(57)【要約】      （修正有）【課題】自然エネルギーを利用した分散型電源の出力変動を考慮し、さらに算出した系統状態量の変動性を評価することで、運用者のニーズに応じた最適な電力系統の系統状態量を算出しつつ、系統安定化運用に最適な系統状態量を提供する。【解決手段】電力系統管理装置において、電力系統に接続する負荷、機器又は送電線を含む系統構成の特性情報を示す系統特性情報から、所定の目的関数に基づいて系統状態の状態量を複数算出する系統状態候補算出部と、複数の系統状態の状態量間の値の近似性を表す状態間距離を算出する状態間距離算出部と、系統状態の状態量から算出される目的関数値及び前記状態間距離算出部により算出された状態間距離に基づいて、各系統状態の変動性について評価した変動性評価値を算出する変動性評価値算出部とを備え、前記変動性評価値算出部により算出された変動性評価値に基づいて、前記系統状態を選択する。【選択図】図１
2015061455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統における系統状態を管理する電力系統管理装置において、
電力系統に接続する負荷、機器又は送電線を含む系統構成の特性情報を示す系統特性情報から、所定の目的関数に基づいて系統状態の状態量を複数算出する系統状態候補算出部と、前記系統状態候補算出部において算出された複数の系統状態の状態量間の値の近似性を表す状態間距離を算出する状態間距離算出部と、前記系統状態候補算出部により算出された系統状態の状態量から算出される目的関数値及び前記状態間距離算出部により算出された状態間距離に基づいて、各系統状態の変動性について評価した変動性評価値を算出する変動性評価値算出部とを備え、
前記変動性評価値算出部により算出された変動性評価値に基づいて、前記系統状態を選択することを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記所定の目的関数には、燃料コスト、送電損失、系統安定度又は制御機器動作回数に関する関数を含むことを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項３】
請求項１又は２の何れかに記載の電力系統管理装置において、
前記系統状態候補算出部は、複数の目的関数を重み付けして系統状態の状態量を算出することを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記系統状態候補算出部で求めた目的関数値の内、最も小さい方又は最も大きい方から順に事前に指定した個数分の目的関数値を取る系統状態の状態量に基づいて前記状態間距離を算出することを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記系統特性情報は、系統状態量の期待値及び変動値を含むことを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記状態間距離算出部により算出された状態間距離の値の内、最も小さい方から順に事前に指定した個数分又は所定の閾値内の状態間距離の値を取る系統状態について前記変動性評価値を算出することを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記変動性評価値は、複数の目的関数値の平均値、複数の目的関数値間の差分又は目的関数値から状態間距離の値を除した値から求めることを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記系統状態の状態量には、発電機における発電量、電力系統制御機器の制御量、電力系統内の電力潮流量又は電力系統内の電圧量を含むことを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
更に電力系統における系統状態を含む情報を取得する通信部を備えることを特徴とする電力系統制御装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
決定された電力系統の系統状態量に基づいて、電力系統の制御機器に対して制御指令を送信することを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
選択した系統状態における系統状態量を表示することを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の電力系統管理装置において、
