(57)【要約】      （修正有）【課題】電力系統の安定度監視計算において、現在又は将来の電圧安定度の悪化が生じる母線を動的に変更することで、現在又は将来の電圧安定度の悪化を正確に監視する。【解決手段】電力系統の電圧安定度監視装置１０において、電力系統の系統構成又は潮流状態の変化の少なくとも一方に基づき想定される変化のシナリオを複数作成する想定変化シナリオ計算部３０と、想定変化シナリオを用いて電圧安定度を計算する電圧安定度計算部３１と、電圧安定度に基づいて電圧安定度の余裕度を計算する電圧安定度余裕計算部３２と、電圧安定度余裕に基づいて想定変化シナリオごとの電圧安定度の過酷度を選択する各シナリオ過酷度ランキング計算部３３と、選択された想定変化シナリオに基づき電力系統の脆弱母線を計算する脆弱母線計算部３４と、脆弱母線の情報に基づいて電圧安定度の監視対象を変更する監視箇所変更部３５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の電圧安定度を監視する電圧安定度監視装置において、
前記電力系統の系統構成又は潮流状態の変化の少なくとも一方に基づき想定される変化のシナリオを示す想定変化シナリオを複数作成する想定変化シナリオ計算部と、
前記想定変化シナリオを用いて前記電圧安定度を計算する電圧安定度計算部と、
前記電圧安定度に基づいて前記電圧安定度の余裕度を示す電圧安定度余裕を計算する電圧安定度余裕計算部と、
前記電圧安定度余裕に基づいて前記想定変化シナリオごとの前記電圧安定度の過酷度が高い想定変化シナリオを選択する各シナリオ過酷度ランキング計算部と、
前記選択された想定変化シナリオに基づき前記電力系統のいずれの母線が電圧安定度を低下させる脆弱母線であるかを計算する脆弱母線計算部と、
前記脆弱母線の情報に基づいて前記電圧安定度の監視対象を変更する監視箇所変更部と、
を備えることを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記想定変化シナリオには、前記電力系統において想定される故障ケースとして故障箇所、故障様相、想定再生可能エネルギー変化量又は故障除去タイミングの内少なくとも一つ含まれ、前記想定再生可能エネルギー変化量として、太陽光発電、風力発電、メガソーラ又はウィンドファームの出力変動量、又はウィンドファームの一斉脱落の内少なくとも一つ含むことを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記電圧安定度計算部は、電力系統の総需要や各ノードの需要に対するノード電圧の変化を計算し、Ｐ−Ｖ曲線又はＶ−Ｑ曲線の少なくとも一方を算出することを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記電圧安定度計算部で計算するＰ−Ｖ曲線は、潮流計算の繰り返しまたは連続型潮流計算を用いることを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電圧安定度監視装置において、
前記連続型潮流計算における予測子計算のステップ幅の制御は、二分探索法又は修正子計算の収束計算回数の少なくとも一方によってステップ幅を増減させる方法で前記ステップ幅を決定することを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電圧安定度監視装置において、
前記連続型潮流計算における電圧低め解が計算完了しなかった場合、予測子計算のステップ幅の制御を、修正子計算の収束計算回数に応じてステップ幅を増減させる指標となる定数を変更して、前記電圧低め解が計算完了するまで再計算することを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項７】
請求項１乃至３の何れかに記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記電圧安定度余裕計算部は、前記電圧安定度計算部において計算されたＰ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線を用いて、運転点から限界電力までの有効電力偏差又は電圧偏差、又は無効電力が零の点から限界電力までの無効電力偏差、の内少なくとも一つを計算することを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項８】
請求項１乃至４の何れかに記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記各シナリオ過酷度ランキング計算部は、前記想定変化シナリオを前記電圧安定度の昇順に並べ替えることで順位をつけることを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記想定変化シナリオを選択するための前記過酷度の閾値を持つデータベースを更に備えることを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記脆弱母線を選択するための閾値を持つデータベースを更に備えることを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項１１】
請求項１、３又は１０の何れかに記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記脆弱母線計算部は、前記電圧安定度計算部において計算されたＰ−Ｖ曲線を用いて、運転点における高め解と低め解の電圧偏差又は前記低め解における有効電力に対する電圧変化率の少なくとも一方、及び前記閾値を用いて、前記脆弱母線であることを判定することを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項１２】
請求項１、３又は１０の何れかに記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記脆弱母線計算部は、前記電圧安定度計算部において計算されたＶ−Ｑ曲線を用いて、無効電力が零の点から限界電力までの無効電力偏差、及び前記閾値を用いて、前記脆弱母線であることを判定することを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項１３】
請求項１、３、１０、１１又は１２の何れかに記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記脆弱母線計算部は、運転点における高め解と低め解の電圧偏差、前記低め解における有効電力に対する電圧変化率又は無効電力が零の点から限界電力までの無効電力偏差の内少なくとも一つを用いて、前記脆弱母線の中で最も脆弱である脆弱母線を判定して、表示部に画面表示することを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の電圧安定度監視装置おいて、
前記脆弱母線計算で用いられる、各ノードの有効電力制約又は無効電力制約又は力率制約の内少なくとも一つの制約データを持つ制約データベースを備えることを特徴とする電圧安定度監視装置。
【請求項１５】
電力系統の電圧安定度を監視する電圧安定度監視方法において、
前記電力系統の系統構成又は潮流状態の変化の少なくとも一方に基づき想定される変化のシナリオを示す想定変化シナリオを複数作成するステップと、
前記想定変化シナリオを用いて前記電圧安定度を計算するステップと、
前記電圧安定度に基づいて前記電圧安定度の余裕度を示す電圧安定度余裕を計算するステップと、
前記電圧安定度余裕に基づいて前記想定変化シナリオごとの前記電圧安定度の過酷度が高い想定変化シナリオを選択するステップと、
前記選択された想定変化シナリオに基づき前記電力系統のいずれの母線が電圧安定度を低下させる脆弱母線であるかを計算するステップと、
前記脆弱母線の情報に基づいて前記電圧安定度の監視対象を変更するステップと、
を備えることを特徴とする電圧安定度監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の電圧安定度（電圧安定性ともいう）を監視する電圧安定度監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来、電力系統には、再生可能エネルギー（太陽光発電や風力発電など）をはじめとする天候によって出力が変動する電源（出力変動型電源）が大量導入される予定である。また、近年、世界各国で電力自由化が進んだ結果、電力系統の設備投資が抑制され、既存の送電線に流れる電力潮流が増加している（重潮流化している）。重潮流状態で潮流変動（潮流変化）が大きくなると、電力系統の電圧安定度が悪化する可能性がある。さらに、系統に落雷などが原因で故障が生じると、さらに電力系統の電圧安定度は悪化する恐れがある。このような電圧安定度の悪化現象を正確に監視できる電圧安定度監視装置が必要である。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、例えば、鈴木守、岸田幸雄：「電圧安定性オンライン監視システム」、電学論Ｂ、111巻３号、平成３年（非特許文献１）がある。この解説論文には、「オンライン定周期監視機能」や「ピーク負荷時の安定度判定機能」について記載されている（本文２４８頁〜２５１頁参照）。
【０００４】
他に、特開２０１１−１１５０２４号公報（特許文献１）がある。この公報には、所定の目的関数が最小化されるように最適潮流計算を行った上でＰ−Ｖ曲線を定め、また電力系統に属する全ての負荷母線の状態変数を所定の規定値内に収めることで、電力系統全体で見た場合に実際の電力系統全体の動きに合致させる電圧無効電力監視システムが記載されている
【０００５】
また他に、特開２００５−２８７１２８号公報（特許文献２）がある。この公報には、ＰＶ曲線を高精度かつ高速に描き、連続的な負荷に対してＰＶ曲線をトレースしていくので、変圧器タップ等の制御にも正確に追従しながら系統電圧の安定度監視を行うことができる電力系統安定度監視システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１５０２４号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７１２８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】鈴木守、岸田幸雄：「電圧安定性オンライン監視システム」、電学論Ｂ、111巻３号、平成３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記非特許文献や特許文献に記載の従来の電圧安定度監視装置は、潮流変化の想定と故障（事故）のいずれか一方もしくは両方を想定することで、電圧安定度の悪化の可能性を監視可能である。
