(57)【要約】【課題】電力系統の電圧無効電力制御時、複数断面にわたる予測将来系統に対して、最適な制御機器を選定し、制御スケジュールを作成することにある。【解決手段】電圧無効電力制御対象となる電力系統から所要の情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力手段１１と、この手段より得た現在潮流状態と電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測手段１２と、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する制御機器組合せ作成手段１３と、制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算手段１６と、制御機器組合せ作成手段１３より得た制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成手段１４と、予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める動的計画問題求解手段１５とを備える。【選択図】図１
2008271750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御方法において、
前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力ステップと、
この初期状態推定入力ステップより得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測ステップと、
この将来系統状態予測ステップで求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する制御機器組合せ作成ステップと、
前記将来系統状態予測ステップで求められた将来系統状態予測結果をもとに前記制御機器組合せ作成ステップで作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算ステップと、
前記制御機器組合せ作成ステップより得た制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成ステップと、
この状態遷移図作成ステップで作成された状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める動的計画問題求解ステップと、
からなることを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電力系統の電圧無効電力制御方法において、
制御機器組合せ作成ステップに代えて、前記潮流計算ステップにより求められた制御効果が大きい順に制御機器をソートする制御機器ソートステップとこれらソートされた制御機器から作成される分枝図に基づき分枝限定問題を解いて制御機器組合せ結果を作成する分枝限定問題求解ステップとを設けることを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記状態遷移図作成ステップの前処理として、前記制御機器組合せ作成ステップで作成された制御機器組合せ結果から効果の大きい制御機器を選別する制御機器組合せ選別ステップを設けたことを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電力系統の電圧無効電力制御方法において、
前記動的計画問題求解ステップの前処理として、前記動的計画問題求解ステップで求められる評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せに対して、状態間遷移パスの条件を変更することによって状態間遷移に係わる運用制約の考慮に柔軟性を持たせる状態間遷移パス条件変更ステップを設けたことを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電力系統の電圧無効電力制御方法において、
前記状態遷移図作成ステップで作成された状態遷移図に各時刻に対応させて重み付けデータを設定する重み付け設定ステップを設けたことを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御方法。
【請求項６】
発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御方法において、
前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力ステップと、
この初期状態推定入力ステップより得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測ステップと、
この将来系統状態予測ステップで求められた将来系統予測結果から系統を制御機器の数が少なくなるように複数ブロックに分割する系統ブロック分割ステップと、
この分割ステップにより分割された複数の系統ブロックに基づき任意の時刻における系統ブロック毎の制御機器の組合せ候補から、制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する系統ブロック毎制御機器組合せ作成ステップと、
前記将来系統状態予測ステップで求められた将来系統状態予測結果をもとに前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成ステップで作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算ステップと、
前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成ステップより得た系統ブロック毎制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成し、系統ブロック毎状態遷移図を作成する系統ブロック毎状態遷移図作成ステップと、
この系統ブロック毎状態遷移図作成ステップで作成された系統ブロック毎状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める系統ブロック毎動的計画問題求解ステップと、
からなることを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御方法。
【請求項７】
発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御装置において、
前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力手段と、
この初期状態推定入力手段より得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測手段と、
この将来系統状態予測手段で求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する制御機器組合せ作成手段と、
前記将来系統状態予測手段で求められた将来系統状態予測結果をもとに前記制御機器組合せ作成手段で作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算手段と、
前記制御機器組合せ作成手段より得た制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成手段と、