前記系統状態候補算出部は、線形計画法、非線形計画法、内点法、遺伝的アルゴリズム、進化的プログラミング、タブーサーチ、ニューラルネットワーク又はPSOを含む手法を用いて、前記目的関数値を最小又は最大とする系統状態量を求めることを特徴とする電力系統管理装置。
【請求項１３】
電力系統における系統状態を管理する電力系統管理方法において、
電力系統に接続する負荷、機器又は送電線を含む系統構成の特性情報を示す系統特性情報から、所定の目的関数に基づいて系統状態の状態量を複数算出するステップと、前記で算出された複数の系統状態の状態量間の値の近似性を表す状態間距離を算出するステップと、前記で算出された系統状態の状態量から算出される目的関数値及び前記で算出された状態間距離に基づいて、各系統状態の変動性について評価した変動性評価値を算出するステップと、前記により算出された変動性評価値に基づいて、前記系統状態を選択するステップを含むことを特徴とする電力系統管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の運用を支援するために、系統状態を管理する電力系統管理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気候や環境の変化により急峻な電力変動が生じる自然エネルギーが電力系統に大量に導入されると、系統を安定的に制御することが困難となる。また、その変動を制御する機器が電力系統内に大量に導入されると、制御構成も複雑化し、複数の前記制御機器の特性に併せた制御も困難となってくる。更に、電力の自由化や発送電分離などビジネス体系の変化により、複数の事業者が電力系統の管理・運用を行うこととなり、電力系統の一括管理・制御がより一層困難となる。
【０００３】
そこで、前記のような電力系統を運用する事業者に対して、系統安定化を図るための最適化制御技術が考案されている。例えば、特許文献１には、樹枝状（放射状） に連系した配電ネットワークに分散型電源を連系するに際し、電力供給の品質の安定化を図りつつ、分散型電源の連系を希望する希望者が満足する条件（例えば、できるだけ多くの電力注入を可能とする等）で、当該分散型電源を配電ネットワークに連系する際の条件を決定する支援システム及び支援方法について記載されている。そこで、前記分散型電源が連系された配電ネットワークの電圧を許容範囲内に納めるという制約の下で、配電用変電所に設置された配電用変圧器のタップ切替回数と、電圧変動余裕の二乗和の重み付け和が最小となるタップ位置のパターンを計算する手法について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2007-110809号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に記載の技術は、最適と考えられる配電系統の配電用変圧器のタップ位置のパターンを求めている一方で、その算出したパターン値の変動性については考慮しておらず、自然エネルギーを利用した分散型電源の系統連系、それに伴う系統制御機器の構成変更、更には電力自由化・送配電分離による事業変化によって生ずる、系統状態量の変動性を考慮して求めていないので、系統安定化を図るための系統状態として、信頼性が低いものとなっている。
【０００６】
そのように計算された配電ネットワーク下において、電力系統全体で燃料コスト最小化や電圧安定度最大化などの運用者の意図を実現するような制御が困難であり、系統構成の一部変更によって系統が大きく不安定化する可能性がありリスクが大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、電力系統に接続する負荷、機器又は送電線を含む系統構成の特性情報を示す系統特性情報から、所定の目的関数に基づいて系統状態の状態量を複数算出する系統状態候補算出部と、前記系統状態候補算出部において算出された複数の系統状態の状態量間の値の近似性を表す状態間距離を算出する状態間距離算出部と、前記系統状態候補算出部により算出された系統状態の状態量から算出される目的関数値及び前記状態間距離算出部により算出された状態間距離に基づいて、各系統状態の変動性について評価した変動性評価値を算出する変動性評価値算出部とを備え、前記変動性評価値算出部により算出された変動性評価値に基づいて、前記系統状態を選択することを特徴とする。
【０００８】
