(57)【要約】【課題】運転員の経験や勘に左右されることなく、ループ復旧に適した信頼性の高い調整設備を早期に選定すること。【解決手段】ループ系統においてループオフが発生した場合、データベースから、各線路および各調整設備に関する情報を取得し、取得された情報に基づいて、直流法にしたがって算出された位相差Δθおよび電圧差ΔＶに基づいて一連の演算をおこなって調整設備を選択した後、交流法にしたがって算出された位相差Δθ’および電圧差ΔＶ’に基づいて、直流法にしたがった算出結果に基づいて選択された調整設備が妥当であると判断した場合に、一連の演算結果である操作票を出力する制御所システムを構成した。【選択図】図８
2017112742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の線路が当該線路間に設けられた複数の調整設備を介して環状に接続されたループ系統におけるいずれかの線路が切断された場合、各線路および各調整設備に関する情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された情報に基づいて、切断された線路の両端部の位相差および電圧差を直流法にしたがって算出する第１の算出手段と、
前記取得手段によって取得された情報に基づいて、各調整設備による調整能力を算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段によって算出された算出結果に基づいて、各調整設備による調整能力に対する、各調整設備の調整度合いを算出する第３の算出手段と、
前記第１の算出手段および前記第３の算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記複数の調整設備の中から、前記ループ系統をループ状態に復旧させるために動作させる調整設備を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された調整設備を動作させて前記ループ系統を復旧させる場合の、各線路の両端部の位相差および電圧差を交流法にしたがって算出する第４の算出手段と、
前記第４の算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記選択手段によって選択された調整設備に関する情報を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とするループ支援装置。
【請求項２】
前記選択手段は、
前記第３の算出手段によって算出された調整度合いを１つ以上含む複数の組み合わせパターンに含まれる当該調整度合いの合計値を、前記第１の算出手段によって算出された位相差および電位差から除算することによって得られる調整値が、０または最小になる組み合わせパターンを特定し、
特定された組み合わせパターンに含まれる調整度合いにかかる調整設備を選択することを特徴とする請求項１に記載のループ支援装置。
【請求項３】
前記出力手段は、
さらに、前記第２の算出手段、前記第３の算出手段によって算出された算出結果に関する情報を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のループ支援装置。
【請求項４】
入力操作を受け付ける入力手段と、
前記入力手段によって受け付けられた入力操作の内容と前記第４の算出手段によって算出された算出結果とに基づいて、当該入力操作の信頼性を判断する判断手段と、
前記判断手段による判断結果に基づいて、前記複数の調整設備のうちの該当する調整設備に対する制御信号を出力する制御信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のループ支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ループ系統におけるループ復旧にかかる運転員の操作を支援するループ支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線のループ系統においては、事故などに起因して遮断器がトリップしてループオフとなった場合、運転員がトリップした遮断器を投入することによってループ状態に復旧する運用がおこなわれている。従来、たとえば、ループ点の位相差や電圧差の許容範囲を操作要領などにおいて定めることにより、ループ操作時の過大な横流による系統へのショックを抑制するようにしていた。
【０００３】
ループ点の位相差や電圧差が許容範囲を外れた場合、ループ系統内の調相装置や発電機などの調整設備において位相差と電圧差を調整する必要がある。調整設備は、電気所ごとに設置の有無や容量などが異なっている。また、ループオフが発生する事故は自然現象によるものであり、事故時期や事故点をあらかじめ想定することは困難であり、また、ループ点の位相差と電圧差は負荷や調整設備の運用状態で異なるためあらかじめ想定することは困難であるという現状があった。このような現状から、従来は、事故の都度、運転員が手計算で調整設備の運用検討をおこなっていた。
【０００４】
関連する技術として、従来、たとえば、遮断器がトリップ箇所の位相差を計算し、ループ許容範囲内であればループ切替が可能であると判断するようにした技術（たとえば、下記特許文献１を参照。）や、故障発生時に調整設備で電力系統を安定させるようにした技術（たとえば、下記特許文献２を参照。）があった。また、従来、たとえば、電力系統をループさせる際に位相差を算出し、算出結果に基づいてループについての良否を出力するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１３５８１２号公報
【特許文献２】特開２０１１−４１３５４号公報
【特許文献３】特開２００９−５５７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術は、事故の都度運転員が手計算で調整設備の運用検討をおこなっているため、煩雑で長時間かかるという問題があった。また、最も効果的な調整設備を選定するためには膨大な計算が必要である一方で、早急な復旧が要求される事故時に膨大な計算をすることは難しい。仮に、最も効果的な調整設備を選定するために膨大な計算をおこなう間、ループオフの状態のままにしておくと、つぎの事故が起こった際に系統分離や大規模停電が起こる。
【０００７】
このため、早急な復旧のために、運転員の経験や勘によって調整設備を選択せざるを得ない状況があり、電力系統の運用にかかる確実性や安全性の向上が求められているという現状があった。
【０００８】
また、位相差や電圧差が許容範囲以内であっても、安定した電力供給のためにはループ復旧時の系統へのショックを極力小さくする必要があるものの、この検討には相当な経験やスキル、検討時間を要するため、やはり運転員の経験や勘によって調整設備を選択せざるを得ない状況があり、電力系統の運用にかかる確実性や安全性の向上が求められているという現状があった。
【０００９】
また、上述した特許文献１に記載された従来の技術は、あらかじめ、系統のループオフ中の箇所の位相差を基準にし、目的の地点で異系統をループさせる技術であり、常時ループしている系統には適用できないという問題があった。
【００１０】
また、上述した特許文献２に記載された従来の技術は、事故箇所を想定して事前に調整設備の調整量を決定しておく技術であり、事故箇所、発生時期、潮流状態を予測することが難しい系統には適用できないという問題があった。また、この従来技術は、発電機の内部位相角と電気所母線電圧の回復を確認した後に調相装置を調整するため、大容量電力系統に適しており、出力の小さな発電機系統には適用できないという問題があった。
【００１１】
また、実際のループ復旧に際しては、位相差が大きく離れていてループできない場合があるものの、上述した特許文献３に記載された従来の技術は、ループについての良否判定の結果を示すだけであり、位相差が大きく離れていてループできない場合は考慮されておらず、実用性に劣るという問題があった。