この状態遷移図作成手段で作成された状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める動的計画問題求解手段と、
を備えたことを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御装置。
【請求項８】
発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御装置において、
前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力手段と、
この初期状態推定入力手段より得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測手段と、
この将来系統状態予測手段で求められた将来系統予測結果から系統を制御機器の数が少なくなるように複数ブロックに分割する系統ブロック分割手段と、
この分割手段により分割された複数の系統ブロックに基づき任意の時刻における系統ブロック毎の制御機器の組合せ候補から、制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段と、
前記将来系統状態予測手段で求められた将来系統状態予測結果をもとに前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段で作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算手段と、
前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段より得た系統ブロック毎制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成し、系統ブロック毎状態遷移図を作成する系統ブロック毎状態遷移図作成手段と、
この系統ブロック毎状態遷移図作成手段で作成された系統ブロック毎状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める系統ブロック毎動的計画問題求解手段と、
を備えたことを特徴とする電力系統の電圧無効電力制御装置。
【請求項９】
コンピュータに、電圧無効電力制御対象となる電力系統から取込まれる所要の電気量情報や各種開閉器情報に基づいて電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力機能、この初期状態推定入力機能より得た現在潮流状態と電力系統における過去の各種実績データをもとに将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測機能、この将来系統状態予測機能で求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する制御機器組合せ作成機能、前記将来系統状態予測機能で求められた将来系統状態予測結果をもとに前記制御機器組合せ作成機能で作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算機能、前記制御機器組合せ作成機能より得た制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成機能、この状態遷移図作成機能で作成された状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める動的計画問題求解機能を実現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、複数時間に跨る電力系統の潮流状態に対する最適な電圧無効電力の制御スケジュールを計算する方法及び装置並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統においては良質な電力を安定して供給できるようにするため、電力系統内の所定の監視点における電圧を一定に維持するようにしている。この場合の電圧調整は、無効電力を調整することにより行われている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１５は、このような電圧無効電力制御装置（ＶＱＣ）を電力系統に採用した場合のブロック構成図である。電圧無効電力制御装置１は電子計算機２で構成される。すなわち、電子計算機２は電圧無効電力制御用のＶＱＣプログラムを内蔵しており、電圧無効電力制御装置１はそのＶＱＣプログラムを電子計算機２で実行処理することにより形成される。
【０００４】
電力系統網（ＰＷＮ）３には、系統電圧の調整が可能な発電機や調相設備が制御機器４として設けられており、母線電圧を基準電圧に維持制御する際の目標となる監視点５が設けられている。ここで、制御機器４としては複数台のものが設けられるので、以下制御機器ｊ（ｊ＝１，２，…）として表現し、同様に監視点５についても複数の監視点が設けられるので、以下監視点ｉ（ｉ＝１，２，…）として表現することにする。
【０００５】
電力系統網３の監視点ｉにおける母線電圧Ｖｉや制御機器ｊで調整された無効電力Ｑjは、サイクリックディジタルテレメータ（ＣＤＴ）６を介して電圧無効電力制御装置１の電圧維持計算手段７に入力される。電圧維持計算手段７は、電圧無効電力制御装置１の基準電圧設定手段８で設定される母線の基準電圧である母線電圧目標値Ｖrefiと監視点ｉにおける母線電圧Ｖiとの偏差を基に、母線電圧Ｖiを母線電圧目標値Ｖrefiに維持するのに必要な制御機器ｊへの指令値ＱＤjを作成し、この指令値ＱＤjをサイクリックディジタルテレメータ６を介して制御機器ｊに対して出力する。
【０００６】
ところで、電圧無効電力制御装置１は電力系統網３の監視点ｉの時刻tにおける母線電圧Ｖi,tが同時刻にける母線電圧目標値Ｖrefiに対して許容値εi,tを逸脱している場合には、下記（２）式のような評価関数Ｅtの値を求め、この評価関数Ｅtの値を小さくするような制御機器ｊの無効電力制御量（以下、制御機器ｊの制御量Ｘjと称す）を求め、この制御量Ｘjに基づく指令値（指令値は制御機器ｊの現在無効電力Ｑjと制御量Ｘjの和）を現地の制御機器ｊに出力することにより、監視点ｉの時刻tにおける母線電圧Ｖi,tを許容範囲内に制御する方式を採用している。
【０００７】
Ｆi,t＝│Ｖi,t−Ｖrefi│−εi,t            ……（１）
【数１】
2008271750.tif 000003
【０００８】
ここで、Ｖi,tは監視点ｉの時刻tにおける母線電圧、Ｖrefiは監視点ｉの時刻ｔにおける母線電圧目標値、εi,tは監視点ｉの時刻ｔにおける許容値、ｎは監視点の数である。
【０００９】
図１６は、電圧維持計算手段８の演算処理内容を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１では、制御をしない初期状態に於ける評価関数Ｅtの値を算出する。なお、その評価関数Ｅtの算出方法は、前記の（２）式による。次に、ステップＳ２では制御機器ｊでの制御効果の順位を決定する。これは、下記（３）式によ
り、（２）式を制御量Ｘjで微分した∂Ｅt/∂Ｘjを求める。
【数２】
2008271750.tif 000004
【００１０】
