(57)【要約】【課題】  負荷系の給電制御所間のノードがある電力系統において、計算機に対し軽負荷で精度の良い系統監視を行う方法を提供する。【解決手段】  負荷系の電力系統を構成する電力設備のうち母線，変圧器をノード、送電線をブランチとし、最上位のノードであるスウィングノードを始点として接続先ノードのあるブランチをたどって最下位のノードを探索しスウィングノードに戻るときにノードＮｏが大きくなるように順次ノードＮｏを割付けて各ノード間でユニークな番号割付け処理を行い、測定点をノードに対して割付け、よりノードＮｏが大きいノードを探索して直ぐ上位の測定点を探索し、計測点での潮流から計測のない末端負荷，測定点での潮流の和を引き、引かれた値を過去の実績データベースから測定点のない末端負荷で按分し、測定点のない末端負荷の電力潮流を推測する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷系の電力系統を構成する電力設備のうち母線，変圧器をノード、送電線をブランチとし、最上位のノードであるスウィングノードを始点として接続先ノードのあるブランチをたどって最下位のノードを探索しスウィングノードに戻るときにノードＮｏが大きくなるように順次ノードＮｏを割付けて各ノード間でユニークな番号割付け処理を行い、測定点をノードに対して割付け、よりノードＮｏが大きいノードを探索して直ぐ上位の測定点を探索し、計測点での潮流から計測のない末端負荷，測定点での潮流の和を引き、引かれた値を過去の実績データベースから測定点のない末端負荷で按分し、測定点のない末端負荷の電力潮流を推測する電力系統潮流推測方法。
【請求項２】
前記測定点はその直ぐ上位の測定点と紐付けされ測定点のＩＤと測定のありなし情報を登録され、測定点なしの末端負荷が接続されている計測点のリストを参照し、計測点ごとに電力潮流の推測を行う請求項１に記載の電力系統潮流推測方法。
【請求項３】
他負荷系制御所の管轄内へ電力を供給するブランチを潮流測定点のない末端負荷として扱う請求項１に記載の電力系統潮流推測方法。
【請求項４】
系統切替のために入り切りされるＣＢを全て切り、その後切替え先を入りとして各ノード間でユニークな番号割付け処理を行う請求項１に記載の電力系統潮流推測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の負荷系において計測点の無い末端負荷を推測するのに好適な電力系統潮流推測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統は、基幹系と負荷系から構成されている。基幹系はループ状の系統であり、基幹系の給電制御所にて監視を行っている。負荷系は送電変圧器を頂点として、放射状に広がった系統であり、負荷系給電制御所が監視を行っている。負荷系給電制御所は他の負荷系給電制御所と送電線で接続されている場合がある。基幹系と負荷系は送電変圧器でつながっており、高圧系から低圧系に電力が供給される。
【０００３】
基幹系の系統では潮流計測器が整備され、潮流監視を行う上で必要とされる計測点が揃っている。しかし、負荷系の系統では潮流監視に必要とされる計測点が充分でなく、全ての末端負荷を計測できないのが現状である。
【０００４】
そのため、電力系統がノードとブランチで構成されるとして、計測点が無い部位を見つけ出し、他の計測点から末端負荷を推測する方式や、過去の実績値から末端負荷を推測する方式と装置が考案されている。
【０００５】
〔特許文献１〕には、負荷系の電力系統の潮流状態を示す系統状態を収集／格納する系統状態データ格納手段と、基準となる系統潮流状態を示す基準データを格納する基準データ格納手段と、系統設備の特性，系統接続関係を示す設備データを格納する設備データ格納手段と、少なくとも過去の各末端負荷量の時間的平均値を格納する過去記録データ格納手段と、系統状態データ格納手段，設備データ格納手段及び過去記録データ格納手段に格納された情報に基づいて、放射状系統の特性を利用して、末端負荷量の期待値を推定する負荷推定手段を有する電力系統潮流監視装置がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−９２７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術のように、他計測点から末端負荷を推測する方法では、末端の負荷各々に対して網羅的に探索を行っており、系統が複雑な場合、計算時間が膨大になる可能性があった。また、他の負荷系制御所と送電線等のノードにて接続されている場合には、網羅的な探索できないという問題があった。
