(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に設けられる電圧調整装置を制御する電圧安定化制御装置であって、
前記電力系統の構成及び電気的特性を表す系統情報を用いて、前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力を現時点における値から変化させながら前記電力系統の電圧を繰り返し算出し、前記電力系統の電圧が上昇するような前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧安定化ベクトルｒを、前記電力系統の電圧の下降勾配が最大となるときの前記各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧感度ベクトルｅｒと、最近接潮流限界点までの負荷余裕が所定値λになるような所定の正の係数ｋと、を用いて、ｒ＝−ｋ・ｅｒ  により算定する電圧安定化ベクトル算定部と、
前記電圧調整装置の運転時の制約条件を満たす範囲で、前記電圧安定化ベクトルとの差分が最小となるように、前記電圧調整装置に出力させる有効電力及び無効電力を出力ベクトルとして算定する出力ベクトル算定部と、
前記出力ベクトルを前記電圧調整装置に出力する出力ベクトル出力部と、
を備えることを特徴とする電圧安定化制御装置。
【請求項２】
電力系統に設けられる電圧調整装置を制御する電圧安定化制御装置の制御方法であって、
前記電圧安定化制御装置が、前記電力系統の構成及び電気的特性を表す系統情報を用いて、前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力を現時点における値から変化させながら前記電力系統の電圧を繰り返し算出し、前記電力系統の電圧が上昇するような前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧安定化ベクトルｒを、前記電力系統の電圧の下降勾配が最大となるときの前記各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧感度ベクトルｅｒと、最近接潮流限界点までの負荷余裕が所定値λになるような所定の正の係数ｋと、を用いて、ｒ＝−ｋ・ｅｒ  により算定し、
前記電圧安定化制御装置が、前記電圧調整装置の運転時の制約条件を満たす範囲で、前記電圧安定化ベクトルとの差分が最小となるように、前記電圧調整装置に出力させる有効電力及び無効電力を出力ベクトルとして算定し、
前記電圧安定化制御装置が、前記出力ベクトルを前記電圧調整装置に出力する、
ことを特徴とする電圧安定化制御装置の制御方法。
【請求項３】
電力系統に設けられる電圧調整装置を制御する電圧安定化制御装置に、
前記電力系統の構成及び電気的特性を表す系統情報を用いて、前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力を現時点における値から変化させながら前記電力系統の電圧を繰り返し算出し、前記電力系統の電圧が上昇するような前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧安定化ベクトルｒを、前記電力系統の電圧の下降勾配が最大となるときの前記各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧感度ベクトルｅｒと、最近接潮流限界点までの負荷余裕が所定値λになるような所定の正の係数ｋと、を用いて、ｒ＝−ｋ・ｅｒ  により算定する手順と、
前記電圧調整装置の運転時の制約条件を満たす範囲で、前記電圧安定化ベクトルとの差分が最小となるように、前記電圧調整装置に出力させる有効電力及び無効電力を出力ベクトルとして算定する手順と、
前記出力ベクトルを前記電圧調整装置に出力する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧安定化制御装置、電圧安定化制御装置の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の電圧は、発電機の出力や電圧、運転力率、負荷の消費電力や力率、系統構成、調相設備の運転状況などの様々な影響を受けて平衡点に落ち着く。そのため、これらの要因に変動があった場合や電力系統に何らかのじょう乱があった場合には、電力系統の電圧は変動する。この場合に電力系統の電圧が新たな平衡点に落ち着く能力あるいはそれに関連した性質を電力系統の電圧安定性という。
【０００３】