ここで、∂Ｖi,t/∂Ｘjは制御機器ｊの制御変化量に対する監視点ｉの母線電圧Ｖi,tの変化量を表す感度定数である。│∂Ｅt/∂Ｘj│の大きい制御機器ｊは、評価関数Ｅtの値を小さくするのに制御効果の大きい制御機器である。ステップＳ２では制御効果の大きい順に制御機器ｊの順位を決定する。すなわち、│∂Ｅt/∂Ｘj│の値の大きい順に制御機器ｊの順位を決定する。次に、ステップ３では、ステップＳ２で得られた最も制御効果の大きい制御機器ｊについて、一単位操作量ΔＸjだけ制御量を増加（又は減少）する。つまり、制御量を下記（４）式のように更新する。
【００１１】
Ｘj,t+1＝Ｘj,t＋ΔＸj            ……（４）
次に、ステップＳ４にて、この制御機器ｊの一単位操作量ΔＸjによる評価関数Ｅtの値を下記（５）式及び（６）式に従い更新する。
【数３】
2008271750.tif 000005
【００１２】
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４で更新した評価関数Ｅt+1の値と更新前Ｅtの値とを比較し、更新後の値が逆に増加した場合は、制御機器ｊの制御量Ｘj及び更新後の評価関数Ｅtの値をステップＳ６で元に戻し、ステップＳ７で次効果の制御機器ｊを選定し再度ステップＳ３からステップＳ５を繰り返す。評価関数Ｅtの値が減少したならば、ステップＳ８で繰り返し回数オーバーかを判定し、オーバーしていない場合、更新された評価関数Ｅtの値及び監視点ｉの電圧偏差の値を元にして、再びステップＳ２へ戻して制御量Ｘjを算出する。ステップＳ８で繰り返し回数オーバー時はステップＳ９へ移る。そして、各制御機器ｊについて制御量Ｘjが決定されたら、ステップＳ９で下記（７）式により指令値を求める。
【００１３】
ＱＤj＝Ｑj＋Ｘj              ……（７）
ここで、Ｑjは現在制御機器無効電力、ＱＤjは制御機器ｊの指令値、Ｘjは制御機器ｊの制御量である。このようにして、電圧維持計算手段７は制御機器ｊへの指令値を求め、電圧無効電力制御を行っていた。
【特許文献１】特開平１０−２１１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した電圧無効電力制御方法は、当該時刻で、最大効果機器から選択しているので、例えば、当該時刻による制御で、制御可能な上限に達してしまうと次の時刻では同方向への制御はできなくなってしまう。
【００１５】
しかし、次の時刻で制御したほうがより効果的な機器の使い方ができる可能性がある場合でも、現在系統状態のみから判断している。すなわち、ある制御機器をどのタイミングで使用するのが最も効果的かという問題に対して、現状の技術では考慮していない。
【００１６】
このような問題に対処するには、将来系統まで見越した制御を行う必要があるが、そのためには、各時刻で複数の制御機器の組合せ候補を効率的に作成しておく必要がある。また、各制御機器は各種の運用制約のもとで運用されている。例えば、同一発電所に所属するスタティックコンデンサ（以下ＳＣとも略す）とシャントリアクトル（以下ＳｈＲとも略す）は同時に制御できないといった制約や、負荷時タップ切換変圧器（以下ＬＲＴとも略す）は一定時間異方向制御を禁止するなどといった、空間的、時間的に跨った運用制約がある。
【００１７】
したがって、ある制御機器をどのタイミングで使用するのが最も効果的かについて決定しておくことは重要である。また、各時刻で制御できる機器が複数ある場合に、それらの中からどういう組合せで制御機器を選択すべきかを決定することは重要である。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、各時刻で制御効果のある制御機器の組合せを効率的に複数作成し、各時刻における制御機器の組合せ候補間の遷移可能性を、運用条件に合わせてチェックをすることで、遷移可能なパスを削減し、動的計画問題を解くことにより、与えられた評価関数、例えば監視点電圧の逸脱量の合計や送電ロスの合計を複数時間に跨って最小化するような制御スケジュールを作成することができる電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記目的を達成するため、次のような方法及び装置並びにプログラムにより電力系統の電圧無効電力を制御する。
【００２０】
請求項１に対応する発明は、発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力ステップと、この初期状態推定入力ステップより得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測ステップと、この将来系統状態予測ステップで求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する制御機器組合せ作成ステップと、前記将来系統状態予測ステップで求められた将来系統状態予測結果をもとに前記制御機器組合せ作成ステップで作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算ステップと、前記制御機器組合せ作成ステップより得た制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成ステップと、この状態遷移図作成ステップで作成された状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める動的計画問題求解ステップとからなることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記制御機器組合せ作成ステップに代えて、前記潮流計算ステップにより求められた制御効果が大きい順に制御機器をソートする制御機器ソートステップとこれらソートされた制御機器から作成される分枝図に基づき分枝限定問題を解いて制御機器組合せ結果を作成する分枝限定問題求解ステップとを設けることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明の電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記状態遷移図作成ステップの前処理として、前記制御機器組合せ作成ステップで作成された制御機器組合せ結果から効果の大きい制御機器を選別する制御機器組合せ選別ステップを設けたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項４に対応する発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに対応する発明の電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記動的計画問題求解ステップの前処理として、前記動的計画問題求解ステップで求められる評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せに対して、状態間遷移パスの条件を変更することによって状態間遷移に係わる運用制約の考慮に柔軟性を持たせる状態間遷移パス条件変更ステップを設けたことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項５に対応する発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに対応する発明の電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記状態遷移図作成ステップで作成された状態遷移図に各時刻に対応させて重み付けデータを設定する重み付け設定ステップを設