(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から状態量を情報伝送装置を介して電子計算機に入力し、前記電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行う電圧無効電力監視制御装置において、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の上限値及び下限値からの偏差量を積分する監視点偏差量積分手段と、前記監視点偏差量積分手段で得られた偏差量積分値が予め設定された逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段とを備えたことを特徴とする電圧無効電力監視制御装置。
【請求項２】
電力系統から状態量を情報伝送装置を介して電子計算機に入力し、前記電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行う電圧無効電力監視制御装置において、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の変化速度を計測する監視点変化速度計測手段と、前記監視点変化速度計測手段で得られた変化速度が予め設定された変化速度逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で変化速度逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段とを備えたことを特徴とする電圧無効電力監視制御装置。
【請求項３】
前記電力系統情報把握手段から得られる需要電力量を基に総需要電力量の変化傾向を求める総需要変化傾向算出手段と、前記総需要変化傾向算出手段で求めた総需要電力量の変化傾向を基に予め設定された前記所定時間を補正する所定時間補正手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電圧無効電力監視制御装置。
【請求項４】
電力系統から状態量を情報伝送装置を介して入力し、電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行うためにコンピュータを、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の上限値及び下限値からの偏差量を積分する監視点偏差量積分手段と、前記監視点偏差量積分手段で得られた偏差量積分値が予め設定された逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段として機能させるための電圧無効電力監視制御プログラム。
【請求項５】
電力系統から状態量を情報伝送装置を介して入力し、電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行うためにコンピュータを、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の変化速度を計測する監視点変化速度計測手段と、前記監視点変化速度計測手段で得られた変化速度が予め設定された変化速度逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で変化速度逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段として機能させるための電圧無効電力監視制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の監視点の電圧や無効電力の逸脱状態に応じて、電圧無効電力調整機器に対する最適な指令を行う電圧無効電力制御装置及び電圧無効電力制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電力系統においては負荷の状態により電力系統の無効電力が変化すると共に電圧も変化する。このことから電力系統の運用にあたっては電圧及び無効電力を調整するようにしている。この電圧無効電力の調整は、電力系統の複数箇所に設けられた電圧無効電力調整機器を電圧無効電力監視制御装置（ＶＱＣ装置）により制御することにより行われる。
【０００３】
電圧無効電力調整機器としては、発電機、負荷時タップ付き変圧器（ＬＲＴ）、調相機器である電力用コンデンサ（ＳＣ）や分路リアクトル（ＳｈＲ）が用いられる。発電機による調整は、励磁電流の増減により進相運転や遅相運転により行われ、負荷時タップ付き変圧器ＬＲＴではタップを切り替えることにより調整が行われる。また、電力用コンデンサＳＣや分路リアクトルＳｈＲでは機器の入り切りにより調整が行われる。
【０００４】
図１３は、従来の電圧無効電力監視制御装置１の構成図である。電力系統２には各種の電圧無効電力調整機器３が設置されており、電圧無効電力調整機器３の運用状態や電力系統の各監視対象箇所の電圧や無効電力が情報伝送装置４ａ、４ｂを介して電圧無効電力監視制御装置１に伝送される。
【０００５】
電力系統２から伝送されてきた系統情報は電圧無効電力監視制御装置１の電力系統情報把握手段１１に取り込まれ、この電力系統情報把握手段１１で電力系統の状態が判定される。そして、電力系統情報把握手段１１で判定された電力系統の状態は制御量算出手段１２に入力される。