【０００９】
しかし、従来の電圧安定度監視装置の監視箇所は、電力の送受電において重要な変電所母線や、運用者の経験によって電圧安定度が悪化するとわかっている各母線を対象としているため、これまでの系統の設備計画とは異なり予想できない系統の箇所に導入される再生可能エネルギーの天候に起因する急峻な潮流変動などが将来発生すると、前記従来の電圧安定度監視装置の監視箇所もしくは、前記従来の電圧安定度監視装置の監視箇所でない母線の電圧安定度が悪化する恐れがある。その結果、現在の電圧安定度の悪化や将来の電圧安定度の悪化の一つもしくは両方を正確に監視できず、現在の電圧安定度の悪化や将来の電圧安定度の悪化の一つもしくは両方を引き起こすという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、電力系統の電圧安定度を監視する電圧安定度監視装置において、前記電力系統の系統構成又は潮流状態の変化の少なくとも一方に基づき想定される変化のシナリオを示す想定変化シナリオを複数作成する想定変化シナリオ計算部と、前記想定変化シナリオを用いて前記電圧安定度を計算する電圧安定度計算部と、前記電圧安定度に基づいて前記電圧安定度の余裕度を示す電圧安定度余裕を計算する電圧安定度余裕計算部と、前記電圧安定度余裕に基づいて前記想定変化シナリオごとの前記電圧安定度の過酷度が高い想定変化シナリオを選択する各シナリオ過酷度ランキング計算部と、前記選択された想定変化シナリオに基づき前記電力系統のいずれの母線が電圧安定度を低下させる脆弱母線であるかを計算する脆弱母線計算部と、前記脆弱母線の情報に基づいて前記電圧安定度の監視対象を変更する監視箇所変更部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、再生可能エネルギーの出力変化を考慮した想定変化シナリオを自動で計算するため運用者の労力が低減され、想定変化シナリオに対する電圧安定度監視計算を行うことで、現在又は将来の電圧安定度の悪化が生じる母線を動的に変更し、現在又は将来の電圧安定度の悪化を正確に監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電圧安定度監視装置の全体構成図の例である。
【図２】電圧安定度監視装置のハード構成と電力系統の全体構成図の例である。
【図３】電圧安定度監視装置のプログラムデータの内容を示す構成図の例である。
【図４】想定変化シナリオデータの一例を示す図である。
【図５】閾値データに関する過酷度閾値とＰ−Ｖ曲線、Ｖ−Ｑ曲線を用いる場合の脆弱母線閾値の一例を示す図である。
【図６】電圧安定度監視装置の処理の全体を示すフローチャートの例である。
【図７】想定変化シナリオ計算部の処理を説明するフローチャートの例である。
【図８】連続型潮流計算によりＰ−Ｖ曲線を作成した描画イメージを示す図の例である。
【図９】連続型潮流計算によりＰ−Ｖ曲線を作成し、電圧安定度の限界を決定する処理フローの例である。
【図１０】電圧ベクトルと負荷パラメータを疑似アークレングスによって決まる変数として表す図の例である。
【図１１】各シナリオ過酷度ランキング計算部の処理を説明するフローチャートの例である。
【図１２】脆弱母線計算部の処理を説明するフローチャートの例である。
【図１３】電圧安定度計算結果および電圧安定度余裕計算結果を示す図の例である。
【図１４】脆弱母線計算部の処理を説明するフローチャートの例である。
【図１５】電圧安定度計算結果および電圧安定度余裕計算結果を示す図の例である。
【図１６】各シナリオ過酷度ランキング計算部に関する再エネ変化を考慮しない各想定変化シナリオの電圧安定度余裕計算結果を用いたランキング結果を示す図の例である。
【図１７】各シナリオ過酷度ランキング計算部に関する再エネ変化を考慮した想定変化シナリオの電圧安定度余裕計算結果を用いたランキング結果を示す図の例である。
【図１８】脆弱母線計算部に関するＰ−Ｖ曲線を用いて脆弱母線の選定に必要な計算値算出を示す図の例である。
【図１９】脆弱母線計算部に関するＶ−Ｑ曲線を用いて脆弱母線の選定に必要な計算値算出を示す図の例である。
【図２０】脆弱母線計算結果について電力系統における母線箇所を示す図の例である。
【図２１】電圧安定度監視状況として、電圧安定度計算結果および電圧安定度余裕計算結果を表示する画面の一例を示す図である。
【図２２】各シナリオ過酷度ランキング結果および脆弱母線系統情報を表示する画面の一例を示す図である。
【図２３】制約データを含む電圧安定度監視装置の全体構成図の例である。
【図２４】制約データの一例を示す図である。
【図２５】制約データを含む脆弱母線計算のフローを含む電圧安定度監視装置の処理の全体を示すフローチャートの例である。
【図２６】閾値データ、データ送信部、および、監視制御装置を加えた電圧安定度監視装置の全体構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、系統データＤ１と系統設備データＤ２から想定変化シナリオを計算し、算出した想定変化シナリオデータＤ３と系統データＤ１と系統設備データＤ２と閾値データＤ８を用いて、電圧安定度計算と電圧安定度余裕計算を行った結果をもとに、各シナリオ過酷度ランキング計算と脆弱母線計算を行い、監視箇所変更指令データＤ９を出し、監視箇所表示を行う電圧安定度監視装置１０の例について、データベースとデータで内容を示す入出力と、計算部で内容を示す処理、からなる全体構成の例を図１で説明し、次に電力系統１００と監視制御装置２１０と電圧安定度監視装置１０と計測装置４４と電源１１０と負荷１５０と母線と変圧器と送電線とのハード構成の例を図２で説明する。
【００１５】
図１は、本実施例の電圧安定度監視装置１０の全体構成図の例であり、系統データＤ１と系統設備データＤ２と想定変化シナリオ計算部３０と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８と、電圧安定度計算部３１と電圧安定度余裕計算部３２と各シナリオ過酷度ランキング計算部３３と脆弱母線計算部３４からなる電圧安定度監視計算部４０と、電圧安定度計算結果データＤ４と電圧安定度余裕計算結果データＤ５と各シナリオ過酷度ランキング計算結果データＤ６と脆弱母線計算結果データＤ７からなる電圧安定度監視計算結果データＤ４１と、監視箇所変更部３５と監視箇所変更指令データＤ９と監視箇所表示部３６、からなる電圧安定度監視装置１０の構成を示した図である。
【００１６】
電圧安定度監視装置１０の入力データは、系統データＤ１と系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８からなる。電圧安定度監視装置１０の想定変化シナリオ計算部３０では、系統データＤ１と系統設備データＤ２を用いて、想定変化シナリオデータＤ３を計算する。また、電圧安定度監視装置１０の電圧安定度計算部３１では、系統データＤ１と系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３を用いて、電圧安定度計算を行い、電圧安定度計算結果データＤ４を出力する。また、電圧安定度監視装置１０の電圧安定度余裕計算部３２では、電圧安定度計算結果データＤ４を用いて、電圧安定度余裕計算を行い、電圧安定度余裕計算結果データＤ５を出力する。また、電圧安定度監視装置１０の各シナリオ過酷度ランキング計算部３３では、電圧安定度計算結果データＤ４と電圧安定度余裕計算結果データＤ５と閾値データＤ８を用いて、各シナリオ過酷度ランキング計算を行い、各シナリオ過酷度ランキング計算結果データＤ６を出力する。また、電圧安定度監視装置１０の脆弱母線計算部３４では、電圧安定度計算結果データＤ４と電圧安定度余裕計算結果データＤ５と各シナリオ過酷度ランキング計算結果データＤ６と閾値データＤ８を用いて、脆弱母線計算を行い、脆弱母線計算結果データＤ７を出力する。また、電圧安定度監視装置１０の監視箇所変更部３５では、脆弱母線計算結果データＤ７を用いて、監視箇所を変更するための監視箇所変更指令データＤ９を監視箇所表示部３６に送信する。また、電圧安定度監視装置１０の監視箇所表示３６では、監視箇所指令データＤ９を用いて、監視箇所を変更表示し、電圧安定度監視計算結果データＤ４１を用いて、監視箇所の情報を表示する。
【００１７】
図２は、電圧安定度監視装置１０のハード構成と電力系統１００の全体構成図の例であり、電力系統１００と監視制御装置２１０と電圧安定度監視装置１０と計測装置４４と電源１１０と負荷１５０と母線と変圧器と送電線とのハード構成の例を示した図である。電力系統１００は、ブランチ（線路）１４０およびノード（母線）１２０を介してそれぞれ接続する、発電機１１０と変圧器１３０と計測装置４４と負荷１５０と図には書いていないがその他計測装置や制御可能な装置（バッテリー、充放電可能な二次電池、ＥＶの蓄電池、フライホイール等）のいずれか又は複数で構成される。
【００１８】
ここで、前記電源１１０の例は、火力発電機や水力発電機や原子力発電機などの大型電源のほかに、太陽光発電や風力発電といった分散型電源を含む。
【００１９】
ここで、計測装置４４の例は、ノード電圧Ｖ、ブランチ電流Ｉ、力率Φ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、のいずれか一つまたは複数を計測する装置（ＶＴやＰＴやＣＴ）であり、データ計測箇所識別ＩＤや計測装置の内臓タイムスタンプを含んでデータを送信する機能を備える（テレメータ（ＴＭ：Telemeter）などである）。なお、ＧＰＳを利用した絶対時刻付きの電力情報(電圧のフェーザ情報)を計測する装置や位相計測装置（ＰＭＵ：Phasor Measurement Units）や、他の計測機器でもよい。前記計測装置４４は、電力系統１００内にあるように書いたが、発電機１１０と変圧器１３０と計測装置４４と負荷１５０に接続する母線や送電線などに設置されてもよい。