【０００８】
また、〔特許文献１〕に記載の従来の技術は、基準系統状態データと、系統状態量格納部で収集／格納した系統変圧器の現時刻の潮流データ（テレメータ値）に基づいて負荷実績値のない末端の負荷端等の負荷を推定しているが、テレメータ値に誤りある場合は、誤った末端負荷供給源を計算することになり、誤った末端負荷供給源では、末端負荷の値が大幅に異なるので、潮流計算に大きな影響を与えるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、系統が複雑でも計算量を少なくできる電力系統潮流推測方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、他の負荷系制御所と送電線等のノードにて接続されている場合にも計測点の無い末端負荷を推測できる電力系統潮流推測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の電力系統潮流推測方法は、負荷系のノードであるスウィングノードからノード，ブランチを探索し、最下位のノードを探索しスウィングノードに戻るときにノードＮｏが大きくなるように順次ノードＮｏを割付けて各ノード間でユニークな番号割付け処理を行う。この時、管轄が他の負荷系制御所であるノードは、潮流測定点のない末端負荷として扱う。測定点をノードに対して割付け、よりノードＮｏが大きいノードを探索して直ぐ上位の測定点を探索し、計測点での潮流から計測のない末端負荷，測定点での潮流の和を引き、引かれた値を過去の実績データベースから測定点のない末端負荷で按分し、測定点のない末端負荷の電力潮流を推測する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、系統が複雑でも計算量を少なくできる。又、他の負荷系制御所と送電線等のノードにて接続されている場合にも計測点の無い末端負荷を推測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例について図１から図７により説明する。図１は、電力系統の構成例を示す図、図２は本実施例の電力系統潮流推測方法を説明する図である。
【００１４】
図１に示すように、電力系統は、高圧系統である基幹系１と低圧系統である負荷系２で構成される。基幹系１はループ状に形成され、基幹系１の図示していない給電制御所で監視が行われる。図１に示す例では、基幹系１は、Ａ制御所管轄４と送電変圧器３を介して接続され、Ｂ制御所管轄６と送電変圧器５を介して接続され、図示していない負荷系給電制御所が監視を行っている。Ａ制御所管轄４，Ｂ制御所管轄６には低圧系統で負荷と配電変圧器７を介して接続されている。
【００１５】
図２に示すように、電力系統の潮流推定は、電力系統の設備を記録した設備データベース１０，図１に示す電力系統の給電制御所，負荷系給電制御所で計測された系統状態を記憶しておく系統状態監視部分１１，系統状態監視部分１１に記憶したデータから過去実績として記憶された過去実績データベース１２，過去実績データベース１２に記録された過去データから予測する負荷予想計算１４，系統状態監視部分１１からのデータと過去実績データベース１２と負荷予想計算１４の結果により按分処理を行って負荷推定を行う負荷推測手段１３，直流法潮流計算法によって現在及び将来の潮流状況を算出する潮流計算手段１５で構成される。
【００１６】
図３は、負荷系２の系統構成例を示す図である。図３に示す例では、電力系統は、母線５２〜６１，変圧器６３，送電線５０，５１，７０〜９４で構成されている。送電線８７は他管轄の電力系統に接続されており、他管轄の電力系統は、母線６２，６３、送電線
９１〜９４で構成されている。送電線７２と７３の合計、送電線７４から７６の合計、送電線７７，８０，８９，９０には測定点あるいは測定法があり、送電線８３，８６，８７，８８には測定法がない場合を示している。
【００１７】
この電力系統においては、最上位の送電線５０，５１は、変圧器６３，送電線７０，