【０００６】
一方、運用目標値設定手段２８は、電圧無効電力監視制御装置１が監視対象とする母線電圧及び送電線無効電力潮流の運用目標値を設定するものであり、制御量算出手段１２は、監視対象の母線電圧及び送電線無効電力潮流が運用目標値の所定範囲内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器３に対する制御量を算出する。制御量算出手段１２からの各電圧無効電力調整機器の制御量は指令出力手段１４により、情報伝送装置４ｃ、４ｄを介して、電力系統２の電圧無効電力調整機器３に対して出力される。
【０００７】
図１４は、制御量算出手段１２における各電圧無効電力調整機器３の制御量の算出手順を示すフローチャートである。
【０００８】
まず、電力系統情報把握手段１１から、制御量算出に必要な電力系統情報を取り込む。（Ｓ１）取り込んだ電力系統情報により、電圧無効電力調整機器３の操作量に対する監視点の電圧、無効電力潮流の変化を意味する感度係数Ｓを算出する（Ｓ２）。
【０００９】
次に、線形計画法問題の定式化の処理を行い目的関数を作成する（Ｓ３）。目的関数Ｅは、監視点の電圧偏差の２乗和及び無効電力潮流偏差の２乗和で表され、その偏差２乗和を線形化すると（１）式となる。
【００１０】
【数１】
0004025095.tif 000002
但し、
Ｃｋ：監視点ｋの電圧偏差の重み係数
Ｃｌ：監視点ｌの無効電力潮流の重み係数
Ｖｋ：監視点ｋの電圧現在値
ΔＶｋ：調整機器の調整量により変化する監視点ｋの電圧変化量
Ｖｒｅｆｋ：監視点ｋの電圧設定値
Ｑｌ：監視点ｌの無効電力潮流現在値
ΔＱｌ：調整機器の調整量により変化する監視点ｌの無効電力変化量
Ｑｒｅｆｌ：監視点ｌの無効電力設定値
また、調整機器の調整量により変化する監視点ｋの電圧変化量ΔＶｋ、調整機器の調整量により変化する監視点ｌの無効電力変化量ΔＱｌは、以下の（２）式及び（３）式で表される。
【００１１】
【数２】
0004025095.tif 000003
但し、
Ｓｋｊ：調整機器（発電機）ｊの監視点ｋに対する電圧感度係数
Ｓｋｍ：調整機器（調相器）ｍの監視点ｋに対する電圧感度係数
Ｓｋｎ：調整機器（ＬＲＴ）ｎの監視点ｋに対する電圧感度係数
Ｓｌｊ：調整機器（発電機）ｊの監視点ｌに対する無効電力感度係数
Ｓｌｍ：調整機器（調相器）ｍの監視点ｌに対する無効電力感度係数
Ｓｌｎ：調整機器（ＬＲＴ）ｎの監視点ｌに対する無効電力感度係数
△ＱＧｊ：調整機器（発電機）ｊの制御量
△ＱＣｍ：調整機器（調相器）ｍの制御量
△ｔＴｎ：調整機器（ＬＲＴ）ｎの制御量
また、不等式制約は以下となる。
【００１２】
（ａ）監視点電圧の許容上下限制約
【数３】
0004025095.tif 000004
（ｂ）監視点無効電力潮流の許容上下限制約
【数４】
0004025095.tif 000005
（ｃ）調整機器（発電機）の無効電力量上下限制約
【数５】
0004025095.tif 000006
（ｄ）調整機器（発電機）の端子電圧上下限制約
【数６】
0004025095.tif 000007
（ｅ）調整機器（調相器）の無効電力量上下限制約
【数７】
0004025095.tif 000008
（ｆ）調整機器（ＬＲＴタップ）のタップ上下限制約
【数８】
0004025095.tif 000009
次に、定式化された線形計画法問題を線形計画法アルゴリズムで解く（Ｓ４）。定式化された線形計画法問題を線形計画法アルゴリズムで解く方法を、以下ＬＰ法ということにする。
【００１３】
定式化された線形計画法問題を線形計画法アルゴリズムで解いて、得られた値を指令値として指令値作成処理し指令出力手段１４へ出力する（Ｓ５）。これにより、電力系統上に設置された電圧無効電力調整機器３が指令値に沿って動作することにより、監視点の電圧や無効電力潮流が運用目標値に維持されることになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の電圧無効電力監視制御装置では、計算実行周期に目的関数を最小化するために、常に制御量を計算し指令値を出力することになる。特に線形計画法問題を解くことによる計算機負荷の増大を招く恐れがある。また、電圧無効電力調整機器３は煩雑な応動を強いられることになる。
【００１５】
また、電圧無効電力調整機器３の機器種別（例えば電力用コンデンサＳＣ、分路リアクトルＳｈＲ等の調相器）に対する指令値の偏在が発生する場合がある。
【００１６】