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項６に対応する発明は、発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御方法において、前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力ステップと、この初期状態推定入力ステップより得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測ステップと、この将来系統状態予測ステップで求められた将来系統予測結果から系統を制御機器の数が少なくなるように複数ブロックに分割する系統ブロック分割ステップと、この分割ステップにより分割された複数の系統ブロックに基づき任意の時刻における系統ブロック毎の制御機器の組合せ候補から、制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する系統ブロック毎制御機器組合せ作成ステップと、前記将来系統状態予測ステップで求められた将来系統状態予測結果をもとに前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成ステップで作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算ステップと、前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成ステップより得た系統ブロック毎制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成し、系統ブロック毎状態遷移図を作成する系統ブロック毎状態遷移図作成ステップと、この系統ブロック毎状態遷移図作成ステップで作成された系統ブロック毎状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める系統ブロック毎動的計画問題求解ステップとからなることを特徴とする。
【００２６】
請求項７に対応する発明は、発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御装置において、前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力手段と、この初期状態推定入力手段より得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測手段と、この将来系統状態予測手段で求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する制御機器組合せ作成手段と、前記将来系統状態予測手段で求められた将来系統状態予測結果をもとに前記制御機器組合せ作成手段で作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算手段と、前記制御機器組合せ作成手段より得た制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成手段と、この状態遷移図作成手段で作成された状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める動的計画問題求解手段とを備える。
【００２７】
請求項８に対応する発明は、発電機、調相設備、負荷時タップ切換変圧器などの無効電力を供給する電圧制御機器が複数台接続された電力系統の系統電圧が基準電圧になるように前記電圧制御機器を制御する電力系統の電圧無効電力制御装置において、前記電力系統から所要の電気量情報や各種開閉器情報を取込んで電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力手段と、この初期状態推定入力手段より得た現在潮流状態と前記電力系統における過去の各種実績データより将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測手段と、この将来系統状態予測手段で求められた将来系統予測結果から系統を制御機器の数が少なくなるように複数ブロックに分割する系統ブロック分割手段と、この分割手段により分割された複数の系統ブロックに基づき任意の時刻における系統ブロック毎の制御機器の組合せ候補から、制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段と、前記将来系統状態予測手段で求められた将来系統状態予測結果をもとに前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段で作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算手段と、前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段より得た系統ブロック毎制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成し、系統ブロック毎状態遷移図を作成する系統ブロック毎状態遷移図作成手段と、この系統ブロック毎状態遷移図作成手段で作成された系統ブロック毎状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める系統ブロック毎動的計画問題求解手段とを備える。
【００２８】
さらに、請求項９に対応する発明は、コンピュータに、電圧無効電力制御対象となる電力系統から取込まれる所要の電気量情報や各種開閉器情報に基づいて電力系統の内部状態を推定計算する初期状態推定入力機能、この初期状態推定入力機能より得た現在潮流状態と電力系統における過去の各種実績データをもとに将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測機能、この将来系統状態予測機能で求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成する制御機器組合せ作成機能、前記将来系統状態予測機能で求められた将来系統状態予測結果をもとに前記制御機器組合せ作成機能で作成された制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算機能、前記制御機器組合せ作成機能より得た制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成機能、この状態遷移図作成機能で作成された状態遷移図結果をもとに予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せを求める動的計画問題求解機能を実現させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、電圧無効電力制御のスケジュール作成において、将来の系統状態や運用制約を考慮して、与えられた目的関数が最小になるような、制御スケジュールを作成できる、電力系統の電圧無効電力制御方法および装置並びにプログラムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置を説明するための第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【００３２】