【００２０】
ここで、計測データＤ１は、計測装置４４にて計測された各前記データであり、通信ネットワーク３００を介して系統計測データベース２１に受信する。ただし、計測装置４４から直接前記系統データを受信する代わりに、監視制御装置２１０に一端集約されてから、通信ネットワーク３００を介して系統計測データベース２１に受信してもよいし、計測装置４４と監視制御装置２１０の両方から通信ネットワーク３００を介して系統計測データベース２１に受信してもよい。なお、計測データＤ１は、データを識別するための固有番号と、タイムスタンプとを含んでもよい。
【００２１】
電圧安定度監視装置１０の構成について説明する。表示部１１、キーボードやマウス等の入力部１２、通信部１３、コンピュータや計算機サーバ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１４、メモリ１５、各種データベース（系統計測データベース２１と系統設備データベース２２と想定変化シナリオデータベース２３と電圧安定度計算結果データベース２４と電圧安定度余裕計算結果データベース２５と各シナリオ過酷度ランキング計算結果データベース２６と脆弱母線計算結果データベース２７と閾値データベース２８とプログラムデータベース２９）がバス線４３に接続されている。表示部１１は、例えば、ディスプレイ装置として構成される。
【００２２】
表示部１１は、例えば、ディスプレイ装置に代えて、またはディスプレイ装置と共に、プリンタ装置または音声出力装置等を用いる構成でもよい。入力部１２は、例えば、キーボードスイッチ、マウス等のポインティング装置、タッチパネル、音声指示装置等の少なくともいずれか一つを備えて構成できる。通信部１３、通信ネットワーク３００に接続するための回路及び通信プロトコルを備える。ＣＰＵ１４は、プログラムデータベース２９から所定のコンピュータプログラムを読み込んで実行する。ＣＰＵ１４は、一つまたは複数の半導体チップとして構成してもよいし、または、計算サーバのようなコンピュータ装置として構成してもよい。メモリ１５は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）として構成され、プログラムデータベース２９から読み出されたコンピュータプログラムを記憶したり、各処理に必要な計算結果データ及び画像データ等を記憶したりする。メモリ１４に格納された画面データは、表示部１１に送られて表示される。表示される画面の例は後述する。
【００２３】
ここで、図３を参照して、プログラムデータベース２９の記憶内容を説明する。図３は、電圧安定度監視装置のプログラムデータの内容を示す構成図の例である。プログラムデータベース２９には、例えば、状態推定計算プログラムＰ７０と想定変化シナリオ計算プログラムＰ１０と電圧安定度計算プログラムＰ２０と電圧安定度余裕計算プログラムＰ３０と各シナリオ過酷度ランキング計算プログラムＰ４０と脆弱母線計算プログラムＰ５０と監視箇所変更プログラムＰ６０が格納されている。
【００２４】
図２に戻り、ＣＰＵ１４は、プログラムデータベース２９からメモリ１４に読み出された計算プログラム（状態推定計算プログラムＰ７０と想定変化シナリオ計算プログラムＰ１０と電圧安定度計算プログラムＰ２０と電圧安定度余裕計算プログラムＰ３０と各シナリオ過酷度ランキング計算プログラムＰ４０と脆弱母線計算プログラムＰ５０と監視箇所変更プログラムＰ６０）を実行して、尤もらしい系統状態の計算、想定変化シナリオの計算、電圧安定度の計算、電圧安定度余裕の計算、過酷シナリオのランキングの計算、過酷シナリオの選択の計算、脆弱母線の計算、監視箇所変更の指示、表示すべき画像データの指示、各種データベース内のデータの検索等を行う。メモリ１４は表示用の画像データ、監視データ、監視結果データ等の計算一時データ及び計算結果データを一旦格納するメモリであり、ＣＰＵ１４によって必要な画像データを生成して表示部１１（例えば表示ディスプレイ画面）に表示する。なお、電圧安定度監視装置１０の表示部１１は、各制御プログラムやデータベースの書き換えを行うためだけの簡単な画面だけであったてもよい。
【００２５】
電圧安定度監視装置１０には、大きく分けて９つのデータベースが格納される。プログラムデータベース２９を除く、系統計測データベース２１と系統設備データベース２２と想定変化シナリオデータベース２３と電圧安定度計算結果データベース２４と電圧安定度余裕計算結果データベース２５と各シナリオ過酷度ランキング計算結果データベース２６と脆弱母線計算結果データベース２７と閾値データベース２８について説明する。
【００２６】
系統計測データベース２１には、系統計測データとして、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φなどが含まれる。時刻スタンプ付きデータやＰＭＵデータでもよい。例えば、電力系統１００に接続するノード１２０ａや１２０ｂにおける電圧および電圧位相角と、電力系統１００に接続するノード１２０ａや１２０ｂに接続するブランチ１４０ａや１４０ｂの線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）と、電力系統１００に接続するノード１２０ａや１２０ｂに接続する変圧器１３０ａや１３０ｂの線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）と、変圧器１３０ａや１３０ｂに接続するノード１２１ａや１２１ｂの電圧Ｖおよび電圧位相角δと、ノード１２１ａや１２１ｂに接続する負荷１５０や電源１１０の有効電力Ｐや無効電力Ｑや力率Φと、計測装置４４や監視制御装置２１０などから通信ネットワークを介して計測する電力系統１００に接続するその他のノードやブランチや電源や負荷や制御装置などの有効電力Ｐや無効電力Ｑや力率Φや電圧Ｖおよび電圧位相角δなどが記憶されている。なお、電圧位相角δは、ＰＭＵやＧＰＳを利用した他の計測機器を利用して計測したものでもよい。なお、計測装置は、ＶＴやＰＴなどである。ＶＴやＰＴなどで計測した電流Ｉと電圧Ｖと力率Φから線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）を計算することができる。また、状態推定計算プログラムＰ７０の計算結果である、もっともらいしい系統の各ノード、ブランチ、発電機、負荷、制御機器の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φ、を推定計算した結果も、系統計測データとして保存しておく。
【００２７】
系統設備データベース２２には、系統構成、線路インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）、対地静電容量（アドミタンス：Ｙ）、系統構成と状態推定に必要なデータ（バットデータの閾値など）、発電機データ、その他の潮流計算・状態推定・電圧安定度計算に必要なデータが含まれる。なお、計測値は、監視制御装置や中央給電指令所やＥＭＳから入手してもよいし、系統全体の計測装置から直接入手してもよい。なお、手動で入力する際には、入力部１２によって手動で入力し記憶する。なお、入力の際はＣＰＵ１４によって必要な画像データを生成して表示部１１に表示する。入力の際は、補完機能を利用して、大量のデータを設定できるように半手動にしてもよい。
【００２８】
想定変化シナリオデータベース２３には、電圧安定度監視装置１０の入力部１２を用いて記憶された、電力系統において想定される故障ケースとして故障箇所と故障様相と想定再生可能エネルギー変化量などと、電力系統において想定される故障ケースとして故障箇所と故障様相と想定再生可能エネルギー変化量などから想定変化シナリオ計算プログラムＰ１０によって計算された、図４に示すような、電力系統において想定される故障ケースとして故障箇所と故障様相と想定再生可能エネルギー変化量などを組み合わせたリストが含まれる。これ以外の要素としては、故障除去タイミングなどが一覧に含まれる。想定再生可能エネルギー変化量は、太陽光発電や風力発電やメガソーラやウィンドファームの出力変動量や、ウィンドファームの一斉脱落などを含む。故障ケースとしては、系統の運用によっては、過酷な故障ケースのみであってもよい。なお、想定変化シナリオデータＤ３は入力部１２を用いずに事前に設定したり、監視制御装置２１０で設定した値を通信ネットワーク３００および通信部１３を介して設定したり、してもよい。これらの設定方法により、柔軟に想定変化シナリオデータＤ３を設定することができる効果がある。
【００２９】
電圧安定度計算結果データベース２４には、電圧安定度計算プログラムＰ２０によって計算された、電圧安定度を評価するための連続型潮流計算などの計算結果が記憶されている。例えば、ノード毎の図１３に示すＰ−Ｖ曲線や図１５に示すＶ−Ｑ曲線などである。前記連続型潮流計算とは、負荷電力などをある一定の条件で変化させ系統状態を予測する計算（予測子計算）と、対応する母線電圧を潮流計算（修正子計算）で求める、という動作を連続して計算することでＰ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線を描く手法である。前記連続型潮流計算の詳細は後述する。電圧安定度計算は、例えばＰ−Ｖ曲線の場合、総需要に対するノード電圧の変化であってもよいし、総需要を初期需要で割ったものに対するノード電圧の変化であってもよいし、各ノードの需要に対するノード電圧の変化であってもよいし、各ノードの需要を各ノードの初期需要で割ったものに対するノード電圧の変化であってもよい。上記いずれかひとつまたは複数の需要に対するノード電圧の変化を保存する。
【００３０】
電圧安定度余裕計算結果データベース２５には、電圧安定度余裕計算プログラムＰ３０によって計算された、電圧安定度計算結果データＤ４のＰ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線などを用いて、図１３や図１５のように算出する、Ｐ−Ｖ曲線の先端から現在の運転点までの需要差分と電圧差分から電圧余裕ΔＶおよび有効電力余裕ΔＰや、Ｖ−Ｑ曲線の先端から現在の運転点までの需要差分から無効電力余裕ΔＱがノード毎に記憶されている。電圧安定度余裕も電圧安定度計算と同様に、例えばＰ−Ｖ曲線から前記電圧余裕ΔＶおよび前記有効電力余裕ΔＰを求める際に用いるＰ−Ｖ曲線は、総需要に対するノード電圧の変化であってもよいし、総需要を初期需要で割ったものに対するノード電圧の変化であってもよいし、各ノードの需要に対するノード電圧の変化であってもよいし、各ノードの需要を各ノードの初期需要で割ったものに対するノード電圧の変化であってもよい。