本発明の目的は、計算機負荷の軽減や現地の電圧無効電力調整機器の煩雑な応動の防止を図り、電圧無効電力調整機器への指令値の偏在に柔軟に対応させることにより、運用者のニーズに合った電圧無効電力監視制御装置及び電圧無効電力監視制御プログラムを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る電圧無効電力監視制御装置は、電力系統から状態量を情報伝送装置を介して電子計算機に入力し、前記電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行う電圧無効電力監視制御装置において、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の上限値及び下限値からの偏差量を積分する監視点偏差量積分手段と、前記監視点偏差量積分手段で得られた偏差量積分値が予め設定された逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明に係る電圧無効電力監視制御装置は、電力系統から状態量を情報伝送装置を介して電子計算機に入力し、前記電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行う電圧無効電力監視制御装置において、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の変化速度を計測する監視点変化速度計測手段と、前記監視点変化速度計測手段で得られた変化速度が予め設定された変化速度逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で変化速度逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明に係る電圧無効電力監視制御装置は、請求項１または２の発明において、前記電力系統情報把握手段から得られる需要電力量を基に総需要電力量の変化傾向を求める総需要変化傾向算出手段と、前記総需要変化傾向算出手段で求めた総需要電力量の変化傾向を基に予め設定された前記所定時間を補正する所定時間補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４の発明に係る電圧無効電力監視制御プログラムは、電力系統から状態量を情報伝送装置を介して入力し、電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行うためにコンピュータを、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の上限値及び下限値からの偏差量を積分する監視点偏差量積分手段と、前記監視点偏差量積分手段で得られた偏差量積分値が予め設定された逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段として機能させる。
【００２１】
請求項５の発明に係る電圧無効電力監視制御プログラムは、電力系統から状態量を情報伝送装置を介して入力し、電力系統の母線電圧の大きさや無効電力潮流の監視制御を行うためにコンピュータを、前記情報伝送装置を介して伝送されてきた状態量を基に電力系統の系統情報を求める電力系統情報把握手段と、前記電圧系統情報把握手段で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の変化速度を計測する監視点変化速度計測手段と、前記監視点変化速度計測手段で得られた変化速度が予め設定された変化速度逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段と、同一の電圧無効電力調整機器に対する同一方向の制御量の継続時間が所定時間継続したか否かを判定する制御量継続判定手段と、前記逸脱判定手段で変化速度逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電力系統の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器の制御量を算出し前記制御量継続判定手段が所定時間以上継続した制御量であると判定した場合に前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を出力する制御量算出手段と、前記制御量算出手段で算出された前記電圧無効電力調整機器に対する制御量を情報伝送装置を介して指令出力する指令出力手段として機能させる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の基本構成例に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この基本構成例は、図１２に示した従来の電圧無効電力監視制御装置に対し、電圧系統情報把握手段１１で求められた系統状態から監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流の上限値及び下限値からの偏差量を積分する監視点偏差量積分手段１５と、監視点偏差量積分手段１５で得られた偏差量積分値が予め設定された逸脱閾値を超えたか否かを判定する逸脱判定手段１３と、逸脱判定手段１３で使用する逸脱閾値を設定する逸脱閾値設定手段１６とを追加して設けたものであり、制御量算出手段１２は、逸脱判定手段１３で偏差量積分値が逸脱閾値を逸脱したと判定されたときに、監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように電圧無効電力調整機器３の制御量を算出するようにしたものである。図１２に示した従来の電圧無効電力監視制御装置と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３８】