【００１２】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、運転員の経験や勘に左右されることなく、ループ復旧に適した信頼性の高い調整設備を早期に選定することができるループ支援装置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】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるループ支援装置は、複数の線路が当該線路間に設けられた複数の調整設備を介して環状に接続されたループ系統におけるいずれかの線路が切断された場合、各線路および各調整設備に関する情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された情報に基づいて、切断された線路の両端部の位相差および電圧差を直流法にしたがって算出する第１の算出手段と、前記取得手段によって取得された情報に基づいて、各調整設備による調整能力を算出する第２の算出手段と、前記第２の算出手段によって算出された算出結果に基づいて、各調整設備による調整能力に対する、各調整設備の調整度合いを算出する第３の算出手段と、前記第１の算出手段および前記第３の算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記複数の調整設備の中から、前記ループ系統をループ状態に復旧させるために動作させる調整設備を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された調整設備を動作させて前記ループ系統を復旧させる場合の、各線路の両端部の位相差および電圧差を交流法にしたがって算出する第４の算出手段と、前記第４の算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記選択手段によって選択された調整設備に関する情報を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかるループ支援装置は、上記の発明において、前記選択手段が、前記第３の算出手段によって算出された調整度合いを１つ以上含む複数の組み合わせパターンに含まれる当該調整度合いの合計値を、前記第１の算出手段によって算出された位相差および電位差から除算することによって得られる調整値が、０または最小になる組み合わせパターンを特定し、特定された組み合わせパターンに含まれる調整度合いにかかる調整設備を選択することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかるループ支援装置は、上記の発明において、前記出力手段が、さらに、前記第２の算出手段、前記第３の算出手段によって算出された算出結果に関する情報を出力することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかるループ支援装置は、上記の発明において、入力操作を受け付ける入力手段と、前記入力手段によって受け付けられた入力操作の内容と前記第４の算出手段によって算出された算出結果とに基づいて、当該入力操作の信頼性を判断する判断手段と、前記判断手段による判断結果に基づいて、前記複数の調整設備のうちの該当する調整設備に対する制御信号を出力する制御信号出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明にかかるループ支援装置によれば、運転員の経験や勘に左右されることなく、ループ復旧に適した信頼性の高い調整設備を早期に選定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ループ支援システムが適用される電力系統の一例を示す説明図である。
【図２】ループ支援システムのシステム構成を示す説明図である。
【図３】制御所システムの構成を示すブロック図である。
【図４】調整能力一覧表の一例を示す説明図である。
【図５】調整表の一例を示す説明図である。
【図６】操作票の一例を示す説明図である。
【図７】制御所システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】制御所システムによる処理の具体的な計算例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるループ支援装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
（電力系統の一例）
まず、この発明にかかるループ支援装置を含む、実施の形態のループ支援システムが適用される電力系統の一例について説明する。図１は、ループ支援システムが適用される電力系統の一例を示す説明図である。
【００２１】
図１において、電力系統１００は、発電設備、送電設備、変電設備、配電設備、需要家設備などの各種の設備によって構成されるネットワークであって、電力の生産から消費までをおこなう。この発明にかかる実施の形態のループ支援システム（図２における符号２００を参照）は、電力系統１００全体のうち、ループ系統に適用される。
【００２２】
ループ系統は、電力系統１００の一部を構成し、変電所などの電気所を環状に接続することによって構成されている。ループ系統は、１つの電力系統１００において１つでもよく、複数存在していてもよい。図１においては、ループ系統１〜ループ系統ＮまでのＮ個のループ系統を含む電力系統１００を示している。電力系統１００に複数のループ系統が存在する場合、ループ支援システムは、各ループ系統をそれぞれ監視する。
【００２３】
ループ系統１は、Ａ〜Ｆの変電所（電気所）が環状に接続されて構成されている。具体的に、Ａ変電所の母線１１０はＢ変電所の母線１２０およびＦ変電所の母線１６０と接続され、Ｂ変電所の母線１２０はＡ変電所の母線１１０およびＣ変電所の母線１３０と接続されている。また、Ｃ変電所の母線１３０はＢ変電所の母線１２０およびＤ変電所の母線１４０と接続され、Ｄ変電所の母線１４０はＣ変電所の母線１３０およびＥ変電所の母線１５０と接続されている。また、Ｅ変電所の母線１５０はＤ変電所の母線１４０およびＦ変電所の母線１６０と接続され、Ｆ変電所の母線１６０はＥ変電所の母線１５０およびＡ変電所の母線１１０と接続されている。ループ系統１において、Ｖｉ（ｉ＝１〜６）は、各変電所の母線電圧を示している。具体的に、ループ系統１においては、Ａ〜Ｆの各変電所の母線電圧を、それぞれ、Ｖ１〜Ｖ６として示している。
【００２４】
各変電所における母線１１０〜１６０は、それぞれ、送電線で接続されている。ループ系統１においては、Ａ変電所の母線１１０とＢ変電所の母線１２０とを接続する送電線を「ＡＢ線」、Ｂ変電所の母線１２０とＣ変電所の母線１３０とを接続する送電線を「ＢＣ線」、として示している。また、ループ系統１においては、Ｃ変電所の母線１３０とＤ変電所の母線１４０とを接続する送電線を「ＣＤ線」、Ｄ変電所の母線１４０とＥ変電所の母線１５０とを接続する送電線を「ＤＥ線」、として示している。また、ループ系統１においては、Ｅ変電所の母線１５０とＦ変電所の母線１６０とを接続する送電線を「ＥＦ線」、Ｆ変電所の母線１６０とＡ変電所の母線１１０とを接続する送電線を「ＦＡ線」、として示している。
【００２５】
ループ系統１において、Ｘｉは、ＡＢ線〜ＦＡ線の各線路の線路リアクタンスを示している。具体的に、ループ系統１においては、ＡＢ線、ＢＣ線、ＣＤ線、ＤＥ線、ＥＦ線およびＦＡ線の線路リアクタンスを、それぞれ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６として示している。
【００２６】
Ａ変電所は、計器用変圧器１０１を介して、電力系統１００内におけるループ系統１以外の発電所で発電された電力の供給を受けることができる。ループ系統においては、平常時は、Ａ変電所→Ｂ変電所→Ｃ変電所→Ｄ変電所→Ｅ変電所→Ｆ変電所となる向きの潮流が生じている。ループ系統１において、Ｐｌｉは、各線路の線路潮流を示している。具体的に、ループ系統１においては、ＡＢ線、ＢＣ線、ＣＤ線、ＤＥ線、ＥＦ線およびＦＡ線の各線路の線路潮流を、それぞれ、Ｐｌ１、Ｐｌ２、Ｐｌ３、Ｐｌ４、Ｐｌ５およびＰｌ６として示している。
【００２７】
Ｂ〜Ｆの各変電所の母線１２０〜１６０には、それぞれ、ＳＣ（Ｓｈｕｎｔ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：電力用コンデンサ）、ＳｈＲ（Ｓｈｕｎｔ  Ｒｅａｃｔｏｒ：電力調整用分路リアクトル装置）、発電機（Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：図１においては「Ｇ」で示す）などが接続されている。また、ループ系統を構成する各変電所には、ＴＣ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ：遠方監視制御装置）が設けられている。ＳＣ、ＳｈＲ、発電機などは、後述するループ復旧処理における調整設備（調整装置）としても機能する。
【００２８】
なお、ループ支援システムによる運用の適用対象となるループ系統は、すべての変電所にＴＣが設置されているものに限らない。ループ支援システムは、ループ系統を構成する各変電所のうち、一部の変電所にのみＴＣが設置されたループ系統に適用することもできる。この場合、ＴＣが設置された変電所のＳＣ、ＳｈＲ、発電機などが調整設備（調整装置）として機能する。