しかしながら、近年、風力発電や太陽光発電などの分散電源の系統連系が増加しており、不確実かつ急激な出力変動が電力系統の電圧安定性に影響を及ぼしつつある。
【０００４】
そのため、電力系統に設けられる中央給電所や地方給電所では、負荷の電力需要が増加した場合や事故が発生した場合の電圧低下の度合あるいは電圧崩壊の可能性などを事前に把握し、必要な予防制御を行うなどの電圧安定性を強化するための様々な制御を行っている。
【０００５】
このような電力系統の電圧安定性の解析や制御を行うための技術については、これまでに様々なものが開発されている（例えば特許文献１、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８７３９０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】餘利野直人、外３名共著、「電力潮流多根に基づく最近接サドルノード分岐点の近似手法−新しい電圧安定性の監視・制御手法の提案−」、電学論B、No. 119、Vol. 4、pp.507-515、1999年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば特許文献１には、電力系統の電圧が変化した場合に、電圧の変化を抑制するように動作する電圧調整装置の応答特性を取り込んだＰＶ曲線を求めて電圧安定性指標を得た上で、最適潮流状態計算を行う技術が記載されている。
【０００９】
しかしながら特許文献１に記載されている技術は、各母線の有効電力余裕と電圧安定性指標を評価関数とし、母線ごとにそれぞれＰＶ曲線を計算して負荷余裕を求めるものであり、全母線における最小の負荷余裕が考慮されていない。
【００１０】
また非特許文献１には、ＰＶ曲線において運転点から潮流限界点（電圧崩壊が起こる点）の中で最も運転点に近接している点(最近接潮流限界点)までの負荷増加ベクトルを算定し、この負荷増加ベクトルに対して逆方向に運転点を移動させるように電圧調整機器を制御することで電圧安定化を図る技術が記載されている。
【００１１】
しかしながら、電圧調整機器や電力系統には、例えば有効電力の出力制限や無効電力の出力制限、母線電圧の上下限制約などの制約があり、一律に最近接潮流限界点と逆向きに運転点を移動させることが最適でない場合もある。
【００１２】
例えば図７に示すように、最近接潮流限界点と逆向き（ベクトルｒの向き）に運転点を移動させようとしても、電圧調整機器や電力系統の制約（図７において四角で囲った範囲）によって、期待する移動量に比べてわずかな量しか運転点を移動できない場合もある。
【００１３】
また図８に示すように、最近接潮流限界点と逆向き（ベクトルｒの向き）に運転点を移動させると、かえって負荷余裕が減少し、電力系統の電圧が低下する場合もある。
【００１４】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、電力系統の電圧をより確実に安定化させるように制御を行うことが可能な電圧安定化制御装置、電圧安定化制御装置の制御方法及びプログラムを提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための手段の一つは、電力系統に設けられる電圧調整装置を制御する電圧安定化制御装置であって、前記電力系統の構成及び電気的特性を表す系統情報を用いて、前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力を現時点における値から変化させながら前記電力系統の電圧を繰り返し算出し、前記電力系統の電圧が上昇するような前記電力系統の各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧安定化ベクトルｒを、前記電力系統の電圧の下降勾配が最大となるときの前記各負荷の有効電力及び無効電力の変化量を表す電圧感度ベクトルｅｒと、最近接潮流限界点までの負荷余裕が所定値λになるような所定の正の係数ｋと、を用いて、ｒ＝−ｋ・ｅｒ  により算定する電圧安定化ベクトル算定部と、前記電圧調整装置の運転時の制約条件を満たす範囲で、前記電圧安定化ベクトルとの差分が最小となるように、前記電圧調整装置に出力させる有効電力及び無効電力を出力ベクトルとして算定する出力ベクトル算定部と、前記出力ベクトルを前記電圧調整装置に出力する出力ベクトル出力部と、を備える。
【００１６】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電力系統の電圧をより確実に安定化させるように制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電圧安定化制御装置の機能構成を示す図である。
