と、この第１誤差予測値を平均値とする確率分布に基づいて導出される第２誤差予測値とを含む。第２誤差予測値は、標準偏差σに対応する値である。
【００８１】
将来的に考えられる系統の不確実性の一例として、電力取引による不確実性が挙げられる。電力の自由化や発送電分離により、系統運用者と発電事業者が切り離されるため、系統の安定運用よりも経済的な利益を優先した発電機運転が増加する可能性がある。例えば、売電計画を変更するペナルティを課せられたとしても、より高額に電力を買い取る相手が現れるなど、事前の計画よりも経済性がより高くなる状況になれば、計画と異なる運転を行う可能性がある。また、発電機以外にも、蓄電池出力なども同様に電力取引の不確実性に含まれると考えられる。電力取引の不確実性に関しても、その不確実性を確率分布として表すことができるのであれば、再生可能エネルギー電源の不確実性と同じように扱うことができる。
【００８２】
また、再生可能エネルギー出力予測値（再生可能エネルギー電源２３による不確実性）と誤差予測値（電力取引のように異なる不確実性）を組み合せることも可能である。この時の重み係数ｋｉは、各地域の再生可能エネルギー電源予測の確率と各発電機の出力予測の確率の積として表すことができる。
【００８３】
また、制御内容決定部１４Ｆは、予防制御による経済性のデメリットと供給支障によって生じるデメリットの両方を比較し、予防制御の実行を行うかどうかを判定してもよい。
【００８４】
また、予測値の確率分布は、正規分布以外の分布であってもよい。図１３は、地域ごとの再生可能エネルギー出力予測値をグラフ形式で示す図である。図１３（Ａ）に地域Ａの確率分布を示し、図１３（Ｂ）に地域Ｂの確率分布を示す。地域Ａの確率分布のように±σの発生確率は、異なる値であってもよい。また、必ずしも±σの両方の確率をとる必要はなく、快晴の場合などでは地域Ｂの確率分布のように、片側の発生確率を考慮するだけでもよい。
【００８５】
また、上述の実施形態では、確率分布の標準偏差σによって不確実性を表現したが、その他の指標（例えば、再生可能エネルギー電源２３の容量比を用いて予測値±１０％などのような固定値）を用いてもよい。また、供給信頼度の評価指標として、実施形態に挙げたもの以外を用いてもよい。
【００８６】
また、上述の実施形態では、各地域の再生可能エネルギー出力予測値の確率分布を独立に扱っていたが、隣接した地域の再生可能エネルギー電源２３による出力にはある程度の相関があると考えられる。そのため、信頼度評価部１４Ｄは、地域間の相関関係を考慮して各地域の再生可能エネルギー出力予測値を補正してもよい。
【００８７】
また、上述の実施形態では、確率分布からとり得る再生可能エネルギー出力予測値の組み合わせパターンを予測平均値、予測平均値＋σ、予測平均値−σの３パターンとしていたが、図１４に示すように予測平均値＋σ１、予測平均値＋σ２、予測平均値−σ１、予測平均値−σ２など複数の値をとることもできる。その場合、全ての系統状態ケースｉの数は５ｎとなる。なお、図示は省略するが、予測平均値＋σ１、予測平均値＋σ２、予測平均値＋σ３、予測平均値−σ１、予測平均値−σ２、予測平均値−σ３の７パターンとしてもよい。この場合、全ての系統状態ケースｉの数は７ｎとなる。
【００８８】
また、目的関数については実施例で挙げた定義以外のものを用いてもよい。例えば、安定度余裕以外にも、経済性を含んだ目的関数であってもよい。また、重み係数ｋｉは実施例に挙げた定義以外を用いてもよい。
【００８９】
また、制御指令送信部１４Ｈはなくてもよい。この場合、表示部１２が、信頼度評価結果あるいは制御内容を表示させることにより、運用者の意思決定支援に用いることができる。また、生成部１４Ｇは、系統運用者の意思決定支援に使いやすい用に、図１５の示すような画面を表示させるための出力情報を生成し、表示部１２に出力してもよい。図１５は、表示部１２に表示させる画面の一例を示す図である。表示部１２は、図１５に示すように、目的関数が大きい順に制御内容の候補を表示し、それぞれの制御内容の候補とその制御を実施した場合の目的関数の値を、ランキング方式などで表示してもよい。また、目的関数ごとに、その値を表示してもよい。
【００９０】
また、実施形態の電力系統監視システム１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact  Disc）−ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することができる。また、実施形態の電力系統監視システム１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。
【００９１】
信頼度評価部１４Ｄは、第１〜２実施形態において説明したような事故後の信頼度を導出するとともに、第３実施形態において説明したような無事故時の信頼度を導出してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１０…電力系統監視システム、１１…入力部、１２…表示部、１３…記憶部、１３Ａ…想定事故情報、１３Ｂ…再生可能エネルギー出力予測情報、１３Ｃ…需要予測情報、１３Ｄ…運用計画情報、１３Ｅ…計測情報、１４…処理部、１４Ａ…データ管理部、１４Ｂ…系統情報収集部、１４Ｃ…系統状態推定部、１４Ｄ…信頼度評価部、１４Ｅ…判定部、１４Ｆ…制御内容決定部、１４Ｇ…生成部、１４Ｈ…制御指令送信部、２１…電力系統、２２…発電機、２３…再生可能エネルギー電源、２４…需要家、２５…計測装置、２６…制御端末装置、３１…地域集合
【図１】
2019216534.tif 000004
【図２】
2019216534.tif 000005
【図３】
2019216534.tif 000006
【図４】
2019216534.tif 000007
【図５】
2019216534.tif 000008
【図６】
2019216534.tif 000009
【図７】
2019216534.tif 000010
【図８】
2019216534.tif 000011
【図９】
2019216534.tif 000012
【図１０】
2019216534.tif 000013
【図１１】
2019216534.tif 000014
【図１２】
2019216534.tif 000015
【図１３】
2019216534.tif 000016
【図１４】
2019216534.tif 000017
【図１５】
2019216534.tif 000018