【００２９】
ループ系統１において、Ｑｌｍａｘｉは、各変電所におけるＳｈＲ容量を示している。具体的に、ループ系統１においては、Ｂ変電所のＳｈＲ容量をＱｌｍａｘ２、Ｃ変電所のＳｈＲ容量をＱｌｍａｘ３、Ｄ変電所のＳｈＲ容量をＱｌｍａｘ４として示している。また、ループ系統１においては、Ｅ変電所のＳｈＲ容量をＱｌｍａｘ５、Ｆ変電所のＳｈＲ容量をＱｌｍａｘ６として示している。
【００３０】
ループ系統１において、Ｑｃｍａｘｉは、各変電所におけるＳＣ容量を示している。具体的に、ループ系統１においては、Ｂ変電所のＳＣ容量をＱｃｍａｘ２、Ｃ変電所のＳＣ容量をＱｃｍａｘ３、Ｄ変電所のＳＣ容量をＱｃｍａｘ４として示している。また、ループ系統１においては、Ｅ変電所のＳＣ容量をＱｃｍａｘ５、Ｆ変電所のＳＣ容量をＱｃｍａｘ６として示している。
【００３１】
ループ系統１において、Ｐｍａｘｉは、各変電所における発電機容量を示している。具体的に、ループ系統１においては、Ｂ変電所の発電機容量をＰｍａｘ２、Ｃ変電所の発電機容量をＰｍａｘ３、Ｄ変電所の発電機容量をＰｍａｘ４として示している。また、ループ系統１においては、Ｅ変電所の発電機容量をＰｍａｘ５、Ｆ変電所の発電機容量をＰｍａｘ６として示している。
【００３２】
また、Ｂ〜Ｆの各変電所の母線には、それぞれ、負荷が接続されている。ループ系統１において、Ｐｄｉは、それぞれ、各変電所の母線に接続された負荷電力を示している。具体的に、ループ系統１においては、Ｂ変電所の母線１２０に接続された負荷電力をＰｄ２、Ｃ変電所の母線１３０に接続された負荷電力をＰｄ３、Ｄ変電所の母線１４０に接続された負荷電力をＰｄ４として示している。また、ループ系統１においては、Ｅ変電所の母線１５０に接続された負荷電力をＰｄ５、Ｆ変電所の母線１６０に接続された負荷電力をＰｄ６として示している。
【００３３】
（ループ支援システムのシステム構成）
つぎに、ループ支援システムのシステム構成について説明する。図２は、ループ支援システムのシステム構成を示す説明図である。図２において、ループ支援システム２００は、制御所システム２１０と、各変電所に設置されたＴＣ２２０と、によって構成されている。制御所システム２１０や各ＴＣ２２０は、たとえば、汎用的なコンピュータ装置によって実現することができる。制御所システム２１０は、この発明にかかるループ支援装置を実現する。
【００３４】
各ＴＣ２２０は、それぞれ、通信ネットワーク２０１を介して、制御所システム２１０と通信可能に接続されている。各ＴＣ２２０は、それぞれ、各ＴＣ２２０が設置されている変電所における短絡容量Ｐｓｉ、母線の電圧Ｖｉ、現在の発電機出力Ｐｉ、ＳＣやＳｈＲの動作状態（入切状態）、現在のＳｈＲ出力Ｑｌｉ、現在のＳＣ出力Ｑｃｉなどを、制御所システム２１０に出力する。また、各ＴＣ２２０は、それぞれ、ループ復旧処理に際して制御所システム２１０から出力された制御信号に基づいて、ＳＣ、ＳｈＲ、発電機などの調整設備に対して、当該調整設備の動作状態を調整する所定の調整信号を出力する。
【００３５】
制御所システム２１０は、各種の情報を記憶するデータベース（図３および図４、図５、図６を参照）を備えている。データベースは、たとえば、各変電所における発電機容量Ｐｍａｘｉ、ＳｈＲ容量Ｑｌｍａｘｉ、ＳＣ容量Ｑｃｍａｘｉを記憶している。また、データベースは、たとえば、ループ系統ごとの線路リアクタンスＸｉ、ループ系統ごとの基準電圧Ｖｂなどを記憶している。また、データベースは、たとえば、各変電所における発電機の起動時間ｓを記憶している。データベースは、たとえば、各変電所における調相器（ＳｈＲ、ＳＣ）の投入準備が整うまでの時間を記憶していてもよい。
【００３６】
データベースは、さらに、変電所における短絡容量Ｐｓｉ、母線の電圧Ｖｉ、現在の発電機出力Ｐｉ、ＳＣやＳｈＲの動作状態（入切状態）、現在のＳｈＲ出力Ｑｌｉ、現在のＳＣ出力Ｑｃｉなどの各種の情報を各ＴＣ２２０から取得し、取得した各種の情報を変電所ごとに記憶してもよい。この場合、データベースは、取得した各種の情報を当該情報を取得した日時と関連付けて記憶してもよい。
【００３７】
制御所システム２１０は、常時、全電力系統１００の潮流や調整設備の運用状態を監視し、ループオフなどの事故発生時に、事故箇所のデータをデータベースに記憶する。制御所システム２１０は、データベースへのデータの記憶を、事故発生時に限らず、常時あるいは所定時間ごとにおこなってもよい。
【００３８】
（制御所システム２１０の構成）
つぎに、制御所システム２１０の構成について説明する。図３は、制御所システム２１０の構成を示すブロック図である。図３において、制御所システム２１０は、入力部３０１と、データベース部３０２と、演算部３０３と、インターフェイス部３０４と、を備えている。
【００３９】
入力部３０１は、各ＴＣ２２０から、ループ支援システム２００による制御に用いる各種の情報の入力を受け付ける。入力部３０１は、たとえば、情報集配信装置によって実現することができる。情報集配信装置は、あらかじめインストールされた制御プログラムにしたがって、ＴＣ２２０との間で通信をおこなうことにより、各ＴＣ２２０から送信される各種の情報の入力を受け付ける。
【００４０】
また、情報集配信装置は、あらかじめインストールされた制御プログラムにしたがって、あるいは、制御所システム２１０の運転員による入力操作に応じて、ＴＣ２２０に対して所定の制御信号を出力する。具体的には、情報集配信装置は、たとえば、ループ復旧処理に際して、該当する調整設備に対応するＴＣ２２０に対して、当該ＴＣ２２０による該当する調整設備の動作状態の調整にかかる所定の制御信号を出力する。より具体的に、情報集配信装置は、ＳｈＲやＳＣの入切を制御するための制御信号や、発電機の動作を調整するための制御信号などを、該当するＴＣ２２０に出力する。
【００４１】
データベース部３０２は、ループ支援システム２００による制御に用いる各種の情報を記憶する。データベース部３０２は、たとえば、上記のデータベースを備え、当該データベースにおいて各種の情報を記憶する。データベース部３０２は、たとえば、制御所システム２１０を実現するコンピュータ装置が備える主記憶装置、あるいは、制御所システム２１０を実現するコンピュータ装置に接続された補助記憶装置によって実現することができる。主記憶装置や補助記憶装置は、たとえば、ハードディスク、フラッシュメモリ、光磁気ディスクなどの公知の各種の記憶装置（記憶媒体）によって実現することができる。
【００４２】
演算部３０３は、ループ支援システム２００による制御にかかる各種の演算処理をおこなう。演算部３０３は、たとえば、ループ系統においてループオフが発生した場合に、ループ状態に復旧する（ループ復旧をおこなう）ためのループ復旧処理にかかる各種の演算処理をおこなう。具体的に、演算部３０３は、たとえば、調整能力一覧表の作成、調整表の作成、操作票の作成などにかかる演算処理をおこなう。また、演算部３０３は、たとえば、各種の演算処理や運転員による入力操作に応じて、ループ復旧処理をおこなう。
【００４３】
演算部３０３は、たとえば、制御所システム２１０を実現するコンピュータ装置が備えるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）によって実現することができる。ＣＰＵは、デュアルコアやクアッドコアなどのマルチコアであってもよく、シングルコアであってもよい。制御所システム２１０は、ループ支援システム２００による制御にかかる各種の演算処理を、複数のコンピュータ装置を用いて分散しておこなうものであってもよい。
【００４４】
インターフェイス部３０４は、演算部３０３による演算結果に応じた各種の情報を出力する。インターフェイス部３０４は、たとえば、ディスプレイによって実現することができる。ディスプレイによって実現されるインターフェイス部３０４は、演算部３０３によって作成された調整能力一覧表、調整表、操作票、位相差や電圧差などの各種の情報を表示することによって出力する。また、インターフェイス部３０４は、運転員による入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を演算部３０３に出力する。インターフェイス部３０４は、たとえば、マウスなどのポインティングデバイス、キーボード、タッチパネルなどによって実現することができる。
【００４５】
（調整能力一覧表の一例）