【図２】電圧安定化制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】電圧安定化制御装置の記憶装置を示す図である。
【図４】電力系統を示す図である。
【図５】電圧安定化制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】電力系統の電圧を制御する様子を示す図である。
【図７】電力系統の電圧を制御する様子を示す図である。
【図８】電力系統の電圧を制御する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００２０】
＝＝電力系統＝＝
図４に示すように、本実施形態に係る電力系統１０００は、発電設備１１００、負荷設備１２００、電圧調整装置１３００及び電圧安定化制御装置１００を有して構成されている。
【００２１】
発電設備１１００は、所定のエネルギー源から電力エネルギーを取り出して出力することができる電力源であり、例えば水力発電設備や原子力発電設備、火力発電設備、風力発電設備、太陽光発電設備などにより構成される。
【００２２】
負荷装置１２００は、発電設備１１００から供給される電力を消費する工場や家庭等におけるモータや照明等の電気機器である。
【００２３】
電圧調整装置１３００は、電力系統１０００に対して有効電力及び無効電力を出力することで、電力系統１０００の電圧を上昇あるいは低下させることが可能な装置である。電圧調整装置１３００を適切に制御することによって、電力系統１０００の電圧を安定化させることが可能となる。
【００２４】
電圧安定化制御装置１００は、電力系統１０００の電圧を安定化させるために電圧調整装置１３００が出力すべき有効電力及び無効電力を算出し、この有効電力及び無効電力を要素とする出力ベクトルを指令値として電圧調整装置１３００に出力する装置である。
【００２５】
また図４には示されていないが、電力系統１０００は、送電線や配電線などの送電線路Ｔ、電力の位相を制御する調相設備Ｓ、蓄電設備Ｂ、変圧器Ｈ、開閉器Ｋ、電力系統１０００の電圧や電流、周波数、力率などの物理量を計測する各種の計測器Ｍなどの様々な設備を有して構成されている。
【００２６】
＝＝電圧安定化制御装置＝＝
本実施形態に係る電圧安定化制御装置１００は、上述したように、電圧調整装置１３００に出力させる有効電力及び無効電力を算出し、出力ベクトルを電圧調整装置１３００に出力する情報処理装置である。
【００２７】
本実施形態に係る電圧安定化制御装置１００の全体構成を図１及び図２に示す。図１は、電圧安定化制御装置１００の機能構成を説明するための図であり、図２は、電圧安定化制御装置１００のハードウェア構成を説明するための図である。
【００２８】
まず図２を参照しながら、電圧安定化制御装置１００のハードウェア構成を説明する。本実施形態に係る電圧安定化制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メモリ１２０、通信装置１３０、記憶装置１４０、入力装置１５０、出力装置１６０及び記録媒体読取装置１７０を有して構成されるコンピュータである。
【００２９】
ＣＰＵ１１０は電圧安定化制御装置１００の全体の制御を司るもので、記憶装置１４０に記憶される本実施形態に係る各種の動作を行うためのコードから構成される制御プログラム６００をメモリ１２０に読み出して実行することにより、電圧安定化制御装置１００としての各種機能を実現する。
【００３０】
例えば、詳細は後述するが、ＣＰＵ１１０により制御プログラム６００が実行され、メモリ１２０や通信装置１３０、記憶装置１４０等のハードウェア機器と協働することにより、電圧安定化ベクトル算定部１０２、出力ベクトル算定部１０３、出力ベクトル出力部１０４などが実現される。
【００３１】
メモリ１２０は例えば半導体記憶装置により構成することができる。
【００３２】
通信装置１３０は、ネットワークカードなどのネットワークインタフェースである。通信装置１３０は、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などの通信路５００を介して他のコンピュータからデータを受信し、受信したデータを記憶装置１４０やメモリ１２０に記憶する。また通信装置１３０は、記憶装置１４０やメモリ１２０に記憶されているデータを、通信路５００を介して他のコンピュータへ送信する。
【００３３】
例えば電圧安定化制御装置１００は、図４に示すように通信路５００を介して電圧調整装置１３００と通信可能に接続されており、電圧調整装置１３００に出力させる有効電力や無効電力の指令値を、通信路５００を通じて電圧調整装置１３００に送信する。