また、本装置発明に対応する方法発明も含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、自然エネルギーを利用した分散型電源の出力変動を考慮し、さらに算出した系統状態量の変動性を評価することで、運用者のニーズに応じた最適な電力系統の系統状態量を算出しつつ、系統安定化運用に最適な系統状態量を求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本電力系統管理装置の機能構成図を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電力系統管理システムの構成図の例である。
【図３】本電力系統管理装置の系統状態候補算出処理のフローチャートの第１の例である。
【図４】本電力系統管理装置の入出力となる系統特性情報のデータ構成の例である。
【図５】本電力系統管理装置の入出力となる目的関数情報のデータ構成の例である。
【図６】本電力系統管理装置の入出力となる系統状態情報のデータ構成の例である。
【図７】本電力系統管理装置の系統状態候補算出処理のフローチャートの第２の例である。
【図８】本電力系統管理装置の入出力となる系統特性情報のデータ構成の例である。
【図９】本電力系統管理装置の状態間距離算出処理のフローチャートの例である。
【図１０】本電力系統管理装置の入出力となる状態間距離情報のデータ構成の例である。
【図１１】本電力系統管理装置の変動性評価値算出処理のフローチャートの例である。
【図１２】本電力系統管理装置の入出力となる変動性評価値情報のデータ構成の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施に好適な実施例について説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、下記具体的内容に発明自体が限定されることを意図する趣旨ではない。
【００１２】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態が適用された電力系統管理装置の機能構成図を表している。図１に示すように、本実施形態における電力系統管理装置は、系統状態算出部１０と、情報記憶部２０と、を含んで構成される。
【００１４】
系統状態算出部１０は、その内部に系統状態候補算出部１１と、状態間距離算出部１２と、変動性評価値算出部１３と、を含んで構成される。
【００１５】
系統状態候補算出部１１は、系統特性情報記憶部２１に格納された系統特性情報、および目的関数情報記憶部に格納された目的関数情報を用いて、複数の系統状態の候補を算出し、系統状態情報記憶部に格納する。
【００１６】
状態間距離算出部１２は、系統状態情報記憶部に格納された系統状態候補と、その他の系統状態との状態間距離を算出する。 
【００１７】
変動性評価値算出部１３は、系統状態情報記憶部に格納された系統状態候補ごとに、目的関数値および状態間距離情報を用いて変動性評価値を算出する。
【００１８】
情報記憶部２０は、その内部に系統特性情報記憶部２１と、目的関数情報記憶部２２と、系統状態情報記憶部２３と、を含んで構成される。
【００１９】
系統特性情報記憶部２１は、発電量、負荷量などの系統要素の特性情報を格納する。
【００２０】
目的関数情報記憶部２２は、目的関数に関する情報を格納する。目的関数は、系統状態を算出する際の運用者の意図を数式で表したものである。
【００２１】
系統状態情報記憶部２３は、電力系統に連系されている系統要素の系統状態量情報を格納する。系統状態量としては、発電機における発電量、調相機器における調相量、送電線における潮流量などが含まれる。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態が適用された電力系統管理システムの構成図である。図２に示すように、本実施形態における電力系統管理システムは、発電機１０１と、変電所１０２と、調相機器１０３と、電力負荷１０４と、外部電力系統１０５と、制御監視装置１０６と、監視装置１０７と、情報通信ネットワーク１０８と、電力系統管理装置２００と、を含んで構成される。
【００２３】
発電機１０１は、発電力を生じる発電機であり、火力発電、水力発電、原子力発電、太陽光発電、風力発電、バイオマス発電、潮流発電を含むいずれかの発電手法により発電力を生じる発電機である。発電機１０１aは、電力系統の高電圧側に設置される火力発電、水力発電、原子力発電などを含む大規模発電機であり、制御監視装置１０６および情報通信ネットワーク１０８を通じて発電量を含む系統状態量を電力系統管理装置２００に送信する。また、発電機１０１aは、制御監視装置１０６および情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００より送信された制御指令情報を受信し、制御指令情報に応じて発電量を含む系統状態量を変化させる。発電機１０１bは、電力系統の低電圧側に設置される太陽光発電、風力発電、コジェネレーションなどを含む中小規模発電機であり、監視装置１０７および情報通信ネットワーク１０８を通じて発電量を含む系統状態量を電力系統管理装置２００に送信する。