つぎに、調整能力一覧表の一例について説明する。図４は、調整能力一覧表の一例を示す説明図である。調整能力一覧表４００は、ループ系統ごとに作成される。また、調整能力一覧表４００は、ループオフが発生したループ系統について作成される。図４に示すように、調整能力一覧表４００は、ループオフが発生したループ系統における各変電所の調整能力を示す。各変電所の調整能力は、各変電所の発電機調整能力Ｐｒｉと、各変電所のＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉと、各変電所のＳＣ調整能力Ｑｃｒｉと、に基づいて算出することができる。
【００４６】
各変電所の発電機調整能力Ｐｒｉは、各変電所の発電機容量Ｐｍａｘｉと、各変電所の現在（ループオフが発生した時点）の発電機出力Ｐｉと、に基づいて算出することができる。具体的に、発電機調整能力Ｐｒｉは、以下の式（１）によって算出することができる。
Ｐｒｉ＝Ｐｍａｘｉ−Ｐｉ    ・・・（１）
【００４７】
各変電所のＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉは、各変電所のＳｈＲ容量Ｑｌｍａｘｉと、現在（ループオフが発生した時点）のＳｈＲ出力Ｑｌｉと、に基づいて算出することができる。具体的に、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉは、以下の式（２）によって算出することができる。
Ｑｌｒｉ＝Ｑｌｍａｘｉ−Ｑｌｉ    ・・・（２）
【００４８】
各変電所のＳＣ調整能力Ｑｃｒｉは、各変電所のＳＣ容量Ｑｃｍａｘｉと、現在（ループオフが発生した時点）のＳＣ出力Ｑｃｉと、に基づいて算出することができる。具体的に、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉは、以下の式（３）によって算出することができる。
Ｑｃｒｉ＝Ｑｃｍａｘｉ−Ｑｃｉ    ・・・（３）
【００４９】
（調整表の一例）
つぎに、調整表の一例について説明する。図５は、調整表の一例を示す説明図である。調整表は、ループ系統ごとに作成される。また、調整表は、ループオフが発生したループ系統について作成される。図５に示すように、調整表５００は、ループオフが発生したループ系統における各変電所の調整能力に対する調整度合い（変化量）を示す。
【００５０】
各変電所の調整能力は、上述した調整能力一覧表４００に基づいて取得することができる。各変電所の調整能力に対する調整度合いは、ループをおこなう箇所（ループ復旧箇所）の位相差に基づく調整度合いｄθと、ループ復旧箇所の電圧差に基づく調整度合いｄＶと、に基づいて算出することができる。調整表５００の作成に際しては、ループをおこなう可能性がある箇所、すなわち、発電機、ＳｈＲ、ＳＣなどの調整設備を備えた箇所をループ復旧箇所として、各変電所の調整能力に対する調整度合いを算出する。
【００５１】
ループ復旧箇所の電圧差に基づく調整度合いｄＶは、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｌｉ、および、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｃｉ、によってあらわされる。制御所システム２１０は、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｌｉ、および、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｃｉのうち、正の値を示す調整度合いを、ループ復旧箇所の電圧差に基づく調整度合いｄＶとする調整表５００を作成する。
【００５２】
また、調整表５００は、位相差に基づく調整度合いｄθおよび電圧差に基づく調整度合いｄＶに加えて、ループ復旧箇所の優先順位を定める調整順位を示す。調整順位は、ループ復旧箇所の位相差に基づく調整度合いｄθおよびループ復旧箇所の電圧差に基づく調整度合いｄＶに基づいて決定される。
【００５３】
ループ復旧箇所の位相差に基づく調整度合いｄθは、各変電所の発電機調整能力Ｐｒｉと、各線路のリアクタンスＸｉと、に基づいて算出することができる。具体的に、位相差に基づく調整度合いｄθは、以下の式（４）によって算出することができる。式（４）におけるｋは、位相差に基づく調整度合いｄθの算出に用いる定数を示し、具体的には１７．４５とされる。
ｄθ＝Ｐｒｉ＊Σ（Ｘｉ）／ｋ    ・・・（４）
【００５４】
式（４）によって算出される位相差に基づく調整度合いｄθは、各変電所の発電機の優先順位評価値ΔＹの算出に用いられる。発電機の優先順位評価値ΔＹは、位相差に基づく調整度合いｄθと、定数ｋ（ｋ＝１０）と、発電機の起動時間ｓと、に基づいて算出される。具体的に、発電機の優先順位評価値ΔＹは、以下の式（５）によって算出することができる。発電機の起動時間ｓは、当該発電機の運転中の場合、１が代入される。
ΔＹ＝Δθ＋ｋ／ｓ    ・・・（５）
【００５５】
式（５）から分かるように、発電機の優先順位評価値ΔＹは、ループ復旧箇所の位相差に基づく調整度合いｄθに依存する。このため、図５に示す調整表５００は、発電機の優先順位評価値ΔＹを含まず、ループ復旧箇所の位相差に基づく調整度合いｄθによって、調整対象とされる発電機の選択にかかる指標値を示している。
【００５６】
ループ復旧箇所の電圧差に基づく調整度合いｄＶのうち、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｌｉは、各変電所の短絡容量Ｐｓｉと、各変電所のＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉと、各変電所の母線電圧Ｖｉと、ループ系統ごとの基準電圧Ｖｂと、に基づいて算出することができる。具体的に、調整度合いｄＶｌｉは、以下の式（６）によって算出することができる。
ｄＶｌｉ＝（Ｐｓｉ／（Ｐｓｉ＋Ｑｌｒｉ）−１）＊Ｖｉ／Ｖｂ＊１００
・・・（６）
【００５７】
ループ復旧箇所の電圧差に基づく調整度合いｄＶのうち、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｃｉは、各変電所の短絡容量Ｐｓｉと、各変電所のＳＣ調整能力Ｑｃｒｉと、各変電所の母線電圧Ｖｉと、ループ系統ごとの基準電圧Ｖｂと、に基づいて算出することができる。具体的に、調整度合いｄＶｃｉは、以下の式（７）によって算出することができる。
ｄＶｃｉ＝（Ｐｓｉ／（Ｐｓｉ＋Ｑｃｒｉ）−１）＊Ｖｉ／Ｖｂ＊１００
・・・（７）
【００５８】
（操作票の一例）
つぎに、操作票の一例について説明する。図６は、操作票の一例を示す説明図である。操作票は、ループ系統ごとに作成され、事故などによるループオフ状態からループ状態に復旧するための手順を示す。また、操作票は、ループオフが発生したループ系統について作成される。図６に示すように、操作票６００は、ループオフが発生したループ系統における調整設備のうち、ループ復旧に用いるために選択された調整設備を示す。図６においては、調整設備として、Ｃ〜Ｆ変電所の発電機、および、Ｃ変電所のＳＣと、Ｂ変電所のＳｈＲが選択されたことを示している。また、操作票６００は、選択された調整設備を優先順位の高い順に示す。
【００５９】
調整設備は、上述した調整表５００に基づいて選択される。具体的に、調整設備は、調整表５００に基づいて、調整値が０または最小になるように選択される。調整値は絶対値で示され、制御所システム２１０は調整値（絶対値）が最小になる調整設備を選択する。調整値は、位相差に基づく調整値と電圧差に基づく調整値とに分けられる。位相差に基づく調整値は位相差Δθ、位相差に基づく調整度合いｄθに基づいて算出することができる。電圧差に基づく調整値は、電圧差ΔＶ、電圧差に基づく調整度合いｄＶに基づいて算出することができる。
【００６０】
たとえば、位相差に基づく調整値の算出に際しては、まず、Ｂ〜Ｆ変電所の５つの発電機をすべて含む組み合わせパターン、いずれか４つの発電機を含む組み合わせパターン、いずれか３つの発電機を含む組み合わせパターン、いずれか２つの発電機を含む組み合わせパターン、いずれか１つの発電機を含む組み合わせパターン、の中から、各組み合わせパターンによる調整度合いｄθの合計値をそれぞれ算出する。そして、位相差Δθから、各組み合わせパターンによる調整度合いｄθの合計値を減算し、減算した値を各組み合わせパターンの調整値とする。操作票６００の作成に際しては、調整設備のうち、各組み合わせパターンの調整値のうち、０または最小になる調整値の算出にかかる組み合わせパターンを構成する発電機を、調整対象となる発電機として選択する。
【００６１】