【００３１】
各シナリオ過酷度ランキング計算結果データベース２６には、各シナリオ過酷度ランキング計算プログラムＰ４０によって計算された、前記各想定変化シナリオに対応した電圧安定度余裕計算結果データＤ５を用いて、前記各想定変化シナリオを昇順にソートすることで図１６や図１７に示すようなランキングを行った結果と、閾値データＤ８を用いて過酷度閾値以下であるシナリオを過酷シナリオとして選択した結果を、記憶しておく。閾値データＤ８については、閾値データベース２８の説明において後述する。
【００３２】
脆弱母線計算結果データベース２７には、脆弱母線計算プログラムＰ５０によって計算された、電圧安定度上、脆弱な母線の固有識別のためのノード番号、箇所など、が記憶される。脆弱な母線は、例えば、図１８や図１９に示すような各ノードのΔＶUL10とΔＶUL20の比較や各ノードのΔＱ1とΔＱ2の比較などから一定の基準によって計算される。脆弱母線の計算方法や一定の基準については、後述する。記憶される前記箇所とは、例えば、図２０に示すような、系統図上の位置のことである。
【００３３】
閾値データベース２８には、図５に示すような、過酷度閾値や脆弱母線閾値が記憶されている。前記過酷度閾値は、過酷シナリオ過酷度ランキング計算において用いる閾値であり、前記過酷度閾値以下であるシナリオを過酷シナリオとして選択するために用いられる。また、前記脆弱母線閾値は、脆弱母線計算において用いる閾値であり、前記脆弱母線閾値以下であるノードを脆弱母線として選択するために用いられる。
【００３４】
次に電圧安定度監視装置１０の計算処理内容について図６を用いて説明する。図６は、電圧安定度監視装置の処理の全体を示すフローチャートの例である。まず、簡単に流れを説明する。系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８を入力した記憶したあと、系統計測データＤ１を受信し、状態推定計算を行い、状態推定計算結果を記憶する。次に、系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と前記状態推定結果を用いて想定変化シナリオを計算する（想定変化シナリオデータベース２３に格納される）。次に、前記状態推定計算結果（系統計測データベース２１に格納される）と前記各想定変化シナリオを用いて、電圧安定度計算を行った後に、電圧安定度余裕計算を行い、電圧安定度計算結果および電圧安定度余裕計算結果を記憶する。次に、前記電圧安定度余裕計算結果Ｄ５と閾値データＤ８を用いて、過酷シナリオ過酷度ランキング計算を行い、過酷シナリオ過酷度ランキング計算結果を記憶する。次に、前記過酷シナリオ過酷度ランキング計算結果Ｄ６と閾値データＤ８を用いて、脆弱母線計算を行い、脆弱母線計算結果を記憶する。最後に、前記脆弱母線計算結果Ｄ７を用いて、脆弱母線や脆弱母線が多い箇所に監視箇所変更する流れである。なお、監視箇所は複数箇所を表示してもよいし、最も脆弱な母線を表示してもよい。各種計算結果や計算途中でメモリに蓄積されるデータは、監視制御装置２１０の画面に逐次表示されてもよい。これにより、運用者が電圧安定度監視装置１０の運用状況を容易に把握できる。また、電圧安定度監視装置１０において、運転状況として、監視内容（脆弱母線の発生）などが表示されてもよい。これにより、運用者が電圧安定度監視装置１０の運用状況を容易に把握できる。なお、監視箇所変更が実施されるまで、各種データの受信から各種計算結果を夫々送信するまでの状況の画面表示を繰り返す。以上の処理の流れをステップ毎に説明する。
【００３５】
まず、ステップＳ１では、系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８が予め設定されていない場合、系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８を入力部１２および表示部１１を用いて入力する。ここで、監視制御装置２１０から通信ネットワーク３００および通信部１３を通してデータの入力をしてもよいし、監視制御装置２１０などで保持している系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８に関するデータを一定周期で自動受信し、記憶してもよい。また、系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８が予め設定されている場合は、修正を加えてもよいし、そのままのデータを用いてもよい。
【００３６】
ステップＳ２では、系統計測データＤ１を受信し、状態推定計算を行い、状態推定計算結果を、系統計測データベース２１に記憶する。状態推定計算によって、もっともらいしい系統の各ノード、ブランチ、発電機、負荷、制御機器の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φ、を推定計算した結果も、系統計測データとして保存しておく。なお、状態推定計算の方法は、例えば、Lars Holten, Anders Gjelsvlk, Sverre Adam, F. F. Wu, and Wen-Hs Iung E. Liu, Comparison of Different Methods for State Estimation, IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 3 (1988), pp.1798-1806に記載の計算方法などに則して行う。
【００３７】
ステップＳ３では、ステップＳ１で記憶した系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と、ステップＳ２で求めた状態推定結果と、を用いて、想定変化シナリオ計算を行い、その結果を想定変化シナリオデータベース２３に記憶する。
【００３８】
ここで、図７を用いて、想定変化シナリオ計算の流れを説明する。図７は、想定変化シナリオ計算部３０の処理を説明するフローチャートの例である。図７は、ステップＳ１１〜Ｓ１８を通して、系統計測データＤ１および系統設備データＤ２を読込み、想定故障箇所・様相を選択後、想定再生可能エネルギー変化量を選択し想定変化シナリオＤ３として保存する流れを、想定故障箇所と想定故障様相と想定再生可能エネルギー変化量が選択し終わるまで繰り返して計算する方法を示している。以上の処理の流れを以下で説明する。ステップＳ１１では、ステップＳ１およびステップＳ２で入力および受信・計算した、系統計測データＤ１および系統設備データＤ２を読込み、メモリ１４に読込む。ステップＳ１２では、メモリ１４に読み出された想定故障箇所のリストの中から、未選択のひとつを選択する。ステップＳ１３では、メモリ１４に読み出された想定故障様相のリストの中から、未選択のひとつを選択する。ステップＳ１４では、メモリ１４に読み出された想定再生可能エネルギー変化量のリストの中から、未選択のひとつを選択する。ステップＳ１５では、ステップＳ１２〜１４で選択された想定故障箇所・想定故障様相・想定再生可能エネルギー変化量の組合せをひとつの想定変化シナリオＤ３として保存する。ステップＳ１６では、全ての想定再生可能エネルギー変化量のリストが選択されていない場合、ステップＳ１４に戻る。また、ステップＳ１６では、全ての想定再生可能エネルギー変化量のリストが選択されている場合、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、全ての想定故障様相のリストが選択されていない場合、ステップＳ１３に戻る。また、ステップＳ１７では、全ての想定故障様相のリストが選択されている場合、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、全ての想定故障箇所のリストが選択されていない場合、ステップＳ１２に戻る。また、ステップＳ１７では、全ての想定故障箇所のリストが選択されている場合、フローを終了する。ここで、想定再生可能エネルギー変化量は、出力変化なし、（ある一定期間の間の）出力減少、（ある一定期間の間の）出力増加などが考えられる。また、想定再生可能エネルギー変化量は、一定周期毎に手入力や監視制御装置やデータベースに記憶されたデータを元に更新されてもよい。ここで、想定故障箇所・想定故障様相・想定再生可能エネルギー変化量の組合せとして、故障なしで、想定再生可能エネルギー変化量だけの組合せも存在する。
【００３９】
ここで、図４を用いて、想定変化シナリオデータＤ３の例を説明する。図４に示すように、電力系統において想定される故障ケースとして故障箇所と故障様相と想定再生可能エネルギー変化量などを組み合わせたリストが含まれる。これ以外の要素としては、故障除去タイミングなどが一覧に含まれる。想定再生可能エネルギー変化量は、太陽光発電や風力発電やメガソーラやウィンドファームの出力変動量や、ウィンドファームの一斉脱落などを含む。故障ケースとしては、系統の運用によっては、過酷な故障ケースのみであってもよい。また、再生可能エネルギー変化量は、設定されなくてもよい。なお、想定変化シナリオデータＤ３は入力部１２を用いずに事前に設定したり、監視制御装置２１０で設定した値を通信ネットワーク３００および通信部１３を介して設定したり、してもよい。これらの設定方法により、柔軟に想定変化シナリオデータＤ３を設定することができる効果がある。
【００４０】