図１において、電力系統２には各種の電圧無効電力調整機器３が設置されており、電圧無効電力調整機器３の運用状態や電力系統の各監視対象箇所の電圧や無効電力が情報伝送装置４ａ、４ｂを介して電圧無効電力監視制御装置１に伝送される。
【００３９】
電力系統２から伝送されてきた系統情報は電圧無効電力監視制御装置１の電力系統情報入力手段１１に取り込まれ、この電力系統情報把握手段１１で電力系統の状態が判定される。そして、電力系統情報把握手段１１で判定された電力系統の状態は制御量算出手段１２及び監視点逸脱量積分手段１５に入力される。
【００４０】
監視点偏差量積分手段１５は、電力系統情報把握手段１１に取り込まれた監視点の電圧及び無効電力潮流を基に、当該監視点の許容上限値及び許容下限値からの偏差を積分する。
【００４１】
電圧許容上限値偏差積分を（１０）式に、電圧許容下限値偏差積分を（１１）式に、無効電力潮流許容上限値偏差積分を（１２）式に、無効電力潮流許容下限値偏差積分を（１３）式に示す。
【００４２】
【数９】
0004025095.tif 000010
図２は、監視点逸脱量積分手段１５での電圧許容上限値偏差積分動作の説明図である。いま、監視点の電圧Ｖが時点ｔ１で上限値を逸脱し、時点ｔ２で上限値未満となり、時点ｔ３で再度上限値を逸脱し、時点ｔ４で上限値未満となり、さらに時点ｔ５で下限値になったとする。
【００４３】
この場合の電圧許容上限値偏差積分動作は、まず、監視点の電圧Ｖが上限値を逸脱している時点ｔ１〜時点ｔ２の期間Ｔ１での面積分Ａを加算する。一方、上限値未満となった時点ｔ２〜時点ｔ３の期間Ｔ２での面積分Ｂを減算する。同様に、時点ｔ３〜時点ｔ４の期間Ｔ３での面積分Ｃを加算し、時点ｔ４〜時点ｔ５での面積Ｄを減算する。このように、上限値を超えた分を積算し、上限値未満の分はマイナスの積算つまり減算する。そして、積算値が負となる場合、及び時点ｔ５のように監視点の電圧Ｖが下限値を逸脱したときは、今までの電圧許容上限偏差積分値を初期化（＝０）とする。
【００４４】
このようにして得られた電圧許容上限偏差積分値は、逸脱判定手段１３に入力される。逸脱判定手段１３では、電圧許容上限値偏差積分値と逸脱閾値設定手段１６に予め設定された監視点の電圧上限方向逸脱積分閾値とを比較し、電圧許容上限偏差積分値が電圧上限方向逸脱積分閾値を超過しているか否かを判定する。そして、超過していると判定した場合は、制御量算出手段１２を起動する。一方、超過していないと判定した場合は制御量算出手段１２の起動は行わない。
【００４５】
以上の説明は、電圧許容上限偏差積分について説明したが、電圧許容加減偏差積分についても同様である。また、無効電力潮流許容上限偏差積分や無効電力潮流許容下限偏差積分の場合も同様である。
【００４６】
以下、説明の便宜上、各許容値偏差積分値をまとめて許容偏差積分値と称することにする。この許容偏差積分値を超えた場合に、制御量算出手段１２は電力系統情報把握手段１１から電力系統の状態を取り込み、（１）式の目的関数算出式から、監視対象となる母線電圧及び無効電力潮流が許容値以内に収まるように、電力系統２の複数箇所に設けた電圧無効電力調整機器３の制御量を算出する。制御量の算出は、各制約条件である（４）式〜（９）式を守りながら（１）式の目的関数算出式を最小化するように線形計画法アルゴリズムを解くことになる。線形計画法にはシンプレックス法等があるが、解法そのものの説明は省略する。
【００４７】
指令出力手段１４は、制御量算出手段１２で求められた制御量を取り込み、情報伝送装置４ｃ、４ｄを介して、電圧無効電力調整機器３に対する制御量を指令出力する。
【００４８】
この基本構成例によれば、制御量算出手段１２は監視点の電圧または無効電力が許容値を逸脱時に即座に制御量の算出を実行するのではなく、逸脱量の積分値がその閾値を超えたときに実行を開始するので、微小外乱に対する応動を抑制できる。また、電圧または無効電力が大きく許容値を逸脱するときには、その逸脱が短時間の継続であっても積分値は大きくなるので、早期に制御量の算出が可能となる。また小さな逸脱発生時には、その逸脱が長時間継続したときに制御量の算出を開始することになるので、逸脱傾向に応じた適正な制御が可能となる。
【００４９】
次に、本発明の参考例１について説明する。図３は本発明の参考例１に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この参考例１は、図１に示した基本構成例に対し、許容偏差積分値を監視点グループ毎に加算するグループ加算手段１７を設け、逸脱判定手段１３は、グループ加算手段１７により加算された偏差量積分値が予め設定されたグループ逸脱閾値を超えたか否かを判定し、制御量算出手段は、逸脱判定手段１３がグループ逸脱閾値を逸脱したと判定されたとき電圧無効電力調整機器３の制御量を算出するようにしたものである。図１に示した基本構成例と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５０】