また、たとえば、電圧差に基づく調整値の算出に際しては、まず、Ｂ〜Ｆ変電所の５つのＳｈＲ（またはＳＣ）をすべて含む組み合わせパターン、いずれか４つのＳｈＲ（またはＳＣ）を含む組み合わせパターン、いずれか３つのＳｈＲ（またはＳＣ）を含む組み合わせパターン、いずれか２つのＳｈＲ（またはＳＣ）を含む組み合わせパターン、いずれか１つのＳｈＲ（またはＳＣ）を含む組み合わせパターン、の中から、各組み合わせパターンによる調整度合いｄＶ（ｄＶｌｉ、ｄＶｃｉ）の合計値をそれぞれ算出する。そして、電圧差ΔＶから、各組み合わせパターンによる調整度合いｄＶの合計値を減算し、減算した値を各組み合わせパターンの調整値とする。操作票６００の作成に際しては、調整設備のうち、各組み合わせパターンの調整値のうち、０または最小になる調整値の算出にかかる組み合わせパターンを構成するＳｈＲ（またはＳＣ）を、調整対象となるＳｈＲ（またはＳＣ）として選択する。
【００６２】
調整値の算出に際しては、組み合わせパターンを構成する調整設備（発電機、ＳｈＲまたはＳＣ）の数が少ない組み合わせパターンからおこなってもよい。すなわち、まずは、Ｂ〜Ｆ変電所の５つのＳｈＲ（またはＳＣ）のうちいずれか１つのＳｈＲ（またはＳＣ）を含む組み合わせパターンの調整値を算出し、最後に、すべてのＳｈＲ（またはＳＣ）を含む組み合わせパターンの調整値を算出するようにしてもよい。これにより、調整値が０になる組み合わせパターンが発見されたときに、操作票６００の作成に用いる調整値の算出を省略することができる。
【００６３】
（ループ復旧時のループ系統への影響）
つぎに、ループ復旧時のループ系統への影響について説明する。説明の一例として、開放された状態の開閉器の一方側の電圧がＶ１、位相がθ１であって、開閉器の他方側の電圧がＶ２（Ｖ２＞Ｖ１）、位相がθ２である場合を想定して説明する。
【００６４】
このような場合に、開閉器を閉じると、電圧差（電圧実効値差）：Ｖ２−Ｖ１および位相差：θ２−θ１の大きさによっては、ループ横流によってループ系統内の電気設備に過剰な負荷がかかり、過負荷継電器が動作してしまう。また、ループ系統内の電圧が急激に加減速することにより発電機に悪影響が生じたり、ループ系統内の電圧が急変して発電所補機に異常を生じさせたりしてしまう。このため、ループ系統においてループオフが発生した場合、上記のような不具合が生じないようにループ復旧することが求められる。
【００６５】
位相差と電圧差とは相関関係を有し、位相差が大きい場合は電圧差も大きく、位相差が小さい場合は電圧差も小さい。すなわち、ループ系統においてループオフが発生した場合は、ループ復旧によりループ系統に与えるショックを抑えるため、上記のような不具合が生じない程度に小さい位相差でループ復旧すればよい。位相差は、発電機出力を調整することによって調整できる。たとえば、発電機出力を増加させると、位相差は小さくなる。
【００６６】
電圧差は、電圧実効値差にも依存し、電圧実効値差が大きい場合は電圧差が大きく、電圧実効値差が小さい場合は電圧値差も小さい。すなわち、ループ系統においてループオフが発生した場合は、ループ復旧によりループ系統に与えるショックを抑えるため、上記のような不具合が生じない程度に小さい電圧差でループ復旧すればよい。電圧差は、ＳｈＲやＳＣなどの調相器の入切を調整することによって調整できる。たとえば、ＳｈＲを投入すると、ループ系統内の電圧が低下する。また、たとえば、ＳＣを投入すると、ループ系統内の電圧が上昇する。
【００６７】
ループ系統においては、発電機出力が同じであっても、事故点（ループオフが発生した箇所）によって調整力が異なる。また、ループ系統においては、調相器が同じであっても、事故点（ループオフが発生した箇所）によって短絡容量が異なり、調整力が異なる。そして、ループオフが発生する事故は自然現象によって発生するものであり、事故時期や事故点は事前に想定することは難しい。また、実際のループ系統（電力系統１００）においては、設置されている調整設備、当該調整設備の運用状態、調整設備の設置の有無は、変電所などの電気所ごとに異なっている。このため、ループ復旧箇所、および、ループ復旧箇所の位相差と電圧差を事前に想定することは難しい。
【００６８】
従来は、事故が発生する都度、運転員が手計算で調整設備の運用検討をおこなっていたため、煩雑で長時間かかっていた。また、最も効果的な調整設備を選定するためには膨大な計算が必要であり、早急に計算結果を得ることは難しい。事故発生時は、ループ系統を早急に復旧する必要があるため、最も効果的な調整設備を選定するための十分な計算をおこなう時間を確保することは難しい。このような事情から、従来は、運転員の経験や勘によって調整設備を選定する場合もあり、正確な計算結果に基づく調整設備の選定手法が望まれていた。この発明にかかるループ支援システム２００は、以下に説明する処理により、正確な計算結果に基づき、ループ復旧に適した調整設備を早期に選定することができる。
【００６９】
（制御所システム２１０の処理手順）
つぎに、制御所システム２１０の処理手順について説明する。図７は、制御所システム２１０の処理手順を示すフローチャートである。図７のフローチャートにおいて、まず、電力系統１００におけるいずれかのループ系統において、系統事故が発生したか否かを判断するまで待機する（ステップＳ７０１：Ｎｏ）。
【００７０】
ステップＳ７０１において、系統事故が発生した場合（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、系統事故が発生したループ系統を特定し（ステップＳ７０２）、特定したループ系統にかかる調整設備や線路の情報（諸元）を取得する（ステップＳ７０３）。ステップＳ７０３においては、たとえば、データベースから該当する情報（諸元）を読み取ることによって、特定したループ系統にかかる調整設備や線路の諸元を取得することができる。
【００７１】
つぎに、ループ復旧箇所の位相差Δθ、および、ループ復旧箇所の電圧差ΔＶを算出する（ステップＳ７０４）。ステップＳ７０４においては、ループオフが発生したループ系統における位相差Δθ、および、当該ループ系統においてループオフが発生した線路の電圧差ΔＶを算出する。
【００７２】
具体的に、ループ復旧箇所の位相差Δθは以下の式（８）によって算出することができ、ループ復旧箇所の電圧差ΔＶは以下の式（９）によって算出することができる。
Δθ＝Σ（Ｐｌｉ＊Ｘｉ）／１７．４５    ・・・（８）
ΔＶ＝（Ｖｉ−Ｖ（ｉ＋１））／Ｖｂ＊１００    ・・・（９）
【００７３】
また、ステップＳ７０３において取得した諸元に基づいて、各変電所の調整設備による調整能力を算出し、調整能力一覧表４００を作成する（ステップＳ７０５）。ステップＳ７０５においては、データベースから読み取った発電機容量Ｐｍａｘｉ、ＳｈＲ容量Ｑｌｍａｘｉ、ＳＣ容量Ｑｃｍａｘｉを用いて上述した式（１）〜（３）の演算をおこなうことによって、発電機調整能力Ｐｒｉ、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉ、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉを算出する。そして、算出結果に基づいて調整能力一覧表４００を作成する。
【００７４】
つぎに、ステップＳ７０５において作成した調整能力一覧表４００に基づいて、調整表５００を作成する（ステップＳ７０６）。ステップＳ７０６においては、調整能力一覧表４００における発電機調整能力Ｐｒｉ、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉ、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉを用いて上述した式（４）、（６）、（７）の演算をおこなうことによって、各変電所の調整設備を入切することによりループされる箇所（ループ復旧箇所）の位相差に基づく調整度合いｄθと電圧差に基づく調整度合いｄＶとを算出する。そして、算出結果に基づいて調整順位を決定し、算出された調整度合いｄθ、ｄＶと、決定された調整順位と、に基づき調整表５００を作成する。
【００７５】
つぎに、ステップＳ７０６において作成した調整表５００に基づいて、調整設備を選択し、操作票６００を作成する（ステップＳ７０７）。ステップＳ７０７においては、調整表５００における調整度合いｄθ、ｄＶが、０または最小になるように調整設備を選択する。
【００７６】
ステップＳ７０７においては、たとえば、位相差に基づいて発電機を選択する場合、ループ復旧処理の対象となるループ系統において入切する発電機のすべての組み合わせパターンにかかる調整値を算出し、算出した調整値が０または最小になる発電機の組み合わせパターンを特定する。その後、特定された組み合わせパターンに含まれる発電機を、調整対象とする発電機として選択する。