図６に戻り、ここで、ステップＳ４では、前記状態推定計算結果と前記各想定変化シナリオを用いて、電圧安定度計算を行った後に、電圧安定度計算結果を記憶する。電圧安定度計算の方法は、例えば、特許文献２や、Chiang. H. D. et al., “CPFLOW: A Practical Tool for Tracing Power System Steady-State Stationary Behavior Due to Load and Generation Variations”, IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 10, No. 2, pp.623-634, 1995や、Venkataramana Ajjarapu, “Computational Techniques for Voltage Stability Assessment and Control”, Springer, 2006, pp.49-116や、特開平６−１５３３９７号公報などに記載の計算方法などに則して行う。
【００４１】
上記電圧安定度計算の方法は、一般に連続型潮流計算と呼ばれ、非線形関数の解析手法である予測子-修正子法の考え方に基づく、連続法を応用した手法である。この手法を用いてＰ−Ｖ曲線を算出することで、電圧安定度の限界である、有効電力限界付近においても安定定的に解が得られ、有効電力限界を正確に求めることができる効果がある。さらに、連続型潮流計算を用いると電圧低め解を安定的に算出できる。これにより、電圧安定度の評価で用いる運転点における高め解と低め解との差ΔＶを算出ができる効果がある。
【００４２】
ここで、上記連続型潮流計算によりＰ−Ｖ曲線を作成し、電圧安定度の限界を決定する処理の概略を以下で説明する。
【００４３】
Ｐ−Ｖ曲線の描画イメージを図８に示す。また、処理フローを図９に示す。
【００４４】
まず、予測子計算について説明する。予測子の目的は、次の解を得るための予測点を求めることである。予測点は、修正子計算（潮流計算）の初期値となるため、予測点の質が高いほど、正確な解を得るための修正子の反復計算が短くなる。
【００４５】
予測子の計算方法は、線形と非線形の予測子に大別できる。線形予測子は（ａ）単純増加の予測子と（ｂ）割線法の予測子と（ｃ）接線法の予測子などがあり、非線形予測子は（ｄ）放物線の予測子などがある。前記（ａ）〜（ｄ）などのいずれか一つまたは複数の予測子の組合せ予測子の計算を実施してもよい。なお、（ａ）単純増加の予測子は、単純にλを増加させて予測子を求める方法である。（ｂ）割線法の予測子は、森他：「ラグランジュ補間非線形予測子を用いた連続型潮流計算」、電学論Ｂ、１２３巻、４号、２００３年、に示すような前回収束点（λ’、Ｐ’）と前々回収束点（λ”、Ｐ”）を通る割線を引き、その直線上で予測子を求める方法である。（ｃ）接線法の予測子は、福山他：「Continuation Power Flow実用化システムの開発」、電気学会全国大会、No. 1387、1997、に示すような前回収束点におけるＰ−Ｖ曲線に対する接線を引き、接線上で予測子を求める方法である。（ｄ）放物線の予測子の予測子は、前回以前の収束点を用いて放物線を引き、放物線上で予測子を求める方法である。
【００４６】
以下では、（ａ）と（ｂ）の予測子を用いた計算を説明する。１ステップ目のみ（ａ）単純増加の予測子を用いて予測点を求め、２ステップ目以降は（ｂ）割線法の予測子を用いて計算することで、計算量を低減する。これは、割線を引くためには最低2点の収束解が必要なためである。この２つの予測子計算の組合せにすることで、簡単な計算で予測点を求めることができるようになり、計算量を低減できる効果がある。
【００４７】
予測子計算におけるステップ幅の制御は、収束しなかった場合にステップ幅を半分に制御する二分探索法や、Venkataramana Ajjarapu, “Computational Techniques for Voltage Stability Assessment and Control”, Springer, 2006, pp.33-38に記載の一つ前の修正子計算の収束計算回数によってステップ幅の制御係数（後述）を増減させる制御の、いずれか一方もしくは両方などで実施してもよい。以下では、両方の方法を適用する方法を説明する（以下、収束回数制御と呼ぶ）。
【００４８】
後者の収束回数制御において、具体的には、ステップ幅σは次式により決定する。
【００４９】
2015211512.tif 000003
【００５０】
ここで、(k)σは現在の予測子ステップ幅、(k+1)σは次の予測子ステップ幅、Δσはステップ幅増分、Ｎoptは最適な修正子計算の収束計算回数、(k)Ｎは最後に収束した修正子計算の収束計算回数、Ｎopt／(k)Ｎはステップ幅増分の制御係数、である。Ｎoptは、最初は任意の値を設定しておき、所望のＰ−Ｖ曲線の描画ができなかった場合には、必要に応じて増減させる。これにより、所望のＰ−Ｖ曲線を描画することができる効果がある。ここで、所望のＰ−Ｖ曲線とは、例えば、電圧高め解および低め解の両側が運転点の有効電力まで求まったＰ−Ｖ曲線、収束点が所望の点数幅の間であるＰ−Ｖ曲線、Ｐ−Ｖ曲線のノーズ付近における収束点が所望の点数幅の間であるＰ−Ｖ曲線、である。これは、Ｎoptの値によっては、低め解側が運転点の有効電力に減少させる前に途中で収束しなくなるケースや、Ｐ−Ｖ曲線の点数が少なかったり多かったりケースが、あるためである。この低め解側も運転点の有効電力まで算出することによって、図１８で示すΔＶUL10などを計算し、電圧安定性の指標が利用できる利点がある。また、収束点が所望の点数幅の間であることによって、Ｐ−Ｖ曲線を所望の精度を調整できる利点がある。
【００５１】
収束回数制御は、潮流状態が収束しにくい場合には(k)Ｎが大きくなりステップ幅が小さく制御され、収束しやすい場合には(k)Ｎが小さくなりステップ幅が大きく制御される。これにより、効率的に連続型潮流計算を実施できるようになる。
【００５２】
収束回数制御で、修正子計算が収束しなかった場合は、収束するまで二分探索法に切り替える。ここで、収束しなかった場合とは、１つの修正子計算における、収束計算において、ｎ回目に計算したミスマッチの総和がｎ＋１回目に計算したミスマッチの総和よりも大きくなる毎にカウントし、カウントが設定回数を上回った場合のことである。ただし、事前に設定する収束計算の上限回数に達した場合は、（１）式を使用する。収束すれば、次のステップ調節は（１）式の収束回数制御に戻す。これにより、収束計算回数上限に到達するような収束しにくいときでも、安定して解を得ることができるようになる。また、修正子計算において、Ｐ−Ｖ曲線の形状が二次曲線のようになっているため、有効電力限界の一つ前の電圧高め解と有効電力限界の解を用いて作成する予測子が、収束すべき電圧低め解から大きく離れ、収束計算回数が増加する可能性がある。収束回数制御では、（１）式を用いて次の予測子を計算するため、最初の電圧低め解の点を求める際には、(k)Ｎが大きくなり、それ以降の電圧低め解を求めるΔσが電圧高め解を求めていた時よりは小さくなり、電圧低め解を細かな刻みで計算してしまい計算量が増加する可能性がある。そこで、最初の電圧低め解の点を求める際には、（１）式を使用せずに、電圧高め解における、最初の電圧低め解よりも小さな倍率を用いて、(k+1)σを計算する。これによって、電圧低め解の計算を適切な点数で計算することができ、計算量を低減することができる効果がある。
【００５３】
修正子計算結果の負荷が運転点より小さくなった場合、計算を終了する。
【００５４】
次に修正子計算方法について説明する。まず、負荷パラメータλを変数として考慮して、潮流方程式を（２）式のように定式化する。
【００５５】
2015211512.tif 000004
【００５６】
ただし、xは母線電圧値を並べた変数ベクトル、λは負荷パラメータ値を並べた変数ベクトルである。
【００５７】
（２）式は具体的には次の三つからなる。
【００５８】
2015211512.tif 000005
【００５９】
ここで、iはノード番号、fPiは母線iでの有効電力、fQiは母線iでの無効電力、fViは母線iでの電圧の大きさを表す関数、fPsi、fQsi、fVsiはそれぞれ母線iでの有効電力、無効電力、電圧の大きさの指定値、λは負荷パラメータ、である。
（４）式と（５）式はどちらか一方しか指定できないため、通常、負荷母線など電圧制御がかかっていない母線はPQ指定として（５）式を用い、発電機母線など電圧制御がかかっている母線はPV指定として（５）式を用いる。
【００６０】
また、Chiang. H. D. et al., “CPFLOW: A Practical Tool for Tracing Power System Steady-State Stationary Behavior Due to Load and Generation Variations”に示されるように、電圧ベクトルと負荷パラメータを疑似アークレングス（図１０参照）によって決まる変数として表す。
【００６１】
2015211512.tif 000006
【００６２】
ただし、xは電圧ベクトル、λは負荷パラメータ、sは疑似アークレングス、である。
ここで、（６）式および（７）式に以下の条件を与える。
【００６３】
2015211512.tif 000007
【００６４】
ただし、xは電圧ベクトル、nはノード数、iは変数の番号、kはステップ数、Δsは、疑似アーグレングスの変化量、である。
（８）式は、に示される超球面を表し、全変数の増加量の和が部分的にP-V曲線を線形近似した値と等しい制約を示す。この式の考慮によって、CPF法はヤコビ行列が特異となる条件を変化させている。
【００６５】
連続型潮流計算は（６）式、（７）式、（８）式の連立方程式の有効電力および無効電力を変更しながらその都度ニュートン・ラプソン法などで解くことによって、Ｐ−Ｖ曲線を作成する。なお、Δx(l+1)ニュートン・ラプソン法は（９）式により修正量Δx(l+1)を求め，（１０）式でxを更新しながら解を求める。
【００６６】
2015211512.tif 000008
【００６７】
ここで，JAugはf(x)をxの要素で偏微分した拡張ヤコビ行列であり，右肩添え字(l)は収束計算ステップ数を表す。前記拡張ヤコビ行列と、通常の潮流計算で用いるヤコビ行列の違いは、負荷パラメータλの行列が拡張された点である。これにより、有効電力限界付近でも収束性が改善できる。なお、（９）式および（１０）式のxには、λも含めて表記している。また、前記ニュートン・ラプソン法は、極座標系で計算してもよいし、直交座標系で計算してもよい。また、前記ニュートン・ラプソン法による、連立方程式を解くにはＬＵ分解などを用いるが、順序付け（オーダリング）によりフィルインを減少させてから計算することで、計算量を低減できる効果がある。なお 、計算の高速性が求められる場合には、上記連続型潮流計算のように潮流方程式と疑似アークレングスの（８）式を導入せずに、潮流方程式のみで通常の潮流計算を繰り返し解くだけでもよい。これにより、計算が高速になる利点がある。ただし、この場合、Ｐ−Ｖ曲線計算では、電圧低め解が求まらない可能性があるため、電圧低め解を用いた電圧安定度指標を利用できないため、運転点からノーズ端までの電圧高め解を用いた電圧安定度指標を用いる。