この電力系統の電圧無効電力制御装置は、コンピュータ（ＣＰＵ）で構成される電圧無効電力制御装置本体２と電圧無効電力の制御に必要な各種データの保存及び呼出し可能な記憶装置１７が設けられ、所定の処理手順に従って判別対象となる電力系統（電力系統モデルを含む）１の電圧無効電力制御の制御対象選択処理を行うものである。
【００３３】
この電圧無効電力制御装置本体２は、電圧無効電力制御対象となる電力系統１の電力系統の内部状態を推定計算するための初期状態推定入力手段１１と、この初期状態推定入力手段１１より得た現在潮流状態より将来時刻での潮流状態を推定する将来系統状態予測手段１２と、任意の時刻における複数の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せを候補を複数作成する制御機器組合せ作成手段１３と、この制御機器組合せ作成手段１３より得た制御機器組合せ候補につき、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成する状態遷移図作成手段１４と、予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せ（以下制御スケジュールとも呼ぶ）を求める動的計画問題求解手段１５と、制御機器組合せを反映した潮流状態を求める潮流計算手段１６とから成る。
【００３４】
また、記憶装置１７は、電力系統における過去の各種実績データ記憶部１７ａ、将来系統状態予測結果記憶部１７ｂ、設備機器情報記憶部１７ｃ、制御機器組合せ結果記憶部１７ｄ、状態遷移図作成結果記憶部１７ｅ及び制御スケジュール記憶部１７ｆ等の各記憶部から成る。
【００３５】
上記初期状態推定入力手段１１は、対象電力系統１から予め所要とする電気量のテレメータ情報や電力系統１に設置される各種開閉器の入り切り情報を取り込み、状態推定計算等を用いて電力系統１の初期状態を推定計算し、将来系統状態予測手段１２に入力する。
【００３６】
ここで、電力系統１の初期状態とは、系統の各ノード（例えば各母線、発電機接続母線、系統の各分岐点などが相当する）の電圧、位相角、有効電力、無効電力、調相量、および変圧器タップ値、その他必要な状態量を総称する。また、電力系統１の初期状態としては、現在系統だけでなく、将来の運用計画（夏季消費電力ピーク時等）に基づく将来系統に基づく初期状態を含むものである。なお、将来系統に基づく初期状態の場合には、潮流計算によって求める。
【００３７】
上記将来系統状態予測手段１２は、電力系統における過去の各種実績データ記憶部１７ａから取込まれる過去の実績データ、ここでは過去の総需要電力実績、発電機に関するデータ及び各変電所の負荷データと、初期状態推定入力手段１１より入力される初期状態量をもとに将来時刻での電力系統の潮流状態を予測し、将来系統状態予測結果記憶部１７ｂに保存する機能を有している。
【００３８】
上記制御機器組合せ作成手段１３は、将来系統状態予測手段１２で求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、ある将来時刻tで監視点電圧または監視点無効電力潮流の逸脱が発生している場合には、設備機器情報記憶部１７ｃからこの将来時刻で制御可能と考えられる制御機器を取込んで、その中から複数の制御機器組合せ候補を求め、制御機器組合せ結果記憶部１７ｄに保存する機能を有している。具体的には、当該時刻tで（８）式に示される評価値を計算しておく。
【数４】
2008271750.tif 000006
【００３９】
Ｖi,t:電圧監視点ｉの時刻ｔにおける電圧
Ｖrefi,t:電圧監視点ｉの時刻ｔにおける目標電圧
Ｑi,t：無効電力潮流監視点ｉの時刻ｔにおける無効電力潮流値
Ｑrefi,t：無効電力潮流監視点ｉの時刻ｔにおける無効電力潮流目標値
Ｐloss：ブランチｉの時刻ｔにおける有効電力ロス
w1,w2,w3:重み付け係数 
ＮV:電圧監視点数
ＮQ:無効電力潮流監視点数
ＮB:ブランチ数
時刻ｔで制御可能と考えられる制御機器（以下、制御候補とも呼ぶ）は制御する／しないの２通りが考えられるため、制御候補の数がｎ個あれば、２ｎ個の組合せが存在し得る。これらのうち、当該時刻における将来系統状態予測結果を将来系統状態予測結果記憶部１７ｂより取込んで、それら各々の制御機器組合せjを反映した場合の将来系統状態予測結果を潮流計算手段１６により求める。そして、各制御機器組合せjに対する、例えば次の（９）式により評価値を計算する。
【数５】
2008271750.tif 000007
【００４０】
この評価式の値が制御機器を反映することによって改善する、すなわち（１０）式が成立する場合に、当該制御機器組合せｊは制御効果があると判断し、制御機器組合せ候補として採用することで、複数の制御機器組合せの中から、実際に制御効果があると考えられる制御機器組合せを作成して制御機器組合せ結果記憶部１７ｄに保存する。
【００４１】
Ｏj,t＜Ｏt            ……（１０）
また、これらの制御機器組合せは、制御機器運用上の制約がある場合は反映することができる。例えば、同一変電所内にＳＣとＳｈＲがともにあり、それらを同時に投入することは運用上行わないといった制約がある場合には、得られた組合せ候補の中から当該ＳＣとＳｈＲが同時に制御されるような組合せを除外することで考慮することができる。
【００４２】
上記状態遷移図作成手段１４は、制御機器組合せ作成手段１３で得られた制御機器組合せ結果を制御機器組合せ結果記憶部１７ｄより取込み、その制御機器組合せ結果をもとに状態遷移図を作成し、その結果を状態遷移図作成結果記憶部１７ｅに保存する。ここでの状態遷移図における“状態”Ｓj,tとは、各時刻tにおける制御機器組合せ候補j、およびそれらを系統に反映した場合の（８）式で求められる評価値Ｏj,tを情報として保有しているものとする。
【００４３】
また、状態遷移図とはある時刻ｔにおける状態Ｓj,tと次の時刻ｔ＋１における状態Ｓk,t+1が、運用上の制約から時間的につなげられるかどうかを判断して作成される。
【００４４】
例えば時刻ｔにおける状態Ｓj,tである制御機器の制御量が設備の上限に到達している場合、次の時刻t+1における状態Ｓk,t+1で当該機器が同方向に動作する場合には、Ｓj,t→Ｓk,t+1という状態遷移はできないことになる。また、ＬＲＴの連続操作禁止という運用制約がある場合には、時刻ｔにおける状態Ｓj,tであるＬＲＴを制御している場合には、次の時刻t+1における状態Ｓk,t+1で当該ＬＲＴが制御されている場合にはＳj,t→Ｓk,t+1という状態遷移はできないことになる。
【００４５】
また、一定時間は異方向制御を禁止するといった運用制約によっても、同様に状態遷移が限定される。このようにして、ある時刻ｔ＋１におけるある状態に対しては、その前の時刻ｔでの全ての状態から遷移できるわけではなく、状態遷移図の状態同士を結ぶパスは運用上の制約から限定されることになる。
【００４６】
図２に状態遷移図の一例を示す。状態Ｅはその前の時刻の状態Ａ，状態Ｂ，状態Ｃから遷移可能であるが、状態Ｄは、状態Ａ，状態Ｂからしか遷移できず、状態Ｆは、状態Ｂ，状態Ｃからしか遷移できない様子を表している。
【００４７】
動的計画問題求解手段１５は、状態遷移図作成手段１４で作成された状態遷移図に基づき（１１）式で示される問題を各時刻で解くことにより、帰納的に全時刻にわたる評価関数を最小とするような状態遷移をもとめることで、予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる制御スケジュールを求め、その結果を制御スケジュール記憶部１７ｆに保存する機能を有している。
【数６】
2008271750.tif 000008