【００７７】
また、ステップＳ７０７においては、たとえば、電圧差に基づいてＳｈＲ（またはＳＣ）を選択する場合、ループ復旧処理の対象となるループ系統において入切するＳｈＲ（またはＳＣ）のすべての組み合わせパターンにかかる調整値を算出し、算出した調整値が０または最小になるＳｈｒ（またはＳＣ）の組み合わせパターンを特定する。その後、特定された組み合わせパターンに含まれるＳｈｒ（またはＳＣ）を、調整対象とするＳｈｒ（またはＳＣ）として選択する。
【００７８】
つぎに、ステップＳ７０７において選択された調整設備を操作してループ復旧処理をおこなった場合の線路潮流を算出する（ステップＳ７０８）。ステップＳ７０８においては、交流法によって線路潮流を算出する。ステップＳ７０８においては、ステップＳ７０７において選択された調整設備を操作してループ復旧処理をおこなったと仮定した場合の、予測される線路潮流（シミュレーション値）を算出する。
【００７９】
つぎに、ステップＳ７０８において算出された線路潮流に基づいて算出される位相差Δθ’および電圧差ΔＶ’が、調整範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ７０９）。調整範囲は、ループ操作時に過大な横流による系統へのショックを抑制するために、あらかじめ定められており、たとえば、ループ復旧箇所（ループ点）における位相差の角度範囲や、電圧差の割合によって示される。具体的に、調整範囲は、たとえば、「ループ復旧箇所（ループ点）における位相差が３０°以内」、「ループ復旧箇所（ループ点）における電圧差が１０％以内」などのように設定される。
【００８０】
ステップＳ７０９においては、ステップＳ７０８において算出された線路潮流に基づいて、ステップＳ７０４と同様に式（８）、（９）の演算をおこなうことによって、位相差Δθ’および電圧差ΔＶ’を算出することができる。そして、算出された位相差Δθ’および電圧差ΔＶ’が、ステップＳ７０４において算出された位相差Δθおよび電圧差ΔＶに対して、それぞれ調整範囲内に含まれるか否かを判断する。
【００８１】
ステップＳ７０９において、調整範囲内である場合（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ７０５において作成した調整能力一覧表４００、ステップＳ７０６において作成した調整表５００、ステップＳ７０７において作成した操作票６００を出力する（ステップＳ７１０）。ステップＳ７１０においては、調整能力一覧表４００、調整表５００および操作票６００を、ディスプレイによって実現されるインターフェイス部３０４に表示することによって出力する。また、ステップＳ７１０においては、さらに、位相差と電圧差の予想値（Δθ’、ΔＶ’）を表示してもよい。
【００８２】
ループ支援システム２００の運用上、運転員は、ディスプレイに表示された調整能力一覧表４００、調整表５００および操作票６００の内容を確認し、操作票６００が示す操作内容に問題がないことを最終判断する。そして、最終判断の結果、操作票６００が示す操作内容に問題がないと判断した場合、操作票６００の内容にしたがって入力操作をおこなう。具体的に、運転員は、操作票６００に示された調整設備を、操作票６００に示された順序で入切する入力操作をおこなう。
【００８３】
制御所システム２１０は、ステップＳ７１０において出力した操作票６００にしたがった入力操作がおこなわれるまで待機し（ステップＳ７１１：Ｎｏ）、操作票６００にしたがった入力操作がおこなわれた場合（ステップＳ７１１：Ｙｅｓ）、制御情報を生成する（ステップＳ７１２）。ステップＳ７１２においては、ステップＳ７０７において選択された調整設備を、ステップＳ７０７において作成された操作票６００が示す順序にしたがって入切させる制御情報を生成する。
【００８４】
制御所システム２１０においては、ステップＳ７１１において、操作票６００にしたがった入力操作がおこなわれるまで待機する時間を設定し、設定された時間内に操作票６００にしたがった入力操作がおこなわれなかった場合に、インターフェイス部３０４を介して警告を出力するようにしてもよい。あるいは、制御所システム２１０においては、操作票６００にしたがった入力操作がおこなわれなかった場合に、インターフェイス部３０４を介して警告を出力するようにしてもよい。
【００８５】
その後、該当するＴＣ２２０に対して、ステップＳ７１２において生成した制御情報に基づく制御信号を出力して（ステップＳ７１３）、一連の処理を終了する。ステップＳ７１３においては、ステップＳ７０７において選択された調整設備に対応するＴＣ２２０に対して、それぞれ制御信号を出力する。
【００８６】
一方、ステップＳ７０９において、調整範囲内ではないと判断した場合（ステップＳ７０９：Ｎｏ）、インターフェイス部３０４を介して警告を出力して（ステップＳ７１４）、一連の処理を終了する。ステップＳ７０９：Ｎｏにおいて調整範囲内ではないと判断する状況としては、たとえば、交流法による演算が収束せず解なしとなる場合や、予想値（位相差Δθ、電圧差ΔＶ）とはかけ離れている場合が想定される。ステップＳ７１４においては、たとえば、調整範囲内ではないことを案内するメッセージを、ディスプレイによって実現されるインターフェイス部３０４に表示することによって警告を出力する。
【００８７】
図７に示した処理手順をおこなうことにより、ディスプレイにおいて、調整能力一覧表４００、調整表５００、操作票６００、位相差と電圧差の予想値をディスプレイに表示することができる。これにより、運転員は、ループ時の状況を把握しやすくなり、ディスプレイに表示された操作票６００を見ながら、調整設備の操作をおこなうことができる。このように、制御所システム２１０およびループ支援システム２００を用いて、操作票６００をディスプレイに表示し、運転員に操作票６００にしたがった操作をさせることにより、制御所の運転員を支援することができ、ループ時の系統への悪影響を限りなく小さくした上で常時系統に復旧させることができる。
【００８８】
また、制御所システム２１０およびループ支援システム２００を用いることにより、操作票６００において、優先順位にしたがった順序で調整設備が示されるため、もっとも効果的な順序で調整設備の投入などの調整をおこなうことができる。これにより、最小の調整回数で調整（復旧にかかる操作など）をおこなうことができ、電力系統１００およびループ系統へのショックを最小に抑えることができる。
【００８９】
制御所システム２１０およびループ支援システム２００は、ループ系統の送電線事故時の対応においてのみ演算をおこない、変電所事故に対しては演算をおこなわないように設定することができる。これにより、電力系統１００の運用において、制御所システム２１０が不用意に動作することを抑制し、電力系統１００の運用にかかる高い確実性および高い安全性を確保することができる。
【００９０】
発電機は任意の出力まで上げるもしくは下げるには時間がかかる。このため、データベースは、発電機出力を任意の出力まで上げるもしくは下げるまでの時間をデータとして記憶していることが好ましい。これにより、調整設備として発電機が選択された場合、発電機が任意の出力になるまでの時間を考慮することができ、系統へのショックを最小に抑えることができる系統になるまでの時間を算出することができる。これにより、発電機、調相器の投入準備が整うまでの時間を考慮して、ループ状況を想定することができる。また、発電機、調相器の投入準備が整うまでの時間を考慮して、ループ状況を想定することにより、ループ実施時の計算誤差によるショックを軽減することができる。
【００９１】
上述したような制御所システム２１０およびループ支援システム２００によれば、計算に時間がかかることから手計算で対応していたためループ点の位相差と電圧差だけでループ復旧にかかる調整設備やタイミングを判断していた従来の方法に対し、コンピュータ装置を用いた演算により、高速でループ系統内の全調整設備について検討することができる。これにより、ループ復旧に際して、系統のショックを少なくし、発電機解列や電力需用者への影響を少なくすることができる。
【００９２】
（具体的な計算例）
つぎに、制御所システム２１０による処理の具体的な計算例について説明する。図８は、制御所システム２１０による処理の具体的な計算例を示す説明図である。図８においては、図１におけるループ系統１をループ復旧処理の対象となるループ系統とし、当該ループ系統１のＢＣ線において事故が発生した場合の、当該ループ系統１における具体的な各値を示している。
【００９３】