【００６８】
ここで、図１３および図１５を用いて、電圧安定度計算結果の例を説明する。図１３および図１５は、電圧安定度計算部３１のイメージを説明する例である。図１３は、横軸に有効電力の総需要Ｐ、縦軸にノードｉの電圧ＶiをとったＰ−Ｖ曲線を算出した例である。運転点は、（Ｐ0、Ｖi0）となり、この高め解と対となる低め解は、（Ｐ0、Ｖ’i0）となる。さらに、電圧安定度の限界である、有効電力限界は、ＰCの箇所である。Ｐ−Ｖ曲線の先端である、有効電力限界を一般にノーズと呼ぶ。図１５は、横軸にノードｉの電圧Ｖi、縦軸に無効電力の総需要ＱをとったＶ−Ｑ曲線を算出した例である。運転点は、（Ｖi0、Ｑ0）となる。さらに、電圧安定度の限界である、無効電力限界は、ＱCの箇所である。Ｖ−Ｑ曲線は、ノードｉの無効電力消費から、系統側からの無効電力供給分を引くことで描く事ができる。なお、図２４に示すような発電機の制約データを考慮した電圧安定度計算の機能を持つ。これにより、より現実に近い電力系統の電圧安定性を検討することができる。
【００６９】
図６に戻り、ここで、ステップＳ５では、電圧安定度余裕計算を行い、および電圧安定度余裕計算結果を記憶する。ここで、図１３および図１５を用いて、電圧安定度余裕計算結果の例を説明する。図１３および図１５は、電圧安定度余裕計算部３２のイメージを説明する例である。図１３のＰ−Ｖ曲線から、運転点のＰ0と有効電力限界ＰCとの差分である（１１）式によって、電圧安定度余裕ΔＰが計算できる。また、電圧安定度余裕は、（１２）式によって計算されるΔＶiであってもよい。
【００７０】
2015211512.tif 000009
【００７１】
また、図１５のＶ−Ｑ曲線から、無効電力Ｑ＝０と無効電力限界ＱCとの差分であるΔＱによって、電圧安定度余裕ΔＱが計算できる。このように、系統運用者が普段用いている物理量で構成されるＰ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線から、簡単に求められる電圧安定度余裕を用いることによって、系統運用者が理解し易いという効果がある。ただし、これ以外の電圧安定度余裕を計算し用いてもよい。また、想定変化シナリオによっては、Ｐ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線がそもそも書けないケースも存在する。このようなケースは、運転点がないと考えられ、電圧安定度余裕なし判定される。
【００７２】
図６に戻り、ここで、ステップＳ６では、前記電圧安定度余裕計算結果Ｄ５と閾値データＤ８を用いて、過酷シナリオ過酷度ランキング計算を行い、過酷シナリオ過酷度ランキング計算結果を記憶する。
【００７３】
ここで、図１１を用いて、過酷シナリオ過酷度ランキング計算の流れを説明する。図１１は、過酷シナリオ過酷度ランキング計算部３３の処理を説明するフローチャートの例である。図１１は、ステップＳ２１〜Ｓ２６を通して、ステップＳ５で計算した電圧安定度余裕計算結果データＤ５および閾値データＤ８を読込み、各想定変化シナリオを電圧安定度余裕の昇順にソートし各想定変化シナリオ過酷度ランキング計算結果データＤ６に保存し、想定変化シナリオをひとつ選択し、選択した想定変化シナリオの電圧安定度余裕が閾値未満であれば、過酷シナリオと選択し、各想定変化シナリオ過酷度ランキング計算結果データＤ６に過酷シナリオ情報を付加して記憶する。一方、選択した想定変化シナリオの電圧安定度余裕が閾値以上であれば、次の想定変化シナリオをひとつ選択する。以上を全ての想定変化シナリオを選択し終わるまで繰り返して計算する方法を示している。以上の処理の流れを以下で説明する。ステップＳ２１では、ステップＳ５で計算した電圧安定度余裕計算結果データＤ５および閾値データＤ８を読込み、メモリ１４に読込む。ステップＳ２２では、メモリ１４に読み出された各想定変化シナリオの電圧安定度余裕を昇順にソートし、各想定変化シナリオ過酷度ランキング計算結果データＤ６に保存する。ステップＳ２３では、各想定変化シナリオの中から、想定変化シナリオをひとつ選択する。ステップＳ２４では、ステップＳ２３で選択した想定変化シナリオの電圧安定度余裕がステップＳ５で読込んだ閾値データＤ８の過酷度閾値（図５参照）未満であるかどうかを判定する。ここで、選択した想定変化シナリオの電圧安定度余裕が過酷度閾値未満であれば、選択した想定変化シナリオが過酷シナリオと選択され、ステップＳ２５に進む。一方、選択した想定変化シナリオの電圧安定度余裕が過酷度閾値以上であれば、次の想定変化シナリオをひとつ選択するためにステップＳ２３に戻る。ステップＳ２５では、各想定変化シナリオ過酷度ランキング計算結果データＤ６に過酷シナリオ情報を付加して記憶する。ステップＳ２６では、全ての想定変化シナリオを選択したかを判定し、全ての想定変化シナリオを選択していない場合には、ステップＳ２３に戻り、全ての想定変化シナリオを選択した場合には、終了となる。
【００７４】
ここで、図１６および図１７を用いて、過酷シナリオ過酷度ランキング計算の例を説明する。図１６および図１７は、過酷シナリオ過酷度ランキング計算部３３のイメージを説明する例である。図１６は、横軸にシナリオNo.、縦軸に電圧安定度余裕を示している。各想定変化シナリオをステップＳ５で求めた電圧安定度余裕の大きさで昇順にソート（並び替え）することで、ランキング（順位付け）できることがわかる。また、図１７は、図１６と同様に横軸にシナリオNo.、縦軸に電圧安定度余裕を示している。ただし、各想定変化シナリオに再生可能エネルギー変化を考慮している。各想定変化シナリオをステップＳ５で求めた電圧安定度余裕の大きさで昇順にソート（並び替え）することで、ランキング（順位付け）できることがわかる。ただし、このように再生可能エネルギー変化を考慮してランキングすると、各想定変化シナリオ間の関係がわかりにくくなる場合には、図１６のように、再生可能エネルギー変化を考慮せずにランキングする。また、再生可能エネルギー変化の中でもウィンドファームの一斉脱落など大きな出力変化だけを対象として、再生可能エネルギー変化を考慮してランキングすることで、運用者にとって、重大な想定変化シナリオを抽出することが可能となる。また、Ｐ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線がそもそも書けない電圧安定度余裕なし判定された想定変化シナリオは、ステップＳ６において、別の方法を用いてランキングされる。例えば、蘇、田中：「電圧不安定を含む(N-1)電圧安定性高速ランキング手法」、電気学会論文誌Ｂ、Vol. 129、No. 9、pp.1098-1106、2009に記載の評価方法などに則して行う。こうすることで、電圧安定度余裕なしと判定された想定変化シナリオを過酷シナリオとして選択し、さらに、その中でもランキングすることができる。
【００７５】
図６に戻り、ここで、ステップＳ７では、前記過酷シナリオ過酷度ランキング計算結果Ｄ６と閾値データＤ８を用いて、脆弱母線計算を行い、脆弱母線計算結果を記憶する。
【００７６】
ここで、図１２および図１４を用いて、脆弱母線計算の流れを説明する。図１２および図１４は、脆弱母線計算部３４の処理を説明するフローチャートの例である。図１２は、ステップＳ３１〜Ｓ３８を通して、図１３のＰ−Ｖ曲線を用いて脆弱母線を確定するフローであり、ステップＳ６で計算した各過酷シナリオに対するステップＳ４で計算した電圧安定度計算結果データＤ４と閾値データＤ８を読込み、過酷シナリオをひとつ選択し、負荷母線をひとつ選択し、選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線のΔＶ0が脆弱母線閾値ΔＶ0以下であるかどうか判定し、Ｐ−Ｖ曲線のΔＶ0が脆弱母線閾値ΔＶ0以下でない場合には、負荷母線を選択しなおし、Ｐ−Ｖ曲線のΔＶ0が脆弱母線閾値ΔＶ0以下である場合には、選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線の初期Ｐの低め解におけるΔＶ/ΔＰが脆弱母線閾値ΔＶ/ΔＰ以下であるかどうかを判定し、選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線の初期Ｐの低め解におけるΔＶ/ΔＰが脆弱母線閾値ΔＶ/ΔＰ以下でない場合には、負荷母線を選択しなおし、選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線の初期Ｐの低め解におけるΔＶ/ΔＰが脆弱母線閾値ΔＶ/ΔＰ以下である場合には、脆弱母線と確定し、脆弱母線計算結果データＤ７に保存し、負荷母線を選択しなおす。全ての負荷母線を選択した場合には、過酷シナリオを選択し、同様のフローで脆弱母線を求めるフローを繰り返し、全ての過酷シナリオを選択した場合に、脆弱母線候補の中で、最もΔＶ0 が大きい母線を脆弱負荷母線と確定し保存し、フロー終了となる。
【００７７】