【００２４】
変電所１０２は、電力系統内の送電線間に設置され、大規模発電機である発電機１０１aが設置される高電圧側より送電される電力の電圧値を変更し、電力負荷１０４が設置されている低電圧側に送電する。変電所１０２には、電力コンデンサ、分路リアクトルなどの調相機器１０３が接続される。
【００２５】
調相機器１０３は、電力系統内における無効電力を変化させることにより、電力系統内の電圧分布を制御する機器であり、電力コンデンサ、分路リアクトル、STATCOM、SVC、などを含む。一部の調相機器１０３は、制御監視装置１０６および情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００より送信された制御指令情報を受信し、制御指令情報に応じて発電量を含む系統状態量を変化させる。
【００２６】
電力負荷１０４は、電力を消費する電動機、照明器具などをその内部に含む家庭、工場、ビル、施設を表す。
【００２７】
外部電力系統１０５は、電力系統管理装置２００からの制御が不可能である外部の電力系統であり、連系線により自系統と接続している。
【００２８】
制御監視装置１０６は、発電機１０１aにおける発電量、調相機器１０３における調相量、などの系統状態量を計測するセンサを内部に含み、計測した系統状態量を情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００に送信する。また、制御監視装置１０６は、情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００より送信された制御指令情報を受信し、制御指令情報に応じて発電機１０１aにおける発電量、調相機器１０３における調相量などの系統状態量を変化させる。
【００２９】
監視装置１０７は、送電線における潮流値、電圧値などの系統状態量を計測するセンサを内部に含み、計測した系統状態量を情報通信ネットワーク１０８を通じて電力系統管理装置２００に送信する。
【００３０】
情報通信ネットワーク１０８は、双方向にデータを伝送可能なネットワークである。情報通信ネットワーク１０８は、例えば、有線ネットワーク若しくは無線ネットワーク、又はそれらの組み合わせで構成される。情報通信ネットワーク１０８は、いわゆるインターネットであっても良いし、専用線のネットワークであっても良い。
【００３１】
電力系統管理装置２００は、図１に示す電力系統管理機能を実現するための装置である。電力系統管理装置２００は、制御監視装置１０６および監視装置１０７において計測された系統状態量を情報通信ネットワーク１０８を通じて受信する。また、電力系統管理装置２００は、送信された系統の系統状態量および内部に蓄積された情報を用いて算出した制御指令情報を情報通信ネットワーク１０８を通じて制御監視装置１０６に送信する。
【００３２】
電力系統管理装置２００の内部構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、表示装置２０２と、通信手段２０３と、入力手段２０４と、メモリ２０５と、記憶装置２０６と、がバス線２１１に接続されている。ＣＰＵ２０１は、計算プログラムを実行して、系統状態の算出や、制御信号の生成などを行う。メモリ２０５は、表示用の画像データ、系統状態の算出結果データなどを一旦格納するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを用いて構成される。メモリ２０５は、ＣＰＵ２０１により必要な画像データを生成して表示装置２０２に表示する。通信手段２０３は、通信ネットワーク１０８を通じて制御監視装置１０６および監視装置１０７から潮流値、電圧値などの系統状態量を取得する。
【００３３】
ユーザは、入力手段２０４の所定のインタフェースを通じて各種閾値などのパラメータを設定・変更し、本電力系統管理装置２００の動作を適切に設定できる。また、ユーザは、入力手段２０４の所定のインタフェースを通じて確認したいデータの種類を選択し、表示装置２０２に表示させることができる。