【００３４】
また電圧安定化制御装置１００は、電力系統１０００に設けられる各種の計測器Ｍから、電力系統１０００の電圧や電流、周波数、力率などの計測結果を、通信路５００を介して取得する。
【００３５】
入力装置１５０は、キーボードやマウス、マイク等の装置であり、電圧安定化制御装置１００の操作者による情報の入力を受け付けるための装置である。出力装置１６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やプリンタ、スピーカ等の装置であり、情報を出力するための装置である。
【００３６】
記憶装置１４０は、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置等により構成することができる。記憶装置１４０は、各種プログラムやデータ、テーブル等を記憶するための記憶領域を提供する装置である。図３には、記憶装置１４０に制御プログラム６００及びデータ記憶部７００が記憶されている様子を示す。
【００３７】
なお、電圧安定化制御装置１００は、記録媒体読取装置１７０を用いて記録媒体（各種の光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリ等）８００から制御プログラム６００を読み出して、記憶装置１４０に格納するようにすることもできるし、通信装置１３０を介して通信可能に接続される他のコンピュータから制御プログラム６００を取得して記憶装置１４０に格納するようにすることもできる。
【００３８】
またデータ記憶部７００には、電圧安定化制御装置１００が電圧調整装置１３００に出力させる有効電力及び無効電力の指令値を算出する際に用いる系統情報や算出式、制約条件などが記憶されている。
【００３９】
これらの詳細については後述するが、系統情報は電力系統１０００の構成及び電気的特性を表す情報であり、例えば、送電線路Ｔの長さやインピーダンス、アドミタンス、負荷設備１２００の位置や有効電力及び無効電力、発電設備１１００の位置や燃料費係数（円/kWh等の指標）、有効電力及び無効電力、蓄電設備Ｂの位置や有効電力や無効電力、調相設備Ｓの位置や容量、ノード電圧に対する上下限値、変圧器Ｈのタップ比などの情報が含まれる。
【００４０】
また算出式には、電力系統１０００の電圧が最も早く不安定になる時の潮流限界点（電圧安定限界点ともいう）である最近接潮流限界点を求めるための第１算出式や、電圧調整装置１３００に出力させる有効電力及び無効電力の出力ベクトルを算定するための第２算出式が含まれる。
【００４１】
制約条件には、発電設備１１００や負荷設備１２００、電圧調整装置１３００に許容される運転時の各種制約条件が含まれ、例えば、電圧の上下限値や有効電力及び無効電力の上下限値、最大出力などの情報が含まれる。
【００４２】
次に、図１を参照しながら、本実施形態に係る電圧安定化制御装置１００の機能構成について説明するが、具体的な説明の前に、理解の容易化のために、以下の説明で用いられる様々な記号をまとめて記載しておく。
【００４３】
n∈自然数：負荷ノード数（負荷設備１２００の数）
m∈自然数：発電機ノード数（発電設備１１００の数）
s∈自然数：電圧調整装置のノード数（電圧調整装置１３００の数）
N=(1,2,…,n)：負荷ノード集合（負荷設備１２００の集合）
M=(1,2,…,m)：発電ノード集合（発電設備１１００の集合）
S=(1,2,…,s)：電圧調整装置ノード集合（電圧調整装置１３００の集合）
pdi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈N：負荷ノードの有効電力ベクトル
qdi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈N：負荷ノードの無効電力ベクトル
pgi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈M：発電機の有効電力ベクトル
qgi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈M：発電機の無効電力ベクトル
psi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈S：出力ベクトルの有効電力成分（電圧調整装置１３００へ出力させる有効電力の指令値）
qsi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈S：出力ベクトルの無効電力成分（電圧調整装置１３００へ出力させる無効電力の指令値）