【００４８】
Ｃj,t:Ｓ（j,t）までの評価関数積算
Ｏj,t: Ｓ（j,t）における評価関数値
Ｋ(t)：時刻ｔにおける制御機器組合せ候補数
従って、以上のような実施形態によれば、将来系統を考慮して、かつ数時間にわたって予め与えられた評価関数を最小化するような複数時間にわたる制御スケジュールを求めることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
図３は本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第２の実施形態を説明するためのブロック構成図である。なお、同図において、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
この電力系統の電圧無効電力制御装置は、状態推定手段１１と、将来系統状態予測手段１２と、状態遷移図作成手段１４と、動的計画問題求解手段１５と、潮流計算手段１６については第１の実施形態と同じである。
【００５１】
この実施形態において、特に異なるところは、図１の制御機器組合せ作成手段１３に代えて、制御機器ソート手段２１と、分枝限定問題求解手段２２を用いたことにある。
【００５２】
この制御機器ソート手段２１は、潮流計算手段１６により求められた各制御機器組合せｊについて制御効果が大きい順に設備機器情報記憶部１７ｃより制御機器を取込んでソートする機能を持っている。また、分枝限定問題求解手段２２は、これらソートされた制御機器から作成される分枝図に基づき、分枝限定問題を解くことにより制御機器組合せ結果を作成し、制御機器組合せ結果記憶部１７ｄに保存する機能を持っている。
【００５３】
次に、以上のような電力系統の電圧無効電力制御装置について具体的に説明する。
【００５４】
先ず、将来系統状態予測手段１２で求められた複数将来時刻での電力系統の潮流状態に対して、将来系統予測結果より得られたならば、ある時刻ｔにおいて、制御機器ソート手段２１は、
｜∂Ｏt/∂Ｘj｜            ……（１２）
を計算する。ただし、Ｏtは（８）式で定義したものである。この値が大きいことはすなわち、制御効果が大きいことになるが、制御機器ソート手段２１はこの値が大きい順に制御機器をソートする。
【００５５】
分枝限定問題求解手段２２は、これらのソートされた制御機器に基づき分枝図を作成する。
【００５６】
図４は分枝図を示したものである。ある制御機器を制御する／しないに基づき、２通りがあり得るが、ｎ台の制御機器がある場合には、２nの組合せが生じる。図３はこのすべての組合せを表現したものである。
【００５７】
図５は分枝限定問題求解手段２２の処理の流れを示す図である。まず、ステップ４０２で制御機器のスタックを行う。次に、スタックされた制御機器の組合せに基づき、ステップ４０３で（９）式が成立するか、すなわち評価関数値が改善するかを評価する。この結果、改善する場合は、ステップ４０５でさらにスタックを行うために次の制御機器における分枝操作を行う。ここで、分枝操作とは図６で５０１から５０２に移動することを言う。
【００５８】
また、ステップ４０４にて悪化する場合には、ステップ４０６で当該制御機器を操作しないとした制御組合せを保存し、ステップ４０７で終端操作を行い、組合せ最大数に到達していない場合、ステップ４０９でバックトラック（後戻り）する。組合せ最大数に到達している場合、終了する。ここで、終端操作とは図６で、５０３で表したものであり、最後に制御するとした機器まで戻り、当該機器を制御しないとした上で、その下を探索することに移行することを指す。図６は分枝図の一つの枝が選択された様子と、この枝に対応する制御機器の組合せを表現したものである。
【００５９】
従って、上記実施形態によれば、従来最大効果制御機器から随時選択していくような方法よりも広い範囲から制御機器の組合せ候補を探索することができ、一方で、これ以上制御効果が無いと判断される枝より先は探索しないことによって、全ての枝を探索する必要が無く、総当り的に制御機器の組合せを作成する場合よりも非常に効率よく制御機器の組合せを作成できる。その他、第1の実施形態と同様の効果を奏するものである。
【００６０】
（第３の実施の形態）
図７は本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第３の実施形態を説明するためのブロック構成図である。なお、同図において、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
本実施形態は、第1の実施形態と同様に初期状態推定手段１１、将来系統状態予測手段１２、制御機器組合せ作成手段１３、状態遷移図作成手段１４、動的計画問題求解手段１５及び潮流計算手段１６を有する他、新たに制御機器組合せ結果記憶部１７ｇから制御機器組合せ結果を取込んで、効果の高い制御機器を選別する制御機器組合せ選別手段３１を設け、この制御機器組合せ選別手段３１により作成された制御機器選別結果を記憶部１７ｇに保存し、状態遷移図作成手段１４で用いるようにしたものである。
【００６２】
この第３の実施形態においては、電力系統の電圧無効電力制御に関する基本的な処理の流れは第1の実施形態と同じである。特に異なるところは、制御機器組合せ結果を全て使用して状態遷移図の作成を行うのではなく、その前に制御機器を選別し、状態遷移図の作成に使用する制御機器の組合せを予め削減することにある。
【００６３】
具体的には、この制御機器組合せ選別手段１４は、各制御機器組合せについて、（９）式で計算される評価値Ｏj,tを計算しておき、記憶部１７ｄに保存された制御機器組合せ結果をもとに制御機器組合せ結果をソートする。この制御機器組合せ結果の組合せがｎ個あったとすると、このうち予め設定された上位のｍ（＜ｎ）個を選択する。このｍは例えば状態遷移図の各時刻における状態数の上限と考えても良く、運用者により予め決められた値としても良い。
【００６４】
従って、この実施形態によれば、状態遷移図を作成するときに予め効果のある状態、すなわち制御機器組合せを絞り込んでおくことで、効果の低い制御機器組合せを予め除外し、また、状態遷移図作成手段１４及び動的計画問題求解手段１５が必要とする記憶サイズを限定することができ、さらに、処理時間を削減することができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
図８は本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置を説明するための第４の実施形態を示すブロック構成図である。なお、同図において、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６６】