【００３４】
記憶装置２０６は、各種プログラム及びデータを保持する。記憶装置２０６は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等で構成される。記憶装置２０６は、例えば、後述する各種機能を実現し得るプログラム及びデータ等を保持する。記憶装置２０６に記憶されているプログラム及びデータは、必要に応じてＣＰＵ２０１に読み出されて実行される。なお、記憶装置２０６は各種のデータベースＤＢで構成されている。
【００３５】
次に、図３に示すフローチャートを用いて電力系統管理装置２００における系統状態候補算出処理の第1の例について説明する。以下の例では、最適化手法の一つであるParticle Swarm Optimization(以下、PSO)を用いた系統状態候補算出処理について説明する。
【００３６】
まず、制御対象とする電力系統に関する系統特性情報、および目的関数情報を設定する。（S３１）
【００３７】
図４に系統特性情報のデータ構成の一例を示す。
【００３８】
図４（a）は電力系統におけるノード、およびノードごとに接続される発電機、電力負荷、調相機器の情報を示すノード情報の一例を示している。図４（a）の例では、名称がAおよびBのノードに発電機が連系されており、ノードAにはG1という名称の定格容量１００の火力発電機が、ノードBにはG2という名称の定格容量２００の風力発電機が連系されていることを示している。また、図４（a）の例では、名称がAAおよびBBのノードに電力負荷が連系されており、ノードAAにはL1という名称の定格容量１０００の住宅が、ノードBBにはL2という名称の定格容量２０００の工場が連系されていることを示している。また、図４（a）の例では、名称がAAAおよびBBBのノードに調相機器が連系されており、ノードAAAにはD1という名称の定格容量１０のSC（電力用コンデンサ）が、ノードBBBにはD2という名称の定格容量２０のShR（分路リアクトル）が連系されていることを示している。
【００３９】
図４（b）は電力系統における送電線の特性を示す送電線情報の一例を示している。図４（b）の例では、ノードAとノードBの間に名称がaの送電線が存在し、正相抵抗が0.01、正相リアクタンスが0.2、正相キャパシタンスが0.1であることを示している。
【００４０】
図４（c）は電力系統内の系統要素についての制約条件の一例を示している。図４（c）の例では、1番目の制約条件として発電機G1の有効発電量について、最大値が１００、最小値が１０であることを示している。また、調相機D1の調相量について、最大値が１０、最小値が０であることを示している。同様に、電力潮流量aの最大値が５００であることを示している。
【００４１】
ここで、図４（a）（b）（c）に示すデータ構成は一例であり、さらに詳細な系統特性情報を格納しても良い。例えば、図４（a）の火力発電機が連系されるノードの情報として、ガバナ定数などの動特性を格納して良い。また、図４（a）の風力発電機などの自然エネルギーによる発電機が連系されるノードの情報として、過去履歴を用いた統計分析により算出した確率的な発電量変動特性を格納しても良い。また、図４（c）の発電機に関する制約条件として、最大出力変化速度などの動特性を制約条件として格納して良い。
【００４２】
図５に目的関数情報のデータ構成の一例を示す。
【００４３】
図５（a）は、事前に設定する目的関数の候補を示すデータ構成例である。図５（a）の例では、目的関数O1は燃料コストを最小化する運用者の意図を示しており、発電量ｘ１を入力とした燃料コストを表す数式ｆ１（ｘ１）を最小化することで、運用者の意図に沿った系統状態を算出する。同様に、目的関数O２は電圧安定度を最大化する運用者の意図を示しており、電圧ｘ１、潮流量ｘ２、・・・を入力とした電圧安定度を表す数式ｆ２（ｘ１、ｘ２、・・・）を最大化することで、運用者の意図に沿った系統状態を算出する。目的関数の候補としては、燃料コスト最小化、送電損失最小化、系統安定度最大化、調相機器動作回数最小化などが格納されることが望ましい。ユーザは上記の目的関数O1、O2、…から解析に用いる一つの目的関数を選択する。また、ユーザは上記の目的関数O1、O2、…から複数の目的関数を選択し、選択した個々の目的関数値の重み付け和を算出し、その値を目的関数値として良い。
【００４４】
図３に示す系統状態候補算出処理のフローチャートの説明に戻る。
【００４５】
次に、計算手法が異なる又は初期設定値が異なる探索点ごとに初期系統状態を設定する。（S３２）
【００４６】