図３において、監視点偏差量積分手段１５は、電力系統情報把握手段１１に取り込まれた監視点の電圧及び無効電力潮流を基に、当該監視点の許容上限値及び許容下限値からの偏差を積分し逸脱判定手段１３に出力するとともにグループ加算手段１７に出力する。グループ加算手段１７では、監視点の許容上限値及び許容下限値からの偏差を積分した許容偏差積分値を入力すると、下記の（１４）式に基づき、グループｉに属する監視点群の許容偏差積分値の和であるグループ毎許容偏差積分値ＧＲＰεｉを算出する。
【００５１】
【数１０】
0004025095.tif 000011
逸脱判定手段１３は、グループ加算手段１７で算出されたグループ毎許容偏差積分値ＧＲＰεｉと、逸脱閾値設定手段１６に予め設定されているグループ毎のグループ逸脱閾値とを比較する。これにより、グループ毎にグループ毎許容偏差積分値ＧＲＰεｉがグループ逸脱閾値を超過しているか否かの判定を行う。
【００５２】
そして、制御量算出手段１２は、逸脱判定手段１３によりグループ毎許容偏差積分値ＧＲＰεｉがグループ逸脱閾値を逸脱していると判定されたときは、電圧無効電力調整機器３の制御量を算出し、指定出力手段１４及び情報伝送装置４ｃ、４ｄを介して電圧無効電力調整機器３に対し算出した制御量を出力する。
【００５３】
この参考例１によれば、同一グループに属する複数の監視点が同一方向に逸脱する場合は、グループ加算手段１７で算出されたグループ毎許容偏差積分値ＧＲＰεｉにより制御量の算出開始を行うので、単独の許容偏差積分値より迅速に制御を開始することができる。
【００５４】
また、連系点無効電力潮流の逸脱と特定の監視点電圧の逸脱との双方が同時に発生した場合にも、迅速に制御量の算出を開始することができ、監視点の逸脱傾向に応じて柔軟に制御を行うことができる。従って、各電力系統の系統運用特性に対応した制御を行うことができる。
【００５５】
次に、本発明の参考例２について説明する。図４は本発明の参考例２に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この参考例２は、図１に示した基本構成例に対し、電力系統情報把握手段１１から得られる需要電力量を基に総需要電力量の変化傾向を求める総需要変化傾向算出手段３０と、総需要変化傾向算出手段３０で求めた総需要電力量の変化傾向を基に予め設定された逸脱閾値を補正する逸脱閾値補正手段２９とを追加して設けたものである。図１に示した基本構成例と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５６】
図４において、総需要変化傾向算出手段３０は、近未来に対する総需要の変化傾向を求める。そして、逸脱補正手段２９は、総需要の変化傾向に基づいて逸脱閾値設定手段１６から得た許容上下限値逸脱積分値に対する逸脱閾値を補正し補正後の逸脱閾値を作成する。
【００５７】
例えば、図５に示すような電力の総需要特性の場合、朝の立ち上がり時として、８時から１０時の時間帯において急激な単調増加の総需要が予想される。従って、監視点の電圧維持のという観点で見れば電圧上げ方向の制御となる。短時間の時間断面では一次的に電圧下げ方向制御の外乱が生じる場合もあるが、長時間の時間断面では電圧上げ方向制御となる。
【００５８】
従って、総需要変化傾向算出手段３０では、近未来に対する総需要の変化傾向Ａを下記の（１５）式から求め、さらに逸脱補正手段２９では、（１６）式に基づいて、逸脱閾値設定手段１６から得た許容上下限値逸脱積分値に対する逸脱閾値を補正し補正後の逸脱閾値を作成する。
【００５９】
Ａ＝Σ（Ｐt-1＋Ｐt）／Δｔ                  …（１５）
（補正後の逸脱閾値）＝α・Ａ・（逸脱閾値）    …（１６）
但し、αは総需要変化対する許容逸脱積分閾値の変換係数
なお、１２時から１３時の時間帯で予想される総需要の急激な落ち込み及び増加の傾向に対しては、朝の立ち上がり時と異なり、大きな外乱が起こる可能性もあるので、逸脱補正手段２９の実行をロックするようにしても良い。
【００６０】
この参考例２によれば、電力の総需要の変化傾向に合わせて、逸脱閾値を補正するので、上げ方向制御優先や下げ方向優先の制御を可能とすることができる。例えば、朝の立ち上がり時間帯や昼休み時間帯等については、予め負荷変化が発生することが分かるので、総需要変化傾向算出手段３０によってその時間帯の総需要の変化傾向を求めその傾向から逸脱閾値を補正する。従って、総需要の変化傾向に対して柔軟な制御が可能となる。
【００６１】
次に、本発明の参考例３について説明する。図６は本発明の参考例３に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この参考例３は、図１に示した基本構成例に対し、監視点偏差量積分手段１５に代えて、監視点対象となる母線電圧及び無効電力潮流の変化速度を計測する監視点変化速度計測手段１８を設けたものである。図１に示した基本構成例と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００６２】
図６において、監視点変化速度計測手段１８は監視点の母線電圧の変化速度ΔＶｄｋ及び無効電力潮流の変化速度ΔＱｄｌを計測する。母線電圧変化速度ΔＶｄｋは（１７）式で示され、無効電力潮流の変化速度ΔＱｄｌは（１８）式で示される。
【００６３】
ΔＶｄｋ＝ｄＶｄｋ／ｄｔ  …（１７）
Ｖｄｋ：監視点ｋの電圧
ΔＱｄｌ＝ｄＱｄｌ／ｄｔ  …（１８）