この電力系統の電圧無効電力制御装置は、第1の実施形態と同様に状態推定手段１１、将来系統状態予測手段１２及び潮流計算手段１６を有する他、新たに将来系統予測結果記憶部１７ｂに保存されている将来系統予測結果から、系統を制御機器の数が少なくなるようなブロックに分割し、系統ブロック分割結果を作成して系統ブロック分割結果記憶部１７ｈに保存する系統ブロック分割手段４１と、この系統ブロック分割結果と設備機器情報記憶部１７ｃに保存されている設備機器情報とに基づき、系統ブロック毎に任意の時点における複数の系統ブロック毎の制御機器組合せ候補から制御効果のある制御機器の組合せ候補を複数作成し、系統ブロック毎制御機器組合せ結果記憶部１７ｉに保存する系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段４２と、前記系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段４２より得た系統ブロック毎制御機器組合せ候補について、各制御機器組合せ候補同士が時間的に遷移することが可能かどうかを調べて状態遷移図を作成し、系統ブロック毎状態遷移図作成結果記憶部１７ｊに保存する系統ブロック毎状態遷移図作成手段４３と、系統ブロック毎に与えられた評価関数を最小化するような複数時間断面にわたる組合せ（以下、系統ブロック毎制御スケジュールとも呼ぶ）を求めて、系統ブロック毎制御スケジュール記憶部１７ｋに保存する系統ブロック毎動的計画問題求解手段４４とを設けたものである。
【００６７】
この第４の実施の形態においては、系統を複数ブロックに分割した後の、電力系統の電圧無効電力制御に関する基本的な処理の流れは第1の実施形態と同じであり、特に各ブロックに含まれる制御機器が適当な数になるまで系統をブロック分割する点が異なる。
【００６８】
適当なサイズに系統をブロック分割することによって、制御機器の組合せ数を著しく減少させることができる。例えば、制御機器数が２０ある場合、制御する／しないの組合せは、１時刻あたり、２20＝１０４８５７６通り生じるが、これを例えば２つのブロックに分割した場合、１ブロックあたり、２10＝１０２４通りの組合せが生じる。電圧無効電力制御の局所性から、それぞれのブロック毎の制御スケジュールは独立に行えると考えられることから、２ブロックで合計２０４８通りの組合せとなり、全系統で考える場合よりも大幅に制御機器組合せを削減することが可能となる。
【００６９】
図９は、系統ブロック分割ステップ４１において、監視点母線をグルーピングする処理を説明する処理の流れ示す図である。
【００７０】
先ず、ステップ８０１で系統のノードインピーダンス行列を作成する。
【数７】
2008271750.tif 000009
【００７１】
ノードインピーダンス行列を用いて、電気的な距離が近い母線を集めて、監視点をいくつかのブロックに分割することを考える。ここで、電気的な距離が近いとは等価インピーダンスが小さいことを意味する。ノードｍとノードｎの間の等価インピーダンスを求めるには、（１３）式でＩmに単位電流を、Ｉnに符号を逆転した単位電流を印加したときのＶmで計算できる。ステップ８０２で等価インピーダンスの上限値を設定し、ステップ８０４で任意の２監視点ノードについて等価インピーダンスを計算し、この上限値以下の場合には同一ブロックであるとする。予め決められたブロック数に到達すると終了する。また、到達していない場合には、ステップ８０６でこの上限値を増加する。
【００７２】
このように決められたブロック数以上に到達するまで（ステップ８０５）、ブロック分割を繰り返す（ステップ８０３）ことで、あらかじめ設定されたブロック数に監視点をブロック分割することが可能となる。
【００７３】
図１０は、系統ブロック分割ステップ４１において、制御機器を仮にブロック分割する処理を説明する処理の流れ示す図である。
【００７４】
先ず、ステップ９０３で各制御機器について（ステップ９０１）、どのブロックに属するかを各ブロックについて（ステップ９０２）、次の（１４）式で評価する。（１４）式は、当該制御機器のノードｊについて、各ブロックＧｉに所属する各監視点ノードｋとの等価インピーダンスの合計である。
【数８】
2008271750.tif 000010
【００７５】
最もこの値が小さいブロックがこの制御機器が所属するブロックであると仮に決定する。このようにして、一旦各制御機器が所属するブロックが決定されるが、あるブロックに所属する制御機器数があらかじめ決められた制御機器数最大値よりも大きい場合は処理が必要である。
【００７６】
図１１は、系統ブロック分割ステップ４１において、あるブロックに所属する制御機器数が予め決められた制御機器数の最大値よりも大きい場合の処理を説明するための流れ図である。
【００７７】
現在の分割されたブロック数でループする（ステップ１００１）が、ステップ１００２で、当該ブロックに所属する制御機器数数をチェックするが、設定値未満の場合に終了する。
【００７８】
また、設定値以上の場合、ステップ１００３で、当該ブロックで最も（１４）式の値が大きい制御機器が、当該ブロック以外に移動することを考え、ステップ１００４で当該ブロックの次に（１３）式の値が小さいブロックに当該制御機器を移動させる。これをブロック数分繰り返すことにより、各ブロックに所属する制御機器の数を一定範囲内に収めることができる。
【００７９】
従って、このような実施形態によれば、電圧無効電力制御スケジュールを作成する前に、まず適当なサイズに系統をブロックに分割することによって、制御機器の組合せ数を著しく減少させることができ、処理時間の大幅な短縮を図ることが可能となる。
【００８０】
（第５の実施形態）
図１２は本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置を説明するための第５の実施形態を示すブロック構成図である。なお、同図において、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８１】
この電力系統の電圧無効電力制御装置は、状態推定手段１１、将来系統状態予測手段１２、制御機器組合せ作成手段１３、状態遷移図作成手段１４、動的計画問題求解手段１５及び潮流計算手段１６については第１の実施形態と同じである。
【００８２】
この実施の形態において、特に異なる点は、動的計画問題求解手段１５で求められた評価関数を最小化するような複数時間にわたる組合せに対して、状態間遷移パスの条件を変更することによって状態間遷移に係わる運用制約の考慮に柔軟性を持たせる状態間遷移パス条件変更手段５１を追加したことにある。
【００８３】
この状態間遷移パス条件変更手段５１は、動的計画問題求解手段１５において、状態間遷移パスの条件を変更することによって、状態間遷移に係わる運用制約の考慮に柔軟性を持たせるものである。
【００８４】
以下、この実施形態において、特に新たに追加した部分の処理動作について説明する。
【００８５】
状態間遷移に係わる運用制約の例としては、制御機器の制御スケジュール作成期間にわたる動作回数に上限がある場合を考える。
【００８６】
第１の実施形態では、（１１）式にて、制御スケジュール作成期間にわたる評価関数合計値の最小を考えたが、状態遷移図の各ノードに関する評価値（ノードコストとも呼ぶ）は考慮しているが、状態遷移にかかわるコスト（パスコストとも呼ぶ）は考慮していなかった。
【００８７】
そこで、本実施形態では、（１１）式に代わり、（１５）式を考える。（１５）式の特に異なる点は、パスコストを追加した点にある。
【数９】
2008271750.tif 000011
【００８８】
Ｃj,t：Ｓ(j,t)までの評価関数積算
Ｐj,t,I,t+1：Ｓ(j,t)→Ｓ（I,t＋１）の遷移にかかる評価値
Ｏj,t：Ｓ(j,t)における評価関数値
K(t):時刻tにおける制御機器組合せ候補数
図１２は、状態間遷移パス条件変更手段５１を使用することにより、制御機器の動作回数制約を考慮する処理の流れ図である。
【００８９】
動作回数制約に違反する制御機器があった場合（ステップ１２０２）には、状態間遷移パス条件変更手段５１により、状態遷移図で当該機器が非制御→制御に遷移するパスのパスコストを増加する（ステップ１２０３）。その上で再度、動的計画問題求解手段１５により、動的計画問題を求める（ステップ１２０４）。これにより、動作回数制約に違反している制御機器の制御回数が抑制されることになるが、どのタイミングでの制御を抑制するかは動的計画問題を解くことにより初めて求められることになる。