図６に初期系統状態を含む系統状態情報のデータ構成の一例を示す。図６（a）は、各探索点の系統状態における各系統要素の系統状態量を示すデータ構成例である。図６（a）の例では、発電機G1、調相機器D1、送電線aの系統状態量が格納されている。この例において、発電機G1について格納される情報は発電量であり、探索点１における初期系統状態では、発電機G1の系統状態量は９０である。図６（b）は、各探索点の系統状態における目的関数値の例を示す。この目的関数値は、図６（a）に示す各系統要素の系統状態量を、S３１において選択した目的関数の算出式に入力することにより算出される。図６（b）の例では、目的関数O1を選択した場合の各探索点の目的関数値を示す。
【００４７】
次に探索点ごとに速度を算出し、系統状態を更新する。（S３３）速度は以下の（数１）により算出される。
【００４８】
【数１】
2015061455.tif 000003
【００４９】
ここで、
2015061455.tif 000004
はi番目の探索点のｊ番目の系統要素の更新ｋ回目における速度である。また、
2015061455.tif 000005
はi番目の探索点が更新ｋ回目までに取った系統状態の中で、目的関数値が最良の値を取ったときのｊ番目の系統要素であり、
2015061455.tif 000006
は全探索点が更新ｋ回目までに取った系統状態の中で、目的関数値が最良の値を取ったときのｊ番目の系統要素である。ここで、目的関数値が最良であるとは、図５の形式で設定される目的関数について、目的関数の形式が「min」の場合は最小値を取る場合であり、「max」である場合は最大値を取る場合であることを意味する。また、
2015061455.tif 000007
、
2015061455.tif 000008
は、０から１の間の値を取る乱数であり、ω、c1、c2は各項目の重みを決定する係数である。以上により算出された速度
2015061455.tif 000009
を用いて、以下の（数２）より、i番目の探索点の更新ｋ回目における系統状態
2015061455.tif 000010
から、更新ｋ＋１回目における系統状態
2015061455.tif 000011
が算出される。
【００５０】
【数２】
2015061455.tif 000012
【００５１】
ここで算出された系統状態
2015061455.tif 000013
は、記憶装置２０６に格納される。
【００５２】
次に、更新回数が事前に指定した回数に達したかどうかを判定し、（S３４）達していない場合は、S３３の系統状態更新処理を繰り返し、各探索点において系統状態の更新および記憶装置２０６への格納を繰り返す。
【００５３】
S３４において更新回数が規定の回数に達した場合には、記憶装置２０６に格納された系統状態から、系統状態候補を抽出する。（S３５）このとき、S３１からS３４の処理により記憶装置２０６へ格納された全ての系統状態の中から、それぞれの系統状態における目的関数値を用いて系統状態候補を抽出する。例えば、抽出する系統状態の個数を事前に定め、目的関数の形式が「min」の場合は目的関数値が小さい方から上記事前の指定個数の系統状態を候補として抽出して良い。同様に、目的関数の形式が「max」である場合は目的関数値が大きい方から上記事前の指定個数の系統状態を候補として抽出して良い。
【００５４】
以上の処理により、系統状態候補が抽出される。
【００５５】
上記の図３のフローチャートに示す処理の例では、系統状態候補算出部における処理において、最適化手法であるPSOを用いた。このとき、その他の最適化手法を用いて系統状態候補算出処理を実行して良い。すなわち、線形計画法、非線形計画法、内点法、遺伝的アルゴリズム、進化的プログラミング、タブーサーチ、ニューラルネットワーク、などの手法のうちのいずれかを用いて系統状態候補算出処理を実行して良い。
【００５６】
次に、図７に示すフローチャートを用いて電力系統管理装置２００における系統状態候補算出処理の第２の例について説明する。以下の例では、モンテカルロ法を用いた系統状態候補算出処理について説明する。
【００５７】
まず、制御対象とする電力系統に関する複数ケースの系統特性情報、および目的関数情報を設定する。（S７１）ここで、複数ケースの系統特性情報を設定する際、系統状態を表わす各項目の系統状態量について、期待値および変動値を用いて複数ケースを算出して良い。例えば、図８（a）に示す負荷データを記憶装置２０６に格納する場合、各系統項目の予測値Peおよび変動値ΔPを用いて以下の（数３）より各系統項目の系統状態量Pを算出して良い。