pi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈(N∪M∪S)：潮流方程式の有効電力ベクトル
qi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈(N∪M∪S)：潮流方程式の無効電力ベクトル
Cg∈ (n+m)×m次元の実数行列：発電機ノード指定行列
Cs∈ (n+m)×m次元の実数行列：機器配置ノード指定行列（各負荷設備１２００に電圧調整装置１３００を配置する場合）
δi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈(N∪M∪S)：電圧位相ベクトル
vi∈１次元の実数ベクトル,∀i∈(N∪M∪S)：電圧振幅ベクトル
d∈2n次元の実数行列：最近接潮流限界点までの負荷増加ベクトル
r∈2n次元の実数行列：電圧安定化ベクトル
図１に示すように、電圧安定化制御装置１００は、電圧安定化ベクトル算定部１０２、出力ベクトル算定部１０３、出力ベクトル出力部１０４の各機能ブロックを備えて構成されている。
【００４４】
電圧安定化ベクトル算定部１０２は、系統情報を用いて上記第１算出式を実行することで最近接潮流限界点アルゴリズムを実行し、電力系統１０００の現在の運転点に対する最近接潮流限界点を求める。
【００４５】
すなわち、電圧安定化ベクトル算定部１０２は、データ記憶部７００に記憶されている系統情報を用いて、電力系統１０００の各負荷設備１２００の有効電力及び無効電力を現時点における値から所定量ずつ徐々に変化させながら電力系統１０００の電圧を繰り返し算出し、電力系統１０００の電圧が不安定になる時の潮流限界点を求める。特に、電圧安定化ベクトル算定部１０２は、その中で電力系統１０００の電圧が最も早く不安定になる時の潮流限界点である最近接潮流限界点を求める。
【００４６】
なお、最近接潮流限界点を求めるためのアルゴリズムは、直接法や間接法などの種々の方式が開発されており、例えば非特許文献１に記載されている方法を用いることができる。
【００４７】
また電圧安定化ベクトル算定部１０２は、最近接潮流限界点を求める際に、合わせて負荷増加ベクトル及び電圧感度ベクトルを求めることもできる。
【００４８】
ここでの負荷増加ベクトルとは、現在の運転点を始点とし最近接潮流限界点を終点とするベクトルを意味し、各負荷装置１２００の運転点における有効電力及び無効電力と、最近接潮流限界点における有効電力及び無効電力と、の差分を要素とするベクトルである。負荷増加ベクトルは、図６においてｄで示されるベクトルである。
【００４９】
また電圧感度ベクトルとは、電力系統１０００の各負荷設備１２００の現時点における有効電力及び無効電力を微小変化させた場合に、その変化量に対する電力系統１０００の電圧の低下量の比率が最大となるときの各負荷設備１２００の変化量を要素とするベクトルである。つまり、本実施形態において、電圧感度ベクトルの向きは、電力系統１０００の電圧の下降勾配が最大となる向きとなっている。なお電圧感度ベクトルは、図６においてｅｒで示されるベクトルである。
【００５０】
具体的には、電圧感度ベクトルｅｒは、各負荷設備１２００における有効電力及び無効電力の微小変分に対しての電圧振幅の変化量を表しており、式（１）により表される。この電圧感度ベクトルｅｒは電圧安定性指標として使われており、電圧感度が小さければ電圧安定性が小さいことを意味する。
【００５１】
【数１】
0006733201.tif 000002
【００５２】
なお、式（１）に示す電圧感度ベクトルｅｒは、式（２）、式（３）で表される行列の対角成分を抽出したものである。
【００５３】
【数２】
0006733201.tif 000003
【００５４】
つまり、より正確には、各負荷設備１２００における電圧は他の負荷設備１２００における有効電力あるいは無効電力の変化の影響も受けて変化するため、電圧感度ベクトルｅｒは、式（２）及び式（３）に表すような行列になる。
【００５５】
しかしながら、他の負荷設備１２００における有効電力及び無効電力の変化の影響は、自負荷設備１２００における有効電力及び無効電力の変化の影響に比べて小さいため、他の負荷設備１２００における有効電力及び無効電力の変化の影響を無視しても誤差は許容範囲に収まる。
【００５６】
このため本実施形態に係る電圧安定化制御装置１００は、電圧感度ベクトルｅｒを式（１）により求めるようにしている。このような態様により、電圧安定化制御装置１００の計算の処理負荷を軽減し、処理速度を高速化することが可能になる。これにより、本実施形態に係る電力系統１０００の電圧の安定化制御をリアルタイムで（例えば数分ないし１０分程度の短い周期で）行うことも可能となる。