以上の処理の流れを以下で説明する。ステップＳ３１では、ステップＳ６で計算した各過酷シナリオに対するステップＳ４で計算した電圧安定度計算結果データＤ４と閾値データＤ８を読込み、メモリ１４に読込む。ステップＳ３２では、全ての過酷シナリオを選択したかを判定し、全ての過酷シナリオを選択していない場合には、ステップＳ３３に進み、全ての過酷シナリオを選択した場合には、ステップＳ３９に進む。ステップＳ３３では、過酷シナリオをひとつ選択する。ステップＳ３４では、全ての負荷母線を選択したかを判定し、全ての負荷母線を選択していない場合には、ステップＳ３５に進み、全ての負荷母線を選択した場合には、ステップＳ３２に戻る。ステップＳ３５では、負荷母線をひとつ選択する。ステップＳ３６では、図１３に示す選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線のΔＶ0が脆弱母線閾値ΔＶ0以下であるかどうか判定する。ここで、Ｐ−Ｖ曲線のΔＶ0が脆弱母線閾値ΔＶ0以下でない場合には、ステップＳ３６に戻る。Ｐ−Ｖ曲線のΔＶ0が脆弱母線閾値ΔＶ0以下である場合には、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、図１３に示す選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線の初期Ｐの低め解におけるΔＶ/ΔＰが脆弱母線閾値ΔＶ/ΔＰ以下であるかどうかを判定する。ここで、選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線の初期Ｐの低め解におけるΔＶ/ΔＰが脆弱母線閾値ΔＶ/ΔＰ以下でない場合には、ステップＳ３４に戻る。負荷母線を選択しなおし、選択負荷母線のＰ−Ｖ曲線の初期Ｐの低め解におけるΔＶ/ΔＰが脆弱母線閾値ΔＶ/ΔＰ以下である場合には、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、ステップＳ３５で選択され、ステップＳ３６、ステップＳ３７でＹｅｓと判定された負荷母線を脆弱母線と確定し、脆弱母線計算結果データＤ７に保存する。その後、ステップＳ３４に戻る。以上のフローにより、全ての過酷シナリオおよび負荷母線を選択し、脆弱母線群を確定する。また、ステップＳ３９では、脆弱母線候補の中で、最もΔＶ0 が大きい母線を脆弱負荷母線と確定し保存し、フロー終了となる。
【００７８】
ここで、図１８を用いて、脆弱母線計算の例を説明する。図１８は、脆弱母線計算部３４のイメージを説明する例である。図１８は、横軸に有効電力の総需要Ｐ、縦軸にノードｉの電圧ＶiをとったＰ−Ｖ曲線を算出した例である。ノード１と２のＰ−Ｖ曲線が示されており、それぞれの運転点は、（Ｐ0、Ｖ10）と（Ｐ0、Ｖ20）となり、それぞれの高め解ＶUと対となる低め解ＶLは、（Ｐ0、Ｖ’10）と（Ｐ0、Ｖ’20）となる。さらに、電圧安定度の限界である、有効電力限界は、ＰCの同一箇所である。ノード１の高め解ＶU＝Ｖ10と低め解ＶL＝Ｖ’10との差ΔＶUL10と、ノード２の高め解ＶU＝Ｖ20と低め解ＶL＝Ｖ’20との差ΔＶUL20がステップＳ３６にて脆弱母線閾値ΔＶ0と比較される値である。ここで、ΔＶUL10とΔＶUL20は電圧高め解と低め解の差ΔＶULとして（１３）式によって、計算できる。
【００７９】
2015211512.tif 000010
【００８０】
また、ノード１の低め解ＶL＝Ｖ’10における接線の傾きｄＶ10／ｄＰ0、ノード２の低め解ＶL＝Ｖ’20における接線の傾きｄＶ20／ｄＰ0がステップＳ３７にて脆弱母線閾値ΔＶ/ΔＰと比較される値である。なお、図１８は、総需要Ｐに対するノードｉの電圧ＶiをとったＰ−Ｖ曲線の際の脆弱母線計算のイメージであるため、各ノードの需要増加に対するノードｉの電圧ＶiをとったＰ−Ｖ曲線である場合は考え方が異なる場合もある。各ノードの需要増加に対するノードｉの電圧ＶiをとったＰ−Ｖ曲線である場合は、例えば、各ノードの需要増加に対する有効電力限界の位置が異なることが考えられる。そこで、運転点と有効電力限界の差が小さいものかつ、図１２のフローを満たす負荷母線が脆弱母線として選択できる。図１４は、ステップＳ３１’〜Ｓ３８’を通して、図１５のＶ−Ｑ曲線を用いて脆弱母線を確定するフローであり、大きくは図１２のステップと同様であるが、ステップＳ６で計算した各過酷シナリオに対するステップＳ４で計算した電圧安定度計算結果データＤ４と閾値データＤ８を読込み、過酷シナリオをひとつ選択し、負荷母線をひとつ選択し、選択負荷母線のＶ−Ｑ曲線のΔＱが脆弱母線閾値ΔＱ以下であるかどうか判定し、Ｖ−Ｑ曲線のΔＱが脆弱母線閾値ΔＱ以下でない場合には、負荷母線を選択しなおし、Ｖ−Ｑ曲線のΔＱが脆弱母線閾値ΔＱ以下である場合には、脆弱母線と確定し、脆弱母線計算結果データＤ７に保存し、負荷母線を選択しなおす。全ての負荷母線を選択した場合には、過酷シナリオを選択し、同様のフローで脆弱母線を求めるフローを繰り返し、全ての過酷シナリオを選択した場合に、脆弱母線候補の中で、最もΔＱ が小さい母線を脆弱負荷母線と確定し保存し、フロー終了となる。
【００８１】
以上の処理の流れを以下で説明する。ステップＳ３１〜Ｓ３５までは、図１２と同様に、ステップＳ３１では、ステップＳ６で計算した各過酷シナリオに対するステップＳ４で計算した電圧安定度計算結果データＤ４と閾値データＤ８を読込み、メモリ１４に読込む。ステップＳ３２では、全ての過酷シナリオを選択したかを判定し、全ての過酷シナリオを選択していない場合には、ステップＳ３３に進み、全ての過酷シナリオを選択した場合には、ステップＳ３９’に進む。ステップＳ３３では、過酷シナリオをひとつ選択する。ステップＳ３４では、全ての負荷母線を選択したかを判定し、全ての負荷母線を選択していない場合には、ステップＳ３５に進み、全ての負荷母線を選択した場合には、ステップＳ３２に戻る。ステップＳ３５では、負荷母線をひとつ選択する。ステップＳ３６’では、図１５に示す選択負荷母線のＶ−Ｑ曲線のΔＱが脆弱母線閾値ΔＱ以下であるかどうか判定する。ここで、Ｖ−Ｑ曲線のΔＱが脆弱母線閾値ΔＱ以下でない場合には、ステップＳ３４に戻る。Ｖ−Ｑ曲線のΔＱが脆弱母線閾値ΔＱ以下である場合には、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、ステップＳ３５で選択され、ステップＳ３６’でＹｅｓと判定された負荷母線を脆弱母線と確定し、脆弱母線計算結果データＤ７に保存する。その後、ステップＳ３４に戻る。以上のフローにより、全ての過酷シナリオおよび負荷母線を選択し、脆弱母線群を確定する。また、ステップＳ３９’では、脆弱母線候補の中で、最もΔＱ が小さい母線を脆弱負荷母線と確定し保存し、フロー終了となる。
【００８２】
ここで、図１９を用いて、脆弱母線計算の例を説明する。図１９は、脆弱母線計算部３４のイメージを説明する例である。図１８は、横軸にノードｉの電圧Ｖi、縦軸に有効電力の総需要ＰをとったＶ−Ｑ曲線を算出した例である。ノード１と２のＶ−Ｑ曲線が示されており、それぞれの運転点は、（Ｖ10、Ｑ10）と（Ｖ20、Ｑ20）となる。さらに、電圧安定度の限界である、無効電力限界は、QCはＱ1CとＱ2Cの箇所である。ノード１と２の無効電力Ｑ＝０と無効電力限界ＱCとの差分であるΔＱ1とΔＱ2がステップＳ３６’にて脆弱母線閾値ΔＱと比較される値である。なお、Ｖ−Ｑ曲線では、無効電力限界よりも低い電圧は、不安定となる。例えば、ノード１では、Ｖ1C以下は不安定となり、ノード２では、Ｖ2C以下は不安定となる。なお、図１９は、総無効電力量Ｑに対するノードｉの電圧ＶiをとったＶ−Ｑ曲線の際の脆弱母線計算のイメージであるため、各ノードの無効電力増加に対するノードｉの電圧ＶiをとったＶ−Ｑ曲線である場合は考え方が異なる場合もある。各ノードの無効電力増加に対するノードｉの電圧ＶiをとったＶ−Ｑ曲線である場合は、例えば、各ノードの無効電力増加に対する無効電力限界の位置が異なることが考えられる。そこで、運転点と無効電力限界の差が小さいものかつ、図１４のフローを満たす負荷母線が脆弱母線として選択できる。なお、図１２および図１４、そして図１８および図１９の上記脆弱母線の判定方法や評価方法は、一例を示したものであるが、その他にも例えば、WECC, “Voltage Stability Criteria, Undervoltage Load Shedding Strategy, and Reactive Power Reserve Monitoring Methodology”, Final Report, 1998, pp.33-58や、電力系統安定運用技術専門委員会：「電力系統安定運用技術」、電気協同研究、第47巻、第1号、1991、pp.24-34に記載の判定方法や評価方法などに則して行う。なお、脆弱母線は、限界母線と呼ぶこともでき、電圧安定度の限界の原因となっている母線のことである。この脆弱母線の電圧が低下するために、系統の電圧および無効電力供給が不足し、電圧崩壊に至る。１つの過酷シナリオに対して、脆弱母線は１つとは限らないし、実施例２で後述する発電機の力率制約など電圧・無効電力に関する制約を考慮し実系統に近づけることによって、脆弱母線は移動する可能性もある。また、ステップＳ４においてＰ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線がそもそも書けず、ステップＳ５において電圧安定度余裕なし判定され、ステップＳ６において前記別の方法を用いてランキングされ過酷シナリオとして選択し、さらに、その中でランキングされた母線に関しては、そもそもＰ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線がそもそも書けないため、上記脆弱母線計算が利用できない。そこで、脆弱母線は不明であるが、過酷シナリオだというアラームを表示することで、過酷なシナリオであることを知らせることや、Ｐ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線を書くための処理、例えば、系統の負荷を軽くするなど、を行った後に、上記脆弱母線計算を利用するということも考えられる。この場合、Ｐ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線を書くための処理は、Ｐ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線がそもそも書けない過酷シナリオに対して同時に施すことで、その中で比較ができるようにする。
【００８３】
ここで、図２０を用いて、脆弱母線計算結果の例を説明する。図２０は、脆弱母線計算結部３４のイメージを説明する例である。図２０に示すように、系統図に脆弱母線の位置を表示することによって、運用者が電圧安定度に対し脆弱な母線を把握しやすく、対策の検討が立てやすいという利点がある。さらに、複数の過酷シナリオの脆弱母線を重ねて表示することで、どこが不安定になりやすいか傾向をつかみやすくなるという利点もある。また、外部系統を省略して表示することで、対象系統の電圧安定度に関して視認性を向上することができる。
【００８４】