〔数３〕
【００５８】
P = Pe + rand3()×ΔP
【００５９】
ここで、rand3()は−1から１までの値を取る乱数である。（数３）より、異なる乱数値rand3()を用いて各系統項目の系統状態量を算出することにより、複数ケースの系統特性情報が算出される。この処理は、負荷以外の発電量、調相機器に適用して系統状態量を求めても良い。この処理により、太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーの変動、負荷の変動、制御対象系統に連系する観測不可能な他系統による影響などを考慮した複数の状況について分析することができる。
【００６０】
目的関数については、図３に示すフローチャートにおけるS３１と同様の処理により設定される。
【００６１】
次に、各探索点における初期系統状態を設定し（S７２）、算出した速度を用いて各探索点の系統状態を更新し（S７３）、規定の回数まで繰り返し系統状態を更新することにより（S７４）、系統状態を記憶装置２０６に格納する。上記S７２、S７３、S７４の処理はS３２、S３３、S３４の処理と同様、PSOアルゴリズムによって実施する。このとき、その他の最適化手法を用いて上記処理を実行して良い。すなわち、線形計画法、非線形計画法、内点法、遺伝的アルゴリズム、進化的プログラミング、タブーサーチ、ニューラルネットワーク、などの手法のうちのいずれかを用いて良い。
【００６２】
次に、S７１で設定した全ケースについて上記S７２、S７３、S７４の処理を実施したか判定し（S７５）、全ケースについて実施していない場合は、別ケースについてS７２、S７３、S７４の処理を繰り返し（S７６）、S７１で設定した各ケースにおいて系統状態の更新および記憶装置２０６への格納を繰り返す。
S７５において全ケースについて系統状態の算出が完了した場合には、記憶装置２０６に格納された系統状態から、系統状態候補を抽出する（S７７）。S７４の処理はS３５の処理と同様の手順によって実施する。
【００６３】
以上の処理により、系統状態候補が抽出される。上記第２の例の系統状態候補算出処理を実施することにより、太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーの変動、負荷の変動、制御対象系統に連系する観測不可能な他系統による影響などをより正確に考慮した系統管理が可能となる。
【００６４】
次に、図９に示すフローチャートを用いて電力系統管理装置２００における状態間距離算出処理について説明する。
【００６５】
まず、記憶装置２０６に格納された系統状態候補の中から、比較元系統状態として一つの系統状態を選択する（S９１）。
【００６６】
次に、S９１にて選択した比較元系統状態と、記憶装置２０６に格納された系統状態（比較先系統状態とする）との状態間距離を算出する（S９２）。状態間距離ｄを以下の数４を用いて算出する。
【００６７】
【数４】
2015061455.tif 000014
【００６８】
ここで、
2015061455.tif 000015
は比較先系統状態のｊ番目の項目であり、
2015061455.tif 000016
は比較元系統状態のｊ番目の項目であり、
2015061455.tif 000017
は系統状態を表わす各項目への重み付けを表わす係数である。複数の系統状態
2015061455.tif 000018
について（数４）を用いて比較元系統状態
2015061455.tif 000019
との状態間距離ｄを算出し、記憶装置２０６に格納する。
【００６９】
次に、各系統状態候補との状態間距離が小さい比較先系統状態を抽出し、記憶装置２０６に格納する（S９３）。このとき、事前に抽出する比較先系統状態の個数を定め、状態間距離が小さい順に上記個数だけ比較先系統状態を抽出して良い。また、事前にある閾値を定め、状態間距離が上記閾値以下となる比較先系統状態を全て抽出しても良い。
【００７０】
最後に、全ての系統状態候補について、対応する比較先系統状態の抽出を実施したか判定する（S９４）。全ての系統状態候補について対応する比較先系統状態の抽出が実施されていない場合、上記処理を未実施の系統状態候補についてS９１、S９２、S９３の処理を実施する。全ての系統状態候補について対応する比較先系統状態の抽出が実施された場合、状態間距離算出処理を終了する。
【００７１】