【００５７】
また電圧安定化ベクトル算定部１０２は、電圧安定化ベクトルを算定する。電圧安定化ベクトルは、図６においてｒで示されるベクトルであり、電力系統１０００の電圧が上昇するような各負荷設備１２００の有効電力及び無効電力の変化量を表すベクトルである。
【００５８】
このため、この電圧安定化ベクトルｒで示される向きに電力系統１０００内の運転点を移動させることによって、電力系統１０００の電圧は上昇し、運転点を潮流限界点から遠ざけることができるため、電力系統１０００の電圧を安定化させることが可能となる。
【００５９】
また本実施形態では、各負荷設備１２００の有効電力及び無効電力の変化量に対する電力系統１０００の電圧の上昇量の比率が最大となる時の上記有効電力及び無効電力の変化量に所定の係数を乗じることで電圧安定化ベクトルｒを得るようにしている。つまり、電圧安定化ベクトルの向きは、電力系統１０００の電圧の上昇勾配が最大となる向きとなっている。このため、電圧安定化ベクトルｒで示される向きに電力系統１０００内の運転点を移動させることによって、電力系統１０００の電圧を最も効率的に上昇させることが可能となる。
【００６０】
電圧安定化ベクトル算定部１０２は、データ記憶部７００に記憶されている系統情報を用いて、電力系統１０００の各負荷設備１２００の有効電力及び無効電力が現時点における値から変化した場合の電力系統１０００の電圧の変化量を算出することにより、電圧安定化ベクトルｒを算定する。
【００６１】
しかしながら上述したように、電圧安定化ベクトル算定部１０２は電圧感度ベクトルｅｒを求めている。そして電圧感度ベクトルｅｒの向きは、電力系統１０００の電圧の下降勾配が最大となる向きである。そのため、電圧安定化ベクトル算定部１０２は、電圧感度ベクトルｅｒとは逆向きのベクトルを、電圧安定化ベクトルｒとして算定することもできる。このような態様により、電圧安定化ベクトル算定部１０２は、電圧感度ベクトルｅｒを利用することにより、簡便に、電力系統１０００の電圧の上昇勾配が最大となる向きに電圧安定化ベクトルｒを算定することが可能となる。
【００６２】
以上より、電圧安定化ベクトルｒは、電圧感度ベクトルｅｒを用いて式（４）により表すことができる。
【００６３】
ｒ＝−ｋ・ｅｒ          （ｋは正のスカラー値の所定の係数）    …（４）
このようにして、電圧安定化ベクトル算定部１０２は、電圧感度ベクトルｅｒに負の係数（−ｋ）を乗じることにより、電圧安定化ベクトルｒを算定する。
【００６４】
ここで、本実施形態に係る電圧安定化ベクトル算定部１０２は、最近接潮流限界点までの負荷余裕が所定値λになるようにｋの値を定めるようにする。つまり、図６に示すように、電力系統１０００の運転点を、電圧安定化ベクトルｒの終点となる位置に移動させた場合に、最近接潮流限界点までの負荷余裕が所定値λになるようにする。このとき、電圧安定化ベクトルｒと、電圧感度ベクトルｅｒと、負荷余裕λと、は式（５）のような関係となる。
【００６５】
【数３】
0006733201.tif 000004
【００６６】
式（５）を満たすようなｋの値は、直線探査によって容易に求めることができる。そしてこのような態様によって、最近接潮流限界点までの負荷余裕を所定値λに維持することが可能となり、電力系統１０００の電圧を安定化させることが可能となる。
【００６７】
なお、負荷余裕λの値は、事前にデータ記憶部７００に記憶されており、例えば、電力系統１０００の平常運転時における最近接潮流限界点までの負荷余裕を元に決定することができる。
【００６８】
次に、出力ベクトル算定部１０３について説明する。
【００６９】
出力ベクトル算定部１０３は、電圧調整装置１３００に出力させる有効電力及び無効電力である出力ベクトルを算定する。このとき出力ベクトル算定部１０３は、電圧調整装置１３００や発電設備１１００、負荷設備１２００等の電力系統１０００の各構成要素の運転時の制約条件を満たしつつ、電圧安定化ベクトルｒとの差分が最小となるように、出力ベクトルを算定する。
【００７０】
具体的には、出力ベクトル算定部１０３は、下記の式（８）〜式（１２）で表される制約条件を満たす範囲で、式（６）及び式（７）で表される第２算出式の値が最小となるような出力ベクトルを算出する。なお出力ベクトルは、(ps,qs)Tである。
【００７１】
【数４】
0006733201.tif 000005
【００７２】