Ｑｄｌ：監視潮流ｌの潮流
そして、逸脱判定手段１３は、監視点変化速度計測手段１８が計測する監視点の母線電圧変化速度ΔＶｄｋとその変化速度逸脱閾値とを比較するとともに、無効電力潮流変化速度ΔＱｄｌとその変化速度逸脱閾値とを比較する。これらの変化速度逸脱閾値は、予め逸脱閾値設定手段１６で設定されている。
【００６４】
逸脱判定手段１３の判定の結果、監視点の母線電圧変化速度ΔＶｄｋまたは無効電力潮流変化速度ΔＱｄｌがそれらの変化速度逸脱閾値を超過したとき、制御量算出手段１２は電圧無効電力調整機器３の制御量を算出する。
【００６５】
この参考例３によれば、監視点電圧及び監視無効電力潮流の変化傾向が小さい場合は、通常の制御時間で制御指令を行うが、監視点電圧及び監視無効電力潮流が急激に変化する場合は、逸脱判定手段１３の判定結果に基づき迅速に制御を開始することができる。これにより、例えば上位系統において何らかの大きな外乱が生じた場合に、迅速に対応し制御指令を出力することができる。
【００６６】
次に、本発明の参考例４について説明する。図７は本発明の参考例４に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この参考例４は、図６に示した参考例３に対し、監視点変化速度計測手段１８による監視点変化速度をグループ化されたグループ単位に加算するグループ加算手段１７を追加して設けたものであり、逸脱判定手段１３は、グループ加算手段１７により加算された監視点変化速度が逸脱閾値設定手段１６に予め設定されたグループ変化速度逸脱閾値を超えたか否かを判定し、制御量算出手段１２は、逸脱判定手段１３でグループ変化速度逸脱閾値を逸脱したと判定されたとき電圧無効電力調整機器３の制御量を算出するようにしたものである。 図６に示した参考例３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００６７】
図７において、監視点変化速度計測手段１８は監視点の母線電圧の変化速度ΔＶｄｋ及び無効電力潮流の変化速度ΔＱｄｌを計測し、逸脱判定手段１３に出力するとともにグループ加算手段１７に出力する。グループ加算手段１７では、監視点の母線電圧及び無効電力潮流の変化速度の和を求め、グループ監視点変化速度和として逸脱判定手段１３に出力する。
【００６８】
逸脱判定手段１３は、監視点変化速度計測手段１８からの監視点の母線電圧及び無効電力潮流の変化速度、及びグループ加算手段１７からのグループ監視点変化速度和を入力すると、それぞれについて、逸脱閾値設定手段１６に予め設定される変化速度逸脱閾値またはグループ変化速度逸脱閾値と比較する。そして、これらの逸脱閾値を逸脱しているときに制御量算出手段１２を起動する。
【００６９】
この参考例４によれば、監視点変化速度計測手段１８及びグループ加算手段１７によって、変化速度逸脱閾値及びグループ変化速度逸脱閾値を超過した場合の両方に対して、制御量算出手段１２の実行が可能となる。従って、グループの複数の監視点が同一方向に変化する場合は迅速に制御を開始することができ、監視点の逸脱傾向に対して柔軟に制御を行うことができる。
【００７０】
次に、本発明の参考例５について説明する。図８は本発明の参考例５に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この参考例５は、図６に示した参考例３に対し、総需要変化傾向算出手段３０及び変化速度逸脱閾値補正手段３１を追加して設けたものである。図５に示した参考例３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００７１】
図８において、総需要変化傾向算出手段３０は、近未来に対する総需要の変化傾向を求める。そして、変化速度逸脱補正手段３１は、総需要の変化傾向に基づいて逸脱閾値設定手段１６から得た変化速度に対する変化速度逸脱閾値を補正し補正後の変化速度逸脱閾値を作成する。総需要変化傾向算出手段３０での近未来に対する総需要の変化傾向の算出は、参考例２の場合と同様に行われる。
【００７２】
すなわち、総需要変化傾向算出手段３０では、近未来に対する総需要の変化傾向Ａを下記の（１９）式から求め、さらに変化速度逸脱補正手段３１では、（２０）式に基づいて、逸脱閾値設定手段１６から得た変化速度に対する変化速度逸脱閾値を補正し補正後の逸脱閾値を作成する。
【００７３】
Ｂ＝Σ（Ｐt-1＋Ｐt）／Δｔ …（１９）
（補正後の変化速度逸脱閾値）＝β・Ｂ・（変化速度逸脱閾値） …（２０）
但し、βは総需要変化対する変化速度逸脱閾値の変換係数この参考例５によれば、総需要の変化傾向に合わせて、変化速度逸脱閾値を補正することにより、上げ方向制御優先や下げ方向優先の制御を可能とすることができ、総需要の変化傾向に対して柔軟な制御が可能となる。
【００７４】
次に、本発明の第１の実施の形態を説明する。図９は本発明の第１の実施の形態に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この第１の実施の形態は、図１に示した基本構成例に対し、制御量継続判定手段２７及び制御量保存手段２６を追加して設けたものである。図１に示した基本構成例と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００７５】