図６に戻り、ここで、ステップＳ８では、前記脆弱母線計算結果Ｄ７を用いて、脆弱母線や脆弱母線が多い箇所に監視箇所変更する。これによって、運転者が考えていなかった電圧安定度の悪化を予測することができるようになるという効果がある。なお、監視箇所は複数箇所を表示してもよいし、最も脆弱な母線を表示してもよい。各種計算結果や計算途中でメモリに蓄積されるデータは、監視制御装置２１０の画面に逐次表示されてもよい。これにより、運用者が電圧安定度監視装置１０の運用状況を容易に把握できる。また、電圧安定度監視装置１０において、運転状況として、監視内容（脆弱母線の発生）などが表示されてもよい。これにより、運用者が電圧安定度監視装置１０の運用状況を容易に把握できる。なお、監視箇所変更が実施されるまで、各種データの受信から各種計算結果を夫々送信するまでの状況の画面表示を繰り返す。
【００８５】
その後、ステップＳ２のデータの受信ステップに戻ってもよいし、ステップＳ１のデータの入力処理にもどって、入力データを修正してもよい。
【００８６】
ここで、図２１を参照する。図２１は、電圧安定度監視状況として、電圧安定度計算結果および電圧安定度余裕計算結果を表示する画面の一例を示す図である。図２１のように過酷シナリオと現在の電圧安定度の監視状況を電圧安定度監視装置１０や通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２１０の画面に示すことで、電力系統１００の電圧安定度が一目でみてわかる効果がある。また、指定箇所を動かすと各シナリオの電圧値および電圧安定度余裕を表示することで、ユーザが容易にデータを見ることができる機能をもつ。また、電圧余裕を表示することで、運用者が余裕を一目で把握することが可能となる。また、電圧安定度の指標をいくつか選択でき、それぞれの結果および画面上で表示を操作可能な機能をもつ。これにより、電圧安定度の厳しさを容易に評価可能である。また、過去の履歴を選択し、表示を変更可能な機能をもつ。これにより、通常は、各シナリオの脆弱母線を表示しているが、別のノードのＰ−Ｖ曲線を確認することも可能である。
【００８７】
ここで、図２２を参照する。図２２は、各シナリオ過酷度ランキング結果および脆弱母線系統情報を表示する画面の一例を示す図である。図２２のように計算結果である各シナリオ過酷度ランキング結果および脆弱母線系統情報を、電圧安定度監視装置１０や通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２１０の画面に示すことで、電力系統１００の電圧安定度が悪化する過酷シナリオの状況を一目でみてわかる効果がある。また、指定箇所を動かすと各シナリオの電圧安定度余裕を表示、および電圧安定度に関する曲線を別画面で表示することで、ユーザが容易にデータを見ることができる機能をもつ。また、過酷度閾値を示して、過酷シナリオを表示したり、過酷シナリオの番号を表示したりすることで、運用者が過酷シナリオを一目で把握することが可能となる。また、再生可能エネルギーを考慮有無などの条件を設定して、各シナリオ過酷度ランキング結果および脆弱母線系統情報を更新することで、様々な条件の計算結果を容易に把握できるようになる機能をもつ。さらに、各想定変化シナリオを選択し、その時の脆弱母線の箇所を画面上で表示し、内容を見る事ができる機能を持つ。これにより、ひとつ又は複数の脆弱母線の位置を容易に認識可能である。また、過去の履歴を選択し、表示を変更可能な機能をもつ。これにより、通常は、現在の過酷シナリオの脆弱母線を表示しているが、別の想定変化シナリオの脆弱母線を確認することも可能である。また、上記脆弱母線をクリックすることで、同母線のＰ−Ｖ曲線やＶ−Ｑ曲線を表示することも可能な機能をもつ。これにより、容易に、脆弱母線の電圧安定度を評価した状況を確認することができるようになる利点をもつ。
【実施例２】
【００８８】
本実施例では、実施例１の脆弱母線計算において、単に脆弱母線計算を行うだけでなく脆弱母線が制約データＤ１０に基づいた正確な脆弱母線であるかを判定し、制約データを付加した電圧安定度計算を行うことで、正確な脆弱母線計算を行える電圧安定度監視装置の例を説明する。なお、図１〜図２２で説明した内容と重複する説明については省略する。
【００８９】
図２３は、実施例２における電圧安定度監視装置１０の全体構成図の例であり、図１に示した実施例１における電圧安定度監視装置１０の全体構成図の例に、制約データＤ１０が加わったものとなっている。図２３の電圧安定度監視装置１０のうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。電圧安定度監視装置１０の入力データは、系統データＤ１と系統設備データＤ２と想定変化シナリオデータＤ３と閾値データＤ８と制約データＤ１０からなる。
【００９０】
ここで、図２４に、制約データＤ１０の例を示す。制約データＤ１０とは、例えば、各母線の有効電力制約や無効電力制約や力率制約などである（発電機の制約は、ステップＳ４で考慮済みである）。ここで、上記制約データＤ１０を考慮した、制約データを含む脆弱母線計算のフローを含む電圧安定度監視装置の処理の全体を示すフローチャートの例を図２５に示す。
【００９１】
次に電圧安定度監視装置１０の計算処理内容について図２５を用いて説明する。図２５は図６に制約データＤ１０を考慮したものであるため、図６と同一のステップ部分については、説明を省略する。ステップＳ１とステップＳ４１、ステップＳ２とステップＳ４２、ステップＳ３とステップＳ４３、ステップＳ４とステップＳ４４、ステップＳ５とステップＳ４５、ステップＳ６とステップＳ４６、ステップＳ７とステップＳ４７、ステップＳ８とステップＳ５１、についてはそれぞれ同様の内容である。
【００９２】
ステップＳ４８では、ステップＳ４７で計算された全ての脆弱母線が制約データＤ１０を満たすかどうかを確認する。制約データＤ１０を満たさない場合、ステップＳ４９に進み、満たす場合はステップＳ５１に進む。
【００９３】
ステップＳ４９では、ステップＳ４７で選択された最も脆弱な母線である最脆弱母線を選択し、ステップＳ５０に進む。
【００９４】
ステップＳ５０では、ステップＳ４９で選択された最脆弱母線に制約を付け加えて、データを書き直し、ステップＳ４４の計算に戻る。これにより、より現実に近い電力系統の電圧安定性を検討することができる効果がある。実施例１と実施例２の差分を運用者に提示することで、脆弱母線がなぜ計算されたかということを考える助けとなることも考えられる。
【実施例３】
【００９５】
本実施例では、実施例１の電圧安定度監視だけでなく電圧安定度監視結果データＤ４１を外部の監視制御装置に送信可能な電圧安定度監視装置の例を説明する。なお、図１〜図２２で説明した内容と重複する説明については省略する。
【００９６】
図２６は、実施例３における、実施例１の図１に対して閾値データ、データ送信部、および、監視制御装置を加えた電圧安定度監視装置の全体構成図の例である。図２６の電圧安定度監視装置１０のうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。電圧安定度監視装置１０で計算された電圧安定度監視計算結果データＤ４１は、データ送信部３７を用いて、通信ネットワーク３００を介し、監視制御装置２１０や中央給電指令所やＥＭＳに送信される機能をもつ。これにより、監視制御装置２１０や中央給電指令所やＥＭＳにおいては、電圧安定度に関する情報をもとに、電圧安定度維持のための制御計画を立案しやすくなるという利点をもつ。
【符号の説明】
【００９７】
１０：電圧安定度監視装置
１１：表示部
１２：入力部
１３：通信部
１４：ＣＰＵ
１５：メモリ
２０：制約データ
２１：系統計測データ（系統計測データベース）
２２：系統設備データ（系統設備データベース）
２３：想定変化シナリオデータ（想定変化シナリオデータベース）
２４：電圧安定度計算結果データ（電圧安定度計算結果データベース）
２５：電圧安定度余裕計算結果データ（電圧安定度余裕計算結果データベース）
２６：各シナリオ過酷度ランキング計算結果データ（各シナリオ過酷度ランキング計算結果データベース）
２７：脆弱母線計算結果データ（脆弱母線計算結果データベース）
２８：閾値データ（閾値データベース）
２９：プログラムデータ（プログラムデータベース）
３０：想定変化シナリオ計算部
３１：電圧安定度計算部
３２：電圧安定度余裕計算部
３３：各シナリオ過酷度ランキング計算部
３４：脆弱母線計算部
３５：監視箇所変更部
３６：監視箇所表示部
３７：データ送信部
４０：電圧安定度監視計算部
４１：電圧安定度監視計算結果データ（電圧安定度監視計算結果データベース）
４３：バス線
４４：計測装置
５１：系統計測データ
５９：監視箇所変更指令データ
１００：電力系統
１１０：電源
１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ：ノード（母線）
１３０ａ、１３０ｂ：変圧器
１４０ａ、１４０ｂ、１４１ａ、１４１ｂ：ブランチ（線路）
１５０：負荷
２１０：監視制御装置
３００：通信ネットワーク
３１０：電圧安定度監視画面
３２０：電圧安定度計算結果画面および電圧安定度余裕計算結果画面
３３０：各シナリオ過酷度ランキング画面
３４０：脆弱母線系統情報画面
５４１：電圧安定度監視結果データ
【図１】
2015211512.tif 000011
【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】
2015211512.tif 000017
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015211512.tif 000020
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2015211512.tif 000024
【図１５】
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【図１６】
2015211512.tif 000026
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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