【００９０】
本方法では、パスコストを徐々に増加しながら、複数回上記ルーチンを繰り返すことにより、最終的に動作回数制約を満足するような解を得ることができる。
【００９１】
この実施形態によれば、制御スケジュール作成期間にわたる制御動作回数制約が与えられているような場合に、制御動作回数違反している制御機器がどのタイミングで制御を抑制すべきかを自動的に計算することができる。
【００９２】
なお、第５の実施形態は、第１の実施形態に適用して説明したが、前述する第２〜第４の実施形態にも同様に適用できることは言うまでもない。
【００９３】
（第６の実施形態）
図１４は本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第６の実施形態を説明するためのブロック構成図である。なお、同図において、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
この電力系統の電圧無効電力制御装置は、初期状態推定手段１１、将来系統状態予測手段１２、制御機器組み合わせ作成手段１３、状態遷移図作成手段１４、動的計画問題求解手段１５及び潮流計算手段１６については第１の実施形態と同じである。
【００９５】
この実施の形態において、特に異なる点は状態遷移図重み付け設定手段６１を追加したことにある。
【００９６】
将来系統状態予測手段１２では、総需要等の予測を行うため、予測誤差が発生し得る。この予測誤差は、一般に現在時刻から時間が経過するほど大きくなることが考えられるため、動的計画問題において、現在に近い時刻と、現在から遠く離れた先の時刻を同等に扱うよりも、現在から遠く離れた先の時刻に関する評価の影響は小さくした方がより妥当な評価を行える場合があると考えられる。
【００９７】
そこで、状態遷移図重み付け設定手段６１は、各時刻に設定された重み付けデータを状態遷移図に設定することができるものとする。具体的には、各時刻における重み付けデータを重み付けデータ記憶部１７ｌより取込んで、（１１）式における各時刻の評価関数に反映させる。
【数１０】
2008271750.tif 000012
【００９８】
Ｃj,t：Ｓ（j,t）までの評価関数積算
Ｏj,t：Ｓ（j,t）における評価関数値
K(t):時刻tにおける制御機器組合せ候補数
αt：時刻tにおける重み付けデータ
その上で動的計画問題求解手段１５により動的計画問題を解くことにより、各時刻に設定された重み付けデータを反映した解を得ることができる。
【００９９】
このように本実施形態によれば、現在に近い時刻と、現在から遠い時刻を同等に扱うのではなく、現在から遠い時刻に関する重み付けデータを小さくすることで、将来系統状態の予測誤差の影響を小さくした制御スケジュールを求めることができる。
【０１００】
なお、この第６の実施形態は、第１の実施形態に適用した例について説明したが、前述した第２〜第５の実施形態にも同様に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第１の実施形態を説明するためのブロック構成図。
【図２】同実施形態において、状態遷移図作成手段で作成される状態遷移図を説明するための一例を示す図。
【図３】本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第２の実施形態を説明するためのブロック構成図。
【図４】同実施形態において、制御機器の組合せを表現する分枝図。
【図５】同実施形態において、分枝限定問題の求解の流れを示す図。
【図６】同実施形態において、分枝図の一つの枝が選択された様子とこの枝に対応する制御機器の組合せを示す図。
【図７】本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第３の実施形態を説明するためのブロック構成図。
【図８】本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第４の実施形態を説明するためのブロック構成図。
【図９】図８に示す系統ブロック分割ステップにおける監視点ノードのグルーピングの処理の流れを示す図。
【図１０】図８に示す系統ブロック分割ステップにおける制御機器ノードのグルーピング仮決めの処理の流れを示す図。
【図１１】図８に示す系統ブロック分割ステップにおける制御機器ノードのグルーピング仮決めの結果、あるブロックに所属する制御機器数があらかじめ決められた制御機器数最大値よりも大きい場合にそれを解消するための処理の流れを示す図。
【図１２】本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第５の実施形態を説明するためのブロック構成図。
【図１３】図１２に示す状態間パス状態変更ステップにおける処理の流れを示す図。
【図１４】本発明に係る電力系統の電圧無効電力制御方法及び装置の第６の実施形態を説明するためのブロック構成図。
【図１５】従来の電力系統の電圧無効電力制御装置の一例を示すブロック構成図。
【図１６】同装置における電圧維持計算手段の演算内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０２】
１…電力系統、２…電圧無効電力制御装置本体、１１…初期状態推定入力手段、１２…将来系統状態予測手段、１３…制御機器組合せ作成手段、１４…状態遷移図作成手段、１５…動的計画問題求解手段、１６…潮流計算手段、１７…記憶装置、１７ａ…電力系統における実績データ記憶部、１７ｂ…将来系統状態予測結果記憶部、１７ｃ…設備機器情報記憶部、１７ｄ…制御機器組合せ結果記憶部、１７ｅ…状態遷移図作成結果記憶部、１７ｆ…制御スケジュール記憶部、１７ｇ…制御機器組合せ選別結果記憶部、１７ｈ…系統ブロック分割結果記憶部、１７ｉ…系統ブロック毎制御機器組合せ結果記憶部、１７ｊ…系統ブロック毎状態遷移図作成結果記憶部、１７ｋ…系統ブロック毎制御スケジュール記憶部、１７ｌ…重み付けデータ記憶部、２１…制御機器ソート手段、２２…分枝限定問題求解手段、４１…系統ブロック分割手段、４２…系統ブロック毎制御機器組合せ作成手段、４３…系統ブロック毎状態遷移図作成手段、４４…系統ブロック毎動的計画問題求解手段、５１…状態間パス条件変更手段、６１…状態遷移図重み付け設定手段
【図１】
2008271750.tif 000013
【図２】
2008271750.tif 000014
【図３】
2008271750.tif 000015
【図４】
2008271750.tif 000016
【図５】
2008271750.tif 000017
【図６】
2008271750.tif 000018
【図７】
2008271750.tif 000019
【図８】
2008271750.tif 000020
【図９】
2008271750.tif 000021
【図１０】
2008271750.tif 000022
【図１１】
2008271750.tif 000023
【図１２】
2008271750.tif 000024
【図１３】
2008271750.tif 000025
【図１４】
2008271750.tif 000026
【図１５】
2008271750.tif 000027
【図１６】
2008271750.tif 000028