７１を介して下位の母線５２，５３に接続され、母線５２は送電線７２，７３を介して母線５５，５４に、母線５３は送電線７４，７６，７５を介して母線５４，５６，５７に接続されている。母線５５は送電線７８，７９を介して母線５８，５９に、母線５４は送電線８１を介して母線５９に、母線５６は送電線８２，８４を介して母線５９，６０に、母線５７は送電線８５を介して母線６０に、母線６０は送電線８９を介して母線６１に接続される放射状の構成となっている。
【００１８】
図３に示す電力系統は、図４に示すように、変圧器６３，母線５２〜６１をノード100〜１１０に置き換え、送電線５０，５１，７０〜９４をブランチ２００〜２１２に置き換えることによってモデル化することができる。
【００１９】
次に、最上位の電力設備を始点として各ノードと各ブランチを放射状に接続するノード・ブランチのモデル化が行われた後は、図４に示すように、各ノードに対して最上位のノードをスウィングノードを基準にして、各ノード間でユニークな番号の割付け処理を行い、オーダリング処理を行う。ここで、負荷を計測可能な末端負荷と、不可能な末端負荷があるが、他管轄へ接続される送電線は、計測不能な末端負荷と同じ扱いにする。
【００２０】
オーダリング処理では、まず、最初に初期化を行う。初期化により各ノードに割付けられていた番号が消去される。
【００２１】
ノードＮｏの割付けでは、スウィングノード１００から接続先ノードのあるブランチをたどって最下位のノードまで探索し、スウィングノード１００に戻るときにノード１０７に１を割付け、次に上位側のノード１０３に２を割付け、さらに上位側のノード１０１に３を割付ける。ブランチ２０２，２１２，２０８は切りとなっているので、再度、スウィングノード１００から接続先ノードのあるブランチをたどって最下位のノードまで探索し、スウィングノード１００に戻るときにノード１０８に４を割付け、次に上位側のノード１０４に５を割付ける。以下、同様にして図４に示すオーダリング処理が行われる。すなわち、ノードの探索は末端負荷ノードから行い、そのノードを最後に通ることになるときにノードＮｏを割付ける。また、測定点はノードに対して割り付けられる。
【００２２】
このようにノードＮｏを割付けると、番号が大きくなるノードは接続されており、番号が小さくなるノードは切り状態であるため、入り切り状態をノードＮｏの大小関係で判断できるという利点がある。
【００２３】
また、他管轄の送電域がある場合は、他管轄への送電を測定できない末端負荷とみなしているので、図３に示す他管轄は、図４では測定法なしの末端負荷５で記述される。図４に示す測定点，測定法ありなしについて測定点ごとに整理すると、図５の下方に示すようになる。
【００２４】
「測定点あ」については、末端負荷は１と５であり、末端負荷１は測定法あり、末端負荷５は測定法なしであり、「測定点い」については、末端負荷は２，６，３，７、「測定点う」であり、末端負荷２，「測定点う」は測定法あり、末端負荷６，３，７は測定法なしであり、「測定点う」については、末端負荷は４だけで測定法ありと整理できる。末端負荷をその末端負荷の直ぐ上位の測定点と紐付けして登録し、末端負荷のＩＤと測定法のありなし情報を登録する。直ぐ上位の測定点を探索するときは、ノードＮｏを使用し、よりノードＮｏが大きいノードを探索する。また、測定点はその直ぐ上位の測定点と紐付けされ測定点のＩＤと測定のありなし情報を登録する。また、按分が必要な測定点を図６に示すようにリストアップしておく。
【００２５】
電力潮流を推測するときは、測定点なしの末端負荷が接続されている計測点のリストを参照し、計測点ごとに電力潮流の推測を行う。計測点に割り付けられた末端負荷，測定点識別子を計測のありなしを基に分類する。計測点での潮流から計測のない末端負荷，測定点での潮流の和を引く。引かれた値を測定点のない末端負荷で按分し、測定点のない末端負荷の潮流とする。按分は過去実績の末端負荷の負荷比率や、末端負荷の未来予測の負荷比率、あらかじめ定められた比率に基づいて行われる。
【００２６】
図５に示す例では、次のようにして負荷量すなわち、電力潮流の推測を行う。ノード
１０４のノードＮｏが５でノード１０１のノードＮｏが３で小さくなっているので、ブランチ２０２は切りであり、同様にブランチ２１２が切りであるので、ブランチ２０６には、「測定点あ」の測定量が流れ、末端負荷１は測定法ありで測定できるので、末端負荷５の負荷量を求めることができる。「測定点い」に関しては、「測定点う」は測定できるが、ブランチ２０３，２０４の負荷が求められないので、負荷量の按分が必要になる。この按分は、電力系統の接続状態が図５に示す状態と異なる場合の過去の実績データベース