図８において、Ａ変電所の母線１１０電圧Ｖ１は１１０．５ｋＶ、Ｂ変電所の母線１２０電圧Ｖ２は１１０ｋＶ、Ｃ変電所の母線１３０電圧Ｖ３は１０４．５ｋＶ、Ｄ変電所の母線１４０電圧Ｖ４は１０５ｋＶ、Ｅ変電所の母線１５０電圧Ｖ５は１０７ｋＶ、Ｆ変電所の母線１６０電圧Ｖ６は１０９ｋＶを示している。Ｂ変電所における短絡容量Ｐｓ２は１０５０ＭＶＡ、Ｃ変電所における短絡容量Ｐｓ３は９００ＭＶＡ、Ｄ変電所における短絡容量Ｐｓ４は９５０ＭＶＡ、Ｅ変電所における短絡容量Ｐｓ５は１０００ＭＶＡ、Ｆ変電所における短絡容量Ｐｓ６は１０５０ＭＶＡを示している（Ｐｓ１〜Ｐｓ５の値については、図示を省略する）。
【００９４】
Ｂ〜Ｆの変電所の各発電機容量Ｐｍａｘ２〜Ｐｍａｘ６はいずれも１０ＭＷを示している。Ｂ〜Ｆの変電所の各ＳｈＲ容量Ｑｌｍａｘ２〜Ｑｌｍａｘ６は、いずれも２０ＭＷを示している。Ｂ〜Ｆの変電所の各ＳＣ容量Ｑｃｍａｘ２〜Ｑｃｍａｘ６は、いずれも−２０ＭＷを示している。Ｂ変電所の母線１２０に接続された負荷電力Ｐｄ２は３０ＭＷ、Ｃ変電所の母線１３０に接続された負荷電力Ｐｄ３は２０ＭＷ、Ｄ変電所の母線１４０に接続された負荷電力Ｐｄ４は５０ＭＷ、Ｅ変電所の母線１５０に接続された負荷電力Ｐｄ５は３０ＭＷ、Ｆ変電所の母線１６０に接続された負荷電力Ｐｄ６は４０ＭＷを示している。
【００９５】
ＡＢ線の線路潮流Ｐｌ１は３０ＭＷ、ＢＣ線の線路潮流Ｐｌ２は０ＭＷ、ＣＤ線の線路潮流Ｐｌ３は−２０ＭＷ、ＤＥ線の線路潮流Ｐｌ４は−７０ＭＷ、ＥＦ線の線路潮流Ｐｌ５は−１００ＭＷ、ＦＡ線の線路潮流Ｐｌ６は−１４０ＭＷを示している。線路リアクタンスＸ１〜Ｘ６は、いずれも１％を示している。
【００９６】
このようなループ系統１において、ＢＣ線において事故が発生した場合、位相差Δθおよび電圧差ΔＶは、式（８）、（９）の演算によって以下のように算出される。
Δθ＝Σ（Ｐｌｉ＊Ｘｉ）／１７．４５    ・・・（８）
＝１＊（３０−２０−７０−１００−１４０）／１７．４５
≒−１７．２°
ΔＶ＝（Ｖｉ−Ｖ（ｉ＋１））／Ｖｂ＊１００    ・・・（９）
＝（１１０−１０４．５）／１１０＊１００
＝５％
【００９７】
調整能力一覧表４００の作成に際しては、式（１）〜（３）の演算によって、以下のように、発電機調整能力Ｐｒｉ、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉ、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉを算出する。ここでは、一例として、Ｂ変電所における発電機調整能力Ｐｒ２、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒ２、ＳＣ調整能力Ｑｃｒ２の算出例を示す。Ｃ〜Ｆ変電所についても同様に算出することによって図４に示す調整能力一覧表４００が作成される。
Ｐｒ２＝Ｐｍａｘ２−Ｐ２
＝１０−０＝１０ＭＷ
Ｑｌｒ２＝Ｑｌｍａｘ２−Ｑｌ２
＝２０−０＝２０ＭＶＡ
Ｑｃｒ２＝Ｑｃｍａｘ２−Ｑｃ２
＝−２０−０＝−２０ＭＶＡ
【００９８】
調整表５００の作成に際しては、式（４）、（６）、（７）の演算によって、以下のように、位相差に基づく調整度合いｄθ、ＳｈＲ調整能力Ｑｌｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｌｉ、ＳＣ調整能力Ｑｃｒｉに基づいて算出される調整度合いｄＶｃｉを算出する。ここでは、一例として、Ｃ変電所における調整度合いｄθ、ｄＶｌ３、ｄＶｃ３の算出例を示す。Ｂ、Ｄ〜Ｆ変電所についても同様に算出することによって図４に示す調整表５００が作成される。
ｄθ＝Ｐｒ３＊Σ（Ｘ３）／ｋ
＝１０＊（１＋１＋１＋１）／１７．４５
＝２．２９°
ｄＶｌ３＝（Ｐｓ３／（Ｐｓ３＋Ｑｌｒ３）−１）＊Ｖ３／Ｖｂ＊１００
＝（９００／（９００＋２０）−１）＊１０４．５／１１０＊１００
＝−２．０６％
ｄＶｃ３＝（Ｐｓ３／（Ｐｓ３＋Ｑｃｒ３）−１）＊Ｖ３／Ｖｂ＊１００
＝（９００／（９００−２０）−１）＊１０４．５／１１０＊１００
＝２．１５％
【００９９】
調整度合いがマイナス（負）の値を示す場合、電圧値を悪化させる要因となるため、マイナス（負）の値は電圧差に基づく調整度合いに含めず、プラス（正）の値を電圧差に基づく調整度合いｄＶｉとして採用する。この実施の形態においては、位相差に基づく調整度合いｄθ、電圧差に基づく調整度合いｄＶ（ｄＶｌｉ、ｄＶｃｉ）を小さくする方向をプラスとする。
【０１００】
具体的に、Ｂ変電所においては、調整度合いｄＶｌ３がマイナス（負）の値を示し、調整度合いｄＶｃ３がプラス（正）の値を示すため、調整度合いｄＶｃ３を電圧差に基づく調整度合いｄＶとする。この実施例のように放射状系統においては、各母線の電圧変化は、その下位母線も一律の値分電圧変化するものとする。
【０１０１】
操作票６００の作成に際しては、位相差Δθ、電圧差ΔＶおよび調整表５００における各値に基づいて、位相差に基づく調整度合いｄθ、電圧差に基づく調整度合いｄＶが０または最小になるように調整設備を選択する。たとえば、Ｂ〜Ｆ変電所に設置された発電機のすべてを含む組み合わせパターンの場合、これらのすべての発電機を調整してループ復旧する際の、ループオフが発生した時点における位相差に対する調整後の位相差は、以下の式によって算出される。
１７．２−（２．２９＋１．７２＋１．１５＋０．５７）
＝１１．４７≒１１．５°
【０１０２】
また、たとえば、Ｂ、Ｃ変電所に設置されたＳＣ（ＳｈＲは、調整度合いｄＶｌ２、ｄＶｌ３がマイナス（負）の値を示すため採用しない）を含む組み合わせパターンの場合、これらのＳＣを調整してループ復旧する際の、ループオフが発生した時点における電圧差に対する調整後の電圧差は、以下の式によって算出される。
５−（２．１５＋２．０５）＝０．８％
【０１０３】
同様に、Ｂ〜Ｄ変電所に設置されたＳＣ（ＳｈＲは、調整度合いｄＶｌ２、ｄＶｌ３、ｄＶｌ４がマイナス（負）の値を示すため採用しない）を含む組み合わせパターンの場合、これらのＳＣを調整してループ復旧する際の、ループオフが発生した時点における電圧差に対する調整後の電圧差は、以下の式によって算出される。
５−（２．１５＋２．０５＋１．９８）＝１．１８％
【０１０４】
ここで、調整後の電圧差０．８％と１．１８％との大小を比較すると、０％＜０．８％＜１．１８％となり、調整後の電圧差が０．８％となるＢ、Ｃ変電所に設置されたＳＣを電圧差の調整対象となるＳＣとして選択する。また、操作票６００の作成に際しては、効果が高い調整設備順に優先順位を付ける。この実施の形態においては、プラスの値が高いほど、効果が高い。位相差の調整対象の選択にかかる比較については省略するが、図８に示した例においては、Ｂ〜Ｆ変電所に設置された発電機が、位相差の調整対象となる発電機として特定される。上述した図６においては、このような計算結果に基づいて選択された調整設備が優先順位にしたがった順序で示されている。
【０１０５】
位相差Δθ’および電圧差ΔＶ’の算出に際しては、位相差Δθおよび電圧差ΔＶの算出に用いた式（８）、（９）を用いる。具体的には、たとえば、位相差Δθ’は、以下の式によって算出される。位相差Δθ’の算出に際しては、式（８）における位相差Δθを位相差Δθ’とする。
Δθ＝Σ（Ｐｌｉ＊Ｘｉ）／１７．４５    ・・・（８）
Δθ’＝１＊（３０−１０−５０−７０−１００）／１７．４５
＝−１１．５°
【０１０６】
また、具体的には、たとえば、ループオフが発生したＢ変電所とＣ変電所との間のＢＣ線路における電圧差ΔＶ’は、以下の式によって算出される。電圧差ΔＶ’の算出に際しては、式（９）における電圧差ΔＶを電圧差ΔＶ’とする。図８にしたがうと、Ｂ変電所の母線１２０電圧Ｖ２は、１１０ｋＶとなる。また、図８にしたがうと、Ｃ変電所の母線１３０電圧Ｖ３は、Ｖ３＝１０４．５＋（２．１５＋２．０５）／１００＊１１０＝１０９．１ｋＶとなる。
ΔＶ＝（Ｖｉ−Ｖ（ｉ＋１））／Ｖｂ＊１００    ・・・（９）
ΔＶ’＝（１１０−１０９．１）／１１０＊１００
＝０．８％
【０１０７】
上述した制御所システム２１０およびループ支援システム２００の適用範囲は、たとえば、ループオフ事故が発生した場合の時間的猶予の確保が可能な、主に１１０ｋＶ以下のローカル系ループ系統であることが好ましい。また、制御所システム２１０およびループ支援システム２００は、常時の系統変更にも適用することができる。
【０１０８】