式（６）は、電圧安定化ベクトルｒ=(rp,rq)Tと出力ベクトル(ps,qs)Tとの二乗和の最小値を求めるものであり、式（６）の値が最小となるときの出力ベクトル(ps,qs)Tは、電圧安定化ベクトルｒとの差分が最小となっている。
【００７３】
式（８）は電力系統１０００を構成する電圧調整装置１３００、発電設備１１００、負荷設備１２００の電圧上下限である。また式（９）〜式（１１）は電力調整装置１３００の出力制限である。式（１２）は潮流方程式であり、等式制約で表される。
【００７４】
これらの式（６）〜式（１２）で表される問題は、非線形計画問題であり、逐次二次計画法や一般化縮約勾配法、拡張ラグランジュ法などの非線形計画ソルバにより解くことができる。
【００７５】
なお、出力ベクトル算定部１０３は、式（６）によって電圧安定化ベクトルｒ=(rp,rq)Tと出力ベクトル(ps,qs)Tとの二乗和の最小値を求めているが、ここでの最小値の意味は、文字通り最小値である場合だけでなく、最小値に近い場合、例えば、最小値との差分が所定値以下となる場合であっても良い。
【００７６】
出力ベクトル出力部１０４は、出力ベクトル算定部１０３によって算定された出力ベクトル(ps,qs)Tを指令値として電圧調整装置１３００に出力する。
【００７７】
これにより、電圧調整装置１３００は、出力ベクトル(ps,qs)Tによって指定された有効電力及び無効電力を電力系統１０００に出力する。
【００７８】
このようにして、電力系統１０００における制約を考慮しつつ、電力系統１０００の電圧を上昇させることにより、新たな運転点を潮流限界点から遠ざけ、電力系統１０００の電圧を安定化させることができることになる。
【００７９】
次に、本実施形態に係る電圧安定化制御装置１００の処理の流れを、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００８０】
まず電圧安定化制御装置１００は、データ記憶部７００に記憶されている系統情報を用いて、電力系統１０００の各負荷設備１２００の有効電力及び無効電力を現時点における値から所定量ずつ徐々に変化させながら電力系統１０００の電圧を繰り返し算出し、電力系統１０００の電圧が最も早く不安定になる時の潮流限界点である最近接潮流限界点を求める（S1000）。
【００８１】
続いて電圧安定化制御装置１００は、上記最近接潮流限界点を求める際に、合わせて算出された電圧感度ベクトルｅｒと、負荷増加ベクトルｄと、データ記憶部７００に記憶されている負荷余裕λと、を用いて、式（５）を満たす電圧安定化ベクトルｒを求める（S1010）。
【００８２】
そして電圧安定化制御装置１００は、式（６）〜式（１２）を解くことで、電圧調整装置１３００や発電設備１１００、負荷設備１２００等の電力系統１０００の各構成要素の運転時の制約条件を満たしつつ、電圧安定化ベクトルｒとの差分が最小となるように、電圧調整装置１３００に出力させる有効電力及び無効電力である出力ベクトル(ps,qs)Tを算定する（S1020）。
【００８３】
そして電圧安定化制御装置１００は、出力ベクトル(ps,qs)Tを電圧調整装置１３００に出力する（S1030）。
【００８４】
このような手順で電圧安定化制御装置１００を動作させることにより、電力系統１０００における制約を考慮しつつ、新たな運転点を効率的に潮流限界点から遠ざけ、電力系統１０００の電圧安定性を向上させることが可能になる。
【００８５】
以上、本実施形態に係る電圧安定化制御装置１００、電圧安定化制御装置１００の制御方法及び制御プログラム６００について説明したが、このような態様により、電力系統１０００の電圧をより確実に安定化させるように制御を行うことが可能になる。
【００８６】
なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１００    電圧安定化制御装置
１０２    電圧安定化ベクトル算定部
１０３    出力ベクトル算定部
１０４    出力ベクトル出力部
１１０    ＣＰＵ
１２０    メモリ
１３０    通信装置
１４０    記憶装置
１５０    入力装置
１６０    出力装置
１７０    記録媒体読取装置
５００    通信路
６００    制御プログラム
７００    データ記憶部
８００    記録媒体
１０００  電力系統
１１００  発電設備
１２００  負荷設備
１３００  電圧調整装置
【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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