図９において、制御量継続判定手段２７は、制御量算出手段１２で算出された制御量を入力し、その制御量が所定時間継続して出力されているか否かを判定する。制御量算出手段１２は所定の周期で制御量の算出を行っているので、制御量継続判定手段２７はその周期ごとに制御量の有無を判定し、連続して制御量有りの回数をカウントし、そのカウントした回数を制御量保存手段２９に保存する。そして、その回数が所定回数以上となった場合に、制御量が所定時間継続して出力されていると判定する。
【００７６】
そして、制御量算出手段１２は、制御量継続判定手段２７が所定時間以上継続した制御量である判定した場合に、指令出力手段１４に電圧無効電力調整機器に対する制御量を指令出力する。
【００７７】
図１０は、本発明の第１の実施の形態における制御量算出手段１２の処理内容を示すフローチャートである。図１４に示した従来の制御量算出手段１２の処理内容に対し、ステップＳ６及びステップＳ７が追加されている。すなわち、ＬＰ法による最適計算した（Ｓ４）後に、制御量継続判定手段２７による判定結果をデータ入力する（Ｓ６）。
【００７８】
そして、制御量継続判定手段２７による判定結果が継続であるか否か、つまり制御量有りの回数が所定回数未満であるか否かを判定する（Ｓ７）。判定結果が継続（制御量有りの回数が所定回数未満）であるときは、次回の制御量算出手段２７の算出周期まで制御実行を保留とする。
【００７９】
一方、判定結果が制御実行であるとき（制御量有りの回数が所定回数以上となったとき）は、指令値作成を行う（Ｓ５）。これにより、指令出力手段１４において電圧無効電力調整機器に対する制御量を指令出力する。
【００８０】
図１１は、第１の実施の形態における制御量継続判定手段２７の処理内容を示しフローチャートである。まず、制御量算出手段１２から制御量を入力し（Ｓ２１）、制御量保存手段２９から前回実行時の連続して制御量有りの回数記録データを入力する（Ｓ２２）。次に、今回の制御量がゼロか否かを判定し（Ｓ２３）、今回の制御量がゼロである場合、上げ方向回数記録及び下げ方向回数記録をそれぞれ＋１に回数を増加する（Ｓ２４）。そして、制御量を継続とする（Ｓ２５）。
【００８１】
一方、今回の制御量がゼロでない場合は、制御量が上げ方向か下げ方向かを判定し（Ｓ２６）、制御量が上げ方向の場合は、下げ方向回数記録を初期化（＝０）とするとともに（Ｓ２７）、上げ方向回数記録を＋１増加する（Ｓ２８）。一方、制御量が下げ方向の場合、上げ方向回数記録を初期化（＝０）とするとともに（Ｓ２９）、下げ方向回数記録を＋１増加する（Ｓ３０）。
【００８２】
そして、今回の制御量と同一方向の回数記録を判定記録に代入し（Ｓ３１）、この判定記録が規定値以上か否かを判定する（Ｓ３２）。判定記録が規定値以内であれば、今回は制御量継続とし（Ｓ２５）、一方、規定値以上であれば今回は制御実行とする（Ｓ３３）。そして、この上げ方向回数記録、下げ方向回数記録を前回値として制御量保存手段２６に保存する（Ｓ３４）。
【００８３】
以上の説明は、図１に示した基本構成例に対し、制御量継続判定手段２７及び制御量保存手段２９を設けたものを示したが、参考例３に対し、制御量継続判定手段２７及び制御量保存手段２９を設けるようにしても良い。
【００８４】
この第１の実施の形態によれば、所定時間以上継続した制御量と判定された場合にのみ、指令出力手段１４は電圧無効電力調整機器に対し制御量を指令出力する。つまり、電力系統の瞬時的な外乱変化のように所定時間以上制御量が継続しない場合は指令出力を行わないので、電圧無効電力調整機器の多頻度制御を抑制できる。
【００８５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１２は本発明の第２の実施の形態に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図９に示した第１の実施の形態に対し、電力系統情報把握手段１１から得られる需要電力量を基に総需要電力量の変化傾向を求める総需要変化傾向算出手段３０と、総需要変化傾向算出手段３０で求めた総需要電力量の変化傾向を基に予め設定された所定時間を補正する所定時間補正手段３２とを追加して設けたものである。図９に示した第１の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００８６】
図１２において、総需要変化傾向算出手段３０は、近未来に対する総需要の変化傾向を求める。そして、所定時間補正手段３２は総需要変化傾向算出手段３０で求めた総需要電力量の変化傾向を基に予め設定された所定時間を補正する。
【００８７】
すなわち、総需要変化傾向算出手段３０では、近未来に対する総需要の変化傾向Ｃを下記の（２１）式から求め、さらに所定時間補正手段３２では、（２２）式に基づいて、制御量継続判定手段２７が持つ継続時間の判定閾値である所定時間を補正する。
【００８８】
所定時間補正手段３２は、総需要変化傾向算出手段３０が算出する総需要の変化傾向を基に、制御量継続判定手段２７が持つ継続時間判定閾値を式８（２１）(２２)に従って補正する。この補正された継続時間判定閾値によって制御量継続判定手段２７を行うものである。