図１０に、記憶装置２０６に格納された各系統状態候補および状態間距離の情報の一例を示す。図１０の例では、系統状態候補“１００”に対して、状態間距離が小さい５つの系統状態“９５” “９７” “１０３” “１０４” “１０７”が抽出され、それぞれの系統状態候補“１００”との状態間距離とともに格納されている。さらに、系統状態候補および抽出された比較先系統状態について、目的関数値が格納される。
【００７２】
次に、図１１に示すフローチャートを用いて電力系統管理装置２００における変動性評価値算出処理について説明する。
【００７３】
まず、記憶装置２０６に格納された系統状態候補から一つを選択する（S１１１）。次に、選択した系統状態候補について変動性評価値を算出する（S１１２）。変動性評価値の一つの例として、目的関数値の平均値を用いて良い。図１２に、記憶装置２０６に格納された各系統状態候補および変動性評価値の情報の一例を示す。図１２の例では、系統状態候補“１００”に関する第一の変動性評価値として、状態間距離が小さい５つの系統状態“９５” “９７” “１０３” “１０４” “１０７”および系統状態候補“１００”における目的関数値の平均値が算出され、記憶装置２０６に格納される。上記のように、系統状態候補の近傍における目的関数値の平均値を変動性評価値として用いることにより、太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーの変動、負荷の変動、制御対象系統に連系する観測不可能な他系統による影響などを考慮した上で目的関数を最適化する系統の運用状態を求めることができる。また、変動性評価値の別の例として、単位状態間距離あたりの目的関数値の変化率を用いて良い。図１２の例では、系統状態候補“１００”との状態間距離が小さい５つの系統状態“９５” “９７” “１０３” “１０４” “１０７”について、それぞれの目的関数値と系統状態候補“１００”の目的関数値の差分ΔＯが算出され、記憶装置２０６に格納される。さらに、上記の処理により求めた目的関数値の差分ΔＯを、それぞれの系統状態の系統状態候補“１００”との状態間距離ｄで除算した目的関数の変動率ΔＯ/ｄが算出され、記憶装置２０６に格納される。
上記のように、単位状態間距離あたりの目的関数値の変化率を変動性評価値として用いることにより、系統状態が変動した場合の目的関数値の変化についてのより詳細な情報に基づき運用状態を決定することができる。
【００７４】
次に、全ての系統状態候補について、変動性評価値の算出を実施したか判定する（S１１３）。全ての系統状態候補について変動性評価値を算出していない場合、別の系統状態候補を選択して変動性評価値を算出する。全ての系統状態候補について変動性評価値を算出した場合、変動性評価値より系統状態候補を選択する（S１１４）。系統状態候補の選択手法として、変動性評価値に上記の目的関数値の平均値を用いる場合は、目的関数値の平均値が最小となる系統状態候補を選択して良い。上記の手法により、系統状態の変動を考慮した上で目的関数値を最小とする系統状態候補を選択することができる。
【００７５】
また、系統状態候補の選択手法として、変動性評価値に上記の目的関数値の変動率を用いる場合は、近傍の系統状態における目的関数値の変動率の最大値を系統状態候補間で比較し、その値が最小となる系統状態候補を選択して良い。上記の手法により、系統状態の変動に対する目的関数値の変動を最小とする系統状態候補を選択することができる。
【００７６】
また、系統状態候補の選択手法として、目的関数値の平均値および変動率を共に用いても良い。例えば、近傍の目的関数値の変動率がある閾値未満となる系統状態候補の中で、目的関数値の平均値が最小となる系統状態候補を選択して良い。上記の手法により、系統状態の変動に対する目的関数値の変動を小さく抑えつつ目的関数値を最小とする系統状態候補を選択することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０  系統状態算出部
１１  状態候補算出部
１２  状態間距離算出部
１３  変動性評価値算出部
２０  情報記憶部
２１  系統特性情報記憶部
２２  目的関数情報記憶部
２３  系統状態情報記憶部
１０１  発電機
１０２  変電所
１０３  調相機器
１０４  分散型発電装置
１０５  外部電力系統
１０６  制御監視装置
１０７  監視装置
１０８  情報通信ネットワーク
２００  電力系統管理装置
【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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