以上説明したように、この実施の形態のループ支援装置を実現する制御所システム２１０は、ループ系統においてループオフが発生した場合、データベースから、各線路および各調整設備に関する情報を取得し、取得された情報に基づいて位相差Δθおよび電圧差ΔＶを直流法にしたがって算出する。また、データベースから取得された情報に基づいて、各調整設備による調整能力を算出し、当該算出による算出結果に基づいて、各調整設備による調整能力に対する、各調整設備の調整度合いｄθ、ｄＶ（ｄＶｌｉ、ｄＶｃｉ）を算出する。そして、位相差Δθ、電圧差ΔＶ、調整度合いｄθ、ｄＶ（ｄＶｌｉ、ｄＶｃｉ）に基づいて、ループオフが発生したループ系統を構成する複数の調整設備の中から、当該ループ系統をループ状態に復旧させるために動作させる調整設備を選択する。その後、選択された調整設備を動作させてループ系統を復旧させる場合の、各線路の両端部の位相差Δθ’および電圧差ΔＶ’を交流法にしたがって算出し、交流法にしたがった算出結果に基づいて、先に選択された調整設備に関する情報を出力するようにしたことを特徴としている。
【０１０９】
すなわち、この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０は、直流法にしたがって算出された位相差Δθおよび電圧差ΔＶに基づいて一連の演算をおこなって調整設備を選択した後、交流法にしたがって算出された位相差Δθ’および電圧差ΔＶ’に基づいて、直流法にしたがった算出結果に基づいて選択された調整設備が妥当であると判断した場合に、一連の演算結果である操作票６００を出力する。
【０１１０】
このように、この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、複数種類の計算方法を用いて、調整量を算出する場合は計算回数が多くなるため簡易法の直流法にしたがって演算をおこない、最終的な系統での計算は厳密計算の交流法にしたがって演算をおこなって、直流法にしたがって選択された調整設備が予想通りか（適切な調整設備か）チェックをおこなうことができる。また、ループ時に再計算、再調整をすることにより、ループ時の潮流変化にリアルタイムに対応することができる。
【０１１１】
直流法は、線路潮流の演算にかかる方程式を線形近似した計算方法であり、非線形方程式を適当な収束条件を満たすように反復計算する交流法（ニュートンラプソン法）と比較して、精度が劣るものの収束性が高いことが知られている。
【０１１２】
この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、先に、直流法にしたがった演算結果をおこない、つぎに、直流法にしたがった演算結果に基づいて、交流法にしたがった演算をおこなうことにより、直流法にしたがった演算結果に基づいて選択された調整設備の信頼性を、交流法にしたがった演算によって確認することができる。すなわち、演算結果を得るまでに要する時間の短い直流法にしたがった演算を先におこない、つぎに交流法にしたがった演算をおこなうことにより、信頼性の高い演算結果を早期に得ることができる。
【０１１３】
上述したように、ループ系統においては、発電機出力が同じであっても事故点によって調整力が異なり、調相器が同じであっても事故点によって短絡容量が異なり、調整力が異なる。ループオフが発生する事故は自然現象によって発生するものであり、実際のループ系統（電力系統１００）においては、設置されている調整設備、当該調整設備の運用状態、調整設備の設置の有無は、変電所などの電気所ごとに異なっている。このため、事故時期や事故点を事前に想定することは難しく、ループ復旧箇所やループ復旧箇所の位相差と電圧差を事前に想定することは難しい。
【０１１４】
この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、運転員の経験や勘に左右されることなく、ループ復旧に適した信頼性の高い調整設備を早期に選定することができる。すなわち、運転員の手計算や煩雑な判断を不要とすることができるため、誰が実施しても確実かつ安全な操作が可能になる。これにより、電力系統１００の運用にかかる高い確実性および高い安全性を確保することができる。
【０１１５】
また、この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、電力系統１００の運用にかかる高い確実性および高い安全性を確保し、さらに、運転員のループ操作に関するスキルや経験習得を軽減することができるので、ループ復旧にかかる運転員の作業負担を軽減することができる。
【０１１６】
また、この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０は、調整度合いｄθ、ｄＶ（ｄＶｌｉ、ｄＶｃｉ）を１つ以上含む複数の組み合わせパターンに含まれる当該調整度合いｄθ、ｄＶ（ｄＶｌｉ、ｄＶｃｉ）の合計値を、位相差Δθおよび電圧差ΔＶから除算することによって得られる調整値が、０または最小になる組み合わせパターンを特定し、特定された組み合わせパターンに含まれる調整度合いにかかる調整設備を選択するようにしたことを特徴としている。
【０１１７】
この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、早期に演算結果を得られる直流法にしたがった演算結果に基づいて調整設備を選択することにより、ループ復旧にかかる調整設備として用いる可能性のあるすべての調整設備およびすべての調整設備の組み合わせパターンについて演算をおこない、当該演算結果に基づいて調整設備を選択することができる。これにより、すべての調整設備の組み合わせパターンの中から最適な調整設備を選択することができる。
【０１１８】
さらに、この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、その後におこなう交流法にしたがった演算結果に基づいて、直流法にしたがった演算結果に基づいて選択された調整設備の信頼性を判断することができる。これにより、運転員の経験や勘に左右されることなく、ループ復旧に適した信頼性の高い調整設備を早期に選定することができる。
【０１１９】
また、この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０は、操作票６００に加えて、さらに、調整能力一覧表４００および調整表５００を出力するようにしたことを特徴としている。
【０１２０】
この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、選択された調整設備を示す操作票６００の他に、当該調整設備の選択にかかる調整能力一覧表４００や調整表５００などの各種の情報をあわせて出力することができる。これにより、運転員は、操作票６００の他に、調整能力一覧表４００や調整表５００の値を確認して、ループ復旧にかかる入力操作をおこなうことができる。これにより、電力系統１００の運用にかかる高い確実性および高い安全性を確保することができる。
【０１２１】
また、この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０は、ユーザインターフェイスによって受け付けられた運転員による入力操作の内容と操作票６００の内容とに基づいて、当該入力操作の信頼性を判断し、入力操作の内容と操作票６００の内容とが一致する場合に、該当する調整設備（ＴＣ２２０）に対する制御信号を出力するようにしたことを特徴としている。
【０１２２】
この発明にかかる実施の形態の制御所システム２１０によれば、運転員による入力操作が制御所システム２１０による演算結果に合致する場合に、制御所システム２１０が選択した調整設備に対する制御信号を出力することができる。これにより、運転員の誤操作などのヒューマンエラーの発生を抑制することができ、電力系統１００の運用にかかる高い確実性および高い安全性を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
以上のように、この発明にかかるループ支援装置は、ループ系統におけるループ復旧にかかる運転員の操作を支援するループ支援装置に有用であり、特に、事故時期や事故点をあらかじめ想定することが困難な場合のループ復旧にかかる運転員の操作を支援するループ支援装置に適している。
【符号の説明】
【０１２４】
１００  電力系統
１１０  Ａ変電所の母線
１２０  Ｂ変電所の母線
１３０  Ｃ変電所の母線
１４０  Ｄ変電所の母線
１５０  Ｅ変電所の母線
１６０  Ｆ変電所の母線
２００  ループ支援システム
２１０  制御所システム
２２０  ＴＣ
３０１  入力部
３０２  データベース部
３０３  演算部
３０４  インターフェイス部
４００  調整能力一覧表
５００  調整表
６００  操作票
【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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