【００８９】
Ｃ=Σ（（Ｐt-1+ Ｐt）／Δｔ） …（２１）
（補正後の所定時間＝ γ・Ｃ・（所定時間） …（２２）
但し、γは総需要変化に対する所定時間の変換係数この第２の実施の形態によれば、総需要の変化傾向を基に所定時間を補正することができる。この所定時間を補正できることによって、制御量継続判定を行ない、制御実行可能とするまでの時間を調整することができるので、総需要の変化傾向に対して柔軟な制御が可能となる。
【００９０】
なお、上述した各実施の形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、記憶媒体に記憶しコンピュータの演算処理装置で実行処理することが可能である。
【００９１】
本発明における記憶媒体としては、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯなど）、半導体メモリなど、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式はいずれの形態であっても良い。また、ここで記憶媒体とは、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネットなどにより伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【００９２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電力系統において、監視対象の母線電圧や無効電力潮流を目標値に維持する制御を行う場合に、監視点と目標値との偏差積分量の大きさに応じて、又は監視点の逸脱変化速度の大きさに応じて、迅速に制御を行うことが可能となる。
【００９３】
また、総需要の変化傾向により、電力需要の増加時は上げ制御優先、減少時は下げ方向優先の制御を行うことにより、微小外乱に応動しにくく長期的な変化に対する制御を可能とする、さらに、制御量を算出開始するまでの継続所定時間を設けたので微小外乱に応動しにくい制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本構成例に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図２】  本発明の基本構成例における監視点逸脱量積分手段での電圧許容上限値偏差積分動作の説明図。
【図３】  本発明の参考例１に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図４】  本発明の参考例２に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図５】  本発明の参考例２における電力の総需要の変化傾向の特性図。
【図６】  本発明の参考例３に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図７】  本発明の参考例４に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図８】  本発明の参考例５に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図９】  本発明の第１の実施の形態に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図１０】  本発明の第１の実施の形態における制御量算出手段１２の処理内容を示すフローチャート。
【図１１】  本発明の第１の実施の形態における制御量継続判定手段のフローチャート
【図１２】  本発明の第２の実施の形態に係る電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図１３】  従来の電圧無効電力監視制御装置の構成図。
【図１４】  従来の電圧無効電力監視制御装置の制御量算出手段における各電圧無効電力調整機器の制御量の算出手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…電圧無効電力監視制御装置、２…電力系統、３…電圧無効電力調整機器、４…情報伝送装置、１１…電力系統情報把握手段、１２…制御量算出手段、１３…逸脱判定手段、１４…指令出力手段、１５…監視点偏差量積分手段、１６…逸脱閾値設定手段、１７…グループ加算手段、１８…監視点変化速度計測手段、２７…制御量継続判定手段、２８…運用目標値設定手段、２９…逸脱閾値補正手段、３０…総需要変化傾向算出手段、３１…変化速度逸脱閾値補正手段、３２…所定時間補正手段
【図１】
0004025095.tif 000012
【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】
0004025095.tif 000021
【図１１】
0004025095.tif 000022
【図１２】
0004025095.tif 000023
【図１３】
0004025095.tif 000024
【図１４】
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