１２からブランチ２０３、あるいは２０４の負荷量を推定でき、この負荷量の推定値を用いてブランチ２０３，２０４の負荷量を推定する。
【００２７】
ブランチ２０３の負荷量が推定できると、ブランチ２０８が切りであり、末端負荷２は測定法ありで測定できるので、末端負荷６の負荷量が求まる。ブランチ２０４の負荷量は推定できるが、末端負荷３，７とも測定法がないので、按分を求める必要がある。この按分も電力系統の接続状態が図５に示す状態と異なる場合の過去の実績データベース１２から推定して末端負荷３，７の負荷量を求める。「測定点う」に関しては、測定法ありであるので、負荷量を求めることができる。
【００２８】
このようにして、負荷推測手段１３により過去の実績データベース１２を参照して各ノード，ブランチの電力系統の負荷量を求める。この求められた各ノード，ブランチの負荷量を用いて、現在及び将来の電力系統の潮流状況を精度よく算出し、計算結果を過去実績データベースに記録する。
【００２９】
本実施例によれば、系統が複雑でも計算量を少なくできる。又、他の負荷系制御所と送電線等のノードにて接続されている場合にも計測点の無い末端負荷を推測できる。又、測定点の情報を使用し、測定法がないブランチは過去の実績による按分により、より精度のよい負荷量が推定できる。
【００３０】
次に、電力系統のあるブランチが切りから入りに変わり、系統の並列が生じた時は、同様にして再度ノードのオーダリングを行い、並列によって追加されたノードの末端負荷，計測点をその直ぐ上位の計測点に登録する。
【００３１】
逆に、電力系統のあるブランチが入りから切りに変わり、系統が解列が生じた時は、解列により切離されたノードの末端負荷，計測点を直ぐ上位の計測点から削除して再度ノードのオーダリングを行う。
【００３２】
又、系統の切替は、通常は一旦ループ系統を構成して２重となった供給ルートの片方を切ることにより行われる。本実施例では、系統切替のために入り切りされるＣＢを全て切り、これにより系統から切り離される末端負荷と計測点を系統から解列したものとして処理する。図７に示す例では、ブランチ２０２を切りから入りにし、ブランチ２０３を入りから切りとする系統の切替えを行う時は、一度ブランチ２０２，２０３を切りとして、ノード１０４，１０８は解列したものとして処理する。
【００３３】
次に、ブランチ２０２を入りとしてノード１０４，１０８を並列し、再度ノードのオーダリングを行う。図７に示す例では、ノード１０８，１０４，１０１が３，４，５となりその他のノードＮｏは図７に示すとおりとなる。ノード１０４，１０８の末端負荷，計測点をその直ぐ上位の計測点に登録される。測定点に割り付けられた末端負荷，測定点の情報に変化があった場合は、図５に示す測定点のリストを更新する。
【００３４】
このように、入り切りされるＣＢをすべて切りとして停電となる範囲を一度系統から切り離し、系統の切替先に追加するようにして、系統の切替えを行っているので、電力系統にループ状態が形成されないようにしてオーダリングすることができるので、適正なノードＮｏの割付けを行うことができる。又、系統切替時に計測点の更新範囲を切替範囲に限定して処理することができる。又、末端負荷推定の度に、ノード・ブランチのＮｏを割り振る必要と計測点に対する末端負荷の接続状況を探索する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例である電力系統の構成図である。
【図２】本実施例の電力系統潮流推測システムの構成図である。
【図３】本実施例の電力系統の構成例を示す図である。
【図４】図３に示す電力系統をノード，ブランチでモデル化した図である。
【図５】末端負荷の測定点での登録を説明する図である。
【図６】按分処理が必要な計測点のリストの作成方法を説明する図である。
【図７】電力系統の切替え時のオーダリングを説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…基幹系、２…負荷系、３，５…送電変圧器、４…Ａ制御所管轄、６…Ｂ制御所管轄、７…配電変圧器、１０…設備データベース、１１…系統状態監視部分、１２…過去実績データベース、１３…負荷推測手段、１４…負荷予想計算、１５…潮流計算手段。
【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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